新建市域（郊）鐵路經濟性現狀分析及對策研究

顏燕舞

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北武漢 430063）

1 引言

市域（郊）鐵路是伴隨著我國城鎮化發展而興起的新型軌道交通系統。近年來，隨著“軌道上的都市圈”的建設、“四網融合”的大力推進以及若干都市圈、城市群多層級交通規劃政策的出臺，我國市域（郊）鐵路發展迅猛，運營里程穩步增長。截至2022 年底，我國內地已運營市域快軌（即市域（郊）鐵路）線路長度達1 223.35 km，在城市軌道交通（以下簡稱“城軌”）運營線路總長度中占比11.89%，2022 年新增市域快軌線路212.39 km，占比19.57%。市域（郊）鐵路雖然發展較快，但相較于高鐵、城際鐵路及地鐵等，仍處于起步階段，面臨技術標準不完善、工程投資大、運營成本高等突出問題。

中華人民共和國國務院辦公廳于2020 年發布的《關于推動都市圈市域（郊）鐵路加快發展的意見》（國辦函[2020]116 號）指出：按照功能適應、標準適宜、經濟適用的原則，嚴格落實項目建設條件，深化項目前期工作，加強技術方案比選，合理降低工程投資和運營成本。為落實國內相關政策要求，亟需通過開展技術創新、優化設計標準、采用靈活的運輸組織模式等方式，降低市域（郊）鐵路工程投資和運營成本，提高經營效益，實現其健康、可持續發展。

為此，本文在對國內新建市域（郊）鐵路經濟性現狀進行調研和分析的基礎上，明確當前新建市域（郊）鐵路存在的問題，并結合相關政策要求，從系統規劃、設計建設、運營管理等方面，提出降本增效的對策及建議，以期為國內新建市域（郊）鐵路規劃、設計、運營管理提供參考和借鑒。

2 新建市域（郊）鐵路經濟性現狀分析

2.1 主要技術指標及工程投資

國內新建市域（郊）鐵路設計速度通常為100～160 km/h，采用市域A 型、B 型、D 型、雙流制等車型，列車以6 輛編組為主，部分穿城快線列車為8 輛編組。供電制式為DC 1500V 或AC25kV，主要采用接觸網和接觸軌2 種授流方式。大部分線路的地下線占比為30%～50%，穿城快線的地下線占比在70%以上。平均站間距通常為3～4 km，部分線路平均站間距小于3 km。國內新建市域（郊）鐵路直接工程投資為2～6億元/正線公里。國內部分新建市域（郊）鐵路項目主要技術指標及工程投資如表1所示。

表1 國內部分新建市域（郊）鐵路項目主要技術指標及工程投資統計表

2.2 運營管理現狀

國內新建市域（郊）鐵路主要采用6輛編組的運營方案，部分線路開行大小交路；整體客流量較小，2021 年的客運強度僅為0.067 萬人次/（km·天）。新建市域（郊）鐵路的主要能耗為電能消耗（以下簡稱“電耗”），其中，列車牽引電耗和設備設施電耗占比高，據不完全統計，牽引電耗在市域（郊）鐵路總能耗中的占比約為60%。雖然其總體電耗比地鐵低，但是每人公里的電耗比地鐵高。市域（郊）鐵路具有較強的公益屬性，運營收入以票務收入為主，平均收支比為19.7%，處于虧損狀態。

2.3 存在問題

綜上所述，國內新建市域（郊）鐵路在經濟性方面存在以下問題。

（1）工程投資大。國內大多數新建市域（郊）鐵路項目的直接工程投資大于3 億元/正線公里。其主要原因在于：①市域（郊）鐵路速度較高，若采用地上敷設方式，其噪聲振動對環境影響較大，因此在城區、組團中心常采用地下敷設方式，地下線占比高；②列車通常采用長編組（多為6 輛編組），導致車站整體規模偏大，而且部分線路站點設置較密，站間距??；③部分線路車站裝修、設備配置標準參照地鐵建設標準，配置高，投資大。

（2）運營成本高，經營效益差。究其原因，主要有以下方面：①運營列車大多采用6 輛固定編組，平峰時段空載率高，能耗大；②列車發車間隔較長，客流吸引力不強，票務收入不理想；③車站規模為與列車編組相匹配普遍偏大，通風、空調、供暖、電扶梯、照明等日常設備數量多，運維費用高；④管理人員多，人工成本高，經營效益差。

3 對策及建議

針對上述問題，本章提出降低新建市域（郊）鐵路工程投資和運營成本的對策及建議如下。

3.1 規劃引領方面

應統籌做好前期規劃，綜合考慮運輸需求、線路功能定位等因素，對線路設計標準進行充分驗證，合理選擇系統制式。

（1）同一城市或區域宜統一制式標準，對車輛基地、控制中心、主變電所等進行統籌規劃，以實現資源共享的目的。

（2）因地制宜確定線路敷設方式，優先采用地面或高架敷設，集約利用通道資源，以節省工程投資。

（3）站點設置應統籌考慮線路功能定位、速度目標值及客流需求等，平均站間距原則上應不小于3 km。

3.2 設計建設方面

3.2.1 列車編組

應根據客流需求，充分考慮不同運輸組織模式對土建工程、運營成本的影響，合理確定初/近/遠期列車編組及行車組織方案。在滿足運營需求的前提下，盡量采用小編組、高密度列車運行方案，原因在于小編組不僅可以有效減小車站及段場規模，節省土建工程投資，而且可通過縮減車站及段場規模，同步縮小配套設備的設計規模，從而使設備投資及運營費用得到有效控制，最終有效降低市域（郊）鐵路建設及運營成本。

3.2.2 土建工程

（1）車站。根據服務區域的主導客流特征、客流量大小，設置與客流特征相匹配的車站出入口數量、公共區規模、站臺寬度、電扶梯數量、公共衛生間設施標準等，統籌全線車站資源分配。結合車站建設條件，分析采用地面外掛站廳的可行性，以縮減車站土建規模。合理確定車站裝修標準和原則，提倡簡約裝修，控制車站裝修成本。

（2）區間。在隧道方面，由于市域（郊）鐵路與地鐵相比速度更高，隧道斷面更大，造價更高，而且目前國內各地盾構隧道斷面標準并不統一，因此工程設計時，宜在現行規范的基礎上，結合車輛類型、速度目標值、隧道阻塞比等，進一步優化盾構隧道斷面尺寸，以降低隧道工程投資。在橋梁方面，應統籌考慮聲屏障、遮板、疏散通道、接觸網立柱等橋面設施及其布置形式，優化橋梁上部結構斷面尺寸及下部結構受力，合理確定其上部結構荷載，優化不同樁基類型在特定地質下的樁基布置及樁長，并充分開展技術經濟比較，控制橋梁建設成本。在路基方面，應根據不同路基填料特點，分析不同速度條件下各類路基填料的匹配性及再生填料的適用性，優化路基填料技術標準和基床厚度，控制路基填料工程造價；具體設計時，宜結合項目所在地填料類型，按照經濟適用原則，系統分析不同類型路基填料性能、運距、攤鋪及壓實成本等，選擇適宜的路基填料，并根據具體的填料選型，確定路基基床厚度。

（3）道岔及軌道結構。應結合市域（郊）鐵路速度目標要求，創新現有技術，研發新型道岔（如直向速度120～160 km/h 的9 號道岔），減少岔區土建工程量，以節省工程投資。開展無砟軌道輕量化設計，優化高等減振地段無砟軌道結構高度，減小橋梁的二期恒載，以降低軌道及橋梁工程造價。

3.2.3 機電工程

（1）通風、排煙系統。應根據市域（郊）鐵路不同速度目標要求，在滿足區間正常通風換氣、壓力波控制、阻塞通風組織、災后排煙控制的條件下，優化通風設計標準，精簡系統設計；本著經濟、安全原則，優化區間隧道通風、排煙控制模式，減少隧道區間風井及配套設備設置；結合市域（郊）鐵路的行車組織、車站空間特點、列車停站的防災救援要求，優化、精簡車站軌行區排熱系統，降低車站層高，節省土建工程投資。

（2）車輛基地及綜合維修中心。應結合市域（郊）鐵路潮汐客流特點，優化車輛運用檢修計劃，可考慮利用平峰時段完成下線車輛的檢修工作，減少扣車檢修的車輛數量，提高車輛利用率，從而減少配屬車輛數量；充分利用運營空檔期完成車輛的維修工作，提升維修設施設備的利用率，優化車輛基地及綜合維修設備配置標準，減小車輛基地及綜合維修中心規模。

（3）通信系統。應結合通信和售檢票系統實際需求，簡化系統架構，實現通信和售檢票系統架構的集約化、扁平化，以減少工程投資；采用智能判圖、集中判圖等智慧手段，減少車站安檢判圖人員，以節約人力資源。

（4）信號系統。由于信號系統點式后備模式的設備配置多，建設及運維成本高，利用率低，因此在工程設計中，應充分考慮成本效益和功能需求，科學地選用性價比高的后備模式，并適當降低后備模式系統的復雜程度，優化接口設計，精簡軌旁設備，以節約項目建設及運維成本。

（5）供電系統。應根據市域（郊）鐵路運輸組織方案，分析市域（郊）鐵路牽引負荷特點，精準計算整流機組、環網電纜等重要設備及材料容量，在滿足運量需求的前提下，核減系統容量，實現供電系統設備的輕量化；合理確定牽引變壓器容量，根據市域（郊）鐵路車站及區間負荷特性、容量需求、需要系數、同時系數，確定經濟合理的標準化配電方案，實現配電系統的輕量化、簡約化，以控制工程造價。

（6）設備用房集約化?？赏ㄟ^對變電所房間、通信信號等弱電房間、通風空調房間等設備用房進行集約化設計，控制土建規模，以減少土建工程投資。

3.2.4 減振降噪

振動噪聲大是軌道交通高架敷設方式推廣難的根本原因?？赏ㄟ^采取綜合治理、分級減振、多重降噪等措施，從車輛、橋梁梁型及支座、軌道結構及扣件、聲屏障、吸聲板等多方面降低市域（郊）鐵路高架線路振動噪聲對沿線環境的影響；開展技術創新，研發更為經濟適用、低碳環保的工程材料，助力高架敷設方式的推廣，降低項目建設成本。

3.3 運營管理方面

3.3.1 運輸組織

市域（郊）鐵路線路較長，平均乘距較長。若采用大編組、低密度的運輸組織模式，空載率高、運營能耗大、車輛維護成本高，而采用“站站?！边\輸組織模式，則旅行時間長，不利于吸引客流。因此，應采取靈活運輸模式，推進多元化、公交化運輸組織，以提升市域（郊）鐵路的運營服務水平。例如，采用與市域（郊）鐵路潮汐客流特征相匹配的運輸組織方式，如靈活編組、虛擬編組等運輸組織模式，在保證各時段/區段均提供較優服務質量的前提下，實現運量與運力的最佳協同，在滿足運營需求的同時，提高列車滿載率，節省運營成本；結合線路客流需求，推行“站站?！迸c“大站?！毕嘟Y合的運輸組織模式，通過多交路運營、大小編組混跑等方式，滿足乘客多樣化、便捷化的出行需求，提高市域（郊）鐵路的運輸經濟性及客流吸引力。

3.3.2 運營管理

（1）運營節能。市域（郊）鐵路設施設備多，運營時間長，總能耗較高。在運營管理過程中，可從以下方面采取相關措施，降低線路能耗：①列車牽引節能方面，可根據線路車站間距、縱斷面條件，在給定運行時間的前提下，優化駕駛策略，達到節能的目的，并根據車內乘客數量，通過列車空調系統智能調節車內溫度，控制列車運營能耗；②車站設備節能方面，可建立通風空調、供暖系統與氣溫、客流量變化的耦合模型以實現對車站公共區通風空調、供暖系統的動態節能調節，建立電扶梯運行狀態與客流密度、疏散效率的關聯模型以實現電扶梯設備運行參數與客流密度之間的節能聯動，在高架車站結合站內自然采光亮度對燈具的開關進行智能調整，結合線路運營時間定時開啟和關閉廣告照明等，從而降低設備能耗，提升設備運營的經濟性。

（2）效益創收。在運營管理過程中，可從以下方面采取相關措施，提高市域（郊）鐵路的運營效益：①結合不同旅客的經濟承受能力和消費需求特點，根據服務質量、運輸距離等差異，在堅持公共交通屬性的基礎上，形成多層次、差別化的票價體系，從而有效引導交通需求，改善市域（郊）鐵路經營狀況；②充分利用市域（郊）鐵路富余運能兼顧物流運輸，拓展市域（郊）鐵路功能，降低物流、客流運輸的社會成本，實現項目減虧和可持續運營。

4 結語

市域（郊）鐵路是“十四五”時期城軌發展的重要方向。應統籌規劃控制，做好頂層設計；大力開展技術創新，完善規范標準，控制工程投資；優化運輸組織模式、運營管理方式，提升服務水平，降低運營成本，從而實現市域（郊）鐵路低碳、綠色、健康、可持續發展。本文從系統規劃、設計建設、運營管理等方面提出了有效控制市域（郊）鐵路建設及運營成本的對策及措施，拋磚引玉，以期為市域（郊）鐵路規劃、設計及運營管理提供參考和借鑒。