西 南 交 通 大 学 学 报第39卷 第6期Vol.39 No.6
2004年12月Dec.2004JOURNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITY
文章编号:025822724(2004)0620703206
武广客运专线运输组织模式研究
彭其渊1, 闫海峰1, 魏德勇2
(1.西南交通大学交通运输学院,四川成都610031;2.铁道第二勘察设计院线路处,四川成都610031)
摘 要:用定性分析与定量计算相结合的方法,对武广(武汉—广州)客运专线的运输组织模式及其可行性、跨线列车的开行方案进行了研究,确定了武广客运专线采用本线列车和跨线列车共线运行、跨线列车采用动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式.关键词:客运专线;运输组织模式;跨线列车中图分类号:U292.5 文献标识码:A
ResearchonTransportOperationMode
ofWuhan2GuangzhouPassengerPENGQi2yuan,
1
YANHai2f,
1
EI2
(1.SchoolofTrafficandTransp.,SouthwestJiaotong,;2.TrackDepartment,TheSecondRailwaySurveyandDesignInstitute,,)
Abstract:Byandqualitativeanalysis,thetransportoperationmodeandand2linetrainrunningschemeofWuhan2GuangzhoupassengerTheresearchshowsthatamulti2speedtransportmodeshouldbeadoptedthespecialline.Inthismode,off2lineandin2linetrainssharethesameline,andthecombinedtractionwayofamotortrainunitandanordinarylocomotiveisusedforoff2linetrains.
Keywords:passengerspecialline;transportoperationmode;off2linetrain
武广客运专线运输组织的目标是缓解京广既有线路通过能力紧张状况,提高客货列车运行速度,适应不断发展的国民经济建设和人民生活的需要[1].武广客运专线运输组织模式的确定,既要与拟建中的京广客运专线运输组织模式相适应,又要与京广线在路网中担负的任务和所处的位置以及京广线客流情况相适应,同时还要为满足铁路通道线路扩能,进一步改善铁路运输服务质量,提高铁路参与运输市场竞争能力,起到一定的作用.因此,对于武广客运专线运输组织模式的研究具有重要的意义.
1 武广客运专线可能的运输组织模式比较分析
1.1 武广客运专线可能采用的运输组织模式
方案1 客运专线上只开行本线列车,跨线客流若搭乘高速列车,旅客自发地在客运专线与既有线的衔接站进行换乘,铁路系统不组织跨线客流的换乘.
方案2 客运专线上只开行本线列车,铁路系统在客运专线与既有线衔接站组织跨线客流的换乘.方案3 客运专线上本线列车和跨线列车共线运行,且都采用高速动车组.客运专线上开行的列车全部采用动车组.因此,采用动车组的旅客列车包括本线列车和全部跨线旅客列车.
方案4 客运专线上本线列车和跨线列车共线运行,且本线列车采用动车组,跨线列车全部采用普通
收稿日期:2004202220
作者简介:彭其渊(1962-),男,教授,博士.
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机车牵引.
方案5 客运专线上本线列车和跨线列车共线运行,除本线列车全部采用动车组外,有条件的部分跨线列车也采用动车组,其余的跨线列车采用普通机车牵引.
上述5个方案中,前3个方案为纯动车组方案,方案4和方案5为多种速度列车共线运行方案.从已有的客运专线运输能力研究结果看,方案1～3对利用客运专线通过能力最有利,方案4和方案5次之.1.2 武广客运专线可能采用的运输组织模式比较分析 方案1中,客运专线上只开行本线高速列车.按此方案,从武广客运专线和既有线各区段铁路在规划年度行车量(见表1,表中数据来源于铁道第二勘察设计院《武广客专运输组织研究》中2010年的数据,以下均相同)1可以看出,既有线的能力处于饱和状态.因此,该方案不能解决既有线能力严重不足的问题,且客运专线所服务的客流范围太窄,难以发挥客运专线的经济效益和社会效益. 方案2虽然可以增加一部分客运专线行车量,但仍不能从根本上解决既有线能力不足的问题.同时,跨线客流要增加一次换乘,而且高速列车的票价高于普速列车,所以这一方案一般旅客难以接受.此外,由于旅客换乘,必须要考虑客运专线列车和既有线列车的衔接,运输组织较复杂,增加站台,将增加投资.
表1 Tab.1 Thenumberoftrainsin区段
武昌—茶岭(蒲圻茶岭)长沙株州株州—衡阳衡阳—郴州郴州—坪石坪石—韶关韶关—广州(广州南)
[**************]5
[***********]
货车
[***********]
方案3的优点为跨线列车在客运专线上以较高的速度运行,在既有线上以线路的限制速度运行,跨线客流不必换乘就可以乘坐高速客车,既改善了旅客旅行条件,又吸引了较多的跨线客流.目前,发达国家一般都采用这一运输组织模式,并取得了良好的经济效益.按该方案实施,可以解决既有线能力严重不足的问题,同时也能有效提高客运专线的经济效益和社会效益.但是,采用该方案高速列车在既有线上是以线路的限制速度运行的,使得高速动车组的周转时间大大延长,增加了高速动车组的需要量.同时,高速动车组在既有线运行,由于既有线的线路条件对高速车底的磨损将大于客运专线[2],其运营成本将增大.特别是对于一些在既有线上运行距离较长的高速列车,采用这一方案,其经济合理性有待进一步论证.
方案4的优点为跨线客流不必换乘就可以在客运专线上乘坐普速客车旅行,扩大了客运专线吸引的客流,提高了客运专线的能力利用率,较好地解决了既有线能力严重不足的问题.而且跨线车为普速列车,普速列车的购置费较少.其缺点为普速列车在客运专线上的速度较低,会大量的占用客运专线的通过能力.同时,普速车底在客运专线上运行,对客运专线线路的磨损将增大,从而引起列车运营成本和线路维修成本的增加.并且,普速列车在客运专线上运行,其运行速度将受到车辆构造速度的限制,也不能充分发挥客运专线高速运行的特点.因此,是否采用这一方案应进行经济比较.
方案5既兼备了方案3、方案4的优点,同时也弥补了前4个方案存在的不足,其主要问题是部分跨线列车采用高速动车组,购置成本将增加.但是也应看到,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,高速列车的数量和运行范围将逐步增大,最终将会实现客运专线的全高速运行.对于研究年度(2010年)来说,采用这一方案是可行的.1.3 武广客运专线运输组织模式的确定 综合以上分析可以看到,方案1不能从根本上解决既有线能力严重不足的问题;方案2增加了旅客旅
第6期彭其渊等:武广客运专线运输组织模式研究705
行的不方便程度,显然这两种运输组织模式不适合武广客运专线的运输组织.
方案3采用本线列车和跨线列车全部采用高速动车组共线运行,虽然能解决既有线能力不足的问题,并将有效改善旅客旅行条件,但跨线列车全部采用动车组,动车组在普速线上的运行距离将大大延长,从而使运营成本和投资的增加.同时,全部跨线列车采用动车组还将受到相关线路技术条件、牵引动力发展情况、国家社会经济发展水平和国民旅行支付能力的限制.
表2列出了与武广客运专线旅客列车开行相关线路在研究年度时的技术设备条件状态[1].从表中可以看出,我国铁路到研究年度仍有部分线路为单线,采用内燃牵引,线路允许速度也相对较低,还满足不了全部跨线列车采用动车组这一方案的实施条件.
方案4虽然也能解决既有线能力不足、方便旅客出行等问题,但所有跨线列车全部采用普通机车牵引,使得跨线列车在客运专线上的运行速度较低,从而对客运专线通过能力带来不利影响,并将增大客运专线线路的磨损,引起额外的运营费用支出.同时,由普通机车牵引的旅客列车在客运专线上的运行速度与采用动车组的列车相比,要低得多.因此,对于在客运专线上运行距离较长的跨线列车由普通机车牵引,从缩短旅行时间、降低运营成本等方面看,都将是不利的.
表2 相邻线路(部分)主要技术条件
Tab.2 Primarytechnicalconditionsofpartial线路名
京沪线、陇海线(郑州—西安)
京广线、广深线、浙赣线、(宝鸡—西安)、(株六线、、宁温线、
双双双双
双单单单单单单单
电力电力电力电力内燃内燃电力电力电力电力内燃内燃内燃
是是是是是是是否否否否否否
速度目标值
[***********][***********]100
武麻线、、(徐州—连云港)贵昆线、、、陇海线
(兰州—宝鸡)、焦柳线
京九线黎湛线、广茂线、湛海线、太焦线汉丹线渝怀线宜万线、石怀线鹰厦(外福)线、孟宝线广梅汕线石长线、赣韶线娄邵线
因此,无论从技术设备条件、运输组织要求以及解决既有线能力不足、方便旅客出行、提高铁路运输效益等方面来看,方案1～4都存在一些不足,与武广铁路运营实际情况不相符合,难以在实际运营组织中采用.我们认为在武广客运专线宜于采用本线列车和跨线列车共线运行,跨线列车采用动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式.
2 武广客运专线运输组织模式的可行性分析
根据前面的分析以及我国已有的对铁路客运专线运输组织模式的研究成果[3,4],结合世界发达国家高速铁路运输组织模式发展方向,我们认为在武广客运专线采用本线列车和跨线列车共线运行,跨线列车采用动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式是可行的,其主要理由有:
(1)从世界高速铁路运输组织的发展趋势看,发达国家已广泛采用全高速、高速列车下高速线的运输组织模式,并取得了良好的经济效益.因此,全高速模式应是我国高速铁路运输组织的发展方向.
(2)我国的高速客运专线建设刚刚起步,在从普速→部分高速→全高速的发展过程[3]中,本线列车和跨线列车共线运行、跨线列车采用动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式是其必
706西 南 交 通 大 学 学 报第39卷
须经历的发展阶段.
(3)过去一段时间在研究探讨我国铁路高速客运专线运输组织模式时,倾向于客运专线上本线列车采用动车组、跨线列车全部由普通机车牵引的模式[3],其主要原因在于:当时我国铁路采用内燃牵引的线路和区段比例相当大;动车组购买或制造成本太高;大部分线路设备条件较差,无缝化率小,在高速线路和普通线路上允许的运行速度相差太大;国民人均收入水平较低,支付能力还不能适应乘坐高速列车的支付要求.
随着我国铁路的发展和科技进步,以及运输市场对交通方式的快捷性、舒适性、方便性和安全性等提出的更高要求,特别是经过几次大的提速后,目前干线旅客列车的最高运营速度已经达到了160km/h,实验运行速度已超过240km/h,经过“十五”及更长一段时间的铁路建设,路网构成、铁路线路条件也将发生巨大变化[5].
从表2可以看出,到规划年度,与武广客运专线旅客列车开行相关的主要干线均已建成复线并实施电力牵引,速度目标值达到160km/h及以上,这为采用高速列车下线和普速列车上线提供了良好的技术设备条件.
(4)近几年来,我国机车车辆工业发展速度很快.目前,速度160km/h的客运机车和车辆的能力,国产200km/h.“十五”期间研制成250km/h的高速动车组.,用高速动车组创造了有利的条件.
(5)根据铁道部规划,20000km,京沪、京广、京哈、京九、陇海、浙赣等“200km/h,货车运行速度提高到120km/h.因此,,、既有线路技.
(6),城镇规模将发生很大变化.我国城镇人口比例将不断的提高,在农业人口逐渐向城市转移的过程中,将带来客运需求的大量增大.同时,随着人民生活水平的不断提高,人们对客运服务的质量无论从舒适、快捷、安全等方面的要求也将大幅度上升,旅游客流将大幅度增加,人们的出行支付能力将明显增强.这些也为开行高速列车提供了充足的客源保证.
因此,武广客运专线在规划年度宜采用本线列车和跨线列车共线运行、本线列车全部采用动车组、跨线列车由动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式.并且随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,以及铁路线路等技术设备条件的改善,在有条件时,逐步加大高速列车的数量和运行范围,减少跨线列车中普通机车牵引的比例,最终实行高速客运专线的全高速运行.
3 武广客运专线旅客列车动车组/普通机车方案的比较确定
3.1 武广客运专线旅客列车采用动车组或者普通机车的原则和主要因素
按照上述运输组织模式,确定武广客运专线旅客列车采用动车组或者普通机车的原则主要有以下几个方面:
(1)在武广客运专线上运行的本线列车全部采用300km/h动车组;
(2)全程在高速客运专线上运行的跨线旅客列车采用300km/h动车组;
(3)只在高速客运专线上运行一段距离的跨线列车是采用高速动车组还是采用普通机车牵引,以及采用哪种速度目标值的动车组,应综合考虑运营成本、经济效益和社会效益、旅行时间、相关线路技术设备条件等因素的基础上选择确定.
确定跨线旅客列车采用“高速动车组”的主要考虑因素为:(1)相关线路技术设备条件应能适应动车组运行;(2)跨线旅客列车的始发、终到站应位于经济较发达的大中城市,并有较大的客流保证;(3)有较好的社会效益和经济效益;(4)应能满足实现“500km以内公交化,1000km朝发夕归,2000～3000km夕发朝至,4000km一
第6期彭其渊等:武广客运专线运输组织模式研究707
[6]
日到达”的时间目标要求.3.2 武广客运专线旅客列车采用动车组或者普通机车方案确定的步骤
按照以上的确定原则,对于规划年度武广客运专线跨线旅客列车动车组/普通机车方式的确定按以下步骤进行:
(1)按照跨线旅客列车沿途线路的技术设备条件和该列车的始发终到站所在城市的经济水平和人口规模,初步拟定采用高速动车组方案的跨线旅客列车范围.
(2)对第一步筛选出的拟采用高速动车组的跨线列车进行综合经济效益分析.
①计算第一步选定的跨线旅客列车分别采用高速动车组和普通机车牵引方式所产生的欠速运行距离速度积(速差距离值).
跨线旅客列车有两种运输组织模式———高速动车组和普通机车牵引.如果采用普通机车牵引方式,该列车在客运专线上只能以机车车辆的限制速度运行,不能充分发挥客运专线高速度的特点.因此,普通机车牵引的列车在客运专线上是欠速运行(对线路来说).普通机车牵引的列车在客运专线上运行距离越长,这种欠速运行速差距离值越大.对每一列跨线旅客列车来说,如果采用高速动车组,(线路允许速度低于高速动车组运行速度的线路)上以线路的限制速度运行,优势.在普速线上运行距离越长,欠速运行距离速度值越大.
对于某一趟跨线列车来说,.
占全部旅行时间的比例,差值越大,.
、动车组与普通车底购置费用、.
,其结果如表3所示.(3)、节省时间值以及差值内部收益率,确定出规划年度.
按照上述的方法、原则和步骤,对武广客运专线上的列车采用动车组或者普通机车牵引的方案进行确定,可以得到相应的列车方案(见表3).
表3 指标计算及列车方案(部分)
Tab.3 Calculatingindexesandtractionschemesofpartialtrains
编号
[***********]415
始发站北京西
长春长沙哈尔滨杭州济南连云港南昌南京西上海沈阳北石家庄天津西安郑州
终到站广州广州东上海广州东广州广州广州广州东广州广州广州东广州广州东广州广州
速差距离值普通机车动车组[***********][1**********]610
[***********][***********][***********][1**********]50
[***********][***********][***********]45027450
节省旅行时间及比例
时间/h百分比4.1736.586.4337.081.5621.06
5.422.804.502.291.972.802.734.593.784.474.353.18
33.0534.7941.0115.9341.7634.7929.9035.1138.4237.4646.3042.71
内部收益率
10.605.792.725.814.4312.250.2912.524.438.024.6311.315.0714.0112.84
方案动车组
普通机车普通机车普通机车普通机车动车组普通机车动车组普通机车动车组普通机车动车组普通机车动车组动车组
(下转第711页)
第6期殷勇等:垂直天窗对线路通过能力的影响711
从这个计算结果可以看出,垂直天窗对线路通过能力的影响只与天窗时间和货物列车追踪运行间隔时间有关.如果考虑区间运行时分不均匀性造成的影响,则其影响程度小于一列货物列车占用的能力.
6 结 论
(1)开设垂直天窗,对线路通过能力影响的主要因素是天窗时间和货物列车间隔时间.
(2)垂直天窗对线路通过能力扣除随天窗时间的增大而增加;随货物列车运行间隔时间的增加而减少.
(3)垂直天窗开设区段的区间运行时分分布的不均匀性,对天窗的能力扣除影响比较小,一般不超过1.
(4)在开设垂直天窗时,不允许在天窗内部开行旅客列车,但在天窗影响区的范围内如果要有旅客列
车开行时,这时旅客列车的影响区将会和天窗影响区重合,由此将会减少它们两者共同对线路通过能力的扣除,其具体扣除数值,需做更进一步的分析才能得到.
(5)在垂直天窗开始时间之前每个车站上待避天窗的货物列车总数(其中含上、),将受到中间站到发线数目的影响.如果到发线数目不足,列车只有提前待避,,增加对线路能力的扣除.
本文的工作得到西南交通大学科研基金(参考文献:
[1] 刘其斌.北京:中国铁道出版社,1999.2012214.[2][3][4]
,V[J].西南交通大学学报,2003,38(2):1962200.胡思继.[M].北京:中国铁道出版社,1993.1552167.
李致中,孙焰.铁路运输管理的数学模型及算法[M].武汉:华中理工大学出版社,1995.1792192.
(中文编辑:秦萍玲 英文编辑:付国彬)
(上接第707页)
4 结束语
对武广客运专线采用的运输组织模式、可行性以及跨线列车的车底选用和牵引方案的确定这三个方面进行了详细的论述和研究,得到了在武广客运专线采用本线列车和跨线列车共线运行,跨线列车采用动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式,并且该模式是可行的结论.同时,提出了确定跨线列车采用动车组还是普通机车牵引方案的原则和相关因素,进而给出了方案比选的计算指标和一般步骤.并按照上述方法、原则和步骤,对武广客运专线的列车采用动车组或者普通机车牵引的方案进行了确定,得出了相应的列车方案.论文的研究内容和所得到的结论,为我国客运专线的发展、建设和研究工作都起到了积极的促进作用.参考文献:
[1] 铁道第二勘察设计院.武广客专运输组织研究[R].2003.19242.[2][3][4]
铁道科学研究院.京沪高速铁路运营管理的深化研究[R].铁道科学研究院,2002.46258.何邦模.我国高速铁路的运输组织问题[J].中国铁路,1993(3):23226.班长青.法国铁路TGV运行系统[J].世界铁路,1991(5):18221.
[5] 蔡庆华.关于加强我国铁路建设的思考[J].西南交通大学学报,1999,34(1):125.[6] 铁路“十五”提速计划及实施意见编写组.铁路“十五”提速计划及实施意见[R].2001..
(中文编辑:秦萍玲 英文编辑:付国彬)
西 南 交 通 大 学 学 报第39卷 第6期Vol.39 No.6
2004年12月Dec.2004JOURNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITY
文章编号:025822724(2004)0620703206
武广客运专线运输组织模式研究
彭其渊1, 闫海峰1, 魏德勇2
(1.西南交通大学交通运输学院,四川成都610031;2.铁道第二勘察设计院线路处,四川成都610031)
摘 要:用定性分析与定量计算相结合的方法,对武广(武汉—广州)客运专线的运输组织模式及其可行性、跨线列车的开行方案进行了研究,确定了武广客运专线采用本线列车和跨线列车共线运行、跨线列车采用动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式.关键词:客运专线;运输组织模式;跨线列车中图分类号:U292.5 文献标识码:A
ResearchonTransportOperationMode
ofWuhan2GuangzhouPassengerPENGQi2yuan,
1
YANHai2f,
1
EI2
(1.SchoolofTrafficandTransp.,SouthwestJiaotong,;2.TrackDepartment,TheSecondRailwaySurveyandDesignInstitute,,)
Abstract:Byandqualitativeanalysis,thetransportoperationmodeandand2linetrainrunningschemeofWuhan2GuangzhoupassengerTheresearchshowsthatamulti2speedtransportmodeshouldbeadoptedthespecialline.Inthismode,off2lineandin2linetrainssharethesameline,andthecombinedtractionwayofamotortrainunitandanordinarylocomotiveisusedforoff2linetrains.
Keywords:passengerspecialline;transportoperationmode;off2linetrain
武广客运专线运输组织的目标是缓解京广既有线路通过能力紧张状况,提高客货列车运行速度,适应不断发展的国民经济建设和人民生活的需要[1].武广客运专线运输组织模式的确定,既要与拟建中的京广客运专线运输组织模式相适应,又要与京广线在路网中担负的任务和所处的位置以及京广线客流情况相适应,同时还要为满足铁路通道线路扩能,进一步改善铁路运输服务质量,提高铁路参与运输市场竞争能力,起到一定的作用.因此,对于武广客运专线运输组织模式的研究具有重要的意义.
1 武广客运专线可能的运输组织模式比较分析
1.1 武广客运专线可能采用的运输组织模式
方案1 客运专线上只开行本线列车,跨线客流若搭乘高速列车,旅客自发地在客运专线与既有线的衔接站进行换乘,铁路系统不组织跨线客流的换乘.
方案2 客运专线上只开行本线列车,铁路系统在客运专线与既有线衔接站组织跨线客流的换乘.方案3 客运专线上本线列车和跨线列车共线运行,且都采用高速动车组.客运专线上开行的列车全部采用动车组.因此,采用动车组的旅客列车包括本线列车和全部跨线旅客列车.
方案4 客运专线上本线列车和跨线列车共线运行,且本线列车采用动车组,跨线列车全部采用普通
收稿日期:2004202220
作者简介:彭其渊(1962-),男,教授,博士.
704西 南 交 通 大 学 学 报第39卷
机车牵引.
方案5 客运专线上本线列车和跨线列车共线运行,除本线列车全部采用动车组外,有条件的部分跨线列车也采用动车组,其余的跨线列车采用普通机车牵引.
上述5个方案中,前3个方案为纯动车组方案,方案4和方案5为多种速度列车共线运行方案.从已有的客运专线运输能力研究结果看,方案1～3对利用客运专线通过能力最有利,方案4和方案5次之.1.2 武广客运专线可能采用的运输组织模式比较分析 方案1中,客运专线上只开行本线高速列车.按此方案,从武广客运专线和既有线各区段铁路在规划年度行车量(见表1,表中数据来源于铁道第二勘察设计院《武广客专运输组织研究》中2010年的数据,以下均相同)1可以看出,既有线的能力处于饱和状态.因此,该方案不能解决既有线能力严重不足的问题,且客运专线所服务的客流范围太窄,难以发挥客运专线的经济效益和社会效益. 方案2虽然可以增加一部分客运专线行车量,但仍不能从根本上解决既有线能力不足的问题.同时,跨线客流要增加一次换乘,而且高速列车的票价高于普速列车,所以这一方案一般旅客难以接受.此外,由于旅客换乘,必须要考虑客运专线列车和既有线列车的衔接,运输组织较复杂,增加站台,将增加投资.
表1 Tab.1 Thenumberoftrainsin区段
武昌—茶岭(蒲圻茶岭)长沙株州株州—衡阳衡阳—郴州郴州—坪石坪石—韶关韶关—广州(广州南)
[**************]5
[***********]
货车
[***********]
方案3的优点为跨线列车在客运专线上以较高的速度运行,在既有线上以线路的限制速度运行,跨线客流不必换乘就可以乘坐高速客车,既改善了旅客旅行条件,又吸引了较多的跨线客流.目前,发达国家一般都采用这一运输组织模式,并取得了良好的经济效益.按该方案实施,可以解决既有线能力严重不足的问题,同时也能有效提高客运专线的经济效益和社会效益.但是,采用该方案高速列车在既有线上是以线路的限制速度运行的,使得高速动车组的周转时间大大延长,增加了高速动车组的需要量.同时,高速动车组在既有线运行,由于既有线的线路条件对高速车底的磨损将大于客运专线[2],其运营成本将增大.特别是对于一些在既有线上运行距离较长的高速列车,采用这一方案,其经济合理性有待进一步论证.
方案4的优点为跨线客流不必换乘就可以在客运专线上乘坐普速客车旅行,扩大了客运专线吸引的客流,提高了客运专线的能力利用率,较好地解决了既有线能力严重不足的问题.而且跨线车为普速列车,普速列车的购置费较少.其缺点为普速列车在客运专线上的速度较低,会大量的占用客运专线的通过能力.同时,普速车底在客运专线上运行,对客运专线线路的磨损将增大,从而引起列车运营成本和线路维修成本的增加.并且,普速列车在客运专线上运行,其运行速度将受到车辆构造速度的限制,也不能充分发挥客运专线高速运行的特点.因此,是否采用这一方案应进行经济比较.
方案5既兼备了方案3、方案4的优点,同时也弥补了前4个方案存在的不足,其主要问题是部分跨线列车采用高速动车组,购置成本将增加.但是也应看到,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,高速列车的数量和运行范围将逐步增大,最终将会实现客运专线的全高速运行.对于研究年度(2010年)来说,采用这一方案是可行的.1.3 武广客运专线运输组织模式的确定 综合以上分析可以看到,方案1不能从根本上解决既有线能力严重不足的问题;方案2增加了旅客旅
第6期彭其渊等:武广客运专线运输组织模式研究705
行的不方便程度,显然这两种运输组织模式不适合武广客运专线的运输组织.
方案3采用本线列车和跨线列车全部采用高速动车组共线运行,虽然能解决既有线能力不足的问题,并将有效改善旅客旅行条件,但跨线列车全部采用动车组,动车组在普速线上的运行距离将大大延长,从而使运营成本和投资的增加.同时,全部跨线列车采用动车组还将受到相关线路技术条件、牵引动力发展情况、国家社会经济发展水平和国民旅行支付能力的限制.
表2列出了与武广客运专线旅客列车开行相关线路在研究年度时的技术设备条件状态[1].从表中可以看出,我国铁路到研究年度仍有部分线路为单线,采用内燃牵引,线路允许速度也相对较低,还满足不了全部跨线列车采用动车组这一方案的实施条件.
方案4虽然也能解决既有线能力不足、方便旅客出行等问题,但所有跨线列车全部采用普通机车牵引,使得跨线列车在客运专线上的运行速度较低,从而对客运专线通过能力带来不利影响,并将增大客运专线线路的磨损,引起额外的运营费用支出.同时,由普通机车牵引的旅客列车在客运专线上的运行速度与采用动车组的列车相比,要低得多.因此,对于在客运专线上运行距离较长的跨线列车由普通机车牵引,从缩短旅行时间、降低运营成本等方面看,都将是不利的.
表2 相邻线路(部分)主要技术条件
Tab.2 Primarytechnicalconditionsofpartial线路名
京沪线、陇海线(郑州—西安)
京广线、广深线、浙赣线、(宝鸡—西安)、(株六线、、宁温线、
双双双双
双单单单单单单单
电力电力电力电力内燃内燃电力电力电力电力内燃内燃内燃
是是是是是是是否否否否否否
速度目标值
[***********][***********]100
武麻线、、(徐州—连云港)贵昆线、、、陇海线
(兰州—宝鸡)、焦柳线
京九线黎湛线、广茂线、湛海线、太焦线汉丹线渝怀线宜万线、石怀线鹰厦(外福)线、孟宝线广梅汕线石长线、赣韶线娄邵线
因此,无论从技术设备条件、运输组织要求以及解决既有线能力不足、方便旅客出行、提高铁路运输效益等方面来看,方案1～4都存在一些不足,与武广铁路运营实际情况不相符合,难以在实际运营组织中采用.我们认为在武广客运专线宜于采用本线列车和跨线列车共线运行,跨线列车采用动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式.
2 武广客运专线运输组织模式的可行性分析
根据前面的分析以及我国已有的对铁路客运专线运输组织模式的研究成果[3,4],结合世界发达国家高速铁路运输组织模式发展方向,我们认为在武广客运专线采用本线列车和跨线列车共线运行,跨线列车采用动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式是可行的,其主要理由有:
(1)从世界高速铁路运输组织的发展趋势看,发达国家已广泛采用全高速、高速列车下高速线的运输组织模式,并取得了良好的经济效益.因此,全高速模式应是我国高速铁路运输组织的发展方向.
(2)我国的高速客运专线建设刚刚起步,在从普速→部分高速→全高速的发展过程[3]中,本线列车和跨线列车共线运行、跨线列车采用动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式是其必
706西 南 交 通 大 学 学 报第39卷
须经历的发展阶段.
(3)过去一段时间在研究探讨我国铁路高速客运专线运输组织模式时,倾向于客运专线上本线列车采用动车组、跨线列车全部由普通机车牵引的模式[3],其主要原因在于:当时我国铁路采用内燃牵引的线路和区段比例相当大;动车组购买或制造成本太高;大部分线路设备条件较差,无缝化率小,在高速线路和普通线路上允许的运行速度相差太大;国民人均收入水平较低,支付能力还不能适应乘坐高速列车的支付要求.
随着我国铁路的发展和科技进步,以及运输市场对交通方式的快捷性、舒适性、方便性和安全性等提出的更高要求,特别是经过几次大的提速后,目前干线旅客列车的最高运营速度已经达到了160km/h,实验运行速度已超过240km/h,经过“十五”及更长一段时间的铁路建设,路网构成、铁路线路条件也将发生巨大变化[5].
从表2可以看出,到规划年度,与武广客运专线旅客列车开行相关的主要干线均已建成复线并实施电力牵引,速度目标值达到160km/h及以上,这为采用高速列车下线和普速列车上线提供了良好的技术设备条件.
(4)近几年来,我国机车车辆工业发展速度很快.目前,速度160km/h的客运机车和车辆的能力,国产200km/h.“十五”期间研制成250km/h的高速动车组.,用高速动车组创造了有利的条件.
(5)根据铁道部规划,20000km,京沪、京广、京哈、京九、陇海、浙赣等“200km/h,货车运行速度提高到120km/h.因此,,、既有线路技.
(6),城镇规模将发生很大变化.我国城镇人口比例将不断的提高,在农业人口逐渐向城市转移的过程中,将带来客运需求的大量增大.同时,随着人民生活水平的不断提高,人们对客运服务的质量无论从舒适、快捷、安全等方面的要求也将大幅度上升,旅游客流将大幅度增加,人们的出行支付能力将明显增强.这些也为开行高速列车提供了充足的客源保证.
因此,武广客运专线在规划年度宜采用本线列车和跨线列车共线运行、本线列车全部采用动车组、跨线列车由动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式.并且随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,以及铁路线路等技术设备条件的改善,在有条件时,逐步加大高速列车的数量和运行范围,减少跨线列车中普通机车牵引的比例,最终实行高速客运专线的全高速运行.
3 武广客运专线旅客列车动车组/普通机车方案的比较确定
3.1 武广客运专线旅客列车采用动车组或者普通机车的原则和主要因素
按照上述运输组织模式,确定武广客运专线旅客列车采用动车组或者普通机车的原则主要有以下几个方面:
(1)在武广客运专线上运行的本线列车全部采用300km/h动车组;
(2)全程在高速客运专线上运行的跨线旅客列车采用300km/h动车组;
(3)只在高速客运专线上运行一段距离的跨线列车是采用高速动车组还是采用普通机车牵引,以及采用哪种速度目标值的动车组,应综合考虑运营成本、经济效益和社会效益、旅行时间、相关线路技术设备条件等因素的基础上选择确定.
确定跨线旅客列车采用“高速动车组”的主要考虑因素为:(1)相关线路技术设备条件应能适应动车组运行;(2)跨线旅客列车的始发、终到站应位于经济较发达的大中城市,并有较大的客流保证;(3)有较好的社会效益和经济效益;(4)应能满足实现“500km以内公交化,1000km朝发夕归,2000～3000km夕发朝至,4000km一
第6期彭其渊等:武广客运专线运输组织模式研究707
[6]
日到达”的时间目标要求.3.2 武广客运专线旅客列车采用动车组或者普通机车方案确定的步骤
按照以上的确定原则,对于规划年度武广客运专线跨线旅客列车动车组/普通机车方式的确定按以下步骤进行:
(1)按照跨线旅客列车沿途线路的技术设备条件和该列车的始发终到站所在城市的经济水平和人口规模,初步拟定采用高速动车组方案的跨线旅客列车范围.
(2)对第一步筛选出的拟采用高速动车组的跨线列车进行综合经济效益分析.
①计算第一步选定的跨线旅客列车分别采用高速动车组和普通机车牵引方式所产生的欠速运行距离速度积(速差距离值).
跨线旅客列车有两种运输组织模式———高速动车组和普通机车牵引.如果采用普通机车牵引方式,该列车在客运专线上只能以机车车辆的限制速度运行,不能充分发挥客运专线高速度的特点.因此,普通机车牵引的列车在客运专线上是欠速运行(对线路来说).普通机车牵引的列车在客运专线上运行距离越长,这种欠速运行速差距离值越大.对每一列跨线旅客列车来说,如果采用高速动车组,(线路允许速度低于高速动车组运行速度的线路)上以线路的限制速度运行,优势.在普速线上运行距离越长,欠速运行距离速度值越大.
对于某一趟跨线列车来说,.
占全部旅行时间的比例,差值越大,.
、动车组与普通车底购置费用、.
,其结果如表3所示.(3)、节省时间值以及差值内部收益率,确定出规划年度.
按照上述的方法、原则和步骤,对武广客运专线上的列车采用动车组或者普通机车牵引的方案进行确定,可以得到相应的列车方案(见表3).
表3 指标计算及列车方案(部分)
Tab.3 Calculatingindexesandtractionschemesofpartialtrains
编号
[***********]415
始发站北京西
长春长沙哈尔滨杭州济南连云港南昌南京西上海沈阳北石家庄天津西安郑州
终到站广州广州东上海广州东广州广州广州广州东广州广州广州东广州广州东广州广州
速差距离值普通机车动车组[***********][1**********]610
[***********][***********][***********][1**********]50
[***********][***********][***********]45027450
节省旅行时间及比例
时间/h百分比4.1736.586.4337.081.5621.06
5.422.804.502.291.972.802.734.593.784.474.353.18
33.0534.7941.0115.9341.7634.7929.9035.1138.4237.4646.3042.71
内部收益率
10.605.792.725.814.4312.250.2912.524.438.024.6311.315.0714.0112.84
方案动车组
普通机车普通机车普通机车普通机车动车组普通机车动车组普通机车动车组普通机车动车组普通机车动车组动车组
(下转第711页)
第6期殷勇等:垂直天窗对线路通过能力的影响711
从这个计算结果可以看出,垂直天窗对线路通过能力的影响只与天窗时间和货物列车追踪运行间隔时间有关.如果考虑区间运行时分不均匀性造成的影响,则其影响程度小于一列货物列车占用的能力.
6 结 论
(1)开设垂直天窗,对线路通过能力影响的主要因素是天窗时间和货物列车间隔时间.
(2)垂直天窗对线路通过能力扣除随天窗时间的增大而增加;随货物列车运行间隔时间的增加而减少.
(3)垂直天窗开设区段的区间运行时分分布的不均匀性,对天窗的能力扣除影响比较小,一般不超过1.
(4)在开设垂直天窗时,不允许在天窗内部开行旅客列车,但在天窗影响区的范围内如果要有旅客列
车开行时,这时旅客列车的影响区将会和天窗影响区重合,由此将会减少它们两者共同对线路通过能力的扣除,其具体扣除数值,需做更进一步的分析才能得到.
(5)在垂直天窗开始时间之前每个车站上待避天窗的货物列车总数(其中含上、),将受到中间站到发线数目的影响.如果到发线数目不足,列车只有提前待避,,增加对线路能力的扣除.
本文的工作得到西南交通大学科研基金(参考文献:
[1] 刘其斌.北京:中国铁道出版社,1999.2012214.[2][3][4]
,V[J].西南交通大学学报,2003,38(2):1962200.胡思继.[M].北京:中国铁道出版社,1993.1552167.
李致中,孙焰.铁路运输管理的数学模型及算法[M].武汉:华中理工大学出版社,1995.1792192.
(中文编辑:秦萍玲 英文编辑:付国彬)
(上接第707页)
4 结束语
对武广客运专线采用的运输组织模式、可行性以及跨线列车的车底选用和牵引方案的确定这三个方面进行了详细的论述和研究,得到了在武广客运专线采用本线列车和跨线列车共线运行,跨线列车采用动车组和普通机车牵引相结合的多种速度组合的运输组织模式,并且该模式是可行的结论.同时,提出了确定跨线列车采用动车组还是普通机车牵引方案的原则和相关因素,进而给出了方案比选的计算指标和一般步骤.并按照上述方法、原则和步骤,对武广客运专线的列车采用动车组或者普通机车牵引的方案进行了确定,得出了相应的列车方案.论文的研究内容和所得到的结论,为我国客运专线的发展、建设和研究工作都起到了积极的促进作用.参考文献:
[1] 铁道第二勘察设计院.武广客专运输组织研究[R].2003.19242.[2][3][4]
铁道科学研究院.京沪高速铁路运营管理的深化研究[R].铁道科学研究院,2002.46258.何邦模.我国高速铁路的运输组织问题[J].中国铁路,1993(3):23226.班长青.法国铁路TGV运行系统[J].世界铁路,1991(5):18221.
[5] 蔡庆华.关于加强我国铁路建设的思考[J].西南交通大学学报,1999,34(1):125.[6] 铁路“十五”提速计划及实施意见编写组.铁路“十五”提速计划及实施意见[R].2001..
(中文编辑:秦萍玲 英文编辑:付国彬)