前沿热点 | 广深高速磁浮规划设想及票价方案
引言
高速磁浮是目前唯一时速可达600km/h以上的地面交通工具，填补了高铁与飞机之间的速度空白，发展高速磁浮技术，带动相关战略新兴产业发展，对抢占未来交通科技竞争战略制高点具有重要意义[1-5]。近期我国成功研制时速600km/h高速磁浮列车并成功试运行，高速磁浮在国内迎来新的发展契机。时速600km/h高速磁浮尚无工程应用先例，要实现推广使用，首先需要建设一条示范线。高速磁浮启动加速度0.83m/s²，制动加速1.1m/s²。要使高速磁浮保持较为经济的达速比（50%），示范线的长度需超过60km，同时，要维持高速磁浮示范线的正常运营，还需较大的客流支撑。
广深之间交流密切，客流需求旺盛，然而既有铁路能力趋于饱和，且时间上难以满足需求，需要建立新的高速联系通道。本文基于大数据分析了现状广深城际客流特征，从旅行时间和通道能力两方面剖析了广深之间既有客运通道存在的问题，基于此提出了广深高速磁浮规划设想及规划方案。参考国内其他磁浮线路及广深既有铁路通道票价，结合高速磁浮技术特点、服务人群，从提升与航空竞争力方面提出了高速磁浮票价方案。
01 广深既有客运通道能力分析
1.1 广深城际客流特征
2018年手机信令数据显示，广州至深圳客流中，目的地为罗湖的客流占比最高，为14%；其次是福田、南山，分别占比13%、13%，均为原特区内区域。
深圳至广州客流中，目的地为白云的占比最高，为17%；其次是海珠、天河，分别占比14%、13%，核心四区（天河、越秀、海珠、荔湾）占比47%。从现状广深出行特征来看，广深中心区的交通联系最为密切。
图1 深圳至广州客流特征
图2 广州至深圳客流特征
1.2 广深既有客运通道概况
现状广深之间的主要铁路客运通道有广深港高铁、广深铁路、穗莞深城际。广深港高铁的广州南站远离广州中心；广深铁路、穗莞深城际设计时速较低，往来广深中心区时间均超过1.5 h，全过程旅行速度不到70km/h，与汽车相当，难以满足广深中心日益增长的快速联系需要。
1.3 广深既有客运通道能力利用现状
2018年，广深港高铁年客流量达3361万人次，客车对数155对，广深铁路I/II线年客流量1600万人次，客车对数111对，广深铁路III/IV线年客流量1282万人次，客车对数60对，货车对数57对。总体来看，广深之间既有通道能力利用率均已超90%，高峰时期一票难求，迫切需要新增一条客运通道解决日益增长的出行需求。
02 广深高速磁浮规划方案
2.1 规划设想
以高速磁浮联系广深中心区，近期承担广深超高速城际线功能。将磁浮站点均设置于广深市中心区，以高速磁浮联系，可将在途时间控制在15-20 min。两端各15-20 min的接驳时间，可基本覆盖深圳的福田、南山、罗湖等原特区内区域，以及广州的天河、越秀、荔湾、海珠等核心四区，以全过程出行时间（在途时间+接驳时间）为标准，实现广深中心区半径10 km范围间的1h通达。
图3 广深中心区1小时通达范围圈
广深高速磁浮远期可承担大湾区对外超高速交通联系功能。远期高速磁浮可向北延伸至武汉、北京，乃至形成高速磁浮网络，将大湾区至长江中游、长三角、成渝等城市群的联系时间缩短至2-3h，实现城市群之间一日内往返，形成新的一日工作圈。
图4 大湾区至国内主要城市群时空距离图
2.2 规划原则
规划原则如下：进入城市主中心，实现中心区门到门的快速联系；磁浮站点与城市轨道接驳换乘便利，扩大高速磁浮的辐射范围；线形顺直，充分发挥高速磁浮的速度优势。
2.3 规划方案
结合城市中心结构体系、轨道网络规划、工程实施条件等因素确定磁浮站点选址[6-8]。
广州磁浮站推荐选址广州国际金融城，广州国际金融城是广州城市中心三大核心节点之一，定位为国内领先的金融集聚区，具有岭南特色的中央活力区。磁浮站点可与地铁车陂南站形成便捷衔接，辐射广州中心区。此外，广州国际金融城临近黄埔大道，向东莞方向线路通道条件好。
深圳磁浮站推荐选址香蜜湖国际金融街。香蜜湖片区地处福田中心区，定位为世界级金融街，未来将打造成为集金融总部、文化艺术、商业休闲的都会街区。可与规划的深圳地铁14/20/22三条轨道快线同步建设大型综合交通枢纽，形成便捷换乘，直接辐射深圳市东中西三大发展轴。此外，深圳香蜜湖金融街均尚处于规划阶段，磁浮枢纽规划设计可与片区城市设计相结合，可以更好的发挥磁浮枢纽对片区发展的支撑作用。
广深高速磁浮线全长101.7km，考虑线路经过东莞，在东莞设磁浮站于蛤地，东莞蛤地站具备越行能力，并预留向北延伸及向南延伸至香港条件，广深高速磁浮建成之后，广州中心至深圳中心一站直达耗时13min，站站停耗时16.4min。
图5 广深高速磁浮规划方案图
2.4 敷设方式
仿真模型分析显示，高速磁浮产生的噪声随列车运行速度增加而呈指数级增长趋势（见图6）；时速600km/h时产生的噪声达到114分贝，广深高速磁浮进入城市主中心，沿线大部分均为密集居住区，考虑居住区对噪声较为敏感，建议对于密集居住区采用地下敷设方式，以减小噪声的影响。除密集居住区外，线路主要途经山岭地区，受线路坡度影响，也需采取地下敷设方式。因此，推荐广深高速磁浮全线采取地下敷设方式。
图6 噪声随运行速度变化曲线
03 广深高速磁浮票价研究
3.1 对标国内其他磁浮确定票价
国内目前建成运营的磁悬浮线路主要有上海磁浮线，长沙磁浮快线，北京磁浮S1线。北京磁浮S1线设计时速仅100km/h，与广深高速磁浮相差过大，不作为票价参考依据。
上海磁浮线起于龙阳路，终于浦东机场，运营里程29.0 km，设计时速430 km/h，单程票价为50元，运价率1.72元/人公里。上海磁浮线是世界第一条高速磁浮商业运营线，除交通功能外，还具备一定的旅行观光功能。广深高速磁浮主要承担城际交通功能，其运价率应低于上海磁浮线。
长沙磁浮快线起于长沙南站，终于黄花机场，运营里程18.6km，设计时速160km/h，单程票价为20元，运价率为1.08元/人公里。广深高速磁浮设计时速是长沙磁浮快线的近4倍，其运价率应高于长沙磁浮快线。综合分析，对比国内其他磁浮线，广深高速磁浮运价率宜在1.08-1.72元/人公里之间。
3.2 对标广深既有铁路通道确定票价
广深高速磁浮项目票价的制定必须考虑项目在通道内的定位，承担的客流特征等因素，保证项目在通道客运市场中具备较强的竞争力[9-10]。广深高速磁浮运行速度快，可直接联系广深城市中心区，免去了既有铁路较长的接驳换乘时间。主要服务于对出行时间、舒适度要求较高的高端商务客流，因此，以既有铁路通道一等座票价为参考，制定广深高速磁浮普通座席票价。广深港高铁及广深铁路两条主要客运通道的运价率与运行时速正相关。以600km/h设计时速计算，广深高速磁浮运价率可取1.2元/人公里。
表1 广深之间既有铁路票价情况表
3.3 从提升磁浮与航空竞争力确定票价
远期高速磁浮形成网络之后，将改变既有的交通竞争格局，扩大地面交通与航空的优势竞争距离。高速磁浮与航空的竞争是旅行时间、票价、准点率等方面的综合竞争。高速磁浮不受天气影响，在准点率方面具有显著优势。
在旅行时间方面，航空出行的旅行时间包括飞行时间与值机时间，国内航空至少提前1h值机。而磁浮的候车时间相对于航空可忽略不计，因此磁浮出行时间即在途时间，磁浮承担长距离运输时只在主要城市停站，站间距100-150 km，旅行速度可达450 km/h。
在1000-1500 km的空间尺度下，高速磁浮旅行时间约2-3h，而航空若算上值机时间，总时耗约3-3.5h，高速磁浮在旅行时间上有较大优势。在1500-2000 km的空间尺度下，高速磁浮与航空均耗时3.5-4h，差异较小。在2000 km以上的空间尺度，航空明显优于高速磁浮。
在票价方面，国内航空运价率随飞行距离的增加而逐渐降低，在1000-1500 km的空间尺度内，航空运价率约为1.5-2元/人公里，当空间尺度大于1500 km，航空运价率约为1.0-1.5元/人公里。若高速磁浮运价率取1.2元/人公里，在1500 km以内的空间尺度，高速磁浮在票价、旅行时间、准点率方面相比航空具有绝对优势，未来航空将主要承担1500km以上交通出行功能。
表2 国内航空票价及旅行时间对比表
结语
广深之间客流需求旺盛，而既有铁路能力趋于饱和，且时间上难以满足需求，需要建立新的高速联系通道。广深高速磁浮近期可承担我国自主研发的高速磁浮示范线功能及广深超高速城际线功能，远期可继续向北延伸，承担大湾区对外超高速交通联系功能。规划广深高速磁浮线全长101.7km，预留向北延伸及向南延伸至香港条件，广州中心至深圳中心一站直达耗时13min。由于超高的运行速度产生噪声问题，推荐广深高速磁浮采用地下敷设方式。票价方面，对标国内其他磁浮线路、广深既有铁路通道的运价率，推荐广深高速磁浮运价率取1.2元/人公里，总票价120元。高速磁浮形成网络之后，在1500km以内的空间尺度，高速磁浮在票价、旅行时间、准点率方面相比航空具有绝对优势，未来航空将主要承担1500km以上交通出行功能。
参考文献
[1] 孙玉玲,秦阿宁,董璐.全球磁浮交通发展态势、前景展望及对中国的建议[J/OL].世界科技研究与发展,2019:1-10[2019-06-04].
[2] 王君香.浅谈磁浮列车的原理及应用[J].科学技术创新,2019(15):38-39.
[3] 李辉柏,黄靖宇.高速磁浮线路最大纵坡值研究[J].城市轨道交通研究,2018,21(11):37-41.
[4] 编辑部.第五代新型磁浮工程样车运行试验成功[J].轨道交通装备与技术,2018(4):41.
[5] 吴峻,汤钧元,洪小波.高速磁浮轨道垂向不平顺动态检测系统设计[J].同济大学学报(自然科学版),2018,46(5):626-630；672.
[6]刘子长. 国际大都市圈城市空间结构形态与轨道交通系统研究[J]. 交通与运输(学术版),2018(2):96-99；106.
[7]于宵.大型综合交通枢纽区域规划布局方法探讨[J]. 交通与运输,2018,34(4):32-34.
[8]张依婧. 综合交通枢纽对城市交通和经济的影响浅析[J]. 交通与运输,2019,35(1):74-76.
[9]刘敏,赵磊,刘祥锋,等 中小城市公交票价体系改革策略[J]. 交通与运输,2020，36(1):79-83.
[10]陈锋锋,余子威,杨岸磊. 轨道交通分区计时票制介绍[J]. 交通与运输,2018,34(5):50-52.
撰写：邱俊兴
审核：向劲松
审定：谭国威