長春鐵路樞紐通過能力緊張問題對策研究

張小虎

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司 線路站場設計研究院，北京 100055)

長春鐵路樞紐是我國東北地區的重要鐵路樞紐，向南經哈大高速鐵路(哈爾濱西—大連北)、京哈鐵路(北京—哈爾濱)與全國其他地區連接，向北經京哈鐵路通往哈爾濱鐵路樞紐，與濱洲鐵路(哈爾濱—滿洲里)、濱北鐵路(哈爾濱東—北安)、濱綏鐵路(哈爾濱—綏芬河)連通，可以通往黑龍江省各地及國境口岸，向東經長吉城際鐵路(長春—吉林)、長圖鐵路(長春—圖們)連接吉林省東部地區，向西經長白鐵路(長春—白城)連接吉林省西部地區及內蒙古自治區東部地區。長春鐵路樞紐是連結吉林省內外，溝通東北亞和歐洲各國的窗口和橋梁，在吉林省，我國東北地區乃至全國鐵路運輸網中發揮著舉足輕重的作用[1]。隨著長白鐵路擴能改造工程的竣工，長春鐵路樞紐部分區段出現能力緊張問題，影響鐵路樞紐運輸秩序，降低了運輸效率。分析長春鐵路樞紐通過能力緊張的原因，研究通過能力不足問題的解決方案，以緩解樞紐運輸瓶頸能力緊張的狀況，提高長春鐵路樞紐客貨運輸能力。

1 長春鐵路樞紐能力利用現狀

1.1 長春鐵路樞紐

長春鐵路樞紐由哈大高速鐵路、長吉城際鐵路和京哈鐵路、長圖鐵路、長白鐵路、長雙煙鐵路(長春北—煙筒山)交匯形成，樞紐格局呈十字形放射狀。其中，長雙煙鐵路及長圖鐵路長春—興隆山段、長春北—龍泉北段為單線鐵路，其余線路為雙線鐵路。長春鐵路樞紐的車站中，長春站、長春西站為主要客運站，長春北站為樞紐編組站，長春東站、長春南站為工業站，其他車站均為中間站[1-3]。在建的長西鐵路(長春—西巴彥花)在開安站與長白鐵路接軌引入長春樞紐，為單線電氣化鐵路，以煤炭運輸為主。

長白鐵路在長春北站與京哈鐵路接軌引入長春鐵路樞紐，長春站、長春西站往白城方向的旅客列車均需要經長春北—長春區間，與京哈鐵路的旅客列車、貨物列車共線運行，導致該段通過能力緊張。為滿足長白鐵路動車組旅客列車的開行，長春鐵路樞紐規劃修建長白鐵路至長春站高速場和長春西站的客車聯絡線，分流長白鐵路接入長春鐵路樞紐的旅客列車，緩解京哈鐵路長春—長春北區間的能力緊張情況。同時，長春鐵路樞紐計劃進行長圖鐵路電氣化改造、龍泉聯絡線復線改造，并適時進行長雙煙鐵路擴能改造，以緩解長春鐵路樞紐能力緊張情況。

圖1 長春鐵路樞紐規劃示意圖Fig.1 Planning of Changchun Railway Hub

1.2 通過能力利用分析

計算長春鐵路樞紐各區間的通過列車數量和能力利用率，得到長春鐵路樞紐現狀列車對數如表1所示；長春鐵路樞紐現狀能力利用情況如表2所示。由此可知，長春鐵路樞紐內京哈鐵路長春—長春北區段通過能力利用率達到92.8%，通過能力接近飽和，其余區段和其余線路能力比較富余。長春—長春北區段可用能力尚有4對/d，但在實際運營中，完全鋪畫所有圖定貨物列車運行線已經比較困難。

隨著長西鐵路建成，樞紐內的列車數量將會繼續增加。根據預測，近期(2030年)樞紐內京哈鐵路(長春—長春北區段)、長雙煙鐵路、龍泉聯絡線通過能力利用率將分別達到95.00%、97.43%、92.16%，通過能力接近飽和；遠期(2040年)樞紐內京哈鐵路(長春—長春北區段)、長雙煙鐵路、龍泉聯絡線通過能力利用率將分別達到115.00%、148.72%、127.45%，長白鐵路能力利用率達到89.44%，通過能力接近飽和。

表1 長春鐵路樞紐現狀列車對數Tab.1 Train numbers of Changchun Railway Hub

表2 長春鐵路樞紐現狀能力利用情況Tab.2 Capacity utilization of Changchun Railway Hub

1.3 能力緊張原因

（1）動車組旅客列車影響貨物列車開行。根據長春樞紐目前各銜接線路列車開行情況，長白鐵路擴能改造工程竣工后，開行旅客列車對數由改造前的7對/d增加至18對/d，增開了11對動車組旅客列車(含高峰線4對/d)。長春—長春北段客貨列車共線運行，為保證動車組旅客列車運營安全，動車組旅客列車通過15 min前，需要停止列車運行徑路及相鄰鐵路線上的貨物列車接發及調車作業。根據實際開行方案初步測算，每日動車組旅客列車開行時段會影響13列/d貨物列車開行。

（2）長春北站—長春站區間線路條件制約。長春站上行進站信號機外存在6.7‰連續上坡，長度為1 190 m，列車在該閉塞分區內起動和停車困難。為此，長春北站Ⅱ場貨物列車連續開行時，必須等待長春站為前序貨物列車開放進站信號后，長春北站Ⅱ場上行方向才能開放貨物列車出站信號，導致貨物列車追蹤間隔較長，無法滿足圖定7 min追蹤間隔，嚴重影響長春北站Ⅱ場上行貨物列車開行。特別是在2 : 30—4 : 30時段內，長春北站上行貨物列車集中追蹤發車，實際貨物列車開行數量比圖定少4列/d。

（3）部分非電氣化線路不具備迂回條件。京哈鐵路為電氣化鐵路，長圖鐵路、龍北聯絡線長圖乙線為非電氣化鐵路，由于牽引種類不同，長圖鐵路吉林方向至京哈鐵路沈陽方向間的無改編中轉貨物列車需要在長春北站進行機車換掛作業，經興隆山—龍泉北—長春北—長春迂回運行，占用了上述區間的通過能力，而長春北—龍泉北—龍泉—長春區間為非電氣化鐵路，不具備分流部分京哈鐵路長春—長春北區間列車的條件。

綜上所述，由于樞紐各線路當前的牽引種類不同，部分列車運行徑路單一，同時受保證動車開行采取的安全措施等因素影響，長春鐵路樞紐的能力已經難以滿足需要通過能力。隨著長白鐵路旅客列車聯絡線的建成，以及京哈高速鐵路對客運量的進一步分流，京哈鐵路長春—長春北段能力緊張的局面會有所緩解，但短期內能力不足的問題仍然突出。因此，需要對長春鐵路樞紐的能力緊張問題解決方案進行深入研究。

2 長春鐵路樞紐通過能力緊張問題對策

綜合分析長春鐵路樞紐運營現狀和導致區段能力緊張的影響因素，結合長春鐵路樞紐總圖規劃，提出3個長春鐵路樞紐能力緊張問題的解決方案，分別為長春—長春北段增建三線方案(方案I)、長春—龍泉—龍泉北—長春北電氣化方案(方案Ⅱ)、長春—興隆山—長春北(含龍泉北—龍泉)電氣化方案(方案Ⅲ)。長春鐵路樞紐改造方案示意圖如圖2所示。

圖2 長春鐵路樞紐改造方案示意圖Fig.2 Renovation program of Changchun Railway Hub

2.1 方案Ⅰ

方案Ⅰ通過增加長春—長春北區段正線數目，提高區段平行運行圖通過能力。保留京哈鐵路上行方向線路，增建第三線，自長春站東端咽喉京哈上、下行線之間引出，與京哈鐵路并行，至長春北站南端咽喉為止。新建線路長度8.2 km，新建單線橋1座，雙線框構1座，接長框構3座，框架涵2座。同時，對通信、信號等配套設施進行改造，滿足電氣化條件，工程投資27 915萬元。經計算，如果將該區段上、下行直達、直通、區段、小運轉貨物列車移至新建第三線上運行，長春—長春北段既有雙線能力

利用率可以降至84.6%，增建第三線能力利用率為

32.2%，改建后區段通過能力滿足運輸需求。

2.2 方案Ⅱ

方案Ⅱ通過改變部分貨物列車運輸徑路，減少長春—長春北區段列車對數，以緩解能力不足問題。對長春樞紐內長圖鐵路長春—龍泉、龍北聯絡線龍泉—長春北進行電氣化改造，電氣化改造長度17.03 km，并對通信、信號、車輛等設施進行配套改造，工程投資5 817.98萬元。經計算，可以將京哈鐵路長春—長春北段8對/d貨物列車分流至長春—龍泉—龍泉北—長春北徑路運行。

2.3 方案Ⅲ

方案Ⅲ[4-8]在方案Ⅱ的基礎上，結合長圖鐵路電氣化改造規劃，考慮將長春樞紐內的部分工程提前實施，調整內燃機車和電力機車換掛作業地點，優化樞紐內無改編中轉貨物列車運輸徑路，釋放緊張區段運輸能力。該方案在興隆山站增設機待線2條，滿足內燃機車和電力機車的換掛作業條件。長圖鐵路長春—興隆山、興隆山—龍泉北、龍北聯絡線龍泉—長春北段實施電氣化改造，電氣化線路長度29.639 km，并對配套的通信、信號等設施進行電氣化適應性改造，工程投資9 643.43萬元。

該方案可以將圖們—北京方向間的上行14列/d、下行7列/d無改編中轉列車的運行徑路由興隆山—龍泉北—長春北—長春調整至興隆山—龍泉—長春東—長春，將內燃機車和電力機車換掛作業地點由長春北站調整至興隆山站，可以將圖們方向與北京方向間無改編中轉列車分流。同時，由于龍泉北—長春北間貨物列車對數減少，還可以進一步將京哈鐵路哈爾濱—北京上行方向的部分直達列車移至長春北—龍泉北—龍泉—長春東—長春徑路運行。結合各區間能力利用情況，進一步分流的京哈鐵路列車數量暫按10列/d考慮，根據計算，長春—長春北區段能力利用率可以降低至84.6%。

2.4 方案比選

（1）方案Ⅰ。優點：有較大的能力富余，可以進一步加開列車。缺點：增建第三線對既有京哈鐵路運營影響大，增建工程位于城區內，與城市總體規劃和鐵路網規劃不符，而且隨著京哈高速鐵路進一步分流京哈鐵路客運量，京哈鐵路能力緊張的局面將有所緩解，為解決短期問題而建設的第三線，經濟效益欠佳。

（2）方案Ⅱ。優點：改造工程最少，工程投資最省，對既有線運營干擾最小。缺點：受龍泉北—長春北能力影響，僅能分流京哈鐵路長春—長春北段8對/d貨物列車，長春—長春北段能力依然不足。如果需要進一步分流，還需要增建復線提高該區段通過能力，投資大，工期長，見效慢。

（3）方案Ⅲ。優點：改造工程較小，對既有線運營干擾較小，工程投資較少，通過改變內燃機車和電力機車換掛作業地點，既減少了興隆山—龍泉北—長春北—長春區段貨物列車對數，解決了京哈鐵路長春—長春北段能力緊張的問題；又可以減輕長春北站無改編中轉作業壓力，還可以縮短圖們—北京方向無改編中轉貨物列車的運行距離，降低運營成本。缺點：該方案雖然能夠解決目前長春—長春北段通過能力不足問題，但如果長白鐵路客貨運量進一步增長，列車對數進一步增加，該段的能力不足問題會再次出現，還需要適時建設長白鐵路至哈大高速鐵路旅客列車聯絡線。

（4）比選結果。方案Ⅰ存在施工難度大、施工過渡復雜、工程投資高、建設工期長、遠期能力浪費嚴重、與相關規劃不符等問題；方案Ⅱ未能完全解決長春—長春北段能力不足問題，進行復線改造的投資高，見效慢；方案Ⅲ將規劃長圖電化改造工程中的長春樞紐部分工程提前實施，改造工程少，工程投資較少，易于實施。方案Ⅲ優化了運行徑路，降低了運營成本，優勢明顯，推薦采用長春—興隆山—長春北(含龍泉北—龍泉)電氣化方案作為長春鐵路樞紐長春—長春北區段能力不足問題的解決方案。

3 結束語

長春鐵路樞紐是哈大高速鐵路、長吉城際鐵路、京哈鐵路、長圖鐵路、長白鐵路等鐵路干線的交匯點。長春鐵路樞紐的暢通與否，直接關系到吉林省乃至我國東北地區的經濟發展，同時也會對全國的經濟社會運行產生較大的影響。長春鐵路樞紐通過能力不足問題的解決，有助于提高長春鐵路樞紐綜合客、貨運輸能力，對優化樞紐內各線路的布局，增強路網運輸的靈活性，提高鐵路運輸效率具有重要作用[9]。在研究樞紐通過能力不足解決方案時，需要結合中長期鐵路網規劃和樞紐總圖規劃，充分考慮解決問題的時效性，加快揭秘鐵路樞紐內的區段能力。