1 概述
1. 1 既有线概况
福前线（福利屯至前进镇）位于黑龙江省东部地区，横跨黑龙江省三江平原，延伸到祖国的边陲前进农场。福前线西起佳富线福利屯站，经集贤线路所、金沙岗站、升昌站、红兴隆站、新友谊站、九营站、二道岗站、富锦站、向阳川站、双龙山站、建三江站、换新天站至前进镇站，共设车站13处、线路所1处，营业里程226.7km。1974年6月国家为“支援农业、建设边疆、巩固国防”建设福前线，于1983年1月1日投入运营。福前线现状为Ⅲ级、单线、内燃铁路,限制坡度为6‰,线路允许速度为80km/h。
福利屯至前进镇既有铁路是东北铁路客货运网络的重要组成部分，福前线连通着佳富线和前抚线，福前线作为同江铁路口岸、抚远口岸后方通路，承担大量进出口货物运输及我国重要产粮基地三江平原粮食运输的任务。随着同江铁路大桥及相关工程建成，同江铁路口岸将成为继满洲里、绥芬河后的东北地区第三大铁路口岸，该口岸以进口铁精粉为主，届时福前线区段能力问题将日益显现。加之福前线客运速度低，旅行时间长，客运服务质量低，福前线扩能改造对于促进中俄贸易健康发展、促进沿线地区经济发展和满足运量增长需求、提高运输质量等意义重大。
1.2 存在的主要薄弱环节
（1）运输能力难以满足运输需要
既有线路区段通过能力不均衡，站间距离较大限制了全线通过能力和输送能力的进一步提高。研究年度随着同江铁路口岸进口运量、沿线地区外运粮食等大宗品名货物的增加，货运需求将快速增长，随着旅游资源的开发和旅客出行条件的改善也将带来通道客运需求的突飞猛进，福前线现有运输能力已难以满足客货运量增长的运输需求。
（2）客货列车运行速度低，制约了运输质量的提高
既有福前线建设年代早、标准低，客货列车运行速度低，整体运输质量不高。目前福利屯-前进镇旅客列车运行时间最少4h，旅行速度50km/h，铁路运输速度低。而目前福利屯-前进镇公路运输仅需要3h以内，与公路市场竞争能力差，难以满足旅客对铁路运输“舒适、快捷”的要求。
本线货物列车平均旅行速度仅为40km/h左右，随着市场经济的不断完善和快速发展，货主对铁路送达速度的要求越来越高。现状货物运输速度，难以满足市场对铁路运输的要求，也与铁路普遍提高列车运行速度、增强市场竞争力的发展战略不相适应。
2扩能方案研究
2.1 既有线能力适应情况
既有线福前线车站分布不均衡，最大站间距离达35.6km，由于既有客货运量水平较低，全线能力利用率均在60%以下，能力有一定富余。根据研究年度预测客货运量，福前线近期8个线路区间通过能力不能满足要求，占区间总数的62%，远期福前线达85%的区间通过能力不能满足运量要求，需要采取扩能改造措施。
2.2扩能方案研究
针对既有线存在的运输能力不满足运量增长要求，根据近远期运量，本次扩能重点研究单线加站、单线电化开站，以及近期部分区段一次增建二线扩能方案3个方案。
2.2.1单线加站方案
既有福前线共分布车站13个，1个线路所。其中站间距离大于17km的区间达8个，区段总计长度占全线的80%以上。随着运量的增长，站间距离较大已经成为限制福前线通过能力的关键因素，因此，本次研究扩能措施首先考虑增开会让站方案。
根据线路条件、车站分布情况及研究年度能力适应情况，研究年度近期针对能力不足的8个区间开放会让站，区间通过能力能够满足近期运量需求。远期福利屯至向阳川段全部区间能力不足需求，能力最大缺口为4.6对/日，需要进一步采取扩能措施。
2.2.2单线电化开站方案
本线后方通路佳富线、绥佳线、滨北线、图佳线研究年度均为电气化线路，为便于运输组织并考虑与相邻路网技术标准的协调性，故对单线电化方案进行研究。
本方案既有线单线电化，同时考虑增开会让站，近期开放7个会让站，区间通过能力能够满足运量需求。远期福前线福利屯至向阳川区段区间通过能力全部不足，需要进一步采取扩能措施。远期需要通过能力最大为46.7对/日，大于一般单线电化铁路区间通过能力45对/日，福利屯至向阳川区段建议采取增建二线方案，以适应不断增加的客货运输需求。
2.2.3近期部分区段一次增建二线
结合以上方案远期福利屯至向阳川区段能力均不能满足运量需求，近期对福利屯至向阳川区段一次增建二线，该方案一次性工程投资较大，线路输送能力浪费较多，投资在较长时期内难以发挥作用，且增加了运营成本，因此不推荐本方案。
2.2.4扩能方案推荐意见
综合以上各方案分析，从运营组织、工程投资以及线路远期发展等方面考虑，推荐电化加站的研究方案。福前线后方通路哈尔滨～佳木斯（双鸭山）间、图佳线研究年度均进行电气化改造，本线电化方案与后方通路协调性较好，且电力牵引与内燃牵引相比，具有能源效率利用率高，运行速度快，运营成本低，环境污染小等优点，符合国家能源政策。本次研究近期对福前线进行电化改造并开放福前线部分会让站，远期考虑福前线福利屯～向阳川段增建二线。
3．提速改造方案
本次扩能改造不仅需要满足研究年度运量的要求，同时还需提高旅客列车的运输质量。
3.1路段速度目标值方案
3.1.1从本线客流特征分析
福前线以抚远、前进镇、同江等地与哈尔滨、佳木斯、牡丹江及以远的中长途客流为主，客车开行主要考虑满足抚远、同江、三江平原的旅游客流、农忙时节民工流和沿线“带流”，满足人们出行的需求。
为保证铁路在市场竞争中的优势，实现哈尔滨至抚远旅客列车“夕发朝至”的目标，设计行车速度的选择应以满足中长途客流的需求为主，路段旅客列车设计行车速度应在120km/h及以上。
3.1.2从相邻线路网规划分析
现状区域路网与本线相关铁路的线路允许速度均在80km/h～120km/h之间。哈尔滨至抚远通道内哈佳既有线线路允许速度为120km/h，佳富线为100km/h，福前线线路允许速度为80km/h、前抚线线路允许速度为120km/h。
研究年度抚远、前进镇、同江等地与哈尔滨间的通道主要有前抚、福前、佳富经哈佳既有线和哈佳新线2条通道。研究年度哈尔滨至佳木斯（双鸭山）间既有线进行电化改造，改造后哈尔滨至铁力段设计行车速度为160km/h，铁力至双鸭山段设计行车速度为120km/h。在建的哈尔滨至佳木斯铁路设计行车速度为200km/h。研究年度福前线、前抚线相邻线路设计行车速度在120km/h及以上。
本次研究为既有线扩能改造，结合相邻路网速度目标值、既有线实际情况，设计行车速度重点研究120km/h、160 km/h两个方案比较。
3.2不同速度目标值方案投资比较
不同速度方案的主要技术经济比较见表1。
从上表可知，采用120km/h设计行车速度，福利屯～前进镇运行时分可控制在2小时18分钟以内，最短用时1小时58分钟；采用160km/h设计行车速度，福利屯～前进镇运行时分可控制在2小时5分钟以内，最短用时1小时39分钟。采用160km/h设计行车速度的方案提速效果最为明显，旅客在途时间损失较少，运输效率高，有利于压缩哈尔滨至抚远间旅客列车旅行时间，实现“夕发朝至”。
3.3.2从与其他交通运输方式竞争优势分析
根据客流构成分析，本线与其他交通运输方式的竞争主要为与公路之间的竞争。目前哈尔滨至抚远公路里程为798km，旅行时间11h。福利屯至前进镇间公路里程为约200km，公路客运主要经由哈同高速、S313，沿线各主要城镇间均开行长短途汽车班次，旅行时间3h以内。既有福利屯至前进镇间铁路开行旅客列车旅行时间最少为4h。目前铁路与公路相比，旅行时间上铁路没有优势。福前线设计行车速度提速至120km/h和160km/h后，福利屯～前进镇全程最短运行时分分别为1小时58分钟和1小时39分钟，均较公路旅行时间缩短很多。160km/h设计行车速度方案较120km/h设计行车速度方案用时短，吸引客流竞争力较强。
3.3.3从运输组织适应性分析
本线是客货兼顾的运输通道，客货列车速差越小，越有利于运输组织。若本线客运最高运行速度 160km/h，货运列车运行速度 80-120km/h，客货列车速度匹配是合理可行的。考虑到本线开行中长途旅客列车，铁路功能定位为客货并重的国铁铁路等因素，采用 160km/h 速度目标值能够较好的适应线路所在地区的客运需求。
3.4速度目标值研究结论
综上分析，本线采用设计行车速度160km/h方案，符合本线功能定位和客流构成特点，提速效果明显。从工程投资和经济效益角度分析，160km/h速度方案投资节时比较小。故本次研究速度目标值暂推荐采用160km/h方案。
4 结论
既有线扩能方案主要有行车组织优化、提高牵引质量延长到发线、增设车站、既有线电化、增建第二线等措施。采用哪种扩能方案，要结合既有线现状和预测客货运量具体分析研究，力争做到经济效益最好。福前线扩能改造研究了增开车站、单线电化、增建二线3个扩能方案，从能力适应性、工程投资及与周边路网协调性等方面综合考虑，推荐采用单线电化方案。对速度目标值的研究推荐采用160km/h的方案满足了旅客对出行的需求，助力哈尔滨至抚远间旅客列车实现夕发朝至的条件。
既有线的扩能改造，对于提高路网货运输送能力，促进区域经济协调发展，加强铁路客货运市场竞争力，满足社会对铁路运输的需求具有重大意义。本项目应择机尽快建成，有利于整个铁路通道整体能力发挥。
论文作者:李春娟
论文发表刊物:《科技中国》2018年4期
论文发表时间:2018/8/10
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