川南城际铁路设计速度研究

发表时间:2016/6/13   来源:《工程建设标准化》2016年3月总第208期   作者:靳妮
[导读] 项目功能定位和客流特点决定了本线与区域路网的关系及列车开行方案,是确定客运专线设计速度最重要的因素。

靳  妮
  (中铁二院工程集团有限责任公司,四川,成都,610031)
  【摘  要】设计速度是客运专线主要技术标准的核心内容。项目功能定位和客流特点是确定设计速度最重要的因素。川南城际铁路以城际功能为主,同时承担了路网干线功能,本项目设计速度应从多方面进行研究。川南城际铁路分为内江至自贡至泸州段(以下简称内自泸段)和自贡至宜宾段(以下简称自宜段)。内自泸段以城际功能为主,服务于沿线城际客流。自宜段以城际功能为主,同时承担了路网干线功能,既服务于沿线城际客流又服务于区域间长途客流。根据这两段线路的功能定位和客流特点,从满足时间目标值的要求,与区域路网相适应,与列车开行方案相适等方面进行分析,并进行工程经济比较,确定内自泸段设计速度宜采用250km/h,自宜段设计速度宜采用350km/h。
  【关键词】川南城际铁路;设计速度;旅行时间;功能定位;
  1、引言
  设计速度是客运专线主要技术标准的核心内容。项目功能定位和客流特点决定了本线与区域路网的关系及列车开行方案,是确定客运专线设计速度最重要的因素。城际铁路主要开行服务于沿线客流的城际列车,设计速度不宜过高,分为120km/h、160km/h、200km/h三级。高速铁路主要开行服务于区域间长途客流的长途跨线列车,设计速度不宜过低,分为250km/h、300km/h、350km/h三级。川南城际铁路以城际功能为主,同时承担了路网干线功能,因此,本项目设计速度应从多方面进行研究,研究思路如图1所示。
  
  
  图1  研究思路图
  
  2、川南城际铁路概况
  川南城际铁路分为内江至自贡至泸州段(以下简称内自泸段)和自贡至宜宾段(以下简称自宜段)。内自泸段运营里程127.9km,共设8个车站,平均站间距18.3km。自宜段运营里程85.3km,共设5个车站,平均站间距21.3km。这两段线路功能定位和客流特点不同,设计速度应分别进行研究。
  3、内自泸段设计速度研究
  3.1时间目标值的要求
  现状内江至泸州小汽车、高速大巴旅行时间分别为76min、95min。为缩短列车旅行时间,增强区域路网灵活性,本段时间目标值不宜超过50min,即列车旅行速度应在154km/h以上,设计速度应在200km/h及以上。
  3.2本段功能定位及客流特点
  (1)功能定位
  川南城际铁路内自泸段是成渝经济区城际铁路网的重要组成部分,是一条服务于成渝经济区次级中心城市客流的快速铁路。
  (2)客流特点
  本段主要承担成都、绵阳、达州、自贡、内江、遂宁等地区与泸州地区间的城际客流,承担成都、绵阳、达州、内江、南充、广元等地区与宜宾地区间的城际客流。
  3.3与区域路网相适应
  根据本段客流特点,本段客车主要是去往成渝客专、达成铁路、成绵乐城际、成贵客专等线路。达成铁路设计速度200km/h;成绵乐城际、成贵客专设计速度250km/h;成渝客专设计速度350km/h。与本段相关的主要线路设计速度均为200km/h及以上,本段设计速度应为200km/h及以上。但本段以城际功能为主,主要开行服务于沿线客流的城际列车,设计速度不宜过高,因此,本段设计速度应主要研究200km/h、250km/h两个方案。
  3.4与列车开行方案相适应
  本段以开行城际列车为主,列车种类分为大站直达列车、站停列车。
  (1)大站直达列车设计速度
  大站直达列车是本段高速列车,其设计速度决定本线的设计速度。重点比较了大站直达列车设计速度200km/h 、250km/h两方案。
  1)停站方案
  大站直达列车考虑在内江北、自贡东、泸州三站起停,内江北至自贡东段运行距离为46.7km,自贡东至泸州段运行距离为81.2km,合计127.9 km。
  2)达速运行距离比较
  对两方案分别进行列车牵引计算。根据V-S曲线,200km/h 、250km/h两方案大站直达列车达速运行距离分别为79%、61%。250km/h方案达速运行距离比例较低,但仍然大于50%,两方案达速运行距均比较合理。
  3)旅行速度及时间比较
  根据区间运行数据,两方案大站直达列车旅行速度和时间如表1所示。
  

  从上表可见,250km/h方案比200km/h方案节省旅行时间5.7min。
  根据前述分析可知,250km/h方案达速运行距离合理,节时效果明显,大站直达列车设计速度宜采用250km/h,即本段设计速度宜采用250km/h。
  (2)站停列车设计速度
  站停列车是本段低速列车,其设计速度对线路平面设计有一定的影响。本段大站直达列车设计速度250km/h,与其匹配的站停列车设计速度有200km/h、160km/h两个方案。站停列车考虑跳站起停,对两方案分别进行进行列车牵引计算。根据V-S曲线及区间运行数据,200km/h方案节省旅行时间4.8min,但其达速运行距离比例仅为32%,造成动车组能力虚耗。160km/h方案达速运行距离比例为56%,达速运行距离合理。因此,站停列车设计速度宜采用160km/h。
  综上所述,本段设计速度250km/h的大站直达列车和设计速度160km/h站停列车共线运行,即本段设计速度宜采用250km/h。
  3.5工程经济比较
  本段设计速度250km/h、 200km/h两个方案工程经济比较如表2所示。
  表2  工程经济比较表
  

  从上表可见,采用250km/h方案,静态工程投资增加4.6亿元,增幅2.9%,节省旅行时间5.7min,投资节时比8070万/min。两方案财务效益基本相当。
  3.6小结
  从时间目标值的要求分析,本段设计速度应为200km/h及以上;从与区域路网相适应分析,本段设计速度应主要研究200km/h、250km/h两个方案;从与列车开行方案相适应分析,本段设计速度宜采用250km/h;从工程经济比较分析,250km/h方案与200km/h方案相比,投资增幅小,节时比合理,财务效益基本相当。
  综上所述,本段设计速度宜采用250km/h。
  4、自宜段设计速度研究
  4.1时间目标值的要求
  现状自贡至宜宾小汽车、高速大巴旅行时间分别为48min、60min。为缩短列车运行时间,增强区域路网灵活性,本段时间目标值不宜超过30min,即列车旅行速度应在170km/h以上,设计速度应在200km/h及以上。
  4.2本段功能定位及客流特点
  (1)功能定位
  川南城际铁路自宜段是成渝经济区城际铁路网的重要组成部分,是一条服务于成渝经济区次级中心城市客流的快速铁路;同时,它也是成都至昆明快速客运通道的重要组成部分,是一条服务于西北、四川地区与云南地区间长途客流的快速铁路。
  (2)客流特点
  本段主要承担四川地区(成都、绵阳、南充、达州、内江、广元)、西北地区(西安、银川、兰州、乌鲁木齐)与昆明地区间的长途客流;承担成都、绵阳地区与贵阳、南宁地区间的长途客流;承担成都地区与云南地区(昭通、曲靖、玉溪)间的长途客流;承担成都、绵阳、达州、内江、南充、广元等地区与宜宾地区间的城际客流。长途客流占全线客流的45%,城际客流占全线客流的55%。
  4.3与区域路网相适应
  本段以城际功能为主,同时承担了路网干线功能,与内自泸段共同开行城际列车,与拟建渝昆铁路共同开行长途跨线列车。内自泸段设计速度250km/h,渝昆铁路设计速度350km/h,因此,本段设计速度应主要研究250km/h、350km/h两个方案。
  4.4与列车开行方案相适应
  本段列车种类分为长途跨线列车和城际列车,城际列车分为大站直达列车、站停列车。
  (1)长途跨线列车设计速度
  长途跨线列车为本段高速列车,其设计速度决定本线的设计速度。重点比较了长途跨线列车设计速度250km/h 、350km/h两方案。
  1)设计速度对通道运输组织的适应性
  成都至昆明快速客运通道由规划成自铁路、川南城际铁路自宜段、拟建渝昆铁路构成。成自铁路、川南城际铁路自宜段设计速度应一致,并与渝昆铁路相适应。
  成都至昆明通道长途跨线列车近、远期分别为32对/日、42对/日,其设计速度有两个方案,方案一是250 km/h(成都至昆明全段按250 km/h运行,或者成都至宜宾段按250 km/h运行),方案二是350 km/h。方案一成都至昆明全段按250 km/h运行,缺点是长途跨线车与渝昆铁路高速列车速差较大,将降低渝昆铁路的通过能力;成都至宜宾段按250 km/h运行,缺点是造成动车组能力虚耗。方案二对通道运输组织的适应性较好,可构成成都至昆明全线350km/h快速客运通道,有利于完善区域路网。因此,本段长途跨线列车设计速度宜采用350 km/h。
  2)通道旅行时间比较
  按成自铁路与本段设计速度一致考虑,350km/h 、250km/h两个方案长途跨线车旅行时间如表3所示。
  

  从上表可见,采用350km/h方案,成都至昆明通道旅行时间缩短17min,可实现成都至昆明时间目标值3h,成都至宜宾时间目标值1小时,有利于提高四川、云南两省间客运服务质量。
  根据前述分析可知,350km/h方案对通道运输组织的适应性较好,有利于完善区域路网,有利于提高四川、云南两省间客运服务质量,本段长途跨线车设计速度宜采用350km/h,即本段设计速度宜采用350km/h。
  (2)大站直达列车设计速度
  大站直达列车设计速度重点比较了250km/h 、350km/h两方案。考虑在自贡东、宜宾东两站起停,对两方案分别进行列车牵引计算(临港至宜宾东段限速250 km/h)。根据V-S曲线及区间运行数据,250km/h方案达速运行距离比例73%,达速运行距离合理,但其与长途跨线列车速差较大。本段设计速度350km/h,大量低速列车上线运行,将降低线路通过能力。由于线路条件受限,350km/h方案达速运行距离比例仅44%,但该方案有利于提高线路通过能力,且节省旅行时间4min。因此,大站直达列车设计速度宜采用350km/h。
  (3)站停车设计速度
  站停列车是本段低速列车,其设计速度对线路平面设计有一定的影响。本段长途跨线列车、大站直达列车设计速度350km/h,与其匹配的站停列车设计速度为300 km/h、250km/h两个方案。站停列车考虑跳站起停,对两方案进行列车牵引计算。根据V-S曲线及区间运行数据,300km/h方案与250km/h方案旅行时间基本相当,其达速运行距离比例仅为21%,造成动车组能力虚耗。250km/h方案达速运行距离比例为58%,达速运行距离合理。因此,站停列车设计速度宜采用250km/h。
  综上所述,本段设计速度350km/h的长途跨线列车、大站直达列车与设计速度250km/h的站停列车共线运行,即本段设计速度宜采用350km/h。
  4.5工程经济比较
  本段设计速度350km/h、 250km/h两个方案工程经济比较如表4所示。
  

  从上表可见,采用350km/h方案,静态工程投资增加10.7亿元,增幅9.8%,节省旅行时间4min,投资节时比26750万/min,财务效益有所提升。
  4.6小结
  从时间目标值的要求分析,本段设计速度应为200km/h及以上;从与区域路路网相适应分析,本段设计速度应主要研究250km/h、350km/h两个方案;从与列车开行方案相适应分析,本段设计速度宜采用350km/h;从工程经济比较分析,采用350km/h方案投资增幅较大,节时比较高,但有利于提升经济效益。
  综上所述,本段设计速度宜采用350km/h。
  5、结论
  川南城际铁路是成渝经济区城际铁路网的重要组成部分,主要承担成渝经济区次级中心城市间城际客流;同时,其自宜段也是成都至昆明快速客运通道的重要组成部分,承担了西北、四川地区与云南地区间长途客流。根据内自泸段和自宜段的功能定位和客流特点,从满足时间目标值的要求,与区域路网相适应,与列车开行方案相适等方面进行分析,并进行工程经济比较,确定川南城际铁路内自泸段设计速度宜采用250km/h,自宜段设计速度宜采用350km/h。
  虽然城际铁路和高速铁路的设计速度有明确规定,城际铁路分为120km/h、160km/h、200km/h三级,高速铁路分为250km/h、300km/h、350km/h三级,但从川南城际铁路内自泸段和自宜段设计速度的研究可见,项目功能定位和客流特点是确定设计速度最重要的因素,特别是对于承担了路网干线功能的城际铁路,其设计速度的选择不应局限于城际铁路的速度等级,应根据线路特征进行研究。
  参考文献:
  [1]TB 10623—2014 城际铁路设计规范[S]
  [2]TB 10621—2014 高速铁路设计规范[S]
  [3]TB/T 1407—1998 列车牵引计算规程[S]
  [4]TG/01—2014 铁路技术管理规程[S]
  [5]中铁二院工程集团有限责任公司. 新建铁路内江至自贡至泸州线可行性研究[Z].成都:中铁二院工程集团有限责任公司,2015.
  [6]中铁二院工程集团有限责任公司. 新建铁路自贡至宜宾线可行性研究[Z].成都:中铁二院工程集团有限责任公司,2015.
  [7]中铁二院工程集团有限责任公司. 新建铁路成都至自贡线方案研究[Z].成都:中铁二院工程集团有限责任公司,2015.
  [8]中铁二院工程集团有限责任公司. 新建铁路重庆至昆明线预可行性研究[Z].成都:中铁二院工程集团有限责任公司,2015.

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