丁海濤，張曉東

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 陜西省鐵道及地下交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710043)

1 高速鐵路蘭州至張掖三四線現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)狀

高速鐵路蘭州至張掖三四線(蘭州中川機(jī)場站—張掖)位于甘肅省西部，縱貫古絲綢之路黃金地段的河西走廊地區(qū)，連通省會(huì)蘭州、蘭州新區(qū)和河西走廊重鎮(zhèn)武威、金昌、張掖3 市，全線運(yùn)營長度約493 km[1]。高速鐵路蘭州至張掖三四線全線連接國家高速鐵路網(wǎng)中“陸橋通道”中的蘭新高速鐵路(蘭州西—烏魯木齊)、寶蘭高速鐵路(寶雞南—蘭州西)，中部連通“京蘭通道”中的銀蘭高速鐵路(銀川—蘭州西)，是中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中重要的高速鐵路區(qū)域連接線，有助于加強(qiáng)陸橋通道與京蘭通道的連接、完善甘肅省西部地區(qū)高速鐵路網(wǎng)布局、促進(jìn)甘肅省河西走廊快速客運(yùn)通道的形成。高速鐵路蘭州至張掖三四線區(qū)域路網(wǎng)構(gòu)成示意圖如圖1 所示。

圖1 高速鐵路蘭州至張掖三四線區(qū)域路網(wǎng)構(gòu)成示意圖Fig.1 Regional railway network of Lanzhou-Zhangye High-Speed Railway

高速鐵路蘭州至張掖三四線與蘭新高速鐵路的“蘭州—西寧—張掖”段運(yùn)行徑路平行、首尾相連，從市場需求等角度考慮，具備大量分擔(dān)蘭新高速鐵路客流的條件。但是，蘭新高速鐵路受到運(yùn)營線路過長、后方通路不完善等因素影響，自2014 年開通運(yùn)營以來客流增長緩慢，近年來西寧至張掖段客流密度維持在390 萬人/a 左右，從路網(wǎng)運(yùn)力資源均衡配置等角度考慮，高速鐵路蘭州至張掖三四線不宜大量分流蘭新高速鐵路客流[2]。

1.2 功能定位分析

1.2.1 區(qū)域路網(wǎng)構(gòu)成

區(qū)域現(xiàn)有高速鐵路主要有蘭新高速鐵路、徐蘭高速鐵路(連云港—蘭州西)、蘭州至中川機(jī)場城際鐵路等，客貨共線鐵路主要有蘭新鐵路(蘭州—阿拉山口)、隴海鐵路(蘭州—連云港)、蘭青鐵路(蘭州—西寧)、包蘭鐵路(包頭東—蘭州東)、蘭渝鐵路(蘭州—重慶北)等，支線鐵路主要有中川至馬家坪鐵路等。2025 年區(qū)域內(nèi)高速鐵路蘭州至張掖三四線、京包蘭高速鐵路通道(北京—包頭—蘭州)、西寧至成都鐵路、蘭合鐵路(蘭州西—合作)等建成，區(qū)域快速客運(yùn)骨架網(wǎng)初步建成。到2030 年，區(qū)域路網(wǎng)將包含定西—平?jīng)觥獞c陽鐵路，蘭州至臨洮城際鐵路，甘肅省形成以蘭州為中心的快速客運(yùn)網(wǎng)。到2040 年，根據(jù)區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通運(yùn)輸需求，進(jìn)一步完善區(qū)域鐵路網(wǎng)。

1.2.2 旅客運(yùn)輸徑路比較

根據(jù)研究年度區(qū)域路網(wǎng)構(gòu)成、高速鐵路蘭州至張掖三四線的地理位置和在路網(wǎng)中的銜接關(guān)系，結(jié)合既有旅客列車開行方案選擇重要城市作為比選起訖點(diǎn)，對與高速鐵路蘭州至張掖三四線有競合關(guān)系的相關(guān)徑路進(jìn)行比選，主要比選指標(biāo)包括運(yùn)營里程和旅行時(shí)間[2]。旅客運(yùn)輸徑路比較如表1 所示。

根據(jù)旅客運(yùn)輸徑路比較結(jié)果，考慮相關(guān)通道的運(yùn)輸能力適應(yīng)性、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性、旅客運(yùn)輸時(shí)效性、運(yùn)輸服務(wù)覆蓋率等因素，考慮高速鐵路蘭州至張掖三四線的主要路網(wǎng)功能如下。

（1）城際服務(wù)功能。張掖至蘭州間有蘭新鐵路、蘭新高速鐵路、高速鐵路蘭州至張掖三四線3條徑路通達(dá)。其中，蘭新高速鐵路繞經(jīng)西寧，不經(jīng)過傳統(tǒng)河西走廊地區(qū)的武威、金昌等重要經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)，不能承擔(dān)武威、金昌等沿線城際鐵路客流；蘭新鐵路與高速鐵路蘭州至張掖三四線并行，均經(jīng)過沿線重要經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)，但高速鐵路蘭州至張掖三四線運(yùn)營里程、運(yùn)行時(shí)間較蘭新線分別減少54 km，1.3 h， 高速鐵路蘭州至張掖三四線較蘭新線承擔(dān)城際客流更加符合便捷、舒適的現(xiàn)代化旅客出行需求。因此，高速鐵路蘭州至張掖三四線主要承擔(dān)沿線的蘭州、金昌、武威、張掖等城市間城際鐵路客流，以及沿線城市至省內(nèi)其他區(qū)域的城際鐵路客流。

（2）通道運(yùn)輸功能。①張掖以西地區(qū)至銀川方向：以張掖—白銀為例，經(jīng)高速鐵路蘭州至張掖三四線、蘭州至中衛(wèi)高速鐵路在徑路和時(shí)間上較其它可行徑路均具有明顯優(yōu)勢。高速鐵路蘭州至張掖三四線可承擔(dān)蘭新高速鐵路通道與京包蘭高速鐵路通道的長途通過客流。②張掖以西地區(qū)至蘭州以東隴海方向：包含高速鐵路蘭州至張掖三四線、蘭新高速鐵路、蘭新鐵路3 條徑路。其中，蘭新鐵路是普速鐵路，主要承擔(dān)貨運(yùn)功能和少量的超長途普速列車客流，用于補(bǔ)充運(yùn)輸服務(wù)產(chǎn)品種類、提供滿足不同需求的運(yùn)輸服務(wù)產(chǎn)品，不承擔(dān)大量通過客流；蘭新高速鐵路較高速鐵路蘭州至張掖三四線運(yùn)營里程、運(yùn)營時(shí)間分別短8 km、0.2 h，差別不大，兩者均具備承擔(dān)長途通道客流的條件，需要從不同的角度進(jìn)一步綜合確定其具體分工。

1.2.3 功能定位分析

依據(jù)徑路比較分析結(jié)果，結(jié)合高速鐵路蘭州至張掖三四線建設(shè)、運(yùn)營、咨詢服務(wù)等相關(guān)部門的意見，從符合上位規(guī)劃、落實(shí)國家發(fā)展戰(zhàn)略、合理配置運(yùn)力資源、提升運(yùn)營管理效率、提高運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量等角度，提出高速鐵路蘭州至張掖三四線可能的功能定位有3 種情景[3]，包括“城際功能為主(情景一)”、“城際、通道功能并重(情景二)”和“通道功能為主(情景三)”。高速鐵路蘭州至張掖三四線功能定位分析如表2 所示。

表1 旅客運(yùn)輸徑路比較Tab.1 Comparison of passenger transport routes

2 不同情景下的高速鐵路蘭州至張掖三四線運(yùn)輸需求預(yù)測

2.1 預(yù)測思路和方法

（1）預(yù)測基本思路?；凇扒榫胺治觥钡幕驹韀4]，在不同情景相應(yīng)路網(wǎng)分工前提下，對3 種情景的運(yùn)輸需求分別進(jìn)行預(yù)測。3 種情景下的運(yùn)輸需求預(yù)測均采用“四階段法”，預(yù)測區(qū)域路網(wǎng)運(yùn)量生成、分布和分配，再以此為基礎(chǔ)結(jié)合區(qū)域的經(jīng)濟(jì)交通等相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，按趨勢運(yùn)量、轉(zhuǎn)移運(yùn)量、誘增運(yùn)量進(jìn)一步分析預(yù)測高速鐵路蘭州至張掖三四線客運(yùn)量[5-6]。

表2 高速鐵路蘭州至張掖三四線功能定位分析Fig.2 Functional positioning analysis of Lanzhou-Zhangye High-Speed Railway

（2）OD 小區(qū)的劃分。結(jié)合高速鐵路蘭州至張掖三四線的地理位置和路網(wǎng)分工，考慮行政區(qū)劃與OD 小區(qū)的匹配性、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)搜集的便捷性和準(zhǔn)確性等，將全國共劃分為13 個(gè)OD 小區(qū)，其中研究區(qū)域被劃分為8 個(gè)小區(qū)。OD 小區(qū)劃分示意圖如表3 所示。

表3 OD 小區(qū)劃分示意圖Tab.3 Schematic diagram of OD pair allocation

2.2 “情景一”運(yùn)輸需求預(yù)測

2.2.1 區(qū)域客運(yùn)量預(yù)測

（1）區(qū)域客運(yùn)總量預(yù)測。結(jié)合全國鐵路客運(yùn)量發(fā)展趨勢，采用人均出行率法、彈性系數(shù)法、線性回歸等方法[7]，預(yù)測2025 年、2030 年和2040 年區(qū)域客運(yùn)量分別為5 200 萬人/a、6 500 萬人/a 和 8 500 萬人/a，其中區(qū)域內(nèi)部交流分別為2 548 萬人/a、3 185 萬人/a 和3 655 萬人/a。研究區(qū)域客運(yùn)量預(yù)測表如表4 所示。

（2）客運(yùn)量分布預(yù)測。在區(qū)域客運(yùn)總量生成的基礎(chǔ)上，依據(jù)現(xiàn)狀鐵路、公路、航空OD 分布規(guī)律，考慮各小區(qū)時(shí)空距離、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)劃等影響因素，以各小區(qū)旅客發(fā)送總量為控制條件，采用重力模型和Frator 法綜合生成研究年度客運(yùn)交流OD。2040 年高速鐵路蘭州至張掖三四線區(qū)域鐵路客運(yùn)OD 交流分布如表5 所示。

（3）客運(yùn)量分配預(yù)測。根據(jù)區(qū)域鐵路客運(yùn)量生產(chǎn)、分布預(yù)測，結(jié)合區(qū)域路網(wǎng)分工和線路功能定位，對高速鐵路蘭州至張掖三四線客運(yùn)流量分配進(jìn)行預(yù)測。高速鐵路蘭州至張掖三四線主要相關(guān)線路客流分配如表6 所示。

2.2.2 高速鐵路蘭州至張掖三四線客運(yùn)量預(yù)測

以區(qū)域客流生成、分布和分配預(yù)測結(jié)果為基礎(chǔ)，結(jié)合區(qū)域的經(jīng)濟(jì)交通等相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，按趨勢運(yùn)量、轉(zhuǎn)移運(yùn)量、誘增運(yùn)量進(jìn)一步分析預(yù)測高速鐵路蘭州至張掖三四線客運(yùn)量。

（1）趨勢客流。高速鐵路蘭州至張掖三四線建成后將形成蘭州與甘肅省河西走廊地區(qū)旅客交流的快速、便捷通道，受既有交通服務(wù)質(zhì)量制約的趨勢型客流需求將逐步釋放，結(jié)合沿線管內(nèi)客流現(xiàn)狀，根據(jù)區(qū)域鐵路客運(yùn)量預(yù)測和路網(wǎng)分工，分析確定高速鐵路蘭州至張掖三四線趨勢客流密度。高速鐵路蘭州至張掖三四線趨勢客流密度預(yù)測如表7 所示。

表4 研究區(qū)域旅客運(yùn)量預(yù)測表 萬人/aTab.4 Regional traffic forecast

表5 2040 年高速鐵路蘭州至張掖三四線區(qū)域鐵路客運(yùn)OD 交流分布 萬人/aTab.5 Regional passenger OD distribution of high-speed railway from Lanzhou-Zhangye in 2040

表6 高速鐵路蘭州至張掖三四線主要相關(guān)線路客流分配Tab.6 Passenger flow distribution about the related lines with Lanzhou-Zhangye High-Speed Railway

（2）轉(zhuǎn)移客流。高速鐵路蘭州至張掖三四線建成后，河西走廊地區(qū)鐵路運(yùn)輸服務(wù)水平將有較大提高，由于高速鐵路蘭州至張掖三四線的建設(shè)將改善沿線人們出行條件，鐵路的廣義費(fèi)用相對其它交通方式降低，從而導(dǎo)致部分公路客流以及少量航空客流向高速鐵路蘭州至張掖三四線轉(zhuǎn)移。根據(jù)各種運(yùn)輸方式服務(wù)特性及旅客出行意愿調(diào)查，采用LOGIT 模型，預(yù)測高速鐵路蘭州至張掖三四線轉(zhuǎn)移客流密度。高速鐵路蘭州至張掖三四線轉(zhuǎn)移客流密度預(yù)測如表8 所示。

（3）誘增客流。高速鐵路蘭州至張掖三四線沿線分布有蘭州、武威、金昌、張掖等甘肅省重要經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)，高速鐵路蘭州至張掖三四線的建成將有效改善沿線的交通出行條件和旅游景區(qū)的通達(dá)環(huán)境，刺激產(chǎn)生中短途城際誘增客流出行。根據(jù)通道內(nèi)各交通方式廣義出行費(fèi)用的變化，按“有無對比”原則，采用重力模型預(yù)測高速鐵路蘭州至張掖三四線誘增客流密度。高速鐵路蘭州至張掖三四線誘增客流密度預(yù)測如表9 所示。

綜上所述，關(guān)于高速鐵路蘭州至張掖三四線的趨勢客流、轉(zhuǎn)移客流和誘增客流的預(yù)測結(jié)果，匯總得到高速鐵路蘭州至張掖三四線的區(qū)段客流密度，高速鐵路蘭州至張掖三四線最大區(qū)段客流密度初、近、遠(yuǎn)期分別為307 萬人、504 萬人和805 萬人。高速鐵路蘭州至張掖三四線客流密度預(yù)測匯總?cè)绫?0 所示。

表7 高速鐵路蘭州至張掖三四線趨勢客流密度預(yù)測 萬人·km/kmTab.7 Trend passenger flow density forecast of Lanzhou-Zhangye High-Speed Railway

表8 高速鐵路蘭州至張掖三四線轉(zhuǎn)移客流密度預(yù)測 萬人·km/kmTab.8 Transfer passenger flow density prediction of Lanzhou-Zhangye High-Speed Railway

表9 高速鐵路蘭州至張掖三四線誘增客流密度預(yù)測 萬人·km/kmTab.9 New passenger flow forecast of Lanzhou-Zhangye High-Speed Railway

2.3 不同情景下運(yùn)輸需求預(yù)測

在不同情景對應(yīng)的路網(wǎng)分工前提下，“情景二”、“情景三”的運(yùn)輸需求預(yù)測采用與“情景一”相同的預(yù)測方法，即“四階段法”。3 種情景下高速鐵路蘭州至張掖三四線運(yùn)輸需求預(yù)測如表11 所示。

表10 高速鐵路蘭州至張掖三四線客流密度預(yù)測匯總 萬人·km/km Tab.10 Overall passenger flow density forecast of Lanzhou-Zhangye High-Speed Railway

表11 3 種情景下高速鐵路蘭州至張掖三四線運(yùn)輸需求預(yù)測Tab.11 Traffic demand forecast of Lanzhou-Zhangye High-Speed Railway in three scenarios

3 結(jié)束語

基于情景分析法研究高速鐵路蘭州至張掖三四線運(yùn)輸需求，可為高速鐵路蘭州至張掖三四線的建設(shè)方案、投融資模式、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)輸組織和運(yùn)營管理方案的確定提供決策依據(jù)[8]，還可為類似對功能定位有爭議較大的高速鐵路項(xiàng)目運(yùn)輸需求預(yù)測提供方法參考。研究提出復(fù)雜路網(wǎng)下多功能定位的高速鐵路運(yùn)量預(yù)測方法，有助于提升鐵路設(shè)計(jì)行業(yè)軟實(shí)力，促進(jìn)我國高速鐵路持續(xù)健康發(fā)展，加快中國高速鐵路“走出去”戰(zhàn)略實(shí)施。