于周期性列车运行图的加线技术研究

高琪

摘 要：周期性列车运行图是国外高速铁路普遍采用的运行图模式，但我国高速鐵路"点多、线长、面广、跨线列车多"， 一些线路只能采用部分列车周期运行、部分列车非周期运行的模式，即周期与非周期相结合的模式。国外对纯周期运行图编制已有完善的编制理论和系统，但国内外对"周期+非周期模式"运行图编制理论的研究还不是很多。本论文是在周期列车运行图的基础上，研究非周期列车运行线的加线技术，这是"周期+非周期模式"列车运行图编制的一个重要方面。是实现周期与非周期相结合的列车运行图编制的关键技术之一。

关键词：列车运行图；非周期运行线；加线模型

“十一五”期间，高速铁路的发展已经成为了举国上下关注的焦点。按照新调整的中长期铁路网规划，到2012年，中国将建成以北京为中心的8小时高速铁路交通圈，到2020年我国将建成总长1.8万公里，联结30多个大城市的高速铁路网。高速铁路的发展既面临着难得的历史机遇，也面临运输需求迅速增长和运营组织要求不断提高的严峻考验。

1 我国高速铁路列车运行图的特点

（1）列车开行早晚高峰更加明显

高速铁路为旅客出行提供快捷、方便的旅行条件是其运输组织工作的出发点，目前，我国铁路客流平均行程为400公里，这说明大部分的客流出行规律大体上是早出晚归，高速铁路也符合这一规律。高速铁路的列车运行图其列车运行线的安排必须满足旅客出行规律的要求。对于一条普通铁路而言，由于旅客列车对数较少，高峰时段旅客列车密集到发的情况不十分明显，而高速铁路在高峰时段旅客列车，尤其是短途旅客列车几乎是按最小列车追踪间隔密集到发。由于高峰时段大量列车密集到发，造成运力资源利用极不均衡，高峰时段全部投入运用，非高峰时段大量闲置。因此，高速铁路应对其高峰时段的运输能力（如到发线通过能力）、供电能力、动车组需要量进行检算。

（2）高速线与既有线的衔接紧密

高速铁路在开通后的一段时间内将有一定数量旅客列车跨线运行，即使在后期进入全高速阶段，高速列车也还可能下高速线或从既有线上高速铁路运行。这就势必存在高速线上的列车与全路直通客车方案的衔接问题。高速线与既有线列车运行线的衔接相当重要，因为它直接关系着整个列车运行图的布局、高速列车的设定顺序等重要原则。

（3）列车运行图上出现有效时间带

高速铁路一般以夜间某个时间段作为“天窗"时间（以0：00—6：00为例），一来供线路及牵引供电设备的养护维修用，二来在高速铁路未成网前，客专上列车的运行时间都比较短，0：00—6：00无人乘车。由于“天窗"多采用矩形，列车在0：00.6：00点内无法行车，形成一张非闭合的列车运行图，因此，对不同运行距离和运行速度的列车就形成了不同的有效时间带。

2 加线问题和列车运行图调整问题的区别与联系

（1）很多情况下，加线问题所添加的为高峰线，插入难度大

编制“周期+非周期模式"列车运行图，需要在高峰周期图的基础上进行抽线和加线调整而成，通常来说，周内工作日和周末或不同季节的运行图都需要根据客流的波动在出行的高峰时间段插入新的运行线以满足出行需求。在能力紧张的区段添加运行线，加大了运行图的调整难度。

（2）加线问题属于全局优化问题，调整范围大

添加运行线主要有：利用运行图预留通过能力直接插空加线；对原运行线进行调整的方法。高速铁路的能力利用率高，在周期图中预留的通过能力十分有限，因此，加线过程中主要是采用对原运行线调整的方法。在高速铁路上，由于运行了不同速度等级的列车，并且添加的非周期运行线都有始发时间的约束，这使得添加的运行线在其始发时间范围内难以组织追踪运行，通常情况下需要改变列车的发车顺序，加大了调整范围。

（3）调整手段不同

既有线运行图调整的问题中，只是影响晚点列车的后续列车，并且各列车的始发时间不能早于原图的发车时间。而加线过程是一个编制列车运行计划图的过程，加入一条运行线，不只是影响加入线的后续列车，前行列车也要加入到调整的队列中，并且在调整中，列车发车时间不受必须晚于原图时间约束。高速铁路在进行加线时可以借鉴既有线运行图调整的方法，同时也应该考虑高速铁路运营的特点，设置合适的调整方法。

3加线过程中的调整方法

在加线过程中，列车运行调整手段主要采用以下两种方式，深度搜索和广度搜索。深度搜索是通过对每列车f的车计划进行重新设定，广度搜索是通过对每个车站k的站计划重新设定。

（1）深度搜索必须对每列车设定其在各站的到发时刻，在列车f沿全线各站设定完毕后，才开始对列车i+1进行设定。这种方法在后续车计划与前行车计划发生冲突时，必然导致只能更改后车计划。否则将导致设定过程的反复进行。按车计划进行调整的弱点在于易导致运行计划的大面积改变，而且后续列车的调整无法充分利用。

（2）广度搜索就是在各站对所有通过本站的列车的发车次序和到发时分进行重新设定。新增列车只影响本站及后续未设各站的列车，而这种影响可以通过区间调整的补偿而降低。这种方法使得各站能根据当时的具体情况充分利用行车裕度灵活地决定列车在本站发车的最佳次序和到发时分，并且已设各站的调整不影响其他站的调整，从而可以较灵活地实现对运行计划的实时调整。

从定量的角度对周期图编制的密度和结构进行反馈如果是在周期图高密度，能力紧张的情况下，插入非周期运行线会使得周期结构破坏较大，周期图的优势无法体现出来，因此，有必要在周期图编制前期，对运行图的合理密度和冗余时间分布做一个定量分析，为非周期运行线的插入预留能力，使得“周期+非周期模式”列车运行图的编制结果更加科学。非周期性运行线加线过程中的周期性调整问题，周期性调整是指，当插入的非周期运行线影响的周期数比较多，为了尽可能地保证运行图的周期性，可以对每个周期都进行适当调整，使得运行图仍然保持周期性。本论文的加线模型还不能处理这种情形，这种调整更为复杂，是一个值得进一步研究的问题。高速铁路大规模成网，高密度运行是我国高铁发展的趋势，随着高速铁路之间、高速铁路与既有线之问衔接点的增多，给加线带来了更多衔接方案的约束，增加了加线的难度，如何在大规模成网的条件下完成就“周期+非周期模式”运行图的编制，值得进一步的研究。

结束语

列车运行图的铺画是高速铁路运输组织工作的核心，我国高速铁路“点多、线长、面广、跨线列车多”，各条线里程、运营条件、客流条件差别较大，一些运营情况较简单的线路国外的周期性列车运行图的模式仍然适用，而对于情况复杂的线路完全照搬国外周期图模式将有一定困难。是在此背景下，研究了周期性列车运行图的拓展问题，结合周期性列车运行图的优势，探索了适合于我国高速铁路的列车运行图模式，并为这种新模式列车运行图的编制提供了理论依据和技术支持。

参考文献：

[1]聂磊，张渊，武鑫. 计算机编制周期性列车运行图关键技术[J]. 中国铁道科学，2014，35（01）：114-121.

[2]冯玉婷. 浅议计算机编制周期性列车运行图关键技术[J]. 计算机光盘软件与应用，2014，17（21）：40-41.