城際客運專線列車運行調整策略研究

陳 東，吳柏青，李永輝

（1.西南交通大學 峨眉校區交通運輸系，四川 峨眉 614202；2.西南交通大學 牽引動力國家重點實驗室，四川 成都 610031；3.西南交通大學 峨眉校區計算機與通信工程系，四川 峨眉 614202）

城際市客帶運規專劃線和主修要建是的指服在務人于口經稠濟密區的或都城市市圈群或的城網絡化快速軌道交通系統，主要承擔沿線各城市和主要中心城鎮之間的客流，并兼顧城市組團和次中心城鎮之間的客流，采取小編組、高密度、公交化運行的行車組織方式[1]；城際客運專線列車在運行過程中由于受到不良天氣條件，如降雪、降雨、降霧、大風及冬季低溫等的影響，可能造成動車組、CTC 設備、信號系統及地面設備的故障或帶來安全隱患，從而造成行車延誤[2]。已有研究大多偏重于既有線、新建中長途客運專線或是城市軌道交通的列車運行調整，較少涉及城際客運專線的運行調整。城際客運專線在運距、運輸組織模式、開行方案等方面不同于既有線、中長途客運專線，也有別于城市軌道交通。分析城際客運專線的運輸組織特點，制定適合的列車運行調整目標及策略，對于提高列車運行調整的針對性、效率和運輸組織水平具有積極意義。

1 城際客運專線運輸組織特點

1.1 列車種類

根據城際客運專線所處的區域，列車種類可分為運行本線列車及跨線列車 (假定存在) 和只運行本線列車兩類。本線列車開行方案的制定，已有研究大多傾向于開行一站直達高速列車和站站停中速列車兩類。因此，可將城際客運專線的列車種類分為直達高速列車、中速列車和跨線列車3類。

1.2 技術特征

城際客運專線具有站距短、小編組、高密度等公交化列車運行的特點，這是由客流成分和旅客平均運距決定的。長短途客流對運輸質量的需求存在很大的差異，長途客流主要追求速度和舒適性，短途客流主要追求乘車的便捷、快速。城際客運專線主要是商務、公務、上下班通勤、探親訪友、購物旅游等客流，平均運距介于城市交通與中長途運輸之間，旅客能承受的候車時間比較短，適宜開行小編組、高密度的公交化列車，并在高峰時段組織列車密集到發。

1.3 采用規格化運行圖

所謂規格化，是指單元時間內開行的列車種類、數量、停站地點等基本相同。規格化運行圖(節拍式開行方案) 由于具有周期性重復的特點，規律性強，為旅客乘車提供了極大的便利，同時便于運營管理，能較好地解決列車晚點的運行調整問題。日本城際鐵路多年來一直采用規格化運行圖安排列車運行，運營效果較為理想。

1.4 閉塞方式

城際客運專線的閉塞方式采用移動閉塞(Moving Block)。移動閉塞技術通過車載設備和軌旁設備不間斷的雙向通信，控制中心可以根據列車實時速度和位置動態計算列車的最大制動距離。列車的長度加上這一最大制動距離并在列車后方加上一定的防護距離，便組成了一個與列車同步移動的虛擬分區[3]，如圖1所示 。由于保證了列車前后的安全距離，兩個相鄰的移動閉塞分區就能以很小的間隔同時移動，使列車能以較高的速度和較小的間隔運行，從而提高運營效率。采用移動閉塞技術能方便地調整前后列車的運行速度，便于運行調整措施的實現。

圖1 移動閉塞系統的安全行車間隔示意圖

從以上運輸組織特點可知，城際客運專線具有列車種類單一，運行調整難度小；站間距離短、開行密度高、公交化特征明顯；采用規格化運行圖、移動閉塞方式等特點，為列車的運行調整提供了良好的條件。同時也決定了當列車發生延誤時，本線客流容易流失，而當站站停中速列車單純以“趕點”形式恢復運行秩序時，可能造成緊跟前車進站的后車座席大量虛靡。因此，合理的運行調整目標是解決此類問題的關鍵。

2 城際客運專線列車運行調整策略

2.1 列車運行調整目標

盡快恢復運行秩序是各類列車運行調整的總目標，在這一總目標下，具體目標可表述為總晚點時間最短、總晚點列數最少等[4]。基于城際客運專線的運輸組織和客流特點分析，將本線一站直達高速列車、跨線列車定義為一類列車，將站站停中速列車定義為二類列車，對這兩類列車分別采取不同的調整目標。將一類列車的調整目標簡化為總晚點時間及總晚點列數最少；二類列車的調整目標簡化為盡快恢復合理到發間隔。

（1）加權總晚點時間最少。其計算公式為：

式中：tD為列車的總晚點時間；n為列車總數 (站站停中速列車除外)；m 為列車停站總數；Tik和 Ti'k分別為列車 i 在 k 站的實際到達時間、計劃到達時間；wi為不同種類列車的權重。

公式的具體含義可表述為：列車的總晚點時間最少可以理解為加權晚點時間最少。在城際客運專線中，將一站直達高速列車及跨線中長途客運專線列車設為高等級列車，將跨線中速列車設為低等級列車，并賦予其不同的權重。站站停中速列車的晚點時間不予以考慮，并假定站站停中速列車不引起該類列車的連帶晚點。

（2）總晚點列車數最少。其計算公式為：

式中：ND為總晚點列車數量。

（3）列車到發最均衡。站站停中速列車為沿線城鎮客流服務，在功能上和城市軌道交通系統極為相近。當城際客運專線的站站停中速列車發生延誤時，單純以“趕點”的形式恢復時刻表的調整措施將可能導致前車剛走，后車緊隨而至，從而造成后車座席虛靡，對運力是一種浪費。在此種情況下，旅客服務并沒有明顯的改善。因此，對于站站停中速列車，應以盡快恢復合理的到發間隔為主要的調整目標。其計算公式為：

式中：l 為站站停中速列車總數；m 為列車停站總數；tp為 j 站經停列車平均到達間隔時間；tv為 j 站第 k+1 列車和第 k 列車的到發間隔時間與該站 m列車的平均到發間隔時間的差值，T'jk為列車 k 在 j 站的實際到達時間。

2.2 運行調整策略

運行調整策略是指一定的運行調整原則和措施。借鑒相關研究方法[5]，通過對城際客運專線運輸組織特點、客流特征和調整目標的分析，提出以下調整原則和措施。

2.2.1 運行調整原則

（1）區別對待站站停中速列車及其他種類列車，根據前述調整目標，將站站停中速列車作為相對獨立的一類車進行考慮。①其他種類列車是否越行站站停中速列車，根據列車相互之間的權重進行判斷。如果其他種類列車權重高于中速列車，則越行；否則，不越行。②站站停中速列車不越行一站直達及跨線高速列車。③站站停中速列車是否越行跨線中速列車，視列車權重而定。

（2）明確跨線高速列車和本線一站直達高速列車的等級，根據列車等級選擇調整策略。根據列車等級的不同，可以有以下調整原則：①低等級列車不得引起高等級列車連帶晚點；②高等級列車在必要時可接受低等級列車一定時間的連帶晚點；③部分高等級列車可接受低等級列車一定時間的連帶晚點，其他列車絕對優先。

（3）明確站站停中速列車和跨線中速列車的等級，根據列車等級選擇調整策略。其調整原則同上。

（4）站站停中速列車之間，盡快恢復合理的到發間隔。基于這一原則，站站停中速列車在發生晚點時，晚點列車采取“趕點”運行的同時，后車可根據前后列車情況采取“趕—壓”結合方式，即前車趕點，后車延點，使這類列車在車站的到發時間分布相對均衡。城際客運專線采用的移動閉塞技術，為這一調整措施的實施提供了技術保證。

2.2.2 運行調整措施

基于上述調整原則，城際客運專線中可能采取的調整措施主要包括：變更列車到發時刻；變更列車到發順序；改變列車車站行車方式；變更列車區間運行時間；增開列車；取消列車 (謹慎使用)，建議僅限于站站停中速列車；中速列車下線運行；變更列車運行交路，組織列車在具備條件的中間站折返；變更動車組交路；啟用熱備車組；通過空車調撥運用其他站空閑動車組；變更列車接續時間；變更停靠站臺等。

在使用不同的調整措施時會有不同的難度和應用效果，應根據列車晚點對運行秩序的影響程度判斷采用的具體措施或幾種措施的組合。同時，還應參考已有城際客運專線的實際運營經驗[6]，在調整時注意與客運服務系統的信息溝通，將各種調整措施的負面影響減至最小，避免客運組織失誤。

2.2.3 運行調整措施評價及分析

基于上述調整原則所采取的各種措施，在實際應用時，需要對其調整效果 (或是否可行) 進行評價。基于上述調整目標、原則和措施，建立了基于城際客運專線運行調整策略的運行仿真平臺，該平臺的工作流程如下。

步驟 1：根據待調整列車集合，確定列車種類及調整目標和調整原則。

步驟 2：從調整措施集合中選取適當的調整措施 (可人工干預)。根據列車運行約束條件，推演該調整措施的執行效果，并判定沖突點。

步驟 3：運用列車運行狀態推導、運行圖平移等方式，消除沖突點，如不能消解，轉步驟 2。

步驟 4：對運行調整措施進行指標評價，如滿意，則得到應用調整措施。否則，轉步驟 2。

在列車運行調整措施的執行中，沖突的消解一直是難點，仿真平臺采用平移運行線的方法進行沖突消解，當無法消解時，重新選擇調整措施，直至得到可行調整措施為止。得到可行調整措施后，運用調整指標，對該措施進行評價，如果滿意，即得到可執行措施。

3 結束語

在分析城際客運專線列車運行組織特點的基礎上，根據不同種類的列車指出其應采用不同的調整目標。通過闡述在調整目標下的運行調整原則，列舉了可能采取的運行調整措施，并提出了運行調整措施仿真平臺的構建流程。但是，在研究中尚未深入分析運行沖突消解的具體措施，同時運行調整指標也有待進一步深入研究。

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[5]聶 磊，張星臣，趙 鵬，等. 高速鐵路列車運行調整策略的研究[J]. 鐵道學報，2001，23(4)：1-6.

[6]吳 洋，羅 霞. 一種晚點地鐵列車實時調整策略及其動態速控模式[J]. 中國鐵道科學，2005，26(6)：113-118.