北京市郊铁路与城轨互联互通研究

谭玉荣

摘要：我国北京、上海等超大城市的市郊铁路与城市轨道交通运营管理主体和制式标准不同，两者在规划、设计、建设、运营等阶段的协调难以推进。本文分析了东京都市圈市郊铁路与中心城区直通运转的模式，对我国市郊铁路与城轨线路实现互联互通的关键技术问题及实现手段进行了分析，为研究互联互通的技术标准规范，攻克相关技术难题，提供了理论支撑。

关键词：市郊铁路；城市轨道交通；互联互通；发展对策

1.1研究背景

近年来，都市圈建设呈现较快发展态势，但城市间交通一体化水平不高、分工协作不够、低水平同质化竞争严重、协同发展体制机制不健全等问题依然突出。为加快培育发展现代化都市圈，2019年2月，国家发改委发布了《国家发改委关于培育发展现代化都市圈的指导意见》（发改规划[2019]328号），提出要统筹考虑都市圈轨道交通网络布局，构建以轨道交通为骨干的通勤圈。

《指导意见》提出要在有条件地区编制都市圈轨道交通规划，推动干线铁路、城际铁路、市域（郊）铁路、城市轨道交通“四网融合”。探索都市圈中心城市轨道交通适当向周边城市（镇）延伸。大力发展都市圈市域（郊）铁路，通过既有铁路补强、局部线路改扩建、站房站台改造等方式，优先利用既有资源开行市域（郊）列车；有序新建市域（郊）铁路，将市域（郊）铁路运营纳入城市公共交通系统。探索都市圈轨道交通运营管理“一张网”，推动中心城市、周边城市（镇）、新城新区等轨道交通有效衔接，加快实现便捷换乘，更好适应通勤需求。

1.2国外都市圈融合经验

东京都市圈是以东京站为中心，半径约50~80km范围的区域，东京都市圈轨道交通按服务范围共划分为三个层级，分别为：城际铁路、市域线，中心城线路。其中城际铁路包括的轨道系统有：新干线、部分JR铁路、市域线包括的轨道系统有：JR线路、私铁、中心城线路为东京地铁。

东京都市圈轨网中市郊铁路规模达2045.1km（其中JR线887.2km、私营铁路1157.9km），占总运营里程的84.5%，可见市郊铁路在东京都市圈轨道交通网络中的重要性。

由于日本市郊铁路建设的历史原因，几乎所有的市郊铁路都断在山手线，在环线车站通过与市区地铁直通共线运行以深入中心城。目前东京地铁除12号线外，后期新规划建设的地铁线都考虑了与市郊铁路的相互直通，已开通的13条地铁中，有10条实现了与市郊铁路相互直通，其中地铁线全线参与直通，市郊铁路分为全线参与和部分区段参与两种类型。

从东京案例经验得出，既有铁路与地铁网的直通运营模式主要通过信号系统、供电模式统一的方法，实现市区轨道的列车可以驶入铁路线路上去，同时也可实现铁路列车可通过市区轨道驶入市中心。

1.3互联互通关键技术研究

在实际工程中，由于日本铁路建设年代早，不同企业的轨距各不相同，铁路与地铁融合方案的核心是解决轨距不同的问题。日本早期颁布了铁道六法，统一了所有线路的轨距、限界、供电、通信及信号系统制式等关键技术条件，同时后期建设的地铁在末端站预留了双岛四线的接入条件，正是由于良好的规划协调，使日本的直通运营有效地避免了更多的重建性改造。

对比国内城市，大多数城市的地铁建设标准与既有铁路技术标准存在很大差异。

1.3.1供电系统

（1）技术差异

经过调查，国内城市地铁系统均采取DC750V或DC1500V供电制式，国家铁路均采取AC25KV供电制式，两种供电原理不同，不能直接实现互联互通。

（2）实现的主要技术

结合国外互联互通的实际应用情况与实地调研来看，实现交直流供电系统之间的互联互通，可通过制造双流混合制车辆进行兼容，采用过渡切换方式，在线路适当位置设置不同制式接触网中性段转换区方式，列车采取动态切换方式，惯性带速通过。

1.3.2车辆与限界

（1）技术差异

车辆选型是界定线路技术标准的基础，目前国内城市的地铁线路大多采取A、B车型，而国家铁路多采取CRH车型。对A车、B车、CRH三种车型的尺寸、限界要求等进行横向对比，发现现有地铁车型与铁路车型限界尺寸是不兼容的，但是城市轨道交通A、B车型限界尺寸均比CRH车型尺寸小，列车的长度也比CRH列车长度要短。

（2）实现的主要技术

结合国外互联互通的实际应用情况与实地调研来看，实现车辆与限界尺寸的互联互通主要技术为以下两种方式：

第一，改造地铁A、B型车型，克服因为A、B车型车辆宽度较小，而导致车辆与站台缝隙过大的问题，向外开行至铁路线路，具体措施为在车辆车门处设置列车踏板，满足旅客安全乘降的需要。

第二，改造铁路土建设施，满足地铁A、B车型直接驶入铁路线路的技术要求。具体措施为在铁路车站上设置适应地铁A、B车型的专用站台，满足旅客安全乘降的需求。

1.3.3信号系统

（1）技术差异

信号系统的核心是列车自动控制ATC系统，ATC是将行车指挥和运行调整等功能集成一体的列车自动控制系统。

目前既有铁路均采用基于铁路制式的信号系统（CTCS系统），国内城市地铁系统均采用基于城市轨道交通制式的信号系统（CBTC）。通过对CBTC与CTCS工作原理的探讨对比，发现CBTC工作原理与CTCS+4（即国家高速铁路技术）相近，但是两者使用的通讯网络及系统不一致，彼此无法直接兼容。

（2）实现的主要技术

城轨制式的信号系统互联互通技术和标准近年来也取得了长足的发展，如国际互联互通CBTC标准的制定，国内也正在研究和推出CBTC相关的互联互通标准。另外也有部分地区研究了双制式混跑的信号系统，但是由于其技术的复杂性、高昂的开发成本，以及安全性、可靠性、可维护性难于保证，并没有得到广泛的应用。

结合国外互联互通的实际应用情况与实地调研来看，实现信号系统之间互联互通主要技术为以下两种方式：

第一，改造地铁A、B型车载控制器，在原CBTC控制系统集成上，增设一套CTCS控制系统，在接轨车站实现静态切换。

第二，待设备系统使用寿命到期后，统一铁路或地铁线路沿线的信号系统，实现互联互通。

1.3.4行车方向

我国由于历史原因，城市轨道交通一般按右线行车进行设计，铁路系统按左线行车进行设计。线路直接实现互联互通，对司机的行车判断会产生影响。

借鉴国外实际运营情况，参照国家铁路专用线的接轨情况，在铁路与城市轨道交通衔接车站处设置接轨站台，并与铁路左右线设置立交疏解线，实现左右线的更迭。同时，在接轨站台采取更换司乘人员的方式实现左右线的切换，保证不同线路上车辆运营安全。以此运营的实现互联互通。

1.3.5小结

通过技术参数的对比分析，要实现两种制式的互联互通，须解决车辆、限界、供电、信号等多项关键技术的差异，其中解决供电问题是实现既有铁路与地铁贯通运营的核心点。

1.4结论与建议

我国北京、上海等超大城市的市郊铁路与城市轨道交通运营管理主体和制式标准不同，两者在规划、设计、建设、运营等阶段的协调难以推进。建议地方政府将两者同步规划，通过制度框架和责、权、利的合理分担机制设计，增强多网主体融合发展的积极性，破除一体化发展软环境方面的障碍，及时研究多网互联互通的技术标准规范，攻克相关技术难题，扫清两种制式贯通运营模式的技术障碍，对预留直通方案的线路、车站、车辆等提出明确要求。

【参考文献】

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相应保护措施研究［J］.铁道车辆，（2018）05-0032-02

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［4］ 北京市轨道交通与铁路融合发展策略（四网融合）北京交通发展研究院

［5］ 发改规划〔2019〕328号《国家发展改革委关于培育发展现代化都市圈的指导意见》