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摘要:分析大莱龙铁路现状存在的主要问题、目前及将来发展显现的运能与运输需求的矛盾、既有主要技术标准与其将来功能定位和路网通道的不协调等,说明对该线实施升级、提速、扩能的迫切性,通过技术经济方案比选提出改变运营管理方式、统一技术标准、提高速度目标值、增设车站等一系列切实可行、经济合理的措施,以满足该线近远期发展需要,并实现远近结合、分期实施,减少工程投资、提高经济效益。
Abstract:This paper analyzes the main problem of the status of Dalailong Railway and the contradiction between transport capacity and transport demand currently and future development. The contradiction includes both technical standards and its future functional orientation Railway Netcom uncoordinated.By analyzing the problem and contradiction, this paper indicates the urgency of upgrade, acceleration, expansion of Dalailong Railway. With the election of proposed technical and economic programs, this paper carries out a series of practical and economically reasonable measures, such as changing operations management, unifying technical standards, improving the speed target value, increasing the number of railway stations. Those measures will meet the demand of Dalailong Railway in the near and long development, and achieve short-term and long-term needs to be implemented in phases in order to reduce program investment and improve economic efficiency.
关键词:大莱龙铁路、技术标准、提速、扩能
Keywords: Dalailong Railway, technical standards, speed up, capacity expansion
中图分类号: F530 文献标识码:A文章编号:
1 大莱龙铁路现状
既有大莱龙地方铁路隶属山东省地方铁路局, 2005年6月全段通车,2010年5月全线信联闭设备全面开通进入试运行,仅开办货运,不开办客运。大莱龙铁路西起益羊铁路的大家洼车站,途经潍坊、青岛、烟台三市,全线既有车站8个、预留车站2个,线路全长175.4km(自在建德大线东宅科会让站起)。沿线港口密集、矿产资源丰富、工农业基础良好,大莱龙铁路的开通对沿线经济社会的快速发展起到重要的积极作用,运量逐年大幅度增长, 5年实现从百万吨到千万吨的跨越,货物主要为龙口港上水经大莱龙铁路运往益羊铁路的铁矿石。历史年度运量[1]详见表1:
表1大莱龙铁路历史年度货运量表
2 大莱龙铁路目前存在的主要问题
大莱龙铁路建设之初本着“先通后备”原则实施,标准低、配套不足,开通至今,运量以年均95%的速度逐年增长,使以下几个制约发展的薄弱环节日益显现。
2.1 平交道口众多,制约行车速度,存在一定安全隐患。
大莱龙铁路既有平交道口87处,其中有人看守道口49处、约占56%,无人看守道口38处、约占44%。全线平均2处/km平交道口,参照《铁路线路设计规范》“道口间的距离不应小于2km”的有关规定,大莱龙铁路平交道口设置密度超过规范相关规定1倍。该铁路为Ⅰ级地方铁路,行车速度可达80km/h,但是大量的平交道口严重制约行车速度,最高运行速度仅为65km/h。同时,平交道口,特别是无人看守道口管理難度大,存在一定安全隐患。
2.2 车站到发线有效长不足,无法充分发挥机车动力、提高牵引质量。
大莱龙铁路限制坡度4‰,机车类型为DF8B、DF4B,根据牵引计算,这两种机型在4‰限制坡度的牵引质量均超过5000t,但由于沿线车站的到发线有效长均为850m,无法满足5000t到发条件,制约全线提高牵引质量。
2.3 区间通过能力不能适应目前运输需求。
大莱龙铁路现为单线、内燃牵引、到发线有效长850m、牵引质量4000t、半自动闭塞。列车行车速度仅为55~65km/h,日常列车编组常存在欠轴运行,日常行车量21对/日,天窗时间为60min。现状区间通过能力与输送能力的适应情况详见表2:
表2现状区间通过能力与输送能力适应表
2.4 设备落后、技术标准低。
大莱龙轨道、路基、桥涵的整体标准偏低,其中轨道为中型轨道,钢轨主要为50kg/m再用轨,Ⅱ型砼轨枕,车站咽喉道岔区为木枕;路堤边坡溜坍、路肩宽度不足,局部路基存在路基下沉、翻浆冒泥等路基病害;桥涵上部梁跨横向稳定性能差、墩台身及基础的整体刚度偏小、涵洞填土高度较小造成路桥过渡段的刚度差别较大。目前大莱龙铁路仍处于试运营阶段,站后设备尚未配套。
2.5 运输管理规范化不足
大莱龙铁路隶属山东地方铁路局运营管理,由于制度、规范不完善、人员业务素质有待提高等原因造成现场调度指挥存在随意性,列车运行图和调度计划未严格执行,专用线与车站交接环节多、流程繁杂,因此运输效率较低,运能浪费现象严重[2]。
综合以上,大莱龙铁路目前存在的诸多问题,难以适应该线运量持续增长的要求,迫切需要全面升级、提速、扩能。
3大莱龙铁路在路网中的功能定位
大莱龙铁路位于德龙烟铁路通道中部,西端与在建的德大铁路相接,东端与拟建的龙烟铁路相连,共同构成山东省北部沿海通道。德龙烟铁路通道是“三西”煤炭外运通路的组成部分,是连接山东北部港口群的集疏港铁路,是黄河三角洲经济区发展的重要支撑,其最终发展目标为客货并重的双线电气化快速铁路。
该线西端衔接德大、黄大、益羊3条铁路,东端衔接龙烟铁路,中连海青铁路,是山东省“四纵四横” [3]铁路网中的北部横向通道的组成部分,是环渤海铁路网和沿海铁路通道的组成部分。
图1德龙烟铁路通道示意图
4 大莱龙铁路提速扩能改造措施分析
德龙烟铁路通道的德大铁路已开工建设,预计2014年建成通车;龙烟铁路预计2013年开工,2016年建成通车;因此,作为中段的大莱龙铁路已成为德龙烟铁路通道贯通的瓶颈,为了解决其目前存在的主要问题,更为了适应其将来的功能定位,实施全面升级改造工程已迫在眉睫。
4.1 改变运营管理方式,实现通道畅通
德大铁路、龙烟铁路均隶属德龙烟铁路有限责任公司,若大莱龙铁路延续既有运营管理方式,势必由于德龙烟铁路通道运营管理方式不统一造成增加各种交接作业环节、延长车辆在途时间、降低列车旅行速度、降低运输效率,并需增加大量车站、机务、车辆等设施、设备、人员等,对全面升级提速扩能极为不利,因此首先应统一运营管理方式。
根据我国铁路建设投资主体多元化的发展趋势,大莱龙铁路宜与德大铁路、龙烟铁路类似,采用“运输资产经营与运输生产经营分离”的运营管理方式,即由铁道部、地方政府和相关企业共同出资,成立合资铁路公司,负责运输资产的专业化经营,委托济南铁路局负责运输生产的专业化经营和统一调度指挥。这种方式的优点是:运营管理统一由国铁调度指挥,有利于实现铁路资源共享、专业化管理,可降低运输成本、提高运作效率;缺点是:建设与运营管理分离,不利于权责分明。根据大莱龙铁路目前及今后的运营特点,综合考虑投资人的权利、铁路建设投资环境、建设施工及运营管理等问题,同时考虑到地方政府、相关企业推动工程建设的积极性,推荐采用此种运营方式。
4.2 主要技术标准应与相关路网铁路协调统一
大莱龙铁路既有及近远期路网相关铁路主要技术标准如表3:
表3大莱龙铁路既有相关铁路主要技术标准表
由表3,相邻铁路牵引质量都达到或超过5000t系列,除益羊地方铁路外均为电力牵引,而大莱龙铁路现状仍为牵引质量4000t、内燃牵引,与相邻铁路主要技术标准严重不匹配。故为了发挥机车长交路运输的优势,减少列车换轴、更换机车等作业环节,需要通过改变牵引种类、提高牵引质量、延长到发线有效长等措施实现与相邻线统一主要技术标准。
4.3 旅行速度亟待提高
速度目标值是铁路建设重要的基础性标准之一,应根据项目的铁路等级、功能定位、客运服务对象,并结合沿线地形条件、相邻线速度目标值等因素综合分析确定。作为德龙烟铁路通道的一部分,大莱龙铁路不仅需要满足近远期通过能力和输送能力要求,同时还须提高旅客列车的服务质量,达到快捷、便利的服务条件。因此,大莱龙铁路应建设为客货共线铁路、客货并重,除满足货运需要外,还应满足长途旅客列车、城际列车的运输条件。
既有大莱龙铁路最小曲线半径为800m,设计行车速度120km/h,但由于平交道口较多,实际行车速度仅55~65km/h,要满足开行大量旅客列车甚至城际列车的需要,需进行提速改造。如何合理确定速度目标值需考虑以下几个因素:
4.3.1 客货列车速度匹配性
大莱龙铁路为客货共线铁路,货运占比略大,客货运量如表5所示:
表4大莱龙铁路客货运量及其构成分析表
该线承担货运以重质货物为主。目前我国货车速度一般为90km/h,根据我国制造的通用70t级货车性能,最高速度可以达到120km/h。
该线客运以中短途客车为主,主要满足沿海城市烟台、威海、青岛与省会济南及山东北部城市东营、滨州、德州之间的客流,其中威海、荣成经由青荣成际铁路,两地与该线开行动车组列车,其余开行机车牵引客车;长途客车主要满足山东省东北部各城市与北京、天津、石家庄、太原间的客流,开行机车牵引客车。
从客货列车速度匹配方面,该线速度目标值不宜高于200km/h。
4.3.2 时间目标值的市场竞争性
时间目标值主要考虑经济社会发展的要求和各种交通方式的竞争需要。在经济相对发达地区,旅客出行更加重视速度性、可达性和安全性等指标,其中铁路相对公路而言可达性不足,但安全性具有绝对优势,因此速度就成为各种运输方式提高竞争力的关键所在。
大莱龙铁路开行的客车均为德龙烟铁路通道内的通过客车,通道沿线分布县市主要有德州、滨州、东营、莱州、龙口、蓬莱、烟台等,平均间距约90km,全线铁路旅客列车运营里程约为560km。
沿线高速公路发达,因此铁路客流的最大竞争对手是公路大巴。以烟台~德州间客流为例测算:公路运输距离约540km,公路旅行时间约为6.5h。铁路若要具有竞争力,总旅行时间不宜高于6.0h,扣除从出发地至火车站和火车站至目的地总计约1.5h的附加时间,旅行时间应控制在4.5h以内,对应的旅行速度约为120km/h,速度目标值宜在160km/h及以上。表5将不同速度目标值下铁路与公路的旅行速度进行了对比。
表5不同速度目标值对应旅行速度表
由上表可以看出,从旅行速度上讲,铁路速度目标值在160km/h及以上即相对高速公路具有竞争优势。
4.3.3 能力适应性
若客车速度目标值采用200km/h,则货车匹配速度为120km/h,目前大部分货车实际开行速度未达到120km/h,客货列車速差较大,客车扣除系数大,将降低非平行图通过能力。客车速度目标值采用160km/h、120km/h,货车匹配速度为90km/h,目前大部分货车均可满足,客货列车速差小,客车扣除系数小,非平行图通过能力较大。故选择客货列车速差较小的160 km/h作为速度目标值能力适应性较好,且可以满足快速客运的要求。
4.3.4 与相邻路网速度目标值的匹配性
相邻路网速度目标值如下:青荣城际250 km/h,胶济客专200 km/h,德大铁路、龙烟铁路均为160 km/h、预留200 km/h,海青铁路160 km/h,益羊线120km/h。大莱龙铁路开行的客车主要径路为德大铁路、龙烟铁路、青荣城际、海青铁路、胶济客专,由此可见其速度目标值选择160km/h、预留200 km/h可以更好的与径路内相邻线相匹配。
4.3.5 技术经济比选
采用不同的速度目标值,工程实施内容、实施难度、过渡工程及工程投资差别较大,下表对备选的几个速度目标值方案进行技术经济比选。
表6各速度目标值方案技术经济比选表 单位:km/h
由上表分析,从与相邻线速度目标值协调性、功能定位、客运提速要求、既有设备利用度、工程实施及过渡难度、工程投资、投资节时比等因素综合分析,速度目标值确定为160km/h预留200km/h与德龙烟铁路通道的德大线、龙烟线一致,可以满足全线客运提速要求,并预留进一步提速条件,适应该线功能定位,工程投资比160km/h方案略大,但投资节时比小较多,因此确定速度目标值为160km/h预留200km/h较为合理。
4.4 区间通过能力急需大幅提升
既有线能力加强的途径主要有三个方面:一是采取技术组织措施挖潜、二是工程设备改造、三是动力改革。
通过技术组织措施挖潜主要包括改变会车方式、合理铺画技术站两相邻区间列车运行图、单线不成对运行等,但是通过改善技术组织措施提高通过能力有限,无法满足大莱龙铁路运量增长的需要。
对照大莱龙铁路既有区间通过能力与近远期预测客货运量详见表7。
表7现状通过能力、输送能力与近远期运量适应表
上表货车列数系根据电力牵引、牵引质量5000t、编组辆数55辆、波动系数1.1等为基础测算,可知大莱龙铁路在改变牵引方式、提高牵引质量的前提下,既有区间能力和输送能力相对近远期预测客货运量仍缺口较大。
因此,大莱龙铁路急需采取技术改造措施来大幅提升能力。技术改造措施有增加会让站,延长站线,改善信、联、闭,采用大马力机车、双机牵引,减缓线路的限制坡度,双线插入段,部分双线,双线,三线,四线等[4]。采用何种措施,首先应满足近远期客货运量的需要,同时结合线路在路网中的地位与作用,既有线路的技术条件、地形、地质、资源分布等情况,根据技术政策,路网、动力、技术发展规划,统筹规划、远近结合,选取切实可行的投资少、收效大的技术改造方案,分期建设、分期受益。
根据预测的客货行车量,近、远期要求的平图周期分别为31min、16min,远期小于《铁路主要技术政策》要求的30min,因此,远期该线应为双线格局,近期仍在单线合理能力范围内。因此,结合大莱龙铁路的实际以及相邻路网在建铁路与规划铁路情况,在提速、电气化、提高牵引质量、延长车站到发线等基础上,提出对近期单线增开会让站、远期增二线和一次增二线两种方案进行比选。
4.4.1 近期单线、远期增二线
大莱龙铁路既有分布车站8个,站间距离最大39.941km,最小10.726km,平均站间距离23.753km。根据《铁路主要技术政策》,单线铁路的最小平行圖周期应不低于30min,按此计算,站间距离应在10km以上,因此该线存在进一步按单线扩能的可能性,即在站间距较大区间加开会让站。
以满足近远期运输能力、符合沿线地区发展规划、满足沿线客货运需求、保证与相邻铁路及其他交通方式衔接顺畅等为车站分布原则,同时综合考虑沿线地形、地质、水文及铁路运营条件,该线近期新设中间站3个、会让站3个,共设车站14个,站间距离最大24.070km、最小距离7.600km,平均站间距离12.790km;远期增二线封闭4个会让站,共设车站10个,均为中间站,站间距离最大26.652km、最小8.347km,平均站间距离18.475km。
经计算近期增设车站、远期增二线后近远期设计通过能力、输送能力与需要通过能力、预测运量的适应情况如表8。
表8设计通过能力及输送能力适应表
4.4.2 一次增二线
一次增加二线,按照远期双线规模分布车站,共设车站10个,均为中间站,站间距离最大26.652km、最小8.347km,平均站间距离18.475km。
经计算一次增二线后近远期设计通过能力、输送能力与需要通过能力、预测运量的适应情况如表9。
表9设计通过能力及输送能力适应表
由表8、表9可知,两个方案均可以满足近远期客货运输需求,其中近期单线、远期增二线方案可减少近期一次性投资,财务内部收益率6.39%,大于铁路改扩建项目基准收益率6%,但能力富余不多,且远期增建二线后,需封闭近期增开的会让站,造成一定工程浪费;一次增二线方案可具备很大的通过能力和输送能力,对客货运波动的适应性强,不存在废弃工程,且对既有线的干扰相对较小,但近期工程一次性投入较大,能力富余很大,存在一定浪费,经济效益较差,小于铁路改扩建项目基准收益率6%。因此从结合大莱龙铁路现状、适应近远期发展、减少近期投资、提高项目收益率等方面综合考虑,选择近期单线、远期增二线方案更为合理。
5 结束语
大莱龙铁路作为德龙烟铁路通道的一部分,西接德大铁路、东连龙烟铁路,但其现状的行车速度、主要技术标准、通过能力、运营管理水平等与功能定位、路网定位的要求存在较大差距,因此以“扩能、提速、安全”为主题对其进行升级扩能改造迫在眉睫,本着“强本减末”的精神,贯彻 “服务运输、合理投资、提高效益、节约能源、符合环保”的理念,通过电气化改造、提高牵引质量、提升速度目标值、延长车站到发线、增设车站等有效措施,实现大莱龙铁路的升级发展,从而尽早发挥德龙烟铁路通道的整体运输效益。
参考文献:
[1] 《山东省地方铁路统计资料汇编》[E],山东省地方铁路局企管法务处。
[2] 赵厚庆、宋仲蒲,提高益羊、大莱龙运输能力的措施[A],《铁道标准设计》,2011年第3期。
[3] 大众网,管慧晓. 山东铁路将实现“四纵四横”,http://www.dzwww.com/shandong/sdnews/200810/t20081022_4015912.htm 。
[4] 《铁路运量与行车组织》[C],中国铁道出版社,1992年。
作者简介:
出生年月:1977年10月
性别:女
职称:工程师
学位:工学学士
Abstract:This paper analyzes the main problem of the status of Dalailong Railway and the contradiction between transport capacity and transport demand currently and future development. The contradiction includes both technical standards and its future functional orientation Railway Netcom uncoordinated.By analyzing the problem and contradiction, this paper indicates the urgency of upgrade, acceleration, expansion of Dalailong Railway. With the election of proposed technical and economic programs, this paper carries out a series of practical and economically reasonable measures, such as changing operations management, unifying technical standards, improving the speed target value, increasing the number of railway stations. Those measures will meet the demand of Dalailong Railway in the near and long development, and achieve short-term and long-term needs to be implemented in phases in order to reduce program investment and improve economic efficiency.
关键词:大莱龙铁路、技术标准、提速、扩能
Keywords: Dalailong Railway, technical standards, speed up, capacity expansion
中图分类号: F530 文献标识码:A文章编号:
1 大莱龙铁路现状
既有大莱龙地方铁路隶属山东省地方铁路局, 2005年6月全段通车,2010年5月全线信联闭设备全面开通进入试运行,仅开办货运,不开办客运。大莱龙铁路西起益羊铁路的大家洼车站,途经潍坊、青岛、烟台三市,全线既有车站8个、预留车站2个,线路全长175.4km(自在建德大线东宅科会让站起)。沿线港口密集、矿产资源丰富、工农业基础良好,大莱龙铁路的开通对沿线经济社会的快速发展起到重要的积极作用,运量逐年大幅度增长, 5年实现从百万吨到千万吨的跨越,货物主要为龙口港上水经大莱龙铁路运往益羊铁路的铁矿石。历史年度运量[1]详见表1:
表1大莱龙铁路历史年度货运量表
2 大莱龙铁路目前存在的主要问题
大莱龙铁路建设之初本着“先通后备”原则实施,标准低、配套不足,开通至今,运量以年均95%的速度逐年增长,使以下几个制约发展的薄弱环节日益显现。
2.1 平交道口众多,制约行车速度,存在一定安全隐患。
大莱龙铁路既有平交道口87处,其中有人看守道口49处、约占56%,无人看守道口38处、约占44%。全线平均2处/km平交道口,参照《铁路线路设计规范》“道口间的距离不应小于2km”的有关规定,大莱龙铁路平交道口设置密度超过规范相关规定1倍。该铁路为Ⅰ级地方铁路,行车速度可达80km/h,但是大量的平交道口严重制约行车速度,最高运行速度仅为65km/h。同时,平交道口,特别是无人看守道口管理難度大,存在一定安全隐患。
2.2 车站到发线有效长不足,无法充分发挥机车动力、提高牵引质量。
大莱龙铁路限制坡度4‰,机车类型为DF8B、DF4B,根据牵引计算,这两种机型在4‰限制坡度的牵引质量均超过5000t,但由于沿线车站的到发线有效长均为850m,无法满足5000t到发条件,制约全线提高牵引质量。
2.3 区间通过能力不能适应目前运输需求。
大莱龙铁路现为单线、内燃牵引、到发线有效长850m、牵引质量4000t、半自动闭塞。列车行车速度仅为55~65km/h,日常列车编组常存在欠轴运行,日常行车量21对/日,天窗时间为60min。现状区间通过能力与输送能力的适应情况详见表2:
表2现状区间通过能力与输送能力适应表
2.4 设备落后、技术标准低。
大莱龙轨道、路基、桥涵的整体标准偏低,其中轨道为中型轨道,钢轨主要为50kg/m再用轨,Ⅱ型砼轨枕,车站咽喉道岔区为木枕;路堤边坡溜坍、路肩宽度不足,局部路基存在路基下沉、翻浆冒泥等路基病害;桥涵上部梁跨横向稳定性能差、墩台身及基础的整体刚度偏小、涵洞填土高度较小造成路桥过渡段的刚度差别较大。目前大莱龙铁路仍处于试运营阶段,站后设备尚未配套。
2.5 运输管理规范化不足
大莱龙铁路隶属山东地方铁路局运营管理,由于制度、规范不完善、人员业务素质有待提高等原因造成现场调度指挥存在随意性,列车运行图和调度计划未严格执行,专用线与车站交接环节多、流程繁杂,因此运输效率较低,运能浪费现象严重[2]。
综合以上,大莱龙铁路目前存在的诸多问题,难以适应该线运量持续增长的要求,迫切需要全面升级、提速、扩能。
3大莱龙铁路在路网中的功能定位
大莱龙铁路位于德龙烟铁路通道中部,西端与在建的德大铁路相接,东端与拟建的龙烟铁路相连,共同构成山东省北部沿海通道。德龙烟铁路通道是“三西”煤炭外运通路的组成部分,是连接山东北部港口群的集疏港铁路,是黄河三角洲经济区发展的重要支撑,其最终发展目标为客货并重的双线电气化快速铁路。
该线西端衔接德大、黄大、益羊3条铁路,东端衔接龙烟铁路,中连海青铁路,是山东省“四纵四横” [3]铁路网中的北部横向通道的组成部分,是环渤海铁路网和沿海铁路通道的组成部分。
图1德龙烟铁路通道示意图
4 大莱龙铁路提速扩能改造措施分析
德龙烟铁路通道的德大铁路已开工建设,预计2014年建成通车;龙烟铁路预计2013年开工,2016年建成通车;因此,作为中段的大莱龙铁路已成为德龙烟铁路通道贯通的瓶颈,为了解决其目前存在的主要问题,更为了适应其将来的功能定位,实施全面升级改造工程已迫在眉睫。
4.1 改变运营管理方式,实现通道畅通
德大铁路、龙烟铁路均隶属德龙烟铁路有限责任公司,若大莱龙铁路延续既有运营管理方式,势必由于德龙烟铁路通道运营管理方式不统一造成增加各种交接作业环节、延长车辆在途时间、降低列车旅行速度、降低运输效率,并需增加大量车站、机务、车辆等设施、设备、人员等,对全面升级提速扩能极为不利,因此首先应统一运营管理方式。
根据我国铁路建设投资主体多元化的发展趋势,大莱龙铁路宜与德大铁路、龙烟铁路类似,采用“运输资产经营与运输生产经营分离”的运营管理方式,即由铁道部、地方政府和相关企业共同出资,成立合资铁路公司,负责运输资产的专业化经营,委托济南铁路局负责运输生产的专业化经营和统一调度指挥。这种方式的优点是:运营管理统一由国铁调度指挥,有利于实现铁路资源共享、专业化管理,可降低运输成本、提高运作效率;缺点是:建设与运营管理分离,不利于权责分明。根据大莱龙铁路目前及今后的运营特点,综合考虑投资人的权利、铁路建设投资环境、建设施工及运营管理等问题,同时考虑到地方政府、相关企业推动工程建设的积极性,推荐采用此种运营方式。
4.2 主要技术标准应与相关路网铁路协调统一
大莱龙铁路既有及近远期路网相关铁路主要技术标准如表3:
表3大莱龙铁路既有相关铁路主要技术标准表
由表3,相邻铁路牵引质量都达到或超过5000t系列,除益羊地方铁路外均为电力牵引,而大莱龙铁路现状仍为牵引质量4000t、内燃牵引,与相邻铁路主要技术标准严重不匹配。故为了发挥机车长交路运输的优势,减少列车换轴、更换机车等作业环节,需要通过改变牵引种类、提高牵引质量、延长到发线有效长等措施实现与相邻线统一主要技术标准。
4.3 旅行速度亟待提高
速度目标值是铁路建设重要的基础性标准之一,应根据项目的铁路等级、功能定位、客运服务对象,并结合沿线地形条件、相邻线速度目标值等因素综合分析确定。作为德龙烟铁路通道的一部分,大莱龙铁路不仅需要满足近远期通过能力和输送能力要求,同时还须提高旅客列车的服务质量,达到快捷、便利的服务条件。因此,大莱龙铁路应建设为客货共线铁路、客货并重,除满足货运需要外,还应满足长途旅客列车、城际列车的运输条件。
既有大莱龙铁路最小曲线半径为800m,设计行车速度120km/h,但由于平交道口较多,实际行车速度仅55~65km/h,要满足开行大量旅客列车甚至城际列车的需要,需进行提速改造。如何合理确定速度目标值需考虑以下几个因素:
4.3.1 客货列车速度匹配性
大莱龙铁路为客货共线铁路,货运占比略大,客货运量如表5所示:
表4大莱龙铁路客货运量及其构成分析表
该线承担货运以重质货物为主。目前我国货车速度一般为90km/h,根据我国制造的通用70t级货车性能,最高速度可以达到120km/h。
该线客运以中短途客车为主,主要满足沿海城市烟台、威海、青岛与省会济南及山东北部城市东营、滨州、德州之间的客流,其中威海、荣成经由青荣成际铁路,两地与该线开行动车组列车,其余开行机车牵引客车;长途客车主要满足山东省东北部各城市与北京、天津、石家庄、太原间的客流,开行机车牵引客车。
从客货列车速度匹配方面,该线速度目标值不宜高于200km/h。
4.3.2 时间目标值的市场竞争性
时间目标值主要考虑经济社会发展的要求和各种交通方式的竞争需要。在经济相对发达地区,旅客出行更加重视速度性、可达性和安全性等指标,其中铁路相对公路而言可达性不足,但安全性具有绝对优势,因此速度就成为各种运输方式提高竞争力的关键所在。
大莱龙铁路开行的客车均为德龙烟铁路通道内的通过客车,通道沿线分布县市主要有德州、滨州、东营、莱州、龙口、蓬莱、烟台等,平均间距约90km,全线铁路旅客列车运营里程约为560km。
沿线高速公路发达,因此铁路客流的最大竞争对手是公路大巴。以烟台~德州间客流为例测算:公路运输距离约540km,公路旅行时间约为6.5h。铁路若要具有竞争力,总旅行时间不宜高于6.0h,扣除从出发地至火车站和火车站至目的地总计约1.5h的附加时间,旅行时间应控制在4.5h以内,对应的旅行速度约为120km/h,速度目标值宜在160km/h及以上。表5将不同速度目标值下铁路与公路的旅行速度进行了对比。
表5不同速度目标值对应旅行速度表
由上表可以看出,从旅行速度上讲,铁路速度目标值在160km/h及以上即相对高速公路具有竞争优势。
4.3.3 能力适应性
若客车速度目标值采用200km/h,则货车匹配速度为120km/h,目前大部分货车实际开行速度未达到120km/h,客货列車速差较大,客车扣除系数大,将降低非平行图通过能力。客车速度目标值采用160km/h、120km/h,货车匹配速度为90km/h,目前大部分货车均可满足,客货列车速差小,客车扣除系数小,非平行图通过能力较大。故选择客货列车速差较小的160 km/h作为速度目标值能力适应性较好,且可以满足快速客运的要求。
4.3.4 与相邻路网速度目标值的匹配性
相邻路网速度目标值如下:青荣城际250 km/h,胶济客专200 km/h,德大铁路、龙烟铁路均为160 km/h、预留200 km/h,海青铁路160 km/h,益羊线120km/h。大莱龙铁路开行的客车主要径路为德大铁路、龙烟铁路、青荣城际、海青铁路、胶济客专,由此可见其速度目标值选择160km/h、预留200 km/h可以更好的与径路内相邻线相匹配。
4.3.5 技术经济比选
采用不同的速度目标值,工程实施内容、实施难度、过渡工程及工程投资差别较大,下表对备选的几个速度目标值方案进行技术经济比选。
表6各速度目标值方案技术经济比选表 单位:km/h
由上表分析,从与相邻线速度目标值协调性、功能定位、客运提速要求、既有设备利用度、工程实施及过渡难度、工程投资、投资节时比等因素综合分析,速度目标值确定为160km/h预留200km/h与德龙烟铁路通道的德大线、龙烟线一致,可以满足全线客运提速要求,并预留进一步提速条件,适应该线功能定位,工程投资比160km/h方案略大,但投资节时比小较多,因此确定速度目标值为160km/h预留200km/h较为合理。
4.4 区间通过能力急需大幅提升
既有线能力加强的途径主要有三个方面:一是采取技术组织措施挖潜、二是工程设备改造、三是动力改革。
通过技术组织措施挖潜主要包括改变会车方式、合理铺画技术站两相邻区间列车运行图、单线不成对运行等,但是通过改善技术组织措施提高通过能力有限,无法满足大莱龙铁路运量增长的需要。
对照大莱龙铁路既有区间通过能力与近远期预测客货运量详见表7。
表7现状通过能力、输送能力与近远期运量适应表
上表货车列数系根据电力牵引、牵引质量5000t、编组辆数55辆、波动系数1.1等为基础测算,可知大莱龙铁路在改变牵引方式、提高牵引质量的前提下,既有区间能力和输送能力相对近远期预测客货运量仍缺口较大。
因此,大莱龙铁路急需采取技术改造措施来大幅提升能力。技术改造措施有增加会让站,延长站线,改善信、联、闭,采用大马力机车、双机牵引,减缓线路的限制坡度,双线插入段,部分双线,双线,三线,四线等[4]。采用何种措施,首先应满足近远期客货运量的需要,同时结合线路在路网中的地位与作用,既有线路的技术条件、地形、地质、资源分布等情况,根据技术政策,路网、动力、技术发展规划,统筹规划、远近结合,选取切实可行的投资少、收效大的技术改造方案,分期建设、分期受益。
根据预测的客货行车量,近、远期要求的平图周期分别为31min、16min,远期小于《铁路主要技术政策》要求的30min,因此,远期该线应为双线格局,近期仍在单线合理能力范围内。因此,结合大莱龙铁路的实际以及相邻路网在建铁路与规划铁路情况,在提速、电气化、提高牵引质量、延长车站到发线等基础上,提出对近期单线增开会让站、远期增二线和一次增二线两种方案进行比选。
4.4.1 近期单线、远期增二线
大莱龙铁路既有分布车站8个,站间距离最大39.941km,最小10.726km,平均站间距离23.753km。根据《铁路主要技术政策》,单线铁路的最小平行圖周期应不低于30min,按此计算,站间距离应在10km以上,因此该线存在进一步按单线扩能的可能性,即在站间距较大区间加开会让站。
以满足近远期运输能力、符合沿线地区发展规划、满足沿线客货运需求、保证与相邻铁路及其他交通方式衔接顺畅等为车站分布原则,同时综合考虑沿线地形、地质、水文及铁路运营条件,该线近期新设中间站3个、会让站3个,共设车站14个,站间距离最大24.070km、最小距离7.600km,平均站间距离12.790km;远期增二线封闭4个会让站,共设车站10个,均为中间站,站间距离最大26.652km、最小8.347km,平均站间距离18.475km。
经计算近期增设车站、远期增二线后近远期设计通过能力、输送能力与需要通过能力、预测运量的适应情况如表8。
表8设计通过能力及输送能力适应表
4.4.2 一次增二线
一次增加二线,按照远期双线规模分布车站,共设车站10个,均为中间站,站间距离最大26.652km、最小8.347km,平均站间距离18.475km。
经计算一次增二线后近远期设计通过能力、输送能力与需要通过能力、预测运量的适应情况如表9。
表9设计通过能力及输送能力适应表
由表8、表9可知,两个方案均可以满足近远期客货运输需求,其中近期单线、远期增二线方案可减少近期一次性投资,财务内部收益率6.39%,大于铁路改扩建项目基准收益率6%,但能力富余不多,且远期增建二线后,需封闭近期增开的会让站,造成一定工程浪费;一次增二线方案可具备很大的通过能力和输送能力,对客货运波动的适应性强,不存在废弃工程,且对既有线的干扰相对较小,但近期工程一次性投入较大,能力富余很大,存在一定浪费,经济效益较差,小于铁路改扩建项目基准收益率6%。因此从结合大莱龙铁路现状、适应近远期发展、减少近期投资、提高项目收益率等方面综合考虑,选择近期单线、远期增二线方案更为合理。
5 结束语
大莱龙铁路作为德龙烟铁路通道的一部分,西接德大铁路、东连龙烟铁路,但其现状的行车速度、主要技术标准、通过能力、运营管理水平等与功能定位、路网定位的要求存在较大差距,因此以“扩能、提速、安全”为主题对其进行升级扩能改造迫在眉睫,本着“强本减末”的精神,贯彻 “服务运输、合理投资、提高效益、节约能源、符合环保”的理念,通过电气化改造、提高牵引质量、提升速度目标值、延长车站到发线、增设车站等有效措施,实现大莱龙铁路的升级发展,从而尽早发挥德龙烟铁路通道的整体运输效益。
参考文献:
[1] 《山东省地方铁路统计资料汇编》[E],山东省地方铁路局企管法务处。
[2] 赵厚庆、宋仲蒲,提高益羊、大莱龙运输能力的措施[A],《铁道标准设计》,2011年第3期。
[3] 大众网,管慧晓. 山东铁路将实现“四纵四横”,http://www.dzwww.com/shandong/sdnews/200810/t20081022_4015912.htm 。
[4] 《铁路运量与行车组织》[C],中国铁道出版社,1992年。
作者简介:
出生年月:1977年10月
性别:女
职称:工程师
学位:工学学士