2020年11月第11期（总266)
铁道工程学报
JOURNAL OF RAILW AY ENGINEERING SOCIETY
Nov2020
NO.l l(Ser.266)
文章编号：l〇〇6 -2106(2020)11 -0001 -05
王希良^汪东修2汤雨静1
(1.石家庄铁道大学，石家庄050043; 2.滨州市交通运输事业服务中心，滨州256600)
摘要：研究目的：滨州站作为天津至潍坊高速铁路、济南至滨州城际铁路、滨州至东营城际铁路的重要节点，也
作为远期沿海高速通道的重要组成部分，其高铁车站设置方案对城市发展、旅客换乘、车站的功能和使用具有
很大影响，因此进行天津至滨州高速铁路引人滨州既有站方案研究具有重要意义。
研究结论:（1)提出了中等城市高铁车站选址方法，新建滨州高铁站采用引人既有站方案；（2)分别提出 了在普速场北部新建车场、高铁合场的方案I以及近期与远期建设相结合的高铁分场方案n ;(3)综合分析
了高速铁路引人既有站的影响因素，如咽喉区布置、站型复杂程度、运营管理、工程施工难度、车流交叉干扰、
工程投资费用等，通过技术经济分析，分析结果表明方案I更优；（4)基于AHP方法建立了方案比选的递阶
分析结构模型，计算结果表明，方案I最优，通过定性分析和定量计算，最终选择方案I为天津至滨州高铁引
人滨州既有站方案；（5)本研究成果可为新建高铁引人铁路既有站方案选择提供参考。
关键词：天津至潍坊高速铁路；滨州铁路既有站；技术经济分析;AHP；高铁引人方案
中图分类号:U212. 1文献标识码：A
Research on the Scheme of Introducing Tianjin -Binzhou High Speed Railway into Binzhou Existing Station
WANG Xiliang1 , WANG Dongxiu2, TANG Yujing1
(1. Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang, Hebei 050043, China；2. Binzhou Transportation Service Center, Binzhou, Shandong 256600 , China)
Abstract：Research purposes：Binzhou station is an important node of Tianjin - Weifang high - speed railway, Jinan Binzhou intercity railway and Binzhou - Dongying intercity railway, which is also an important part of long - term coastal channel. The layout scheme of high — speed railway station has great influence on urban development, passenger transfer and station function, therefore, it is of great significance to study the scheme of introducing Tianjin -Binzhou high -speed railway into Binzhou existing station.
Research conclusions ： ( 1) The location method of high - speed railway station in medium - sized city is proposed, and the scheme of introducing Binzhou high - speed railway station into existing station of conventional railway is proposed.
(2 ) The scheme I of building one new railway yard in the north of the conventional speed railway yard, and the scheme II of two high — speed railway yards based on the short - term and long - term construction planning are put forward.
(3) The factors influencing the introduction of high - speed railway into existing stations are comprehensively analyzed, such as throat area layout, station type, operation management, engineering construction, cross interference of train flow，project investment cost，and the scheme I is superior through technical and economic analysis. (4)The hierarchical analysis structure model of scheme comparison is established based on AHP method, and the calculation shows that scheme I is optimal. Through qualitative analysis and quantitative calculation, scheme I is selected as the
*收稿日期:2020 - 06-17
基金项目：河北省高等学校科学技术研究项目（ZD2016120)，河北省重点研发计划（18275406D)
作者简介：王希良，1966年出生，男，教授。
2铁道工程学报2020年11月
scheme of introducing Tianjin - Binzhou high - speed railway into Binzhou existing station. (5) The re
search results can provide a reference for the scheme selection of the new high - speed railway leading into the existing railway station. Key w ords：Tianjin - Weifang high - speed railway；Binzhou existing station；technical and economic analysis；AHP；scheme of introducing high speed railway into existing stations
l研究背景
天津至潍坊高速铁路(天津-黄骅-滨州-东营- 潍坊）是我国中长期铁路网规划“八纵八横”高速铁路 网的第二纵京沪通道辅助通道的组成部分，同时也是 环渤海高铁的主要线路，该线位于京津冀东侧至山东 省北部环渤海地区，是未来区域重要客运干线。
滨州站作为济南至滨州、滨州至东营城际铁路的 重要节点，也作为远期沿海高速通道的重要组成部分，其高铁车站布置方案对于车站的功能性和使用便捷性 具有很大影响。根据研究，滨州高铁站拟引人既有滨 州站，由于受制于既有站房和普速场影响，如何合理利 用既有设施，减少改造投资成本，需要对引入方案进行 深入研究。
关于新建高速铁路如何引入既有站，在理论和实 践方面都取得了丰富的成果。例如：杨卫红[|]对新建 天津至潍坊铁路建设必要性进行了研究，分析了本线 在路网中的功能和定位；张鹏[2]研究了西延高铁引人 延安地区方案，为新建高铁引人铁路枢纽方案提供了 参考；部文勇[3]从建设工程量、分期实施
难易程度、运 营方便程度等不同角度分析了各车站布置形式的优缺 点，提出了济莱城际铁路引入济南东客站方案；母柏 松[4]从遵循车流顺畅、能力匹配、径路灵活的规划思 路出发，提出了潍新高速铁路引入临沂铁路枢纽方案；李军营[5]结合运量、跨线车流情况、既有站房及旅客 流线、地形地貌及相关控制因素，统筹研究了福厦客站 引入福州南站方案；蒋志华[6]等从铁路运输便捷性、规划路网引人适应性、城市开发系统性、工程投资经济 性等方面进行了分析，提出了大理铁路枢纽城际铁路 车站选址方案；董志强[7]按高速铁路宜沿既有客运通 道集中引入包头站并实现枢纽点线能力的协调的规划 思路，提出了高速铁路引人包头枢纽方案。
基于以上分析，本文提出新建天津至滨州高铁引 入滨州既有站研究方案，通过比较新建车站、分站、引人既有滨州站等方案的优缺点，从投资成本、车站使用 便捷性等方面对引人既有滨州站方案进行技术经济分 析，最终得到最优方案。
2滨州地区铁路规划
滨州市位于山东省北部，黄河三角洲腹地，滨州地 区衔接德大线、张东线和博小、滨小线及滨沾线三条线路，形成十字形地区。地区内既有车站12个，滨州站 为地区内主要客站，滨州北站为滨小线货运站。
滨州地区内规划项目为东部地区高速铁路，线路 与滨潍城际共线，经滨州、东营及潍坊地区，拟建项
目 主要有济滨城际、德滨城际及滨潍快速铁路。
随着黄大铁路、滨港铁路的建设实施，济滨城际、滨潍快速铁路、德滨城际及东部地区高速铁路的引入，地区实现客货分线、高普分场格局。根据车流特点，结 合城市总体规划，地区铁路总图格局为“丰”字形高普 分线格局，规划为滨州站为主要客运站、滨州北站为主 要货运站。
滨州未来将形成“三纵（滨临铁路通道、黄大铁 路、天津-滨州-淄博客运专线）、三横（德龙烟铁路、济南至青岛高速铁路、济南-滨州城际铁路）”的铁 路主框架。至2025年，滨州全市铁路里程规划达到 400 km；再经过十年建设，到2035年，全市铁路运营里 程计划突破700 km。滨州铁路系统规划如图1所示。
图1滨州铁路系统规划图
3天津至潍坊高铁引入既有滨州站方式 研究
3.1引入方式选择
在新线引入城市铁路的过程中，各种方案各有其 优缺点，具体选择哪种方案，需要综合考虑城市和铁路 枢纽的情况以及未来规划等相关因素，
通过经济技术
第11期王希良汪东修汤雨静：新建天津至滨州高铁引人滨州既有站方案研究
3
远期规划，共提出两个站场方案。
方案I ：高铁合场方案（图2)。在规划高速车场 B 寸，将多条高速线路合设成为一个大型车场，维持滨州 站的现有站房，在普速场北部新建车场，到时天津至潍 坊高铁、济滨城际铁路以及滨临城际铁路共用该车场, 近期首先将济滨城际铁路与天津至潍坊高铁在滨州站 贯通，在车站西部地区修建天津至潍坊高铁与济滨城 际铁路的联络线，沟通两条线路，远期再将滨临城际铁 路与其他两线贯通。近期在车场西部形成咽喉区，各 线路按照方向疏解引人，然后设置既有普速车场与新 的高铁混合场之间的联络线，方便日后跨线列车的运行。
大家洼
二既有线路及设备；、 新建线路及设备；之 规划线路及设备 ¥
图2高铁合场方案
方案n ：高铁分场方案（图3)。保持滨州站现有 站房，在规划高速车场建设时，分为近期建设与远期建 设两部分，由于济滨营城际铁路分为济南至滨州段与 滨州至东营段，而滨州至东营段与天津至潍坊高速铁 路中的滨州至东营段共线，因此考虑将济滨营城际铁 路与津潍高铁引人同一车场，方便列车运行。首先将 天津至潍坊高铁与济滨城际铁路贯通，在既有普速场 北侧新建高速车场，在车站西边修建联络线，远期修建 滨临城际铁路时，在高速车场基础上在北边修建高速 车场，车场建设完成后设联络线沟通两个高速车场。 各条线路按照方向别疏解引入。
3.3站型方案选择的技术经济分析 3.3.1工程投资方面
方案n —次性建设工程少，近期工程投资少，但是
综合比选加以确定。
对于采用何种引人方式，首先是高速铁路客运站 选址。当确定了将天津至潍坊高铁引入滨州市的高速 铁路客运站选址为位于主城区的既有滨州站时，首先 可以排除的是分线引人方式，然后选择并行引入或者 并线引入方式，这两种引入方式都有一个优点是可以 有效利用既有的站房、线路等设备，引入既有站可以充 分利用已有的综合交通运输系统，旅客出行方式不会 有太大变化，可以方便旅客换乘以及铁路与其他交通 运输方式的衔接。而线路走向可以确保不会对城市产生 新的分割，破坏城市功能布局，阻碍城市的整体发展。
并行引人方式对既有线的运行干扰较小，引人方 式也更加灵活，既可以将线路引入已经建成的车场内， 也可以采用地面、高架或地下等方式新建车场，实际上 相当于在既有车站旁边新建了车站。而并行引入方式 的缺点就是由于既有车站一般都处于市中心，沿着既 有线路平行建设新线路不可避免地会在市区内造成大 量的征地拆迁费用，这种方式在城市中心或者在车站 周围预留空间很小或者车站周围高楼林立的情况下会 造成很大的投资成本。
并线引人方式相对可以显著减少征地拆迁量以及 工程量，节约城市用地，对于城市已建成区域和城市干 道的交叉干扰很少，但对于滨州站来说缺点很明显，如 滨州站目前衔接的既有线仅有德大铁路，如果采用并 线引入方式，会严重干扰既有线的运行，滨州站的作业 会受到极大限制。目前，德大铁路的复线尚未建设，若 采用并行引人方式仍需要较大的施工量，无法发挥并 行引入方式的优势。
通过分析可知，滨州市属于中等型城市，且滨州站 附近相比其他城市而言建筑规模并不大，可以减少并 行引人方案所造成的拆迁费用。因此，并行引入方案 更加适用天津至潍坊高铁二通道引入既有滨州站方 案，即沿着德大铁路线并行引人既有滨州站。3.2站型方案研究 3.2.1新建车场位置选择
滨州站衔接德大铁路线呈东西走向，因此新建高 速车场的位置可以在既有滨州站的南侧或北侧，而滨 州站的正门朝向南，高速车场适合建在北侧，而且天津 至潍坊高铁在引入滨州站之前的线路走向均是在德大铁 路的北侧，因此在北侧新建高速车场要优于南侧方案。 3.2.2站场布置图设计
考虑未来规划将要接入滨州站的高速铁路可能超 过三条，其中已经确定的除了天津至潍坊段线路外，还 有济南至滨州以及滨州至临沂的城际客运专线，因此 考虑多条线路引入的车场布置方案，结合实际情况与
沂
坊沂
临潍
临
4
铁道工程学报
2020年1丨月
由于站型布置更加复杂，因此总投资更高；而方案I 需
要预留滨临城际铁路工程，一次性建成工程多，近期需 要投资较大，但站型方案简单，总体投资相较方案n 更 低。因此从工程投资方面来看，方案I 更优。3.3.2站型复杂程度方面
方案I 设置的合场方案，占用城市用地较少，站场 布置紧凑，工程较为简单，所需的联络线工程少，综合 来说比方案n 更简单。方案u 设置的车场较多，布置 不紧凑，占用的城市用地更多，复杂程度较高，所需的 联络线工程较多。因此在站型复杂程度方面，方案I 更优。
3.3.3近远期结合情况
方案I 考虑了远期滨州至临沂客运专线建设，在 建设高速车场时预留了滨临城际车场的设备条件，远 期建设时对接起来比较容易；而方案n 在设计时虽然 也考虑到了滨州至临沂城际铁路的建设，但是在近期 建设的车场北部预留了新建车场位置，近期建设的车 场中并没有远期滨临城际铁路的位置。因此在近远期 建设的结合方面，方案I 要优于方案11。3.3.4运营管理方面
方案I 的合设车场方案在到发线的使用上具有一 定的弹性，建成后使用起来较为灵活；而方案n 分设为 两个车场，则在到发线的使用上比较固定，当客流量波 动时的应对处理方面不如方案I ，且两个车场相较一 个车场而言，相互之间的协作之间可能更为困难，在运
营管理上有一定的难度。因此在运营管理方面，方案I 更优。
3.3. S 咽喉区长度方面
方案I 引人同一车场的线路较多，咽喉区长度较 长；方案n 引入同一车场的线路较少，所需的咽喉区长 度较短。
3.3.6车流交叉干扰方面
方案I 合场方案城际立折车与站前折返车会对天 津至潍坊高铁通道列车的运行产生交叉干扰，影响车 站能力，需要修建折返线；方案n 中济滨城际铁路与天 津至潍坊铁路共场，同样的产生站前折返车和
城际立 折车与高铁通道的交叉干扰，但是干扰程度相较方案I 更少。
结论：经过综合比选，方案I 具有工程投资少、站 型布置简单、车场布置紧凑、联络线设置方便、近远期 规划结合良好、到发线使用灵活等优点，从技术经济方 面考虑，方案I 更优。
4基于AH P 的高铁引入既有站方案比选
高速铁路引入既有站，其影响因素主要有咽喉区
布置情况、远期近期结合、站型复杂程度、运营管理、工 程施工难度、车流交叉干扰、工程投资费用等。综合分析各种因素后，建立方案比选的层次结构 模型，如图4所示。
4.1判断矩阵的构造 构造影响方案比选结果的主要因素，如表1所示。
表1各影响因素判断矩阵
高速铁路引入
滨州方案选择咽喉布置情况站型复杂程度近期远期结合
运营管理工程施工难度车流交叉干扰
工程投资咽喉布置情况11/51/71/81/41/21/9站型复杂程度511/31/3341/3远期近期结合7311/2371/2运营管理8321281工程施工难度41/31/31/2141/5车流交叉干扰21/41/71/81/411/5工程投资费用
9
3
2
1
5
5
1
第11期王希良汪东修汤雨静：新建天津至滨州高铁引入滨州既有站方案研究5
构建的判别矩阵如下:
■11/51/71/81/41/21/9
511/31/3341/3
7311/2371/2
8321281
41/31/31/2141/5
21/41/71/81/411/5
.9321551
rl l/6i rl1/7
B, = B2 =
116 1217 1
B3 =
12. .1/2
1
1.
3_
B5 =
.1/31.
A:
15'
.1/51.
1/4
4.
1.
2.
1.
4.2模型计算
4.2.1层次单排序及一致性检验
针对判别矩阵进行层次单排序及一致性检验，特
征向量采用和积法计算，公式如下：
n
a"=a/S a4 =…，n⑴
k=i
R•/= 1，2,…，w⑵
>=1
1= 1，2,…，灯(3)
通过上述公式的计算可得判断矩阵归一化的特 征向量为：『=[〇• 024 6,0. 117 5,0. 196 3,0. 260 5, 0.086,0.035 5,0.279 5]'即为所求的特征向量。
判断矩阵最大特征根的计算公式如下：
(釋）,
A…1(4) /U T= [0. 179,0. 885 9,1.487 5,1.937 9,0. 617 2, 0.252 1,2. 114]t
计算得出其最大特征值=7. 389 3。
A- n
CI=(5)计算得出 C/= 7. 389 3 -7/6 = 0.064 9。
查平均随机一致性指标表得7阶的W= 1.32。
c r-T r(6)
计算得出 C/?= 0.064 9/1.32=0.049 <0. 1，表明层次总排序的计算结果通过一致性检验，所以该分析 结果成立。
4.2.2影响因素层次排序
对判别矩阵,S4，B5,B6，进行相应计 算，求层次总排序的权向量，如表2所示。
表2层次总排序权向量计算
权向量
B'Bs
0.024 60.117 50.196 30.260 50.0860.035 50.279 5方案i0.1430.1250.6670.80.750.6670.833方案n0.8570.8750.3330.20.250.3330. 167
方案I对总目标的权值为
W, =0. 024 6 x0. 143 + 0. 117 5 x0. 125 + 0. 196 3 x 0.667 + 0. 260 5 x0. 8 + 0. 086 x0. 75 + 0. 035 5 x 0.667 +0. 279 5 x0.833 =0. 678 5
方案II对总目标的权值为
W2 =〇.〇24 6 x0.857 + 0. 117 5 x0.875 + 0. 196 3 x 0.333 + 0. 260 5 x0. 2 + 0. 086 x0. 25 + 0. 035 5 x 0.333 +0.279 5 xO. 167 =0.321 5
同样根据式(4)、式（5)、式（6)进行一致性检验，结果小于0. 1 ，故一致性检验通过，方案I优于方案 n，最终决策为方案I^
5结论
(1)滨州未来十多年，济青高铁、京沪高铁二通 道、环渤海高铁、济滨城际铁路等客运规划线路的引人 将为滨州吸引大量的客流，滨州站将成为鲁北地区铁路重要的交通枢纽，高铁的开通对滨州整个城市的发
展也将起到重大推动作用。
(2) 滨州站作为天津至潍坊高铁、济南至滨州城 际、滨州至东营城际铁路的重要节点，也作为远期沿海
高速通道的重要组成部分，其高铁车站布置方案对城
市发展、旅客换乘、车站的功能性和使用便捷性具有很
大影响。
(3) 根据研究，滨州高铁站拟引入既有的滨州站，分别提出了在普速场北部新建车场、高铁合场的方案I
以及近期与远期建设相结合的高铁分场方案n。
(4) 综合分析了高速铁路引人既有站的影响因素，如咽喉区布置情况、远期近期结合、站型复杂程度、
运营管理、工程施工难度、车流交叉干扰、工程投资费
用等，基于AHP方法建立方案比选层次结构模型，最
终决策为方案I。
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