潍宿高铁引入潍坊枢纽方案研究

马振国

(中国铁路设计集团有限公司,天津 300308)

引言

新建高速铁路引入铁路枢纽是一个综合性和系统性的问题。 目前国内已有众多学者基于不同项目,从不同角度进行深入研究。 王诗等采用多因素分步研究方法,基于城市规划、客流特点、技术标准等要素,对引入既有和新建客站方案进行研究[1];杨文东应用技术经济比选方法,提出将站城融合、多网合一作为引入方案的设计理念进行研究[2];吴必龙通过权重分析法,研究雅万高铁引入雅加达枢纽的站址选择方案,并通过图解与时分计算分析车站作业能力[3];张乐鑫借助戴布拉图对怀湛高铁引入怀化铁路枢纽的方案进行比较分析[4];霍磊等将线路与站场统筹考虑,对方案进行分析比选,避免了传统的偏站场或偏线路的研究缺点[5];王作磊等以满足跨线列车需求为目标,比较分析新设联络线及既有站咽喉区接轨方案[6];张超永结合项目特点,应用以点定线的思想确定宁波枢纽接轨方案及区间线路方案[7];王新宇等认为,经济发达地区更需重点考虑区域发展规划与诉求,以铁路引领城市未来发展[8];成泉等充分考虑利用既有设施,实现车站与线路二者的点线能力协调[9];张鹏将“帕累托最优”思想应用于引入方案比选,从而进行更科学的决断[10];邢雪生等将熵权-双基点法应用于枢纽方案比选,以量化定性指标,降低主观因素的影响[11];于鸿飞等从引入方向、通道选择、始发站选择等方面研究津潍高铁引入天津枢纽方案,提出最大化利用既有设施富裕能力,避免工程浪费[12];丁乐宁采用层次分析法确定成渝中线高铁引入的车站,将主观因素量化[13];王志强重点考虑点线能力匹配情况,研究天陇铁路及联络线引入天水枢纽方案[14];张永平考虑对既有运输能力影响最小化,通过综合比选研究京唐铁路引入唐山站方案[15];司剑锋研究济枣高铁引入济南枢纽的方案,提出引入方案要更好地与城市规划相结合,与车站需求相匹配[16]。

综上所述,研究方法方面,已有研究多采用经济技术比选、熵权法等综合评价法;研究内容方面,较多结合城市规划,研究引入新建站及既有站方案,但对引入新建站及已预留接入条件既有站的对比研究较少。 以下采用综合经济技术比选方法,对引入枢纽方案及跨线车解决方案进行深入研究。

1 概述

目前,潍坊枢纽衔接济青高铁等9 条铁路,规划年度将逐步形成以潍宿、济青高铁等12 条铁路为主,衔接济南、青岛、烟台、东营、临沂等多个方向的放射形地区枢纽,形成潍坊北、潍坊站为主要客运站的客运布局[17]。 枢纽内有在建潍坊至烟台铁路,设计速度350 km/h,线路起自潍莱高铁昌邑南站,经莱州、招远、龙口、蓬莱,终至烟台。 枢纽现状为“两横两主”客运格局,枢纽北部路网覆盖不足,缺少南北向贯通的客运通道。 潍坊铁路枢纽示意见图1。

图1 潍坊铁路枢纽总平面布置示意

1.1 潍宿高铁线路方案

新建潍坊至宿迁高速铁路位于山东省中南部与江苏省北部境内,大致呈南北走向。 线路起自济青高铁潍坊北站,向东出站后并行潍莱铁路,沿着城市规划边界向南跨越潍莱铁路、济青高铁,沿途经日照等多个城市,最后接至徐宿淮盐铁路预留的洋河北站,新建线路长度为399.247 km。

1.2 潍坊站现状

潍坊站为胶济高铁中间站,胶济高铁正线由东至西横穿潍坊市城区。 车站由南向北分别为货运车场与客运车场,货运车场设5 条到发线(含正线2 条),到发线有效长度为1 050 m;客运车场设3 台7 线(含正线2条),到发线有效长度787~1 131 m,设有存车线4 条。

1.3 潍坊北站现状

潍坊北站为济青高铁客运站,车站位于潍坊市寒亭区北柴埠营村与邢家东庄村之间。 车站于2018 年12 月建成通车,车站既有规模为4 台12 线(含正线4 条),于北侧预留津潍—潍宿车场,规模为3 台8 线,潍莱高铁方向别引入济青—潍莱车场。 站房为高架式,建筑面积6 万m2,已按设计总规模实施并投入使用。

1.4 枢纽总图规划概况

规划年度内,潍坊枢纽将衔接济南、青岛、东营、烟台、莱西、新沂6 个方向,连接胶济铁路、胶济高铁、德大铁路、大莱龙铁路、益羊铁路、青临铁路、寿平铁路、坊子铁路、济青高铁、津潍高铁、潍宿高铁、潍烟铁路、潍莱高铁、黄大铁路、潍坊机场专用线、中港区疏港铁路等16 条铁路线。 其中潍莱高铁、黄大铁路、中港区疏港铁路为在建铁路;津潍高铁、潍宿高铁、潍烟铁路、潍坊机场专用线为新线引入。

随着新线引入,德大、大莱龙铁路和潍烟铁路组成客运“北横”通道;济青高铁、潍莱高铁组成客运“中横”通道;胶济线、胶济高铁组成枢纽客运“南横”通道;津潍高铁、潍宿高铁组成枢纽“一纵”客运通道;最终枢纽系统将形成以“三横一纵”通道为主要骨架的总图格局。

2 潍坊枢纽客运作业量及车流特点

规划年度潍坊枢纽形成以潍坊和潍坊北为主要客运站的两站格局。 其中潍坊北站主要办理济青高铁、津潍、潍宿、潍莱、潍烟铁路通过作业以及济青高铁、津潍和本线始发终到作业;潍坊站办理胶济高铁通过作业及部分始发终到作业。

枢纽内以通过车流为主,仅有少部分始发终到列车,近/远期办理始发终到动车组列车21/39 对,办理通过动车组列车206/278 对(不含胶济高铁通过车),其中通过动车组列车除济青高铁和本线车流外,主要还有本线津潍段至烟台、青岛方向车流和济南至莱西方向车流[17],潍坊枢纽分方向客车对数示意(不含胶济高铁)见图2。

图2 潍坊枢纽分方向客车对数示意

3 潍宿高铁引入潍坊枢纽方案研究

本线引入后将和津潍高铁贯通,形成贯通潍坊枢纽南北的客运通道,打造潍坊枢纽“三横一纵”总图格局中的“一纵”。

考虑潍坊北站已预留津潍—潍宿高铁西进东出引入条件,并提前实施了部分线下工程,结合枢纽总图规划和城市规划及配套工程建设情况,首先研究津潍—潍宿高铁引入潍坊北站方案;从通道顺直角度考虑,研究新建潍坊西站方案。

3.1 潍坊北站现状说明

津潍高铁自西北侧引入枢纽,在寿光市区东北侧设置寿光北站,出站后南下再折向东,线路引入潍坊北站,在北侧新建车场;本线自津潍车场东端引出并折向南,沿城市规划范围东侧向南出枢纽。 受拆迁和已建工程等因素影响,进出津潍车场的两端正线限速300 km/h和250 km/h。 潍宿高铁引入潍坊北站示意见图3。

图3 引入潍坊北站方案示意

3.2 新建潍坊西站方案说明

津潍高铁自西北侧引入枢纽,在寿光市区东北侧设置寿光北站,出站后南下跨越济青高铁后在于河镇西北侧新建潍坊西站;潍宿高铁自车站引出,向南出枢纽。 设天津至青岛方向联络线。 潍宿高铁引入新建潍坊西站示意见图4。

图4 新建潍坊西站方案示意

3.3 方案比选及推荐意见

考虑到经济[18]、便捷、符合规划、既有工程利用[19]的原则,从线路长度及工程投资、运营管理、工程衔接[20]、旅客出行、规划符合性等角度对两个方案优缺点进行分析,见表1。

表1 引入枢纽方案综合比较

由表1 可知,引入潍坊北站方案枢纽内高铁集中设站,客运设施集中,有利于运营管理,旅客出行方便,与预留及已实施工程契合,符合城市规划,因此推荐引入潍坊北站方案。

3.4 跨线车解决方案

根据客流预测,研究年度烟台、莱西至临沂方向跨线车分别为5,10 对/d。

为解决跨线客流,可以采用烟台、莱西至临沂方向客车经潍坊北折角作业方案,或设置潍宿潍莱联络线方案。

3.4.1 烟台、莱西至临沂方向客车经潍坊北折角作业方案

(1)潍坊北站济青场作业量分析

潍坊北济青场现有4 台12 线,其中正线4 条,到发线8 条,车场无扩建条件。 不含本线折角车流,目前该场作业对数见表2。

表2 潍坊北站济青场作业量 对/d

(2)本线引入潍坊北站济青场折角作业方案

潍莱高铁立折线设在济青下行场,烟台、莱西至临沂方向的跨线车可以通过立折线进济青下行场,通过济青潍宿下行联络线折到临沂方向;但是临沂至烟台、莱西方向的车,如果进到济青上行场,则无法连通烟台、莱西方向,为此在济青下行场与津潍上行场设置场间联络线。 引入潍坊北站济青场折角作业方案示意见图5。

图5 引入潍坊北站济青场折角作业方案平面布置

济青—潍莱下行场设到发线4 条,暂按通过车停站率100%考虑,济青—潍莱下行场近、远期办理量为166,224 列/d。 济青下行场近期到发线能力满足运输组织需求,远期到发线能力紧张,需适当降低通过列车停站率来满足运输组织需求。

根据客运量预测,烟台、莱西至临沂方向近远期客车对数分别为5,10 对/d,且该跨线车只能在济青—潍莱下行场最外侧两条到发线办理,到发线运用不均衡,进一步加剧了济青下行场到发线能力紧张的局面。

按折角作业占用21 min 计,潍莱高铁昌邑南至新沂东站运行时间为95 min。

3.4.2 设置潍新潍莱联络线方案

潍莱高铁已为潍宿潍莱联络线预留接轨条件,目前潍宿潍莱联络线自潍莱高铁王伯村线路所出岔点至可分期修建起点范围的线下工程和岔后100 m 范围内的轨道工程已实施。 设置潍宿潍莱联络线方案示意见图6。

图6 设置潍宿潍莱联络线方案平面布置

3.4.3 方案分析及建议

尽管远期潍坊北站到发线能力趋于饱和,需降低通过车停站率以满足烟台、莱西至临沂方向跨线车折角开行的需求,但如果烟台、莱西至临沂方向跨线车通过潍宿潍莱联络线不经潍坊北站直接南下,该跨线车无法服务潍坊市,不利于客流吸引,运输收益也有所降低。 跨线车解决方案综合比较见表3。

表3 烟台、莱西至临沂方向跨线车解决方案综合比较

鉴于以上分析,本次研究推荐烟台、莱西至临沂方向跨线车引入潍坊北站济青场折角作业方案,需配套实施的潍宿济青场间联络线纳入津维高铁工程实施。

根据津潍高铁研究结论,津潍高铁线路别引入潍坊北站,在济青车场北侧横列布置车场(投资纳入津潍高铁工程),规模为3 台8 线。 本线自津潍车场东端引出向东后折向南出潍坊枢纽,同时在枢纽内新建济青高铁济南方向至潍宿高铁宿迁方向联络线。

4 结论

基于既有研究内容及方法,结合枢纽现状、总图规划及运量,研究潍宿高铁引入潍坊枢纽方案及跨线车流解决方案,得到以下结论。

(1)高铁引入枢纽方案应充分利用既有、在建、近远期预留铁路。 鉴于引入新建车站方案在线路顺直性及工程投资等方面占优,将引入新建站及既有站方案从路网通达性、行车组织协调性、工程投资经济性、施工难易程度等方面进行综合研究比选。

(2)潍宿高铁引入枢纽后,应充分考虑烟台、莱西至临沂方向跨线车流的解决方案。 基于列车折角作业方案与新建联络线方案,通过经济、列车运行时分、对城市的服务水平3 方面的比选,采用列车折角作业方案,配套新建济青高铁济南方向至潍宿高铁宿迁方向场间联络线,以提高铁路对城市服务水平,节省工程投资。