（交通运输工程专业论文）广深港铁路客运专线选线规划设计有关问题研究.pdf

摘要 随着我国全面建设和谐小康社会，国民经济将持续、快速、健康 增长，这将促使客货运输需求总量快速增加。而铁路运输能力不 足，将难以适应国民经济和社会发展的需要。为解决铁路运输“瓶 颈制约，必须实现铁路跨越式发展，大力发展高速铁路客运专线 建设。由于国内相应高速铁路客运专线选线规划设计的理论基础薄 弱，工程建设欠缺实际经验，因此研究高速铁路客运专线选线规划 设计成为当务之急。在此背景下，本文结合参与广深港铁路客运专 线前期选线规划设计工作，周密分析我国目前高速铁路建设现状， 展开高速铁路客运专线选线规划研究，论述了高速铁路主要技术经 济优势，提出了高速铁路对国民经济的促进作用。在此基础上，展 开广深港铁路客运专线选线规划设计研究，优化提出高速铁路客运 专线选择线路规划设计建议。本文可为我国高速铁路客运专线线路 设计的研究提供借鉴，并对制订和完善相应的选线设计标准与规范 有一定参考价值。 关键词：铁路线路客运专线规划设计 a bs t r a c t t h e s u s t a i n a b l e ，r a p i da n dh e a l t h ye c o n o m yi nt h ep r o c e s so f c o m p r e h e n s i v ec o n s t r u c t i o na n dh a r m o n i o u sw e l l o f fs o c i e t yb o o s t st h e p a s s e n g e r a n d c a r g ot r a n s p o r t a t i o n d e m a n dt o t a l q u a n t i t y f a s t i n c r e a s e t h ec u r r e n tr a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n c a p a c i t y , h o w e v e r , c a nn o t m e e tt h ed e m a n do ft h en a t i o n a le c o n o m ya n ds o c i a ld e v e l o p m e n t i n o r d e rt os o l v et h er a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n t h eb o t t l e n e c k s t r i c t i o n ，t h e r e m u s tb et or e a l i z et h es u r m o u n td e v e l o p m e n tf o rt h eh i g h s p e e dr a i l r o a d p a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o ns p e c i a ll i n ec o n s t r u c t i o n t h es t u d i e so ft h e h i g h - s p e e d r a i l r o a d p a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o ns p e c i a l l i n ea n dr o u t e s e l e c t i o np l a ni st h eu r g e n tm a t t e r , b e c a u s et h e i rr a t i o n a l ei sw e a ki n c h i n aa n dt h e e n g i n e e r i n gc o n s t r u c t i o n i ss h o r to ft h e p r a c t i c a l e x p e r i e n c e u n d e rt h i sb a c k g r o u n d ，t h i sa r t i c l eu n i f i e sa n dp a r t i c i p a t e si n t h ep l a na n dd e s i g nw o r ko ft h er a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n s p e c i a ll i n e p r e l i m i n a r yr o u t es e l e c t i o ni ng u a n g z h o us h e n z h e na n dh o n g k o n g ，a n d t h o r o u g h l ya n a l y z e so u rc o u n t r yp r e s e n ts i t u a t i o no ft h eh i g h s p e e d r a i l r o a dc o n s t r u c t i o n ，a n dl a u n c h e st h ep l a nr e s e a r c ho ft h eh i g h s p e e d r a i l r o a dp a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o ns p e c i a ll i n ea n dr o u t es e l e c t i o n , a n d e l a b o r a t e st h eh i g h - s p e e dr a i l r o a dm a i nt e c h n o l o g ya n de c o n o m i c a l s u p e r i o r i t y , a n dp r o p o s e st h a tt h eh i g h - s p e e dr a i l r o a dc a np r o m o t e t h e n a t i o n a le c o n o m y t h ea r t i c l ef u r t h e rl a u n c h e st h er a i l w a y t r a n s p o r t a t i o n s p e c i a ll i n er o u t es e l e c t i o nd e s i g nr e s e a r c hi ng u a n g z h o us h e n z h e na n d h o n g k o n ga n dp r o p o s e st h eh i g h s p e e dr a i l r o a dp a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o n s p e c i a ll i n ea n dr o u t el i n ed e s i g np r o p o s a l t h i sa r t i c l em a yp r o v i d et h e m o d e lt h e o r yb a s i sf o rt h ed e s i g n so fo u rc o u n t r yh i g h s p e e dr a i l r o a d p a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o ns p e c i a ll i n ea n dr o u t el i n e ，a n dp r o v i d e st h e r e f e r e n c et om a k i n ga n dc o n s u m m a t i n gt h ec o r r e s p o n d i n gr o u t es e l e c t i o n d e s i g ns t a n d a r da n ds p e c i f i c a t i o n k e y w o r d s ：r a i l w a yl i n ep a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o ns p e c i a ll i n e p l a n n i n gd e s i g n 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名： 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅：学校可以公布学位论 文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名： 星二蛆 导师签名：同期：二! 年三月蜘 工程硕士学位论文 第一章结论 1 1 论文研究背景 第一章绪论 高速铁路是用高新技术改造、更新传统铁路的一项创新工程体系，它快 速、安全舒适、经济及与环境和谐的特点，在世界运输市场激烈的竞争中取得 了良好的市场份额，推进了国民经济的发展与国土的开发，社会经济效益十分 显著。 高速铁路不仅有缩短旅行时间、运输量大、准点率高、占用土地少、能源 消耗低、对环境污染小、外部运输成本低、安全可靠等优点，社会经济效益良 好更是一个突出的特点，也是高速铁路像雨后春笋一样蓬勃发展的主要原因。 发达国家铁路运行速度已经达2 0 0 3 0 0 公里，到2 0 0 6 年，世界高速铁路总 长达6 8 5 8 公里。我国铁路经过6 次大提速，主要干线特快列车的最高时速达到 了2 0 0 公里，但是，目前平均旅客列车技术速度只有1 0 1 4 公里，旅行速度只有 9 2 公里；货物列车技术速度和旅行速度更低，分别只有6 1 7 公里和5 2 4 公里。 高速铁路时速2 5 0 公里以上至今仍为运营空白。 实施第6 次大提速之后，新的列车运行图客运能力提高1 8 5 ，货运能力提 高1 5 左右，但是从总体来看，铁路运输能力依然不足，不能适应国民经济和社 会发展的需要。具体表现在：主要干线能力紧张，部分地区进出通道不畅，季 节性运输紧张问题突出；尤其是京沪、京广、京哈、京九、陇海、浙赣六大铁 路干线能力基本饱和，大部分区段能力利用率已达1 0 0 ；运输质量尚待提高， 旅客买票难、乘车难的局面没有根本改善，货物运输速度慢，到达时间难以确 定；路网规模总量与我国人口、国土面积和经济发展水平不相称，特别是西部 地区路网单薄，不适应实施西部大开发战略和区域经济协调发展的需要。 要根本解决铁路“瓶颈制约，必须实现跨越式发展，大力发展高速铁 路。2 0 0 4 年1 月，国务院常务会议原则通过 中长期铁路网规划1 1 9 】。2 0 0 4 年 2 月举行的全国铁路工作会议上，铁道部全面部署了中长期铁路网规划实施 的启动工作。 中长期铁路网规划的发展目标，是适应全面建设小康社会的目标要求， 铁路网扩大规模，完善结构，快速扩充运输能力，迅速提高装备水平。到2 0 2 0 年，我国铁路营业里程将达到1 0 万公里，主要繁忙干线将实现客货分线，复线 率和电气化率均达到5 0 ，运输能力满足国民经济和社会发展需要，主要技术装 备达到或接近国际先进水平圆。 工程硕士学位论文第一章结论 中长期铁路网规划指出，为满足快速增长的旅客运输要求，建立省会城 市及大中城市间的快速客运通道，即修建“四纵四横一客运专线并采用较高技 术标准。同时，以环渤海、长江三角洲、珠江三角洲地区为重点，建设城际快 速客运系统。其中，建设客运专线1 2 万公里以上，客车速度目标值达到每小 时2 0 0 公里及以上。在规划实施中，客运专线、城际客运铁路、城市轻轨建设 应保持有机衔接，方便旅客换乘。 铁路作为为运输业的骨干，在我国国民经济发展中起着重要的作用。随着 我国国民经济快速增长和人民生活水平的迅速提高，中国地广人多，收入相对 不高，发展高速铁路势在必然，尤其是几条运输大通道上客货运输的需求呈持 续增长趋势，客运增长速度更高于货运，大量研究表明修建高速铁路是解决需 求矛盾的最佳选择。 我国正在建设的客运专线网，有的设计速度为每小时3 0 0 k i n 以上，具有可 达到每小时3 5 0 k m 的条件。研究高速铁路( 客运专线) 选择线路设计技术，将有 利于我国铁路整体水平的迅速提高，并带动我国高新技术产业的发展。时代呼 唤高速铁路，中国需要高速铁路，这是社会赋予我们的重要责任，也是我国铁 路工作者的共同心声。由于我国高速铁路( 客运专线) 选线规划设计是一项系统 工程，属于综合性技术决策优化问题，特别是目前全国大规模上客运专线的建 设模式，国外亦属少见，国内无章可循，无统一标准可依，设计理论基础薄 弱，实践经验短缺，故本项目研究具有开拓性和创新性。传统的普通铁路选线 规划设计标准，不能很好地适用高速铁路运营建设，具有很大的局限性。本文 正是在这一背景下，开展研究即将新建的高速铁路( 客运专线) 选择线路规划设 计工作。 1 2 国内外研究现状 高速铁路( 客运专线) 选线规划设计研究，无不体现了高新技术的集成。目 前有四种类型的高速铁路模式：一是新建高速铁路双线，专门用于旅客快速运 输，如日本新干线和法国高速铁路，均为客运专线，白天行车，夜间维修；二 是新建高速铁路双线，实行客货共线运行，如意大利罗马至佛罗伦萨高速铁 路，客运速度2 5 0 k m h ，货运速度1 2 0 k m h ；三是部分新建高速线与部分既有线 混合运行，如德国柏林至汉诺威线，承担着客运和货运任务；四是在既有线上 使用摆式列车运行，这在欧洲国家多见，在美国“东北走廊 摆式列车速度为 2 4 0 k m h 。 2 工程硕士学位论文第一章结论 目前，法国的t g v 高速列车从法国的加来跑到马赛，全程1 0 6 7 2l 锄，只用 了3h2 9 m i n4 7 s 。其中前i 0 0 0k m 只有3 h 9m i n ，平均运行速度达到了3 1 7 5h h ；最高运行速度达到了3 6 6 6k m h 。近几年相继建成的高速铁路，其运行 速度都在3 0 0k m h 左右，有的最高速度甚至达到4 5 0l a n h 以上。 近1 0 年来，铁道部在高速铁路技术研究开发方面进行了大量工作也已取得 很多重大成果。2 0 世纪9 0 年代初，成功建造我国第一条准高速铁路_ 广深准高 速铁路建设，铁四院为总体设计单位，中铁二局，大桥局和电化局参与了施 工。秦沈客运专线设计运营时速为2 0 0k m 以上，基础设施按2 5 0k m 设计，开发 的高新技术也很多 2 0 i 。京沪高速铁路最高设计时速为3 0 0k m ，基础设施按3 5 0k m 设计，在线路设计等方面都高于广深准高速铁路和秦沈客运专线。 我国研究开发高速铁路选线规划设计技术，己进行多年。1 9 9 1 年，高速铁路 线路技术正式列入“八五一国家科技攻关重点课题嘲，1 9 9 3 年4 月，国家科委、 国家计委、国家经贸委、国家体改委和铁道部联合成立了京沪高速铁路重大技 术经济问题前期研究课题组，组织国内4 7 个单位、1 4 0 多名专家，围绕高速铁 路线路规划设计方案等问题开展了研究，取得了3 0 0 多项研究成果嗍。 铁道第四勘察设计院长时间从事高速铁路线路规划设计工作，为开展我国 高速铁路技术积累了丰富经验。其中设计大师陈应先同志站在国内外高速铁路 的发展前沿，深入研究我国高速铁路选线规划设计的原则方法，对高速铁路设 计具有实用指导意义。 1 3 本文研究内容 l 、首先从概述目前世界高速铁路( 客运专线) 线路情况入手，提出高速铁 路的主要技术经济优势，列出高速铁路促进社会经济发展的明显功效，显示高 速速铁路改变交通运输的格局。 2 、全面分析我国目前高速铁路状况。详细列出我国目前铁路布局情况， 指出发展高速铁路是我国经济及社会发展的需要。国家中长期铁路网规划描绘 出今后一段时期内国内高速铁路客运专线发展的宏伟蓝图。 3 、研究高速铁路选线规划设计，不能仅考虑线路本身的技术经济因素， 还应考虑运营设备、构筑物、地质条件的配合和制约，特别是高速铁路的选线 更需全面考虑。分析了高速铁路线路设计5 大基本原则：效益原则、兼容原 则、速度原则、安全原则、舒适原则。 4 、结合高速铁路线路设计主要技术标准研究，说明了高速铁路主要技术 3 工程硕士学位论文第一章结论 指标与普速铁路指标有很大差别，速度大幅度得到提高，为确保安全和舒适 度，大幅度提高有关设计数据绝对值。 5 、研究分析高速铁路选线设计方案对比。从高速铁路线路设计方案的特 点、高速铁路线路方案的性质和分阶段的方案比选工作3 个方面，说明高速铁 路投资大、标准高、情况复杂、技术难度大，其线路设计方案相对于普通铁路 有较大区别。 6 、重点以广深港铁路客运专线为样本展开选线规划研究论证，系统分析了 建设项目的意义和作用以及必要性、沿线自然特征、沿线经济概况、客运量预 测、线路主要技术标准、线路接轨方案、环境保护与水土保持和国民经济评价 等8 个方面，得出选择客运专线走向方案的结论。 一 4 工程硕士学位论文第二章高速铁路选线规划设计情况研究 第二章高速铁路选线规划设计情况研究 交通运输的速度是与经济、社会发展水平相适应的。现代交通运输的发展 史在一定意义上就是以提高速度为核心的技术开发史。目前世界上高速铁路的 发展可谓“方兴未艾”，继日本之后，法国、德国、西班牙、意大利和瑞典等国的 高速铁路相继新建或改建，并和既有铁路线联网运营，各国高速铁路采用各种 先进技术，选择适合本国特点的高速铁路发展模式，以最优的方式满足旅客缩 短旅行时间的需要。 2 1 高速铁路的定义 高速铁路是为高速行车提供有形的物质基础，即线路运行条件。1 9 7 0 年5 月，日本在第7 l 号法律 全国新干线铁路整备法中规定：“列车在主要区间 能以2 0 0k m h 以上速度运行的干线铁道称为高速铁路。一这是世界上第一个以 国家法律条文的形式给高速铁路下的定义。1 9 8 5 年5 月，联合国欧洲经济委员 会将高速铁路的列车最高运行速度规定为：客运专线3 0 0k m h ，客货混线2 5 0 k m h 。1 9 8 6 年1 月，国际铁路联盟秘书长勃莱认为，高速列车最高运行速度至 少应达到2 0 0k m h 。因此，国际上目前公认列车最高运行速度达到2 0 0k m h 及其以上的铁路叫高速铁路。我国 秦沈客运专线设计暂行规定及 ：京沪高速 铁路设计暂行规定明确规定，最大行车速度大于2 0 0k m h 的铁路线路为高速 铁路【1 3 】。 2 2 高速铁路的主要技术经济优势 1 、运行速度高 速度是高速铁路的技术核心，也是其主要的技术经济优势所在。新世纪伊 始，2 0 0 1 年5 月2 6 日，t g v 高速列车从法国的加来跑到马赛，全程1 0 6 7 2k m ， 只用了3h2 9 m i n4 7 s 。其中前1 0 0 0k m 只有3 h 9m i n ，平均运行速度达到了3 1 7 k m h ；最高运行速度达到了3 6 6k m h 。迄今，高速铁路是陆上运行距离最 长，运行速度最高的交通运输方式。近几年相继建成的高速铁路，其最高运行 速度都在3 0 0k m h 左右，预计几年内将达到或突破5 0 0k m h 。 高速公路的优势距离在2 0 0k m 以内；航空优势距离在1 0 0 0k m 以上，小于的 航线和航班也有；高速铁路优势距离在2 0 0k m , - - 8 0 0k m 间，小于2 0 0k m ( 如德 5 工程硕士学位论文第二章高速铁路选线规划设计情况研究 国的曼海姆一斯图加特9 9k m ) 和大于8 0 0k s ( 如日本的东海道与山阳新干线计 1 0 6 9 4k m ) 都有。高速公路和高速铁路都要为沿线的旅客服务，通过汽车和列 车中途停站或开行短距离的班车，吸引沿线客流。随着高速铁路速度不断得到 提高，其优势将进一步扩大到1 5 0 0k m 以内。京沪高速铁路全长1 3 0 0 多l 【m ，北 京一上海的客流只占总发送量的7 左右，其周转量也不到2 0 。因此，修建 京沪高速铁路的目的决不仅仅是为了与航空争北京一上海的客流，而主要的市 场是沿线各站到发的客流。 2 、运输能力大 高速铁路旅客列车最小行车间隔可以达到3m i n ，列车密度可达2 0 列h 。 每列车载客人数也比较多，如采用动力分散方式及双层客车，其列车定员可达 1 2 0 0 1 5 0 0 人列，理论上每小时的输送能力可以达到2 3 0 0 0 0 人。四车道的 高速公路每小时的输送能力约为2 4 8 0 0 人，2 条跑道的机场每小时的吞吐能力 约为2 6 0 0 人。可见高速铁路的运输能力是高速公路和民用航空等现代交通运 输方式不可比的。我国拟建中的京沪高速铁路，运量将达2 5 5 0 0 万人年以 上，这是其他现代交通运输方式难以胜任的。 3 、安全性能好 高速铁路采用了先进的列车运行控制系统，能保证前后两列车必要的安全 距离，防止列车追尾及正面冲撞事故。几乎与行车有关的固定设施与移动设 备，都有信息化程度很高的诊断与监测设备，并有科学的养护维修制度。对一 些有可能危及行车安全的自然灾害，设有预报预警装置。所有这些构成了高速 铁路现代化的、完善的安全保障系统。系统可以防止人为的过失、设备故障及 自然灾害等突发事件引起的事故。日本每1 0 亿人公里死亡人数：既有铁路为 1 9 7 人，汽车为1 8 9 人。欧洲铁路共同体1 4 个成员国，每年因公路交通事故 死亡5 4 0 0 0 人，伤1 7 0 万人，超过铁路的1 2 5 倍。美国死于高速公路交通事故者 每年约5 万人。高速铁路在国外已有近3 9 年运营实践，除德国1 9 9 8 年6 月3 日 发生的翻车事故外，在其他国家从未发生乘客伤亡事故。其中日本3 9 年来已安 全运送近7 0 亿人次的旅客，每天要到发8 0 0 多列高速列车，无一伤亡事故发 生。这是其他任何现代交通运输方式难以做到的。据铁道科学研究院承担的 “我国高速铁路的社会成本及对社会的贡献 课题的研究，我国交通运输中每 亿人公里交通事故死伤人数：公路为死亡1 0 5 人，重伤2 4 8 8 人；民航为死亡 0 1 人，受伤0 0 1 人；铁路为o 2 9 人，重伤o 7 2 人。每人公里交通事故造成 的损失公路为0 0 6 4 9 元；民航为0 0 0 0 5 元；铁路为0 0 0 1 8 元。相比之下，高 速铁路是当今最安全的现代高速交通运输方式【州。 6 工程硕士学位论文 第二章高速铁路选线规划设计情况研究 4 、全天候正点运行 高速铁路的安全保障系统不但保证了高速列车运行安全，也使铁路运输全 天候的优势得到了更充分的发挥。高速铁路系有轨交通系统，且取消了地面信 号。因而，除可能危及行车安全的自然灾害外，几乎不受天气和气候条件的影 响，且2 4 小时内都可安全地正常运行。由于高速铁路事故率几乎为零，再加上 全天候都可正常运行，因此高速列车始终是在一个十分稳定的系统中运行，其 正点率非常高。日本东海道新干线列车平均晚点不到o 3m i n ，几乎与钟表一 样的准，这是其他任何一种现代交通运输方式都做不到的。西班牙高速列车晚点 5m i n ，就要向旅客退回全部票款，这也是其他任何一种现代交通运输方式不敢 承诺的。 5 、能源消耗少 一，交通运输是能源消耗的大户，能耗标准是评价交通运输方式优劣的重要技 术指标。研究表明：若以普通铁路每人公里消耗的能源为l 单位，则高速铁路 为1 3 ，公共汽车为1 5 ，小汽车为8 8 ，飞机为9 8 。高速铁路大约是小汽 车和飞机的l 5 1 2 4 1 。高速铁路使用的是二次能源一电力，而汽车、飞机使用 的是不可再生的一次能源汽油。因此，发展高速铁路，符合我国的能源发 展战略。随着水电和核电的发展，高速铁路在能源消耗方面的优势还将更加突 出。 6 、占用土地省 一 交通运输，尤其是陆上交通运输，由于要修建道路和停车场，需要占用大 量的土地，而且大部分是耕地。双线高速铁路路基面宽9 6 , - - , 1 4m ，而4 车道 的高速公路路基面宽达2 6m 。双线铁路连同两侧排水沟用地在内，每公里用地 约7 0 亩；4 车道的高速公路每公里用地要1 0 5 亩。高速铁路占地只有4 车道高 速公路的2 3 ，而每小时可完成运量却是4 车道高速公路的4 倍以上口5 】【2 6 】。 7 、工程投资低 工程投资是制约某种现代交通运输方式能否得到迅速发展的重要因素。高 速铁路的工程投资要高于普通铁路，但并不比高速公路高。在法国高速铁路基 础设施造价要比4 车道的高速公路省1 7 。已投入运营的西班牙马德里一塞维 利亚高速铁路，全长4 7 1k m ，设计速度3 0 0k m h ，总投资约3 5 亿美元，约7 4 3 万美元k m ，折合人民币约6 1 5 0 万元l 【m 。俄罗斯专家计算，沿重要干线修建 高速客运专线，其造价是普通铁路的1 5 - - , 2 0 倍f 】。我国秦沈客运专线运行 速度可达2 0 0 - - - 2 5 0k m h ，工程投资约4 0 0 0 万元k m 。 8 、污染环境轻 7 工程硕士学位论文 第二章高速铁路选线规划设计情况研究 环境保护已成为全球性的紧迫问题，任何工程都要进行环境评估，交通运 输工程更需如此，这里着重比较噪声及空气污染问题。高速铁路采用电力牵 引，因此消除了粉尘、煤烟和其他废气污染。噪声比高速公路低5 1 0d b 。一 架喷气式飞机平均消耗燃料1 5t h ，排放二氧化碳4 6 8t h 、一氧化碳6 3 5 k g h 、二氧化硫1 5k g h ，这些物质在大气中要存留2 年以上1 4 2 1 。根据我国研 究，每人公里污染治理费用，如以高速铁路为l ，则高速公路为3 7 6 ；飞机为 5 2 l 。 9 、乘坐舒适 随着生活水平的提高，乘坐舒适是人们出行选择交通运输方式的重要条件 之一。高速铁路线路平顺、稳定，高速列车运行平稳，座位宽敞，设施先进， 装备齐全，乘坐非常舒适而近似于享受。乘坐过日、法、德等国家高速列车的 人深有同感，这些是飞机和汽车难以做到的。 由于高速铁路具有上述9 个方面的技术经济优势，加之石油资源逐渐枯 竭，公路拥挤，空难迭起，环境恶化，所以高速铁路问世不到4 0 年，就形成了 一股巨大的潮流，高速铁路建设方兴未艾，高速铁路技术如日中天。国际上一 些专家预言，在2 0 世纪技术进步的基础上，2 1 世纪将出现一个新的铁路发展高 潮，高速铁路将是2 l 世纪陆上高速交通的主要发展方向。 2 3 高速铁路改变交通运输的格局 法国和日本都具体分析过高速铁路通车后对客运市场的影响。据统计，开 通第一年至1 9 9 6 年法国高速列车客运量增长了9 0 。日本增长得更快，东海道 新干线客运量比开通后第一年的运量增加了5 倍。在当今世界上，凡有高速列 车通达的城际间，其他运输方式都逐渐失去优势嗍。特别是航程在8 0 0k a n 及其 以下的航班，高速铁路通车后乘客大幅度下降甚至停飞。如日本的东京一大 阪、法国的巴黎一里昂都因有了高速铁路而中止了原有航班。高速公路运距在 2 0 0k m 以上的客运也无法与高速铁路竞争，其占有的份额不到1 3 刚。 高速铁路经过近4 0 年的发展，作为陆上高速交通运输方式，倍受人们的青 睐。不仅发达国家，也不乏发展中国家，都把发展高速铁路作为改善国际、国 内主要运输通道，加强人际交往，促进经济、社会发展和科技进步重要手段。 高速铁路在技术上和运营上的成功，也为城市交通的发展指明了方向，轨道运 输将逐步成为城市交通的骨干。高速铁路使铁路固有的技术经济优势得到了充 分发挥，正在改变陆上旅客运输过分依赖公路的格局。 8 工程硕士学位论文 第二章高速铁路选线规划设计情况研究 2 4 国外高速铁路概况 自1 9 6 4 年，日本建成世界上第一条高速铁路一东海道新干线，并以时速 2 1 0k l n h 投入商业运营以来，高速铁路就迅速地展示出明显的技术经济优势， 以崭新态势开拓了运输市场。高速铁路具有强大的生命力和吸引力，历经多次 更新换代，技术上取得了新突破，不但给传统铁路注入了新的活力，还带动了 交通运输行业的革新。高速铁路的辉煌业绩深受世人瞩目，法国及时发展独具 特色的t g v 高速技术，1 9 8 1 年率先建成西欧第一条高速铁路。紧接日、法之 后，德国、意大利、西班牙等都相继修建了高速铁路。2 0 世纪9 0 年代中期，世 界经济繁华地区掀起了修建高速铁路的热潮，不仅西欧各国开始筹划联网，而 且在北美、东欧、大洋洲及东亚的韩国和我国台湾省等也正积极推进高速铁路 项目嗍。目前，全世界有日、法、德、意、西班牙、比利时等国家建成投入运 营的高速铁路已逾6 0 0 0k m ，正在建设及已立项准备修建高速铁路的国家和地区 有1 2 个，长度在6 0 0 0k m 以上。全世界新建高速铁路里程己达6 8 5 8 k m ( 2 0 0 6 年统计) ，其中日本新干线2 0 4 9 k m ，法国t g v l 5 7 6 k m ，德国i c e 8 1 5k m ，意大 利4 6 4k m 、西班牙8 5 5 k m 、比利时1 0 0k m 、荷兰9 6 k m 、韩国4 1 2 虹、中国台 湾省3 4 5k m 。澳大利亚、美国和俄罗斯也已规划或将修建高速铁路( 见表 2 一1 ) 表2 1 各国已建成的高速铁路一览表【2 7 l 最高速度 国名线名 线路长度k m 投入运营年度 k m h 东海道、山阳、东北、上越、 1 9 6 4 、1 9 7 2 、 日本2 0 4 92 5 0 3 0 01 9 8 2 、1 9 9 l 、 北陆新干线 1 9 9 8 东南线、大西洋、北方线、巴1 9 8 1 1 9 9 6 法国1 2 8 2 、2 9 52 7 0 3 0 0 、3 2 0 黎东部联络线地中海线2 0 0 1 柏林汉诺威维尔茨堡、曼 1 9 9 l 1 9 9 8 德国 海姆斯图加特法兰克福科 5 9 8 、1 7 72 8 0 、3 0 0 、2 5 0 2 0 0 2 隆 意大利 罗马佛罗伦萨 2 4 62 5 01 9 9 2 西班牙马德里塞维利亚4 7 13 0 01 9 9 2 比利时 布鲁塞尔法国边境 8 83 0 0 1 9 9 8 9 工程硕士学位论文 第二章高速铁路选线规划设计情况研究 2 5 我国高速铁路情况 铁路具有大运力、低成本、占地少、能耗低、污染少的优势，在综合交通 体系中占有重要地位，为经济和社会的全面、协调、可持续发展，发挥着更加 有力的促进作用。目前我国铁路运力不适应国民经济和社会发展要求的问题日 益突出。买票难、乘车难、要车难、运货难的问题依然存在。中国铁路必须实现 跨越式发展，铁路网要扩大规模，完善结构，快速扩充运输能力，快速提高装 备水平。 2 5 1 我国目前铁路布局情况 “八五以来，我国铁路建设速度加快，路网规模扩大，能力持续提高。 尤其是经过“九五”和“十五的建设，我国铁路无论是规模还是质量都有了很大 改善。截至2 0 0 5 年底，全国铁路营业里程达到7 5 万公里，位居亚州第一位， 世界第三位。其中，复线里程为4 5 万公里，电气化里程为1 8 万公里，提速线 路里程达到1 3 万公里。 1 、我国铁路负荷大、能力不足，客货争能长期存在 位于我国中、东部地区和东北地区的五大干线京沪、京广、京沈、哈大、 陇海( 徐州一宝鸡) 五条干线连接着我国政治、经济的重要城市，所经地区经济 发达、人口密集、地域广阔。客货运量很大，每公里客运量仅低于日本的东海 道和山阳新干线，而高于世界各国其他高速铁路，五条线的平均通过能力利用 率早已达9 5 以上，能力已经饱和不能增开更多的客车和广泛的提速，这是导 致铁路客运份额下降的直接原因。而客货运量随着这些地区经济发展，必将不 断增长，无论从国情、经济状况，我国都不应走美国以航空、公路为最主要的 旅客运输方式的道路。应当借鉴法国、日本等国的成熟经验，建设大运量、高速 度、高密度的高速铁路，实行客货分线运行，解决客货争能矛盾、适应社会经 济发展所需。各国经验说明，高速铁路建成以后，将促进沿线地区经济新一轮 的发展，形成良性的循环。 2 、节约能源和保护环境是发展中国家在经济建设方面的基本国策 交通运输在能源和环境方面有着重要影响，高速铁路在这两方面有着其他 交通工具无可比拟的优势，发展高速铁路旅客运输无疑是明智的选择。 3 、五大干线沿线地区土地资源非常宝贵，有些地区确是寸土寸金 在土地极为有限的地区，高速铁路以高架桥通过，使用土地可以减少到最 1 0 工程硕士学位论文第二章高速铁路选线规划设计情况研究 低限度。采取适当的管理措施，桥梁附近和桥梁下的土地仍可利用生产农作 物。建设一条高速铁路的用地，大大少于相应的机场和高速公路的用地。 4 、高速铁路虽然造价较高，但因其输送量大，建成后不会如有些新线运营 亏损，五大干线沿线客源，足以产生良好的铁路企业效益和社会效益 五条干线沿线地区的人均收入高于全国人均收入约2 倍，老百姓坐得起。 从提速加价情况看，只要服务质量好，乘车方便舒适，旅行时间缩短，人们是欢 迎的a 相反，老式样的普通列车反而已显得越来越不受人们欢迎。 5 、我国高速铁路已经起步，新型机车车辆的速度不断提高 近期我国制造的韶山系列机车最高试验速度达2 4 0k m h ，2 0 0k i n 时速以上 的动车组已较多的投入运营，时速2 0 0 k i n h 的广深准高速铁路也已投入运营， 所有这些新型机车车辆和准高速铁路的运营实践，已证明是深受欢迎和效益良 好的。已经开工建设的秦沈客运专线，它的最高速度达2 5 0k m h i 6 1 。 2 5 2 我国发展高速铁路的需要 1 、经济及社会发展的需要 2 0 2 0 年前中国将全面建设小康社会，这一时期经济仍将快速发展，运输需 求必将高速增长。人口的增长，城市化进程的加快，人民物质文化生活水平的 提高，人际间的交流频繁，这些预示着客运需求的潜力很大，而且旅客运输需 求的增长将高于货物运输。随着社会节奏的加快，时间价值观念越来越强，旅 客运输的高速化，是我国经济及社会发展的必然结果。对我国而言，土地、能 源、环境方面的压力远大于其他国家。国土面积略小于我国、人口2 5 亿的美 国拥有6 0 0 多万公里的公路，8 万多公里的高速公路，公路承担了8 0 以上的旅 客周转量。在我国，高速铁路可以充分发挥其技术经济优势。发展高速铁路是 我国经济及社会发展的需要，是我国国情的需要。 。 2 、客流特点适宜发展高速铁路 我国未来的铁路客流有三大特点：一是量大。这是我国人口众多决定的。 今后1 0 1 5 年，即使每人每年坐一个往返的火车，铁路旅客发送量将达2 6 亿人 次以上。据预测，京沪客运专线客流密度远期将达到9 0 0 0 万人以上，繁忙区段 接近11 0 0 0 万人。作为一个长1 3 0 0k m 以上的运输通道，这样大的运量在世界上 也是少有的 s l 。二是集中。这是人口分布和工业布局主要集中在东部沿海的必 然结果。我国客流主要集中在京沪、京广、京沈、哈大、陇海、浙赣等主要干 线上。由于我国的城市群也主要分布在这些铁路干线沿线，客流集中的趋势还 工程硕士学位论文第二章高速铁路选线规划设计情况研究 将加剧。三是行程长。这是广阔的疆域、人们的活动范围较大所形成的。2 0 0 5 年铁路旅客平均行程达到了4 7 2k m 。根据以往的统计，铁路旅客行程在1 0 0 , - 一1 0 0 0l ( n l 者，其周转量占总周转量的5 1 4 ；1 0 0 0k m 以上的旅客7 0 是乘火 车，只有3 0 乘飞机。量大、集中、行程长正是高速铁路的优势所在，公路和 民航都难以胜任。 3 、客货分线为发展高速铁路创造了条件 客流集中的线路也正是货运繁忙的线路，这是我国铁路运输的基本特点。 这些线路目前已是双线自动闭塞。由于今后客货运量的增长仍将集中在这些线 路上，进一步的扩能只能是修建第二双线，实行客货分线运输。由于货运系统 ( 专用线、货场等) 已定型，难以挪动，一般既有线将主要承担货运任务；新建 第二双线以客运为主。这样就为发展高速铁路创造了条件。 4 、发展高速铁路是贯彻可持续发展战略的体现 高速铁路的社会成本要远远低于公路和航空，因此我国基本国情及客流特 点决定了主要应发展大容量、低能耗、少占地、适应性强的公共交通体系；高 速铁路就是这样的公共交通体系中的佼佼者，它既能适应我国客流的特点，也 能较好地解决人们有限的支付能力与日益增长的旅行需求之间的矛盾以及日益 增长的客流与有限的运输能力之间的矛盾。同时由于高速铁路具有能耗低、占 地少、污染轻的特点，在我国发展高速铁路同样是在交通运输领域贯彻可持续 发展战略、优化交通运输结构的重要手段。因此，在我国发展高速铁路是从国 情出发最现实的选择；是发展交通运输，优化和提升交通运输结构的重大战略 决策：是我国铁路高层次、大幅度扩大旅客运输能力的新途径；是“科技兴 路 发展战略最重要的组成部分；是交通运输领域贯彻可持续发展战略的具体 体现。 2 5 3 国家中长期铁路客运专线规划 2 0 0 4 年1 月，国务院正式发布中长期铁路网规划。规划到2 0 2 0 年，中 国铁路网总里程达到1 0 万公里，这对促进国民经济持续快速增长、全面建设小 康社会具有重要意义。建设客运专线是其最主要的内容：建成客运专线1 2 万 公里，形成“四纵四横客运专线骨架，建成环渤海圈、长江三角洲、珠江三 角洲地区快速客运系统铁路2 0 0 0 公里。通过建设客运专线和推进既有线提速， 建成铁路快速客运网，实现2 0 0 0 公里左右范围内夕发朝至，4 0 0 0 公里左右范围 内一日到达。四纵：京沪客运专线、京广客运专线、京哈客运专线( 含沈阳一大 1 2 工程硕士学位论文第二章高速铁路选线规划设计情况研究 连段) 、杭甬深客运专线。四横：徐兰客运专线、杭长客运专线、青太客运专 线、宁汉蓉客运专线。 2 6 高速铁路选线规划设计基本原则 铁路线路之所以能运行列车，并具备有必要的输送能力，决非线路本身所 能实现的，需要有车站、机车车辆及其运营整备检修设施、通信信号等全套运 行设备的配合。线路的构成，必然还有桥涵、隧道、特殊路基等构筑物。这些 都从不同方面影响到铁路线路规划设计基本原则。 l 、效益原则 效益包括企业财务效益和国民经济效益，是除国防和政治所需的特殊项目 外的所有交通基础设施建设的依据。高速铁路投资较大，线路走向、车站布 点，要有利于广泛吸引客流、便于旅客乘坐高速列车，以增加客票收入，保证 企业有良好的财务评价，有偿还投资能力。同时还应考虑能尽量向社会提供快 捷、方便的交通条件，以利于促进、激发沿线社会经济的进一步发展，提高社 会经济效益嗍。 京沪高速铁路在早期的研究中，为了减少工程投资，选线的主导思想是线 路尽量顺直、缩短，少建中间站。但随着可行性研究的深入，人们的认识趋向 于合理和全面考虑问题。例如，在京沪南段当时不考虑开办昆山、丹阳两站的 高速客运业务，高速列车全部通过，车站仅为高、中速列车的越行站。后经调 查该两市经济发展很快，预测设计年度内两站各有2 0 0 万人的发送量。如按平 均高速旅客运距5 0 0k m 考虑人公里票价以o 4 元计，则因吸引两站旅客发送 量，高速铁路的运输收入将增加8 亿元年。而开办高速客运需增加站台、地 道和小型站房，每站增加投资仅约20 0 0 万元。又如在镇江设站，线路将迂回略 有展长，需增加投资l 亿多元。但镇江因能吸引扬州客流，预测旅客发送量达 7 0 0 万人年，可增加高速铁路运输收入达1 4 亿元年。由此按效益原则，均 开设了高速车站。 投资与效益是失和得的关系。线路走向方案和车站布点要谋求失小而利 大，应进行经济分析。高速线路在效益原则下，仍应追求顺直、短捷。如为了 要在靠近客运量不大的宿州市设站，高速线将绕行延长达1 3l ( n l ，需增加大量投 资，得不偿失，尽管地方要求强烈，线路仍然采用了不经宿州市的取直方案。 高速车站的数量和站间距离，亦应按高速铁路特点控制，客运量较少的城镇， 不宜设高速站。 工程硕士学位论文第二章高速铁路选线规划设计情况研究 2 、兼容原则 高速铁路不是孤立的线路，它也应是融汇于整个铁路网中的线路，与路网 有着密切的关系。高速和中速的跨线旅客列车，都要驶离高速线进入路网干 线，并从路网干线驶入高速线，高速线和其他干线具有共同的兼容性【l 】f 6 】。 ， 高速线路走向宜靠近既有线。特别是高速线与既有线上重要的客运站和必 要的接轨客运站应尽量靠近，紧靠既有站修建高速站，以便于修建高速线与既 有站间的连络线，沟通高速、中速客车在既有线与高速线间的通路，并便于旅 客换乘。但在某些情况下，经综合比选，高速线不能靠近既有站，只能在距既 有站较远处设高速站，则将延长高速线与既有站间的连络线。如徐州高速站距 既有站7 5k m ，连络线长度达2 0k m ，南京高速站紧靠既有站，连络线长度仅 3k m t 3 羽。区间高速线路则应尽量取直、短捷，可以远离既有线，也可以靠近既 有线。 一 3 、速度原则 为了达到高速铁路的速度效果，对其平均速度与最高速度的比值，应予合 理控制。参照国外经验，新建的高速铁路或客运专线，其平均速度与最高速度 的比值，应达到0 9 以上，困难地段在o 8 5 以上为宜。如果只有少数区间达 到最高速度，而大多数区间低于最高速度，那么确定的最高速度将失去意义 1 0 l 。主要技术标准依据最高速度而定，如果多数区间达不到所确定的最高速度， 将造成标准的不合理和工程投资的浪费。因此，最高速度的确定必须综合研究 地形条件和工程情况。 ： 对于改建既有线为客运专线和既有线提速项目，不同于新建高速线路，平 均速度和最高速度的比值，主要取决于改建工程的大小和合理的最高速度。 4 、安全原则 安全是高速铁路运行的首要保证。选线和工程措施都