长春铁路枢纽通过能力紧张问题对策研究

张小虎

(中铁工程设计咨询集团有限公司 线路站场设计研究院，北京 100055)

长春铁路枢纽是我国东北地区的重要铁路枢纽，向南经哈大高速铁路(哈尔滨西—大连北)、京哈铁路(北京—哈尔滨)与全国其他地区连接，向北经京哈铁路通往哈尔滨铁路枢纽，与滨洲铁路(哈尔滨—满洲里)、滨北铁路(哈尔滨东—北安)、滨绥铁路(哈尔滨—绥芬河)连通，可以通往黑龙江省各地及国境口岸，向东经长吉城际铁路(长春—吉林)、长图铁路(长春—图们)连接吉林省东部地区，向西经长白铁路(长春—白城)连接吉林省西部地区及内蒙古自治区东部地区。长春铁路枢纽是连结吉林省内外，沟通东北亚和欧洲各国的窗口和桥梁，在吉林省，我国东北地区乃至全国铁路运输网中发挥着举足轻重的作用[1]。随着长白铁路扩能改造工程的竣工，长春铁路枢纽部分区段出现能力紧张问题，影响铁路枢纽运输秩序，降低了运输效率。分析长春铁路枢纽通过能力紧张的原因，研究通过能力不足问题的解决方案，以缓解枢纽运输瓶颈能力紧张的状况，提高长春铁路枢纽客货运输能力。

1 长春铁路枢纽能力利用现状

1.1 长春铁路枢纽

长春铁路枢纽由哈大高速铁路、长吉城际铁路和京哈铁路、长图铁路、长白铁路、长双烟铁路(长春北—烟筒山)交汇形成，枢纽格局呈十字形放射状。其中，长双烟铁路及长图铁路长春—兴隆山段、长春北—龙泉北段为单线铁路，其余线路为双线铁路。长春铁路枢纽的车站中，长春站、长春西站为主要客运站，长春北站为枢纽编组站，长春东站、长春南站为工业站，其他车站均为中间站[1-3]。在建的长西铁路(长春—西巴彦花)在开安站与长白铁路接轨引入长春枢纽，为单线电气化铁路，以煤炭运输为主。

长白铁路在长春北站与京哈铁路接轨引入长春铁路枢纽，长春站、长春西站往白城方向的旅客列车均需要经长春北—长春区间，与京哈铁路的旅客列车、货物列车共线运行，导致该段通过能力紧张。为满足长白铁路动车组旅客列车的开行，长春铁路枢纽规划修建长白铁路至长春站高速场和长春西站的客车联络线，分流长白铁路接入长春铁路枢纽的旅客列车，缓解京哈铁路长春—长春北区间的能力紧张情况。同时，长春铁路枢纽计划进行长图铁路电气化改造、龙泉联络线复线改造，并适时进行长双烟铁路扩能改造，以缓解长春铁路枢纽能力紧张情况。

图1 长春铁路枢纽规划示意图Fig.1 Planning of Changchun Railway Hub

1.2 通过能力利用分析

计算长春铁路枢纽各区间的通过列车数量和能力利用率，得到长春铁路枢纽现状列车对数如表1所示；长春铁路枢纽现状能力利用情况如表2所示。由此可知，长春铁路枢纽内京哈铁路长春—长春北区段通过能力利用率达到92.8%，通过能力接近饱和，其余区段和其余线路能力比较富余。长春—长春北区段可用能力尚有4对/d，但在实际运营中，完全铺画所有图定货物列车运行线已经比较困难。

随着长西铁路建成，枢纽内的列车数量将会继续增加。根据预测，近期(2030年)枢纽内京哈铁路(长春—长春北区段)、长双烟铁路、龙泉联络线通过能力利用率将分别达到95.00%、97.43%、92.16%，通过能力接近饱和；远期(2040年)枢纽内京哈铁路(长春—长春北区段)、长双烟铁路、龙泉联络线通过能力利用率将分别达到115.00%、148.72%、127.45%，长白铁路能力利用率达到89.44%，通过能力接近饱和。

表1 长春铁路枢纽现状列车对数Tab.1 Train numbers of Changchun Railway Hub

表2 长春铁路枢纽现状能力利用情况Tab.2 Capacity utilization of Changchun Railway Hub

1.3 能力紧张原因

（1）动车组旅客列车影响货物列车开行。根据长春枢纽目前各衔接线路列车开行情况，长白铁路扩能改造工程竣工后，开行旅客列车对数由改造前的7对/d增加至18对/d，增开了11对动车组旅客列车(含高峰线4对/d)。长春—长春北段客货列车共线运行，为保证动车组旅客列车运营安全，动车组旅客列车通过15 min前，需要停止列车运行径路及相邻铁路线上的货物列车接发及调车作业。根据实际开行方案初步测算，每日动车组旅客列车开行时段会影响13列/d货物列车开行。

（2）长春北站—长春站区间线路条件制约。长春站上行进站信号机外存在6.7‰连续上坡，长度为1 190 m，列车在该闭塞分区内起动和停车困难。为此，长春北站Ⅱ场货物列车连续开行时，必须等待长春站为前序货物列车开放进站信号后，长春北站Ⅱ场上行方向才能开放货物列车出站信号，导致货物列车追踪间隔较长，无法满足图定7 min追踪间隔，严重影响长春北站Ⅱ场上行货物列车开行。特别是在2 : 30—4 : 30时段内，长春北站上行货物列车集中追踪发车，实际货物列车开行数量比图定少4列/d。

（3）部分非电气化线路不具备迂回条件。京哈铁路为电气化铁路，长图铁路、龙北联络线长图乙线为非电气化铁路，由于牵引种类不同，长图铁路吉林方向至京哈铁路沈阳方向间的无改编中转货物列车需要在长春北站进行机车换挂作业，经兴隆山—龙泉北—长春北—长春迂回运行，占用了上述区间的通过能力，而长春北—龙泉北—龙泉—长春区间为非电气化铁路，不具备分流部分京哈铁路长春—长春北区间列车的条件。

综上所述，由于枢纽各线路当前的牵引种类不同，部分列车运行径路单一，同时受保证动车开行采取的安全措施等因素影响，长春铁路枢纽的能力已经难以满足需要通过能力。随着长白铁路旅客列车联络线的建成，以及京哈高速铁路对客运量的进一步分流，京哈铁路长春—长春北段能力紧张的局面会有所缓解，但短期内能力不足的问题仍然突出。因此，需要对长春铁路枢纽的能力紧张问题解决方案进行深入研究。

2 长春铁路枢纽通过能力紧张问题对策

综合分析长春铁路枢纽运营现状和导致区段能力紧张的影响因素，结合长春铁路枢纽总图规划，提出3个长春铁路枢纽能力紧张问题的解决方案，分别为长春—长春北段增建三线方案(方案I)、长春—龙泉—龙泉北—长春北电气化方案(方案Ⅱ)、长春—兴隆山—长春北(含龙泉北—龙泉)电气化方案(方案Ⅲ)。长春铁路枢纽改造方案示意图如图2所示。

图2 长春铁路枢纽改造方案示意图Fig.2 Renovation program of Changchun Railway Hub

2.1 方案Ⅰ

方案Ⅰ通过增加长春—长春北区段正线数目，提高区段平行运行图通过能力。保留京哈铁路上行方向线路，增建第三线，自长春站东端咽喉京哈上、下行线之间引出，与京哈铁路并行，至长春北站南端咽喉为止。新建线路长度8.2 km，新建单线桥1座，双线框构1座，接长框构3座，框架涵2座。同时，对通信、信号等配套设施进行改造，满足电气化条件，工程投资27 915万元。经计算，如果将该区段上、下行直达、直通、区段、小运转货物列车移至新建第三线上运行，长春—长春北段既有双线能力

利用率可以降至84.6%，增建第三线能力利用率为

32.2%，改建后区段通过能力满足运输需求。

2.2 方案Ⅱ

方案Ⅱ通过改变部分货物列车运输径路，减少长春—长春北区段列车对数，以缓解能力不足问题。对长春枢纽内长图铁路长春—龙泉、龙北联络线龙泉—长春北进行电气化改造，电气化改造长度17.03 km，并对通信、信号、车辆等设施进行配套改造，工程投资5 817.98万元。经计算，可以将京哈铁路长春—长春北段8对/d货物列车分流至长春—龙泉—龙泉北—长春北径路运行。

2.3 方案Ⅲ

方案Ⅲ[4-8]在方案Ⅱ的基础上，结合长图铁路电气化改造规划，考虑将长春枢纽内的部分工程提前实施，调整内燃机车和电力机车换挂作业地点，优化枢纽内无改编中转货物列车运输径路，释放紧张区段运输能力。该方案在兴隆山站增设机待线2条，满足内燃机车和电力机车的换挂作业条件。长图铁路长春—兴隆山、兴隆山—龙泉北、龙北联络线龙泉—长春北段实施电气化改造，电气化线路长度29.639 km，并对配套的通信、信号等设施进行电气化适应性改造，工程投资9 643.43万元。

该方案可以将图们—北京方向间的上行14列/d、下行7列/d无改编中转列车的运行径路由兴隆山—龙泉北—长春北—长春调整至兴隆山—龙泉—长春东—长春，将内燃机车和电力机车换挂作业地点由长春北站调整至兴隆山站，可以将图们方向与北京方向间无改编中转列车分流。同时，由于龙泉北—长春北间货物列车对数减少，还可以进一步将京哈铁路哈尔滨—北京上行方向的部分直达列车移至长春北—龙泉北—龙泉—长春东—长春径路运行。结合各区间能力利用情况，进一步分流的京哈铁路列车数量暂按10列/d考虑，根据计算，长春—长春北区段能力利用率可以降低至84.6%。

2.4 方案比选

（1）方案Ⅰ。优点：有较大的能力富余，可以进一步加开列车。缺点：增建第三线对既有京哈铁路运营影响大，增建工程位于城区内，与城市总体规划和铁路网规划不符，而且随着京哈高速铁路进一步分流京哈铁路客运量，京哈铁路能力紧张的局面将有所缓解，为解决短期问题而建设的第三线，经济效益欠佳。

（2）方案Ⅱ。优点：改造工程最少，工程投资最省，对既有线运营干扰最小。缺点：受龙泉北—长春北能力影响，仅能分流京哈铁路长春—长春北段8对/d货物列车，长春—长春北段能力依然不足。如果需要进一步分流，还需要增建复线提高该区段通过能力，投资大，工期长，见效慢。

（3）方案Ⅲ。优点：改造工程较小，对既有线运营干扰较小，工程投资较少，通过改变内燃机车和电力机车换挂作业地点，既减少了兴隆山—龙泉北—长春北—长春区段货物列车对数，解决了京哈铁路长春—长春北段能力紧张的问题；又可以减轻长春北站无改编中转作业压力，还可以缩短图们—北京方向无改编中转货物列车的运行距离，降低运营成本。缺点：该方案虽然能够解决目前长春—长春北段通过能力不足问题，但如果长白铁路客货运量进一步增长，列车对数进一步增加，该段的能力不足问题会再次出现，还需要适时建设长白铁路至哈大高速铁路旅客列车联络线。

（4）比选结果。方案Ⅰ存在施工难度大、施工过渡复杂、工程投资高、建设工期长、远期能力浪费严重、与相关规划不符等问题；方案Ⅱ未能完全解决长春—长春北段能力不足问题，进行复线改造的投资高，见效慢；方案Ⅲ将规划长图电化改造工程中的长春枢纽部分工程提前实施，改造工程少，工程投资较少，易于实施。方案Ⅲ优化了运行径路，降低了运营成本，优势明显，推荐采用长春—兴隆山—长春北(含龙泉北—龙泉)电气化方案作为长春铁路枢纽长春—长春北区段能力不足问题的解决方案。

3 结束语

长春铁路枢纽是哈大高速铁路、长吉城际铁路、京哈铁路、长图铁路、长白铁路等铁路干线的交汇点。长春铁路枢纽的畅通与否，直接关系到吉林省乃至我国东北地区的经济发展，同时也会对全国的经济社会运行产生较大的影响。长春铁路枢纽通过能力不足问题的解决，有助于提高长春铁路枢纽综合客、货运输能力，对优化枢纽内各线路的布局，增强路网运输的灵活性，提高铁路运输效率具有重要作用[9]。在研究枢纽通过能力不足解决方案时，需要结合中长期铁路网规划和枢纽总图规划，充分考虑解决问题的时效性，加快揭秘铁路枢纽内的区段能力。