沈 堅(jiān)

(上海申通地鐵集團(tuán)有限公司技術(shù)中心，201103，上?！胃呒?jí)工程師)

上海軌道交通崇明線(見圖1)是上海城市軌道交通第三期建設(shè)規(guī)劃(2018—2023年)中的一條市域鐵路，沿線串聯(lián)了重要樞紐、重要功能組團(tuán)和崇明、長(zhǎng)興兩島的主要城鎮(zhèn)，是崇明、長(zhǎng)興兩島間聯(lián)動(dòng)發(fā)展以及與上海中心城區(qū)快速聯(lián)系的重要通道。規(guī)劃的崇明線線路全長(zhǎng)44.6 km，共設(shè)8座車站、1座車輛段和1座停車場(chǎng)。

圖1 上海軌道交通崇明線建設(shè)規(guī)劃線路示意圖

在落實(shí)國(guó)家區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略的特定歷史時(shí)期，崇明島規(guī)劃新定位為世界級(jí)生態(tài)島。崇明線作為聯(lián)系上海市區(qū)與崇明島的可輻射北上海的重大交通基礎(chǔ)設(shè)施，如何前瞻性預(yù)留發(fā)展條件、積極響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型要求和建成何種模式的軌道交通系統(tǒng)是項(xiàng)目建設(shè)策劃階段需重點(diǎn)研究的問題。

1 崇明線的功能定位分析

1.1 規(guī)劃條件變化

在2006版的《上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)深化規(guī)劃》中指出，利用長(zhǎng)江隧橋工程的富余空間修建軌道交通崇明線，實(shí)現(xiàn)崇明三島(崇明島、長(zhǎng)興島、橫沙島)聯(lián)動(dòng)。而在研究利用越江通道復(fù)合功能通行軌道交通可行性的同時(shí)，上海-崇明橋隧越江工程已開工建設(shè)，并將大橋的緊急停車帶(硬路肩)和隧道段車道板下部空間作為預(yù)留空間待崇明線建設(shè)使用。由于當(dāng)時(shí)預(yù)留通道條件有限，導(dǎo)致北港橋梁公路通行能力、公路和軌道交通同層布置安全性、南港隧道消防疏散能力、事故災(zāi)害狀況下公路和軌道交通聯(lián)動(dòng)能力及軌道交通線路運(yùn)能等方面不能滿足現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)及要求，故采用新建越江隧道方式，以確保公路與軌道交通的運(yùn)營(yíng)安全和各自的功能實(shí)現(xiàn)。

崇明線越江模式及方案的變更為線路建設(shè)提供了新的發(fā)展條件。在避免原預(yù)留通道方案帶來運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，崇明線在制式選型、建設(shè)規(guī)模、運(yùn)營(yíng)能力和預(yù)留發(fā)展等方面的選擇空間更加充分。

1.2 區(qū)域交通一體發(fā)展的必要性

1.2.1 優(yōu)勢(shì)顯著的地理區(qū)位可擴(kuò)大影響力

崇明島位于長(zhǎng)江入?？冢情L(zhǎng)江口戰(zhàn)略協(xié)同區(qū)的重要組成部分；北面與上?！氨贝箝T”江蘇啟東隔江相望，是與江蘇接壤的直接門戶地區(qū)；地理上有著上海大都市圈一體化發(fā)展的天然紐帶作用。從崇明島向北僅需一次越江即可與啟東連接，能夠極大地縮減滬蘇兩地的時(shí)空距離。崇明線作為長(zhǎng)三角北部區(qū)域的戰(zhàn)略通道，更應(yīng)充分發(fā)揮其在區(qū)域交通一體化進(jìn)程中的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，可突破城市行政邊界，進(jìn)一步擴(kuò)大上海對(duì)周邊城市的核心影響力。

1.2.2 資源寶貴緊缺的長(zhǎng)江口通道可充分發(fā)揮通道運(yùn)輸效益

既有長(zhǎng)江口僅有1條上?！缑鳌獑|的公路過江通道(G40滬陜高速公路)，逢節(jié)假日交通異常擁堵，未來規(guī)劃崇明島越江通道有S7滬崇高速、北沿江高鐵和滬崇線(遠(yuǎn)景)等。以上規(guī)劃方案僅實(shí)現(xiàn)了崇明城橋鎮(zhèn)及以西地區(qū)與上海的快速通達(dá)，但對(duì)于崇明島東部地區(qū)的服務(wù)能力仍然較弱。崇明線作為唯一一條全地下的全天候東部越江通道，屬于非常緊缺且重要的通道資源。其向北延伸至啟東地區(qū)將能充分發(fā)揮長(zhǎng)江口東部通道的廊道效應(yīng)。

1.2.3 打通南北生態(tài)旅游走廊以實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)共建發(fā)展

崇明島是國(guó)家生態(tài)文明先行示范區(qū)創(chuàng)建的示范基地，主動(dòng)對(duì)接服務(wù)長(zhǎng)三角一體化國(guó)家戰(zhàn)略，并與南通地區(qū)建立起規(guī)劃協(xié)同機(jī)制。啟東市沿江岸線策應(yīng)崇明世界級(jí)生態(tài)島的建設(shè)，已作詳細(xì)的旅游發(fā)展帶規(guī)劃，未來將充分發(fā)揮圓陀角、呂四港和啟隆北湖旅游增長(zhǎng)極作用。崇明線延伸后將推動(dòng)啟東沿海和沿江旅游發(fā)展帶與上海旅游資源的無縫對(duì)接，可以有效帶動(dòng)崇明與啟東旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，引導(dǎo)和促進(jìn)沿線開發(fā)，為啟東和崇明生態(tài)島城市化地區(qū)的建設(shè)提供交通基礎(chǔ)，加快大量旅游產(chǎn)業(yè)類項(xiàng)目集聚。

1.2.4 上海與南通一體化發(fā)展的銜接可為各領(lǐng)域的全方位對(duì)接合作創(chuàng)造基礎(chǔ)條件

江蘇省啟東市未來將充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，形成“三極、兩帶、一心”(“三極”為圓陀角旅游增長(zhǎng)極、呂四港旅游增長(zhǎng)極、啟隆北湖旅游增長(zhǎng)級(jí)，“兩帶”為沿海旅游發(fā)展帶、沿江旅游發(fā)展帶，“一心”為匯龍鎮(zhèn)旅游服務(wù)中心)的旅游發(fā)展格局，定位為“江蘇沿海開發(fā)先導(dǎo)區(qū)，接軌上海港口城，江海交匯宜居地”；海門市濱江新區(qū)作為海門未來20年的核心發(fā)展板塊，未來將逐步成為面向蘇南、連通上海的門戶發(fā)展區(qū)；南通新機(jī)場(chǎng)作為《長(zhǎng)江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》中的重點(diǎn)發(fā)展任務(wù)，將建設(shè)為上海國(guó)際航空樞紐的重要組成部分。江蘇省的海門、啟東將在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)全方位、深層次與上海接軌，崇明線應(yīng)積極響應(yīng)跨區(qū)域發(fā)展需求，進(jìn)行北上連接江蘇的方案研究。

綜上，基于當(dāng)前長(zhǎng)三角區(qū)域發(fā)展一體化戰(zhàn)略的新背景，崇明線不僅是崇明兩島與上海市區(qū)快速連接的越江通道，更是可以建設(shè)成為一條跨江、沿海、跨省的長(zhǎng)江口協(xié)同戰(zhàn)略發(fā)展的區(qū)域動(dòng)脈線，未來還可與海門、啟東地區(qū)鐵路干線及市域線換乘銜接，以充分發(fā)揮市域線的快速直達(dá)、高度集約土地利用、促進(jìn)客流走廊形成和帶動(dòng)沿線區(qū)域發(fā)展的強(qiáng)大作用。

2 崇明線的建設(shè)需求與目標(biāo)

2.1 需求分析

1)促進(jìn)區(qū)域一體化發(fā)展。上海將與近滬地區(qū)形成同城化都市圈格局，崇明線作為長(zhǎng)三角洲北面的重要戰(zhàn)略通道，需要為將來上海與南通融合發(fā)展所需的良好交通條件做好系統(tǒng)預(yù)留。

2)通道綜合利用。崇明線作為唯一一條不受天氣因素影響的過江通道，在滿足技術(shù)條件和安全性要求的前提下，應(yīng)更加高效地利用該通道資源。大盾構(gòu)隧道空間除具備滿足搶修人員運(yùn)送和物資運(yùn)輸?shù)墓δ芡?，也可考慮其他重大管線的綜合鋪設(shè)，并在災(zāi)害和特殊條件下，可承擔(dān)應(yīng)急戰(zhàn)略物資運(yùn)輸?shù)墓δ堋?/p>

3)運(yùn)營(yíng)組織靈活。崇明線早晚高峰客流與非高峰客流差異顯著。其客流影響因素多、敏感性高，尤其在節(jié)假日時(shí)段存在極端大客流。為兼顧運(yùn)能、服務(wù)品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的平衡，需采用更加靈活的運(yùn)營(yíng)組織模式。

4)運(yùn)行速度更高?？紤]戰(zhàn)略通道的地位并預(yù)留向北或向南延伸的實(shí)施條件后，全線的旅行時(shí)間和速度應(yīng)統(tǒng)籌考慮，相關(guān)專業(yè)接口及土建預(yù)留應(yīng)滿足都市圈與市域范圍內(nèi)乘客高效出行、快速通達(dá)的要求。

2.2 總體目標(biāo)與要求

崇明線總體建設(shè)目標(biāo)是建成為長(zhǎng)三角區(qū)域(上海市域)軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的一條全天候、智能化和集約型生態(tài)市域線，主要建設(shè)要求如下：

1)大容量。受票制票價(jià)、節(jié)假日客流和越江條件等客流預(yù)測(cè)敏感性因素影響，崇明線各期全日客運(yùn)量變化范圍較大；部分車站節(jié)假日極端進(jìn)出站客流可達(dá)工作日的4.45倍，因而，對(duì)車站和線路的快速疏解客流能力提出了更高要求，需采用大隧道、大車型、大編組的方案，為將來區(qū)域一體化發(fā)展的客流不確定性做好預(yù)留條件。

2)靈活性。本線高峰與非高峰時(shí)段客流差異大，早晚高峰小時(shí)客流占比分別達(dá)到17%和15%左右，而非高峰小時(shí)客流占比卻不足4%，故非高峰時(shí)段宜采用小編組列車以降低能耗、節(jié)省成本，同時(shí)還能保證較高的服務(wù)水平。而為應(yīng)對(duì)特殊時(shí)段的大客流，在列車編組形式上應(yīng)具備靈活多變性和快速響應(yīng)能力。

3)快捷性。根據(jù)客流預(yù)測(cè)，本線中長(zhǎng)距離出行客流比重高，平均運(yùn)距達(dá)17～20 km，且組團(tuán)客流明顯。浦東段與崇明段之間的通勤客流、旅游客流在整條線路中的占比較高。其中浦東段、長(zhǎng)興島、崇明島各組團(tuán)交換客流中，浦東段與長(zhǎng)興島之間的交換客流約占35%，浦東段與崇明島之間的交換客流約占25.7%，與兩島相關(guān)的客流約占64%。本線應(yīng)考慮南、北端延伸后，以及直通運(yùn)營(yíng)條件下對(duì)更高旅行速度的需求，以實(shí)現(xiàn)組團(tuán)客流的快速直達(dá)。

4)舒適性。崇明線的定位是兼顧通勤和旅游功能的市域線。根據(jù)市域線舒適度要求、乘客平均旅行距離和旅游線服務(wù)品質(zhì)需求，應(yīng)采用低站立密度標(biāo)準(zhǔn)，并針對(duì)客流情況優(yōu)化坐席布置。

5)安全性。目前越江段區(qū)間站由長(zhǎng)江北港和南港兩段組成，隧道全長(zhǎng)分別為9.8 km和9.0 km，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)長(zhǎng)區(qū)間站間距達(dá)12.1 km和12.9 km。長(zhǎng)大隧道的防災(zāi)及特殊工況下的區(qū)間救援方案設(shè)計(jì)是線路建設(shè)的重要問題，應(yīng)確保緊急情況下人員的安全和應(yīng)急救援的高效率。

3 崇明線的總體方案

3.1 線路總體方案設(shè)想

1)與市域網(wǎng)絡(luò)融合。崇明線南端可與上海軌道交通9號(hào)線、上海軌道交通12號(hào)線換乘，為充分體現(xiàn)生態(tài)旅游線定位以及與市域網(wǎng)的融合性，崇明線南端預(yù)留延伸條件后可與規(guī)劃的上海軌道交通21號(hào)線和曹奉線聯(lián)通，或選擇在迪士尼站與機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線、曹奉線、上海軌道交通21號(hào)線進(jìn)行換乘，從而在市域范圍內(nèi)增強(qiáng)與迪士尼國(guó)際旅游度假區(qū)的通達(dá)性，進(jìn)一步提升浦東綜合交通樞紐作為長(zhǎng)三角區(qū)域核心門樞紐的服務(wù)能力，設(shè)想方案如圖2所示。

圖2 崇明線與市域網(wǎng)絡(luò)融合方案

2)與市郊地區(qū)發(fā)展結(jié)合。崇明線具有市域線路客流特征，可借鑒巴黎RER線和道克蘭輕軌的線路敷設(shè)經(jīng)驗(yàn)，利用規(guī)劃的橫沙島支線和崇明島東西向局域線通道，預(yù)留長(zhǎng)興島通往橫沙島和崇明島通往城橋鎮(zhèn)的支線接岔?xiàng)l件。通過末端支線可增加客流效益，開行更加靈活的運(yùn)營(yíng)交路，在提升崇明地區(qū)居民、游客和通勤乘客出行便捷性的同時(shí)，也提高了共線通道的利用率。

3)與區(qū)域交通銜接。崇明線北端終點(diǎn)預(yù)留向啟東市延伸互聯(lián)的條件，從上海三次越江后可直達(dá)啟東市，與啟東市旅游產(chǎn)業(yè)規(guī)劃發(fā)展區(qū)域直接對(duì)接，以彌補(bǔ)北沿江高鐵對(duì)啟東東部地區(qū)服務(wù)的不足。線路在啟東市域范圍也可與寧啟鐵路和規(guī)劃滬崇啟鐵路對(duì)接，充分發(fā)揮區(qū)域一體化交通不同層次和功能的線網(wǎng)融合優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步促進(jìn)江蘇省海門、啟東與上?？缃鐓f(xié)作發(fā)展。設(shè)想方案如圖3所示。

圖3 崇明線與市郊、區(qū)域交通銜接方案

3.2 系統(tǒng)選型

3.2.1 速度目標(biāo)值

市域線是中心城、外圍城鎮(zhèn)、組團(tuán)和樞紐等之間中長(zhǎng)距離客流服務(wù)的聯(lián)系通道，應(yīng)體現(xiàn)快速到達(dá)功能。其可分段限定時(shí)間目標(biāo)，但全程運(yùn)行時(shí)間不宜大于1 h。依據(jù)長(zhǎng)三角軌道交通客運(yùn)網(wǎng)的多層體系，市域線的最高運(yùn)行速度應(yīng)在100～160 km/h之間。

通過對(duì)東京、巴黎和倫敦等都市圈市域線的最高設(shè)計(jì)速度與旅行速度分析，其線路等級(jí)速度都不低于110 km/h，且快車旅行速度可達(dá)50～70 km/h。若以新城與中心城1 h可達(dá)為出行時(shí)間目標(biāo)(系上海交通發(fā)展白皮書及上海市城市總體規(guī)劃的要求)，且考慮將啟東納入上海市1 h軌道交通通勤圈，選擇人民廣場(chǎng)為中心城基點(diǎn)進(jìn)行大站車(僅?？繂|、裕安站、陳家鎮(zhèn)站、長(zhǎng)興島站、申江路站、金吉路站)運(yùn)行時(shí)間測(cè)算(金吉路站—人民廣場(chǎng)站采用最短地鐵路徑計(jì)算時(shí)間為29 min)，分析結(jié)果見表1。崇明線時(shí)間目標(biāo)見圖4。

圖4 上海1 h軌道通勤圈下的時(shí)間目標(biāo)

表1 崇明線在不同速度等級(jí)下采用大站車運(yùn)行的時(shí)間測(cè)算結(jié)果

若要滿足裕安站至中心城的出行時(shí)間目標(biāo)，則崇明線速度目標(biāo)值最低為140 km/h；若僅滿足陳家鎮(zhèn)站至中心城的出行時(shí)間目標(biāo)，則速度目標(biāo)值最低為120 km/h；若考慮線路南北端的延伸，服務(wù)于長(zhǎng)三角區(qū)域及更大的上海市域范圍時(shí)，隨著線路長(zhǎng)度的增加會(huì)對(duì)旅行速度提出更高的要求，并且高等級(jí)線路速度優(yōu)勢(shì)將會(huì)發(fā)揮得更為顯著。因此，綜合考慮崇明線在上海市域和長(zhǎng)三角區(qū)域的服務(wù)目的及功能，160 km/h的速度目標(biāo)值更適合線路的功能定位。

3.2.2 車輛與供電制式

目前，速度為120～160 km/h的市域軌道交通車輛與供電制式的主要應(yīng)用情況見表2。當(dāng)選擇最高運(yùn)行速度為160 km/h車輛時(shí)，應(yīng)采用AC 25 kV接觸網(wǎng)供電制式(第三軌受流方式的最高速度限制為120 km/h)，其較長(zhǎng)的供電距離能夠很好地適應(yīng)長(zhǎng)大越江區(qū)間的供電需求，同時(shí)具有線損小、牽引所投入低等優(yōu)勢(shì)。參照市域線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，崇明線選擇市域A型車，站立密度為4人/m2。

表2 供電制式與最高運(yùn)行速度分析

3.3 運(yùn)營(yíng)組織方案

3.3.1 快、慢車交替運(yùn)行

根據(jù)時(shí)間目標(biāo)和組團(tuán)客流分析，崇明線有必要采用快、慢車交替運(yùn)行的組織模式，考慮早高峰上、下客流總量及車站等級(jí)，快、慢車運(yùn)行設(shè)想方案如圖5所示。高峰時(shí)段，大站車與普通車宜1∶1開行，非高峰時(shí)段每小時(shí)可根據(jù)需要開行1列或2列大站車。

圖5 崇明線高峰時(shí)段快、慢車開行方案示意圖

若考慮線路向南、北延伸，則迪士尼度假區(qū)、金橋、長(zhǎng)興島、崇明島和啟東之間的組團(tuán)交換客流對(duì)快速直達(dá)的需求更為凸顯。

3.3.2 靈活編組分析

根據(jù)預(yù)測(cè)客流，線路運(yùn)營(yíng)初期和近期高峰時(shí)段可考慮3～6輛編組列車混跑(初期和近期的大站車采用3輛編組，普通車采用6輛編組，遠(yuǎn)期全部為6輛編組)，運(yùn)能可滿足需求且有一定余量；非高峰時(shí)段只開行3輛編組列車，既降低牽引能耗及車輛使用成本，又提升了非高峰的服務(wù)水平，不同編組列車開行方案見表3。初期可采購具有靈活編組功能的“3+3”列車，并能在車輛基地、正線和停車線根據(jù)客流差異需求實(shí)現(xiàn)快速連掛和解編功能，后期車輛增購則直接采購全部貫通的6輛編組列車。

表3 崇明線高峰及非高峰時(shí)段的列車開行方案

此外，受客流預(yù)測(cè)敏感因素影響，崇明線部分車站宜實(shí)現(xiàn)“6+6”大編組列車連掛運(yùn)行的條件以應(yīng)對(duì)未來區(qū)域一體化發(fā)展帶來的客流增長(zhǎng)，可在東灘、長(zhǎng)興島、金吉路等站預(yù)留“6+6”大編組列車的到發(fā)條件。

4 結(jié)論

1)長(zhǎng)三角區(qū)域發(fā)展正邁入一體化的新階段，在上海要主動(dòng)融入長(zhǎng)三角協(xié)同發(fā)展的背景下，崇明線的規(guī)劃設(shè)計(jì)面臨著功能定位與需求、建設(shè)目標(biāo)與理念如何同城市、區(qū)域和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展戰(zhàn)略要求相一致，以及與區(qū)位特征相符合等重要問題。崇明線作為長(zhǎng)三角北部區(qū)域線的重要組成，是上海區(qū)域的一條末梢線，應(yīng)該建設(shè)成為一條全天候、大空間、高速度的市域線路。其速度目標(biāo)值應(yīng)定為160 km/h，并預(yù)留南、北兩端互聯(lián)或銜接換乘的條件。

2)崇明線線位特殊，基于未來區(qū)域交通一體化發(fā)展和客流預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)性問題，需充分考慮未來發(fā)展需求，車站規(guī)模及線路運(yùn)能需要預(yù)留一定的空間。可采用市域A型車，遠(yuǎn)期高峰小時(shí)最大開行對(duì)數(shù)為24對(duì)/h，系統(tǒng)能力應(yīng)按30對(duì)/h預(yù)留。

3)崇明線運(yùn)營(yíng)組織方案應(yīng)具備隨客流變化的適應(yīng)性和靈活性?；诳土髟诜歉叻?、高峰時(shí)段的顯著差異性，以及節(jié)假日潛在的極端大客流、遠(yuǎn)期發(fā)展的不確定性等，應(yīng)具備更加靈活的運(yùn)營(yíng)組織模式，主要體現(xiàn)在運(yùn)行交路、車輛編組和運(yùn)行時(shí)間上的靈活性。

4)崇明線的延伸方案應(yīng)綜合考慮戰(zhàn)略通道作用、線路功能定位、乘客出行需求、網(wǎng)內(nèi)線路換乘與其他市域線路的銜接等問題進(jìn)行專項(xiàng)研究。