高速鐵路折角客流疏解平面布置圖型研究

薛耀勝

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司線路站場設計研究處,武漢 430063)

摘 要：我國高速鐵路已實現(xiàn)快速發(fā)展,進一步縮短旅行時間、提高服務質(zhì)量和最大程度吸引客流是高速鐵路發(fā)展的新要求。針對折角客流運輸問題,分析其產(chǎn)生的原因,闡述解決的必要性,提出采用平面疏解法解決折角客流。研究銜接3個方向中間站、4個方向既有接軌站和多個方向樞紐折角客流疏解平面布置圖型,對每種圖型的進路、特點、存在問題和適用條件進行論述,推薦設計中采用圖2、圖3、圖5、圖7和圖8五種圖型,實際應用中需檢算每種圖型薄弱點的能力,實現(xiàn)滿足功能要求,同時節(jié)省工程投資。

關鍵詞：高速鐵路；折角客流；疏解；布置圖型

高速鐵路是解決交通運輸?shù)挠行緩?如何縮短旅行時間是鐵路設計和運營部門的共同目標,處理好折角客流的運輸問題愈加重要。利用平面疏解法解決折角客流運輸問題是高速鐵路設計的難點之一,解決方案直接影響車站的運輸組織,關聯(lián)到車站和高速鐵路整體功能,研究高速鐵路折角客流疏解平面布置圖型意義重大。

1 折角客流的產(chǎn)生原因

交通運輸是在一定范圍內(nèi)的人與物的空間位移。旅客根據(jù)自身出行需要及支付能力,選擇一定的運輸方式,在一定時間和空間范圍內(nèi)做有目的的移動,便形成客流[1]。而作為一名旅客,其出行目的地與城市布局、社會關系、產(chǎn)業(yè)布局等密切相關,若不考慮交通方式的限制,其出行的路徑和方向具有隨機性和發(fā)散性,起點與終點間的直線路徑為最佳選擇。任何一種交通工具均不可能完全根據(jù)每位旅客的出行意愿修建成點到點運輸網(wǎng)路,受交通運輸網(wǎng)絡的制約,旅客自起點(A地)經(jīng)中轉(zhuǎn)點(O地)至終點(B地)產(chǎn)生客流(圖1中A→O→B),其客流的運輸路徑所形成的角度為銳角,稱為折角客流。

2 研究解決折角客流運輸問題的必要性

(1)折角客流是高速鐵路運輸客流的重要組成部分,合理解決折角客流可增加運營收入[2]。高速鐵路的建設資金大部分采取借貸方式,運營前期利息支出高；而客票收入是高速鐵路的主要資金來源,運營中應盡可能吸引客流,提高運營收入,盡早實現(xiàn)盈利,逐步降低資金投資風險。根據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)字,跨線客流輸送量的比例呈逐漸增長趨勢,而折角客流為跨線客流中的一種,研究解決折角客流運輸問題十分必要。

(2)研究解決折角客流運輸問題是節(jié)省旅行時間、方便旅客出行,體現(xiàn)“以人為本”設計理念的要求[8]。隨著社會生活節(jié)奏的加快,人們的時間價值觀日趨提高,旅行時間已直接影響旅客的滿意度和吸引的客流量。旅客乘車出行是一個體力消耗的過程,縮短旅行時間、減少旅客勞累是設計人性化、便捷化的要求。

(3)解決折角客流加強了路網(wǎng)鐵路間的聯(lián)系,實現(xiàn)路網(wǎng)互聯(lián)互通,運輸路徑靈活、機動性大。通過修建聯(lián)絡線、疏解線解決折角客流運輸問題,加強了鐵路網(wǎng)中線路間的互通性、密切性?；ヂ?lián)互通的鐵路網(wǎng)便于運營單位根據(jù)客流的變化趨勢組織多樣化、靈活的列車開行方案,適應和引導客流變化；同時也可實施機動的運輸替代方案,應對自然災害等突發(fā)事件造成路網(wǎng)中鐵路中斷行車的情況下仍能完成運輸任務。

3 折角客流疏解平面布置圖型研究

平面疏解法解決折角客流主要借助設置聯(lián)絡線和疏解線,調(diào)整車站咽喉進路,盡量減少交叉進路,協(xié)調(diào)車站咽喉及到發(fā)線能力,實現(xiàn)旅客在同一趟列車的直達出行。根據(jù)車站銜接方向的個數(shù)不同,提出銜接3個方向中間站、4個方向既有接軌站折角客流疏解平面布置圖型和環(huán)形客運系統(tǒng)疏解平面布置圖型,并對其特點及應用條件進行分析和說明。

3.1 銜接3個方向中間站折角客流疏解平面布置圖型

高速鐵路區(qū)間中間站一般銜接2個方向,設計中經(jīng)常出現(xiàn)第三方向線路引入產(chǎn)生折角客流的情況。如圖2所示,A—B方向為某條高速鐵路的貫通方向,自C方向另一條高速鐵路引入車站,A—B方向、C—A方向、C—B方向均有客流,其中C—A方向為折角客流。解決C—A間折角客流的方案如下。

(1)若C—A方向客流較小,而C—B方向客流較大時,車站平面布置如圖2所示[9]。A—B方向的通過列車在到發(fā)線3、4道辦理,C—A方向的折角列車在到發(fā)線5、6道辦理,C—B方向的通過列車在到發(fā)線7、8道辦理；到發(fā)線5、6道為兩條高速鐵路的共用到發(fā)線,根據(jù)車站列車開行方案可靈活使用；C→A下行列車需在5道折角,經(jīng)c-d渡線發(fā)往A方向,切割A—B方向正線,與A→B下行列車為敵對進路；A→C上行列車需經(jīng)a-b渡線,在6道折角發(fā)往C方向,切割A—B方向正線,與B→A上行出發(fā)列車為敵對進路；考慮C方向高速鐵路下行或上行線出現(xiàn)臨時故障,C—B方向不中斷行車,需在B端咽喉設置“小八字”渡線,實現(xiàn)反向行車。

(2)若C—A方向客流較大,而C—B方向客流較小時,調(diào)整線路自車站B端咽喉引入,消除C—A間的折角客流,改變C—B客流為折角客流,車站疏解方案思路同圖2；若平面受限無法在B端咽喉接軌,車站平面布置如圖3所示。在區(qū)間將C方向高速鐵路的上、下行線換側(cè),C→A下行列車直接引入A—B間的上行場,而A→C上行列車直接引入A—B間的下行場。圖3方案可消除C—A方向折角列車與A—B方向列車的在A端咽喉的敵對進路,但C—B方向列車到發(fā)需在B端咽喉切割A—B方向正線。

圖2、圖3一般適用于地級或縣級市銜接3個方向的高速鐵路中間站,且接軌鐵路客流與干線通道其中一個方向的客流較小的情況。圖2方案通常在接軌鐵路客流與干線通道其中一個方向的折角客流較小時采用,圖3方案則反之。

3.2 銜接4個方向既有接軌站折角客流疏解平面布置圖型

既有接軌站通常銜接方向為3個及以上,受既有車站作業(yè)、設施、設備等制約,處理折角客流時方案較復雜。圖4為既有T1高鐵接軌站示意圖,其中A—B方向為既有高速鐵路,A—C方向間聯(lián)絡線為在建工程。既有T1站設到發(fā)線10條(含正線),站臺長450 m,車站兩側(cè)均設站房,車站范圍內(nèi)采用路基,咽喉區(qū)外為特大橋[15]。

某條高速鐵路自D方向引入T1站,與A、B、C方向均有較大客流,B—C方向無客流,D—A方向為折角客流。根據(jù)存放和檢修動車組需求,T1站新建動車運用所1處(E方向)。解決D—A間折角客流研究了如下方案。

(1)方向別并場,設反到反發(fā)線,車站平面布置如圖5所示。A—B、C方向通過列車和T1站始發(fā)終到列車集中在到發(fā)線(Ⅰ)～(10)道辦理,D—A方向的折角列車在到發(fā)線Ⅻ、ⅩⅣ、Ⅱ、ⅩⅢ道辦理,D—B、C方向的通過列車分別在新建的上、下行車場辦理；D→A下行列車需經(jīng)下行反到線進入新建上行場Ⅱ、ⅩⅢ道,辦理折角作業(yè)后經(jīng)道岔b發(fā)往A方向,與B、C→A上行列車出發(fā)進路同向沖突；A→D的上行列車需自A方向經(jīng)道岔a進入新建下行場Ⅻ、ⅩⅣ道,辦理折角作業(yè)后經(jīng)上行反發(fā)線前往D方向；既有場B端咽喉D—B與A—C間上、下行列車分別存在同向到達、出發(fā)進路沖突。

(2)線路別并站,設“燈泡”疏解線,車站平面布置如圖6所示。A—B、D—C方向的通過和始發(fā)終到列車分別在既有場和新建車場辦理；D→A下行列車需在3、5道辦理折角作業(yè)后經(jīng)道岔a發(fā)往A方向,與B、C→A上行列車出發(fā)進路同向沖突；A→D上行列車經(jīng)既有場后,繞行“燈泡”疏解線在4、6道辦理通過作業(yè)后前往D方向；新建車場C端咽喉需新建“燈泡”疏解線、動走線和D—B方向聯(lián)絡線。

(3)既有基本站臺外側(cè)各增加1條到發(fā)線,車站平面布置如圖7所示。A—B、C方向的通過和始發(fā)終到列車主要在(5)～(8)道辦理,D—A方向的折角列車在到發(fā)線(6)、(8)、(9)道辦理,D—B、C方向的通過列車主要在(10)、Ⅻ、(9)、Ⅺ道辦理；D→A下行列車可經(jīng)道岔e進入(8)道或經(jīng)道岔a、d進入(6)道,辦理折角作業(yè)后經(jīng)渡線c-d發(fā)往A方向,與A→B、C下行列車到達進路為敵對進路；A→D上行列車需自A方向經(jīng)渡線a—b進入(9)道,辦理折角作業(yè)后經(jīng)道岔f、g前往D方向,與B、C→A上行列車出發(fā)進路為敵對進路；既有場B端咽喉D—B與A—C上、下行列車分別存在同向到達、出發(fā)進路沖突。若D—A方向折角客流很大,折角列車切割正線嚴重影響A—B方向通過能力時,可采取在D—A方向區(qū)間設聯(lián)絡線,或在動車運用所(E方向)附近新建輔助客運站,利用動走線辦理折角列車作業(yè),釋放A—B方向線路能力。若D—A方向折角客流很少,也可考慮設區(qū)間渡線或T1站和引入鐵路的前方站區(qū)段正線采用雙方向自動閉塞。

圖5～圖7一般適應于同時為2～3個地級市服務的接軌站,銜接4個方向,并設有動車運用所。圖5列車作業(yè)進路交叉少,且多為同向交叉,對A—B方向線路區(qū)間通過能力影響小,能適應D方向與A、B、C方向有較大客流的情況,但為保留既有站房,占用夾心地較大。圖6列車作業(yè)進路最優(yōu),采用“燈泡”疏解線將折角列車變?yōu)橥ㄟ^列車,釋放到發(fā)線能力,但修建疏解線數(shù)量巨大,不應采用。圖7折角列車作業(yè)進路與A—B方向列車進路平交,對A—B方向正線區(qū)間通過能力影響大,能適應D方向與B、C方向有較大客流,而與A方向有較小客流的情況。

3.3 環(huán)形客運系統(tǒng)疏解平面布置圖型

北京、西安、鄭州、武漢、重慶、長沙等大型鐵路樞紐規(guī)劃有6～8個方向的鐵路引入,如果將樞紐的既有、在建、規(guī)劃車站均設在同一個環(huán)形客運鐵路系統(tǒng),將高效解決樞紐內(nèi)折角客流疏解問題[3]。圖8為一種環(huán)形客運系統(tǒng)疏解圖型,環(huán)1為環(huán)形客運系統(tǒng),D—H—G—C方向線路為某樞紐的既有高速鐵路,車站S1為樞紐既有主要客運站,自A方向引入一條高速鐵路經(jīng)樞紐前往B方向,D—C方向、D—B方向、A—C方向為主要客流,A—B方向有折角客流。解決A—B間折角客流的方案如下。

(1)若A—B方向、A—C方向客流較小,可采用A—E—H—S1—G—F—B運輸徑路,客運作業(yè)全部集中在S1站辦理,同時預留S2樞紐第二客站。此方案A—B方向間經(jīng)S1站的列車在樞紐內(nèi)迂回距離遠,D—C方向、D—B方向、A—C方向、A—B方向客流全部集中在H—G區(qū)段,區(qū)段客流密度大,區(qū)間能力易飽和。

(2)若A—B方向、A—C方向客流較大,H—G雙線區(qū)段能力或車站能力不足時,應調(diào)整運輸徑路為A—S2—B,同時新建S2車站,客運作業(yè)分別在S1、S2站辦理。該方案A—B方向間列車可經(jīng)S2站前往B方向,樞紐內(nèi)走行距離短,D—C方向、D—B方向客流可集中在H—G—F區(qū)段,A—C方向、A—B方向客流可集中在E—F—G區(qū)段,整個環(huán)形客運系統(tǒng)采用雙線格局,客運環(huán)線能力分配均勻,A、B、C、D 4個方向列車可經(jīng)S1或S2站從任何一個方向引出。

環(huán)形客運系統(tǒng)疏解圖型通過將樞紐內(nèi)的客運站全部貫穿于一個環(huán)上,實現(xiàn)樞紐向各方向和各方向間靈活開行列車,成功解決樞紐內(nèi)折角客流運輸問題,樞紐內(nèi)線、站能力達到均衡,運輸徑路靈活多變；樞紐內(nèi)綜合維修、動車運用所等設施可集中設置,充分發(fā)揮設備利用率。環(huán)形客運系統(tǒng)疏解圖型一般需按“一次規(guī)劃,分步實施”的步驟考慮。

圖8可適應銜接4個方向的高速鐵路樞紐,當引入方向更多時,各方向間的折角客流增多,但解決思路相同,接軌點有差異,雙線環(huán)能力不足時需采用四線環(huán)。環(huán)形客運系統(tǒng)疏解圖型若能與城際鐵路、市域鐵路、城市軌道交通、城市道路相結(jié)合,以圖8為基礎打造整個城市內(nèi)、外客流疏解環(huán),集各種客流在同一環(huán)形通道走廊解決,是解決城市綜合交通運輸?shù)男滤悸贰?/p>

4 結(jié)語

折角客流是影響高速鐵路車站平面布置中的一個因素,解決方案應立足最大程度發(fā)揮車站功能,系統(tǒng)考慮全站客流、城市總體規(guī)劃、工程投資、國家利益等多方面因素。圖2、圖3、圖5、圖7和圖8五種圖型實用性強,實際應用中需檢算每種圖型薄弱點的能力,避免能力不足或虛糜,同時應預留適當發(fā)展空間。平面疏解法解決折角客流運輸問題一般工程投資較大,能否通過改善中轉(zhuǎn)換乘旅客的服務質(zhì)量或?qū)嵤┢眱r優(yōu)惠等政策引導旅客愿意采用中轉(zhuǎn)換乘方式是高速鐵路中需進一步研究的問題。

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Research on the Layout Plan for Untwining of Acute Angle Passenger Flow of High-speed Railway

XUE Yao-sheng

(Railway Line and Station Design&Research Department, China Railway Siyuan Survey and Design Group Co., Ltd., Wuhan 430063, China)

Abstract：The rapid development of domestic high-speed railway requires further reduction of travel time, improvement of service quality and attraction of passenger flow. In view of the problem of passenger flow of acute angle, the paper analyzes the causes of the problem, defines the necessity of settlement and proposes surface untwining to solve the problem. The layout plans for untwining of passenger flow are studied for the intermediate station which converges with three directions, the existing junction station which converges with four directions and the terminal which converges with multiple directions. The route, characteristic, problem and application condition of each plan are discussed and plan 2, 3, 5, 7 and 8 are recommended in design. The weak points of each plan should be checked in actual application so as to meet the functional requirements and cut down engineering investment.

Key words：High-speed railway; Passenger flow of acute angle; Untwining; Layout plan

文章編號：1004-2954(2017)06-0016-04

收稿日期：2016-10-06；

修回日期：2016-11-13

作者簡介：薛耀勝(1981—),男,工程師,2005年畢業(yè)于蘭州交通大學交通運輸專業(yè),工學學士,E-mail：502787931@qq.com。

中圖分類號：U238

文獻標識碼：A

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.2017.06.004