鐵路客運專線開行方案理論研究

畢思源 朱鵬 劉東 董濤

摘 要：隨著人們對出行各方面因素要求的越來越高，人們出行不僅僅考慮價格的因素，越來越重視舒適度、旅行時間等因素。好的旅客列車開行方案能夠提高鐵路旅客運輸?shù)慕?jīng)營效果和效益，有效地利用鐵路運輸企業(yè)的運能，吸引更多的客流，而且能為旅客提供更加快捷、舒適、方便的乘車環(huán)境。因此，尋找和探索一個系統(tǒng)的有效的解決客運專線網(wǎng)絡(luò)旅客列車開行方案優(yōu)化設(shè)計與調(diào)整的研究思路和研究方法，對于我國客運專線網(wǎng)絡(luò)的不斷建設(shè)和完善、理論的不斷發(fā)展、客運專線網(wǎng)絡(luò)旅客運輸組織的協(xié)調(diào)與優(yōu)化等方面都具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：鐵路；客運專線；高鐵；開行方案

1 開行方案的定義及構(gòu)成

列車開行方案是以客運量為基礎(chǔ)，以客流性質(zhì)、特點和規(guī)律為依據(jù)，科學(xué)合理地安排包括列車開行等級、種類、起訖點、數(shù)量、經(jīng)由線路、編組內(nèi)容、停站方案、客座能力利用率、車底運用等內(nèi)容，體現(xiàn)從客流到列車流的組織方案。其中，開行方案由開行線路組成，又稱為服務(wù)線路，而每條開行線路主要對應(yīng)以下三種屬性：

1.1 列車運行要素，包括旅客列車的始發(fā)、終到車站及經(jīng)由的路線和停站。由于安全運行要求，高速列車辦理始發(fā)終到車站一般都要求配備有相應(yīng)的動車段（所）。而目前我國規(guī)劃的高速鐵路動車段（所）數(shù)量有限，列車的始發(fā)、終到車站相對較少，導(dǎo)致起訖點方案相對較少。列車開行經(jīng)由的線路主要就是高速鐵路線路。可見，高速鐵路運行要素中，最為重要的是確定列車停站方案。

1.2 旅客列車種類要素，包括列車不同的等級或性質(zhì)。目前，中國鐵路總公司根據(jù)停站方案，將京滬高速鐵路的列車區(qū)分為以下幾類：一站直達高速列車、省城之間直達的高速列車和沿線車站交錯停車的高速列車。

1.3 開行量要素，主要是確定列車在單位時間內(nèi)開行對數(shù)，一般也稱為列車開行頻率。開行頻率是列車開行方案確定的重要內(nèi)容，是運力資源配置關(guān)鍵指標。

2 開行方案影響因素分析

列車開行方案的編制是個復(fù)雜的過程，要考慮到宏觀經(jīng)濟因素對旅客出行的影響，主要體現(xiàn)在對旅客出行選擇行為的影響，在高鐵運營中更加需要考慮。

2.1 客流需求。客流需求約束是其最為基本的約束。當運能有限，客流需求非常大時，無法完全滿足所設(shè)定的旅客需求，該約束往往被轉(zhuǎn)化為列車開行方案的優(yōu)化目標，相當于前文所提及的運輸需求滿足量最大化。

2.2 列車運輸能力。也稱為列車定員，其一般計算方法是通過該開行線路列車的編組數(shù)量乘以該車輛定員人數(shù)得到，該因素主要影響列車開行對數(shù)。

2.3 除以上因素外，開行方案的編制還應(yīng)該考慮運力資源條件，具體包括如車站能力、區(qū)間通過能力、動車段（所）檢修能力和存車數(shù)量等。

3 列車開行方案優(yōu)化目標

確定完列車開行方案優(yōu)化對象后，需要詳細分析高速鐵路開行方案制定的優(yōu)化目標。通過總結(jié)國內(nèi)外文獻資料，發(fā)現(xiàn)列車開行方案的優(yōu)化目標主要包括旅客服務(wù)效率最大化和運營成本的最小化兩方面內(nèi)容，具體內(nèi)容為：

3.1 旅客服務(wù)效率最大化。①直達客流數(shù)量最大化。該目標主要是減少旅客換乘，提升旅客出行便捷度，該目標在既有線列車開行方案編制中使用較多。②運輸需求滿足量最大化。該目標一般對應(yīng)運能較為緊張、無法完全滿足旅客出行需求的情況。在節(jié)假日旅客出行量較大或者運輸能力因為不可控原因較為緊張的情況下，該目標也常被使用。③旅客總出行費用最小化。該目標一般指的是旅客出行的車票費用等消耗的最小化，不同類型的旅客對其的敏感度不一樣。④旅客總出行時間最小化。旅客位移中，追求最多的就是旅客總出行時間最小，因此，該目標是最常使用的。⑤旅客出行便捷度最大化。該目標與直達客流數(shù)量最大化可達到同樣的結(jié)果，但是實現(xiàn)的角度不一樣，該目標主要是盡量減少使旅客出行不方便的環(huán)節(jié)。⑥列車停站次數(shù)最少。該目標與旅客總出行時間是對應(yīng)的，因為沿途停站的減少往往會帶來旅客出行時間的減少。

3.2 運營成本最小化。①列車開行成本最小化。開行成本一般為列車開行的固定成本和可變成本，其中固定成本表示列車被使用后，需要付出的成本，而可變成本與列車被使用的里程數(shù)或者時間有關(guān)。②列車能力虛靡最小。該目標主要是保證運力資源利用率最大化，減少列車運輸能力的浪費。③鐵路運輸能力的合理利用。該目標主要是強調(diào)合理利用鐵路運能，避免出現(xiàn)有些區(qū)段或者車站運能利用率非常高，而另外一些車站或區(qū)段的利用率卻相對較低。當然，還有的目標函數(shù)可以同時考慮旅客出行和運營成本，如鐵路效益最大化，該目標與企業(yè)運營成本有著明顯效益背反的關(guān)系，即雖然開行列車數(shù)量越多，成本越大，但是相對的收益也會越多，綜合考慮兩方面的因素。它也一般是旅客開行方案決策中的重要內(nèi)容。

4 列車開行方案的編制和設(shè)計流程

制定列車開行方案是一個復(fù)雜龐大的過程，需要根據(jù)旅客的需求和出行規(guī)律，合理安排調(diào)度。對高速鐵路而言，滿足旅客的需求，根據(jù)旅客出行選擇行為的影響因素合理安排方案更為重要，如何方便旅客、吸引更多客流，同時又能夠節(jié)約不必要的成本是高速線運營需要考慮的重點。因此，本文認為高速鐵路開行方案的制定的一般過程為研究特定消費群體的敏感因素（在可控范圍內(nèi)吸引更多客流）、對客流量進行預(yù)測（以免運能浪費造成不必要的成本提高或者運能不足造成的旅客滿意度減低）、確定開行區(qū)間（符合技術(shù)裝備條件和國家標準）、開行方案制定（包括停站、服務(wù)頻次、列車種類等以滿足客運需求、提高運營收益）、根據(jù)彈性需求進行調(diào)整、運營、信息反饋調(diào)整模型等步驟。

對高速鐵路客運專線旅客列車開行方案的設(shè)計工作十分復(fù)雜，需要結(jié)合實際客運需求數(shù)據(jù)和路網(wǎng)實際情況，運用多種方案優(yōu)化方法，最終設(shè)計出的列車開行方案。完善的列車開行方案對于提升旅客服務(wù)水平和列車運行效率、降低企業(yè)運營成本具有重要意義。

參考文獻：

[1]聶磊.高速鐵路列車開行方案的優(yōu)化編制[D].北京交通大學(xué)，2011（7）.

[2]陶思宇.客運專線網(wǎng)絡(luò)旅客列車開行方案優(yōu)化設(shè)計與調(diào)整研究[D].西南交通大學(xué)2012（6）.

[3]陳路鋒.高速鐵路客流分配與列車開行方案評估一體化技術(shù)研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2013.