根据最初规划,深圳地铁11号线赋予了以下五种功能:(1)城际线功能:快速联系深圳、东莞至广州沿线中心城市及主要城镇的城际客运功能;要求快速、舒适度较高。(2)深圳西部快线功能:承担市中心区与西部滨海地区的快速联系功能;要求覆盖面大、高频率和适当舒适度。(3)深圳机场快线功能:承担深圳、东莞至机场的轨道快线功能;要求可靠、快速和高舒适度。(4)港深机场联络线功能:香港机场和深圳机场轨道连接功能;要求可靠、快速和高舒适度(两线在深圳共轨)。(5)港深西部过境轨道功能:提供深圳和香港西部轨道过境功能。要求高频率和适当舒适度(两线在深圳共轨)。
由于与穗莞深城际线、港深机场联络线存在建设管理主体、投资主体、建设标准、客流性质及需求、票制票价、建设时序都有较大不同,同时港深机场联络线还存在口岸等诸多管理问题,因此三条线在深圳境内共线实现五种功能的规划过于理想,很难操作,经过长达两年多时间的国内外考察调研、反复研究,最终提出三线分建的方案,并得到政府、业主和专家认可。以下将详细论述。
根据深圳市轨道交通近期建设规划,客流预测相关资料如下。初近远期全日客流量分别 为 :45.8、74.4、110.9万人次 /日 ,高峰小时断面客流量分别为 :1.86、3.07、4.21万人次 /小 时 ,客流强度分别为:0.91、1.47、2.20万人次/公里·日。
城市组团客流为1.8～2.2;港深过境客流为1.2～1.7;城际客流为0.6～1;深港机场客流为0.2～0.3;机场快线客流为0.15～0.2(单位均为万人次 /小时 )。
2 重大技术方案研究思路
由于本线需满足五种功能,在目前,经查证国内外前所未有,难度无法想象。通过对每种功能的客流特征进行分析,并根据城市轨道交通线路目前系统所能满足的最大能力分析,暂按30对进行计算,每种功能平均分配仅分配6对,这样就不能很好满足每种功能之需求。同时多种功能的列车在一条线上运营,管理难度非常大,对可靠性、安全性、舒适度、发车频率、经济性等都不能很好满足,因此,需要认真研究五种功能的线路是否有必要共线。
另外,由于本线要实现多种功能,则线路需跨行政区域延伸(香港、东莞、广州),本线的制式选择和标准如何选择,才能满足本线众多功能。以及建设管理、运营管理、筹资方案、头等舱问题、票制问题、口岸及行李托运问题等均需研究,寻求较适当的方式解决以上难题。
3 重大技术方案研究
3.1 共线或分线研究
从上述各种线路功能和客流分析,可看出,要在一条线路上把不同客流需求、不同舒适度、不同发车频率以及不同管辖区域的线路全部共线异常难。经过共线方案的认真研究,发现存在以下主要问题。
(1)线路最大能力 30对 /h,分摊五种功能后,平均每种约6对/h(远期最小间隔10分钟),五种功能都不能很好的发挥。(2)由于线路能力有限,为保证基本的运输能力,只能选择牺牲城际线功能的服务水平,将组团功能及城际功能合并,两种客流需求难以兼顾(城际客流应以座席为主,组团客流应以站席为主;不能分票制、分站台),从而使城际功能服务标准降低。(3)涉及到广东省(广州、东莞、深圳)及国家层面(香港),协调面广,协调难度大。(4)边界条件不确定。建设时序、投资主体、建设主体、运营主体以及技术标准等均很难确定。(5)运营管理难度大。将5种功能集于一体,且使用不同票制、不同车辆、不同服务标准等,其运营管理、维修、维护难度都非常大。(6)对11号线三大枢纽(福田、前海湾、深圳机场枢纽)尽快稳定不利。
鉴于以上不确定性因素,采用共线方案对尽快稳定枢纽方案(需提前实施)非常不利,与有关部门提前开展本线研究初衷相悖,故提出了新的分线方案。同时根据与深港两地政府协商,认为港深连接线客流特征与其它三种功能差异较大,且存在跨境问题,涉及口岸和机场行李托运等更复杂问题,建议首先分开,也与我们的研究结果相符,因此首先分离出港深机场联络线。
以下再研究深圳地铁11号线是否与穗莞深城际线共线问题,这样就将进一步简化研究。
若穗莞深城际线与11号线标准一致,则考虑共线运营;若不一致,则考虑双制式供电方案或分线方案。
3.2 制式选择研究
由于珠三角城际网规划采用140km/h～20km/h设计速度目标值、AC25kV供电制式的标准,而深圳地铁11号线建议推荐120～140km/h设计速度目标值、DC25kV供电制式的标准,若共线将采用双制式供电方案,在国外已有先例。但本线关键不在于供电制式是否一样,而在于采用交流的隧道断面大小 ,因为深圳地铁 11号线 52km中约76%为地下线,若按目前国内铁路常采用的城际线动车组,则断面将比地铁大得多,从经济性上看很不节省。
另外,深圳福田枢纽、深圳机场枢纽土建预留11号线的工程均按地铁断面实施,若能研究出采用交流的断面也与直流的基本一样,仍然可以共线运营,若不一致,则可考虑双制式和再分线,即将穗莞深城际线与深圳地铁11号线分线。
3.3 速度目标值的研究
速度目标值的选定需结合本线功能定位、旅客出行时间、平均运距、牵引供电制式、工程投资等因素综合研究考虑,由于本线可能具备延伸至广州实现城际线功能。而广深港客专和广深铁路速度目标均大于200km/h,以承担长途客流为主 ,本线应为中短途客流为主。因此,速度目标不宜太高,主要服务于沿线客流来往广州和深圳,速度目标不宜超过200km/h。从旅客时间要求看,应高于公路,且福田机场不宜大于30分钟 ,故速度目标不宜低于 120km/h。从供电制式上看,120～160km/h采用直流制式更具优势,160km/h以上应采用交流制式。
经以上分析,进行了120km/h、140km/h、160km/h三种速度目标值的综合比选 ,从运行速度曲线统计计算,三种速度目标值以目标速度运行的距离分别约占区间7 0% 、5 5% 、4 5 % , 就 效 率 看 , 1 2 0k m/ h 和140km/h车型效率较高。
从旅行时间看,160km/h比140km/h旅行时间仅节省约1.5分钟,节时效果不明显。140km/h比120节省约2分钟,节时效果也不明显。
从工程投资看,在深圳境内土建投资主要体现在隧道断面加大引起的工程费用,三种速度费用递增比例分别为1.0∶1.15∶1.35,显然 ,160km/h将显著增加 。
经上述各方面分析,推荐采用120km/h可满足本线功能需求。
3 . 4 机场线功能如何实现
机场线一般应具有安全性、可靠性、快速性、票价的竞争性和舒适性,通过对本线的研究,提出以下三种解决办法。
(1)机场专线。
采用机场专线方式。在国内外均有该种方式,如香港机场线、上海磁悬浮机场专线、北京机场线基本都属此类。但本线是通过机场的一条线路,机场客流仅占总客流的不足5%,从经济性看,是不适宜的,同时,由于开行机场专用交路,损失了其它功能的能力,致使本线不能很好发挥运输能力。
(2)整体提高坐席标准。
由于本线平均乘距14km左右,加之机场客流需要,是一条舒适度要求较高的线路,因此推荐的车型为A型车,初近远期分别均采用8辆编组方案,若按一般地铁线路定员标准,富裕能力较大,因此有整体提高坐席标准的条件。通过整体提高坐席标准,座席率可达到约40%,站立标准也可降低。这样客流基本可均匀选择列车,对运营组织管理较有利。
(3)头等舱+普通舱列车编组方案。
针对机场客流的特殊性,也可采用为机场客流及长距离客流专门设置的头等舱方案,8辆编组设置两节头等舱。头等舱按全座席考虑,能为机场客流提供高品质的服务,也可提升城市的国际形象。但设置头等舱可能会给管理带来一些问题,还需深入研究后提出解决措施。
3.5 票价研究
原则上采用同站台、同票价的原则。若设置头等舱,票价肯定会不一样,可将付费区隔离或采用站台、车上检票方式来管理头等舱旅客。
若本线还与穗莞深城际线共线运营,则更增加了票价制定和管理的难度,若与普通舱采用同票价,则可在土建和管理上都较有利,若不一样,车站土建将大规模增大,客流也将全部在非付费区换乘。
另外,11号线普通舱与深圳市其它轨道交通线票价是否一致,也是关系本线换乘车站设计和运营组织管理的关键,若不一致,则换乘站将设计为非付费区换乘,不方便乘客,因此建议采用一致票价。
4 需要进一步研究的问题
由于本线推荐的速度目标为120km/h,在国内地铁规范上无明确的规定,涉及速度有关的系统、专业的技术标准如何确定将是本线研究的关键,如车辆、线路、信号、通风、救援、隧道断面等均需进一步研究确定。
参考文献
[1] 中铁二院工程集团有限责任公司.深圳地铁11号线工程总体方案研究报告[R].成 都 ,2008.
[2] 中铁二院工程集团有限责任公司.深圳地铁11号线工程可行性研究报告[R].成 都 ,2010.
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