提高直通动车组列车开行方案 编制与实施质量研究

1 直通动车组开行方案编制及实施现状

在动车组列车开行方案编制过程中，为有效应对不同日期客流变化，精准布局运力资源，中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)正深入推进动车组列车“一日一图”经营策略。国铁集团每季度根据铁路客流出行规律编制季度基本列车运行图，其主要内容包括，根据稳定客流的出行规律制定“日常图”，根据周末客流出行规律制定“周末图”，以及为应对节假日突发客流制定的“高峰图”[1]。在“一日一图”目标下，各铁路局集团公司客运部门需及时关注直通客流变化情况，定期对本铁路局集团公司担当的直通动车组列车开行方案进行调整，如对候补售票较多的单组列车采取重联或长编运行措施，以及采取加开“周末图”“高峰图”列车调整措施；对售票数量不足的重联、长编动车组列车及时改单组运行，或者采取停运措施[2]；在国家法定节假日期间，还要提前研判客流出行趋势，编制节假日直通动车组开行方案。

在开行方案实施流程上，各铁路局集团公司客运部根据客流变化，每日制定本铁路局集团公司担当的直通动车组列车开行方案，并将拟定的开行方案报国铁集团客运部审批，国铁集团客运部统筹考虑各铁路局集团公司开行方案需求后，向国铁集团运输调度指挥中心(以下简称“调度中心”)、铁路局集团公司客运部发布审核后的开行方案，各铁路局集团公司客运部再向国铁集团调度中心申请批复后的开行方案，国铁集团调度中心核对无误后，发布调度命令实施[3]。

在信息系统建设上，当前动车组列车开行方案发布系统，由既有普速客车调度命令系统演变而来，随着高速铁路运营里程不断增长，以及动车组列车配置数量不断增多，全国铁路日均开行直通动车组列车数量已达2 000余列，既有调度命令系统功能已不能满足当前动车组列车开行方案调整需要。

经过对各铁路局集团公司直通动车组列车开行方案编制及实施现状的调查与分析，发现以下问题。

（1）开行方案编制缺乏统一规则。在开行方案的实施日期上，各铁路局集团公司客运部普遍依据以往习惯编制，致使国铁集团发布的全路动车组列车开行方案实施日期不一，其中部分开行方案执行日期较远、持续时间较长，有悖于调度命令短期、及时的应用策略,也不符合“一日一图”实时、准确的开行原则。在开行方案编制依据上，受制于当前客运收入清算策略的影响，部分铁路局集团公司偏重依据本铁路局集团公司始发车次售票情况制定方案，较少统筹考虑动车组车辆担当的全交路车次整体售票情况，容易造成运力资源浪费或不足的情况发生。

（2）开行方案发布流程繁琐。由于各铁路局集团公司客运部、国铁集团客运部、国铁集团调度中心三方数据流转未实现信息化管理，在开行方案流转过程中，铁路局集团公司客运部提报的方案信息仍使用传统的文档形式描述，致使开行方案的流转效率不高，同时相关技术人员需人工核对审核后的开行方案，不利于开行方案的准确实施。

（3）开行方案发布系统信息化程度不高。开行方案发布系统的基础数据未实现格式化存储，系统后台仅保存开行方案的文本内容，缺乏对日期、车次、编组等基础数据的格式化存储，难以实现对开行方案内容进行大数据管理。同时，对开行方案内容正确性的验证工作也主要由人工核对，难以实现系统自动验证。开行方案发布系统未与客票系统实现互联互通，铁路局集团公司客运部编制动车组列车开行方案时，难以依据客票预售数据智能生成动车组列车开行方案。开行方案发布系统未与列车运行图系统实现数据交互，高速铁路遇灾害天气时，需及时对相关动车组列车采取调整运行措施，技术人员难以快速获取列车信息，进而影响应急处置方案的编制效率。

（4）开行方案实施缺乏闭环管理。目前直通动车组列车开行方案发布后，未建立有效的质量评价机制。在开行方案的实施过程中，各铁路局集团公司客运部主要负责开行方案的预测编制，工作重点偏重于对直通客流的预测；国铁集团客运部负责开行方案的合理性审批，主要负责对全路开行方案的统筹安排；国铁集团调度中心负责开行方案的发布实施，主要关注开行方案的安全实施。对已实施的开行方案，未建立以客座率、运营收入等为考核标准的开行方案质量评价机制，不利于对开行方案的编制质量进行有效监督，进而督促各铁路局集团公司客运部不断优化方案编制策略，实现开行方案编制、实施的闭环管理。

2 提升直通动车组列车开行方案编制及实施质量对策

为实现直通动车组列车开行方案编制及实施质量全面提升，需从方案编制规则、方案编制与实施闭环管理、信息化系统建设、开行方案编制策略等方面进行合理优化。

2.1 完善开行方案编制规则

对开行方案的提报时间、实施日期、编制依据进行规范，制定统一的开行方案编制规则。

（1）规范开行方案提报时间。直通动车组开行方案发布实施过程较为复杂，部分列车运行调整在方案发布后次日即实施，为保证列车途经各铁路局集团公司运输站段在开行方案实施前均收到开行方案变化情况，铁路局集团公司客运部应于方案实施前一日18 : 00前，将其动车组列车开行方案提报至国铁集团调度中心，保证铁路局集团公司运输站段根据方案调整情况，及时将人员、设备设施配备到位，以确保动车组列车开行方案的安全实施。

（2）规范开行方案实施日期。为维护动车组列车开行方案短期性、及时性的调整策略，动车组列车开行方案实施日期需在方案发布日期后3日内实施，开行方案持续日期不得超出1周；对计划性、长期性的列车调整方案，应由客运部门发布电报实施。

（3）优化开行方案编制策略。规范开行方案编制依据的目的，是提高动车组列车运输效率、精准分配运力资源，目前国内外专家学者提出了基于不同算法模型的开行方案最优化解决方案。左大杰[4]给出确定性多目标绝对约束模型，设计基于随机模拟的遗传算法对旅客列车开行方案进行研究；史峰等[5]建立客运专线相关旅客列车开行方案的多目标优化模型。在实际执行过程中，存在计算变量过于复杂、方案界定阈值不够精确等弊端，因而研究尝试从动车组运行成本角度构建一套直通动车组列车开行方案调整策略。根据对2021年全路动车组列车运行现状的调查和分析，以当前开行范围日益扩大的复兴号动车组CR400AF单组为例，其装机功率10 000 kW，按时速350 km运行每小时耗电9 600 kW·h，单日走行2 200 km，运行时间12 h。根据国家电网有限公司统计，2021年中国工业电价平均为0.635元/(kW·h)，由此可计算出复兴号动车组CR400AF单组日均用电费用大约为9 600×12×0.635 = 73 125 元。另根据京沪高速铁路股份有限公司(股票代码601816) 2020年年报进行分析，该公司复兴号动车组开行占比较高，2020年营业总收入为252.4亿元，旅客发送人次为0.92亿人，粗略估计2020年乘坐京沪高速铁路动车组列车的旅客人均客票费用为252.4/0.92 = 274 元。若要抵消复兴号动车组日开行用电成本，每标准组日均旅客发送量为73 125/274 = 266.88 人，另按日均开行3个交路车次、标准定员576人计算，列均客座率应为266.88/3/575 = 15%，即每一列客座率需达15%才可抵消本次列车的用电成本。

日常运营动车组中还包括其他型号，但其余动车组装机功率均低于复兴号动车组，即复兴号动车组计算出的运营成本肯定高于其他型号动车组的运营成本，可简单将15%的客座率做为动车组是否加开/停运的一项标准。

因此，编制动车组停运的开行方案，全交路各次列车平均客座量需不高于定员的15%；编制动车组加开的开行方案，全交路列车平均候补购票的售票量应高于动车组定员的15%；其中编制动车组列车定员增加的开行方案，增加定员后的动车组全交路列车平均客座率应达到65%及以上；编制动车组重联改单组的开行方案，动车组全交路各次列车客座率均不高于50%单组列车定员。据此编制的开行方案可基本消除铁路运力资源的浪费，决策依据可操作性强，可进一步提高动车组列车开行方案的编制效率。

2.2 建立开行方案编制与实施的闭环管理机制

（1）建立开行方案实施质量评价机制。对各铁路局集团公司提报的定员增加、列车加开的开行方案，分析其开行方案相关列车客座空置率情况，对空置率高的进行减分，对空置率低的进行加分；对定员减少、列车停运的开行方案，分析其开行方案相关列车客座利用率情况，对客座利用率高、产生候补购票多的进行减分，国铁集团定期发布各铁路局集团公司客运部开行方案实施质量评价结果。

（2）实施以质定量的开行方案申请机制。国铁集团根据各铁路局集团公司担当直通动车组列车的数量，合理分配其每日动车组列车开行方案的申请数量，并根据其上月开行方案实施质量优劣情况，适当增减其申请配额，提高铁路局集团公司客运部随意提报低质量开行方案的违规成本，并加大对编制优质开行方案铁路局集团公司客运部的鼓励，建立开行方案申请配额的动态调整机制。

（3）建立开行方案实施质量奖励机制。国铁集团制定开行方案差异化考核办法，对编制开行方案质量较高的铁路局集团公司客运部进行现金奖励，并要求将奖金分配至相关人，提高开行方案编制人员的工作积极性；对参与开行方案编制的铁路局集团公司客运部门实施积分考核，得分高的铁路局集团公司客运部门可在季度图编制中，获得更多的直通动车组列车基本图编制权限，同时对开行方案编制质量高的铁路局集团公司客运部进行荣誉奖励，国铁集团每年度根据各铁路局集团公司得分情况，评选开行方案编制先进集体。通过以上奖励办法，激励各铁路局集团公司客运技术人员认真研判客流变化，不断优化开行方案编制策略，建立完善的开行方案编制、实施的闭环管理机制，杜绝开行方案过度调整、无序调整，以免造成运力资源浪费。

2.3 优化开行方案发布系统

为合理调配动车组运力资源，实现动车组列车开行方案与旅客出行需求精准契合，应构建科学的动车组列车开行方案发布系统，对列车运行图、客票售票、动车组运用状态等信息进行自动采集[6]，实现开行方案的智能化编制、一体化发布实施。

（1）完善开行方案发布系统基础数据。为提高开行方案的编制效率，以技术化手段确保开行方案的内容正确，将国铁集团客运部发布的季度运行图、动车组列车开行调整电报中相关数据(车次、始发终到站、车辆编组、开行规律等)录入开行方案发布系统，实现编制开行方案时，系统根据车次信息自动导出始发终到站、后续交路、开行规律等信息。

（2）对开行方案关键数据进行格式化存储。为实现开行方案大数据管理，在开行方案自动化录入的基础上，将开行方案基础信息(日期、车次、编组、定员等)进行格式化存储，以建立系统对开行方案数据进行大数据分析的基础。各铁路局集团公司客运部在编制开行方案时，可利用系统分析功能，对相关动车组列车历史售票数据进行分析，结合当前相关列车的客票预售情况，运用机器学习的迭代优化技术，编制科学、合理的动车组列车开行方案。同时系统可对开行方案的日期等信息进行冲突验证，在编制有开行日期限制的开行方案时，可防止发布不具备实施条件的开行方案，保障开行方案的正确实施。

（3）增强开行方案发布系统的数据交互能力。①建立开行方案发布系统与客票系统之间的数据交互。开行方案发布系统可对客票系统售票数据进行实时查询，对满足开行方案调整的列车进行自动筛选，进而智能生成初步的开行方案调整计划。系统可对客票系统中候补购票较多的动车组列车进行筛选，对其中单组开行的列车制定重联方案，对其中重联及长编组运行的列车制定临客加开方案；对距离开行日期较近且售票数量不足的长编、重联动车组制定改单组开行方案[7]；最终，由客运技术人员根据相关列车历史售票数据及相关动车组车辆运用状态，统筹编制动车组列车开行方案，提高开行方案的编制效率。②建立开行方案发布系统与运行图系统之间的数据交互。两个系统实现数据交互后，开行方案发布系统中的列车加开、停运调整信息，可即时推送至运行图系统中，做到开行方案发布与列车实际运行调整的无缝衔接，避免由技术人员人工录入数据，实现以技术手段防范开行方案调整的风险。同时在高速铁路设备、设施发生故障，需快速制定动车组列车应急处置方案时，技术人员可利用运行图系统快速筛选列车，根据其运行位置和状态科学编制列车应急处置方案，提升高速铁路故障状态下的动车组列车运行应急处置效率[8]。③建立开行方案发布系统与动车组车辆管理系统之间的数据交互。两个系统实现信息交互后，编制动车组列车加开、重联开行方案时，可由系统自动查询相关动车组车辆运用状态，避免人工核对车辆运用状态效率低下的弊端，提高开行方案的编制效率，为实现开行方案的智能编制提供技术支持。同时，在处置高速铁路枢纽地区故障时，系统可快速识别当前动车组车辆停放位置，进而根据后续列车开行计划，智能调整动车组车辆分配方案，提高高速铁路枢纽地区设备发生故障时，对动车组列车开行计划的应急处置效率。

2.4 优化开行方案编制策略

（1）建立直通动车组列车开行方案调整决策系统。为实现开行方案的科学管理，需有效利用开行方案的闭环管理机制，在编制开行方案时，应统筹考虑列车当前售票数据及历史同期开行客座率情况，通过机器迭代学习的机制[9]，不断细化开行方案调整依据，逐步完善开行方案的编制策略，进一步提升开行方案的编制质量。

（2）建立直通动车组列车开行方案调整库。以季度为周期，国铁集团季度列车运行图发布后，各铁路局集团公司分别建立本铁路局集团公司担当的直通动车组列车开行方案调整库，其中包括本铁路局集团公司担当的所有直通动车组列车车次、交路编号、编组等信息。例如，A001号交路动车组列车开行方案调整表如表1所示。

表1 A001号交路动车组列车开行方案调整表Tab.1 Operation plan adjustment of A001 routing EMU

（3）对部分直通动车组列车实施预调整。以1周为周期，各铁路局集团公司定期对15天(预售期)后本铁路局集团公司担当的直通动车组列车开行方案实施预调整，对近期客流严重不足的列车，采取停运的调整措施；对客座率一般，且图定开行规律为每日开行、重联及长编组的列车，采取隔日开行、减编开行等预调整措施，以方便技术人员根据客流变化实时增减运能，实现开行方案的灵活调整[10]。

（4）维护直通动车组列车客座率系数数据。以1月为周期，各铁路局集团公司定期对本铁路局集团公司担当的直通动车组列车月度平均客座率进行分析，并将其分析情况作为列车客座率系数，录入本铁路局集团公司开行方案调整库相关列车信息内，作为编制动车组列车开行方案的参考。

（5）建立动车组列车开行方案决策办法。以1天为周期，各铁路局集团公司对本铁路局集团公司担当的列车未来3天的客票预售情况进行分析，根据其客票预售情况及其上月客座率系数进行调整决策，其中客座率系数指标达65%可做为维持长编的依据。直通动车组列车开行方案决策流程如图1所示。

图1 直通动车组列车开行方案决策流程图Fig.1 Flow chart of operation plan decision for through EMU

3 结束语

随着我国高速铁路快速发展和成网运行，乘坐动车组列车已成为广大人民群众中短途出行的首要交通方式。为进一步发挥市场对运力资源配置的决定性作用，需不断完善开行方案编制规则，优化开行方案编制算法，实现铁路客流与开行方案的精确匹配。动车组列车开行方案的设计是一项系统、复杂的工作，为进一步提高开行方案的编制质量，不应仅依靠客票预售情况调整图定列车开行方案，还需充分发挥12306售票平台强大的用户覆盖优势，定期开展全用户乘坐动车组出行计划调查，对其出行时间、目的地、行程等信息进行大数据分析，编制旅客定制式列车开行方案，实现开行方案编制的超前调研、定制化编制，创新“以车引流”营销策略，进一步提高动车组列车运输效率效益。