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      市域(郊)鐵路車輛選型探討

      2024-12-06 00:00:00王倩辰
      交通科技與管理 2024年21期

      摘要 市域(郊)鐵路是連接都市圈中心城市城區(qū)和周邊城鎮(zhèn)組團(tuán),為通勤客流提供快速度、大運(yùn)量、公交化運(yùn)輸服務(wù)的軌道交通系統(tǒng)。該文以上海市域(郊)鐵路—南楓線為例,通過對速度目標(biāo)值、客流適應(yīng)性、線網(wǎng)銜接、車輛檢修資源共享等多要素進(jìn)行綜合比選,推薦車輛采用市域C型車,確保該線與兩港快線、嘉善至西塘線、嘉興至楓南線貫通運(yùn)營的可靠性和靈活性,研究成果旨在為類似項目提供參考和借鑒。

      關(guān)鍵詞 市域(郊);車輛選型;車輛參數(shù);選型原則;車輛檢修資源共享

      中圖分類號 U292 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949(2024)21-0036-03

      0 引言

      發(fā)展市域(郊)鐵路,對優(yōu)化城市功能布局、促進(jìn)大中小城市和小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展、擴(kuò)大有效投資等具有一舉多得之效,有利于發(fā)揮中心城市輻射帶動作用,有利于擴(kuò)大公共交通服務(wù)供給、有效緩解城市交通擁堵、推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化發(fā)展。市域(郊)鐵路車輛選型是前期研究的重點(diǎn)和難點(diǎn),車輛制式的選擇對系統(tǒng)制式和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。車輛選型優(yōu)化全過程運(yùn)輸組織模式,推進(jìn)市域(郊)鐵路與其他交通方式銜接配套。

      近年來,我國軌道交通發(fā)展以“鐵路+城市軌道”為主體,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加快。隨著城市群發(fā)展成為我國城鎮(zhèn)化發(fā)展的主體形態(tài),各大城市都市圈范圍內(nèi)聯(lián)系不斷增強(qiáng),城市群內(nèi)部各級城市間聯(lián)系不斷加深[1]。從引導(dǎo)中心城市功能疏解、優(yōu)化空間布局角度出發(fā),既有“鐵路+城市軌道”體系難以適應(yīng)這種高強(qiáng)度、多樣化、高頻次、強(qiáng)時效的城市群交通需求特點(diǎn)。加快市域(郊)鐵路發(fā)展,能夠補(bǔ)足短板,突出軌道交通對城鎮(zhèn)化地區(qū)的支撐,更大程度上實(shí)現(xiàn)軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通,有利于形成多元化、多樣化的綜合交通運(yùn)輸體系,滿足并實(shí)現(xiàn)城市群的協(xié)同發(fā)展要求。國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國家發(fā)展改革委、交通運(yùn)輸部、國家鐵路局、中國國家鐵路集團(tuán)有限公司《關(guān)于推動都市圈市域(郊)鐵路加快發(fā)展的意見》(國辦函〔2020〕116號)?!蛾P(guān)于推動都市圈市域(郊)鐵路加快發(fā)展的意見》(國辦函〔2020〕116號)的出臺,為市域(郊)鐵路發(fā)展進(jìn)一步指明了發(fā)展方向,將有力支撐現(xiàn)代化都市圈發(fā)展[2]。從培育發(fā)展現(xiàn)代化都市圈、構(gòu)建多層次軌道交通系統(tǒng)以及國內(nèi)外發(fā)展經(jīng)驗看,加快發(fā)展市域(郊)鐵路有利于打造1小時通勤都市圈,有利于構(gòu)建現(xiàn)代交通網(wǎng),有利于推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè),有利于進(jìn)一步優(yōu)化城市功能布局[3]。

      1 市域(郊)鐵路四大都市圈

      目前市域(郊)鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)有《市域(郊)鐵路設(shè)計規(guī)范》(TB 10624—2020)、《市域鐵路設(shè)計規(guī)范》(T/CRSC 0101—2017)、《市域快速軌道交通設(shè)計規(guī)范》(T/CCES 2—2017)、《市域快軌交通技術(shù)規(guī)范》(T/CAMET 01001—2019)、《市域快速軌道交通設(shè)計規(guī)范》(DB33/T 1160—2018)[4]。這些設(shè)計規(guī)范由國家部門、行業(yè)協(xié)會等不同主體各自牽頭編制。

      當(dāng)前國內(nèi)市域(郊)鐵路應(yīng)用主要集中在京津冀、長三角、粵港澳和成渝四大都市圈。自2018年1月至2022年6月30日,國家發(fā)展改革委批復(fù)了《成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈綜合交通運(yùn)輸發(fā)展規(guī)劃》《長江三角洲地區(qū)多層次軌道交通規(guī)劃》《成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈多層次軌道交通規(guī)劃》《粵東地區(qū)城際鐵路建設(shè)規(guī)劃》《粵港澳大灣區(qū)城際鐵路建設(shè)規(guī)劃》5個項目,涉及成渝地區(qū)、長江三角洲地區(qū)、粵港澳大灣區(qū)3個城市群或都市圈的市域(郊)鐵路建設(shè)規(guī)劃[5]。

      1.1 京津冀地區(qū)

      京津冀地區(qū)市域(郊)鐵路目前以北京市域(郊)鐵路為主,自2008年S2線開通運(yùn)營以來,陸續(xù)開通了城市副中心線、懷柔至密云線、通密線、東北環(huán)線等,其中大興機(jī)場線、雄安至北京大興國際機(jī)場快線采用市域D型車,城市副中心線、懷密線、東北環(huán)線采用市域C型車。

      1.2 長三角地區(qū)

      長三角地區(qū)當(dāng)考慮市域(郊)鐵路與國鐵跨線運(yùn)營時,車輛采用市域C型車,包括蘇錫常城際、上海嘉閔線、機(jī)場聯(lián)絡(luò)線、嘉善至西塘線等;當(dāng)只考慮融入城市軌道交通系統(tǒng)時,多采用城軌制式車輛,如上海崇明線、杭州至德清線等采用120 km/h市域A型車,南京至儀征線、寧波至象山線、寧波至慈溪線等采用160 km/h市域A型車,溫州、臺州市域郊鐵路預(yù)留跨國鐵運(yùn)營可能性,采用市域D型車。

      1.3 粵港澳大灣區(qū)

      珠三角城際:珠三角城際按照國鐵模式,采用CRH型車+CTCS信號系統(tǒng),部分線路承擔(dān)國鐵下線功能,跨線運(yùn)營,如廣珠城際、廣佛江珠城際、廣清城際、穗莞深城際、新白廣城際、廣佛環(huán)城際、佛莞城際、莞惠城際等。

      都市圈城際:都市圈城際與國鐵(高鐵)互聯(lián)互通需求不大,功能相對獨(dú)立。廣州已實(shí)施的市域快線包括18和22號線按照城市軌道交通的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和公交化自主運(yùn)營模式,采用了市域D車+CBTC信號系統(tǒng)。廣州東至花都天貴城際、南沙至珠海(中山)城際、芳村至白云機(jī)場城際等也是采用了市域D車+CBTC信號系統(tǒng)。

      1.4 成渝地區(qū)

      根據(jù)成都市軌道交通規(guī)劃,成都軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃了9條快線,19條市域鐵路。根據(jù)重慶都市圈發(fā)展規(guī)劃,重慶將發(fā)展軌道上的都市圈,利用市域(郊)鐵路將渝中區(qū)、大渡口區(qū)、江北區(qū)、沙坪壩區(qū)等21區(qū)及廣安市相連通。目前成都已建成的地鐵17、18號線和在建的市域鐵路S3、S5和S11號線,線路長度在30 km到90 km之間,均采用AC25kV市域A型車;重慶市璧銅線、永川線均采用AC25kV市域D型車。

      2 市域(郊)鐵路車型概況及主要參數(shù)

      根據(jù)《市域(郊)鐵路設(shè)計規(guī)范》(TB 10624—2020),我國市域(郊)車型主要包括市域A、B、C和D型四種,各車型的主要技術(shù)規(guī)格參數(shù)詳見表1。

      2.1 市域A型車

      2020年國內(nèi)首列時速140 km/h市域A型車在成都18號線成功下線并投入運(yùn)營。成都18號線全長約69.39 km,地下站8座,首次應(yīng)用AC25kV架空懸掛接觸網(wǎng)供電市域A型車,最高速度140 km/h。

      2.2 市域B型車

      金華軌道交通金義東線選用市域B型車,采用接觸軌受流方式供電,最高運(yùn)行速度120 km/h,6節(jié)編組,包括4輛動車和2輛拖車,全列核載1 488人,是國內(nèi)首個真正意義上的市域B型車,填補(bǔ)了市域B型車的空白。

      B型車受軸重限制,當(dāng)速度提升至160 km/h,牽引供電裝置質(zhì)量增加,同時車輛氣密性、降噪性能、車體強(qiáng)度等要求隨之提高,其代價是車輛整備質(zhì)量大幅增加,軸重難以滿足市域規(guī)范中市域B型車軸重不超過15 t的要求,目前國內(nèi)還沒有運(yùn)行速度140 km/h及以上的市域B型車案例。

      2.3 市域C型車

      中車集團(tuán)基于高速動車組技術(shù),融合城市軌道交通車輛快起快停、公交化運(yùn)營特點(diǎn),研發(fā)了CRH6型城際動車組平臺,取得了國家鐵路局頒發(fā)的車輛設(shè)計及制造許可證,并在此平臺上,結(jié)合市域鐵路快起快停的特點(diǎn),研制了涵蓋時速140~160 km/h的市域C型車,嚴(yán)格意義上的市域C型車預(yù)計2023年正式下線,目前國內(nèi)C型車均為CRH6F和CRH6A型車。CRH6型車已廣泛應(yīng)用于珠三角城際、寧波至余姚城際鐵路、上海機(jī)場線、長三角城際等鐵路。

      2.4 市域D型車

      該車也是基于CRH6型車平臺研制,在北京新機(jī)場線、溫州市域軌道交通、臺州市域軌道交通中應(yīng)用,是一款基于先進(jìn)的高速動車組技術(shù)和成熟的地鐵車輛技術(shù),集合兩者優(yōu)勢“基因”而打造的一種新型軌道交通車輛。與CRH6動車組一樣,采用AC25kV交流供電,車寬、高基本與動車組保持一致,開門數(shù)量有增加。列車采用4~8輛編組,能以最高時速160 km/h持續(xù)運(yùn)行。

      3 市域(郊)鐵路車輛選型原則

      (1)車輛選型及編組應(yīng)滿足高峰小時最大斷面客流要求。

      (2)車輛選型應(yīng)滿足該線功能定位的要求,適應(yīng)市域快速軌道交通相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和條件。

      (3)車輛選型應(yīng)滿足該線車輛開行的速度目標(biāo)值、供電模式、線路條件。

      (4)車輛選型應(yīng)確定是否與市域快軌以及其他市域(郊)鐵路貫通運(yùn)營的要求。

      (5)車輛選型應(yīng)有利于路網(wǎng)中車輛及檢修設(shè)施資源的共享。

      (6)車輛制造技術(shù)應(yīng)先進(jìn)、成熟,運(yùn)行安全可靠,噪聲低,節(jié)省能源,環(huán)保效益好,造型美觀,防火防災(zāi),檢修方便。

      (7)車輛應(yīng)適應(yīng)該市氣候和自然條件。

      (8)滿足車輛、機(jī)電設(shè)備國產(chǎn)化率不低于75%的要求。

      4 車輛選型分析

      市域(郊)鐵路可采用的車輛有市域A、B、C、D共計4種車型,市域A、B型車是基于地鐵模式打造的車型,市域C、D是基于動車組模式打造的車型,以上海市域鐵路南楓線工程為例,從速度目標(biāo)值、客流適應(yīng)性、線網(wǎng)銜接、車輛檢修資源共享等多要素進(jìn)行綜合比選,選取適合上海市域鐵路南楓線工程的市域車型。

      4.1 從速度目標(biāo)值、客流適應(yīng)性對車輛選型進(jìn)行分析

      以上海市域鐵路南楓線工程為例,該工程速度目標(biāo)值確定為160 km/h。B型車受軸重限制,當(dāng)速度提升至160 km/h,牽引供電裝置質(zhì)量增加,同時車輛氣密性、降噪性能、車體強(qiáng)度等要求隨之提高,其代價是車輛整備質(zhì)量大幅增加,軸重難以滿足《市域(郊)鐵路設(shè)計規(guī)范》(TB 10624—2020)中市域B型車軸重不超過15 t的要求,能達(dá)到此速度目標(biāo)值的車型有市域A、市域C和市域D型車。

      從客流量上看,該線高峰小時客流斷面0.89萬人次/小時,市域A、市域C和市域D型車均可滿足客流需求。

      4.2 從線網(wǎng)互聯(lián)互通對車輛選型進(jìn)行分析

      考慮該線與兩港快線、嘉善至西塘線、嘉興至楓南線貫通運(yùn)營。兩港快線、嘉善至西塘線、嘉興至楓南線均采用市域C型車。

      市域A型車車寬為3 m,市域C型車和D型車車寬均為3.3 m,考慮市域A型車的建筑限界小于市域C型車和D型車,且其站臺邊緣距線路中心的距離以及站臺面高度要求均與市域C、D型車不同,因此采用市域A型車無法滿足與兩港快線、嘉善至西塘線、嘉興至楓南線貫通運(yùn)營的要求。該次車輛選型重點(diǎn)比選與C 型車限界相匹配的市域C型和市域D型車。

      4.3 從車輛檢修資源共享對車輛選型進(jìn)行分析

      區(qū)域內(nèi)在建的兩港快線、機(jī)場聯(lián)絡(luò)線等市域鐵路均采用市域C型車,若該線采用市域D型車,則不利于車輛的檢修資源共享。從滿足功能定位、速度目標(biāo)值要求、市域線網(wǎng)跨線運(yùn)營與資源共享、客流適應(yīng)性、車輛檢修資源共享等角度統(tǒng)籌考慮,該線宜選擇與上海市域(郊)鐵路線網(wǎng)一致的市域C型車。

      5 結(jié)論

      (1)車輛作為運(yùn)載客流的主體,應(yīng)滿足市域(郊)鐵路乘客對車輛高速通行、快速乘降、大載客量、安全舒適的需求,車輛選型時應(yīng)根據(jù)客流特點(diǎn),從車輛配置、限界等方面綜合考慮,合理確定車輛技術(shù)條件。

      (2)速度目標(biāo)值是車輛的重要指標(biāo)之一,需要結(jié)合市域(郊)鐵路的功能定位、客流特點(diǎn)等合理確定。而速度目標(biāo)值一旦確定,車輛選型應(yīng)與之相匹配。

      (3)按照市域(郊)鐵路的功能定位,以安全可靠、方便快捷、經(jīng)濟(jì)適用、包容融合、綠色環(huán)保為原則,當(dāng)有跨線運(yùn)營、互通需求的市域(郊)鐵路,車輛選型宜優(yōu)先考慮選取滿足包容設(shè)計的車型。

      (4)在簡統(tǒng)化方面,《市域(郊)鐵路設(shè)計規(guī)范》(TB 10624—2020)首次提出了市域(郊)鐵路宜統(tǒng)一車輛選型,有利于運(yùn)營管理和產(chǎn)業(yè)的科學(xué)合理發(fā)展。

      (5)結(jié)合城市市域(郊)鐵路建設(shè)運(yùn)營實(shí)踐經(jīng)驗和科研成果,車輛選型應(yīng)注重乘客體驗,滿足1小時通勤圈快速通達(dá)出行需求,與干線鐵路、城際鐵路、城市軌道交通形成網(wǎng)絡(luò)層次清晰、功能定位合理、銜接一體高效的交通體系。

      參考文獻(xiàn)

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      [2]周宇冠.關(guān)于市域快速軌道交通的思考[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2012(9):22-27.

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      [4]李連成.推進(jìn)市域(郊)鐵路有序發(fā)展的思考[J].都市快軌交通,2017(3):12-14.

      [5]周宏昌.多重功能復(fù)合的市域快軌速度目標(biāo)值研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2020(2):15-21.

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