客運專線規(guī)格化運行圖的優(yōu)化思考

胡曉丹

(西南交通大學交通運輸學院，四川成都610031)

客運專線規(guī)格化運行圖將一天24 h等分為若干個時間段，每一個時間段為一個周期，每個周期中運行的列車種類和行車方式基本相同，具有規(guī)律性強、方便旅客、柔性大、運用靈活等特點。由于我國客運專線點多、線長、涉及面廣、中長途列車密度大、跨線列車多，因此，針對我國客運專線規(guī)格化運行圖的特點和面臨的問題，進行規(guī)格化運行圖的優(yōu)化設計具有重要意義。

1 客運專線規(guī)格化運行圖的特點

客運專線與既有鐵路運行圖相比，客運專線規(guī)格化運行圖具有如下特點:

(1)規(guī)律性強，極大方便旅客出行。規(guī)格化運行圖停車方案以及沿途各車站的到達、出發(fā)時刻在每一時段內固定，方便了旅客記憶，同時也改善了售票方式及車站服務方式，提高了鐵路運輸在客運市場上的競爭力。

(2)柔性大、運用靈活。在基于規(guī)格化運行圖的運輸組織模式下，可以根據(jù)旅客出行特點，在基本運行圖上高峰時段滿負荷行車，非高峰時段抽線行車，余下的運行線作為備用線使用，為晚點列車提供很多選擇機會，使運行圖具有較大的柔性。

(3)動車組運用周期性強、運用率高。動車組造價高、數(shù)量有限，在編制客運專線列車運行圖時除了以列車開行方案為基礎外，還要充分考慮動車組的運用。鋪畫規(guī)格化運行圖，能最大限度的利用動車組，其運用具有明顯的周期性，能較好地解決維修基地零部件配置及乘務員配備等一系列問題［1］。

(4)各類列車運行速度差小。規(guī)格化運行圖中列車種類最好小于兩種，且各類列車間的速度差較小，低等級列車在車站待避高等級列車數(shù)的機會小，最多不超過2列。

(5)自動化水平高。規(guī)格化運行圖有利于針對旅客出行特點，結合各種條件，方便計算機自動編制列車運行圖。同時有利于提高列車的自動化控制水平及列車運行質量，保證列車有序運行。

2 客運專線采用規(guī)格化運行圖面臨的問題

我國客運專線由于路網規(guī)模大、交通樞紐較多、車站間距較大;較國外相比，中長途列車密度大、OD列車對數(shù)較多、列車等級多，使得我國客運專線采用規(guī)格化運行圖主要面臨如下問題:

(1)我國客運專線采用總體規(guī)劃、分期建設的實施方式，在客運專線運營初期，將長時間存在高中速列車在高速線混跑的特點，“高、中混行”運營模式下的列車運行圖結構對運行圖魯棒性的影響較大［2］，由非周期運行圖向周期運行圖轉變難度較大，過渡期的運行圖鋪畫尤為重要。

(2)由于客貨共線，既要高速又要重載，還要加大行車密度，技術上是很難做到，高速和重載對線路基礎的技術要求不盡相同。在客運專線運營初期，客運專線引入既有車站、跨線列車的運行，存在客運專線與既有線運輸組織的協(xié)調問題。

(3)我國高速鐵路運行圖所鋪畫的線路比較長，甚至超過1 000 km，而每一個周期具體安排的列車數(shù)有限，使得長途旅客列車周期化運行的可行方案有限。因此，找出規(guī)格化運行圖的影響因素，確定規(guī)格化運行圖周期范圍非常重要。

(4)在客運專線運營初期，動車組數(shù)量有限，在給定的規(guī)格化運行圖中，如何合理優(yōu)化動車組運用，使得所有列車在站接續(xù)停留時間最小，即動車組總周轉停留時間最小值得研究。

3 優(yōu)化規(guī)格化運行圖的優(yōu)化措施

3.1 采取局部集中－均衡鋪畫方式，實現(xiàn)規(guī)格化運行圖過渡

在客運專線運營初期，采用非周期性運行圖與周期性運行圖相結合的方式。在運行圖鋪畫中，采用合并式列車開行方案，能在一定程度上把一些短運程列車合并為中、長運程列車，以減少列車開行對數(shù)、運程差別［3］，搭建以“同種列車局部集中，不同列車均衡鋪畫”的運行圖編制框架，根據(jù)相鄰既有線和路網客運站能力，適當預留一定數(shù)量的備用運行線。

3.2 充分考慮客運專線與既有線的協(xié)調

在客運專線建成初期的運輸能力相對旅客需求而言應該是富裕的，因此，列車運行圖應充分考慮客運專線與既有線的銜接以及調度系統(tǒng)協(xié)調等問題，主要有以下幾個方面:

3.2.1 系統(tǒng)能力的優(yōu)化協(xié)調

為實現(xiàn)客貨運輸?shù)耐〞?、快捷，更有效的利用線路能力和運輸資源，需處理好客運專線車站及OD點平行線路系統(tǒng)內部的能力關系。客運專線開行旅客列車以承擔通道內的大部分客流，但在客運專線運營初期，大量跨線車流下到既有線，使得部分原本緊張的車站及線路承受更大運輸壓力，因此應協(xié)調好既有車站之間的點線能力與跨線列車下線運行區(qū)段的能力。對于有客運專線引入的既有車站性質逐漸由客運轉為貨運及辦理少量旅客列車接發(fā)工作，車站的相關配套設施也相應發(fā)生改變;既有線路上既跑重載貨物列車，又跑高速旅客列車，則應提高線路的曲線半徑，并保證其與曲線超高同時照顧客貨列車;應改善軌道結構、更換機型加大牽引定數(shù)和速度、改進信號系統(tǒng)、提高列車控制的自動化水平，同時在對以上內容進行改造和完善時，應與樞紐、編組站接發(fā)和改編、地方車站的卸裝車能力、機車車輛檢修能力等進行系統(tǒng)協(xié)調。

3.2.2 調度工作的協(xié)調

客運專線引入既有樞紐(車站)，最好采取單獨設置客運專線車站，通過聯(lián)絡線方式與既有線連接，在新舊線結合部設置點式應答器，實現(xiàn)列車控制方式的自動轉換［4］。與設高速車場和設高速列車固定股道這兩種方式相比，更能保證高速鐵路調度系統(tǒng)與既有線調度系統(tǒng)的銜接。兩套各自獨立但相互聯(lián)系的系統(tǒng)應做到權限劃分明確、單一指揮的原則，高速鐵路調度系統(tǒng)管理與高速列車徑路相關的部分，既有線調度系統(tǒng)管理其余部分?？缇€列車上、下高速線的進路采取接車方控制的原則，比如上高速線，則有高速鐵路調度管理系統(tǒng)控制，下高速線由既有線調度系統(tǒng)控制，使得列車調度具有連貫性，保證行車安全。

此外還應包括考慮跨線時間、位置和下線距離、運輸通道的分工、運輸計劃的協(xié)同優(yōu)化編制、動車組的運用維修、列車開行方案設計等內容需做進一步優(yōu)化。

3.3 控制列車運行種類，合理確定規(guī)格化周期

列車運行種類超過兩種，將使鋪畫難度增大。在客運專線運營初期，由于跨線列車多，使得運行線上的列車種類增多，增加了高等級列車越行低等級列車的機率，極大的增大了規(guī)格化列車運行圖鋪畫難度。若在原有的運行線上投入新的、速度不同的動車組，可充分利用天窗前后三角區(qū)，將其只運用于最早的一班車，減少對其他列車周期運行的影響。

規(guī)格化運行圖周期過短，難以形成適應不同種類列車運行順序和間隔的規(guī)律性布局要求;運行圖周期過長，則無法體現(xiàn)周期運行圖的特征。介于確定我國客運專線規(guī)格化運行圖周期的主要影響因素有:高速動車組數(shù)量、中速機車的最小折返時間;不同等級列車、長短途列車的不同鋪畫順序;列車自動化控制水平;各站的服務頻率;客運專線與飛機競爭的旅行時間等。借鑒日本新干線的周期化運行圖編制，我國客運專線的規(guī)格化運行圖周期可粗略定為1～2 h，具體周期值，應考慮不同區(qū)段長度及上述影響因素制定。

3.4 優(yōu)化動車組運用

由于在客運專線運營初期，動車組數(shù)量有限，動車組與列車間不是一一映射的關系，優(yōu)化目標為減少列車接續(xù)時間，使得完成的運行線最多。此時的約束條件除動車組的數(shù)量、列車運行的最小接續(xù)時間、動車組一級檢修周期等外，還增加了運行圖周期的限制，因此編制規(guī)格化運行圖難度較大，若將動車組運用計劃與列車開行方案、列車運行圖相結合，能提高動車組的利用效率。但這要求運行圖在一定范圍內可調，以實現(xiàn)動車組運用和運行圖的協(xié)調優(yōu)化。

4 結束語

隨著我國客運專線網的建設，編制適合我國國情、路情的高質量規(guī)格化運行圖以適應客運專線運營需要尤為重要。采取局部集中－均衡鋪畫的方式，實現(xiàn)規(guī)格化運行圖過渡;協(xié)調好客運專線與既有線間的點線能力與調度工作，保證列車安全高速行駛;改造既有線的線路標準、軌道結構、車站能力、機車車輛和信號等，協(xié)調好“快速”與“重載”的關系;控制列車運行種類，充分利用天窗前后三角區(qū)，降低運行線的鋪畫難度;將動車組運用計劃與列車開行方案、列車運行圖相結合，實現(xiàn)動車組與運行圖的優(yōu)化。

［1］聶磊．高速鐵路列車運行調整優(yōu)化理論與方法［D］．北京:北方交通大學，1999:18－33

［2］汪波．基于周期化運行的軌道交通列車開行方案和運行圖研究［D］．北京:北方交通大學，2007

［3］韓延慧，聶磊，劉鋼．高速鐵路合并式列車開行方案分析與設計［J］．鐵道運輸與經濟，2001(10):30－33

［4］禹志陽．跨線運輸銜接站站場設置與通過能力影響分析［C］∥快速提升鐵路建設與裝備現(xiàn)代化技術促進鐵路跨越發(fā)展．中國科協(xié)第五屆青年學術年會第九分會場論文集，2004