高速铁路折角客流疏解平面布置图型研究

高速铁路折角客流疏解平面布置图型研究

薛耀胜

(中铁第四勘察设计院集团有限公司线路站场设计研究处,武汉 430063)

摘 要：我国高速铁路已实现快速发展,进一步缩短旅行时间、提高服务质量和最大程度吸引客流是高速铁路发展的新要求。针对折角客流运输问题,分析其产生的原因,阐述解决的必要性,提出采用平面疏解法解决折角客流。研究衔接3个方向中间站、4个方向既有接轨站和多个方向枢纽折角客流疏解平面布置图型,对每种图型的进路、特点、存在问题和适用条件进行论述,推荐设计中采用图2、图3、图5、图7和图8五种图型,实际应用中需检算每种图型薄弱点的能力,实现满足功能要求,同时节省工程投资。

关键词：高速铁路；折角客流；疏解；布置图型

高速铁路是解决交通运输的有效途径,如何缩短旅行时间是铁路设计和运营部门的共同目标,处理好折角客流的运输问题愈加重要。利用平面疏解法解决折角客流运输问题是高速铁路设计的难点之一,解决方案直接影响车站的运输组织,关联到车站和高速铁路整体功能,研究高速铁路折角客流疏解平面布置图型意义重大。

1 折角客流的产生原因

交通运输是在一定范围内的人与物的空间位移。旅客根据自身出行需要及支付能力,选择一定的运输方式,在一定时间和空间范围内做有目的的移动,便形成客流[1]。而作为一名旅客,其出行目的地与城市布局、社会关系、产业布局等密切相关,若不考虑交通方式的限制,其出行的路径和方向具有随机性和发散性,起点与终点间的直线路径为最佳选择。任何一种交通工具均不可能完全根据每位旅客的出行意愿修建成点到点运输网路,受交通运输网络的制约,旅客自起点(A地)经中转点(O地)至终点(B地)产生客流(图1中A→O→B),其客流的运输路径所形成的角度为锐角,称为折角客流。

图1 折角客流的形成示意

2 研究解决折角客流运输问题的必要性

(1)折角客流是高速铁路运输客流的重要组成部分,合理解决折角客流可增加运营收入[2]。高速铁路的建设资金大部分采取借贷方式,运营前期利息支出高；而客票收入是高速铁路的主要资金来源,运营中应尽可能吸引客流,提高运营收入,尽早实现盈利,逐步降低资金投资风险。根据相关统计数字,跨线客流输送量的比例呈逐渐增长趋势,而折角客流为跨线客流中的一种,研究解决折角客流运输问题十分必要。

(2)研究解决折角客流运输问题是节省旅行时间、方便旅客出行,体现“以人为本”设计理念的要求[8]。随着社会生活节奏的加快,人们的时间价值观日趋提高,旅行时间已直接影响旅客的满意度和吸引的客流量。旅客乘车出行是一个体力消耗的过程,缩短旅行时间、减少旅客劳累是设计人性化、便捷化的要求。

(3)解决折角客流加强了路网铁路间的联系,实现路网互联互通,运输路径灵活、机动性大。通过修建联络线、疏解线解决折角客流运输问题,加强了铁路网中线路间的互通性、密切性。互联互通的铁路网便于运营单位根据客流的变化趋势组织多样化、灵活的列车开行方案,适应和引导客流变化；同时也可实施机动的运输替代方案,应对自然灾害等突发事件造成路网中铁路中断行车的情况下仍能完成运输任务。

3 折角客流疏解平面布置图型研究

平面疏解法解决折角客流主要借助设置联络线和疏解线,调整车站咽喉进路,尽量减少交叉进路,协调车站咽喉及到发线能力,实现旅客在同一趟列车的直达出行。根据车站衔接方向的个数不同,提出衔接3个方向中间站、4个方向既有接轨站折角客流疏解平面布置图型和环形客运系统疏解平面布置图型,并对其特点及应用条件进行分析和说明。

3.1 衔接3个方向中间站折角客流疏解平面布置图型

高速铁路区间中间站一般衔接2个方向,设计中经常出现第三方向线路引入产生折角客流的情况。如图2所示,A—B方向为某条高速铁路的贯通方向,自C方向另一条高速铁路引入车站,A—B方向、C—A方向、C—B方向均有客流,其中C—A方向为折角客流。解决C—A间折角客流的方案如下。

(1)若C—A方向客流较小,而C—B方向客流较大时,车站平面布置如图2所示[9]。A—B方向的通过列车在到发线3、4道办理,C—A方向的折角列车在到发线5、6道办理,C—B方向的通过列车在到发线7、8道办理；到发线5、6道为两条高速铁路的共用到发线,根据车站列车开行方案可灵活使用；C→A下行列车需在5道折角,经c-d渡线发往A方向,切割A—B方向正线,与A→B下行列车为敌对进路；A→C上行列车需经a-b渡线,在6道折角发往C方向,切割A—B方向正线,与B→A上行出发列车为敌对进路；考虑C方向高速铁路下行或上行线出现临时故障,C—B方向不中断行车,需在B端咽喉设置“小八字”渡线,实现反向行车。

图2 衔接3个方向中间站折角客流疏解平面布置图型1

(2)若C—A方向客流较大,而C—B方向客流较小时,调整线路自车站B端咽喉引入,消除C—A间的折角客流,改变C—B客流为折角客流,车站疏解方案思路同图2；若平面受限无法在B端咽喉接轨,车站平面布置如图3所示。在区间将C方向高速铁路的上、下行线换侧,C→A下行列车直接引入A—B间的上行场,而A→C上行列车直接引入A—B间的下行场。图3方案可消除C—A方向折角列车与A—B方向列车的在A端咽喉的敌对进路,但C—B方向列车到发需在B端咽喉切割A—B方向正线。

图3 衔接3个方向中间站折角客流疏解平面布置图型2

图2、图3一般适用于地级或县级市衔接3个方向的高速铁路中间站,且接轨铁路客流与干线通道其中一个方向的客流较小的情况。图2方案通常在接轨铁路客流与干线通道其中一个方向的折角客流较小时采用,图3方案则反之。

3.2 衔接4个方向既有接轨站折角客流疏解平面布置图型

既有接轨站通常衔接方向为3个及以上,受既有车站作业、设施、设备等制约,处理折角客流时方案较复杂。图4为既有T1高铁接轨站示意图,其中A—B方向为既有高速铁路,A—C方向间联络线为在建工程。既有T1站设到发线10条(含正线),站台长450 m,车站两侧均设站房,车站范围内采用路基,咽喉区外为特大桥[15]。

图4 既有T1高铁接轨站示意

某条高速铁路自D方向引入T1站,与A、B、C方向均有较大客流,B—C方向无客流,D—A方向为折角客流。根据存放和检修动车组需求,T1站新建动车运用所1处(E方向)。解决D—A间折角客流研究了如下方案。

(1)方向别并场,设反到反发线,车站平面布置如图5所示。A—B、C方向通过列车和T1站始发终到列车集中在到发线(Ⅰ)～(10)道办理,D—A方向的折角列车在到发线Ⅻ、ⅩⅣ、Ⅱ、ⅩⅢ道办理,D—B、C方向的通过列车分别在新建的上、下行车场办理；D→A下行列车需经下行反到线进入新建上行场Ⅱ、ⅩⅢ道,办理折角作业后经道岔b发往A方向,与B、C→A上行列车出发进路同向冲突；A→D的上行列车需自A方向经道岔a进入新建下行场Ⅻ、ⅩⅣ道,办理折角作业后经上行反发线前往D方向；既有场B端咽喉D—B与A—C间上、下行列车分别存在同向到达、出发进路冲突。

(2)线路别并站,设“灯泡”疏解线,车站平面布置如图6所示。A—B、D—C方向的通过和始发终到列车分别在既有场和新建车场办理；D→A下行列车需在3、5道办理折角作业后经道岔a发往A方向,与B、C→A上行列车出发进路同向冲突；A→D上行列车经既有场后,绕行“灯泡”疏解线在4、6道办理通过作业后前往D方向；新建车场C端咽喉需新建“灯泡”疏解线、动走线和D—B方向联络线。

图5 方向别并场,设反到反发线布置图型

图6 线路别并站,设“灯泡”疏解线布置图型

(3)既有基本站台外侧各增加1条到发线,车站平面布置如图7所示。A—B、C方向的通过和始发终到列车主要在(5)～(8)道办理,D—A方向的折角列车在到发线(6)、(8)、(9)道办理,D—B、C方向的通过列车主要在(10)、Ⅻ、(9)、Ⅺ道办理；D→A下行列车可经道岔e进入(8)道或经道岔a、d进入(6)道,办理折角作业后经渡线c-d发往A方向,与A→B、C下行列车到达进路为敌对进路；A→D上行列车需自A方向经渡线a—b进入(9)道,办理折角作业后经道岔f、g前往D方向,与B、C→A上行列车出发进路为敌对进路；既有场B端咽喉D—B与A—C上、下行列车分别存在同向到达、出发进路冲突。若D—A方向折角客流很大,折角列车切割正线严重影响A—B方向通过能力时,可采取在D—A方向区间设联络线,或在动车运用所(E方向)附近新建辅助客运站,利用动走线办理折角列车作业,释放A—B方向线路能力。若D—A方向折角客流很少,也可考虑设区间渡线或T1站和引入铁路的前方站区段正线采用双方向自动闭塞。

图7 既有基本站台外侧各增加1条到发线布置图型

图5～图7一般适应于同时为2～3个地级市服务的接轨站,衔接4个方向,并设有动车运用所。图5列车作业进路交叉少,且多为同向交叉,对A—B方向线路区间通过能力影响小,能适应D方向与A、B、C方向有较大客流的情况,但为保留既有站房,占用夹心地较大。图6列车作业进路最优,采用“灯泡”疏解线将折角列车变为通过列车,释放到发线能力,但修建疏解线数量巨大,不应采用。图7折角列车作业进路与A—B方向列车进路平交,对A—B方向正线区间通过能力影响大,能适应D方向与B、C方向有较大客流,而与A方向有较小客流的情况。

3.3 环形客运系统疏解平面布置图型

北京、西安、郑州、武汉、重庆、长沙等大型铁路枢纽规划有6～8个方向的铁路引入,如果将枢纽的既有、在建、规划车站均设在同一个环形客运铁路系统,将高效解决枢纽内折角客流疏解问题[3]。图8为一种环形客运系统疏解图型,环1为环形客运系统,D—H—G—C方向线路为某枢纽的既有高速铁路,车站S1为枢纽既有主要客运站,自A方向引入一条高速铁路经枢纽前往B方向,D—C方向、D—B方向、A—C方向为主要客流,A—B方向有折角客流。解决A—B间折角客流的方案如下。

(1)若A—B方向、A—C方向客流较小,可采用A—E—H—S1—G—F—B运输径路,客运作业全部集中在S1站办理,同时预留S2枢纽第二客站。此方案A—B方向间经S1站的列车在枢纽内迂回距离远,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区段,区段客流密度大,区间能力易饱和。

(2)若A—B方向、A—C方向客流较大,H—G双线区段能力或车站能力不足时,应调整运输径路为A—S2—B,同时新建S2车站,客运作业分别在S1、S2站办理。该方案A—B方向间列车可经S2站前往B方向,枢纽内走行距离短,D—C方向、D—B方向客流可集中在H—G—F区段,A—C方向、A—B方向客流可集中在E—F—G区段,整个环形客运系统采用双线格局,客运环线能力分配均匀,A、B、C、D 4个方向列车可经S1或S2站从任何一个方向引出。

环形客运系统疏解图型通过将枢纽内的客运站全部贯穿于一个环上,实现枢纽向各方向和各方向间灵活开行列车,成功解决枢纽内折角客流运输问题,枢纽内线、站能力达到均衡,运输径路灵活多变；枢纽内综合维修、动车运用所等设施可集中设置,充分发挥设备利用率。环形客运系统疏解图型一般需按“一次规划,分步实施”的步骤考虑。

图8可适应衔接4个方向的高速铁路枢纽,当引入方向更多时,各方向间的折角客流增多,但解决思路相同,接轨点有差异,双线环能力不足时需采用四线环。环形客运系统疏解图型若能与城际铁路、市域铁路、城市轨道交通、城市道路相结合,以图8为基础打造整个城市内、外客流疏解环,集各种客流在同一环形通道走廊解决,是解决城市综合交通运输的新思路。

图8 环形客运系统疏解平面布置图型

4 结语

折角客流是影响高速铁路车站平面布置中的一个因素,解决方案应立足最大程度发挥车站功能,系统考虑全站客流、城市总体规划、工程投资、国家利益等多方面因素。图2、图3、图5、图7和图8五种图型实用性强,实际应用中需检算每种图型薄弱点的能力,避免能力不足或虚糜,同时应预留适当发展空间。平面疏解法解决折角客流运输问题一般工程投资较大,能否通过改善中转换乘旅客的服务质量或实施票价优惠等政策引导旅客愿意采用中转换乘方式是高速铁路中需进一步研究的问题。

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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

文章编号：1004-2954(2017)06-0016-04

收稿日期：2016-10-06；

修回日期：2016-11-13

作者简介：薛耀胜(1981—),男,工程师,2005年毕业于兰州交通大学交通运输专业,工学学士,E-mail：[e-mail]。

中图分类号：U238

文献标识码：A

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.2017.06.004