客运专线规格化运行图的优化思考

胡晓丹

(西南交通大学交通运输学院，四川成都610031)

客运专线规格化运行图将一天24 h等分为若干个时间段，每一个时间段为一个周期，每个周期中运行的列车种类和行车方式基本相同，具有规律性强、方便旅客、柔性大、运用灵活等特点。由于我国客运专线点多、线长、涉及面广、中长途列车密度大、跨线列车多，因此，针对我国客运专线规格化运行图的特点和面临的问题，进行规格化运行图的优化设计具有重要意义。

1 客运专线规格化运行图的特点

客运专线与既有铁路运行图相比，客运专线规格化运行图具有如下特点:

(1)规律性强，极大方便旅客出行。规格化运行图停车方案以及沿途各车站的到达、出发时刻在每一时段内固定，方便了旅客记忆，同时也改善了售票方式及车站服务方式，提高了铁路运输在客运市场上的竞争力。

(2)柔性大、运用灵活。在基于规格化运行图的运输组织模式下，可以根据旅客出行特点，在基本运行图上高峰时段满负荷行车，非高峰时段抽线行车，余下的运行线作为备用线使用，为晚点列车提供很多选择机会，使运行图具有较大的柔性。

(3)动车组运用周期性强、运用率高。动车组造价高、数量有限，在编制客运专线列车运行图时除了以列车开行方案为基础外，还要充分考虑动车组的运用。铺画规格化运行图，能最大限度的利用动车组，其运用具有明显的周期性，能较好地解决维修基地零部件配置及乘务员配备等一系列问题［1］。

(4)各类列车运行速度差小。规格化运行图中列车种类最好小于两种，且各类列车间的速度差较小，低等级列车在车站待避高等级列车数的机会小，最多不超过2列。

(5)自动化水平高。规格化运行图有利于针对旅客出行特点，结合各种条件，方便计算机自动编制列车运行图。同时有利于提高列车的自动化控制水平及列车运行质量，保证列车有序运行。

2 客运专线采用规格化运行图面临的问题

我国客运专线由于路网规模大、交通枢纽较多、车站间距较大;较国外相比，中长途列车密度大、OD列车对数较多、列车等级多，使得我国客运专线采用规格化运行图主要面临如下问题:

(1)我国客运专线采用总体规划、分期建设的实施方式，在客运专线运营初期，将长时间存在高中速列车在高速线混跑的特点，“高、中混行”运营模式下的列车运行图结构对运行图鲁棒性的影响较大［2］，由非周期运行图向周期运行图转变难度较大，过渡期的运行图铺画尤为重要。

(2)由于客货共线，既要高速又要重载，还要加大行车密度，技术上是很难做到，高速和重载对线路基础的技术要求不尽相同。在客运专线运营初期，客运专线引入既有车站、跨线列车的运行，存在客运专线与既有线运输组织的协调问题。

(3)我国高速铁路运行图所铺画的线路比较长，甚至超过1 000 km，而每一个周期具体安排的列车数有限，使得长途旅客列车周期化运行的可行方案有限。因此，找出规格化运行图的影响因素，确定规格化运行图周期范围非常重要。

(4)在客运专线运营初期，动车组数量有限，在给定的规格化运行图中，如何合理优化动车组运用，使得所有列车在站接续停留时间最小，即动车组总周转停留时间最小值得研究。

3 优化规格化运行图的优化措施

3.1 采取局部集中－均衡铺画方式，实现规格化运行图过渡

在客运专线运营初期，采用非周期性运行图与周期性运行图相结合的方式。在运行图铺画中，采用合并式列车开行方案，能在一定程度上把一些短运程列车合并为中、长运程列车，以减少列车开行对数、运程差别［3］，搭建以“同种列车局部集中，不同列车均衡铺画”的运行图编制框架，根据相邻既有线和路网客运站能力，适当预留一定数量的备用运行线。

3.2 充分考虑客运专线与既有线的协调

在客运专线建成初期的运输能力相对旅客需求而言应该是富裕的，因此，列车运行图应充分考虑客运专线与既有线的衔接以及调度系统协调等问题，主要有以下几个方面:

3.2.1 系统能力的优化协调

为实现客货运输的通畅、快捷，更有效的利用线路能力和运输资源，需处理好客运专线车站及OD点平行线路系统内部的能力关系。客运专线开行旅客列车以承担通道内的大部分客流，但在客运专线运营初期，大量跨线车流下到既有线，使得部分原本紧张的车站及线路承受更大运输压力，因此应协调好既有车站之间的点线能力与跨线列车下线运行区段的能力。对于有客运专线引入的既有车站性质逐渐由客运转为货运及办理少量旅客列车接发工作，车站的相关配套设施也相应发生改变;既有线路上既跑重载货物列车，又跑高速旅客列车，则应提高线路的曲线半径，并保证其与曲线超高同时照顾客货列车;应改善轨道结构、更换机型加大牵引定数和速度、改进信号系统、提高列车控制的自动化水平，同时在对以上内容进行改造和完善时，应与枢纽、编组站接发和改编、地方车站的卸装车能力、机车车辆检修能力等进行系统协调。

3.2.2 调度工作的协调

客运专线引入既有枢纽(车站)，最好采取单独设置客运专线车站，通过联络线方式与既有线连接，在新旧线结合部设置点式应答器，实现列车控制方式的自动转换［4］。与设高速车场和设高速列车固定股道这两种方式相比，更能保证高速铁路调度系统与既有线调度系统的衔接。两套各自独立但相互联系的系统应做到权限划分明确、单一指挥的原则，高速铁路调度系统管理与高速列车径路相关的部分，既有线调度系统管理其余部分。跨线列车上、下高速线的进路采取接车方控制的原则，比如上高速线，则有高速铁路调度管理系统控制，下高速线由既有线调度系统控制，使得列车调度具有连贯性，保证行车安全。

此外还应包括考虑跨线时间、位置和下线距离、运输通道的分工、运输计划的协同优化编制、动车组的运用维修、列车开行方案设计等内容需做进一步优化。

3.3 控制列车运行种类，合理确定规格化周期

列车运行种类超过两种，将使铺画难度增大。在客运专线运营初期，由于跨线列车多，使得运行线上的列车种类增多，增加了高等级列车越行低等级列车的机率，极大的增大了规格化列车运行图铺画难度。若在原有的运行线上投入新的、速度不同的动车组，可充分利用天窗前后三角区，将其只运用于最早的一班车，减少对其他列车周期运行的影响。

规格化运行图周期过短，难以形成适应不同种类列车运行顺序和间隔的规律性布局要求;运行图周期过长，则无法体现周期运行图的特征。介于确定我国客运专线规格化运行图周期的主要影响因素有:高速动车组数量、中速机车的最小折返时间;不同等级列车、长短途列车的不同铺画顺序;列车自动化控制水平;各站的服务频率;客运专线与飞机竞争的旅行时间等。借鉴日本新干线的周期化运行图编制，我国客运专线的规格化运行图周期可粗略定为1～2 h，具体周期值，应考虑不同区段长度及上述影响因素制定。

3.4 优化动车组运用

由于在客运专线运营初期，动车组数量有限，动车组与列车间不是一一映射的关系，优化目标为减少列车接续时间，使得完成的运行线最多。此时的约束条件除动车组的数量、列车运行的最小接续时间、动车组一级检修周期等外，还增加了运行图周期的限制，因此编制规格化运行图难度较大，若将动车组运用计划与列车开行方案、列车运行图相结合，能提高动车组的利用效率。但这要求运行图在一定范围内可调，以实现动车组运用和运行图的协调优化。

4 结束语

随着我国客运专线网的建设，编制适合我国国情、路情的高质量规格化运行图以适应客运专线运营需要尤为重要。采取局部集中－均衡铺画的方式，实现规格化运行图过渡;协调好客运专线与既有线间的点线能力与调度工作，保证列车安全高速行驶;改造既有线的线路标准、轨道结构、车站能力、机车车辆和信号等，协调好“快速”与“重载”的关系;控制列车运行种类，充分利用天窗前后三角区，降低运行线的铺画难度;将动车组运用计划与列车开行方案、列车运行图相结合，实现动车组与运行图的优化。

［1］聂磊．高速铁路列车运行调整优化理论与方法［D］．北京:北方交通大学，1999:18－33

［2］汪波．基于周期化运行的轨道交通列车开行方案和运行图研究［D］．北京:北方交通大学，2007

［3］韩延慧，聂磊，刘钢．高速铁路合并式列车开行方案分析与设计［J］．铁道运输与经济，2001(10):30－33

［4］禹志阳．跨线运输衔接站站场设置与通过能力影响分析［C］∥快速提升铁路建设与装备现代化技术促进铁路跨越发展．中国科协第五届青年学术年会第九分会场论文集，2004