孙敬伟 中铁第四勘察设计研究院集团有限公司分院院长

摘要：鉴于既有客运专线、城际铁路及城市轨道交通系统制式和技术标准不能满足都市圈轨道交通发展需要以及城市轨道交通技术标准拓展的局限性，对浙江省市域快速轨道交通系统制式及建设标准进行了研究，并从运输服务的基本特性、运能要求、站间距、速度等级、运营组织等方面对市域交流制式主要技术标准进行了归纳总结，为今后新型都市圈城际轨道交通技术标准体系的建立提供借鉴和参考。

关键词：都市圈；城际轨道交通；市域快速轨道交通；系统制式；建设标准

 

1浙江省都市圈城际轨道交通基本特性

浙江省都市圈城际轨道交通服务于浙江省都市圈、城市群内部中心城市与周边中心城镇、组团的快速交通联系，顺应城市空间结构由单中心向多中心发展，承担中心城市与卫星城镇以及组团之间客流[1-2]。线路多在城市边缘与城市轨道线网换乘衔接，或从城市大型综合枢纽引出。

浙江省都市圈城际轨道交通线路长度在一般在100km以内，个别超过100km，但线路长度差异较大，最长的达106km，最短的为25km。线路速度目标值在100～160km/h之间。各条线路预测远期高峰小时客流断面一般在1万～1.5万人/h之间。

2浙江省都市圈城际轨道交通系统制式及标准体系构想

浙江省都市圈城际轨道交通服务于都市圈、城市群内部中心城市与周边中心城镇、组团的快速交通联系，其线路功能定位及速度目标值（100～160km/h）介于干线铁路和城市轨道交通之间[3]。在服务需求特性上，要求系统提供高密度、公交化的出行服务，较国铁制式要求更高。

既有客运专线、城际铁路及城市轨道交通系统制式和技术标准不能满足都市圈轨道交通发展需要，需打造有别于既有制式的新型轨道交通系统制式。鉴于城市轨道交通技术标准的拓展的局限性，尤其是可适应的最高运行速度难以提高（最高120km/h），不能较好地满足都市圈内较长运距旅客快速出行要求[4]。故浙江省应建立一种新型的都市圈城际轨道交通技术标准体系。

2.1  建立都市圈城际轨道交通标准体系的基本原则

1）构建合理高效的城市综合交通体系，满足都市圈综合交通一体化发展要求。

2）满足都市圈新型城镇化、区域经济一体化、促进城乡统筹发展的需要。

3）采用独立运营模式，运营组织模式应根据线路客流特征、线路长度、车站分布等因素综合分析确定。部分线路根据运营需求、工程条件，预留与国铁互通条件，设置必要联络线，供车辆过渡运行。

4）线路长度不宜大于100公里，优先采用高架或地下的敷设方式。

5）系统设计能力应满足远期高峰小时最大断面客流的要求。系统配置达到满足客流增长和运营成本节省的综合最优。

6）在都市圈范围内为中心城市与周边新城或组团之间提供快捷、大容量、公交化公共交通服务。

2.2 浙江省都市圈城际系统制式及标准体系初步构想

根据浙江省都市圈（城市群）城际线的线路功能定位及速度目标值（100～160km/h）要求，结合前述各都市圈城际线的特点及初步制式选择研究结论，浙江省都市圈城际系统制式及技术标准体系可归纳为直流120km/h制式和市域交流制式两类。

类型一：直流120km/h制式

适用范围：线路一般从城市边缘城市轨道交通地铁线路末端引出，向周边卫星城镇放射。此类线路不长，一般在25～50公里之间。其运营管理模式与城市轨道交通较为接近，系统检修、运营管理人员及管理经验等资源可与城市轨道交通共享。

该制式可由城市轨道交通系统拓展而来，根据时空距离要求、客流特点，拓展的内容包括：

（1）开行大站快车，采用大站快车越行站站停列车的运输组织模式；

（2）列车最高运行速度提高至120km/h，加大地下线路的限界；

（3）提高舒适度标准，优化车厢内座位布局，提高座位比例，降低占席站立密度；

（4）优化配线设置，适应运营组织要求。

类型二：市域交流制式

系统采用交流制式，运营使用交流动车，可适应更高的速度目标值，最高运行速度在100km/h～160km/h之间，适应的线路长度可达到100公里，交流动车的速度优势可充分发挥。运营管理及运输服务与城市轨道交通相近，为乘客提供人性化服务。

3 市域交流制式主要技术标准

（1）运输服务的基本特性

市域铁路不同种类列车采用相同的车票，同一起讫点的票价相同，车票不固定车次和座位，类似城市轨道交通。旅客可以自由选择乘坐大站停列车或站站停列车。其优点是旅客乘车便捷、随到随走，公交化程度高，客流组织简单，旅客乘车方便，且通道、站台等共用设施利用率高，票务系统设计简单，固定资产及设备投资省。市域铁路采用较好的车辆舒适度标准，略好于城市轨道交通系统。

（2）运能要求

市域铁路的设计运输能力，是指列车在定员情况下的高峰小时单向输送能力，单位为“人/h”[5]。在运能要求的出发点上与城市轨道交通基本一致。

（3）站间距离

市域铁路平均站间距一般在2km以上，多在2～8km之间，大于常规的城市轨道交通，最高运行速度为120～140km/h。

（4）速度等级

市域铁路最高运行速度为120～140km/h。速度目标值是在确定时间目标值和深入分析客流特征的基础上，通过分析不同速度目标值的工程投资、与时间目标值的适应性、与车站分布的适应性等综合确定的。

（5）运营组织

市域铁路运输组织模式根据线路客流特征、线路长度、车站分布等因素综合分析确定，可采用站站停单一运行模式，也可采用大站停和站站停共线越行模式，开行列车以站站停为主。市域铁路采用左侧行车制。虽服务特性与城市轨道交通相近，但与城市轨道交通采用右侧行车制有所不同。为考虑与省内城际过轨运输，以及维修设备的共享等，市域铁路采用与客运专线（国铁）及合资铁路相同的左侧行车制。

（6）敷设方式

线路敷设方式应根据沿线城市总体规划和沿线地理环境条件，因地制宜地合理选择，尽量采用高架线或地面线。

（7）线路平纵断面

市域铁路主要为大城市市域范围内中心城与周边新城、外围组团之间的客流出行提供快速、大容量、公交化公共交通服务，从服务范围看，市域铁路是介于地铁（轻轨）和城际铁路、高速铁路之间的一种城市轨道交通形式，其线路长度、设计行车速度、车站间距、曲线半径、最大坡度等线路平面、纵断面技术特征均有不同，见下表。

市域铁路与高速铁路、城际铁路和城市轨道交通线路技术差异对照表

序号	项目	城市轨道交通	市域铁路	城际铁路	高速铁路
2	设计行车速度（km/h）	一般80km/h	120～160	140～200	250～350
3	线路长度（km）	一般≤35	＞35	35～100	＞100
4	线路敷设形式	以地下线为主	以地面或高架为主	以地面或 高架为主	以地面或 高架为主
5	正线最小曲线半径（m）	250～350	750～1300	1000～1500	3500～7000
6	正线线间距（m）	≥3.8	≥4.0	≥5.3	≥4.6
7	夹直线和圆曲线最小长度（m）	20m（A型车）、25m（B型车）	50～100	70～140	150～280
8	最大坡度（‰）	正线：一般30‰，困难40‰；其它线：40‰	正线：一般20‰，困难30‰；其它线：35‰	正线：30‰； 其它线：35‰	正线：一般20‰，困难30‰；其它线：35‰
9	最小坡段长（m）	远期列车长度	350	300	900～2000
10	最小竖曲线半径（m）	2000～5000	5000～15000	5000～15000	20000～25000

（8）轨道

市域铁S线轨道结构型式、轨道部件既不能完全采用城市轨道交通技术标准，也不能按照客运专线（国铁）标准套用，轨道结构和轨道部件需要针对市域铁路技术特点和技术要求，在满足功能需要的前提下，进行改进和优化，创新设计适用于S线的轨道结构和轨道部件主要技术特点有：轨道结构型式采用双块式整体道床：正线道岔采用60kg/m钢轨12号道岔；根据环境保护的要求，考虑物业开发要求，按照不同的减振等级采用相应的减振措施。

（9）配线

市域铁路配线分为：联络线、到发线、折返线、故障车停留线、渡线、安全线、市域车辆出入线[6]。车站配线是为保证线路正常运营、合理调度列车而设置的。配线的设置首先要满足运营的需要，同时还要结合车站施工方法、投资、工程实施的难易等因素。市域铁路配线设置要求及与国铁、城市轨道交通配线设置差异如下表所示。

市域铁路与客运专线、城际铁路和轨道交通配线设置对照表

序号	项目	地铁（轻轨）	市域铁路	城际铁路	高速铁路
2	站线分类	车辆出入段线、联络线、 折返线、故障车停留线、 渡线、安全线、车场线	车辆出入段线、联络线、 折返线、故障车停留线、 渡线、安全线、车场线、 到发线	车辆出入段线、联络线、 折返线、故障车停留线、渡线、安全线、车场线、到发线	动车走行线、联络线、渡线、安全线、车场线、到发线
3	站型	侧式、岛式、	侧式、岛式、双岛式、	侧式、双侧式	一般中间站均为双侧式
4	配线	车辆出入段线、联络线、 折返线、故障车停留线、 渡线、安全线、	车辆出入段线、联络线、 折返线、故障车停留线、 渡线、安全线、到发线。	动车走行线、联络线、折返线、渡线、安全线、到发线。	动车走行线、联络线、折返线、渡线、安全线、到发线。
5	临靠站台 曲线半径	A型车：无站台门800m 设站台门1500m B型车：无站台门600m 设站台门1000m	无站台门800m，设站台门1500m	1000m，困难条件600m	800m
4	站线最小 曲线半径	A型车：出入段线、联络线250m，车场线150m。 B型车：出入段线、联络线200m，车场线150m。	出入段线、联络线250m，车场线200m。	动车走行线一般800m，困难300m。 车场线250m	动车走行线一般800m，困难300m。车场线250m
5	站线最小夹 直线长度	A型车25m、B型车20m	25m	30m	25m
6	正线道岔	9号	12号	12号、18号	18号及以上
7	站线最小 坡段长度	没有明确要求。	50m	50m	50m
8	最大坡度（‰）	出入段线40‰	出入段线35‰	动车行线35‰	动车走行线35‰

（10）车辆

市域动车组是一种介于客运专线（国铁）动车组和城市轨道交通车辆之间的新型轨道交通车辆。

①速度目标值选择：在不越行的运输组织模式下，列车最高运行速度主要取决于平均站间距离。合理的列车最高运行速度与站间距的匹配，能保证旅客舒适度和列车运行效率。站间距在3～5km宜选择120km/h车型，站间距在5～7km宜选择140km/h车型，站间距在7km以上宜选择160km/h车型。

不同速度等级动车组适宜的站间距评估表

最高运行速度km/h	120	140	160
适宜的平均站间距km	3.4	5.3	7.5

②车辆座位布置

一般情况下，为提高市域客流远距离乘坐舒适度，对于客流不大的线路，可采用全2+2横排座椅形式，如下各图所示。

对于贯穿市区形态的市域线路，客流较大，可采用2+2横排与纵向座椅结合的布置形式，兼顾舒适性与运能需求。

为了适应市域铁路既满足城市中心区站间距较小，又要满足市区外站间距较大的运营需要，市域铁路车辆座位布置采用横纵结合的布置形式。

③车门数量

车门的数量直接影响旅客上、下车的时间。车门数量少，旅客上、下车慢，造成停站时间增长，延长了旅行时间；车门数量多，车内座位数量减少，车辆的舒适度降低，不利于吸引客流。车门数量根据预测客流计算，可采用3～4对车门。

④牵引制动性能

市域铁路系统要求有较高的旅行速度，以适应快捷的城市生活节奏。由于市域铁路列车需要频繁的起动、制动和停车，这就要求提高列车的起制动加速度，使列车在较短的时间内达到较高的速度，缩短站间运行时间，达到提高旅行速度的目的。建议市域动车组启动加速度≥0.8 m/s²（0---40 km/h）。

建议市域铁路动车组的常用制动加速度为0.9～1.1 m/s²，紧急制动加速度为1.1～1.2 m/s²。

⑤站立标准、定员标准

车厢内站席面积标准是影响列车定员、乘客服务水平和系统规模的重要因素，在进行系统方案设计前应先合理确定乘客站立标准和对应的服务水平。结合国内外情况，并考虑我国市域铁路的客流特性，建议市域铁路采用4～5人/ m²的站立密度设计标准[7]。

（11）牵引供电制式

市域铁路采用交流牵引供电制式，其特点及与国铁、城市轨道交通系统的差异如下表所示。

市域铁路牵引供电系统与国铁、城市轨道交通对照表

项目	市域铁路	客运专线（国铁）	城市轨道交通
供电制式	工频交流25kV	工频交流25kV	直流1500V或750V
供电结构	集中供电	集中供电	集中或分散供电
接触网供电形式	单边供电形式	单边供电形式	双边供电形式
系统构成	牵引变电所、分区所、 开闭所、SCADA	牵引变电所、分区所、 开闭所、SCADA	主变电所、中压环网、 牵引变电所、SCADA
负荷等级	一级负荷	一级负荷	一级负荷
外电等级	110kV	110kV 、220kV或330kV	110kV
外电运行 方式	分列运行（由于与电力共用，需要同时运行）	一路运行、一路备用	两路同时运行
故障后供电能力	适当限制行车	适当限制行车	不限制行车
同相供电 技术	站间距过小无法设置电分相是需要采用了同相供电技术	站间距较大，可不采用 同相供电技术	无电分相，无需采用 同相供电技术

（12）信号

市域铁路信号系统采用点式ATC系统，主要技术特点如下：

①市域铁路信号系统不同于城市轨道交通常用的CBTC制式和客运专线（国铁）的CTCS制式，采用了点式ATC系统制式。正常运营时，列车运行的移动授权通过信标传递给列车，并在车站及站台防护区域、折返线和转换轨设置无线覆盖，进一步保障列车运营安全。

②点式ATC系统可适应最高速度100～160km/h的线路，可适应于站站停和大站快车的运营模式，平均旅行速度可不低于50km/h。

③点式ATC系统可满足于最小2.5分钟的运营间隔，如若远期客流增长对运营间隔有更高需求，该系统可平滑升级至CBTC系统。

④点式ATC系统可适应不同牵引制式，既可适用于1500V直流牵引，也可适用于27500V交流牵引。

⑤点式ATC系统的正线列车位置检测设备一般采用计轴系统，车辆段/停车场内的列车位置检测设备可根据需要和投资，采用轨道电路或计轴系统。

⑥点式ATC系统具备完善的ATO自动驾驶功能，如列车区间自动运行、列车自动折返、站台精确停车、站台门与车门联动等功能，能降低司机劳动强度，增加乘坐舒适度。

⑦点式ATC系统架构清晰简单，轨旁设备少，功能经济实用，可靠性安全性高，后期维护量小，性价比高。

（13）通信

市域铁路采用TD-LTE技术统一承载车地数据通信和车地语音通信，通过同一张TD-LTE网络统一承载语音调度、CCTV视频上传、PIS多媒体节目源分发、车辆状态信息上传、AFC移动终端数据传送并预留信号系统车地信息传送。基于TD-LTE的多网融合的综合解决方案是市域铁路乃至整个轨道交通领域车地无线通信系统的发展趋势，大大提高无线网络的资源利用率，同时其大带宽的特点也给乘客提供多样化的服务带来了可能，大大丰富了乘客的用户体验。

（14）售检票

市域铁路自动售检票系统总体架构区别于一般的AFC系统五层架构体系，采用了适应市域铁路网络化运营需求、并符合未来发展趋势的面向AFC系统四层总体架构方案，并全新定义了中央级清分中心系统ACC和车站级车站计算机系统SC功能。

4 结语

既有客运专线、城际铁路及城市轨道交通系统制式和技术标准不能满足都市圈轨道交通发展需要；而且城市轨道交通技术标准的拓展具有局限性，特别是其适应的最高运行速为120km/h，最高速度再难以提高；不能较好地满足都市圈内较长运距旅客快速出行要求。故建立一种新型的都市圈城际轨道交通技术标准体系势在必行。结合各都市圈城际线的特点及制式选择研究的初步结论，浙江省都市圈城际系统制式及技术标准体系可归纳为直流120km/h制式和市域交流制式两类。其中，直流120km/h制式可由城市轨道交通城市系统拓展而来；而交流制式可适应更高的速度目标值，最高运行速度在100km/h～160km/h之间，并且适应的线路长度可达到100公里，交流动车的速度优势可充分发挥。

本文对浙江省市域快速轨道交通系统制式及建设标准进行了研究，并从运输服务的基本特性、运能要求、站间距、速度等级、运营组织、敷设方式、线路平纵断面等14个方面对市域交流制式主要技术标准进行了归纳总结，为今后新型的都市圈城际轨道交通技术标准体系的建立提供借鉴和参考。