成都市轨道交通市域快线关键技术研究及应用

　　摘 要：根据成都市轨道交通线网规划特征，以成都市轨道交通 18 号线(新机场线)为工程案例，以项目功能定位和运营需求为出发点，从速度目标值、运营模式、车辆选型、供电制式、隧道净空断面尺寸、轨道系统及弱电系统等多个方面进行分析论证，对成都市轨道交通市域快线的主要技术标准和关键技术参数进行探索性的创新研究，以期为国内其他城市市域快线技术标准的选取提供参考和借鉴。

　　关键词：市域快线;技术标准;关键参数

　　随着城市化进程的不断加快，目前国内大部分城市都遇到了城市发展空间不足的问题，因此积极拓展城市空间，特别是发展新区、市郊组团及卫星城，成为新一轮城市建设和发展的重点。为加速和带动新区及外围组团的发展，连接城市外围机场、高铁站等交通枢纽，各地陆续规划建设了连接中心城区和外围组团的城市轨道交通市域快线(以下简称“市域快线”)，此类快线具备线路长度长(≥50 km)、车站数量少(站间距大)、运行速度高(≥100 km/h)三大特点。成都市轨道交通18 号线就是此类项目的典型代表。

　　1 成都市域快线的规划及理念

　　1.1 规划概况

　　成都市轨道交通线网共规划有46条线路，总规模2 450.04 km。在线网规划之初，规划研究单位根据沿线的城市规划特征，系统分析了每条规划线路的线站位方案和功能定位，首次在规划阶段将线网明确区分为普线线网(最高运行速度为80 km/h)和市域快线线网(最高运行速度≥100 km/h)2个层级(图1)，其中市域快线线网规模共计1 129 km。

　　1.2 规划理念

　　成都市域快线的规划理念相对以往的线网规划有明显不同：从功能看，主要解决外围组团和中心城区，以及组团之间的快速联系;从布局看，旨在实现中心城区的快速穿越，以及中心城区与外围组团间的切向快速转移;从技术标准看，侧重快速性(规划车站间距大、速度目标值高)、舒适性(车厢内坐席率高、站立密度低)以及运营的灵活性(多种交路、多种运营模式、互联互通)。

　　2 成都市轨道交通 18 号线概况

　　随着成都天府国际机场(以下简称“天府机场”)选址的确定，成都市在轨道交通线网规划中增加了连接中心城区、天府新区、东部新区及天府机场的18号线一、二期工程，线路起于成都火车南站，止于天府机场，全长69.4 km，设车站12座，将于2020年底全线通车，后续三期工程还将向北经中心城区延伸至火车北站，向南延伸至临江站(图 2)。全线设车辆综合基地1处，停车场1处，主变电所5座，采用速度目标值为140 km/h的8辆编组市域A型车，以及AC25kV架空悬挂接触网供电制式。

　　18号线是一条典型的“机场+市域”复合功能线路，其具有两大功能定位：①作为机场线，满足机场客流的出行需求(火车南站 — 天府机场40 min可达);②满足沿线通勤客流的出行需求，缓解成都市南北中轴线尤其是既有轨道交通1号线的巨大客流压力。

　　3 关键技术研究及应用

　　在18号线项目的前期研究和设计阶段，研究人员确定了该线路在中心城区是复合功能线，外围是快线、专线的设计理念;初步设定其最高运行速度应在120 km/h以上，并具有灵活的运营方式;在制式选择方面，采取了有别于常规地铁的研究思路。在此基础上，研究人员从速度目标值、运营模式、车辆选型、供电制式、隧道净空断面尺寸、轨道系统及弱电系统等多个方面进行分析论证，对成都市域快线的主要技术标准和关键技术参数进行了探索性的创新研究，下面将对其进行介绍。

　　3.1 列车速度目标值

　　在18号线项目规划阶段，鉴于其机场线的特点，规划部门提出了中心城区至天府机场全程旅行时间需控制在40 min以内的时间要求。根据18号线的规划线站位方案及平均站间距等特点，再综合考虑上述时间要求，选择的列车最高运行速度应该为120～160 km/h。进一步的速度牵引计算结果表明，120 km/h的速度难以满足40 min的时间要求，而对于160 km/h的速度，全线仅2 个区间可达到，且此速度下的旅行时间相对140 km/h仅缩短了1 min。因此，综合考虑车辆选型及购置费、运营效率、能耗、土建工程成本等方面的因素，研究人员最终选用了适合本线特点的最高运行速度为140 km/h的市域A型车，这是目前国内市域A型车能够达到的最高速度。

　　3.2 运营模式

　　18号线是机场线。对于带有机场服务功能的城市轨道交通线路，目前国内已有的运营模式见表1。

　　鉴于18号线“机场+市域”的复合功能定位，采用不同车型的快慢车混跑运营模式(模式5)是最合适的选择，因此在项目可行性研究和初步设计阶段，考虑采用慢车车辆座椅纵列式布置、快车车辆座椅横列式布置的方式，并在快车停靠车站单独设置快车停靠站台，在站厅层设置单独付费区，拟达到使快慢车客流分流的目的，并预留了票价差异化的条件。但在初步设计后期，出于保持服务水平一致性的考虑，研究人员最终选择了统一车型、适当提高舒适度标准的快慢车混跑运营模式(模式4)，并在国内首次构建了完整的快慢车运营模式理论体系。

　　3.3 車辆选型

　　根据市域快线的工程适用范围、线路长度、站点布局和旅行时间要求，业内将市域快线列车的速度目标值统一为120～160 km/h。但在车辆的选择和研制开发方面却形成了以下2种思路：①直接使用铁路CRH动车组或将其稍加改造后(D型车)使用;②使用经过提速改造的地铁A、B型车辆。由中华人民共和国国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会于2019年发布的国家标准《城市轨道交通市域快线120 km/h～160 km/h车辆通用技术条件》(GB/T 37532-2019)中明确规定，市域快线车辆分为市域A型车、市域B型车和市域D型车3种类型。

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