魯海濤 上海鐵路局上海金山鐵路有限責(zé)任公司

美國經(jīng)濟學(xué)家斯蒂格利茨（Joseph Eugene Stiglitz）把中國的城市化與美國的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)并列為影響21 世紀(jì)世界進程的兩件大事。由中國科學(xué)院城市發(fā)展與環(huán)境研究所主辦的《2010 年城市藍(lán)皮書》指出，截至2009 年，中國城鎮(zhèn)人口已經(jīng)達(dá)到6.2 億，城鎮(zhèn)化率達(dá)到46.4%，"十二五"期間，預(yù)計城鎮(zhèn)化率年均提高0.8～1.0 個百分點。在"十二五"中期，城鎮(zhèn)化率將超過50%，屆時城鎮(zhèn)人口與鄉(xiāng)村人口都將是6.8 億人。在中國高速城市化進程中人口膨脹、交通擁堵、環(huán)境惡化等一系列問題在眾多一線城市正愈演愈烈，并且正逐步向一些中小城市蔓延。

為了解決城市"攤大餅"式的城市發(fā)展所帶來的種種問題，我國許多城市均提出了重點發(fā)展郊區(qū)軌道交通進而在整個市域范圍調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化城市布局的相關(guān)規(guī)劃。其中上海十二五規(guī)劃建議明確提出，要優(yōu)化市域空間布局，充分發(fā)揮郊區(qū)在新一輪發(fā)展中的戰(zhàn)略作用，積極推進新城、新市鎮(zhèn)和新農(nóng)村建設(shè)。重點建設(shè)中心城連接郊區(qū)新城、大型居住區(qū)和重點開發(fā)區(qū)的軌道交通項目。

1 采用市郊鐵路的合理性分析

1.1 城市交通問題的形成

城市發(fā)展的歷程，大致可以分為以下四個階段：①以一個個最早形成的集鎮(zhèn)為核心，建立起彼此聯(lián)系的道路；②沿著道路兩側(cè)逐漸延伸開發(fā)；③延伸發(fā)展到一定距離，外圍開發(fā)的組團也有聯(lián)系需要，就構(gòu)筑橫向道路（環(huán)路），然后在環(huán)路兩側(cè)繼續(xù)開發(fā)；④最后填滿中間空擋完成城市新一輪的擴展。如果不加控制就會繼續(xù)第二輪、第三輪的擴展，即"攤大餅"，如圖1 所示。而"攤大餅"式的城市擴張是造成交通擁堵的重要原因。

圖1 城市擴張示意圖

1.2 市郊鐵路的獨特優(yōu)勢

首先，市郊鐵路完全不同于道路交通，因為其沿線不適合開發(fā)，但軌道交通的車站附近，由于人流量大，更易于開發(fā)公共設(shè)施，從而成為最理想的開發(fā)熱點。這便是對以公共交通為導(dǎo)向開發(fā)模式的最好體現(xiàn)。

市郊鐵路是為市域范圍內(nèi)中長距離乘客服務(wù)的。市區(qū)范圍內(nèi), 乘客乘坐軌道交通的平均運距約為7～10 km, 市郊線的乘客平均運距在15～20 km 以上。市郊鐵路的主要目標(biāo)是把郊區(qū)新城、大型居住區(qū)的居民盡快送達(dá)市中心, 在該過程中市郊鐵路相對其他城市軌道交通的速度高、站間距大、旅行時間短的優(yōu)勢得以充分體現(xiàn)?，F(xiàn)在有些城市受到沿線居民的壓力把市郊軌道交通按照市中心區(qū)軌道交通模式來規(guī)劃, 站間距離偏小,增加了市郊軌道交通的全程旅行時間,使旅行速度下降。這就失去了建設(shè)市郊軌道交通的意義。市郊鐵路的主要任務(wù)并不是為了解決衛(wèi)星城及郊區(qū)的道路擁堵問題, 而是為了減少郊區(qū)居民駕私家車或乘公交車直接進入市中心區(qū), 從而間接減輕對市中心區(qū)的道路交通壓力,緩解市中心區(qū)的交通擁堵。為吸引更多的郊區(qū)居民乘坐市郊鐵路, 市郊鐵路的設(shè)計應(yīng)遵循居民出發(fā)地到達(dá)目的地的1 h 原則, 盡可能提高列車最高運營速度和旅行速度。

2 城市軌道交通市郊線技術(shù)特征的初步探討

2.1 市郊鐵路的站間距

市郊鐵路站間距一般在4～7 km（連接金山站至上海南站的金山鐵路，平均站間距達(dá)到7 km）。如果市郊鐵路站間距在2 km 以內(nèi),那么市區(qū)就會沿著線路漫延擴大,重走"攤大餅"式發(fā)展的老路。另一方面,由于站間距小,列車運行速度難以提高, 如果市郊鐵路旅行速度太慢,不足以體現(xiàn)軌道交通的快捷優(yōu)勢，郊區(qū)新城居民就可能放棄乘坐軌道交通,仍通過私家車或道路公交車直達(dá)市中心。這樣通過市郊鐵路來引導(dǎo)郊區(qū)新城、大型居住區(qū)發(fā)展的目標(biāo)就無法實現(xiàn)。

2.2 市郊鐵路的速度目標(biāo)值

和城市中心區(qū)軌道交通相比, 市郊鐵路站間距普遍較大。為保證位于距市中心40～50 km 半徑邊緣的郊區(qū)新城至市中心出行時間控制在45 min 左右,需要充分發(fā)揮市郊鐵路的站間距大的優(yōu)勢,以保證良好的乘客服務(wù)水平。國外資料顯示,市郊鐵路最高運營速度達(dá)100～160 km/h。所以郊區(qū)新城距市中心大于40 km 的遠(yuǎn)郊, 最高運行速度宜采取120～160 km/h, 旅行速度可達(dá)到60～80 km/h（連接金山站至上海南站的金山鐵路改建工程竣工后，列車最高運行速度為160 km/h，其中直達(dá)列車的旅行速度將超過80 km/h）。

2.3 市郊鐵路的列控系統(tǒng)選型

城市軌道交通廣泛采用的ATC(Automatic Train Control，列車自動控制系統(tǒng)），自動化程度高，發(fā)車密度高，在一些城市已經(jīng)可以實現(xiàn)90 s 的行車間隔，但是ATC 體系的一般行車速度只能達(dá)到80 km/h。廣州地鐵三號線在2008 年創(chuàng)造過120 km/h 的國內(nèi)地鐵最高實驗運行速度，但是此時的行車間隔也定格在了2 min57 s。中國鐵路既有線采用的CTCS (Chinese Train Control System，中國列車運行控制系統(tǒng))應(yīng)用等級1，由主體機車信號+安全型運行監(jiān)控記錄裝置組成，典型運行速度為160 km/h，行車間隔可以達(dá)到5 min，完全可以滿足市郊鐵路的運營需要，且中國鐵路擁有CTCS應(yīng)用等級全套車載、地面及聯(lián)鎖設(shè)備知識產(chǎn)權(quán)，相關(guān)設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)，相對城市軌道交通采用的ATC 系統(tǒng)，可以大大降低工程機電設(shè)備采購成本。

2.4 市郊鐵路牽引制式的選擇

我國軌道交通電力牽引有三種供電形式: DC750V、DC1500 V、AC25000V。其中城市軌道交通采用DC750V 或DC1500V，大鐵路采用AC25000V。從技術(shù)經(jīng)濟角度考慮，采用AC25000V 為最優(yōu)選擇，市郊鐵路的主要目標(biāo)是把郊區(qū)新城、大型居住區(qū)的居民盡快送達(dá)市中心，該過程中要求市郊鐵路速度高、旅行時間短。較高的電壓有利于提高列車運行速度，比如法國高速列車在行駛試驗中將接觸網(wǎng)電壓提高到32000 V，達(dá)到574.8 km/h 的時速。較高的電壓也意味著更高的能源利用效率、更長的供電距離，有利于降低建設(shè)和運營成本。

3 結(jié)論

市郊鐵路的技術(shù)經(jīng)濟特征決定了其在我國新一輪城市化進程中將發(fā)揮越來越大的作用，有力的促進市域空間布局優(yōu)化，進而構(gòu)建更加和諧的城市。金山鐵路改建工程竣工后，金山鐵路將成為中國第一條時速達(dá)到160 km/h 的市郊快速鐵路，必將在上海西南部沿線各城鎮(zhèn)的發(fā)展中發(fā)揮獨特作用，為上海的城市發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。