川藏鐵路運營模式比選研究

葛 洋，于 麗，許舒舒

(1.中國土木工程集團有限公司，北京 100038；2.成都軌道交通集團有限公司，四川 成都 610057；3.西南交通大學，四川 成都 611756)

0 引 言

川藏鐵路是一條客貨共線的一級鐵路，開行有200 km/h的動車組列車、160 km/h的普通旅客列車和120 km/h的貨物列車。與既有線相比，川藏鐵路開行的列車種類更多，與客運專線相比，川藏鐵路開行有貨物列車，且列車的速度等級差異很大，因此無法照搬既有線或者客運專線的運營組織模式，需要結合川藏鐵路的自身特性確定適合的運營組織模式。

川藏鐵路運營組織模式，需要考慮客貨共線運輸組織模式、列車追蹤運行模式、客貨交會模式。王進勇等[1]重點研究了客運專線與既有線運輸組織協調的影響因素，但是并未深入分析在多種速度等級列車共線的情況下應該采用哪種運輸組織模式。林曉雪[2]分析了客運專線采用客貨共線的必要性，給出了客運專線旅客換乘的注意事項，但是沒有研究客貨共線具體的開展措施與方式。孫全欣[3]研究了客運專線可采用的運輸組織模式，結合線路的運輸能力、換乘、運輸效益等方面，針對京滬高鐵、武廣高鐵和滬寧城際鐵路提出了“因線制宜”的運輸組織模式，但是川藏鐵路雖然開行動車組列車，卻無法完全照搬客運專線的運輸組織模式。劉華[4]對客貨共線下的行車組織模式進行了概述，提出分時段客貨共線模式對于多等級、大速差線路的適用性，并對旅客列車的開行時段進行了探討。客貨共線運輸組織模式是川藏鐵路的通過能力計算和天窗開設的前提，列車開行組合模式和追蹤運行模式是川藏鐵路扣除系數的基礎，客貨交會模式是川藏鐵路行車組織、列車運行圖鋪畫的約束條件，因此，研究川藏鐵路的運營組織模式，為川藏鐵路運輸組織模式的確定提供了一定的理論參考。

1 客貨共線運輸組織模式比選分析

目前，國內外200 km/h的客貨共線鐵路主要采用分時段客貨共線和全時段客貨混跑模式。由于我國鐵路線路的具體特點，一般不采用分時段客貨混跑模式。在世界范圍內，采用這種模式的國家主要有德國、意大利等。結合川藏鐵路的線路特點，現對分時段客貨共線、全時段客貨混跑運輸組織模式進行比選分析。

1.1 線路長度適應性分析

川藏鐵路線路較長，如果采用全時段客貨混跑，運輸組織難度將會特別大；同時，川藏鐵路的遠期客貨運量很大，采用全時段客貨混跑模式將難以充分利用線路能力，導致遠期運輸能力不足。當線路長度較短時，列車跑完全程所用時間較短，空費三角區較小，可以實現完全分時段運行，但是川藏鐵路線路長度太長，區段站較少，很難開行小運轉列車，能力浪費極為嚴重，組織嚴格意義上的客貨列車分時段共線模式難以實現。

1.2 線路貨運配套設施能力適應性分析

分時段客貨混跑模式下，為了方便乘客出行，通常在白天開行旅客列車，利用夜間空余的線路能力開行貨物列車。這種模式使得大量貨物列車在夜間集結到發，對車站的貨物作業能力要求較高，導致出現車站在白天貨運相關設備及人員大量空閑，而在夜間貨運相關的設備能力緊張的狀況，點線能力在全天利用不均，協調性較差，不利于人員和設備的合理使用。非完全分時段客貨共線，利用日間空隙時間開行貨物列車，緩解了車站貨物設施設備利用不均衡的問題。

1.3 合理始發終到時間適應性分析

川藏鐵路不僅開行本線列車，還需要開行跨線列車。結合旅客列車的合理到發時間范圍、乘客夜間出行的需求可知，川藏鐵路需要開行夕發朝至動車組列車或者跨夜普通旅客列車。分時段客貨共線可以更好地兼顧列車的合理到發時間范圍，使得運輸設備的利用率達到較佳狀態。

1.4 通過能力利用分析

分時段客貨混跑模式下，不同速度等級的列車不在同一個時段開行，或者低等級列車在時段的邊緣開行，幾乎不會發生越行，對通過能力的影響很小。全時段客貨混跑模式下，越行及速差對通過能力的影響很大。川藏鐵路的站間距很大、列車速度等級差異大，全時段客貨混跑模式對能力的利用率較低，很難滿足遠期行車量的需求。

綜上所述，客貨共線運輸組織模式的特點如表1所示，建議川藏鐵路采用非完全分時段客貨共線模式，在動車組集中開行時段，主要開行動車組列車，輔以少量的貨物列車和普通旅客列車，在貨物列車集中開行時段，主要開行貨物列車，輔以少量的普通旅客列車。該模式在一定程度上可以充分利用三角區，更好的發揮線路能力，便于運輸組織的開展，緩解設施設備的壓力，且對列車的均衡性發車有一定的調節作用。

表1 客貨共線運輸組織模式對比

2 列車開行組合模式比選分析

隨意組合是指在一個運行圖周期里，客車和貨車完全隨意混合開行，這種開行模式的特點是客貨列車開行沒有固定的結構或規律，按照發車的需要隨意安排開行。隨意組合開行模式幾乎不會考慮能力利用率，滿足列車間隔時間即可開行列車。隨意組合模式下，列車出發的隨意性很強，列車的越行、停站變化較快，行車組織難度很大，對調度員的工作要求很高；多種列車在短時間內密集開行，對設備的轉換、人員的思維要求較高，運輸安全的隱患較多；客貨列車的鋪畫形式多種多樣，采用傳統的扣除系數法，無法全面反映列車運行圖的結構特征，且限制了線路運輸能力的提高。但是，該模式的均衡性很好，車站的越行不會出現大的波動，到發線設置較為均勻，車站接發車作業相對穩定，幾乎不會對編組站的接發車作業和調車場的利用帶來太大的工作壓力。因此，隨意組合模式適用于行車量不大、能力利用不緊張的線路。

成組開行是指在一個運行圖周期里，客車和貨車以運行列車組的形式出現，這種開行模式的特點是客貨列車開行具有固定的結構，在周期內進行規律的開行。某時間段內，鐵路線路上連續開行性質相同或相近的具有固定結構的多列列車稱為一個列車組，列車組在運行圖上表現出來的結構相同或相似，而且可能在運行圖上多次出現。如圖1所示，同一組內列車性質一樣或相近，按照固定結構進行鋪畫，且當日最后一列車與次日第一列車可以組成為一運行列車組，構成一個循環的運行列車組體系。成組開行模式下，列車出發具有很強的周期性，車站或編組站的工作按照周期進行循環，工作開展較為順利，運輸組織難度較小。但是，該模式要求在同一組內，列車的性質相同或者相似，速度相差不大，且組內列車數量不宜太多，避免同一類型的列車集中開行，提升發車的均衡性。因此，成組開行適用于能力利用較為緊張、安全性要求較高的線路。

圖1 運行列車成組開行結構圖

隨意組合和成組開行的特點，如表2所示。隨意組合的開行模式均衡性較好，但是運輸組織難度大，同時存在安全性較低、線路能力利用較差的問題。成組開行的開行模式均衡性和運輸組織難度均一般，但其安全性和能力利用較好。川藏鐵路線路里程長、遠期開行列車數量多，為了降低運輸組織難度，充分利用線路能力，建議采用成組開行模式。

表2 列車開行組合模式對比表

3 列車追蹤運行模式比選分析

川藏線列車可采取全追蹤模式和部分追蹤模式，下面分別對這兩種模式進行分析。

全追蹤模式是指動車組列車、普通旅客列車、貨物列車全部分別采取多列追蹤運行模式。全追蹤模式，不符合車流集結規律，無法在短時間內完成大量貨物列車的集結；貨物列車多列追蹤，會導致多列貨物列車集中待避，對車站到發線的壓力很大，造成車站設備運用的時間和空間的不均衡；同時，貨物列車待避時間過長，可能導致機務人員超勞，影響換班點的設置。但是，該模式下高等級列車的旅行時間短，且可以鋪畫出較多的列車。因此，該模式適用于車流集結能力強、能力利用不緊張的線路。

部分追蹤模式是指動車組列車、普通旅客列車、貨物列車的部分列車采取多列追蹤運行模式。在部分追蹤模式下，主要研究全程動車組是否追蹤運行。川藏線上動車組列車具有最高的技術等級，動車組列車追蹤與否并不會影響到動車組的旅時或旅速。對全程動車組追蹤列車的研究，主要是依據動車追蹤模式下是否能增加其他列車的旅速來確定動車組列車是否追蹤運行。

3.1 動車組完全均衡模式

若動車組列車采取完全均衡發車的模式，在運行圖上動車組列車的運行線將切割低等級列車的運行線，如圖2所示。由于動車組列車和貨物列車存在一定的速差，在川藏線部分車站的間距較大的情況下，均衡鋪畫動車組列車可能造成貨物列車無法從兩列動車組列車的運行線中間穿過，從而導致貨物列車需在車站待避多列動車組列車，降低貨物列車的旅行速度，并可能使多列貨物列車停留在大區間的兩端的車站，降低車站到發線的使用效率。在川藏線遠期規劃的行車量要求下，采用完全均衡模式，將導致貨物列車長時間待避動車組列車運行，不利于提升線路通過能力。

圖2 動車組列車均衡發車運行線示意圖

3.2 動車組成組追蹤模式

若動車組列車采取成組追蹤模式，以兩列成組追蹤模式為例，仍然考慮每組列車在合理始發時間范圍內均衡鋪畫，動車組列車的運行線可以避免切割低等級列車運行線，如圖3所示。在這一追蹤模式下，各組動車的發車間距增大，使得貨物列車的運行線可以從兩組列車中穿過，利于貨物列車的運行，同時減少了由于動車組列車和貨物列車速差造成的空費時間，提高了線路的通過能力。

根據結果，在動車組兩列追蹤模式下，提升了普速旅客列車旅行速度，拉大了動車組之間的間隔，此外，動車組追蹤模式對于貨物列車的鋪畫具有以下優點。

(1)動車組列車發車間隔加大，貨物列車可以在動車組發車時間帶內通行，使貨物列車不必在車站長時間等待動車組列車，提高了貨物列車的旅行速度。

(2)貨物列車不必長時間在車站停車，有利于車站到發線的合理運用。

圖3 動車組列車兩兩追蹤運行線示意圖

動車組采用追蹤運行時，其區間占用時間比均衡鋪畫時小，建議川藏鐵路在動車組成組追蹤模式下，低等級普通旅客列車和貨物列車盡量進行追蹤運行，可以有效減少由于速差帶來的區間占用。

4 客貨列車交會模式比選分析

對于動車組列車和貨物列車共線的的鐵路，可以采用動貨交會模式或動貨不交會模式。

動貨交會模式是指允許貨物列車在區間交會動車組列車，在車站待避動車組列車運行。動貨交會模式下，如果動車組列車不進行限速處理，需要提升貨物列車的裝載加固技術，以避免交會時影響行車安全；如果動車組列車進行限速處理，貨物列車現行的轉載加固技術可以滿足運輸需求，但是動車組的旅行速度將會受到較大影響。動貨不交會模式是指禁止貨物列車在區間交會動車組列車，但允許在車站待避動車組列車。動貨不交會模式，能力利用率很低，適用于開行列車數量少、區間距離短的線路。

目前，對于區段較短的線路，執行動貨區間不交會是可行的，但對運輸組織的影響較大，降低運輸質量和服務水平，設備利用也不均衡。川藏鐵路全線1 578 km，貨物列車全程旅行時間約17.5 h，全程動車組列車的旅行時間大概為9.5 h，無法實現動貨不交會，因此，對于川藏線應突破現有的規章、規定，制定特定的行車組織辦法。川藏鐵路動車組在天府—林芝段的速度等級為200 km/h，在林芝—拉薩段的速度等級為160 km/h，天府—林芝段可以按照“動貨交會，動車限速”的要求進行動貨列車的運輸組織，林芝—拉薩段無需限速，即可進行“動貨交會”。但是，一旦動車限速，全程動車組的旅行時間將會增加，不論是對本線動車組還是跨線動車組，都會帶來很大影響。因此，為了便于乘客出行，川藏線的運輸組織模式建議采用“動貨區間交會、動車不限速”的模式，但需要提高貨物列車的入箱率，提高集裝箱列車和棚車的比例，以保證在客貨列車交會時，不對動車組列車造成影響。

5 結 論

結合川藏鐵路線路里程長、列車種類及速度等級多、行車量要求高、站間距大等特點，通過綜合比對通過能力、運輸組織難度、行車組織安全性、設施設備利用率、列車運行均衡性等因素，建議川藏鐵路采用非完全分時段客貨共線模式，動車組列車成組追蹤運行，普通旅客列車和貨物列車盡量成組追蹤開行，且動車組和貨物列車按照“動貨交會、動車不限速”模式開行。