膠濟(jì)客專運(yùn)行圖編制能力利用優(yōu)化方法

□王思敏

膠濟(jì)客專運(yùn)行圖編制能力利用優(yōu)化方法

□王思敏

鐵路客運(yùn)；膠濟(jì)客專；線路鋪畫；優(yōu)化

膠濟(jì)鐵路客運(yùn)專線（簡(jiǎn)稱膠濟(jì)客專）是連接青島市與濟(jì)南市的一條鐵路客運(yùn)專線，是青太客運(yùn)專線的起點(diǎn)段。膠濟(jì)客專客流多為膠東半島與山東省其他地區(qū)及全國(guó)各地的旅客交流，多年來(lái)一直保持10%以上的增長(zhǎng)，旅客出行目的包括探親、商務(wù)、旅游等，其中旅游客流增長(zhǎng)較快，客流特點(diǎn)呈多成分、多層次、復(fù)雜化趨勢(shì)發(fā)展。近年來(lái)，隨著客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的完善、開(kāi)行動(dòng)車組數(shù)量的增加，旅客運(yùn)輸總量逐年增長(zhǎng)。膠濟(jì)客專自2008年全線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)以來(lái)，旅客運(yùn)輸總量占濟(jì)南鐵路局旅客運(yùn)輸總量從35.4%增長(zhǎng)到38.7%，旅客列車對(duì)數(shù)也不斷增加，在動(dòng)車組運(yùn)行有效時(shí)段內(nèi)不能再鋪畫旅客列車，通過(guò)能力已經(jīng)飽和。筆者試從運(yùn)行圖編制方法上提出一定的優(yōu)化方法以提高膠濟(jì)客專的通過(guò)能力。

一、影響因素分析

1.速差影響

膠濟(jì)運(yùn)專是動(dòng)車組列車與既有普速列車共線運(yùn)行的線路，動(dòng)車組列車的運(yùn)行時(shí)速為200公里/小時(shí)，而大部分普速列車上線運(yùn)行后的速度為120公里/小時(shí)，兩者之間速度差異較大，導(dǎo)致產(chǎn)生較大扣除系數(shù)。在客運(yùn)業(yè)務(wù)正常辦理時(shí)，膠濟(jì)線上動(dòng)車組列車追蹤間隔為7分鐘，一對(duì)普速旅客列車扣除動(dòng)車組對(duì)數(shù)是3.6對(duì)；追蹤間隔時(shí)間為5分鐘時(shí)，扣除動(dòng)車組對(duì)數(shù)為5.5對(duì)。普速旅客列車與動(dòng)車組列車之間較大的速度差所導(dǎo)致的較大的扣除系數(shù)，成為影響膠濟(jì)客運(yùn)專線通過(guò)能力的重要因素。

2.牽引供電能力受限

膠濟(jì)客專按照200公里/小時(shí)、區(qū)間信號(hào)機(jī)按4分鐘追蹤間隔布點(diǎn)，按5分鐘追蹤間隔計(jì)算能力設(shè)計(jì)。目前膠濟(jì)客專使用的列車為CRH380系列動(dòng)車組，其使用的功率較大，牽引供電能力由于受到牽引變電所容量的限制，盡管切除50%的動(dòng)力，膠濟(jì)客專濰坊西、青州北供電臂內(nèi)上下行最多也只能同時(shí)運(yùn)行兩列CRH380系列的動(dòng)車組列車，使得整條線路上的動(dòng)車組列車無(wú)法實(shí)現(xiàn)以設(shè)計(jì)時(shí)的最小追蹤間隔時(shí)分追蹤運(yùn)行。這導(dǎo)致膠濟(jì)客運(yùn)專線上的CRH380系列動(dòng)車組列車只能以7分鐘的最小追蹤間隔來(lái)追蹤運(yùn)行，對(duì)區(qū)間的通過(guò)能力造成較大影響。

3.某些中間站站距偏大

目前有31對(duì)的普速旅客列車在膠濟(jì)客專運(yùn)行，除一對(duì)普速旅客列車的最高運(yùn)行速度是140公里/小時(shí)外，其余列車的最高運(yùn)行速度只有120公里/小時(shí)。濰坊—昌邑是膠濟(jì)客專站間距離最大的區(qū)間，區(qū)間長(zhǎng)度為55.071公里。在此區(qū)間運(yùn)行的動(dòng)車組列車運(yùn)行時(shí)間比普速旅客列車短9分54秒鐘。相鄰動(dòng)車組列車在此區(qū)間運(yùn)行的間隔較短時(shí)，普通旅客列車無(wú)法到達(dá)此大區(qū)間的前方站進(jìn)行待避，而只能提前避讓，造成區(qū)間通過(guò)能力的浪費(fèi)。

4.中間站線路和站臺(tái)配置數(shù)量不合理

膠濟(jì)客運(yùn)專線上的中間站，除了淄博、濰坊等大型的客運(yùn)站外，其余中間站由于受到發(fā)車數(shù)量的制約，采取二臺(tái)夾四線的站臺(tái)布置形式，上下行均為一條到發(fā)線一個(gè)站臺(tái)。這使得普通旅客列車在這些中間站待避動(dòng)車組列車及客運(yùn)業(yè)務(wù)的辦理等受到影響，增大了列車待避時(shí)間，影響了通過(guò)能力。

5.難以鋪畫跨局旅客列車運(yùn)行線

目前，在膠濟(jì)客專運(yùn)行的普速旅客列車中，跨局直通客車占83.9%。直通客車的運(yùn)行線往往涉及兩局及以上的多條繁忙干線，由于受到線路或者是局界口的運(yùn)行條件、車底入庫(kù)整備時(shí)間、車底折返接續(xù)等因素的制約，其運(yùn)行線的鋪畫和調(diào)整不能按膠濟(jì)客專運(yùn)輸能力最大化的要求來(lái)實(shí)現(xiàn)。

6.盡端式線路上列車鋪劃有效時(shí)段受限

膠濟(jì)客專對(duì)于全路干線路網(wǎng)來(lái)說(shuō)屬于盡端式線路，為了能夠充分吸引客流和方便旅客的出行，管內(nèi)列車始發(fā)朝發(fā)夕至，有效時(shí)間段為06：00—20：10，對(duì)管內(nèi)動(dòng)車組列車而言，終到有效時(shí)刻截止到23:00。部分跨局直通客車考慮夕發(fā)朝至，在有效時(shí)段內(nèi)不能鋪畫以上管內(nèi)動(dòng)車組列車，從而限制了旅客列車鋪畫的有效時(shí)段。

二、能力利用優(yōu)化方法

1.均衡濟(jì)南樞紐各站間發(fā)車量

膠濟(jì)線改造后，濟(jì)南站的發(fā)車間隔時(shí)間是7分鐘，而濟(jì)南西和濟(jì)南東站的發(fā)車間隔時(shí)間均可達(dá)到5分鐘，而從濟(jì)南西站和濟(jì)南東站始發(fā)、濟(jì)南站通過(guò)的列車可支持全線5分鐘追蹤。這使得從濟(jì)南站單獨(dú)發(fā)出的列車無(wú)法形成5分鐘的追蹤，區(qū)間線路能力浪費(fèi)嚴(yán)重?？紤]到濟(jì)南站在吸引客流上最為便利的因素，故可安排濟(jì)南站發(fā)車量與從濟(jì)南西站和濟(jì)南東站的發(fā)車量總數(shù)相等，并且間隔發(fā)車，對(duì)比圖1中的（a）（b）可看出，采用此種方法既可充分利用線路區(qū)間的通過(guò)能力，又能保證濟(jì)南站吸引更多的客流量。

2.用相鄰越行站間的大區(qū)間插畫更多普速旅客列車運(yùn)行線

膠濟(jì)客專各區(qū)間距離中，站間距最大的區(qū)間濰坊—昌邑，區(qū)間距離為55.071公里，相鄰越行站的平均距離仍大于膠濟(jì)客專全線站間距最大的越行距離。結(jié)合膠濟(jì)客專的實(shí)際情況，根據(jù)相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，得出普速旅客列車在膠濟(jì)客專平均相隔2.6個(gè)區(qū)間辦理一次技術(shù)停站作業(yè)以供高速列車越行。

考慮到膠濟(jì)客專較大的越行站相隔距離，可以在兩個(gè)越行站相隔的區(qū)間（一般大于2個(gè)區(qū)間）內(nèi)，利用普速旅客列車與高速旅客列車由于速差產(chǎn)生的空費(fèi)空間插畫普速旅客列車運(yùn)行線，以增加區(qū)間通過(guò)能力（如圖2、圖3所示）。

圖2 相鄰越行站間未利用空費(fèi)空間

圖3 相鄰越行站間利用空費(fèi)空間

當(dāng)兩個(gè)越行站之間的大區(qū)間包含多個(gè)區(qū)間時(shí)，可以在普速旅客列車與高速旅客列車由于速差產(chǎn)生的空費(fèi)空間內(nèi)，通過(guò)高速旅客列車在不同技術(shù)作業(yè)辦理站越行不同普速旅客列車的方式，插畫更多的普速旅客列車運(yùn)行線。當(dāng)兩個(gè)越行站之間的距離足夠大，使得兩列相鄰的普速旅客列車在同一車站的出發(fā)間隔時(shí)間I發(fā)大于普速旅客列車的最小追蹤間隔時(shí)間I追時(shí)，便有條件按照?qǐng)D3所示的運(yùn)行圖鋪畫方式在兩個(gè)越行站之間鋪畫普速旅客列車運(yùn)行線，以提高線路的能力利用率。

膠濟(jì)客專上普速旅客列車平均相隔2.6個(gè)區(qū)間辦理一次技術(shù)停站作業(yè)以供高速列車越行，考慮到膠濟(jì)客專部分運(yùn)行區(qū)間距離相隔很小，兩個(gè)越行站之間的大區(qū)間完全有條件包含3個(gè)及其以上的運(yùn)行區(qū)間。因此，膠濟(jì)客專有條件按照?qǐng)D3所示的普速旅客列車運(yùn)行線的鋪畫方式，利用相鄰越行站之間普速旅客列車和高速旅客列車由于速差產(chǎn)生的空費(fèi)空間，插畫更多的普速旅客列車

運(yùn)行線，以提高膠濟(jì)客專的能力利用率。

3.減少不同等級(jí)列車間速差影響

針對(duì)動(dòng)車組列車與普通旅客列車混跑運(yùn)行速差對(duì)通過(guò)能力影響相大的問(wèn)題，筆者提出以下幾種建議。（1）提高普通旅客列車速度，減少速差。

在條件允許的情況下，盡量對(duì)普速旅客列車的車輛和機(jī)車型號(hào)進(jìn)行升級(jí)，提高列車的最高行駛速度，減少速差，降低扣除系數(shù)，提高通過(guò)能力。

（2）兩種列車各自成組鋪畫在合適運(yùn)行時(shí)間段。比較圖4中（a）和（b）可知，當(dāng)兩組速度不同的列車分別成組鋪畫時(shí)，可減少因兩種列車之間的速度差而導(dǎo)致的運(yùn)行圖能力的浪費(fèi)，同時(shí)可降低列車之間的相互干擾，增大區(qū)間通過(guò)能力。由圖4也可以看出，當(dāng)鋪畫的成組追蹤列車數(shù)越多時(shí)，每一列車占用運(yùn)行圖的時(shí)間越少，兩種速度等級(jí)列車之間的影響就越小，從而可鋪畫出更多的列車總數(shù)。

圖4 兩種不同速度列車間鋪畫方式對(duì)比圖例

在列車運(yùn)行圖上鋪畫旅客列車時(shí)，由于在凌晨常常受天窗等因素的影響，晝夜能力不均衡，對(duì)列車的運(yùn)行產(chǎn)生一定的干擾。在膠濟(jì)客運(yùn)專線上運(yùn)行的跨局、跨線普速旅客列車的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行距離都較長(zhǎng)，其對(duì)運(yùn)行時(shí)段合理性的要求相對(duì)較低，通常只要保證其始發(fā)終到的合理時(shí)間范圍，盡量保證在途中大站的到發(fā)時(shí)間范圍合理即可。因此，在夜間宜成組鋪畫跨局或跨線的普速旅客列車，以充分利用此時(shí)間段的線路通過(guò)能力。

而在白天旅客列車運(yùn)行的黃金時(shí)間段，膠濟(jì)客專則可利用在夜間鋪畫跨局、跨線普速旅客列車而釋放的部分日間通過(guò)能力。為保證動(dòng)車組列車的服務(wù)質(zhì)量和利用效率，減少其受干擾的程度，可以集中鋪畫動(dòng)車組列車的運(yùn)行線，使其盡可能以追蹤運(yùn)行的方式運(yùn)行。

（3）增大動(dòng)車組列車的比例。根據(jù)膠濟(jì)鐵路通道上的特點(diǎn)，膠濟(jì)客專目前動(dòng)車組運(yùn)行有利時(shí)段的能力緊張，而既有膠濟(jì)線的通過(guò)能力利用率則較低，可以在既有膠濟(jì)線有條件的情況下增開(kāi)部分普速旅客列車。因此，在線路設(shè)備條件允許并且滿足客流需求的情況下，可以將部分膠濟(jì)客專運(yùn)行的普速旅客列車分流至既有膠濟(jì)線，增大動(dòng)車組列車的比例。通過(guò)在動(dòng)車組行車的有利時(shí)段組織動(dòng)車組追蹤運(yùn)行，可以在很大程度上提高膠濟(jì)客運(yùn)專線的通過(guò)能力和運(yùn)輸組織效率。此外，動(dòng)車組列車比例增加，還能在一定程度上減少列車運(yùn)行晚點(diǎn)率，吸引更多的客流量。

4.選擇合理停站方案

根據(jù)客流的變化情況以及旅客運(yùn)輸需求，普通旅客列車在膠濟(jì)客運(yùn)專線上的運(yùn)行時(shí)間需控制在6小時(shí)之內(nèi)，從而也決定了膠濟(jì)客運(yùn)專線上每列車停站的時(shí)間和地點(diǎn)。而在列車運(yùn)行圖的鋪畫方式上，某一列車的停站時(shí)間和地點(diǎn)不同對(duì)于通過(guò)能力的影響不一樣。圖5中（a）采取由近而遠(yuǎn)依次停站的停站方式，（b）采取前行車停遠(yuǎn)方站，由遠(yuǎn)及近依次停站的停站方式。（b）中后行列車可以有效利用前行列車停站形成的空費(fèi)時(shí)間，而（a）中后行列車無(wú)法利用前行列車停站形成的空費(fèi)時(shí)間，浪費(fèi)較大的能力。因此，選擇合理的停站地點(diǎn)和停站時(shí)間，既在各站保證一定的服務(wù)水平，滿足旅客上下乘車需求，又使通過(guò)能力的損失為最少。

圖5 不同停站方式影響通過(guò)能力

5.合理安排列車?？繒r(shí)間點(diǎn)

旅客列車在站停留時(shí)間在一定程度上影響了列車在該站吸引客流的能力，膠濟(jì)客專既有的旅客列車在膠濟(jì)線沿途一些主要的客運(yùn)站（如濟(jì)南、淄博、濰坊、青島等）?？繒r(shí)間大部分不適宜，大部分列車的停靠都在夜間甚至凌晨，對(duì)于旅客乘車非常的不方便?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整列車運(yùn)行圖，改善旅客列車在主要站的?？繒r(shí)間，以此來(lái)吸引更多的客流。同時(shí)，也可在旅客乘車的黃金時(shí)間增開(kāi)列車，加大列車的開(kāi)行密度。對(duì)于個(gè)別站間，客流量非常大的，可以在這些站間加開(kāi)短途列車，以適應(yīng)客流。

6.鋪畫列車備用線

在膠濟(jì)客專運(yùn)行的列車，尤其是跨線普速旅客列車，運(yùn)行距離較長(zhǎng)，再加上設(shè)備故障、氣候條件、意外事件及其他人為因素等的影響，都會(huì)影響到列車的運(yùn)行，導(dǎo)致列車晚點(diǎn)頻率較高。為了使列車在運(yùn)行秩序出現(xiàn)紊亂時(shí)盡快恢復(fù)正常，來(lái)保證列車按圖行車的狀態(tài)，可以在膠濟(jì)客專列車運(yùn)行線間以一定比例鋪畫備用列車運(yùn)行線，讓晚點(diǎn)列車按就近的備用線運(yùn)行，減少列車因晚點(diǎn)對(duì)正點(diǎn)列車造成的影響。列車備用運(yùn)行線的鋪畫應(yīng)均衡分布在列車運(yùn)行圖的各個(gè)時(shí)間段內(nèi)，保證不同時(shí)間段內(nèi)晚點(diǎn)的列車都有備用運(yùn)行線利用。同時(shí)，備用線的鋪畫時(shí)應(yīng)安排較多的停站，以備靈活運(yùn)用。一般節(jié)假日期間以及其他高峰時(shí)期的列車運(yùn)行線均可作為平日里的備用線。

7.緩沖時(shí)間的設(shè)置

緩沖時(shí)間的設(shè)置主要是為了抑制晚點(diǎn)在列車之間的傳播，但過(guò)多的設(shè)置緩沖時(shí)間既會(huì)造成大量能力空費(fèi)，又會(huì)增大列車的旅行時(shí)間。因此，緩沖時(shí)間的設(shè)置就應(yīng)有所重點(diǎn)取向。如一些容易發(fā)生延誤的重點(diǎn)區(qū)域，等級(jí)高的列車等就應(yīng)多設(shè)置緩沖時(shí)間。

（1）樞紐站、大型客運(yùn)站以及換乘客流較大的車站應(yīng)分配較多的緩沖時(shí)間。膠濟(jì)客運(yùn)專線上濟(jì)南、青島、濰坊、淄博等站作業(yè)復(fù)雜、站場(chǎng)能力緊張、設(shè)備負(fù)荷重、客流換乘較大，是干擾高發(fā)區(qū)域。在這些大站之前設(shè)置較多緩沖時(shí)間可以減少這些可能的干擾帶來(lái)的沖擊，將緩沖時(shí)間設(shè)于大站前還可增加緩沖時(shí)間的使用率，即可保證列車在之前的運(yùn)行不空設(shè)緩沖時(shí)間。

（2）列車運(yùn)行高峰期、列車換乘連接時(shí)段等干擾易發(fā)時(shí)點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)分配緩沖時(shí)間。在膠濟(jì)客專動(dòng)車組列車運(yùn)行的有效時(shí)間范圍內(nèi)，列車鋪畫較為密集，運(yùn)行的微小干擾很容易引發(fā)列車大范圍的延誤，在能力利用允許的前提下應(yīng)該考慮對(duì)此時(shí)段運(yùn)行的列車增加緩沖，而且應(yīng)該優(yōu)先考慮在運(yùn)行線間或運(yùn)行線群間設(shè)置緩沖時(shí)間。

（3）對(duì)準(zhǔn)時(shí)性很敏感的列車（如高速動(dòng)車組列車或高等級(jí)跨線列車等）應(yīng)多分配緩沖時(shí)間，設(shè)置一定的緩沖時(shí)間以增大運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)的可靠性。

（作者單位：西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院）

10.3963/j.issn.1006-8864.2014.7.033