武广客运专线列车运行图编制方法探讨

王 华

（广州铁路(集团)公司 运输处，广东 广州 510088）

编制广、列制车约运因行素图多是、一技项术复难杂度的高系，统是工一程项，与其铁涉路及技面术设备运用、生产力布局、工作量调整有关的复杂而细致的工作。客运专线与既有线在技术条件、设备类型、行车组织、输送模式、运营管理等方面存在很大的差异，其列车运行图的编制也具有很多特殊性。因此，研究武广客运专线列车运行图的编制方法，对科学合理地运用动车组，满足旅客运输需求，保证行车安全，提高运输能力和运营效益具有重要意义。

1 武广客运专线概况及客流特性

武广客运专线全长1 068 km，横跨鄂、湘、粤 3 省，与既有京广线平行，途经武汉、长沙、广州 3个省会城市，咸宁、岳阳、株洲、衡阳、郴州、韶关 6 个地级市。武广客运专线全程设有18个车站，其中客运营业站 15个，会让站 3 个；设武汉、广州两个动车基地，武汉、长沙南、广州南 3 个动车运用所(动车所)；在武汉、株洲西、广州北、衡阳东 (预留) 可实现跨线运输。

武广客运专线的客流吸引区人口达 2.2亿人，结合既有线客流分析、吸引区客流调查、试运营客流情况等的综合分析，其客流主要呈现以下特性。

（1）客流成分平时以商务、公务、旅游流为主，节假日以探亲、务工、学生、旅游流为主。

（2）直通客流比例小(约占全线旅客输送量的18%)，区段客流比例大。

（3）日高峰客流时段为 9:00—11:00、15:00—18:00，非高峰时段客流相对稳定。

（4）节假日客流大，特别是春运和黄金周高峰期的客流较大。

2 列车运行图的主要技术标准

（1）武广客运专线运营时间为 6:00—24:00，夜间0:00—6:00安排线路综合维修、检查作业，综合维修天窗采用 240 min(0:00—4:00) 垂直矩形天窗。

（2）武广客运专线为双线自动闭塞，线路允许速度和动车组最高运行速度为350 km/h，列车追踪运行间隔时间T追＝3 min。

（3）武广客运专线采用两种动车组类型：CRH2C (配属武汉铁路局) 和CRH3C (配属广州铁路(集团)公司)。动车组每运行 4 000 km 或 48 h 须安排进行“1 级检修作业”。初期在配属单位的动车所或动车基地进行检修，后期待人员、工装设备配属到位后可实现异地检修。动车组终到后在站折返时间 t折≥20 min；入库检修作业时间 t检≥360 min。

（4）动车组的交路设置采取单组往返交路和两组或多组套跑交路 (每个交路担当动车组列车对数按照动车组 1 级检修作业技术要求和运行图编制需要确定)。

（5）运行图标尺及列车起停车附加时间标准按照牵引计算和运行试验确定。武广客运专线规定动车组全程 (上下行) 运行标尺 t标＝183 min；起停车附加时间：武汉和广州南站起车附加 t起＝2 min，停车附加 t停＝3 min (其他中间站相同)。

（6）列车停站时间标准 t停站：岳阳东、长沙南、衡阳东站为 2 min，其他中间站均为 1 min。

3 列车开行方案设计

3.1 动车组列车的有效开行时段

由于武广客运专线初期暂不考虑跨线运输，因此该线路的列车运营环境是一个相对封闭的循环交路系统。按照有关规定，武汉—广州南动车组列车的全程运行时间不超过 4 h。按照线路合理的始发终到时间范围 6:00—24:00计算，动车组列车的有效开行时间段：武汉—广州南为 6:00—20:00；长沙南—广州南为 6:00—21:00。考虑到运营初期的客流适应性和交通配套实施等情况，动车组列车的有效开行时段为武汉—广州南 7:00—20:00；长沙南—广州南 7:00—21:00。

3.2 动车组列车开行方案设计

（1）根据动车组运用组数、交路设置、客流分布和检修条件，确定动车组列车开行对数。为适应高峰期客流需求和保证运行图的稳定性，在动车组运用数量确定的前提下，以正常客流为基数，向上波动30%～50%确定列车开行对数。在执行列车运行图时，将满足正常客流运输需要定为基本运行图列车对数，其他列车运行线作为备用线，分别按照周末、小长假、黄金周等安排为分号列车运行图，由调度根据客流情况在日班计划中选择开行。

（2）根据客流密度、各站乘降旅客数量，确定动车组列车停站方案。停站方案既要适应客流需求，又要保证动车组列车的高速特性。每列动车组列车的停站次数要根据开行密度确定。为方便旅客出行，列车停站间隔时间如果按照省会城市所在站10～20 min、地级市所在站 50～60 min、县级市所在站 70～90 min安排，则建议当列车日开行对数在35对以下时，每一动车组列车的途中停站次数不超过6次；在35～50对时，每一动车组列车的途中停站次数不超过5次；在50对以上时，每一动车组列车的途中停站次数不超过 4 次。

（3）列车开行间隔充分体现客流的日间波动特性。在6:00—8:00、12:00—14:00、18:00—21:00的平峰时段，列车间隔时间按照 20～30 min 控制；在8:00—12:00、14:00—18:00 的高峰和过度时段，列车间隔时间按照10～20 min 控制。在早上和傍晚增加城际间列车开行，减少直通列车开行；在客流高峰时段增加直通列车开行，减少城际间列车开行。

（4）鉴于武汉—广州直通客流所占比例不大，建议少开行直达动车组列车。为适应直达客流运输需要，可考虑开行仅在长沙南站停站的直达动车组列车。

3.3 确定列车开行对数

动车组的运用效率主要受运用方式和运行图编制质量的影响。在规定的检修和运用方式条件下，可以计算出给定动车组数量的列车最大开行对数。武广客运专线上下行的各项技术标准时间相同，因此对于某一固定交路的动车组运用，其往返一次的运行时间 T 为：

在固定交路内，记第 i 动车组每日可以担当开行列车的数量为Ni(i＝1，2，…，i为担当运营的动车组序号)，其应等于动车组 i 每日上线时间Ti与平均往返时间比值的 2 倍：Ni＝2Ti/ T。

动车组 i 每日上线时间 Ti应该等于每日运营时间18 h与t间(动车组 i 担当运营的每日首列列车的始发时刻与 6:00 的间隔) 之差：

一般 Ni取值应为整数，则有：

当 Ni为单数时，需使用两组动车组套跑运用。在不能异地检修条件下，套跑交路需考虑动车组运行 4 000 km 或 48 h 后安排入配属所检修。按照有关规定，入配属所检修时间从动车组到达配属所所在车站时起至动车组从配属所所在车站开车时止不少于 6 h。对Ni进行调整：

因此，有：

根据动车运用组数，通过上述计算可确定运行图中可能开行的最大列车对数N：

4 列车运行图编制方法

4.1 编制准备

（1）为提高动车组使用效率，充分利用设备能力，列车运行图应采取统一方式进行编制。

（2）建立武广客运专线的专用数据库，完成计算机编制运行图的基础数据和相关数据准备。

（3）对运用动车组按照不同种类编号，如 CRH2C 动车组编为 D201、D202、D203…，CRH3C 动车组编为 D301、D302、D303…。

（4）列车车次编辑。为方便对开行方案的优化调整和对不同类型动车组担当开行的列车车次、交路等的记忆，在按照铁道部规定的车次范围和顺序编排车次的基础上，在车次号后增加辅助记忆号码，以明确交路顺序。例如， D201 动车组担当开行 G1001—G1030—G1011—G1044 次列车，在计算机内勾画动车组交路时将其改变为：G10011—G10302—G10113—G10444次，但在运行图文件中并不显示辅助记忆号码。

4.2 运行图编制步骤

（1）根据确定的列车开行方案，按照动车组交路接续，依次顺序铺画基本图列车运行线和确认列车运行线；在目前没有生产专用确认列车的条件下，确认列车使用运用动车组担当，可与基本图的动车组列车套跑。确认列车既可按照武汉—长沙南、长沙南—广州南分区段铺画，也可按照武汉—广州南全程铺画。

（2）铺画运行线完毕后，顺序调整列车开行间隔和交路，优化开行方案，并预留备用线铺画位置。

（3）优化列车停站，保证停站相对均衡。

（4）按照客流规律，在客流高峰时段铺画备用线，并系统优化、调整动车组列车开行方案。

（5）铺画动车组进出段运行线。

（6）按照“五固定”原则安排各客运站到发线使用方案。

（7）利用计算机对运行图进行全面技术检查和校正，重点检查延续进路条件下列车到发和发到间隔，以及大站接发车进路交叉影响情况。

（8）编辑并生成运行图时刻表。

5 列车运行图评价

对列车运行图的质量或效果进行评价，可以采用多种评价方法，一般总体思路是遵循建立评价指标体系、对指标进行标定、对结果评判 3 个步骤进行。

5.1 评价指标体系的建立

列车运行图的评价指标体系通常分为静态指标和动态指标两大部分。其中，静态指标可以通过列车运行图直接计算得到；动态指标是指描述列车延误、晚点传播、恢复正点等方面的指标[1]，一般通过模拟实验获取。武广客运专线运营初期由于列车密度不大、线路条件好、运输质量较高，列车运行图的实施效果对动态指标的依赖性不大。因此，对列车运行图的质量评价可以集中在静态指标方面。运行图的具体评价指标如下。

（1）动车组运用：CRH2C、CRH3C 型动车组日车公里 (O1)；全部动车组日车公里 (O2)；动车组运用数量 (O3)；动车组日均周转次数 (O4)。

（2）列车速度：列车平均技术速度 (O5)；列车速度系数 (O6)。

（3）列车开行方案：列车日间分布均衡性(O7)；停站方案均衡性 (O8)；断面客流适应性(O9)。

评价指标共有 9 项，其中指标 O1～O6可以从运行图中计算得出；指标 O7～O9可以按以下方法计算：

5.2 评价方法及步骤

由专家对待评价的运行图进行指标计算和打分，最终形成评价结果，具体评价方法及步骤如下[2]。

（1）确定评价运行图集合p ={pi}和评价专家集E={Ej}。

（2）各专家分别对评价对象的各项指标进行评价，得到评价矩阵A={Ai}j×k。

（3）按满意度公式进行无量纲化处理，得到矩阵B={Bi}j×k。

（4）确定诸专家的权威值H = (hi,…,hj)。

（5）对矩阵Bi进行加权合成，得到矩阵Ci=（c1,…,ck)(Ci=H × Bi)，以及C ={Ci}。

（6）确定各评价指标的权重系数向量W = (W1,…,Wk)。

（7）计算评价对象P的总评价值D = W × CT= (d1,…,di)。

（8）输出评价结果D = (d1,…,di)。

如果只对一张列车运行图进行，按照上述步骤最终输出的评价结果为：D＝d1。对其的评价可以按照d1的取值及其落入评判区间的位置来确定，如图1所示[1]。

当评价结果 d1≤Da时，决策者完全满意 (满意程度为 1)；当评价结果 d1≥Db时，决策者不满意(满意程度为 0)；当 Da＜d1＜Db时，决策者满意程度在 (0,1) 之间。而 Da和 Db可以根据相关指标因素，由专家和决策者在分析以往列车运行图的基础上确定。依据评价结果 d1落入区间 (0，1) 的位置，给出该运行图的最终评判结果 (满意，较满意，不满意)。

6 实例分析

武广客运专线二阶段运行图于2010年1月30日实施，在考虑现有技术设备和运输资源的基础上，编制了列车运行图方案，如图2 所示。在该运行图中，图定旅客列车 33 对，其中武汉—广州南 29 对(22 对重联，7 对单组)，长沙南—广州南 4 对 (1对重联，3 对单组)；共使用 CRH2-300 型动车组 23 组 (定员 610 人)，其中运用19 组、热备1组、检备 3 组，CRH3 型 27 组 (定员 556 人)，其中运用 22 组、热备 2 组、检备 3 组。

根据编制的运行图及一段时间内的实际运营情况，可以统计出各站列车停站次数和日均发送、到达旅客人数(非春运高峰期)，如表1所示。在实际运营中，线路最大客流断面为广州南—广州北，平均客座利用率约为75%，最大客座利用率在95%以上，最小客座利用率约为50%。利用以上统计数据，结合武广客运专线日间实际客流波动情况，计算得到运行图各评价指标的数值，如表2 所示。

表1 武广客运专线3月份各站日均列车停站次数及到发旅客数量

表2 武广客运专线二阶段运行图评价指标

运用上述评价方法，首先通过专家系统确定出评价满意度的阈值：Da＝0.25，Db＝1。然后按照评价步骤对运行图进行评价，最终得到d1＝(1－0.86)=0.14，即评价结果为完全满意。

[1]彭其渊，闫海峰，石子明. 计算机编制列车运行图的理论与方法[M]. 成都：西南交通大学出版社，2004.