构建多层次轨道交通网络的若干关键技术要求探索

基金项目：江苏省交通科学研究计划项目——江苏省都市圈轨道制式标准研究（2018-MS3-082）  

规划建设多层次轨道交通网络是推进国家新型城镇化战略实施，促进城市群、都市圈一体化发展的重要举措。文章以江苏省多层次轨道交通网络建设为例，在概述多层次轨道交通网络架构及功能定位的基础上，通过分析江苏省目前的建设现状及存在问题，从速度目标值、站间距、互联互通、跨网融合信号系统制式等方面提出构建多层次轨道交通网络的关键技术要求，以期为类似规划建设提供参考和借鉴。

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多层次轨道交通网络概述 

1.1 多层次轨道交通网络架构

多层次轨道交通网络由干线铁路（含高速铁路和普速铁路）、城际铁路（含区域城际铁路和城市群城际铁路）、市域（郊）铁路、城市轨道交通共同构成。其中，各层次轨道交通分别服务于不同的交通圈层，各交通圈层的空间尺度、需求特征各异，对轨道交通供给服务要求也有所不同，如表 1 所示。

1.2 多层次轨道交通功能定位

根据所服务的不同交通圈层，各层次轨道交通的功能定位如下。

（1）干线铁路（高速铁路、普速铁路）服务于跨区域的长距离出行，以省会、直辖市及重要枢纽性城市为服务主体，兼顾沿线地级市，出行目的以商务、公务、旅游、务工、探亲等为主。

（2）区域城际铁路可发挥完善高速铁路网络、扩大高速铁路覆盖范围的作用，服务于相邻城市群核心城市之间的中长距离快速出行，通常以市区常住人口超过 50万人的大中城市为服务主体，出行目的以商务、公务、旅游、休闲为主。 

（3）城市群城际铁路服务于高度城镇化、同城化连绵发展区域主要城市之间的快速联系，通常以 1 ～ 2 座中心城市为核心，将诸多市区常住人口超过 20 万人的城市串联，形成独立的城际铁路快速客运网，出行目的以商务、公务、通勤为主。 

（4）市域（郊）铁路服务于都市圈内核心城市与周边城镇节点之间的快速联系，连接常住人口 5 万人以上的城镇、重要工业园区、旅游景点，出行目的以通勤为主。

（5）城市轨道交通服务于中心城市城区的乘客出行，出行目的以通勤、娱乐、休闲等为主。

02

江苏省多层次轨道交通网络发展概况

2.1 发展概况

近年来，江苏省轨道交通建设突飞猛进，多层次轨道交通网络逐步完善，形成多网融合发展的新局面，如图 1 所示。在干线铁路方面，建成郑徐客运专线、青连铁路、连盐铁路、徐宿淮盐铁路、连淮扬镇铁路等 9条线路，“十三五”期间新增运营里程 1 449 km，截至2021 年底，全省总运营里程达到 4 204 km，其中高速铁路 2 215 km ；在城市群城际铁路方面，“十四五”时期将开工建设苏锡常、苏淀湖、如通苏湖等 4 条线路；在市域（郊）铁路方面，已开通运营 7 条线路，包括南京宁天线、宁和线、机场线、宁溧线、宁高线、宁句线，以及连云港市域铁路 S1 线（利用既有陇海线），截至2021 年底，总运营里程为 271 km（新建 236 km），南京地铁 S2 线（宁马线）、无锡地铁 S1 线（锡澄线）、苏州市轨道交通 S1 线等线路也正在建设；在城市轨道交通方面，全省共有南京、苏州、无锡、常州、徐州 5 个城市开通运营城市轨道交通线路，截至 2021 年底，总运营里程为 621 km。

2.2 存在问题

（1）多层次轨道交通网络“结构倒挂”现象明显。江苏省内服务于城市群、都市圈的城际铁路和市域（郊）铁路建设尚处于起步阶段，轨道交通网络呈现“两头重、中间轻”的态势，即使是省内城镇化率最高、轨道交通建设力度最大的南京，市域（郊）铁路与城市轨道交通的里程比也仅为 1.13，相较国外的东京、巴黎、伦敦等发达都市圈（比值一般为 4 ～ 8）偏低。 

（2）区域城际铁路的功能定位及其干线化发展模式的合理性有待进一步明晰。现阶段，江苏省区域城际铁路和干线铁路存在着相互兼顾甚至替代的情况，如宁淮城际铁路不仅服务于南京至淮安的城际客流，还在接入干线铁路网后更多地承担着鲁苏皖赣中部大通道的功能。区域城际铁路提速、减站的干线化，以及干线铁路加站、绕行的城际化，均在一定程度上背离了其原本的功能定位。

（3）市域（郊）铁路城市轨道交通化的发展方式需要尽快扭转。目前，诸如宁天、宁高等市域（郊）铁路线路采用城市轨道交通技术标准，设计速度、站间距、运输组织方式（站站停）等均不符合市域（郊）铁路的技术特征与服务要求。

03

关键技术要求

3.1 速度目标值

不同层次轨道交通的功能定位各异，因此其对于出行客流量、出行目的、出行频次、出行便捷性等的要求也不同。与时间价值有关的列车发车频次、站间距等因素成为影响各层次轨道交通速度目标值选择的主要因素。

由于各层次轨道交通线路两端接驳时间的构成不同，加之不同需求旅客对两端接驳时间的敏感性存在较大差异，因此需要在全出行链中对轨道交通的速度目标值进行分析。干线铁路旅客由于出行距离和时间较长，更关心线路的可达性，对两端接驳时间的敏感性较低；区域城际铁路、城市群城际铁路、市域（郊）铁路、城市轨道交通的旅客由于出行目的对旅行时间的要求较高，因此需要尽量缩短接驳时间，考虑两端附加时间对总体时间的影响。通过对江苏省内外各类已建成轨道交通线路的实际运营情况进行调研，得到不同层次轨道交通旅客出行附加时间表，如表 2 所示。

结合上述分析，分别提出江苏省高速铁路干线、区域城际铁路、城市群城际铁路、市域（郊）铁路的速度目标值建议，如 表 3 所示。

3.2 站间距

3.2.1 最小站间距

轨道交通站间距的设置至少要满足列车最小起停距离要求，即不小于列车从静止加速至最高运行速度、再从最高运行速度减速至停车的走行距离。通常，速度等级越高的列车，其对应的平均加速度、减速度越小，起动加速和制动减速所需时间及走行距离越长，具体情况如表 4 所示。对于不满足最小站间距要求的线路，原则上应减少沿线车站数量。

3.2.2 合理站间距

合理站间距应结合区间运行时间、列车最高速度达速比（即列车以最高速度运行的距离占平均站间距的比例，以下简称“达速比”）等指标进行综合考量。在电机功率和编组条件一定的条件下，由于功率分配的影响，速度等级较低的列车相比速度等级较高的列车具有更优异的加减速性能。如果站间距较短，则意味着速度等级较高的列车在区间运行时基本上处于起动加速和制动减速的阶段，难以发挥运行速度较高的优势，其区间运行时间不一定比采用较低运行速度的列车短，具体情况如表 5 所示。

由 表 5 可 知，当站间距为 4 km时， 最高速度为120 km/h 的列车运行时间最短；站间距为 6 ～ 8 km 时，140 km/h 列车运行时间最短；站间距为 10 ～ 14 km 时，160 km/h 列车运行时间最短；站间距为 16 ～ 22 km 时，200 km/h 列车运行时间最短；站间距为 24 ～ 28 km 时，250 km/h列车运行时间最短。

本文基于上述分析，通过计算不同速度等级列车的达速比，并结合相关铁路设计规范要求，提出不同设计速度轨道交通线路的站间距建议值，如表 6 所示。

3.3 干线铁路互联互通

目前，江苏省干线铁路发展不平衡、不充分问题仍然存在，广袤的苏北地区与苏南腹地部分核心城市间的干线铁路仍存在“交而难联、通而不畅”的问题，亟需通过适宜的方式实现线路的互联互通及列车在不同线路之间的跨线运营。结合江苏省轨道交通发展情况，综合考虑车站布置形式、跨线客流量、联络线建设规模与投资、运输效率等因素，针对站外联络线、站内渡线或折返线等不同连通方式，提出干线铁路互联互通实现方式如下。 

（1）线路十字交汇。当车站为骑跨式布置时，若跨线列车数量不小于 30 对 / 天，可建设站外联络线，否则采用旅客换乘的方式。 

（2）线路别分场。若为顺向运输，则当跨线列车数量不小于 15 对 / 天时可建设站外联络线，否则采用旅客换乘的方式；若为折角运输，则当跨线列车数量不小于 20 对 / 天时可建设站外联络线，否则采

用旅客换乘的方式。 

（3）方向别分场。若为顺向运输，则一般采用站内渡线；若为折角运输，则当跨线列车数量不小于 20 对 / 天时可修建站外联络线，跨线列车数量为 10 ～ 19 对 / 天时增设站内折返线，跨线列车小于 10 对 / 天时采用旅客换乘的方式。

（4）方向别合场。若为顺向运输，则一般采用站内渡线；若为折角运输，则当跨线列车数量不小于 20 对 / 天时可修建站外联络线，否则采用旅客换乘的方式。

3.4 跨网融合信号系统制式 

目前，客运干线铁路和区域城际铁路通常采用中国列车控制系统（CTCS）；城市轨道交通主要采用列车自动控制（ATC）系统，包括基于计轴和可变数据应答器的点式 ATC 系统、基于轨道电路的 ATC 系统和基于通信的列车自动控制系统（CBTC）。对于介于两者之间的城市群城际铁路、市域（郊）铁路，通常需要对线路长度、客流、运输组织、工程规模与投资等因素进行具体分析，对各种信号系统进行综合比选，从而确定适宜的信号系统。为适应自身的功能定位要求，实现上与干线铁路、下与城市轨道交通的互联互通，城市群城际铁路、市域（郊）铁路目前通常采用 CTCS2+ATO（自动驾驶）和 CBTC 两种信号系统，二者的区别及具体适应性如表 7 所示。

04

结束语

本文围绕多层次轨道交通网络建设中面临的实际问题，从速度目标值、站间距、互联互通、跨网融合信号系统制式等方面提出了构建多层次轨道交通网络的关键技术要求，以期为后续多层次轨道交通规划建设工作的开展提供借鉴和参考。由于多层次轨道交通网络建设的系统性、复杂性，未来还需要在多网融合理论体系、总体实施路径、政策保障措施等方面进行深入探讨，并结合城市群、都市圈的特点进一步深化研究。

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