铁路运输能力研究综述

崔艳萍，肖 睿

CUI Yan-ping1, XIAO Rui2

（1.国家铁路局市场监测评价中心，北京100844；2.中国铁路总公司运输局，北京100844）

(1.Market Supervision and Evaluation Center， National Railway Administration， Beijing 100844， China；2.Transportation Bureau， China Railway， Beijing 100844， China)

铁路运输能力研究综述

崔艳萍1，肖 睿2

CUI Yan-ping1, XIAO Rui2

（1.国家铁路局市场监测评价中心，北京100844；2.中国铁路总公司运输局，北京100844）

(1.Market Supervision and Evaluation Center， National Railway Administration， Beijing 100844， China；2.Transportation Bureau， China Railway， Beijing 100844， China)

基于对区段通过能力、车站能力、枢纽通过能力、输送能力、路网运输能力等研究范畴的含义、分类和代表性研究方向，分析目前铁路运输能力研究存在的不足，即测算方法和参数、区段通过能力计算方法、缓冲时间分配方式等问题还需要进一步深入研究，新常态条件下铁路运输能力研究面临挑战。在此基础上，提出铁路运输能力需要重点研究的方向，主要包括运输能力的表示方法、不同线路特征和客货运需求下的运输能力计算方法、运行图弹性、扣除系数的细化取值、输送能力的计算参数标定。

运输能力；通过能力；输送能力；扣除系数法

运输能力是轨道交通系统最重要的参数，对运输能力的计算和评价是铁路运输规划与管理工作的重要基础。研究铁路运输能力，有助于铁路规划部门从宏观上评价运输线路，从而制订新建或改扩建方案；有助于运输管理部门根据线路能力的利用情况，调整车流径路，优化车流组织方案。运输能力一直是铁路运输组织研究的核心问题，涉及区间通过能力、车站通过能力、枢纽通过能力、路网运输能力等各种概念，以及高速铁路、重载铁路、单线铁路、城际铁路等各类研究对象。因此，通过分析运输能力的研究现状，并结合目前铁路运输市场的形势变化和运输组织新特点预判铁路运输能力的研究方向，将有助于运输能力的研究成果为运输生产提供服务。

1 铁路运输能力的研究范畴

铁路运输能力一般采用通过能力和输送能力衡量，通过能力包括线能力和点能力。线能力主要通过区段表现，因而一般意义上的线路通过能力即指区段通过能力；点能力又可以分为单个车站的能力和整体的枢纽通过能力。铁路运输的最终目的是保证旅客和货物位移的实现，因而考虑客货流特征的输送能力能够更为直观地揭示出线路的建设和运营效果。由于客货运输需求包括流量、流向、流程、流时和流速 5 个要素[1]，一些学者将运行距离作为考虑因素完善了运输能力的概念[2-4]。运输能力计算方法重点研究领域如表1 所示。

2 铁路运输能力研究不足

2.1 采用的测算方法和参数有待改进

我国铁路在新线设计、运力安排和调整、运营统计分析时均需要计算运输能力，采用通过能力和输送能力 2 个指标。通过能力侧重反映理论上的线路行车能力，输送能力是在通过能力计算结果上再综合考虑活动设备 ( 载运工具 ) 和铁路员工配备情况时可以实现的能力。

表1 运输能力计算方法重点研究领域

铁路通过能力的计算方法 ( 尤其是客货混行线路 ) 目前仍然沿用《 铁路区间通过能力计算办法 》( 1984年铁运字 664 号 )，在铁运函 ( 1990 ) 286 号“关于部分修改《 铁路区间通过能力计算办法 》的通知”中对部分参数重新进行了规定，铁路输送能力的计算方法和过程采用原铁道部计划司在 1995年下发的指导意见中的规定。其中，通过能力根据理论计算和实际利用的差异又可以分为计算通过能力和使用通过能力，计算通过能力采用扣除系数法进行计算；使用通过能力是计算通过能力乘以货物列车能力利用系数 ( 设备故障、列车运行时分偏离及运输不平衡等条件下对通过能力的修正值，单线取 0.85，双线取 0.90 ) 所得。线路输送能力是在计算通过能力基础上考虑行车量波动系数、能力利用系数、货物列车牵引质量、货物列车载重系数、货物列车满轴系数等因素后所得的结果。使用这些方法计算运输能力简便易行，但仍然存在以下问题。

（1）扣除系数表的取值已经不能满足目前铁路运输组织方式的变化。原有扣除系数法的计算前提是货物列车数量占绝对优势，从目前情况看，旅客列车数量明显增多，部分区段旅客列车比例已经超过 50%；另外，追踪列车间隔时间缩短和信号显示制式的改变、客货列车速度和种类的变化、列车区间运行时分差的变化、列车连发比例增大等因素的影响，都造成现行扣除系数表难以满足通过能力计算的要求。

（2）波动系数、满轴系数、载重系数等参数选取不合理，各铁路局、各条线路的差异很大，客运和货运市场的差异也很大，在公式中统一规定一个数值会使最终的能力计算结果产生很大误差。

（3）铁路运输各环节的组织形式逐步趋于多样化，如在运行图中一个区段在不同区间可能包括多种牵引定数，而能力计算规则中只能使用单一的牵引定数值，在多牵引定数的条件下如何计算仍然没有理论依据，目前只是采取一些经验方法。

（4）图解法和分析法得到的通过能力存在不一致，实践中常采用图解法确定通过能力 ( 即图定能力 )，图解法得到的能力是编图人员根据运行图参数铺画出的最大列车对数，除考虑铁路设备设施外，还考虑客货运需求的流向、流时和车站能力等因素，能够精确反映各区段的通过能力，而采用分析法计算的通过能力值往往大于图定能力。

2.2 区段通过能力计算方法需要改善

运输能力的概念中最为重要的是区段通过能力，除采取通用的扣除系数法计算通过能力以外，目前比较流行的计算区间通过能力的方法还有平均最小列车间隔法和直接计算法。这 3 种方法仍然处于研究阶段，不能像图解法一样计算得出与实际能力较为接近的结果。

（1）扣除系数法。扣除系数法的基本原理是选择一种列车作为基础列车，以这种列车占用区间的能力作为标准，再确定其他列车与标准列车在能力占用上的比值关系，从而将不同列车的能力占用情况统一为标准列车的数量，即通过能力的理论计算值。在运输组织模式的演进过程中，学术界对扣除系数法也进行了大量改进。目前较为成熟的扣除系数法是在对大量实际区段进行资料统计和图解分析基础上，先分析扣除系数的影响因素，得到在不同追踪列车间隔时间条件下的单列旅客列车扣除系数，再计算受旅客列车数量影响的多列旅客列车扣除系数[27]。

（2）平均最小列车间隔法。依据列车进入晚点概率、晚点列车平均进入晚点时间和列车种类别平均最小列车间隔时间的取值，按照给定的列车后效晚点时间允许总值等条件计算区间通过能力，其特点是不预先确定标准列车，而是考虑各种列车相互配置的所有组合后再进行综合计算[27]。

（3）直接计算法。按照能力共享时间和空间的原则，依据固定运行图结构下的列车排列组合方式得出对应的不同列车组单元占用运行图的最小列车间隔时间计算公式，再综合推演出列车不同组合的平均最小间隔时间，最后利用平行运行图通过能力计算公式求算出通过能力值。该方法研究的关键在于刻画列车运行图的整体结构，在从横向 ( 列车种类、数量及按照时间顺序组合成的不同列车比例 ) 和纵向 ( 不同列车速度和车站分布条件下，每种排列方式的列车间隔时间 ) 2 个维度上进行分析研究后，建立合理、直观的通过能力计算方法[27]。

以上 3 种方法均基于列车运行图的时间和空间共享原则，结合列车运行图整体结构和横向、纵向的分布特征，在计算过程中考虑了运输组织模式、列车种类、列车速度、停站次数和停站时间、运行图铺画方式、站间距、天窗设置方式等设备和运营因素，计算原理基本相同。但是，3 种方法又各有特点。首先，最大不同之处在于选定的计算基础不同，扣除系数法先选定作为基准的列车，平均最小列车间隔法和直接计算法则是分别以运行列车组和列车组单元为计算单位；其次，扣除系数法以基准列车为框架，在对大量实际区段的资料统计和图解基础上试图得到通用性的结论，平均最小列车间隔法和直接计算法没有通用的公式或计算表，不同线路和区段的计算过程较为复杂和繁琐。

2.3 缓冲时间分配方式仍然需要深入研究

实用通过能力、有效通过能力等概念是在考虑服务水平的基础上对理论通过能力进行修正。在平均最小列车间隔法计算通过能力的方法以及国际铁路联盟 ( UIC ) 的 UIC 406 能力手册中也明确提出在运行图上预留缓冲时间以保证高质量的列车服务，因而理论研究中将缓冲时间作为表征服务水平的一项指标，一直以来都是列车运行图和通过能力研究领域的热点。

缓冲时间可以设在线路或车站作业时间中，分为区间运行缓冲时间和在站作业缓冲时间 2 种，缓冲时间的主要研究重点是缓冲时间的大小和分布位置。UIC 建议的区间运行缓冲时间设置方法为：缓冲时间需要同时考虑运行距离和运行图标尺，与距离相关的缓冲时间为机车牵引的旅客列车每100km 设置 1.5min，动车组旅客列车每 100km 设置 1min；与运行时间相关的缓冲时间设置在运行图最小标尺的 3% ( 慢车 ) 到 7% ( 快车 ) 之间，在某些情况下，依赖于运行时间的缓冲时间也可以由附加的根据距离确定的缓冲时间所代替。例如，荷兰铁路这种缓冲时间近似取运行图最小标尺的 7%；瑞典铁路缓冲时间包括 3 部分：针对运行时间的缓冲时间 ( 旅客列车为运行时间的 7%，货物列车为运行时间的 11% )、特殊的附加运营缓冲时间 ( 如客流量大、使用频率较高的节点 )，以及每运行 30min 增加 1min 的缓冲时间[15]。在特殊情况下，当遇有较多旅客的列车、运行线关键节点、长线、使用强度大的固定设施、高峰时段、干扰较多时，为列车运行图分配较多的缓冲时间。

为方便列车运行调整，我国铁路在历次运行图调整时已经为运行图预留了缓冲时间，然而高速铁路和既有线分配缓冲时间的方式不同。既有线并没有明确定义缓冲时间，但铺画运行图时采用区间撒点方式已经将缓冲时间包含在运行时间和运行间隔中；高速铁路对列车运行速度的要求高，运行图严格按照时间标尺和运行图参数铺画，冗余时间较少。由于我国铁路的列车正点率、晚点赔付等缓冲时间的研究前提还未明确，因而学术界对缓冲时间尚未提出确定数值。

3 铁路运输能力的研究方向

3.1 铁路运输能力研究的新要求

近年来，我国经济发展进入新常态，经济增速从高速增长转向中高速增长，经济发展动力从传统增长点转向新的增长点，社会运输需求的规模和结构发生了重大变化，新的运输市场格局正在加快形成，各种交通运输方式的竞争更加激烈。为此，铁路客货运输组织模式也需要实现根本性转变，以适应经济发展和现代物流发展需要，新常态下运输能力研究面临挑战。

（1）铁路运输需求的布局和规模变化导致运输组织模式逐步发生变化。我国铁路一直采用能力紧缺情况下的传统组织型运输组织模式，实行分散装卸车、集中编组的基本车流组织方法，各类型车站严格分工的站站推车流组织方式，与之相对应，原有的计算通过能力方法是以各设备能力得到最充分的利用为前提。目前在运输需求低迷的情况下，运输市场向买方市场转变，货主对快捷性的需求较为迫切，因而以直达运输为特征的规划型运输组织模式逐步形成，运行图铺画也从“能力图”变为与市场匹配的“需求图”，在采用图解法铺画运行线阶段不会铺画始发终到运输需求不足的运行线，规划型运输组织模式下通过能力的测算方法应尽快适应市场运输需求变化。

（2）班列化货运产品使运行图铺画原则发生变化。在铁路以大宗货运为主的运输市场较为低迷的同时，全国快递运量却在以每年 50% 的增速上涨。为此，中国铁路总公司为满足客户需求开通了6 列直达特快电商班列，同时在全路开行大量货物快运列车。由于准时制等现代化的生产方式要求铁路货运产品应保证一定的运到时限和稳定性。因此，在大宗货物运输市场，班列化货运产品所占的比重将逐步加大，旅客列车、货物列车班列均应严格按图运行，而采用扣除系数法测算通过能力仍然需要深入研究其合理性和科学性。

（3）运输能力的时段性特征愈加明显。铁路客运市场的时段性特征比较显著。因此，运输能力应尽可能使列车的始发终到时刻在合理的时间域内。首先，旅客列车的运输能力应在宜于旅客出行和旅客列车始发终到的时段内进行计算，在这个合理到发时间域内，可以根据旅客出行时刻分为高峰时段能力和平缓时段能力，不同时段的能力相互间不能转移和替代。同样，针对零散“白货”市场的货运产品最终会根据货主对运到时限的需要分为当日达、次晨达、次日达等产品谱系，与供应链密切衔接的货运产品对于运行线和通过能力布局的要求将进一步提高。

3.2 铁路运输能力研究的重点方向

（1）研究运输能力的表示方法。运输能力的表示方法主要有 4 种：①区段内开行的列车对数或列数；②区段内的列车公里数；③客/货流区段的列数或对数；④区段内开行列车的旅客发送人/货物发送吨。目前的研究和实践中大多使用第①种表示方法，而在高速铁路、新建铁路、既有繁忙干线和重载铁路等采用固定天窗时间进行检修作业成为常态化之后，列车运行区段的长短对通过能力的影响较为明显。第②种表示方法尽管考虑列车开行距离对通过能力的影响，但直观性较差，对运行图铺画的指导意义不大，难以明确能力的供求关系。第③种表示方法以客/货流区段为单位，考虑到运行区段的影响，但不同始发终到条件组合后区段数量较多，计算过程十分复杂。第④种表示方法以发送人/发送吨为计算单位，缺点与第②种类似，计算结果不够简洁明了，对编制运行图的指导意义不大。因此，把握各类型线路的运输组织模式和客/货运需求特点，并兼顾列车运行距离，研究提出直观明了的运输能力表示方法，是研究运输能力时面临的首要课题。

（2）根据线路特征和客货运需求研究运输能力的计算方法。通过能力与客货运需求、设备设施和运输组织方式等因素有关，由于客货运需求不均衡性加强，铁路设备设施呈现多样化，运输组织趋于复杂化。因此，对运输能力的研究应区分不同类型线路、结合客货运需求分别确定研究方法，即运输能力应具有适应性。即使对于同一条线路，随着不同列车比例、运行图结构、设备设施改造升级等变化，运输能力也会发生变化，呈现出动态性。

（3）加强对运行图弹性的研究。客/货运市场细分的特征之一就是服务水平的差异。因此，在当前客货运产品逐步趋于谱系化的时期，对于运行图弹性的研究更为迫切。运行图弹性是一个主观概念，受到线路状况、设备水平、调度人员素质和运输组织模式等各种因素的影响，不同线路甚至相同线路在不同时期的运行图弹性也会不同，在保持基本框架的前提下如何确定不同类型线路的运行图弹性的主观裕量，也是运输能力研究中的重要问题。

（4）进一步细化扣除系数取值。由于目前铁路线路设计阶段和运行图编制时仍然采用扣除系数法计算通过能力。因此，在其他方法不能成熟应用于实际中时，对现有扣除系数法进行深化研究，尤其是细化扣除系数的取值是当前研究工作迫切需要解决的问题。扣除系数是列车速度等级、列车结构、站间距、车站间隔时间、车站起停车附加时分等参数的综合反映，现阶段与1990年编制扣除系数表时的参数取值环境条件相比已经发生了根本性变化，需要重新对铁路主要区段进行大范围的调查、统计和图解，细致分析影响扣除系数的时间和空间上的各项因素，在此基础上更新扣除系数计算表。

（5）重新测算输送能力的计算参数。对于测算输送能力的波动系数、满轴系数、载重系数等关键参数的选取，要重新制定合理的测算方法，区分不同区域货运量的波动差异，细化满轴系数和载重系数选取要求，比照其他类似区段完成情况，或者由中国铁路总公司统一研究制定并定期更新实用可行的数值，以保证计算的准确性。

4 结束语

运输能力是铁路运输组织学科的重要研究领域，与各条线路的设备设施、行车组织和运输需求密切相关，并需要理论研究和实际经验的充分结合，研究难度较大。尤其在我国经济发展进入新常态后，新的运输市场格局和竞争形势导致客货运输组织模式发生根本性转变，组织型运输组织模式逐步向规划型运输组织模式过渡，班列化运输产品数量越来越多，运输能力的时段性特征越来越明显，这些变化需要进一步深入研究运输能力兼顾运行距离和客货运需求的运输能力表示方法、不同线路特征运输能力的计算方法、客货运产品谱系化条件下运行图弹性的确定、大规模调查主要区段运行图参数后细化扣除系数取值等关键问题，为评价和制定运输组织方案提供科学依据。

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责任编辑：刘 新

西安铁路局：做强五大板块推进多元经营

2015年 5月 18日，西安铁路局召开专题会议，由主要领导宣讲解读中国铁路总公司资产经营开发工作会议精神，统一思想认识，不断优化调整产业格局和经营开发业务，以资产经营开发推进多元化经营战略深入实施。

对照盛光祖总经理重要讲话和 3 个兄弟铁路局的经验做法，西安铁路局以市场需求为导向，大力发展实体经济，重点围绕站区改造开发、物流配套、餐饮服务、土地开发、资产盘活、站车广告、互联网＋、房地产建设、专用线建设九大重点领域，制订全局资产经营开发工作规划，做强运贸物流、工程置业、工业设备、客运商旅和其他经营 5 大板块业务。

立足陕西独特的区位优势和资源优势，西安铁路局调整完善资产经营开发工作体系和运行机制，拓展大宗物资第三方物流，做强工程施工监理，开发房产地产租赁，发展站车商业、餐饮、广告、旅游等业务，推进经营模式和增长方式的转变。

稳步推进铁路土地综合开发，这个局目前重点做好西安站商业综合体、新筑铁路物流中心 2 个重大典型项目开发，做到高标准设计规划、高起点开发经营。他们主动协商合资铁路公司，加快推进新建高铁站周边及高架桥下闲置土地开发项目。

西安铁路局进一步巩固大宗物资商贸业务，与长期稳定用户合作经营，优化跨局合作项目，改进专用线委托管理模式，推进郑西高铁快递业务；加快推进与中国铁道科学研究院、铁道第三勘察设计研究院集团合作的 13 个产研合作项目，努力扩大工业产品的市场份额。

（摘自《人民铁道》报）

Study on Railway Transport Capacity

Based on the research concept, research category and typical research direction of sectional passing capacity, station capacity, passing capacity in hub, carrying capacity and transport capacity of railway network, this paper analyzes the deficiencies in current study of railway transport capacity, which means the problems in measuring methods and parameters, calculation method of sectional passing capacity and distribution way of buffer time need further studying, and puts forward the challenges faced by the study of railway transport capacity under new normal condition. Based on above, the paper also puts forward the direction of the study focus on railway transport capacity, mainly include notation of transport capacity, calculation method of transport capacity under different track characteristics and passenger & freight transport demand, flexibility of train operation diagram, refined value of deduction coefficient and calculation parameter calibration of carrying capacity.

Transport Capacity; Passing Capacity; Carrying Capacity; Deduction Coefficient

1003-1421(2015)06-0020-07

U292.5+4

A

2015-04-13

中国铁路总公司科技研究开发计划项目(2013X004-A-1)