閩贛三大鐵路客運樞紐協同優化研究

孫臏 林維 陳明 吳冰

摘要：閩贛兩省在高速鐵路網“八縱八橫”規劃方案中占據重要地位，區內有南昌、福州、廈門三大樞紐，合理調配該三大樞紐對閩贛兩省的旅客運輸服務效率與效益具有重要意義。在此背景下，本文以相關鐵路客運數據為依據，在深入分析三大樞紐客運現狀的基礎上，兼顧客運可達性與設備檢修力與發展等為主要因素，通過三大樞紐協同分工優化，提出三大樞紐客運分工建議方案。

關鍵詞：鐵路客運樞紐 協同分工 列車開行 閩贛鐵路

1背景

根據國鐵集團年會數據，到2021年末鐵路網規模突破15萬km，其中高鐵4萬km，覆蓋了80%以上的大城市。鐵路網絡覆蓋經過多年的發展進一步擴大，路網結構更加優化，充分發揮了鐵路對經濟社會發展的保障作用。在疫情前的2019年，國家鐵路旅客發送達到35.79億人;疫情期間，2020年鐵路旅客發送量完成22.03億人，2021年恢復性增長，年客發達25.3億人。

中國鐵路南昌局集團有限公司主要管理江西、福建兩省全部和湖南、湖北省境內部分鐵路線路。截至2020年底，南昌局營業里程8469.16km，其中時速200km及以上鐵路3794.86km，時速300km及以上的鐵路1463.45km。2018年南昌局全年發送旅客2.36億人，2019年客發2.45億人，2020年和2021年受疫情影響，分別發送旅客1.55億人和1.71億人。其管轄范圍東接“長三角”地區、南連“珠三角”地區，在全國鐵路網中發揮承東啟西、溝通南北的作用，在高速鐵路網規劃方案“八縱八橫”鐵路高速主通道和鐵路連接線中，閩贛兩省占有重要的作用和地位。轄區內最重要的有南昌、福州、廈門樞紐，進一步合理調配三大樞紐對閩贛兩省的運用能力，優化列車開行方案，對實現資源優勢互補、提升旅客運輸服務效率與效益具有重要意義。

2三大鐵路客運現狀

2.1客運列車通達狀況

2.1.1南昌樞紐

（1）南昌（西）站。

南昌（西）高鐵動車可直達車站共計209個，其中：4h以內的車站116個，占總計的55.5%;最遠可達成都東，共2列車;直達列車數大于等于10列的車站有51個，直達列車最多的為上饒63列車;1h內可達車站17個，2h內可達車站39個。

（2）南昌站。

南昌站可直達車站共計431個，其中：最遠可達烏魯木齊，只有1列車;直達列車數大于等于10列的車站有29個，直達列車最多的為九江，為48列車;3h內可達車站41個，4h內可達車站54個。

2.1.2福州樞紐

（1）福州（南）站。

福州站高鐵動車可直達車站共計222個，其中：最遠可達成都東，只有1列車;直達列車數大于等于10列的車站有61個，直達列車最多的為廈門北，為80列車;1h內可達車站20個，2h內可達車站39個。

（2）福州站。

福州站既有可直達車站共計185個，其中：最遠可達佳木斯，只有1列車;直達列車數大于等于2列的車站有52個，直達列車最多的為武夷山和鷹潭，分別為7列車;3h內可達車站4個，4h內可達車站7個。

2.1.3廈門樞紐

廈門北高鐵站可直達車站共計192個，其中：直達時間在4h以內的為74個;最遠可達重慶北，只有1列車;直達列車數大于等于10列的車站有55個，直達列車最多的為泉州，為102列車;1h內可達車站17個，2h內可達車站31個。廈門北高鐵出發的直達列車，絕大部分車站的通達時間在4h以內，為高鐵的優勢范圍。

2.2主要線路開行狀況

由南昌局擔當列車，其始發及途經客運三大樞紐，在各條線路的開行狀況如表1所示。

2.3主要旅客流向流量

旅客發送量與列車開行方案密切相關，南昌、福州以及廈門三大樞紐的日旅客發送量在疫情前分析如下。

（1）南昌樞紐。

南昌站旅客發送日均約8.9萬，其中直通4.0萬、管內4.9萬。直通主要流向北上廣深、杭州、長沙、武漢，日均發送超過2000人，管內則以撫州、贛州、萍鄉、上饒、九江周邊城市為主，日均發送超過6000人。動車客流流向則主要集中在上海、杭州、廣州、長沙、武漢，管內的上饒、九江、萍鄉、撫州。

（2）福廈樞紐。

福建省旅客發送日均31萬左右，發送客流以管內為主，管內23萬，其中發送到杭深線上的客流日均16.6萬，占管內客流的72%。直通客流日均8萬，其中深圳汕頭2.7萬，滬杭溫寧方向2.7萬，是直通客流兩個最主要的流動方向。

3客運三大樞紐列車開行方案優化

3.1樞紐列車檢修狀況

三大樞紐列車檢修能力及檢修剩余能力如表2、表3所示。

三大樞紐列車存放狀況分布是在局內11個中間站存放動車組47列，動車組中間站存放如表4所示。

3.2三大樞紐分工優化思路

3.2.1南昌樞紐

昌福線動車以南昌樞紐檢修為主，逐步取消南昌檢修動車套跑福建省始發動車。

3.2.2福廈樞紐

（1）福建省內，清晰分工福州樞紐與廈門樞紐的動車組檢修與列車開行。尤其是南三龍開通后，以廈門動車所檢修為主，龍巖、福州檢修為輔。

（2）福建省上行往北京、上海、南京等方向大部分放廈門北動車所檢修，部分福州始發往北京、上海方向動車改為廈門北始發。福建省下行往深圳方向動車大部分福州所檢修，部分廈門始發往深圳方向動車改為福州南始發，保留少量廈門至深圳北在廈門北所檢修。

（3）管內福廈間動車均衡在福州、廈門所檢修，根據客流情況選擇重聯運行。停運部分福廈間動車，騰出部分能力開行長途列車，以長途列車帶動福廈間短途客流。

3.3優化模型

南昌局客運三大樞紐列車開行方案模型選取較為成熟的優化模型[1-2]，主要參數設定如下：

表示由樞紐i在線路n上增開列車對數;

表示由樞紐i在線路n上增開一對列車可獲得的收益;

表示由樞紐i在線路n上增開列車能力限制;

表示線路n的剩余能力（對）;

表示樞紐i的存車能力（對）;

表示樞紐i的檢修能力（對）;

表示增設列車總數（對）。

優化目標：使收益最大化的三大樞紐分工方案，為如下問題的最優解。

Max∑_n?∑_i?〖r_in X_in 〗

s.t.

（1）? x_in≤c_in ，? ? i=1，2，3; n=1，...，8;

（2）? ∑_n?x_in ≤C_n，? ? ? i=1，2，2; n=1，...，8;

（3）? ∑_i?X_in ≤min{I_i 〖，M〗_i }? i=1，2，3;

（4）? ∑_n?∑_i?x_in ≤N? ?;

（5）? ?x_11+x_12? ，≤c_11? ;

（6）? ?x_21+x_22? ，≤c_22? ;

（7）? ?x_13+x_14? ，≤c_13? ;

（8）? ?x_33+x_34? ，≤c_34? 。

其中（1）為樞紐i服務線路n的能力限制;（2）為線路n的剩余能力限制;（3）為樞紐的檢修和存放能力限制;（4）為列車數量限制;（5）至（8）是樞紐跨線路服務限制。以該模型為原型，可以加以多種約進行模型轉換，隨后在多方案中進一步演化目標函數，從而根據實際情況進行分析優化選取[3-6]。

3.4優化結果分析

求解該整數規劃問題，再根據優化模型分析，求解結果如表5所示。

根據表5的優化結果可知，南昌局客運三大樞紐可以新增始發車、新增檢修動車組，共計28對。具體如下。

（1）自南昌樞紐始發，檢修由南昌樞紐承擔，經由向莆線的開行列車5對。

（2）自福州樞紐始發，檢修由福州樞紐承擔，經由合福線的開行列車1對。

（3）自廈門樞紐始發，檢修由廈門樞紐承擔，經由龍漳/贛瑞龍線的開行列車22對。

4客運三大樞紐分工優化建議方案

根據上述優化結果可知，南昌局客運三大樞紐可以新增開行始發車28對。其中5對自南昌樞紐始發，主要經由向莆線;1對自福州樞紐始發，主要經由合福線;12對自廈門樞紐始發，主要經由龍漳/贛瑞龍線。為此，客運三大樞紐分工將發生相應改變，具體建議如下。

客運三大樞紐的協同分工建議，綜述如表6。

參考文獻

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作者簡介：孫臏（1974—），男，博士，研究方向為鐵路運輸和信息系統。