2.2 城际铁路
2.2.1 概念分析
在国际上,城际铁路(Intercity railway)没有统一的定义,一般是指城市群间的轨道交通系统,通常指在人口稠密的都市圈或者城市带规划和修建的客运专线铁路。城际铁路也称城际轨道交通,简称城际线,属于区域轨道交通范畴。我国城际铁路常是指城市群内经济和社会发展到一定的水平、城市化进程到一定的阶段,为满足人口稠密的城市群内、经济圈或者城市间的大量旅客出行交流需求而建设运营的便捷的、快速的客运轨道交通系统。它采取小编组、高密度、公交化运行的行车组织方式,主要承担区域内各城市和主要中心城镇间的客流,并兼顾各城市组团和次中心城镇间的客流,为城际旅客提供正点、安全、便捷的客运服务,从整体上提高区域轨道交通体系的服务效率和服务水平,是区域城际客运体系和城市群发展的骨干和基础运输方式。城际铁路通城际铁路具有线路长度相对较短,通常最长300km左右,而且站间列车密度较大,设计旅客发送量大,车站位置通常位于市中心等特点。当城际新线的运行速度在200km/h以上时,城际铁路成为高速铁路的一个分支,此时城际铁路也可称为城际高速铁路。城际铁路是以它的功能属性命名的。严格地说,运营速度多少,并不影响城际铁路的特性。我国的城际铁路通常是新建的,大部分设计时速都在250km/h及以上,少部分设计为200km/h,而又常常预留250km/h的提速条件。
根据我国城市群区域空间发展模式和区域经济发展水平,结合我国城市群客运交通需求特征分析及城市群的空间发展模式,城际铁路发展模式具有以下两种基本形式:
(1)通道型。主要指在双核心型发展模式和走廊轴线型发展模式的城市群区域内,城市群主要集中在两端或主要在某一条交通走廊沿线,根据我国各城市群区域的不同空间布局,区域内主要中心城市之间的中短距离出行,约在100~300km,以商务、公务、旅游等客流为主体,满足区域内远距离的快速交流功能,主要承担公务、商务和旅游客流,速度一般在200~300km/h之间,如京津城际、沪宁城际铁路等。城际铁路可以从解决交通走廊的通道运输能力的角度出发,提高通道运输能力以及增加城市群间的交换客流。
(2)辐射型。主要是指在某一大城市周边卫星城范围内,由于城市群区域范围较小,但相互间联系十分紧密,以区域内各中心城市为核心,出行距离通常在100km范围内,出行时间一般在“1h”左右,满足区域内各中心城市间大运量、公交化的功能,主要承担通勤、通学及部分公务商务和旅客流,速度一般在120~200km/h之间,如既有广深、成灌、广珠城际、长株潭圈、武汉城市圈等。
从这两种城际铁路系统在服务对象、客流特点、服务质量等方面分析,其特征分析如下:
(1)从服务对象来看:通道型城际铁路主要承担区域内各城市之间诸如商务、公务、探亲流等的城际客流;而辐射型城际铁路则主要承担区域内各中心城市、城市组团及各中心城镇之间诸如通勤、通学、购物、休闲等城际客流。
(2)从客流特点来看:通道型城际铁路所承担的客流以实现当天往返为主,具有明显的潮汐现象,客流具有早晚高峰时段的特点,早高峰出现的时间较早,晚高峰出现的时间较晚;而辐射型城际铁路所承担的短途客流以实现通勤为主,在具有潮汐现象的基础上,客流还具有明显的向心特点,早晚高峰更加明显,但早高峰出现的时间延后,晚高峰出现的时间提前。
(3)从服务水平上来看:通道型城际铁路主轴系统通常的全程旅行时间应控制在3h以内,更强调旅客出行的快速性;而辐射型城际铁路通勤系统全程旅行时间一般不应超过1h,更注重旅客出行的便捷性。
从城市群的发展看,辐射性和通道型结合的城市群已经发展成网络型。例如“长三角”地区,有沪宁城际铁路和沪杭、宁杭高速铁路相互连接,形成一个“三角形”的网络运行模式。主要是指在高度集中型发展模式和多中心型分散发展模式的城市群区域内,城镇密度大,经济发展水平高,客流需求大。
城际铁路以吸引城际间的中短途客流为主,主要解决相邻发达城市之间大运量、高密度、乘车时间分布广、随到随走的客流,是城市间公路交通的有力竞争者。在中短途客运市场中,作为区域轨道交通快速线,城际铁路的比较优势已经得以凸显,并将在城镇群城际交通网络规划中占绝对主导的地位,城际铁路已成为未来城际间交通运输发展的主要方向。根据城市群的发展模式,核心城市间经济联系密切、人口流动频繁、出行需求量大。为方便核心城市间的各类出行客流,尤其是商务流的出行,核心城市间的列车运营需采用公交化的运营模式;核心城市与次级城市间的出行需求较小,不需要高密度的列车班次,但也需开行部分直达列车以方便出行客流,并要保证次级城市之间应有较为便捷的换乘到达方式。
城际铁路与长大干线高速铁路比较,其区别与联系如下:
(1)客流对象各不相同。长大干线高速铁路以承担区域对外中长距离的旅客运输为主,主要服务于各省市之间,而城际铁路以承担区域内中短距离旅客运输为主,服务范围通常为城市群或都市圈范围内,有时也适用于省域范围;通勤流与商务流、探亲流、旅游流相结合形成城际间巨大的客流需求量。区域内旅客的对外交流主要由干线铁路来完成,城际铁路为这部分客流可以开行跨线列车,也可以提供换乘服务。
(2)长大干线高速铁路站间距离较大,开行高速度、高密度的列车;城际铁路站间距离较小,速度可低于高速铁路。
(3)长大干线高速铁路客流受节假日影响较大,在节假日前后形成明显高峰,其他时间客流相对平稳;城际铁路列车开行方案以满足高峰时段最大断面客流为前提,可以根据日客流量的变化调整发车时间间隔。因此,城际铁路与长大干线高速铁路是既分工又合作的关系,两者均是区域内不可或缺的交通基础设施。
(4)现行的城际铁路,根据标准,与高速铁路比较,城际铁路设计速度等级低,影响旅客乘坐舒适度条件的线路设计超高由高速铁路的90mm修改为110mm。导致城际铁路平面最小曲线半径取值较小。城际铁路与高速铁路平面最小曲线半径对比如表2.3所示。
表2.3 城际铁路与高速铁路平面最小曲线半径对比
(5)高速铁路列车最大编组为16辆,到发线有效长度650m,站台长度450m,节假日期间为了增加运力,高速铁路普遍开行重联动车组。城际铁路采用高密度、小编组、公交化的运输组织模式,很多线路最大编组为8辆,也可以采取6辆、4辆等其他编组方式,并据此优化了线路有效长度、站台长度等技术标准。其中到发线长度400m,站台长度220m。考虑到重联动车组长度约420m,城际铁路站台长度不具备接发重联动车组的条件。
再将城际铁路与城市轨道交通做以比较,其区别联系如下:
(1)城际铁路主要承担区域内各中心城市、主要城镇之间的客流,并兼顾城市组团内部的客流,以商务、公务出行为主。城市轨道交通以服务城市内的居民出行为主,出行目的主要是上班、上学等,出行距离较短;城际铁路速度较高,速度一般在120km/h以上,站间距离一般在6~10km左右,是区域内城际交通的骨干;城市轨道交通出行距离较短,平均运距较短,平均站间距离最小在1km左右;列车的最高运行速度最低,基本在80km/h左右,是城市内公共交通的骨干。
(2)城际旅客的出行时段与市内旅客有着不同的特征。市内主要以上班、上学等客流为主,有早、晚两个明显的高峰时段,而城际客流与此不同,根据沪宁线客流调查显示,旅客选择早晨或上午出行的约占70%,出行时段随机性强、视需要而定的约占20%,返程客流随机性较强,选择中午或夜间返程的约占全部返程客流的10%。此外,节假日市内旅客出行以购物、探亲居多,较非节假日客流有大幅增长;而节假日城际旅客出行以旅游探亲为主,商务客流量下降。
(3)城际铁路与城市轨道交通在运营特征上类似,都表现为“小编组、高密度、公交化”。城市轨道交通为满足上述要求,虽然线网各线之间存在一定的跨线客流,但绝大部分线路采用较为简单的运输组织模式,以换乘方式为主,一般不组织跨线交路。而城际铁路运输组织模式相对复杂些,某些线路除开行大站快车和站站停两种列车交路外,还与其他线路开行跨线列车交路。
(4)轨道交通服务质量的基本要求是安全与舒适,城际铁路更侧重于体现便捷的特性。所谓便捷,就是要具有公交化与通达性兼具的特点。相对而言,便捷比速度更为重要。为提供便捷的服务,要求建立完善的城际铁路旅客服务信息系统,设计开放式的车站建筑,尽可能深入城镇客流集散中心,完善城际铁路自动售检票系统,满足高密度的发车频率要求,车站旅客流线的设计要与区域轨道交通体系相协调;两种服务方式的选择对城际铁路的设计有着不同的影响。若开行跨线列车,则要求城际铁路线路的建设标准满足跨线运输的需要,城际铁路与干线铁路接轨;若提供换乘服务,则要求城际铁路线引入干线铁路中心车站,与城市轨道交通形成良好的衔接,以最大限度吸引客流:城市轨道交通可为城际铁路集聚和疏散客流,二者相互配合,相互补充,共同促进区域内城市之间的合理集聚和分工。
表2.4说明区域轨道交通功能层级划分的一般标准,在实际设计过程中,各种运营方面的技术或是服务比较具有相对性,不同的区域轨道交通功能层次间具有一定程度的交叉性和互补性。
表2.4 区域轨道交通功能层次划分
由此可以得出以下三点启示:
(1)由于每种交通方式因其自身的技术特性、速度特性和服务特性不同,其具有核心竞争力的运距范围不同。
(2)由于城市群旅客出行需求的多样性和城市群区域交通结构的供给特性,各种交通方式都有一定的市场份额,城市群综合交通结构的优化和相互之间的衔接协调非常关键。
(3)在城市群区域对外的综合运输通道上,由于肩负着区域对外客流和过境客流的运输重任,应该以高速铁路和航空运输为主,高速公路和区域城际轨道交通客运为辅,其他交通方式作为补充;在城市群内部中心城市与大城市之间的运输通道上,区域城际轨道交通是客运的主力军,其次是高速公路,其他交通方式填补剩余的市场份额;在大城市与中小城市(镇)之间的客运,高速公路仍然是主要的交通方式,其他交通方式适得其所;在城市范围内的客运,城市内主要客运走廊的通勤客流主要由市域(市郊)铁路、城市轨道交通承担,与主要客流走廊垂直的客流主要由公共汽车承担,其他交通方式作为补充,占领各自的市场份额。
安全快捷节能低碳环保等优势成为城际铁路可持续性发展的技术经济特征:
(1)安全、舒适。城际铁路线路采用了更高的技术标准,大都采用无砟轨道,先进的车辆设计工艺,列车运行安全平稳性好;列车自动控制系统的应用,保证了行车的高度安全。城际铁路采用了现代化的设施设备实现对列车运行信息化的监控、预警和科学的维修养护,再加上严格的规章制度和管理,形成了完善的安全保障体系,这就大大提高了安全系数,能够减少交通事故的发生。例如,日本新干线列车控制系统采用ATC(automatic train control)装置对列车进行速度控制,若列车速度比列控显示的速度快时,将会进行制动;当列车的速度降至列控要求的速度时,制动就会自动缓解。其他如动车组列车运行的平稳度以及车厢的环境,乘务员的服务标准高,也大大提升旅客乘车的安全和舒适度。另外,城际铁路具有基本不受天气等外界条件影响的特点,可实现全天候行车,并且可保证按时到达。2016年上海铁路通过在各个客运站和动车组列车展开大量的问卷形式调查,高速铁路列车属性与其他方式比较满意度如表2.5所示(表中数字单位均为%)。
表2.5 高速铁路列车与其他运输方式的比较满意度
(2)运能大、占地少。相关研究表明,城际铁路列车在采用8节编组的动车组时,单向高峰小时断面客流能达1.6万人以上,运能大于其他交通运输方式。在同等运力的情况下,城际铁路占地仅仅为高速公路的1/4,因此在土地稀缺的城市群修建城际铁路是较好的选择。
(3)能源消耗低。城际铁路利用的是可再生的能源,如水利、太阳能或核电,其所产生的电能作为其能源,对环境污染程度较小。而其他运输方式,例如,公路和航空则采用不可再生的石油或者其他燃料作为其能源。根据日本新干线的数据表明:每亿人公里的能源消耗汽车与飞机分别是高速铁路的4.6和5.3倍。发展城际铁路非常符合我国人均资源匮乏的国情。
(4)污染少、噪声低。城际铁路采用绿色能源电力牵引,列车没有任何废气排放,同时,车内又有真空系统来对废水和其他垃圾进行收集,所有的废水废物在车站都会采用专用设施吸走并进行环保处理,线路两侧实现了零排放。在噪声处理方面,可通过对列车外形系统优化,降低高速运行时的气动噪声,还采用了特殊的消音车轮并配合无缝长钢轨,降低轮轨噪声;在动车组系统内采用先进的隔音降噪技术,在车体中空结构和地板间填充了大量的隔音降噪材料,有效降低车内噪声。