黔桂铁路广西段动力集中型动车组开行方案研究

杨廷宇 魏昌辛 柯小梁

（中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031）

黔桂铁路南起广西自治区柳州市，向北经广西自治区河池市、贵州省黔南州，终至贵州省贵阳市，运营长度479 km，是西部陆海新通道铁路主通道的重要组成部分［1-3］。目前黔桂铁路能力饱和，正在进行增建二线扩能改造。改造完成后，全线将形成一条以货运为主的区际干线铁路［4］。路网内黔桂铁路贵州段与在建贵（阳）南（宁）高速铁路互为平行径路，待2023年贵南高速铁路建成通车后，通道将形成客货分流的鲜明格局［5］。反观黔桂铁路广西段，普速客运设施设备老旧落后，且研究年度近期以内暂缺明确的高速和城际铁路规划［6］，无法满足沿途旅客的美好出行需求。

近年来，“绿巨人”动力集中型动车组在中老、渝怀、包西等多条普速干线铁路上开行，让部分普速线路进入动车时代，深受广大旅客好评。以此为借鉴，根据沿线铁路运营特征，以及经济、人口特点，研究利用黔桂铁路广西段富余能力开行动力集中型动车组，高效串联桂西北地区“两核”（柳州、河池）、“一带”（沿黔桂走廊城镇带）、“多节点”（南丹、金城江、宜州、柳城等主要区县）。该方案既提升了铁路运输服务品质与市场竞争力，又赋予了西部陆海新通道除货运走廊外新功能、新内涵。

1 运量预测

1.1 运量预测的相关因素分析

（1）沿线社会经济发展水平

黔桂铁路广西段连接河池、柳州等两个地级市，境内串联南丹、金城江、宜州、柳城等6 个区（县）。本次研究对象为2019年沿线社会经济发展水平数据［7］，如表1所示。

表1 沿线社会经济发展水平数据统计表

由表1 可知，本段沿线人均GDP 高于广西区平均水平，通道经济、人口覆盖率在广西区的占比均为15%以上，旅游接待人次、旅游总收入在广西区的占比均为10%以上，是桂西北地区最为重要的交通走廊之一。

（2）现状运营特征

根据最新统计结果，黔桂铁路独山—金城江段货流密度1 700 万t／年，开行货车22 对／d，客流密度109 万人／年，开行客车4 对／d，能力利用率81.6%；黔桂铁路金城江—柳州段货流密度1 900 t／年，开行货车24对／d，客流密度190万人／年，开行客车6对／d，能力利用率86%［8］。旅客列车开行方案如表2所示。

表2 现状旅客列车开行方案表（对／d）

由表2 可知，黔桂铁路以长途干线客车为主，最高运行速度120 km／h，其中广西段内（金城江）始发终到2 对／d，暂无区域内部交流的列车开行。

（3）路网规划

考虑研究年度初期为2030年、近期为2035年、远期为2045年。初期黔桂铁路增建二线工程完成，且西部陆海通道形成双向大能力运输通道；近期百色至河池高速铁路、兴永郴赣铁路建成，南昆铁路增建二线完成；远期河池至柳州城际铁路建成、涪柳铁路建成。

1.2 研究年度运量预测结果

综合2019年沿线社会经济发展水平、现状运营特征、路网规划等因素，采用趋势增长法、乘车率法，对黔桂铁路广西段客货运量进行预测，结果如表3所示。

表3 黔桂铁路广西段运量预测结果表

由表3 可知，金城江—柳州段的客流需求显著高于南丹—金城江段。由于远期河池至柳州城际铁路建成，金城江—柳州段客流需求呈先增后减趋势，而南丹—金城江段无平行径路分流，客流需求呈持续增长趋势。

2 列车开行方案

根据通道主要技术标准与运营特征确定动力集中型动车组选型，然后基于运量预测结果、列车定员、上座率等因素，确定黔桂铁路广西段动力集中型动车组开行方案，包括开行径路及对数、服务时段、停站方案等，测算动力集中型动车组开行后线路通过能力的适应性情况。

2.1 动车组选型

2.1.1 动力集中型动车组优势分析

南丹至柳州的公路、铁路旅行时间分别为2.7 h、3.0 h，河池城区（金城江、宜州）至柳州的公路、铁路旅行时间分别为1.9 h、2.2 h。目前，黔桂铁路运行的普速客车采用SS3／HXD3C型机车牵引25G型客车车底，最高速度120 km／h，且车内设施设备陈旧、环境较差，市场竞争力不足。

与传统普速客车相比，动力集中型动车组内部服务设施与设备与既有动车组基本一致，适用于包括本线在内的大部分普速电气化铁路，可显著改善旅客的出行环境与质量。经牵引计算模拟仿真，黔桂铁路广西段开行动力集中型动车组后，与公路、铁路的旅行时间对比情况如表4所示。

表4 动力集中型动车组与现状普速客车的运行时分对比表（min）

综上所述，开行动力集中型动车组能够兼顾运输服务质量和旅行时间节省效益，是现阶段黔桂铁路广西段扩大客流吸引力、提升市场竞争力的合理选择。同时，本项目所经均为革命老区、少数民族地区、国家重点扶持的贫困地区、西部大开发的重点地区，黔桂铁路动力集中型动车组的开行将有效改善沿线居民出行条件和环境，加速各地区间的经济交流。这既是巩固脱贫攻坚成果，全面深化改革的要求，又是满足人民美好出行需求，实现共同富裕、共享繁荣的重要举措。

2.1.2 动力集中型动车组选择

当前，铁路准入的动力集中动车组包括CR200J（电力）、CR200JS（电力-内燃双源动力）两种类型。其中，CR200JS 型动力集中动车组是专为满足高原气候条件的动车组。考虑本线沿线自然条件良好，电力设施设备满足列车牵引要求，本次暂按CR200J 型动力集中动车组进行研究。不同类型的CR200J 型动力集中动车组主要技术参数［9］对比如表5所示。

表5 不同CR200J 动力集中型动车组主要技术参数对比表

黔桂铁路扩能改造后设计时速将提升至160 km／h，且轴重与荷载、到发线有效长、建筑限界等主要技术标准均能满足CR200J 型动力集中动车组开行条件，而列车定员为影响动车组选型的决定性因素。

本项目主要服务桂西北地区，沿线旅游资源丰富、少数民族聚集特征明显，客流具有特殊性、复杂性，原则上应结合客流实际情况，定制车辆，实现灵活编组。考虑现状暂无灵活编组方案的动力集中型动车组投用，且根据运量预测结果，本线客流强度总体一般，已投用的短编组（9 辆）动力集中型动车组即可满足运输需求。因此，本次研究暂时推荐CR200J（9 辆编组）动力集中动车组。

2.2 列车开行径路及对数

2.2.1 客流特征分析

黔桂铁路广西段预测客流量由通道客流和区域客流两部分组成。其中，通道客流主要为西南地区与北部湾、粤港澳地区交流的长途客流，区域客流主要为桂西北地区河池、柳州内部交流客流。不同类型客流占比如表6所示。

表6 黔桂铁路广西段研究年度不同类型客流占比表

本次研究考虑通道客流及部分区域内客流通过黔桂铁路长途干线列车带流，剩余非通道客流则由动力集中型动车组承担。

2.2.2 长途干线列车开行方案

根据运量预测结果，结合普速客车开行方案与研究年度路网规划情况，确定黔桂铁路长途干线列车开行方案，如表7所示。

表7 黔桂铁路研究年度长途普速客车开行方案表（对／d）

2.2.3 动力集中型动车组开行径路及对数

根据式（1）计算区段列车开行对数：

式中：ni-j——区段i-j 的动力集中型动车组开行量（对／d）；

Qi-j——区段i-j 的区域性客流需求量（万人／年）；

β——客流波动系数，取1.1；

A——动力集中型动车组列车定员，取720 人／列；

αk——动力集中型动车组满载率，取60%～75%。

经计算，研究年度南丹—金城江区段动力集中型动车组开行对数分别为2 对／d（2030年）、2 对／d（2035年）、1 对／d（2045年），金城江—柳州区段动力集中型动车组开行对数分别为5 对／d（2030年）、8 对／d（2035年）、2 对／d（2045年）。

考虑柳州为区域经济、文化中心和连接西南、中南、华南地区的综合交通枢纽，且枢纽内铁路运输设施设备完善，故本次研究将柳州作为全部动力集中型动车组的始发终到车站和运维检修基地。综上所述，确定动力集中型动车组开行交路如图1所示。

图1 黔桂铁路广西段动力集中型动车组开行交路示意图

2.3 列车开行时段与停站方案

2.3.1 开行时段

黔桂铁路广西段开行的普速旅客列车以长途通过列车为主，列车开行时段统计如图2所示。

图2 黔桂铁路广西段现状旅客列车开行时段统计示意图

由图2 可知，现状2／3 的长途客车通过本线的时段或早或晚，与沿线旅客出行习惯不匹配。为提高本项目的客流吸引力与市场竞争力，动力集中型动车组应尽量安排在白天时段9：00—18：00 之间开行。

2.3.2 停站方案

黔桂铁路广西段开行的普速旅客列车仅停靠南丹、金城江、宜州、柳州等4 个站，而动力集中型动车组仅在区域内部开行，功能定位为连接桂西北地区重要城镇组团、提升沿线旅客出行质量的客运产品，因此长途普速客车应覆盖更多的区域内经济、人口据点。

本次研究以站点辐射的城镇常住人口不小于1.5 万人为停站依据，同时考虑车站工程改造实施条件、停站距离均衡性等因素，确定动力集中型动车组的停站方案，如图3所示。

图3 黔桂铁路广西段动力集中型动车组停站方案示意图（km）

由图3 可知，黔桂铁路广西段动力集中型动车组拟停靠南丹、金城江、柳城、柳州等8 个车站，运营长度221.7 km，含预留车站平均站间距27.7 km，不含预留车站平均站间距44.3 km。

2.4 通过能力适应性分析

黔桂铁路增建二线后区间闭塞方式采用自动闭塞，列车追踪间隔I追初、近期为7 min，远期为6 min，综合维修“天窗” T天窗为120 min。考虑不同类型列车扣除系数ε普客=2.5、ε动集=2.8、ε集装箱=1.3、ε直区=1.0、ε摘挂=3.0 的情况下，通过能力适应性情况如表8所示。

表8 黔桂铁路广西段开行动力集中型动车组后能力适应性情况表（对／d）

由表8 可知，黔桂铁路广西段开行动力集中型动车组后，线路通过能力能够满足沿线客货运输需求，且有一定富余。

3 西部陆海新通道动力集中型动车组应用展望

3.1 通道技术标准与开行状态梳理

黔桂铁路为西部陆海新通道铁路运输主通道的重要组成部分，利用其富余能力合理开行动力集中型动车组，能够盘活运力资源、提升运输服务品质，为西部陆海新通道持续赋能。考虑到以下因素，对西部陆海新通道铁路东、中、西三大通道中适宜动力集中型动车组的开行线路及运营状态进行梳理，如表9所示。

表9 西部陆海通道动力集中型动车组适宜动力集中型动车组的开行线路及运营状态表

（1）廊道所串联节点为省（市、区）内较为重要的经济、人口据点，且沿途覆盖社会文化与旅游资源。

（2）既有（在建或规划）正线数目为双线、暂无可替代的平行径路（客运专线）、满足客货共线区段动车组安全运行规范。

（3）重点提高革命老区、少数民族地区、国家重点扶持的贫困地区、西部大开发的重点地区铁路客运服务品质。

3.2 应用展望

随着西部陆海通道的全面建成以及200 km／h 速度等级动力集中型动车组的投用，动车组异地运维技术的逐步成熟，通道内各线动车组运用方案及运维基地规划如表10所示。

表10 西部陆海通道动力集中型动车组运用方案及运维基地表

4 结论

利用既有线开行动力集中型动车组是目前我国铁路发展的趋势之一。黔桂铁路广西段是串联桂西北地区最为重要的交通与经济走廊，利用线路富余能力开行动力集中型动车组具有必要性及可行性。开行此类动车组可以缩短两核”（柳州、河池）和“多组团”（南丹、金城江、宜州、柳城）之间的铁路客运时间，提高运力资源使用效率，提升运输服务品质。此外，西部陆海通道内的黎钦、南昆等线路亦存在动力集中型动车组开行需求。制定和执行与客流需求特点相一致的开行方案，将进一步促进通道与区域经济的融合发展，推动西部陆海通道新通道形成“以货为主，兼顾客运，客货运高质量协调发展”的新局面。