深圳至大亞灣城際鐵路運(yùn)輸組織方案研究

姬燕男

(1.軌道交通工程信息化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中鐵一院)，西安 710043；2.陜西省鐵道及地下交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中鐵一院)，西安 710043)

1 概況

深圳至大亞灣城際鐵路位于廣東省粵港澳大灣區(qū)珠江東岸的深圳、惠州二市，線路西起深圳機(jī)場(chǎng)T4航站樓，途經(jīng)深圳市寶安區(qū)、龍華區(qū)、龍崗區(qū)、坪山區(qū)至惠州市大亞灣新區(qū)，線路長(zhǎng)85.127 km，設(shè)車站10座，其中深圳范圍設(shè)機(jī)場(chǎng)北、機(jī)場(chǎng)東、石巖南、龍勝、五和、白坭坑、大運(yùn)、坪山8站，惠州范圍設(shè)上田、大亞灣2站。全線在坪山設(shè)車輛基地1處(與大鵬支線共享)，在九圍設(shè)停車場(chǎng)1處。工程投資約525億元。其線路走向示意如圖1所示[1-4]。

圖1 深圳至大亞灣城際鐵路線路走向示意

2 運(yùn)輸組織模式分析

2.1 跨線客流分析

深圳至大亞灣城際鐵路與國鐵、地鐵及城際鐵路均存在跨線客流，因與國鐵及地鐵開行跨線列車存在系統(tǒng)制式不統(tǒng)一、需進(jìn)行財(cái)務(wù)清分及增加運(yùn)輸組織難度等諸多弊端[5-7]，因此，與國鐵及地鐵跨線客流的運(yùn)輸組織全部按換乘考慮，重點(diǎn)研究與城際鐵路之間的跨線運(yùn)輸組織。

深圳至大亞灣城際鐵路與穗莞深、深莞增、常龍、深惠、大鵬支線、莞龍等城際鐵路均存在跨線客流，跨線客流強(qiáng)度與大鵬支線最大，其次為深惠城際和莞龍城際，與其他各線跨線客流比重相對(duì)較小?？缇€客流詳情如表1所示。

表1 本線與其他城際跨線客流 人次

2.2 跨線列車開行方案分析

與深惠城際跨線客流：深圳至大亞灣城際鐵路與深惠城際在五和站銜接，跨線客流較大，2035年、2045年全日單向客流達(dá)47 302人、63 070人，主要為深圳機(jī)場(chǎng)、深圳市區(qū)與深惠城際之間的客流交流，宜開行跨線列車。因此，五和站按深圳至大亞灣城際鐵路與深惠城際可以相互開行跨線列車設(shè)計(jì)，跨線客流按開行跨線列車組織運(yùn)輸。

與大鵬支線跨線客流：深圳至大亞灣城際鐵路與大鵬支線在坪山站銜接，跨線客流占比最大，2035年、2045年全日單向客流達(dá)48 098人、64 130人，宜開行跨線列車。因此，坪山站按深圳至大亞灣城際鐵路與大鵬支線可以相互開行跨線列車設(shè)計(jì)，跨線客流按開行跨線列車組織運(yùn)輸考慮。

與莞龍城際跨線客流：根據(jù)建設(shè)時(shí)序及建設(shè)方案研究結(jié)論，大鵬支線2030年建成，莞龍城際2035年建成。大鵬支線起點(diǎn)為龍崗站，與深圳至大亞灣城際鐵路在坪山站銜接，莞龍城際建成前大鵬支線龍崗至坪山段與深圳至大亞灣城際鐵路跨線客流較少，2030年全日客流僅為16 224人；莞龍城際建成后與大鵬支線貫通運(yùn)營，2035年、2045年與深圳至大亞灣城際鐵路跨線全日客流分別達(dá)29 342人、34 520人。因此，2030年深圳至大亞灣城際鐵路與莞龍城際不考慮開行跨線列車，2035年、2045年深圳至大亞灣城際鐵路大亞灣方向與莞龍城際開行跨線列車。

深圳至大亞灣城際鐵路與穗莞深、深莞增、常龍城際跨線客流：深圳至大亞灣城際鐵路與穗莞深、深莞增、常龍城際跨線客流較小，若開行跨線列車2045年行車量不超過15對(duì)/d，2035年行車量更少，開行跨線列車存在發(fā)車間隔大、服務(wù)頻率低及增加工程投資等問題，因此暫按不開行跨線列車考慮。

2.3 列車開行種類分析

深圳至大亞灣城際鐵路除承擔(dān)深圳與大亞灣組團(tuán)之間的城際客流以外，也承擔(dān)深圳市域、大亞灣地區(qū)的市域客流，是城際功能與市域快線功能的結(jié)合。其客流可以分為兩大類，一是城際客流中的公務(wù)、商務(wù)客流，起訖點(diǎn)以機(jī)場(chǎng)北、石巖南、五和、坪山、大亞灣等客流聚集地、集散地為主，約占總斷面客流量的15%，其出行距離較長(zhǎng)，對(duì)速度、舒適度的要求較高，宜組織大站快車；二是城際組團(tuán)客流中的通勤、通學(xué)及購物客流，這部分客流約占總斷面客流量的85%，出行距離較短，在便捷和經(jīng)濟(jì)性等方面的要求較為突出，對(duì)速度和舒適度的要求相對(duì)較低，可開行站站停列車。因此，從客流特征的角度分析，深圳至大亞灣城際鐵路應(yīng)開行大站快車和站站停兩種列車。

本次綜合客流量、換乘點(diǎn)、車站位置等綜合因素[8-15]，設(shè)計(jì)大站停列車停車車站為石巖南、五和、坪山等中間站。通過模擬牽引計(jì)算得出，深圳至大亞灣城際鐵路大站停列車旅行時(shí)間相比站站停列車可由56.4 min縮短至46 min，能夠在旅行時(shí)間、速度上具備更大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3 列車開行方案

3.1 列車編組及定員

深圳至大亞灣城際鐵路采用CRH6F-160城際動(dòng)車組，采用8輛編組，原設(shè)計(jì)按4人/m2開行站站停列車，不同站立標(biāo)準(zhǔn)列車定員如表2所示。

表2 CRH6F-160型動(dòng)車組不同站立標(biāo)準(zhǔn)定員

為盡可能吸引客流，結(jié)合現(xiàn)狀城際鐵路客流實(shí)際上座率、預(yù)測(cè)客流特征，從提高客流舒適性的角度分析[8]，站立標(biāo)準(zhǔn)按高峰和平峰、大站停和站站停列車分別考慮。本次設(shè)計(jì)列車定員如表3所示。

表3 本次設(shè)計(jì)列車定員

3.2 開行方案設(shè)計(jì)

根據(jù)深圳至大亞灣城際鐵路客流特征分析，深圳與大亞灣(新大)間的大站客流占比約為15%，結(jié)合運(yùn)輸組織模式研究結(jié)論，為滿足大站客流的出行時(shí)間目標(biāo)要求，宜組織部分大站快車。

深圳至大亞灣城際鐵路2030年、2035年擬開行大站停列車及站站列車，2045年高峰小時(shí)最大斷面客流達(dá)21 299人/h，受能力限制只能開行站站停列車。根據(jù)客流預(yù)測(cè)結(jié)果，深圳至大亞灣城際鐵路2030年、2035年、2045年高峰小時(shí)最大客流斷面分別為12 883人/h、15 974人/h、21 299人/h，結(jié)合客流需求，深圳至大亞灣城際鐵路2030年、2035年、2045年高峰小時(shí)開行列車對(duì)數(shù)分別為2+10對(duì)/h、2+12對(duì)/h、0+16對(duì)/h(大站停+站站停，下同)。

深惠城際設(shè)計(jì)開行大站停及站站停列車，2030年、2035年、2045年高峰小時(shí)開行列車對(duì)數(shù)分別為2+8、2+10、2+12對(duì)/h。

3.2.1 推薦列車運(yùn)行交路

本次設(shè)計(jì)深圳至大亞灣城際鐵路在深惠城際的五和站按與深惠城際具備開行跨線列車考慮，在莞龍城際的坪山站按與莞龍城際具備開行跨線列車考慮；即兩條城際之間可以互相開行跨線。根據(jù)跨線客流需求，結(jié)合運(yùn)輸組織需求研究結(jié)論，研究年度高峰小時(shí)各交路行車量如表4所示。

表4 研究年度高峰小時(shí)各交路行車量 對(duì)/h

結(jié)合客流特征和規(guī)劃的建設(shè)時(shí)序[16-17]，2030年列車運(yùn)行交路如圖2所示，2035年、2045年列車運(yùn)行交路如圖3所示。

注：圖中“A+B”A為大站停列車對(duì)數(shù)，B為站站停列車對(duì)數(shù)

注：圖中“A+B”A為大站停列車對(duì)數(shù)，B為站站停列車對(duì)數(shù)

研究年度高峰小時(shí)深圳至大亞灣城際鐵路各區(qū)段行車量如表5所示。

表5 研究年度高峰小時(shí)深圳至大亞灣城際鐵路各區(qū)段行車量 對(duì)/h

研究年度高峰小時(shí)跨線各區(qū)段行車量如表6所示。

表6 研究年度高峰小時(shí)跨線各區(qū)段行車量 對(duì)/h

3.2.2 全日列車開行計(jì)劃

根據(jù)高峰小時(shí)各交路行車量、停站方案及全日分時(shí)段客流分布比例[18-21]，得到研究年度深圳至大亞灣城際鐵路全日各區(qū)段行車量和研究年度跨線全日各區(qū)段行車量，如表7、表8所示。

表7 研究年度深圳至大亞灣城際鐵路全日各區(qū)段行車量 對(duì)/d

根據(jù)全日開行計(jì)劃，研究年度跨線全日各區(qū)段行車量如表8所示。

表8 研究年度跨線全日各區(qū)段行車量 對(duì)/d

4 能力適應(yīng)性分析

深圳至大亞灣城際鐵路與深惠城際、大鵬支線、莞龍城際之間開行跨線列車，在五和、坪山站車站配線考慮了跨線列車開行條件，本次研究對(duì)深惠城際前保至五和段、大鵬支線、莞龍城際的能力也進(jìn)行了分析。深圳至大亞灣城際鐵路、深惠城際、大鵬支線、莞龍城際列車追蹤間隔研究年度均采用3 min。通過列車運(yùn)行圖鋪畫，若開行大站停和站站停列車，高峰小時(shí)使用能力為大站停列車3對(duì)、站站停列車10對(duì)(或大站停列車2對(duì)、站站停列車13對(duì)，大站停列車1對(duì)、站站停列車15對(duì))；若只開行大站停列車，高峰小時(shí)使用能力為17對(duì)。

4.1 高峰小時(shí)運(yùn)能運(yùn)量適應(yīng)性分析

深圳至大亞灣城際鐵路高峰小時(shí)運(yùn)能運(yùn)量適應(yīng)性分析如表9所示。

表9 深圳至大亞灣城際鐵路高峰小時(shí)運(yùn)能運(yùn)量適應(yīng)情況

研究年度跨線高峰小時(shí)運(yùn)能運(yùn)量適應(yīng)性分析如表10所示。

表10 研究年度跨線高峰小時(shí)運(yùn)能運(yùn)量適應(yīng)情況

由表9、表10可見，研究年度高峰小時(shí)輸送能力可以滿足運(yùn)輸需求，并有一定富余。

4.2 全日運(yùn)能運(yùn)量適應(yīng)性分析

深圳至大亞灣城際鐵路全日運(yùn)能運(yùn)量適應(yīng)性分析如表11所示。

研究年度跨線全日運(yùn)能運(yùn)量適應(yīng)性分析如表12所示。由表11、表12可知，研究年度全日輸送能力可以滿足運(yùn)輸需求，并有一定富余。

表11 深圳至大亞灣城際鐵路全日運(yùn)能運(yùn)量適應(yīng)情況

表12 研究年度跨線全日運(yùn)能運(yùn)量適應(yīng)情況

4.3 進(jìn)一步提高運(yùn)輸能力的措施

綜上分析，深圳至大亞灣城際鐵路通過能力有一定富余，由于運(yùn)量預(yù)測(cè)具有一定的不確定性質(zhì)，研究年度如運(yùn)量進(jìn)一步增長(zhǎng)，可采用減少大站停列車對(duì)數(shù)、增開站站停列車對(duì)數(shù)的措施來提高輸送能力。同時(shí)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，列車制動(dòng)性能和信號(hào)設(shè)備的提升，追蹤間隔將進(jìn)一步縮短，線路通過能力將大幅度提高。

5 結(jié)論

以深圳至大亞灣城際鐵路為例，首先結(jié)合預(yù)測(cè)的跨線客流量，在滿足服務(wù)頻率的前提下提出了跨線列車的開行方案；然后根據(jù)客流特征，在滿足短途通勤客流需求的前提下，兼顧長(zhǎng)途客流的時(shí)效性需求，創(chuàng)造性地提出本線需開行大站停和站站停兩種列車；進(jìn)而依據(jù)列車編組和定員設(shè)計(jì)了列車運(yùn)行交路和全日開行計(jì)劃，通過對(duì)本線及跨線區(qū)段高峰小時(shí)和全日能力適應(yīng)性及利用率進(jìn)行詳細(xì)分析計(jì)算，得出研究年度能力可滿足需求；鑒于客流預(yù)測(cè)的不確定性，提出了進(jìn)一步提高運(yùn)輸能力的措施。研究結(jié)論有力地支撐了深圳至大亞灣城際鐵路的建設(shè)，并為粵港澳大灣區(qū)其他城際鐵路的運(yùn)輸組織方案提供決策依據(jù)。