成都轨道交通19号线双机场直达设计创新与实践.pdf

40交通科技与管理规划设计 0引言截至 2022 年底，中国大陆内地共有 55 个城市开通城市轨道交通线路超过 10 000 km。已运营的城轨交通项目中共有 9 种制式，其中，地铁占比最高，为 77.85%，市域快轨占比第二，为 19.57%。中国大陆内地共有 51 个城市有城轨交通项目在建。其中市域快轨占比 15.50%，同比增加 5.38 个百分点，市域快轨增长明显1。国内外运营的市域快轨有日本筑波快线、纽约地铁、收稿日期：2023-08-21作者简介：张庆（1978）,男,硕士研究生,高级工程师,研究方向：城市轨道交通规划设计。成都轨道交通 19 号线双机场直达设计创新与实践 张庆（中铁二院工程集团有限责任公司,四川 成都 610031）摘要成都轨道交通 19 号线具有市域快线干线和机场线的复合功能，通过过轨 18 号线，连接成都双流机场与天府国际机场，且双机场之间需满足最短 30 min 以内到达。常规的站站停、等速快慢车运营模式、快车减速过站等行车组织方案，均不能有效满足项目功能需求。因此，该项目创新化地采用不等速快慢车运营模式满足复合功能要求；越行站配线采用单岛四线正线内侧（42 号道岔）方案，提高快车旅行速度。另外，19 号线还尊重沿线发展事实，实事求是地选择初期车辆编组方案。19 号线双机场直达设计创新与实践，可为我国后续市域快线的设计、建设及运营提供良好借鉴。关键词城市轨道交通；市域快线；机场线；行车组织；不等速快慢车运营模式中图分类号U292文献标识码A文章编号2096-8949（2023）19-0040-03图 1成都轨道交通 19 号线及在天府新站过轨 18 号线线路走向示意图北京地铁大兴机场线、上海轨道交通 16 号线、成都轨道交通 18 号线、深圳市城市轨道交通 11 号线等项目。目前，国内外市域快轨项目正在进行快慢车运营模式的尝试和探索。国内只出现过等速快慢车运营模式，不等速快慢车运营模式除成都轨道交通 19 号线外，并无其他应用案例，在国际上的城轨项目中也应用极少2。目前国内普通铁路及高速铁路道岔号数常用有 9 号、12 号、18 号、30 号、38 号、42 号；在我国城轨行业中，通常采用 9 号、12 号道岔。成都轨道交通 19 号线为国内首条引入高铁 42 号道岔的城轨线路。1背景1.1规划情况根据 成都市城市轨道交通线网规划（2021 版），成都市远期规划线网由 36 条线路组成，包括 21 条普线、8 条快线、7条市域铁路，总长约 1 666 km；远景规划线网由 55 条线路组成，包含 27 条普线、9 条快线、19条市域铁路，总长约 2 382 km。19 号线是成都市市域快线系统中的重要线路。1.2项目概况19 号线起于金星站，止于合江站，线路全长约63.4 km，设车站 19 座，高架站 2 座，地下站 17 座，平均站间距约 3.3 km。19 号线在天府新站过轨 18 号线，连接成都双流机场与天府国际机场。19 号线及过轨 18 号线线路走向示意如图 1 所示。2023 年第 4 卷第 19 期41交通科技与管理规划设计19 号线（金星站合江站）分为二期工程建设。一期工程：金星站九江北站，运营长度约 19.7 km，设站7 座，已于 2020 年 12 月 18 日开通运营。二期工程：起于九江北站，止于合江站。线路长42.6 km 九江北站（不含）天府新站，设站 10 座，已于2019年11月正式开工，计划于2023年底开通试运营。1.3功能定位（1）市域快线干线联系温江、双流、天府新区、简阳，衔接双流国际机场、天府新站、天府国际机场。（2）机场快线 实现双流机场和天府国际机场两座机场之间最短 30 min 以内快速到达。1.4设计回溯2019年初步设计阶段，19号线二期工程初、近、远期高峰小时最高断面客流分别为1.97万人次/h、2.56万人次/h、3.55 万人次/h。采用“站站停列车+机场直达车混跑”的运营模式。站站停车辆采用 A 型车（4 对车门/辆），列车最高运行速度 140 km/h，初、近、远期及系统规模均采用 8 辆编组，初期购置列车 44 列。机场直达车辆采用 A 型车改造（2 对车门/辆），列车最高运行速度160 km/h，初、近、远期均采用 6 辆编组，初期购置列车8 列。概算总额为 372.18 亿元。2022 年，受全球经济发展放缓、沿线发展未成熟等因素影响，结合一期工程客流现状，预测 19 号线初期（开通 3 年）客流规模难以达到预期，初期高峰小时预测客流断面为 0.81 万人次/h。为避免资源浪费，发挥小编组列车运营组织灵活、节能降耗等优势，特调整 19 号线二期工程初期配车方案，统一采用 A 型车 4 辆编组，初期购置 180 辆/45 列，最高运行速度 160 km/h，并同步将与之对应的行车组织、车辆基地、站台门、弱电系统等设计方案作相应调整。2设计阶段创新2.1原初步设计客流预测情况日客流量初、近、远期分别为 52.78 万人次、78.52万人次、109.90 万人次；高峰小时最大客流断面分别为1.97 万人次/h、2.56 万人次/h、3.55 万人次/h。远期，全日双机场直达客运量为1.13万人次，客流需求量较小。2.2运营模式创新 不等速快慢车运营模式（快车全速过站）2.2.1模拟牵引计算结果19 号线采用不同最高运行速度、过站速度下的双机场旅行时间如表 1 所示。表 1不同最高运行速度、过站速度下的双机场旅行时间双机场直达列车（最高运行速度 140 km/h）双机场直达列车（最高运行速度 160 km/h）过站速度 100 km/h过站速度 140 km/h过站速度 100 km/h过站速度 160 km/h双机场之间最短旅行时间34 min32 min31.9 min29.5 min2.2.219 号线运营模式为了满足双机场间最短 30 min 以内到达的出行时间需求，19 号线采用不等速快慢车运营模式，即双机场直达列车最高速度 160 km/h，快车过站速度 160 km/h（全速过站）。由于高峰小时开行双机场直达列车会影响运输能力及通勤客流的服务水平等，故双机场直达列车只在平峰时段开行。19 号线的运营模式分以下两种情况：（1）高峰时段。单一站站停列车运营模式。采用 AC25KV 供电制式，最高运行速度为 140 km/h的市域 A 型车，8-8-8 固定编组方案。（2）平峰时段。双机场间直达车（4 对/h）与全线站站停列车混跑的组合模式。双机场直达车运行范围为双流机场站天府机场 1号 2 号航站楼站，初期仅停靠起终点站，近、远期增加停靠天府机场 3 号 4 号航站楼站。双机场直达列车最高运行速度 160 km/h，初、近、远期均采用 6 辆编组。2.3越行站配线方案创新 单岛四线正线内侧（42号道岔）根据越行组织需求，19 号线双流机场 2 航站楼站 天府新站区段共需设置三处越行点，分别为温家山站、正兴湾站和蓝家店站3。该项目全为地下车站，因此越行站可供选择的配线方案功能比较如表 2 所示。鉴于方案二所有站站停列车都只能侧向进站，对站站停列车运行影响较大，故未采纳方案二。正兴湾站为地下负二层车站，结合停车线设置间距要求、车站埋深、工程代价等因素，考虑配线满足越行站以及停车线功能需求，推荐采用方案一：双岛四线方案（12 号道岔）。温家山站距离长顺村车辆基地接轨站仅 1 站、1.5 km，该站配线仅需满足越行站功能需求；蓝家店站为地下负四层车站、结合停车线设置间距要求、车站埋深、工程代价等因素，考虑配线满足越行站功能需求即可，因此，以上两个越行站推荐采用方案三：单岛四线正线内侧方案（42 号道岔）。全线配线示意如图 4 所示。42号高速铁路道岔，其侧向允许通过速度（160 km/h），较城市轨道交通项目常用的 12 号曲尖轨道岔（侧向允许通过速度 50 km/h），有了质的提高。42交通科技与管理规划设计 3建设阶段创新3.1建设期内客流预测情况2022 年 7 月，相关单位对 19 号线初期客流进行重新分析，对客流指标进行调整修正：预测初期客运量为18.87 万人次，高峰小时客流断面为 0.81 万人次/h；近远期按照实现规划预测，上位规划、工程方案等与初设阶段一致，客流指标量级不变。3.2运营方案调整3.2.1初期高峰时段列车运行方案初期可不再采用 A8 编组列车，开行 A4 编组列车、金星天府机场北站单一交路 12 对/h（输送能力 0.91 万人次/h）即可满足客流需求。3.2.2编组方案采用 4 辆编组方案，车辆购置数为 45 列。为充分利用初期已购 4 辆编组列车，近期高峰小时考虑 4/8 编组混跑方案。远期随着客流的增加，考虑 8 辆编组方案，与原设计方案一致。3.2.3双机场直达列车方案根据最新车辆资料，市域 A 型 4 辆编组列车最高运行速度可达到 160 km/h，站席标准按 4 人/m2计算，列车定员暂定为 756 人/列。该车可满足双机场之间最短30 min 到达的时间要求以及客流需求。因此，双机场直达交路也可采用市域 A4 编组列车，各设计年度均无需再购置最高运行速度 160 km/h 的 6 辆编组机场直达车。其中初、近期考虑由高峰时段下线的市域 A4 编组列车运行。3.2.4小结调整运营方案后，原设计方案分摊到 19 号线二期的列车购置数由原 A8 列车 44 列/352 辆，6 辆编组双机场直达列车 8 列/48 辆，调整至 A4 列车 45 列/180 辆；合计减少约 23.4 亿元。4结论19 号线采用不等速快慢车运营模式，快车全速过站，快车通过减少停站次数节约运行时间，通过更高的速度等级缩短区间运行时间，提高旅行速度。该模式虽然在我国的铁路系统中较为常见，但在国际上的城市轨道交通中应用少，在我国城市轨道交通中为首次应用。该种不等速快慢车运营模式（快车全速过站），为复杂功能定位的城市轨道交通项目提供了一种崭新的思路。19 号线采用单岛四线正线内侧（42 号道岔）方案。这种越行站配线形式是国内首次将大站列车越行线布置于车站外侧，大站列车侧向过岔过站，正线布置于车站内侧，站站停列车均直向进站；车站道岔选型可根据大站快车侧向过岔速度要求确定；42 号高速铁路道岔为首次在我国城轨项目中应用。这种新型越行站配线形式、42 号道岔的引用，对提高大站快车旅行速度、方便运营组织管理、节约工程代价具有积极的意义。19 号线还尊重沿线发展事实，在行车设计预留的灵活运营条件下，实事求是地选择初期车辆编组方案，达到节约车辆投资、运营成本、提高服务水平的目的。在我国市域快轨如火如荼发展的当下，19 号线的以上设计创新与实践，可以为我国后续市域快线的设计、建设以及运营提供了良好的借鉴。参考文献1 中国城市轨道交通协会.城市轨道交通 2022 年度统计和分析报告 EB/OL.(2023-03-31)2023-04-03.https:/ 陈福贵,缪道平,徐吉庆,等.市域快轨交通行车组织设计创新与实践 M.北京：人民交通出版社股份有限公司,2022.3 陈福贵,赵壹.不等速快慢车模式系统能力计算方法研究 J.铁道标准设计,2021(4):31-35.4 陈福贵.城市轨道交通快慢车理论 M.成都：西南交通大学出版社,2019.5 缪道平.地铁快慢车模式车站辅助配线方案研究 J.铁道工程学报,2015(6):97-105.表 2越行站配线功能比较4-5方案比较方案一双岛四线方案（12 号道岔）方案二单岛四线正线内侧（12号道岔）方案三单岛四线正线内侧（42号道岔）配线形式示意图土建规模比较基数减少约 1 亿元/站减少约 2 亿 3 亿元/站对旅行速度的影响直达列车可全速过站被越行站站停列车侧向进站侧向进站直向进站其余站站停列车直向进站侧向进站直向进站对站站停列车运营管理影响车门开启方向被越行站站停列车在越行车站车门开启方向与非越行站不同，其余列车均相同。所有列车在越行车站车门开启方向与非越行站均相同。站台退距快车过站一侧的站台门需退距约 200 mm。快车在车站外侧通过，站台门无需退距。越行线功能评价能否兼做停车线能不能能够站台清客能不能