摘要：传统城市轨道交通线路一般服务于城市市区范围，站间距一般为1.0~1.5km，列车最高运行速度为80km。随着我国城市化进程的持续发展，城市规模不断扩大，越来越多的城市由单中心向多中心、组团式发展。为满足市区与郊区之间的人流集散，缓解城市交通压力，我国许多大城市都规划建设了连接市区与郊区（或卫星城镇）的市域快速轨道交通线路，如北京地铁房山线、大兴线、八通线，上海轨道交通9号线、11号线，广州地铁3号线等。目前，我国市域线的规划建设是以城市为主体，仍然属于城市轨道交通范畴内，但市域线在线路长度、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（设计最高运行速度）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。
关键词：城市轨道交通；车辆选型；相关技术
1市域线的概念及主要特征
关于市域线，目前并没有比较明确的定义，一般是指位于大城市市域范围内、为中心城与卫星城或外围组团之间的客流提供便捷服务的轨道交通线路［1］。与一般城市轨道交通线路相比，市域线具有如下特征。（1）功能定位。一般城市轨道交通线路在规划和建设时更多考虑的是解决城市既有的交通问题，线路途经多为城市建成区或规划比较稳定的区域，具有稳定的客流支撑。而建设市域线则是侧重于引导城市的“多核心”扩张，以轨道交通为主导，沟通城市中心与外围组团联系，避免城市无序“摊大饼”式的扩张［2］。（2）客流特征。从断面客流分布特征上看，市域线城区段的断面客流一般显著高于郊区段，城郊结合部区段的断面客流衰减较为明显；从客流平均乘距上看，一般城区地铁线路客流平均乘距为5~10km，而市域线由于承担了大量进城客流，平均乘距可达10km以上。（3）选线布站。城区地铁线路一般为全地下敷设方式，市域线线路较长，城区段一般仍采用地下线，郊区段可采用地面线或高架线，以节省工程投资。市域线的站间距较大，平均站间距可超过1.5km，车站可设置越行股道，为开行大站快车创造条件。（4）运营组织。市域线可视线路条件、客流需求等组织分段或贯通运营，列车运行可采用多交路套跑模式，一定条件下还可组织开行大站快车。
2与车辆选型式有关的技术因素
2．1客流量与车辆型式的关系
客流量是车辆选型的基础。在完成客流量后预测，初步选择车辆型式后，首先，根据列车运行间隔时间可计算线路单向高峰小时断面通过列车数n；然后，即可得到1列列车的最大载员P1=单向高峰小时客流量/n；最后，根据预算的列车编组数n1，即可得到每节车辆的最大载员P2=P1/n1。
2．2线路状况与车辆型式的关系
线路状况中影响车辆型式选择的主要因素是坡度和最小半径曲线。
2．3当地经济和投资能力对车辆型式的影响
车辆型式可根据当地经济能力，情况作不同的选择。经济条件好的城市，可选择较高档次的车辆，也可通过增加座椅数量，或增加人均站立面积来增加乘客舒适性；即使选择同档次车型，也可以通过提高内装材质，或升级旅行信息娱乐设施等手段来提升服务质量。
2．4互联互通要求
如果待建线路与既有线路或干线铁路有互联互通要求，则待建线路所选车辆应按不同需求调整。
2．5全寿命费用对车辆型式选择的影响
目前，国内城市轨道交通车辆以A型车和B型车为主，Lb型车也有较大份额。选择市场占有率高的车型，不会改变线路要求的车辆载员及列车最大运行速度等参数。但由于这些车型经过多轮次设计、制造和长期运行，产品投入运营后，配件和售后服务可以得到更好保障，可确保配件采购周期，降低车辆维护运营成本。
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3速度目标值选择的主要影响因素
3.1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。市域线时间目标值的制定可参考城市综合交通规划、城市轨道交通线网规划等相关的时间目标，同时应与相关竞争对手（即其他与市域线存在竞争关系的交通方式）的旅行时间进行对比，以确保本线路的优势，增强客流吸引力。
3.2车站分布及车辆选型
根据时间目标值及线路长度可确定线路的旅行速度要求，而城市轨道交通的旅行速度则主要取决于车辆最高运行速度、车站分布及线路平纵断面。车辆最高速度由车辆性能决定，而车站分布则影响了车辆性能的发挥程度，进而影响旅行速度。一般市域线路的平均站间距较普通铁路线路要短，车辆选型以城市轨道交通制式车辆更为适用；一定条件下，如速度要求更高、站间距较一般市域线更长或其他特殊情况等，则可考虑选用铁路制式车辆的可行性，如温州的S线，其设计速度目标值拟采用120km/h，车辆类型为CRH型动车组。我国市域线路的站间距一般在1.5~3.0km之间，一般情况下，更适于采用城市轨道交通制式的车辆。图2显示了平均站间距分别为1.5km、2.0km、2.5km、3.0km条件下，最高速度分别为80km/h、100km/h及120km/h的城市轨道交通列车的运行性能。一般认为列车以最高速度运行的距离占总运行距离的1/3以上，才具有较好的经济性。由图2可知，当市域线路平均站间距分别达到2.0km以上、3.0km以上，100km/h车辆和120km/h车辆才具有较好的运行经济性。
3.3工程投资及运营成本
（1）工程投资。工程投资主要包括土建工程投资和车辆购置费。土建工程投资随速度目标值的变化主要是由建筑限界的变化引起的，当采用100km/h或120km/h速度目标值时，应根据乘客的舒适度标准，依据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，并适当增加断面尺寸。车辆购置费取决于车辆配属数量及车辆单价，车辆最高速度越高，车辆单价越高，但车辆旅行速度也随之提高，使得车辆周转时间缩短，引起车辆配属数量的减少。某市域线长48.1km，其不同速度目标值（80km/h、100km/h、120km/h）下的车辆相关参数如表4所示。可见，随着速度目标值的提升，车辆购置费呈先降后升的变化趋势。（2）运营成本。城市轨道交通项目的运营成本主要包括职工薪酬、电力费、修理费、营运费、管理费等，其中随速度目标值变化最明显的是电力费，也就是牵引能耗。根据相关项目实践，一般120km/h、100km/h的车辆能耗较80km/h的车辆能耗分别增加15％～23％和8%～12％。
3.4线网适应性
城市轨道交通市域线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。例如，设计速度目标值及车辆选型与既有或在建的市域线保持一致，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；相同类型的车辆可共用车辆基地，有利于车辆检修资源的共享，达到节约工程投资的目的。
结论
具体项目的车辆选型，一方面可采用正向的确定方式，即根据上述计算和建议，逐步确定车辆型式；另一种方面还可采用逆向方式，即先根据城市经济实力和工程预算，预定某种型式的车辆，然后再根据上述数据和分析，逐项验证，最终选出适合本地情况和项目要求的车辆。
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论文作者:刘皓,阚大鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/22
标签：车辆论文; 目标值论文; 线路论文; 客流论文; 速度论文; 城市论文; 轨道交通论文; 《基层建设》2017年第35期论文;