濰宿高鐵引入濰坊樞紐方案研究

馬振國

(中國鐵路設計集團有限公司,天津 300308)

引言

新建高速鐵路引入鐵路樞紐是一個綜合性和系統性的問題。 目前國內已有眾多學者基于不同項目,從不同角度進行深入研究。 王詩等采用多因素分步研究方法,基于城市規劃、客流特點、技術標準等要素,對引入既有和新建客站方案進行研究[1];楊文東應用技術經濟比選方法,提出將站城融合、多網合一作為引入方案的設計理念進行研究[2];吳必龍通過權重分析法,研究雅萬高鐵引入雅加達樞紐的站址選擇方案,并通過圖解與時分計算分析車站作業能力[3];張樂鑫借助戴布拉圖對懷湛高鐵引入懷化鐵路樞紐的方案進行比較分析[4];霍磊等將線路與站場統籌考慮,對方案進行分析比選,避免了傳統的偏站場或偏線路的研究缺點[5];王作磊等以滿足跨線列車需求為目標,比較分析新設聯絡線及既有站咽喉區接軌方案[6];張超永結合項目特點,應用以點定線的思想確定寧波樞紐接軌方案及區間線路方案[7];王新宇等認為,經濟發達地區更需重點考慮區域發展規劃與訴求,以鐵路引領城市未來發展[8];成泉等充分考慮利用既有設施,實現車站與線路二者的點線能力協調[9];張鵬將“帕累托最優”思想應用于引入方案比選,從而進行更科學的決斷[10];邢雪生等將熵權-雙基點法應用于樞紐方案比選,以量化定性指標,降低主觀因素的影響[11];于鴻飛等從引入方向、通道選擇、始發站選擇等方面研究津濰高鐵引入天津樞紐方案,提出最大化利用既有設施富裕能力,避免工程浪費[12];丁樂寧采用層次分析法確定成渝中線高鐵引入的車站,將主觀因素量化[13];王志強重點考慮點線能力匹配情況,研究天隴鐵路及聯絡線引入天水樞紐方案[14];張永平考慮對既有運輸能力影響最小化,通過綜合比選研究京唐鐵路引入唐山站方案[15];司劍鋒研究濟棗高鐵引入濟南樞紐的方案,提出引入方案要更好地與城市規劃相結合,與車站需求相匹配[16]。

綜上所述,研究方法方面,已有研究多采用經濟技術比選、熵權法等綜合評價法;研究內容方面,較多結合城市規劃,研究引入新建站及既有站方案,但對引入新建站及已預留接入條件既有站的對比研究較少。 以下采用綜合經濟技術比選方法,對引入樞紐方案及跨線車解決方案進行深入研究。

1 概述

目前,濰坊樞紐銜接濟青高鐵等9 條鐵路,規劃年度將逐步形成以濰宿、濟青高鐵等12 條鐵路為主,銜接濟南、青島、煙臺、東營、臨沂等多個方向的放射形地區樞紐,形成濰坊北、濰坊站為主要客運站的客運布局[17]。 樞紐內有在建濰坊至煙臺鐵路,設計速度350 km/h,線路起自濰萊高鐵昌邑南站,經萊州、招遠、龍口、蓬萊,終至煙臺。 樞紐現狀為“兩橫兩主”客運格局,樞紐北部路網覆蓋不足,缺少南北向貫通的客運通道。 濰坊鐵路樞紐示意見圖1。

圖1 濰坊鐵路樞紐總平面布置示意

1.1 濰宿高鐵線路方案

新建濰坊至宿遷高速鐵路位于山東省中南部與江蘇省北部境內,大致呈南北走向。 線路起自濟青高鐵濰坊北站,向東出站后并行濰萊鐵路,沿著城市規劃邊界向南跨越濰萊鐵路、濟青高鐵,沿途經日照等多個城市,最后接至徐宿淮鹽鐵路預留的洋河北站,新建線路長度為399.247 km。

1.2 濰坊站現狀

濰坊站為膠濟高鐵中間站,膠濟高鐵正線由東至西橫穿濰坊市城區。 車站由南向北分別為貨運車場與客運車場,貨運車場設5 條到發線(含正線2 條),到發線有效長度為1 050 m;客運車場設3 臺7 線(含正線2條),到發線有效長度787~1 131 m,設有存車線4 條。

1.3 濰坊北站現狀

濰坊北站為濟青高鐵客運站,車站位于濰坊市寒亭區北柴埠營村與邢家東莊村之間。 車站于2018 年12 月建成通車,車站既有規模為4 臺12 線(含正線4 條),于北側預留津濰—濰宿車場,規模為3 臺8 線,濰萊高鐵方向別引入濟青—濰萊車場。 站房為高架式,建筑面積6 萬m2,已按設計總規模實施并投入使用。

1.4 樞紐總圖規劃概況

規劃年度內,濰坊樞紐將銜接濟南、青島、東營、煙臺、萊西、新沂6 個方向,連接膠濟鐵路、膠濟高鐵、德大鐵路、大萊龍鐵路、益羊鐵路、青臨鐵路、壽平鐵路、坊子鐵路、濟青高鐵、津濰高鐵、濰宿高鐵、濰煙鐵路、濰萊高鐵、黃大鐵路、濰坊機場專用線、中港區疏港鐵路等16 條鐵路線。 其中濰萊高鐵、黃大鐵路、中港區疏港鐵路為在建鐵路;津濰高鐵、濰宿高鐵、濰煙鐵路、濰坊機場專用線為新線引入。

隨著新線引入,德大、大萊龍鐵路和濰煙鐵路組成客運“北橫”通道;濟青高鐵、濰萊高鐵組成客運“中橫”通道;膠濟線、膠濟高鐵組成樞紐客運“南橫”通道;津濰高鐵、濰宿高鐵組成樞紐“一縱”客運通道;最終樞紐系統將形成以“三橫一縱”通道為主要骨架的總圖格局。

2 濰坊樞紐客運作業量及車流特點

規劃年度濰坊樞紐形成以濰坊和濰坊北為主要客運站的兩站格局。 其中濰坊北站主要辦理濟青高鐵、津濰、濰宿、濰萊、濰煙鐵路通過作業以及濟青高鐵、津濰和本線始發終到作業;濰坊站辦理膠濟高鐵通過作業及部分始發終到作業。

樞紐內以通過車流為主,僅有少部分始發終到列車,近/遠期辦理始發終到動車組列車21/39 對,辦理通過動車組列車206/278 對(不含膠濟高鐵通過車),其中通過動車組列車除濟青高鐵和本線車流外,主要還有本線津濰段至煙臺、青島方向車流和濟南至萊西方向車流[17],濰坊樞紐分方向客車對數示意(不含膠濟高鐵)見圖2。

圖2 濰坊樞紐分方向客車對數示意

3 濰宿高鐵引入濰坊樞紐方案研究

本線引入后將和津濰高鐵貫通,形成貫通濰坊樞紐南北的客運通道,打造濰坊樞紐“三橫一縱”總圖格局中的“一縱”。

考慮濰坊北站已預留津濰—濰宿高鐵西進東出引入條件,并提前實施了部分線下工程,結合樞紐總圖規劃和城市規劃及配套工程建設情況,首先研究津濰—濰宿高鐵引入濰坊北站方案;從通道順直角度考慮,研究新建濰坊西站方案。

3.1 濰坊北站現狀說明

津濰高鐵自西北側引入樞紐,在壽光市區東北側設置壽光北站,出站后南下再折向東,線路引入濰坊北站,在北側新建車場;本線自津濰車場東端引出并折向南,沿城市規劃范圍東側向南出樞紐。 受拆遷和已建工程等因素影響,進出津濰車場的兩端正線限速300 km/h和250 km/h。 濰宿高鐵引入濰坊北站示意見圖3。

圖3 引入濰坊北站方案示意

3.2 新建濰坊西站方案說明

津濰高鐵自西北側引入樞紐,在壽光市區東北側設置壽光北站,出站后南下跨越濟青高鐵后在于河鎮西北側新建濰坊西站;濰宿高鐵自車站引出,向南出樞紐。 設天津至青島方向聯絡線。 濰宿高鐵引入新建濰坊西站示意見圖4。

圖4 新建濰坊西站方案示意

3.3 方案比選及推薦意見

考慮到經濟[18]、便捷、符合規劃、既有工程利用[19]的原則,從線路長度及工程投資、運營管理、工程銜接[20]、旅客出行、規劃符合性等角度對兩個方案優缺點進行分析,見表1。

表1 引入樞紐方案綜合比較

由表1 可知,引入濰坊北站方案樞紐內高鐵集中設站,客運設施集中,有利于運營管理,旅客出行方便,與預留及已實施工程契合,符合城市規劃,因此推薦引入濰坊北站方案。

3.4 跨線車解決方案

根據客流預測,研究年度煙臺、萊西至臨沂方向跨線車分別為5,10 對/d。

為解決跨線客流,可以采用煙臺、萊西至臨沂方向客車經濰坊北折角作業方案,或設置濰宿濰萊聯絡線方案。

3.4.1 煙臺、萊西至臨沂方向客車經濰坊北折角作業方案

(1)濰坊北站濟青場作業量分析

濰坊北濟青場現有4 臺12 線,其中正線4 條,到發線8 條,車場無擴建條件。 不含本線折角車流,目前該場作業對數見表2。

表2 濰坊北站濟青場作業量 對/d

(2)本線引入濰坊北站濟青場折角作業方案

濰萊高鐵立折線設在濟青下行場,煙臺、萊西至臨沂方向的跨線車可以通過立折線進濟青下行場,通過濟青濰宿下行聯絡線折到臨沂方向;但是臨沂至煙臺、萊西方向的車,如果進到濟青上行場,則無法連通煙臺、萊西方向,為此在濟青下行場與津濰上行場設置場間聯絡線。 引入濰坊北站濟青場折角作業方案示意見圖5。

圖5 引入濰坊北站濟青場折角作業方案平面布置

濟青—濰萊下行場設到發線4 條,暫按通過車停站率100%考慮,濟青—濰萊下行場近、遠期辦理量為166,224 列/d。 濟青下行場近期到發線能力滿足運輸組織需求,遠期到發線能力緊張,需適當降低通過列車停站率來滿足運輸組織需求。

根據客運量預測,煙臺、萊西至臨沂方向近遠期客車對數分別為5,10 對/d,且該跨線車只能在濟青—濰萊下行場最外側兩條到發線辦理,到發線運用不均衡,進一步加劇了濟青下行場到發線能力緊張的局面。

按折角作業占用21 min 計,濰萊高鐵昌邑南至新沂東站運行時間為95 min。

3.4.2 設置濰新濰萊聯絡線方案

濰萊高鐵已為濰宿濰萊聯絡線預留接軌條件,目前濰宿濰萊聯絡線自濰萊高鐵王伯村線路所出岔點至可分期修建起點范圍的線下工程和岔后100 m 范圍內的軌道工程已實施。 設置濰宿濰萊聯絡線方案示意見圖6。

圖6 設置濰宿濰萊聯絡線方案平面布置

3.4.3 方案分析及建議

盡管遠期濰坊北站到發線能力趨于飽和,需降低通過車停站率以滿足煙臺、萊西至臨沂方向跨線車折角開行的需求,但如果煙臺、萊西至臨沂方向跨線車通過濰宿濰萊聯絡線不經濰坊北站直接南下,該跨線車無法服務濰坊市,不利于客流吸引,運輸收益也有所降低。 跨線車解決方案綜合比較見表3。

表3 煙臺、萊西至臨沂方向跨線車解決方案綜合比較

鑒于以上分析,本次研究推薦煙臺、萊西至臨沂方向跨線車引入濰坊北站濟青場折角作業方案,需配套實施的濰宿濟青場間聯絡線納入津維高鐵工程實施。

根據津濰高鐵研究結論,津濰高鐵線路別引入濰坊北站,在濟青車場北側橫列布置車場(投資納入津濰高鐵工程),規模為3 臺8 線。 本線自津濰車場東端引出向東后折向南出濰坊樞紐,同時在樞紐內新建濟青高鐵濟南方向至濰宿高鐵宿遷方向聯絡線。

4 結論

基于既有研究內容及方法,結合樞紐現狀、總圖規劃及運量,研究濰宿高鐵引入濰坊樞紐方案及跨線車流解決方案,得到以下結論。

(1)高鐵引入樞紐方案應充分利用既有、在建、近遠期預留鐵路。 鑒于引入新建車站方案在線路順直性及工程投資等方面占優,將引入新建站及既有站方案從路網通達性、行車組織協調性、工程投資經濟性、施工難易程度等方面進行綜合研究比選。

(2)濰宿高鐵引入樞紐后,應充分考慮煙臺、萊西至臨沂方向跨線車流的解決方案。 基于列車折角作業方案與新建聯絡線方案,通過經濟、列車運行時分、對城市的服務水平3 方面的比選,采用列車折角作業方案,配套新建濟青高鐵濟南方向至濰宿高鐵宿遷方向場間聯絡線,以提高鐵路對城市服務水平,節省工程投資。