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摘要：不同于一般的城市轨道交通，市域快轨在线路长度、客流特征、车站分布等方面均呈现出不同于一般城市轨道交通线路的特征。在研究市域快轨的功能定位和特征的基础上，分析了市域快轨速度目标值选择的过程。首先，确定合适的目标值；其次，通过节时效果、路适应性和站间距匹配性初步选择合适的速度目标值范围。最后，结合供电系统、车辆及土建等工程投资差异和网络适应性等多方面对比分析，确定合适的速度目标值，尽量达到综合最优。
关键词：市域快速轨道交通；速度目标值；功能定位；网络适应性
市域快速轨道交通是一种主要服务于城市郊区和周边新城、城镇与中心城区联系，并具有通勤客运服务功能的中、长距离的大运量城市轨道交通系统，简称市域快轨[1]。随着我国城市化进程的不断推进，国内城市轨道交通快速发展，不少城市中心城区内部的轨道交通线路已经开通运营。近年来，国家新型城镇化规划的实施，推动了都市圈和城市群交通的建设，在城市轨道交通网络中起着重要支撑作用的市域快轨的规划和建设被提上重要议程。
市域快轨在线路长度、客流特征、车站分布等方面均呈现出不同于一般城市轨道交通线路的特征，其速度目标值的选择也不同于一般线路。确定合适的速度目标值，对于有效吸引客流、减少工程投资、降低运营成本均具有重要意义。
1市域快轨的主要特征
不同于一般城市轨道交通线路，市域快轨主要特征如下：
（1）功能定位：一般的市区城市轨道交通线路是顺应于既有客流走廊的需求，而市域快轨更大程度上来说是引导和培育客流。通过市域快轨的规划建设引导城市总体规划的落实，引导土地开发和利用。因此市域线的功能定位是较超前地投入轨道交通的建设，沟通城市中心与外围组团联系，避免城市无序“摊大饼”，引导城市以多个核心为基础开发建设，同时兼顾解决市区既有客运走廊的客运需求问题[2]。
（2）客流：城区段客流量大，郊区段客流偏小；各组团间的沟通交流特征在线路建成的初、近、远期增长明显。
（3）线站位：线路较长，站间距较大，平均站间距一般在3km以上。市区段建筑密集，一般采用地下线；郊区段多采用高架或地面线。
（4）运输组织：结合线路特征和客流需求等因素，一般有两个或两个以上的交路套跑；一般开行大站快车，采取越行方式，减少全程的旅行时间。
（5）速度目标值：市域快轨的速度目标值一般在120~160km/h之间。
（6）牵引供电系统：结合相应的速度目标值和车辆等因素，可采用直流或交流供电制式。
2市域快轨的速度目标值选择分析
市域快轨与一般城市轨道交通相比，线路更长，站间距偏大，应选用较高的速度目标值，结合既有规范和已实施的市域快轨经验，120~160km/h的速度目标值是较为合适的选择。
2.1速度目标值的初步选择
（1）时间目标值
时间目标值是指线路所经过的重要节点（如起终点站、交通枢纽、行政及商业中心等）之间，或通过本线路换乘至某些重要节点、中心之间的旅行时间期望。其从总体上控制了全线或某些区段的旅行时间，提出了旅行速度要求，进而影响速度目标值的选择[3]。
《城市轨道交通工程项目建设标准》对于全线速度目标值有如下规定：对超长线路应以最长交路运行1h为目标，旅行速度达到最高运行速度的45%~50%为宜[4]。这项规定，主要是出于司机连续驾驶疲劳时间和列车上并不设置厕所的考虑[5]。另外，文献[6]认为“1h目标”并非绝对限制，一定条件下也是可以突破的。
综上分析，时间目标值对于速度目标值的限制不应是绝对的，应做到宏观控制，具体线路具体分析，尽量满足。
（2）节时效果分析
一般而言，确定了运输组织模式之后，可以比选不同速度目标值下，全程或组团间的旅行时间，结合客流特征，分析客流对于不同更快的速度目标值的敏感性。
例如图1，某市域快轨线，串联了中心城区A、外围组团B和外围组团C，线路全长60km。A的中心至B的中心距离为27.8km，A的中心至C的中心距离为56.2km。采用站站停运输模式，在不同速度目标值下，全程及各组团间线路长度和旅行时间如表1所示。
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图1市域快轨线示意图
表1节时效果分析
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上表分析了全程和中心城区至外围组团间的不同速度目标值下的旅行时间，可以看出较长的运行距离下才能体现出更快速度的优势。节时效果还应结合组团间客流交流量综合分析，是否有更多的长距离组团间客流交流量是选择合适速度目标值的关键因素。
（2）线路适应性
根据表2的线路技术参数，可以不同速度目标值下限速地段的长度，据此分析与线路特征更适应的速度目标值。
表2不同速度目标值下线路主要技术参数
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（3）站间距匹配性
速度目标值越高，列车起制动距离和时间越大，从而导致列车巡航及惰行距离缩短，影响全线的旅行时间；速度目标值过低，则平均速度偏低，无法满足出行时间要求。因此，固定速度目标值在不同站间距下的达速比指标尤为重要，一般情况，在满足时间要求的前提下，达速比应在50%以上。
表3速度与站间距对应表
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通过分析不同速度目标值下的达速比，按照50%达速比的目标，可以初步筛选出更能发挥车辆性能的速度目标值。
2.2不同速度目标值下工程差异性分析
当速度目标值的提高时，相应的车辆、土建设备都有相应程度的增强，工程投资的差异是速度目标值比选过程中需要考虑的部分。
（1）牵引供电系统
交、直流制式皆可满足速度目标值的需求。结合既有和在建工程的经验，160km/h方案宜用交流制式。相对于交流制式，直流制式牵引网电压等级低，所要求的安全防护距离较小。但直流制式变电所供电范围小，变电设施数量多，投资较大。
（2）车辆
车辆购置费取决于车辆配属车数量及车辆单价，车辆最高速度越高，则单价越高。但车辆旅行速度的提高，使得车辆周转时间缩短，引起车辆配属数量的减少。
（3）隧道
随着速度目标值的提高，应根据乘客的舒适标准，列车车辆密封性指标和区间隧道断面的阻塞比校核隧道断面的净空面积，并适当增加尺寸。根据经验，120km/h方案一般采用6.7m洞径，而140km/h和160km/h方案，因速度较快、限界增加，需采用更大尺寸的洞径，分别需要采用8.5m和8.8m的洞径。洞径的增大，导致隧道段工程投资增加。
（4）高架
结合温州和金华市域轨道交通经验，120km/h方案区间桥面宽一般为9.4m。而140km/h和160km/h方案桥面需增加至11.2m及以上。当采用160km/h方案，采用市域D型车，荷载变大，需增加桥墩宽度和深度，均大大增加了工程投资。
（5）车站
在确定车辆编组后，根据相应的车辆编组确定车站的尺寸。速度目标值越高，车辆尺寸越大，车站规模会增加。另外若采用交流制式，接触网高度比直流制式更高，车站高度有一定程度的增加，导致工程投资的增加。
2.3网络适应性分析
从网络资源共享角度来看，市域快轨速度目标值的确定还应综合考虑与线网中其他线路的适应性。网络资源共享包括人力、土地、运营设备与设施、检修设备与设施、施工机具及设施等方面。例如，设计速度目标值及车辆选型与既有或在建的市域快轨线路保持一致，有利于实现线路间车辆的调配使用，降低线网总配属车数，节约成本；同类型的车辆可共用综合维修基地，降低投资；采用相同的供电制式，可以统一管理，节约人力成本。
3结语
结合市域快轨在功能定位、客流、线站位等方面的特征，分析了市域快轨速度目标值选择的过程。首先，确定合适的目标值；其次，通过节时效果、路适应性和站间距匹配性初步选择合适的速度目标值范围。最后，结合供电系统、车辆及土建等工程投资差异和网络适应性等多方面对比分析，确定合适的速度目标值，尽量达到综合最优。
参考文献
[1]中国土木工程协会.市域快速轨道交通设计规范：T/CCES2－2017[s], 2017.
[2]杨立新.市域城市轨道交通及其主要技术特征[J].城市轨道交通研究, 2008.
[3]黄树明.城市轨道交通市域线速度目标值研究[J].城市轨道交通研究, 2017.
[4]中华人民共和国建设部.城市轨道交通工程项目建设标准：建标104—2008[S].北京：中国计划出版社，2008.
[5]沈景炎.关于城市轨道交通线路长度的研究和讨论[J].都市快轨交通，2008.
[6]强士盎.城市轨道交通超长线路速度目标值选择浅析[J].铁道标准设计，2013.