高速铁路通过能力探究

张海东(呼和浩特铁路局集宁机务段集宁运用车间)

高速铁路通过能力探究

张海东
(呼和浩特铁路局集宁机务段集宁运用车间)

摘要:随着我国的高速铁路网建设进入高速发展的阶段，以高速铁路线、新建快速线以及既有提速线路组成的快速运输网的列车通过能力的问题越来越受到人们的重视。高速列车和动车组列车共线运行为高速铁路的运输组织模式，该模式对区段通过能力的要求很高。首先对高速列车通过能力的概念进行了阐述，其次对共线运行下通过能力影响因素进行了分析，并采用扣除系数法对通过能力进行了计算。最后，对高速列车停站无越行和有越行的扣除系数进行了分析，为动车组列车的扣除系数和运行图的铺画提供了一定的参考。

关键词:高速铁路;通过能力;扣除系数;停站越行

中图分类号:U291

文献标识码:C

文章编号:1008－3383(2015)04－0193－02

1　通过能力基本概念

我国高速铁路开行的列车均为在客运站间到发的列车，将高速列车主要始发站与终到站之间的铁路区段定义为高速铁路客流区段。考虑列车有长短途之分，矩型天窗的设置及列车合理始发终到时间范围等诸因素，使高速铁路通过能力有全线和区段之分。高速铁路全线通过能力是指采用一定类型的动车组在一定的行车组织方法条件下，单位时间内(通常指一昼夜)全线能通过的最多列车数或对数总和。高速铁路区段通过能力是指采用一定类型的动车组和一定的行车组织方法条件下，在单位时间内(通常指一昼夜)某个客流区段所能通过的最多列车数或对数。

2　通过能力影响因素

2．1不同等级列车之间的速差

目前我国高速铁路采用高速列车和动车组列车共线运行的组织模式，在同一运行区段，不同等级列车的速差越大，所产生的区间运行时分差越大，由于在运行时差内无法铺画列车运行线，因此浪费了高速铁路通过能力，如图1所示。因此，不同等级列车速差越小，列车在相同区间内运行所产生的时分差越小，列车运行图特性越趋近于平行图特征，越有利于提高通过能力，反之，则对通过能力影响大。

图1　速度差对通过能力的影响

2．2高速列车与动车组列车数量及组织方式

鉴于我国高速铁路上不同速度等级列车共线运行的运输组织模式，当某区段内高速列车和动车组列车的数量比例发生变化时，与之对应地，区段通过能力也会发生变化，为了减小数量比对通过能力的影响，当某种列车数量所占比例较大时，可以组织该种列车追踪运行，相对地增加列车通过数量，且速度较高的列车所占列车总数的比例增加时，通过能力会随之增大。

组织相同等级速度列车追踪运行，增加追踪列车比例，可有效提高区段区间通过能力，但同类列车追踪运行过分集中，将影响到不同种类列车运行线的均衡铺画，造成低等级列车被越行等待的停站时间过长，此时列车运行图也就失去实用价值。

2．3列车旅行时间限制

既有线为了增加通过能力，可采取增加越行站、牺牲货物列车旅行速度，导致在列车密度大的区段货物列车普遍待避旅客列车时间较长。高速铁路上运行的都是高速旅客列车，旅客对于旅行时间有较高的要求，为了保证列车的旅行速度系数，低等级旅客列车不能被频繁越行，进而增大了越行站间的距离，导致不同速度等级列车间产生了较大的空费时间，降低了线路通过能力。

2．4区段内站间距离

目前高速铁路上既运行高速列车，又运行动车组列车，区段内高速列车必然要越行动车组列车，此时，同一区间内高速列车与动车组列车运行时间之差，对非平图区间通过能力取值起着决定性作用，但在区段内设站过多来追求较高的通过能力，需要动车组列车频繁被越行，动车组列车的旅行速度得不到保证。因此，高速铁路合理的站间距离需要保证一定非平图区间通过能力，而动车组列车又必须达到一定的旅行速度前提下的站间距离。

3　通过能力计算

选用扣除系数法来计算高速铁路区段通过能力。高速铁路的扣除系数与常规铁路扣除系数的含义不同，高速铁路的扣除系数是指因为铺画一对或一列动车组列车，需从平行列车运行图上扣除高速旅客列车对数或列数。另外，在高速铁路上，高速列车的停站会对线路区段通过能力产生一定的影响。因此，高速铁路动车组列车的扣除系数受高速列车和动车组列车的速差和列车停站方案的共同影响。

高速列车和动车组列共线运行的运行组织模式会对高速铁路的通过能力造成较大的影响。为了合理组织两种速度列车共线运行，分析动车组列车在高速铁路上运行对通过能力的影响，有必要对高速铁路的扣除系数进行定量分析研究，最大限度地发挥高速铁路的通过能力。

(1)平行列车运行图的通过能力式中: N为平行列车运行图通过能力，用列车列数或者列车对数表示; Tω为天窗维修时间，min; I为高速铁路列车追踪间隔时间，min; V为高速列车平均运行速度，km/h。

(2)全高速非平行图区间通过能力

式中: N全为全高速列车的区间最大通过能力;ε高为停站高速列车扣除系数; N时全为全高速列车的小时区间最大通过能力;ε'高为计算时间内停站高速列车扣除系数。

(3)高速列车和动车组列车共线运输组织模式的区间通过能力

式中: N混为高速列车和动车组列车共线运行条件下区间最大通过能力; N动为动车组列车数;ε动为动车组列车扣除系数。

4　高速列车停站扣除系数分析

4．1高速列车停站无越行时的扣除系数

高速列车在区段内停站一次，对通过能力的影响如下图2所示。

图2　高速列车无越行停站示意图

若以t起、t停为固定值，则可计算出不同的停站时间扣除系数对应的值。

ε高随着t站的变化而变化，一般地，t起= 2 min，t停= 1 min，I =4 min，此时

4．2高速列车停站有越行

高速列车停站，直通高速列车越行相邻高速列车，如图3所示。

高速列车在区段内停站一次，增加的旅行时间Δt，即:

式中: t停为停站高速列车停车附加时间; t站为列车停站时间; t起为列车起动附加时间。

高速列车在区段内停站一次对通过能力的影响大小，主要是由t停、t站、t起这三个因素决定的。t起、t停是定值，因此主要由t站的取值决定;同时，高速列车是否被其他高速列车越行，也是考虑因素之一。

停站一次高速列车影响通过能力列数为Δt/I，扣除系数可以表示为

图3　有越行高速列车停站示意图

式中: t到通为高速列车的到通间隔I到通时间，I通发高速列车的I通发间隔。则存在越行时，停站高速列车被越行一次对通过能力影响的扣除系数用下式来表示:

以此类推，若停站高速列车被n列直通高速列车越行，则

一般地，高速列车的扣除系数介于1．4跟1．6之间。

5　结论

本文对高速列车和动车组列车共线运行下通过能力影响因素进行了分析，并运用扣除系数法分别对平行列车运行图、全高速非平行图的区间、高速列车和动车组列车共线运输组织模式的区间通过能力进行计算，在此基础上对高速列车停站扣除系数进行了分析，包括列车停站无越行和有越行的扣除系数分析。从而为增加铁路的通过能力，进一步提高列车服务质量，提供了一定的理论基础。

参考文献:

［1］孟翀．铁路客运专线通过能力计算方法的研究［D］．北京交通大学，2007．

［2］韩瑛．不同速度等级列车混行对高速铁路通过能力的影响研究［D］．兰州交通大学，2013．

［3］贾永刚，徐利民．高速铁路对既有线区间通过能力的影响研究［J］．铁道运输与经济，2013，(12) : 14－8．

［4］余晓珂．高速铁路旅客列车开行模式研究［D］．西南交通大学，2013．

［5］段俊娥．高速铁路通过能力计算方法改进研究［D］．西南交通大学，2012．

［6］苏顺虎，田长海，陈治亚．客运专线通过能力的分析计算［J］．中国铁道科学，2008(05) :119－24．

作者简介:张海东(1988－)，男，山西吕梁人，助理工程师。

收稿日期:2015－01－07