粵東城際鐵路引入汕頭站改建方案研究

張 鑫

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司線路運輸院，710043，西安 ∥ 工程師)

粵東地區地處閩粵交界，臨近港澳臺，是廣東省深化粵港澳臺經貿合作、加強與東盟等國際經濟區域合作的對外開放重要門戶。規劃粵東城際鐵路網以粵東地區的汕頭、潮州、揭陽、汕尾主城區為主要節點，為區域內城鎮之間提供便捷的“公交化”客運服務。此城際網的構建將實現汕潮揭地區中心城市“半小時通勤圈”和粵東地區“一小時交通圈”，同時實現與鐵路干線、城市軌道交通和潮汕機場等綜合交通樞紐緊密銜接[1]。

汕頭站作為粵東地區重要樞紐性節點和汕潮揭地區內的主要鐵路客運站，銜接梅汕鐵路、沿海高鐵、汕頭—潮汕機場城際、汕頭—潮州東城際、汕頭—普寧城際等多條城際鐵路[2]。本文根據粵東城際鐵路項目功能定位和客車開行方案，研究汕頭站的車站規模和平面布置，分析車站到發線能力和折返模式，合理確定城際鐵路引入后汕頭站的改建方案，對發揮汕頭站綜合交通樞紐優勢，提高粵東城際軌道交通網絡通過能力有著重要意義[3]。

1 工程概況

1.1 既有汕頭站概況

既有汕頭站設2條到發線(含1條正線)、1條機走線；客車整備所與車站橫列式布置，設5條整備線、2條檢修線、1條卸油線、5條存車線。現需在在建的汕汕高鐵(汕頭—汕尾)引入區對汕頭站進行改建。改建后的汕頭站按高鐵場和普速場由東向西分場地布置。其中：高鐵場規模為4臺9線，普速場規模為4臺8線(含正線)；車站西側預留了城際場的建設條件[4]。汕頭站設東、西雙站房和高架候車室。汕頭站的車站平面布置示意圖如圖1所示。作為汕潮揭鐵路總圖規劃中的地區內主要客運站，汕頭站將成為銜接廣州、廈門、梅州、潮汕機場和潮州東等多個方向，集高速鐵路、普速鐵路、城際鐵路、城市軌道交通、公路客運和城市道路公交等多種交通方式的大型綜合交通樞紐[5]。

圖1 改建的汕頭站平面布置示意圖

1.2 汕頭站引入相關線路概況

粵東地區城際鐵路網近期規劃建設“一線一環一射線”，遠期規劃則形成“一線兩環兩射線”[2]。既有汕頭站有梅州—汕頭鐵路引入，還有在建的汕頭—汕尾高鐵和規劃的汕頭—漳州高鐵引入；近期汕頭—潮汕機場城際鐵路和汕頭—潮州東城際鐵路分別在汕頭站南北端引入車站，遠期汕頭—普寧城際鐵路在汕頭站南端引入車站。汕頭站銜接的客運線路概況見表1。

表1 汕頭站銜接客運線路概況表

2 粵東城際鐵路引入汕頭站改建方案

2.1 車站規模的確定

2.1.1 鐵路站場規模驗算

汕頭站按高速場、普速場和城際場三場并列布置的規模建設。合理確定車站站場規模是研究建設方案的前提。

本文根據不同作業性質客車對數和占用到發線時分確定到發線數量。到發線數量N到發線計算公式如下：

N到發線=2(n始發t始發+n通過t通過+n立折t立折)/(Tτ)

(1)

式中：

t始發——1列始發客車占用到發線時間，min；

t通過——1列通過客車占用到發線時間，min；

t立折——1列立即折返客車占用到發線時間，min；

n始發——每日始發客車數，對/d；

n通過——每日通過客車數，對/d；

n立折——每日立即折返客車數，對/d；

T——到發線日作業總時間，h；

τ——到發線利用率，%。

汕頭站高速場和普速場銜接的鐵路線路以中長途運輸為主，客車到發時間上存在不均衡性的特點，客車占用到發線時分采用非高峰時段占用到發線時分計算。t始發按20.5 min計，t通過按14 min計，t立折按41 min計，T按18 h計，τ按60%計。

汕頭站高速場遠期辦理始發終到客車49對，通過客車81對；普速場遠期辦理始發終到動車組客車76對，普速客車8對。經到發線能力檢算，汕頭站高速場總規模按4臺9線，普速場總規模按4臺8線，其設計合理[6]。

2.1.2 汕頭站城際鐵路客車開行方案

粵東城際鐵路網是服務粵東地區內部、以短途和城際客流為主的城際鐵路網絡。針對粵東城際網功能定位，根據粵東地區社會經濟和交通統計資料，在現狀交通調查的基礎上根據區域客運量發展趨勢，采用“四階段法”，對區域客運總量進行生成和分布預測。根據客流預測，研究城際鐵路的開行方案及客車交路，求得汕頭站高峰時段客車的開行方案。汕頭站高峰時段粵東城際客車開行方案見表2。

表2 汕頭站高峰時段粵東城際客車開行方案表

2.1.3 城際場規模計算

根據珠三角已運營城際客車的開行特點，城際客車到發作業具有發車頻率高、到發時間相對均衡和高峰時段明顯等特點。城際場按高峰小時客車作業量確定配線規模。根據汕頭站城際客車開行方案的預測結果，汕頭站城際客車以始發終到作業為主，其中高峰時段近期辦理始發終到作業車25對，遠期辦理始發終到作業車30對。

高峰時段t始發按12 min計，T按18 h計，τ按60%計[7]。利用式(1)計算得到城際場近期需要5條到發線，遠期需要6條到發線。考慮城際客車正線可兼到發線使用，確定城際場規模為3臺6線。

2.2 汕頭站改建的城際場布置方案

粵東城際鐵路通過新建城際客車場引入汕頭站。城際場南端有汕頭—潮汕機場城際鐵路和汕頭—普寧城際鐵路等多條鐵路線路引入。北端有汕頭—潮州東城際引入。統籌多條城際線路的引入，并結合汕頭站周邊控制因素，汕頭城際場建設方案主要研究了城際場分場布置方案和城際場合場布置方案。根據客車開行方案和交路設置情況，汕頭經潮汕機場經潮州東—汕頭為區域內規劃環線，按汕頭—潮州東城際正線和潮汕機場—汕頭城際正線貫通研究。

2.2.1 城際場分場布置方案

汕頭—潮汕機場城際鐵路和汕頭—普寧城際鐵路在汕頭站南端分別引入新建城際場；汕頭—潮州東城際鐵路在城際場北端引入潮汕方向場。結合區間線路走向，城際場按普寧方向場和潮汕方向場自東向西分兩場布置。其中，汕頭方向和潮州方向為城際場客車的主要開行方向，開行客車對數較多，因此潮汕方向場規模按2島4線、普寧方向場規模按1島2線，即城際場總規模按3島6線(普寧方向場近期按預留設計)布置。汕頭站整體自東向西按高速場、普速場、普寧方向城際場和潮汕方向城際場4場橫列式布置。

城際場北端動車走行線外包汕頭—潮州東城際正線，分左、右線分別引入普寧城際場及潮汕城際場，兩場兩端咽喉區利用渡線連接。南端咽喉區利用渡線與汕頭—汕尾高鐵連通。車站平面布置示意圖見圖2。

圖2 城際場分場布置的汕頭站平面示意圖

2.2.2 城際場合場布置方案

汕頭—普寧城際鐵路外包本線，在汕頭站南端按方向分別引入新建城際場。城際場按一場布置，汕頭—潮州東城際鐵路在城際場北端引入潮汕方向場并與汕頭—潮汕機場城際鐵路貫通。城際場規模為3島6線。汕頭站整體自東向西按高速場、普速場和城際場3場橫列式布置。

城際場北端動車走行線外包汕頭—潮州東城際正線分左、右線引入城際場，南端咽喉區利用渡線與汕汕高鐵連通。車站布置示意圖見圖3。

圖3 城際場合場布置的汕頭站平面示意圖

2.2.3 方案比選

本文從工程設置條件、工程投資、車站運輸組織和與其它線路互聯互通等方面，研究城際場平面布置方案。兩種方案優缺點見表3。

表3 汕頭站城際場平面布置方案優缺點比選表

經比選，城際場分場方案進站前線路工程設置條件較好，但工程投資與合場方案相當，且合場方案各方向城際客車互聯互通效果更好，城際場到發線和咽喉區利用效率更高，運輸組織更靈活，故本次研究推薦城際場合場布置方案。

2.3 折返線布置方案

汕頭站作為粵東城際鐵路網內的重要節點，近期辦理城際鐵路網內多個方向的始發終到作業車。根據客運量預測結論，若高峰時段始發車均按折返作業計算，遠期高峰時段汕頭站南端咽喉辦理折返車共18對，其中，普寧方向7對，潮汕機場方向11對。北端咽喉辦理潮州東方向折返車3對。車站集中辦理多方向折返作業車，其中高峰時段潮汕機場方向折返車最多，潮州東方向折返車最少。若折返作業方式選擇不當，極易造成車站咽喉區能力緊張，到發線利用率低等問題，會進一步降低車站的作業效率，影響車站運營[8]。本文研究分析了車站選取不同折返作業模式下對車站能力的影響。

折返方案主要有站前折返方案和站后折返方案兩種。站前折返方案利用車站接車端咽喉區和到發線完成折返作業；站后折返方案利用設置站后折返線完成折返作業[9]。各折返方案作業流程時間見表4。

表4 各折返方案作業流程時間表

若車站潮汕機場方向、普寧方向和潮州東方向到達客車均采用經到發線接車站前折返的作業方式，則會使車站南端咽喉區能力超飽和，兩端咽喉區能力利用率極不均衡；若車站潮汕機場方向到發客車采用經動車走行線站后折返的作業方式，潮州東方向到達客車采用經到發線站前折返的作業方式，則潮汕機場方向咽喉區利用率達73%，潮州東方向咽喉區利用率約75%[10]。因此，推薦潮州東方向折返車采用站前折返，潮汕機場方向利用站后設置折返線的方式站后折返;運營時可根據集中到發情況，均衡使用到發線，靈活選擇折返方式，以緩解咽喉區的緊張問題。

3 結語

本文首先根據汕頭站的銜接線路和預測客運量，結合不同車場的作業特點，驗證汕頭站鐵路站場的規模合理性，并確定汕頭站城際場規模為3臺6線；其次從工程設置條件、工程投資、運輸組織效率和互聯互通等多個角度研究了粵東城際鐵路引入汕頭站城際場的改建方案，并推薦了到發線和咽喉區利用率高、多條線路互聯互通效果較好的合場布置方案；最后根據汕頭站始發終到客車立即折返作業較多的特點，研究了折返線的布置和折返作業模式的選擇，得出了根據客車開行方向靈活選擇折返方式以提高運輸組織效率的結論。