基于列车时刻表的北京铁路枢纽列车衔接分析

万 波

WAN Bo

（中铁第一勘察设计院集团有限公司 线路运输处，陕西 西安 710043）

(Track and Transportation Department， China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Xi’an 710043， Shaanxi， China)

基于列车时刻表的北京铁路枢纽列车衔接分析

万 波

WAN Bo

（中铁第一勘察设计院集团有限公司 线路运输处，陕西 西安 710043）

(Track and Transportation Department， China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Xi’an 710043， Shaanxi， China)

北京铁路枢纽作为我国最大的铁路枢纽，也担当着重要的中转换乘角色。为提高北京铁路枢纽的中转服务水平、提高铁路客运服务质量，基于列车时刻表，按照“先出发先到达”的原则，同时考虑合理的到发时间，采用中转乘车方案生成算法，得到全国主要枢纽在北京的换乘衔接方案。进而从列车衔接时间、同异站换乘、服务频率、旅行时间、衔接车次性质等方面分析北京铁路枢纽的衔接状况，并提出相关建议。

北京铁路枢纽；列车时刻表；中转乘车方案生成算法；衔接水平

1　概述

随着铁路路网的不断完善，中转换乘问题日益突出，研究旅客中转乘车方案及枢纽的列车衔接状况十分关键。向联慧[1]、史峰等[2]以旅行时间和旅行费用为目标，考虑铁路运输组织特点，对中转换乘路径选择模型及算法进行研究；江南等[3]基于铁路路网、列车开行方案、列车时刻表等构建不同的换乘网络，为换乘路径选择和客流分配奠定基础；龙昭[4]在分析跨线客流特征的基础上，研究客运专线枢纽旅客衔接方案的优化问题，为跨线客流的组织提供了理论依据；Tzieropoulos P 等[5]基于周期性开行方案分析瑞士铁路列车衔接方案特点，提出列车衔接方案的编制思路；李金梅等[6]从枢纽自身条件、列车开行特性和旅客出行特点 3 方面分析枢纽衔接服务水平影响因素，建立枢纽衔接服务水平评价体系；王琳颖等[7]从旅客发送能力，列车始发、终到和停靠，列车直达及换乘的方便性，列车平均运距与平均旅行时间等方面研究铁路客运服务水平，为枢纽评价指标的选取提供借鉴。

北京铁路枢纽作为我国最大的铁路枢纽，每天接发 700多列车，有大量的换乘客流聚集，担当着重要的中转换乘角色。北京铁路枢纽换乘水平的高低与枢纽内的交通状况、中转客流的组织方案、列车服务频率等因素密切相关，为了解北京枢纽的中转服务水平、提高客运服务质量、开发与设计铁路客运产品，基于列车时刻表，提出中转乘车方案生成算法，分析各枢纽在北京中转的列车衔接状况。

选取经过北京衔接的东北方向枢纽作为起点，起点枢纽集合{哈尔滨、长春、沈阳、大连}，其他方向的枢纽作为终点，终点枢纽集合{石家庄、太原、济南、青岛、郑州、西安、武汉、成都、南京、上海、杭州、昆明、广州}。北京铁路枢纽共有北京西站、北京站、北京北站、北京南站4个客运站，考虑市内的交通状况，旅客同站换乘时最小换乘时间取 30 min，异站换乘时取 1 h 30 min。基于列车时刻表，按照“先出发先到达”的原则，同时考虑合理的到发时间，按照以下步骤生成中转乘车方案。

步骤 1：查询起点枢纽至北京及北京至终点枢纽的所有车次。

步骤 2：从人性化角度出发，筛选起点枢纽列车发时和终点枢纽列车到时在 0 : 00—6 : 00 的车次并去除。

步骤 3：将起点枢纽至北京的所有车次按照在北京的到达车站和到达时间排列 (T1)；同时将北京至终点枢纽的所有车次按照在北京的出发车站和出发时间排列 (T2)。

步骤 4：遵循“先出发先到达”的原则，将 T2晚于 T1+ 换乘时间、到达终点枢纽最早车次与该车次衔接，生成中转乘车方案。

2　北京铁路枢纽列车衔接状况评价

基于中转乘车方案生成算法，可以获得全国主要枢纽在北京中转的列车衔接方案。然后，基于北京枢纽的列车衔接方案，从列车衔接时间、同异站换乘、服务频率、旅行时间、衔接车次性质 5 个方面分别对北京铁路枢纽的衔接状况进行分析。

2.1平均列车衔接时间分析

分析起终点枢纽在北京的中转乘车方案可知，在北京的平均列车衔接时间是 2 h 49 min，衔接时间的长短与距离相关，而且随着距离的增加而延长，衔接时间与距离的关系如表1 所示。

表1　衔接时间与距离的关系

列车衔接时间的长短还与衔接方向有关，东北方向枢纽与各终点枢纽的平均列车衔接时间如表2 所示。由表2 可以看出，至昆明、西安的列车衔接时间较长；至经济较发达地区，如广州、济南、上海等，列车衔接时间均比较短。这说明列车时刻表的编制与国家政策、地区经济等因素密切相关。

2.2同站换乘和异站换乘分析

起点枢纽到达北京通常为北京站，由北京去往终点枢纽时，79% 的普速列车从北京西站出发，77% 的动车组列车从北京南站出发，因而旅客在北京多数是异站换乘。据统计，异站换乘的比例达90.75%，这也是造成北京枢纽衔接时间偏长的原因之一。各车站分别连接不同的线路，短时期内改造的可能性不大，北京枢纽异站换乘的情况在短期内还将持续。因此，目前可以通过改善市内交通状况、改变换乘客流的组织方案等减少衔接时间。

表2　东北方向枢纽与各终点枢纽的平均列车衔接时间

2.3服务频率分析

中转服务频率一般会随 OD 距离的增长而减少，不同距离对应的中转服务频率和直达服务频率如表3 所示。

表3　中转与直达服务频率

由表3 可以看出，无论 OD距离是多少，经过北京枢纽的中转服务频率均不小于直达服务频率，尤其 OD 距离大于 3 000 km时，中转服务频率远大于直达服务频率。此外，中转服务频率还与衔接方向有关，至经济较发达地区或国家政策重点发展地区的列车中转服务频率一般较高。经统计，起点枢纽经北京至各终点枢纽的中转频率是 227 列 /d。起点枢纽至各终点枢纽的中转服务频率、直达服务频率如图1 所示。

从图1 可以看出，除济南和郑州外，起点枢纽至其他终点枢纽的中转服务频率均大于直达服务频率，尤其是起点枢纽至昆明、成都的直达列车很少，主要以中转服务为主。

2.4旅行时间分析

起点枢纽与终点枢纽距离较大时，直达服务的列车等级一般较低，造成旅行时间较长；在中转乘车时可以选择较高等级的列车，进而可以缩短旅行时间。中转总历时和直达总历时比较如表4 所示。

表4　中转总历时和直达总历时比较

图1　中转与直达服务频率比较

从表4 可以看出，随着距离的增加，中转总历时与直达总历时的差值增加，即中转服务所能缩短的旅行时间更长，特别是距离大于 2 500 km 时，中转服务缩短旅行时间 20 h 左右，这也表明铁路直达服务的优势服务距离在 1 000～2 500 km。

此外，衔接方向不同，中转服务缩短的旅行时间也不同，以沈阳为起点枢纽为例说明。沈阳至各终点枢纽的中转服务和直达服务平均旅行时间如图2 所示。由图2 可知，沈阳与南京、上海、杭州间的中转服务总历时远小于直达总历时，中转服务平均缩短 12 h 53 min。这是由于京沪高速铁路的开通，使北京至南京、上海、杭州开行多列动车组列车，相对于既有线的直达服务，中转服务的旅行时间大大减少。

图2　沈阳至各终点枢纽的中转服务和直达服务平均旅行时间

2.5衔接车次的分析

分析北京枢纽衔接车次的性质，有利于改善换乘客流的组织方案，进而缩短换乘时间。根据列车的运行速度，将 G 和 D 字头的车次定义为高速列车，简称“高”，将 Z，T，K 字头的车次及普通列车定义为普速列车，简称“普”。不同距离下衔接车次的性质如表5 所示。从表5 可以看出，距离小于 1 500 km 时，高-高衔接的最多；随着距离的增加，高-高衔接的逐渐减少，普-普衔接的逐渐增多。

按照衔接方向分析，对于不同方向的终点枢纽，高-高、普-高、高-普、普-普列车衔接的服务频率分别呈现不同的特征，起点枢纽与终点枢纽的衔接车次类型如图3 所示。从图3 可以看出，由于京沪高速铁路的开通，起点枢纽与济南、南京和上海 3 个终点枢纽衔接时，高-高衔接最多。

表5　不同距离下衔接车次的性质 列/d

3　结论与建议

基于列车时刻表，按照“先出发先到达”的原则，同时考虑合理的到发时间，提出中转乘车方案生成算法，得到全国主要枢纽在北京的列车衔接方案，进而对北京铁路枢纽的衔接状况进行分析。北京铁路枢纽的平均列车衔接时间、服务频率、旅行时间、衔接车次性质均与距离、衔接方向有关。距离越长，则平均列车衔接时间越长，中转列车服务频率越小，中转服务相对直达服务所缩短的旅行时间越长，普-普衔列车越多。同时，经济发达地区间在北京的列车衔接状况明显好于一般地区。为提高铁路枢纽的列车衔接服务水平提出以下建议。

图3　起点枢纽与终点枢纽的衔接车次类型

（1）列车开行方案与运行图的性能直接决定列车衔接方案的编制质量，同时列车衔接方案对开行方案、运行图也有反馈作用[8]。因此，应考虑铁路枢纽城市内各个车站的分布、市内交通衔接条件及客流特征等，将列车衔接方案与开行方案、运行图统一化编制，从空间和时间角度实现各个铁路枢纽列车衔接服务水平的整体优化。

（2）在铁路线路逐渐成网的条件下，编制列车衔接方案时，应根据客流分布特征设计多条可行路径与衔接节点，从而实现多节点衔接，使中转换乘客流尽可能分布均匀，避免换乘客流集中，造成枢纽换乘接续能力的不足，同时也使旅客的出行选择更加多样化。

（3）我国的铁路枢纽一般具有多个车站，各个车站连接不同的方向。编制列车衔接方案时，应充分考虑各个枢纽的特点，设计同站换乘与异站换乘相结合的中转方案，使旅客既可以在衔接枢纽通过市内交通实现异站中转，又可以在该枢纽的邻近车站实现同站衔接。

（4）改善铁路枢纽的市内交通衔接条件。例如，在铁路车站的进出口设置市内交通引导标识；结合异站换乘的客流特点，适时设置站内绿色通道；在不同的铁路车站间开通直达巴士等，提高异站中转的便捷性，从而提高铁路枢纽的列车衔接服务水平。

（5）根据不同 OD 间的客流特征，采用直达与中转相结合的运输组织模式。重要城市之间、短距离 OD 间优先采用直达模式，长距离 OD 间采用直达与中转相结合的模式。客流量较小的 OD 间的直达服务频率低，可以通过在重要节点中转的列车衔接方案，弥补直达列车少的不足。

[1] 向联慧. 客运中转换乘的优化模型与算法[D]. 长沙：长沙铁道学院，2000. XIANG Lian-hui. A Transfer Model and Its Algorithm of the Transfer Route in Railway Passenger Trans-portation [D]. Changsha：Changsha Railway University，2000.

[2] 史 峰，邓连波. 旅客换乘网络优化设计[J]. 铁道科学与工程学报，2004，1(1)：78-82. SHI Feng，DENG Lian-bo. The Optimization Design of Passenger Transfer Network[J]. Journal of Railway Science and Engineering，2004，1(1)：78-82.

[3] 江 南，史 峰，卢红岩. 铁路旅客乘车方案优化决策模型研究[J]. 铁道学报，2007，29(3)：13-18. JIANG Nan，SHI Feng，LU Hong-yan. The Study on Optimization Decision Making Model of Passenger Traveling Plan by Train[J]. Journal of the China Railway Society，2007，29(3)：13-18.

[4] 龙 昭. 客运专线枢纽旅客衔接方案的研究[D]. 北京：北京交通大学，2007. LONG Zhao. Analysis on Passenger Link Plan of Dedicated Passenger Line Hub[D]. Beijing：Beijing Jiaotong University，2007.

[5] Tzieropoulos P，Emery D，Tron D. How Regular is a Regular-interval Timetable? From Theory to Appli-cation[C]// Computers In Railways XII：Computer System Design and Operation in Railways and Other Trans-it Systems. Ashurst：Wit Press，2010：283-294.

[6] 李金梅，聂 磊，郭根材，等. 高速铁路枢纽衔接服务水平评价体系[J]. 铁道运输与经济，2014，36(1)：42-47，59. LI Jin-mei，NIE Lei，GUO Gen-cai，et al. Evaluation System of Connection Service Level of High-speed Railway Hub[J]. Railway Transport and Economy，2014，36(1)：42-47，59.

[7] 王琳颖，杨 浩. 基于列车时刻表的铁路客运服务水平分析[J]. 铁道运输与经济，2009，31(7)：35-38. WANG Lin-ying，YANG Hao. Analysis on Service Level of Railway Passenger Transportation based on Train Timetable[J]. Railway Transport and Economy，2009，31(7)：35-38.

[8] 郭根材，聂 磊，贺振欢，等. 基于欧洲列车时刻表的高速铁路列车衔接方案探讨[J]. 北京交通大学学报：自然科学版，2012，36(6)：21-26. GUO Gen-cai，NIE Lei，HE Zhen-huan，et al. Train Connection Plan for High-speed Railway based on European Rail Timetable[J]. Journal of Beijing Jiaotong University：Natural Science Edition，2012，36(6)：21-26.

责任编辑：何 莹

Analysis on Train Connecting in Beijing Railway Hub based on Train Timetable

Beijing Railway hub, as the biggest railway hub in China, undertakes the important roles of transit and transfer. In order to increase transit service level of Beijing railway hub and increase service quality of railway passenger transportation, based on train timetable, and according to the principle of “first departure, first arriving” with considering reasonable arrivaldeparture time synchronously, the transfer connecting schemes of main hubs in China to Beijing was achieved by using the generation algorithm of transit riding scheme. And then, from aspects of train connecting time, transfer at same/different station, service frequency, traveling time and the property of connecting train number, this paper analyzes the connection status of Beijing railway hub, and puts forward relative suggestions.

Beijing Railway Hub; Train Timetable; Generation Algorithm of Transit Riding Scheme; Connection Level

1003-1421(2015)11-0066-05

U292.91；U293.2

A

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2015.11.13

2015-07-07

2015-09-24