高鐵機場站與運輸組織設(shè)計理念探討
時間:2022-05-16 09:25:14
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【摘要】城市綜合交通樞紐的規(guī)劃建設(shè),尤其是在機場的綜合交通樞紐方面,越來越需要與高速鐵路、城際鐵路、城市軌道交通等緊密銜接,在利用高鐵干線兼顧城市與機場間的軌道交通運行時,就必須兼顧兩者的運營需要。對于機場兩個航站樓的兩個地下鐵路車站,還需要串聯(lián)起來。為此,一般采取所有方向全聯(lián)通的聯(lián)絡(luò)線設(shè)計方案,體現(xiàn)“運輸便捷靈活”。但實際上,這樣的方案不僅工程艱巨,在土建工程設(shè)計與運營管理之間缺乏緊密關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)性,客流識別困難。本文以某機場兩個航站樓的地下車站及聯(lián)絡(luò)線設(shè)計為例,來簡論鐵路土建設(shè)計方案與運輸組織的系統(tǒng)性設(shè)計理念,并提出通過對設(shè)計方案的運營管理進行仿真模擬來驗證設(shè)計方案的合理性,從而實現(xiàn)鐵路土建設(shè)計方案與運輸組織方案間彼此對應(yīng)銜接、完美匹配。該系統(tǒng)性設(shè)計理念在城市交通規(guī)劃設(shè)計、鐵路設(shè)計研究中極有參考借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】高鐵;機場站;聯(lián)絡(luò)線;系統(tǒng)性;設(shè)計
1引言
其設(shè)計方案的主要目標(biāo)就是為了能滿足運輸需要。要做好城市綜合交通樞紐的規(guī)劃設(shè)計,就首先要研究鐵路樞紐和站場設(shè)計,研究明確其運輸組織方案、列車運輸徑路需求。但在很多鐵路項目的實際設(shè)計中,設(shè)計方案有時往往與運輸組織方案不相匹配,在某些鐵路項目的設(shè)計方案中,往往有些鐵路聯(lián)絡(luò)線或站場股道道岔配列設(shè)計與實際運輸組織需要不能緊密對應(yīng),有時使得需要的運輸徑路可能缺失、或者幾種徑路產(chǎn)生一些運輸交叉干擾、或者出現(xiàn)無實際用途的徑路,設(shè)計的鐵路路線或股道連接方式不適應(yīng)運輸徑路需要,彼此間缺乏緊密關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)性。本文以機場下兩個高鐵站間的聯(lián)絡(luò)線設(shè)計優(yōu)化的案例,來探討說明聯(lián)絡(luò)線設(shè)計方案與運輸組織的系統(tǒng)性研究的重要性,并提出通過仿真模擬來推演運營情況、以驗證設(shè)計方案合理性的設(shè)計思路,再不斷調(diào)整、完善、優(yōu)化設(shè)計方案,從而使得運輸組織方案暢通便捷靈活、站場設(shè)計方案也經(jīng)濟合理,實現(xiàn)兩者間彼此相互對應(yīng)銜接、完美匹配,充分體現(xiàn)出鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計建設(shè)與運輸組織的運營管理二者完美匹配結(jié)合的系統(tǒng)性設(shè)計理念。
2機場兩個航站樓地下高鐵站的聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化設(shè)計探討
隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,人員和物質(zhì)的流動范圍越來越大、頻率越來越高、對運輸質(zhì)量的要求越來越高,自然就需要多種交通方式緊密布置形成“無縫銜接”式的綜合交通樞紐,以期實現(xiàn)“零距離換乘”,滿足人民群眾對交通的快速、便捷、舒適、安全的要求。于是,多處出現(xiàn)了高鐵或城市軌道交通與機場“無縫銜接”的“鐵機”綜合交通樞紐工程設(shè)計建設(shè),而這些機場的高鐵站、城際站多在航站樓地下,工程往往較為復(fù)雜、龐大、艱巨,特別需要結(jié)合運輸需要來進行系統(tǒng)性的工程設(shè)計,實現(xiàn)既能滿足客流運輸需求,又能最大限度的節(jié)省工程。2.1聯(lián)絡(luò)線全連通的設(shè)計方案。既有高鐵干線下穿機場T1航站樓,在地下設(shè)置了T1航站高鐵站。城市規(guī)劃擬建T2航站樓,需要預(yù)留其地下高鐵站。于是設(shè)計了兩個地下高鐵站,聯(lián)絡(luò)線互相全連通,以便“運輸組織便捷靈活”。設(shè)計方案示意圖見圖1。該方案中,兩個高鐵站、T2航站支線及兩條聯(lián)絡(luò)線(圖中1號、2號聯(lián)絡(luò)線)大范圍都位于地下(見圖1中標(biāo)注地下工程范圍),外環(huán)聯(lián)絡(luò)線還形成三層鐵路立交,地下土建工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大、艱巨,投資也非常巨大。圖中為簡便起見,未畫出相關(guān)安全線,這些地下安全線還需要更大的工程及投資。在運輸組織方面,需要進行仿真模擬,來驗證運輸組織與設(shè)計方案的系統(tǒng)性、匹配性。通過研究列車運行徑路,可以發(fā)現(xiàn)上述方案在運營管理方面還有以下弊端:(1)增加對停站通過車的運營管理難度。雖然無論A、B方向的客流,均可選擇各自的客車班次分別與T1、T2航站往返,均可直接到達(dá)T1或T2航站,但各自可選擇的班次數(shù)量較少、間隔時間長,不利于與機場在時間上的高效銜接。高鐵主干線的不停站通過車當(dāng)然經(jīng)主干線直向通過T1航站,不需要再經(jīng)過T2航站繞行。但主干線的停站通過車就需要分別在T1航站、T2航站停站,那么這樣的運輸組織顯得較為凌亂,不僅需要多制作一個車站的車票,而且增加編制運行圖的難度,調(diào)度管理人員需要分清哪些車在哪個站經(jīng)停,即使采用調(diào)度集中自動化管理,也會極大增加工作人員的調(diào)度管理難度和精神緊張壓力、產(chǎn)生運輸安全隱患。(2)增加在城內(nèi)到機場的折返車的運營管理難度。從城內(nèi)始發(fā)站到機場后的折返車,到機場后可沿環(huán)形運輸徑路返回,不需要折角運輸。而環(huán)形運輸徑路似乎有兩種“靈活”的返回運輸徑路———既可以順時針返回,即先到T1航站、再沿外環(huán)聯(lián)絡(luò)線(1號聯(lián)絡(luò)線)到T2航站、再回城內(nèi)(如圖5所示);也可以逆時針返回,即先到T2航站、再沿內(nèi)環(huán)聯(lián)絡(luò)線到T1航站、再回城內(nèi)(如圖3所示)。但這樣一來,從土建工程來說,需要建設(shè)多條聯(lián)絡(luò)線,增加了多處區(qū)間出岔的線路所,極大的增加了工程投資、增加了養(yǎng)護維修工作量和運營管理的安全隱患。(3)從對客流的服務(wù)情況看,也不便于社會客流對列車班次的識別和乘降。停站通過車中不同的車次經(jīng)停站不一樣,有些車經(jīng)停T1航站、有些車經(jīng)停T2航站,這樣就減少了客流選擇班次的數(shù)量,也就減少了客流服務(wù)的便捷性;由于同時采用順時針方向、逆時針方向兩種折返徑路,在機場折返的車中到T1航站、T2航站的先后順序是不同的,這些順序是多樣化的,不便于客流識別和記憶;對各自要在T1航站、T2航站乘降的旅客來說,需要高度警惕、注意選擇車次和購票,一旦失誤就可能造成買錯票、乘錯車、下錯站、耽誤航班行程的情況,可能對社會民眾引起巨大的不良影響。2.2結(jié)合運輸組織的聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化設(shè)計方案。結(jié)合運輸組織的實際需要,為最大限度的節(jié)省地下土建工程,探討研究優(yōu)化方案思路。2.2.1僅設(shè)內(nèi)環(huán)聯(lián)絡(luò)線方案。由于兩個高鐵站均位于機場航站樓地下,但外環(huán)聯(lián)絡(luò)線(1號聯(lián)絡(luò)線)長度較長、跨越線路較多、立交結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工程及投資更大,因此首先研究取消外環(huán)聯(lián)絡(luò)線(1號聯(lián)絡(luò)線)、僅設(shè)內(nèi)環(huán)聯(lián)絡(luò)線(2號聯(lián)絡(luò)線)方案,方案示意圖見圖2。在該方案下,通過車運輸組織方案與原方案相同,但機場折返車全案逆時針方向運行(見示意圖3)。在客流乘降方面,A方向與機場間的客流,可選擇主干線上運行在機場停站通過車、城內(nèi)與機場間折返的車,直接在T1、或者T2乘降;B方向與機場間客流只能選擇在機場停站通過的不同班次,實現(xiàn)分別在T1、或者T2的乘降??土骶芍边_(dá)目標(biāo)航站樓,各航站樓客流也均可直接乘降,不需要地面乘坐擺渡車。城內(nèi)與機場間的折返車在機場下只能按逆時針方向運輸徑路實現(xiàn)折返,即如圖3所示的運輸徑路。所有到機場的折返車均沿同一路線運行,均先到T2航站、再沿內(nèi)環(huán)聯(lián)絡(luò)線到T1航站、再回城內(nèi)。這樣單一化、簡單化的運輸徑路,極便于運輸調(diào)度管理,也易于常識化,便于被社會客流辨識和乘降,可避免產(chǎn)生買錯票、乘錯車、耽誤航班的情況。2.2.2僅設(shè)外環(huán)聯(lián)絡(luò)線方。取消內(nèi)環(huán)聯(lián)絡(luò)線、僅設(shè)外環(huán)聯(lián)絡(luò)線,方案見圖4所示。機場折返車可以按圖5所示的順時針方向運輸徑路運行。在客流乘降方面,基本與前方案相近,僅A方向與機場間的折返車全按順時針方向運行折返,全都是先到T2、再到T1的順序,客流識別容易,各自也均可直接在T1、或者T2乘降,不需要地面乘坐擺渡車。同上,這樣的運輸徑路單一,極便于運輸調(diào)度管理,也易于常識化,便于被社會客流辨識和乘降,可避免買錯票、乘錯車、下錯站、耽誤航班的情況。但修建外環(huán)聯(lián)絡(luò)線的工程明顯要比內(nèi)環(huán)聯(lián)絡(luò)線復(fù)雜、龐大得多,也是不經(jīng)濟的。2.3通過車集中在一站辦理的精簡優(yōu)化設(shè)計方案。上述兩種優(yōu)化方案,為了要滿足通過車經(jīng)停T2航站的條件,都從干線區(qū)間出岔設(shè)置了平行并聯(lián)式的貫通聯(lián)絡(luò)線,這樣也增加了極為龐大的地下工程。如果把干線上經(jīng)停機場的通過車都安排在T1航站辦理,那么就不需要設(shè)置從正線區(qū)間出岔引到T2航站的復(fù)雜支線、以及內(nèi)外環(huán)聯(lián)絡(luò)線;但為提高T1航站的到發(fā)能力、滿足折返車與干線B方向經(jīng)停車同時到達(dá)需要,在進城方向側(cè)需增設(shè)一條到發(fā)線。折返車運輸徑路按逆時針方向運行。設(shè)計方案及運輸徑路如圖6所示。從圖中可以看出,整個地下區(qū)域的線路構(gòu)成極為精簡、地下工程及投資節(jié)省巨大(可節(jié)省約數(shù)十億元);并消除了五處區(qū)間道岔及其信號設(shè)備,僅有一處區(qū)間道岔(該處為運輸方向一分為二的出岔分開點,不是二合一的合并點,故不需要安全線),極大的減少了對眾多道岔及其信號設(shè)備的養(yǎng)護維修工作量和運輸安全隱患。而機場折返車均按逆時針方向運行折返,串聯(lián)了兩個航站,運行徑路簡潔單一,極便于調(diào)度運輸管理;而且所有折返車都是先到T2航站、再串到T1航站,可同時滿足兩個航站客流與城市間的交通需要,也非常便于社會客流的辨識和乘降。各方向間客流乘降和運行方式基本不變,僅是B方向到T2航站的客流,需在T1乘降再經(jīng)過地面交通與T2航站銜接。
3結(jié)束語
通過上述鐵路聯(lián)絡(luò)線設(shè)計方案的優(yōu)化與運輸組織的分析探討,可看出不同的聯(lián)絡(luò)線配置方案,需要對應(yīng)不同的運輸組織方案。而文中最后的通過車集中在一站辦理的精簡設(shè)計方案,運輸徑路方案簡潔明快,既便于運輸組織、又能充分滿足客流需要、更最大限度的節(jié)省了地下土建工程,充分體現(xiàn)了土建工程設(shè)計與運輸組織的系統(tǒng)性設(shè)計理念,極具設(shè)計研究和工程實用價值。當(dāng)然,關(guān)于鐵路設(shè)計的系統(tǒng)性設(shè)計理念,還包含很多方面,但能注重到與各專業(yè)接口緊密銜接,并對設(shè)計方案進行仿真模擬,推演各種列車的運營作業(yè)狀況,以驗證設(shè)計合理性、查找設(shè)計方案是否完善或多余。這樣,對設(shè)計方案的合理完善也有一定的指導(dǎo)借鑒意義,也可避免“工程不足”,或者“工程多余”。目前正是各大城市規(guī)劃建設(shè)發(fā)展的緊要時期,大力推崇大型綜合交通樞紐的建設(shè)時期,也是大力發(fā)展鐵路交通建設(shè)的繁忙時期,更需要注意系統(tǒng)性設(shè)計理念。
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作者:蔣志華 單位:中國中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司土建三院