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0 引言
速度目标值是高速铁路的核心技术指标，不仅决定了列车的最高运行速度，直接影响线路走向、工程投资，还关系到路网功能、运营成本和运营效率等。在研究速度目标值的选取时，既要考虑项目建设必要性及功能定位、铁路客运需求、路网构成及匹配性、工程经济性及经济效益等因素，又要兼顾时间目标值的要求和达速比，多方案系统选择，综合比选出满足需求、工程合理、与国家铁路客运快速网协调匹配的最佳方案。
怀化至湛江高速铁路(以下简称“怀湛高速铁路”)线路全长747.8km，位于包海通道以东，呼南、京广通道以西，是西安至湛江至海口间最为便捷短直的快速通路，形成包海通道、呼南通道间南北向的快速客运通道，也是国家“八纵八横”高速铁路主通道的区域连接线。
沿线经济据点多、旅游资源丰富、客流需求旺盛、南北通道技术标准高，铁路技术标准对项目工程经济性、旅客舒适性、行车安全性等影响重大，因此，在相关技术参数选择时应考虑其合理性、适用性。本研究在阐述怀湛高速铁路客流构成基础上，设计列车开行方案，分析与其他交通运输方式竞争的时间目标值。
采用综合分析法、比较法，从建设标准、工程投资分析、路网协调性、时间目标值的客流适应性分析及经济性分析5个角度对250km/h，300km/h，350km/h3个速度目标值方案开展系统分析和深入研究。
1 怀湛高速铁路客流特征及方案研究
1.1 客流构成
根据在区域路网中的意义和功能定位，怀湛高速铁路主要承担北部湾地区(桂东、海南、粤西)与包海通道、呼南通道辐射区域(湘西、鄂西、豫西及西北东部、西南东部、华北西部等省区)的长途区际旅客交流；湘西城镇群、桂北城镇群、桂东南城镇群、粤西城镇群间的城际客流；区内外与张家界、桂林、湛江、海口等众多著名旅游点之间以及各旅游点间的旅游客流。其中长途区际客流占比60%，城际客流占比40%，总客流中旅游客流占比40%。
（1）区际长途客流：本项目行经湖南西部、广西东部、广东西南部、北部湾经济区等地区，北至张家界、南至海口，主要承担北部湾地区(桂东、海南、粤西)与包海通道、呼南通道、兰西广通道辐射区域(湘西、鄂西、豫西及西北东部、西南东部、华北西部等省区)的长途区际旅客交流，长途客流占比60%左右。
（2）区内城际客流：本项目纵贯湘西城镇群、桂北城镇群、桂东南城镇群、粤西城镇群间，也是广西经济最为发达的地区，具有城镇连绵的区位特点和独特的城镇化区位优势，并兼顾相关城际径路客流。
（3）旅游客流：本项目串联张家界、桂林、湛江、海口等众多著名旅游城市，具有景区众多的区位特点，是区内外连接张家界、桂林、湛江、海口等众多著名旅游城市的黄金旅游通道。主要承担区内外与西安、张家界、桂林、湛江、海口旅游点之间以及各旅游点间的旅游客流。
铁路趋势客运量是指在本项目及通道前后方的张吉怀高速铁路(张家界—怀化)、安张快速铁路(安康—张家界)，玉林—北海城际，南深高速铁路(南宁—深圳)、湛江至海安至海口通道建成后，本项目分流研究区域其它铁路通道的客运量。根据本项目相关通道分工和区域客流分配，得到本项目承担的区域分流铁路客流，其初期、近期、远期最大区段分别为678万人/a，965万人/a和1204万人/a。
1.2 列车开行方案
根据项目客流特点、功能定位以及旅客流量流向预测结果，以“按流开车”为原则，合理设计旅客列车开行径路；编组配置考虑运能需求与发车频率、服务水平、运营成本等差异性目标的协调关系，原则上长编组动车组列车以16辆编组为主(定员约1200人/列)；短编组动车组列车以8辆编组为主(定员约600人/列)。
本项目区间设计列车最小行车间隔为3min，近期、远期分别按照5min，4min组织行车。
经计算，本项目初期、近期、远期怀化—桂林段旅客列车对数分别为59对/d、86对/d、110对/d，桂林—玉林段旅客列车对数分别为51对/d、73对/d、101对/d，玉林—湛江段旅客列车对数分别为45对/d、62对/d、85对/d。
根据上述旅客列车开行原则与方法编制本项目旅客列车开行方案，怀湛高速铁路旅客列车构成示意图如图1所示。
图 1 怀湛高速铁路旅客列车构成示意图
根据本项目的旅客列车运行径路及旅客列车开行方案，经过统计项目旅客列车的来源和去向，分析可看出，本项目旅客列车以西安—安康—张家界和郑州—襄阳—石门—张家界方向到达桂林、南宁、广州、玉林、湛江、北海、海口等地的长途跨线旅客列车为主。
为最大可能地方便旅客出行，本项目开行本线列车及跨线列车，全部开行350km/h的动车组列车，采用大站直达和交错停站的运输组织方式，通过能力及输送能力均可满足运输需求，该速度目标值与项目功能定位匹配性较好；若采用其他速度目标值方案，本项目铁路客流密度与旅客列车对数均有所降低，会对本项目客流产生较大的影响。
根据运行在本项目3个区段的旅客列车分析，怀化—桂林段和桂林—玉林段分别为旅客列车最大和次大区段。
怀化—桂林段以张家界方向来源的通过旅客列车和至玉林方向的通过旅客列车为主；桂林—玉林段以怀化方向来源的通过旅客列车和至湛江方向的通过旅客列车为主；玉林—湛江段以桂林方向来源的通过旅客列车和至海口方向的通过旅客列车为主。
1.3 时间目标值的选择
1.3.1相关既有线分流方案可行性研究
区域内本项目与怀邵衡铁路(怀化—衡阳)、衡柳线(衡阳—柳州)、柳南高速铁路(柳州—南宁)及黎湛铁路(黎塘—湛江)具有一定的替代性，本次研究对利用既有或在建铁路分流本项目客运量进行了分析。若利用相关线路分流，桂林至湛江主要节点间旅行时间及旅行速度比较表如表1所示。
由表1可以看出，根据本项目建设方案及主要技术标准，本项目建成后，主要节点间旅行时间为0.6~2.7h；若不建设本项目而是利用相关线路分流，则旅行时间为2.5~8.8h，旅行时间增加1.9~6.1h。
建设本项目各线能力可以满足需求，并有一定富余。若单纯利用相关线路分流，近期除黎湛线能力富余外，怀邵衡、衡柳线能力饱和，其他线路能力不足；远期分流线路能力均不足，缺口较大。
综上，本项目建成后主要节点间旅行时间较利用相关线路分流旅行时间节省1.9~6.1h，明显地提高运输质量。不建设本项目近期衡柳线永州至桂林段、柳南高速铁路能力不足，远期怀邵衡、衡柳线、柳南高速铁路、黎湛线能力均不满足运输需求，能力缺口较大。
1.3.2与其他交通运输方式竞争的时间目标值
本项目建成后，怀化至湛江间将形成铁路、公路、民航等多种交通运输方式并存的综合交通运输体系。
既有铁路方面，现状怀化至湛江铁路运营里程906km，经焦柳线和黎湛线，旅行时间14.5h。公路方面，怀化至湛江高速公路运营里程893km，旅行时间约10.3h。民航方面，目前怀化至湛江间无直达航班，需在昆明、海口等地转机，航空旅行时间为8.9h以上，若怀化至湛江段开行直达航班，旅行时间约为2h。考虑航空的附加时间为3h、铁路的附加时间为1h，本项目旅行时间为4h，将基本与航空持平，具有较强的竞争优势。
因此，本项目建成后将形成怀化至湛江的快速铁路通道，并利用张吉怀高速铁路延伸至张家界，旅行时间控制在4h以内，将具有对公路和既有铁路的明显优势，并与航空旅行时间基本持平。同时，铁路较公路和民航相比，具有安全、正点、全天候、绿色环保等优点。
综上，本项目时间目标值按4h考虑。
2 怀湛高速铁路速度目标值比选
2.1 速度目标值方案
根据国家《中长期铁路网规划》，结合路网运输需求及功能定位分析，怀湛高速铁路位于包海通道以东，呼南、京广通道以西，在区域铁路网中，具有完善国家“八纵八横”高速铁路通道布局的重要作用，综合论证怀湛铁路等级应为高速铁路。
因此，研究了250km/h，300km/h，350km/h共3个速度目标值方案，并从工程投资、运营效果、路网协调性、客流影响、财务效益等6方面对速度目标值进行了综合比选。
2.2 方案分析
2.2.1对工程投资的影响
本项目经过的地貌单元有雪峰山低山丘陵区、八十里大南山中低山区、低山丘陵区、大瑶山中低山区、浔江平原区、大容山中低山区、玉林盆地区、低山丘陵区以及滨海三角洲平原区。
不同速度目标值方案最小半径3500~7000m，采用较小的曲线半径，在低山丘陵区及中低山区对地形的适应性较灵活，可较有效减小桥隧比例，一定程度上可节省工程投资；在平原区对工程投资影响较小但便于灵活设站。
由于执行标准不同，部分路段线路取直，因此线路长度发生变化。轨道类型、隧道断面积以及信号系统等也略有差别，怀湛高速铁路速度目标值方案工程经济比较表如表2所示。
由表2可见，本项目350km/h，300km/h方案工程投资相差不大，250km/h方案较其他方案桥隧比重降低较多，工程投资较省。
2.2.2对路网协调性的影响
本项目是国家高速铁路中重要的南北向大通道，是广西、海南及粤西地区北上、东出的一条便捷通道。怀湛高速铁路相关线路速度目标值示意图如图2所示。
图 2 怀湛高速铁路相关线路速度目标值示意图
项目建成后与张家界至吉首至怀化高速铁路及湛江至海口高速铁路，形成黄金旅游线路，连接张家界、桂林、湛江和海口等众多旅游景点。本项目的前后方通道，在建的张家界至吉首至怀化高速铁路速度目标值为350km/h；规划建设的湛江至海安高速铁路速度目标值为250km/h，从通道匹配性来考虑，本项目速度目标值宜采用250km/h及以上。
目前，广西至西南地区的贵阳至南宁高速铁路、至粤西地区的合浦至湛江高速铁路按350km/h建设，既有贵阳至广州高速铁路速度目标值为300km/h。其他快速客运通道速度目标值为200~250km/h。区域北上和东出均无高等级的高速客运通道。
因此，结合通道匹配性及区域特点，本项目宜采用350km/h的速度目标值。
2.2.3时间目标值的客流适应性分析
不同速度目标值方案旅行时间、旅行速度不同，不同速度目标值方案运输质量比较表如表3所示。
由表3可以看出，350km/h较300km/h，250km/h方案旅行时间分别节省24min，60min。从时间目标值适应性分析，各方案旅行时间分别为3.7h，3.1h和2.7h，均满足4h时间目标值的需求。
根据对全国高速铁路客流出行调查的研究成果，旅客对旅行时间的敏感性强于票价的敏感性，速度越快，旅行时间越短，对客流的吸引能力则越强，在旅客支付能力范围内，线路速度目标值越高，对客流吸引能力越强。
与250km/h方案相比，300km/h方案客流增加4.9%，350km/h方案客流增加10.1%。
2.2.4经济效益分析
影响铁路建设项目经济效益的因素主要有不同速度目标值对应的工程投资、运营成本、客流吸引能力、票价水平等。计算期采用30年，不同速度目标值方案经济效益比较表如表4所示。
由表4可见，350km/h方案经济性最优，其次为300km/h方案，250km/h方案经济性相对较差。
2.3 速度目标值研究结论
综合以上分析，从功能定位来看，本项目是国家高速铁路中重要的南北向大通道，是广西、海南及粤西地区北上、东出的一条便捷通道，将形成连接张家界、桂林、湛江和海口等众多旅游景点的高速铁路通道。
从路网匹配性分析，本项目前后方通道衔接的张吉怀、湛海高速铁路速度目标值为250km/h，因此，本项目宜采用250km/h及以上标准。从满足时间目标值分析，本项目的速度目标值宜采用250km/h及以上标准。
从工程投资方面分析，350km/h方案较300km/h，250km/h方案投资分别增加2.2%和8.7%，但旅行时间分别减少24min和60min，运营效果提升明显。从客流的吸引能力分析，速度目标值越高，对客流吸引能力越强。
从经济性分析，速度目标值350km/h方案经济性最优。
综合分析，本项目速度目标值宜采用350km/h。
3 结束语
怀湛高速铁路既是国家高速铁路网中重要南北向大通道，也是包海通道以东、京广和呼南通道以西又一条纵贯南北的高速客运通道，同时构成广西、海南及粤西地区北上东出便捷通道，对促进广西脱贫攻坚、推动桂东南地区和珠三角地区经济社会发展具有重要的作用和意义。
结合项目功能定位、客流特征、运输需求及路网构成，对怀湛高速铁路速度目标值研究了250km/h，300km/h以及350km/h共3个方案，从工程投资、运营效果、路网协调性、客流影响、财务效益等方面综合分析论证，推荐350km/h的速度目标值方案。
研究结论满足运输需求，与路网相协调、通道运输质量高、综合经济性较好，对于高速铁路的相关研究具有较高的借鉴价值。
本文转自《铁道运输与经济》——怀化至湛江高速铁路速度目标值研究，作者叶佩文；仅用于学习分享，如涉及侵权，请联系删除！
