摘要：本文市域铁路的特点和功能定位，具体研究了域铁路速度目标值，并给出初步建议。深入研究了市域铁路主要制式及适应性，全面总结了车辆选型的关键技术参数，为未来市域铁路车辆产品的研制和应用做出了积极探索。
关键词：市域铁路 车辆选型 系统适应性
1市域铁路的特点和功能定位
市域铁路是指在经济发达、人口稠密的城市区域内，以区域内部某一大城市为中心，联接中心城区与郊区或中心城区与卫星城之间，通常距离在30-70公里以内，采用“高密度、小编组、公交化”的运输组织模式，承担以城市通勤为主的短途轨道交通客运方式。
市域铁路主要承担城市群中，中心城市与卫星城市或中心城镇之间客流，满足这些客流快速出行的需要，从而缩短各城市、城镇之间的时空距离。市域铁路旅客在出行目的、时间、距离、费用、分布上具有显著不同于市内居民的出行特征。市域铁路交通系统既是城市群建设工程，又是城市群交通工程，既是独立的专业系统工程，又是城市群总体规划的重要组成部分，对于城市群战略目标和城市群规划实施起着重要引导作用。
2市域铁路速度目标值及初步建议
2.1速度目标值的选择
速度目标值是市域铁路项目最重要的技术标准之一，是确定全线标准的重要基础，是确定工程规模、车辆选型、设备配置以及工程投资的基础。基本思路是：在确定时间目标值和深入分析客流特征的基础上，研究不同速度目标值的工程投资、与时间目标值的适应性、与车站分布的适应性等，进而确定线路合理的速度目标值。
2.2时间目标值的确定
根据市域铁路功能定位、区域内客流需求及保持与沿线公路客车的竞争性优势，为实现区域内城市群发展目标，市区中心与近郊应能够实现“半小时”快速联系，市区中心与远郊实现“1小时”便捷到达。
2.3 速度目标值方案研究
（1）速度目标值方案
根据线路功能定位及时间目标值要求，市域铁路速度目标值一般应选择100km/h～140km/h，结合市域铁路开行站站停列车和大站快车的运输组织模式，参考目前国内外市郊线最高运营速度与站间距的关系，重点研究100km/h、120km/h、140km/h三个速度目标值方案。
（2）不同速度目标值与时间目标值的适应性
鉴于直流制式所采用的车辆在加、减速性能、车辆自重等方面要优于交流制式市域动车组，140km/h的交流制式相对于120km/h的直流制式，在旅行时间上更有优势，能较好地吸引客流、提高服务水平。
（3）不同列车运行速度与站间距匹配性
合理的列车最高运行速度与站间距的匹配，应保证旅客舒适度以及列车运行效率，列车在区间不宜全部处于加速或减速工况，应有一定距离保持以最高速度匀速运行。
表1 加速、减速距离与站间距关系【3】
2.4 速度目标值初步建议
通过分析研究，3种不同速度目标值的工程投资差异很小，对速度目标值的选择影响不大。通过对速度目标值与时间目标值的适应性、速度目标值与站间距的匹配性和项目的功能定位分析，140km/h的速度目标值可很好的满足时间目标值的要求，对大站快车与站间距的匹配性也很好，符合市域铁路快速公交化的定位，能充分发挥车辆的运行效率。
3市域铁路主要制式及适应性
3.1 主要制式
目前，市域轨道的主要制式可以采用交流供电的市域铁路和直流供电的市域快轨（城轨）两种轨道交通形式。如上海金山支线、温州市域铁路、台州市域铁路等采用的是交流供电的铁路制式，该制式平均运营速度一般较高，适合于较长线路运营；直流供电的市域快轨（城轨）制式的市域轨道线最大特点是与地铁、轻轨等市区轨道网融合性较好，可实现很好的资源共享，香港机场快线、南京S1线采用的是城轨制式。
表2 市域铁路主要制式比较
3.2车辆系统适应性
3.2.1 CRH动车组适应性
珠三角城际铁路采用CRH6型动车组，该车是在CRH2型动车组的基础上研发而来，其速度目标值为200km/h（大站直达）和160km/h（站站停），采用国铁限界和25kV供电制式，其起动加速度、制动加速度、速度等级以及定员等，都不能适应市域铁路启停频繁、站间距小的特点和公交化的服务特性。
3.2.2 城市轨道交通车辆适应性
城市轨道交通车辆运行在城市的地下隧道、地面或高架线路上，线路曲线半径小、坡度大，车辆外形尺寸及动态包络线受限界的约束；列车载客量大而集中，乘客上下频繁，高峰时段超载；运行站间距短，起动、制动频繁，运行速度和加、减速度较高；车辆总体轻量化、节能化、低噪声，客室门数量多；在防火和乘客紧急疏散方面有高的要求和相应的措施。
目前我国城市轨道交通的速度目标值普遍定位于80km/h【4】，部分线路定位于100～120 km/h，如上海16号线采用A型车、广州3号线采用B型车，采用DC1500V接触网/接触轨供电，速度目标值达到120km/h，国内城市轨道交通尚无速度目标值140 km/h的运营线路。
3.2.3 市域铁路车辆适应性
针对市域铁路的运营特点及不同制式的特点，中国中车唐山公司已开展了时速140公里市域动车组产品的研制工作，并已进行了试制和试验。该产品系列是在时速300公里设计平台基础上，采用成熟、安全、可靠的技术研制。可根据客户的需求供应不同类型的产品，产品时速涵盖120km/h-140km/h-160km/h，可灵活选择。可与客运专线、普通铁路互联互通。采用灵活编组，以八编组4M4T为例，车长100m，车宽3.3m，定员982人【5】。最小行车间隔3分钟，停站时间30秒。
3.2.4 车辆技术平台选择
对于一般市域铁路140km/h的速度目标值，如果采用直流城轨车技术平台，需在现有城轨A型车或B型车平台基础上进行速度升级改造，其中车体断面、转向架系统、牵引系统的提速升级困难比较大，目前国内城轨车辆转向架系统无法满足120km/h以上高速要求，需要重新研制适应更高速度的转向架系统，改造升级费用和周期相对较长。另外，直流1500V与交流25KV的主要区别在于受电弓的电流大小和弓网关系，超过120km/h速度的高速工况下，直流1500V受电弓离线概率大，发生拉弧的几率和危害也就较大。
考虑到远期开行的市域线路较长，未来有提速需要，从全寿命周期综合成本考虑，采用交流AC25KV能够更好地减少电能损耗、减少电网施工投资，建议采用交流供电制式。因此，为了更好的满足线路运营要求，宜采用交流动车组技术平台。
4市域铁路车辆选型
4.1市域动车组选型原则：
（1）适应规划各线的自然环境、线路条件，满足运量需求，应能满足高峰小时运量的要求，并做到近、远期相结合，适当留有储备和发展余地；
（2）技术成熟先进，节约能源，运用维修方便，经济合理；
（3）动力性能、噪声和振动等指标应满足牵引和环保要求；
（4）安全可靠，乘坐舒适、造型美观，与城市环境相协调；
（5）根据路网规划，考虑车辆资源和检修设施资源的共享；
（6）立足国产化，符合国家产业政策，满足国家发改委及轨道交通投资运营关于车辆国产化率的要求，降低造价。
4.2 主要技术参数选择
市域铁路既具有干线铁路速度快、有越行、运输组织较复杂的特点，又具有城市轨道交通运量大、开行密度大、公交化的特点，其主要技术参数应满足以下条件：
（1）速度
根据运输组织方案不同列车采用不同运行速度；综合考虑不同运营模式（大站停和站站停）的旅行速度、能耗和购置费用，合理选择速度目标值。一般从工程投资、与时间目标值的适应性、与站间距的匹配性、运营经济性和功能定位等方面进行比选。
（2）编组
必须满足单向高峰小时断面客流量的需要；远期线路通过能力要适度富余；具有灵活性，以适应不同时段不同的运输量；满足交路式运输，公交化运行。
（3）动拖比
具有良好的牵引性能和制动性能；适应不同的旅行速度；具有良好的故障运行及救援能力；便于维护使用。
（4）加速度、制动减速度
具有良好的舒适度；具有良好的轮轨粘着条件；适应快速乘降、快起快停的特点。
（5）定员
适应不同的旅行距离和旅行时间；合适的站座比，满足舒适度和安全性。
（6）车门型式及数量
外形美观，易于维护；尽量大的载客量；满足客流高峰时段乘客在规定的停站时间内上下车的需要。
（7）结构型式、主要外形尺寸
具有优良的乘坐舒适度；具有较大的载客量；充分利用限界，增加容积；具有良好的强度、刚度、密封性和动力学性能。
（8）车体材料
尽量轻量化，减少土建投资；耐腐蚀性好，维修量少；适应当地气候因素，减少对环境的负面影响；加工工艺成熟、简单，市场供给充足。
（9）供电制式
供电制式采用AC25KV或DC1500V牵引。
（10）国产化
平均国产化率不低于70％。
5 研究结论
市域铁路是在城市管辖行政区域内，为中心城与周边新城或组团之间提供快速、大容量、公交化公共交通服务的轨道交通系统，是一种以人为本、环境友好的新型公交化运输工具，适用于京津冀铁路线网规划长度较长、沿线组团明显、车站站间距较大等特征区域交通需求。同时，市域铁路作为主干网的加密补充，既为沿线各组团之间提供快速、舒适的公交化交通服务，又兼顾市区内部分客流，为居民出行提供了一种新的便利选择。
参考文献：
1.《京津冀协同发展规划纲要》（2015），国家发展改革委编制。
2.《城镇化地区综合交通网规划》（2016），国家发展改革委、交通运输部联合印发。
3.《城市轨道交通工程项目建设标准-建标-104-2008》，建标（2008）57号。
4.《我国城际铁路发展政策有关问题研究报告》，中国国际工程咨询公司牵头编制。
5.《中国中车唐山公司时速140km/h市域动车组总体技术规范》（2016），中车唐山公司编制。
论文作者:杨佳奇,黄德敏,刘康,刘威伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
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