謝冰如，馬 駟，張 晉

（1.西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031；2.北京鐵路局 雙橋站，北京 100023）

大型高速鐵路客運(yùn)站是高速鐵路引入城市的節(jié)點(diǎn)，高效辦理著客運(yùn)列車的到發(fā)、通過，承擔(dān)了大量客流、車流的集散工作。因此，該類高速客運(yùn)站一般具有樞紐性質(zhì)，銜接的線路去向多、規(guī)模較大，而且設(shè)施、設(shè)備復(fù)雜，數(shù)量龐大。因此，為提高大型高速鐵路客運(yùn)站運(yùn)用效率，在其站場(chǎng)設(shè)備投入使用后，應(yīng)依據(jù)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況考察設(shè)備能力的適應(yīng)性，分析不足并提出改進(jìn)建議，為后續(xù)設(shè)備的運(yùn)用安排提供參考。

1 設(shè)備能力適應(yīng)性分析及指標(biāo)

大型高速鐵路客運(yùn)站站場(chǎng)的設(shè)備能力評(píng)估主要考察以下方面：咽喉區(qū)設(shè)備與進(jìn)路的能力適應(yīng)性、各車場(chǎng)到發(fā)線的能力適應(yīng)性、折返線的能力適應(yīng)性及動(dòng)車組出入段(所)走行線的能力適應(yīng)性[1]。

1.1 咽喉區(qū)設(shè)備及進(jìn)路的適應(yīng)性

影響咽喉通過能力主要包括車站站型結(jié)構(gòu)、咽喉區(qū)道岔和渡線等運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備數(shù)量及其配置形式、咽喉區(qū)進(jìn)路設(shè)計(jì)、列車技術(shù)特征(最高運(yùn)行速度、列車長(zhǎng)度、加減速性能)及列車控制系統(tǒng)、列車到發(fā)均衡性、咽喉與其他設(shè)備的配合等因素。傳統(tǒng)的咽喉通過能力計(jì)算方法是將咽喉道岔進(jìn)行分組，分別計(jì)算各道岔組的占用時(shí)間以求得道岔組利用率，從而計(jì)算得到咽喉通過能力。咽喉區(qū)設(shè)備與進(jìn)路的設(shè)計(jì)決定了整個(gè)車站設(shè)備能力的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，是評(píng)估車站能力適應(yīng)性最重要的部分[2]。咽喉區(qū)設(shè)備及進(jìn)路的適應(yīng)性評(píng)估主要分為咽喉設(shè)備能力適應(yīng)性和咽喉進(jìn)路適應(yīng)性2個(gè)方面。前者評(píng)估指標(biāo)包括道岔總占用率最大值 Rmax和渡線總占用率最大值 Rdmax；后者包括平行進(jìn)路效能發(fā)揮水平 η 和車站辦理非基本進(jìn)路比例 γ[2]。

（1）道岔純占用率 r。

式中：tz為占用時(shí)長(zhǎng)，s；T 為研究時(shí)段長(zhǎng)度，h。

（2）道岔總占用率 R。

式中：tf為妨礙時(shí)長(zhǎng)，s。

同理可計(jì)算得到渡線的占用率指標(biāo) rd和 Rd。

（3）平行進(jìn)路效能發(fā)揮水平 η。

式中：tp為平行進(jìn)路作業(yè)總時(shí)長(zhǎng)，s。

（4）車站辦理非基本進(jìn)路比例 γ。

式中：n 為非基本進(jìn)路辦理次數(shù)，列次；N 為作業(yè)總次數(shù)，列次。

1.2 到發(fā)線的適應(yīng)性

影響到發(fā)線通過能力的主要因素包括車站所銜接的方向數(shù)、到發(fā)線數(shù)量與固定使用方案、列車在站技術(shù)作業(yè)過程及時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)、到發(fā)線與咽喉區(qū)及車站其他設(shè)備的配合等。到發(fā)線的適應(yīng)性評(píng)估主要是根據(jù)分車場(chǎng)、分時(shí)段(高峰時(shí)段)對(duì)到發(fā)線的時(shí)間占用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估，主要的評(píng)估指標(biāo)為到發(fā)場(chǎng)占用率 K、到發(fā)線占用率最大值 kmax與最小值 kmin、各到發(fā)線的占用時(shí)長(zhǎng)平均值與標(biāo)準(zhǔn)差 σz[2]。

（1）到發(fā)場(chǎng)占用率 K。

式中：M 為到發(fā)場(chǎng)中到發(fā)線數(shù)量，條；為到發(fā)線i 在研究時(shí)段內(nèi)的占用時(shí)長(zhǎng)累計(jì)，s；T 為研究時(shí)段長(zhǎng)度，h。

（2）到發(fā)線占用率 k。

式中：n 為占用目標(biāo)到發(fā)線的列車數(shù)量，對(duì)；為列車 n 在研究時(shí)段內(nèi)所占用到發(fā)線時(shí)長(zhǎng)累計(jì)，s。

（3）各到發(fā)線的占用時(shí)長(zhǎng)平均值 tz，s。

（4）各到發(fā)線的占用時(shí)長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)差 σz，s。

1.3 折返線的適應(yīng)性

折返線主要為折返列車轉(zhuǎn)線所設(shè)計(jì)，一般在盡頭式車站應(yīng)用較多。由于高速鐵路行車密度大，要求列車具備短時(shí)間折返的能力。采用折返線折返時(shí)列車需要一定距離的折返走行，對(duì)于行車量較大的車站，其咽喉區(qū)能力緊張，可能會(huì)因不能及時(shí)安排折返走行進(jìn)路產(chǎn)生等待時(shí)間，從而造成不必要的時(shí)間浪費(fèi)。從提高作業(yè)效率角度考慮，采用本線立折模式簡(jiǎn)單有效。目前高速鐵路動(dòng)車組列車在相關(guān)車站進(jìn)行折返作業(yè)時(shí)，普遍采用本線立折模式。因此，折返線的折返能力影響因素包括車站所接發(fā)列車的折返模式，折返線的數(shù)量及運(yùn)用方式的選擇，列車種類、數(shù)量及折返作業(yè)過程與時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)等。與到發(fā)線類似，折返線適應(yīng)性主要評(píng)估指標(biāo)為折返線總占用率 D、轉(zhuǎn)線折返列車占研究時(shí)段內(nèi)列車總數(shù)的比例 Dz、研究時(shí)段內(nèi)等待折返列車占轉(zhuǎn)線折返列車數(shù)的比例 Dw[2]。

1.4 動(dòng)車組出入段(所)走行線的適應(yīng)性

影響車站動(dòng)車組出入段(所)走行線能力的主要因素有出入段走行線數(shù)量、動(dòng)車組出入段間隔時(shí)間、動(dòng)車組出(入)段走行時(shí)間、動(dòng)車組出入段(所)走行線的運(yùn)用形式及動(dòng)車組運(yùn)行方式等，其中動(dòng)車組出入段(所)走行線的運(yùn)用形式及動(dòng)車組運(yùn)行方式影響因素比較復(fù)雜。動(dòng)車組出入段(所)走行線的主要適應(yīng)性指標(biāo)為動(dòng)車組走行線的最大能力利用率 θmax；動(dòng)車組運(yùn)行方式分為單向自動(dòng)閉塞追蹤運(yùn)行和半自動(dòng)閉塞雙向運(yùn)行2種，不同運(yùn)行方式下通過能力不相同，計(jì)算時(shí)應(yīng)分開考慮。

由于動(dòng)車組出入段(所)走行線存在動(dòng)車組追蹤運(yùn)行，即一條線同一時(shí)間可能有多列動(dòng)車組占用的情況，運(yùn)行線在時(shí)間上會(huì)產(chǎn)生重疊。因此，不能沿用到發(fā)線和折返線采用的時(shí)間能力利用率方法來分析走行線的適應(yīng)性，需要采用數(shù)量能力利用率的方法進(jìn)行分析[2]。

2 成都東站站場(chǎng)設(shè)備能力適應(yīng)性評(píng)估

成都東站是成都鐵路樞紐城際列車和高速動(dòng)車組列車的主要始發(fā)、終到站，辦理北京、重慶、上海方向動(dòng)車、成(都)綿(陽)樂(山)城際、成(都)渝(重慶)城際、達(dá)(州)成(都)、成(都)遂(寧)渝(重慶)始發(fā)、終到及寶(雞)成(都)、達(dá)成、成渝環(huán)線列車通過客運(yùn)作業(yè)。

2.1 成都東站現(xiàn)狀

成都東站站型為雙向橫列式一級(jí)二場(chǎng)，采用達(dá)成、城際二場(chǎng)布置方案，西側(cè)達(dá)成場(chǎng)兼辦樞紐內(nèi)環(huán)線列車，規(guī)模為5臺(tái)9線；東側(cè)車場(chǎng)為成綿樂城際與成渝城際共場(chǎng)布置，規(guī)模為9臺(tái)17線。由于成綿樂客運(yùn)專線和成渝客運(yùn)專線尚未完工，成(都)昆(明)鐵路成都東站至成都南站區(qū)間改造，目前成都東站只啟用了達(dá)成車場(chǎng)，且僅開放北端咽喉，實(shí)行普速與高速列車混合接發(fā)模式，在評(píng)估時(shí)要考慮普速列車與動(dòng)車組列車之間的折算。現(xiàn)每日接發(fā)的31對(duì)列車為3對(duì)特快列車、11對(duì)快速列車、15對(duì)高速列車、1對(duì)固化臨客，以及1對(duì)動(dòng)車組檢測(cè)車，全部采用到站立折方式。

從成都東站目前的運(yùn)營(yíng)情況分析，其相當(dāng)于1個(gè)盡頭式客運(yùn)站，所承擔(dān)的作業(yè)量還處于不飽和狀態(tài)。因此，采用評(píng)估體系對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)主要從咽喉區(qū)設(shè)備及進(jìn)路能力適應(yīng)性與到發(fā)線能力適應(yīng)性2個(gè)方面進(jìn)行考察。

2.2 普速列車與動(dòng)車組列車折算系數(shù)

由于車站同時(shí)辦理普速列車與動(dòng)車組列車的接發(fā)作業(yè)，二者占用咽喉與到發(fā)線的作業(yè)時(shí)間存在較大差異。針對(duì)這一情況，仿照計(jì)算列車運(yùn)行圖通過能力所采用的扣除系數(shù)定義，提出普速列車與動(dòng)車組列車折算系數(shù)概念：車站因辦理接發(fā)1對(duì)或1列動(dòng)車組列車，需從基于只接發(fā)普速列車的車站通過能力中扣除的普速列車對(duì)數(shù)或列數(shù)。該折算系數(shù)主要分為咽喉區(qū)折算系數(shù)與到發(fā)線折算系數(shù)，計(jì)算公式如下。

（1）咽喉區(qū)折算系數(shù) εy。

式中：tyd為1列動(dòng)車組列車占用咽喉區(qū)時(shí)間，min；typ為1列普速列車占用咽喉區(qū)時(shí)間，min。

（2）到發(fā)線折算系數(shù) εx。

式中：εx為1列動(dòng)車組列車占用到發(fā)線時(shí)間，min；txp為1列普速列車占用到發(fā)線時(shí)間，min。

2.3 咽喉區(qū)設(shè)備及進(jìn)路能力適應(yīng)性

根據(jù)所查資料標(biāo)準(zhǔn)和成都東站數(shù)據(jù)計(jì)算得到東站北端咽喉長(zhǎng)度為950m，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過后期相關(guān)公式的計(jì)算，可得到接發(fā)列車道岔咽喉區(qū)占用時(shí)間表，如表1所示。

表1 成都東站接發(fā)車道岔咽喉區(qū)占用時(shí)間表 min

根據(jù)公式⑴、⑵可以計(jì)算成都東站咽喉區(qū)設(shè)備及進(jìn)路能力的適應(yīng)性，如表2所示。

表2 成都東站咽喉區(qū)設(shè)備及進(jìn)路適應(yīng)性分析 %

通過計(jì)算咽喉道岔通過能力利用率，再結(jié)合咽喉區(qū)折算系數(shù)公式⑼可以計(jì)算得到：εyj=0.6，εyf=0.75。計(jì)算基于只接發(fā)普速列車的咽喉區(qū)通過能力：n接車=78列/d，n發(fā)車=86列/d。根據(jù)成都東站目前接發(fā)的普速列車與動(dòng)車組列車近似比例1:1，可以得到該比例下車站咽喉通過能力為48對(duì)/d 普速列車和50對(duì)/d 動(dòng)車組列車。

2.4 到發(fā)線能力適應(yīng)性

根據(jù)成都東站的現(xiàn)行技術(shù)作業(yè)表及相關(guān)數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)計(jì)計(jì)算出各車次列車在成都東站的到發(fā)時(shí)間及占用到發(fā)線的時(shí)間。依據(jù)公式⑸、⑹、⑺、⑻及統(tǒng)計(jì)所得數(shù)據(jù)計(jì)算到發(fā)線能力適應(yīng)性如表3所示。

通過能力利用率計(jì)算公式并結(jié)合到發(fā)線折算系數(shù)公式⑽可以計(jì)算得到：εx=0.41；計(jì)算基于只接發(fā)普速列車的到發(fā)線通過能力 n =54對(duì)/d。根據(jù)成都東站現(xiàn)在接發(fā)的普速列車與動(dòng)車組列車近似比例為1:1，可以得到在該比例下車站到發(fā)線通過能力為37對(duì)/d 普速列車和42對(duì)/d 動(dòng)車組列車。

2.5 成都東站評(píng)估分析

根據(jù)相關(guān)資料顯示，成都站共接發(fā)71對(duì)/d 普速列車和35對(duì)/d 動(dòng)車組列車。從上述計(jì)算結(jié)果分析，在成都站改造期間，大量列車始發(fā)終到作業(yè)轉(zhuǎn)移至成都東站后，成都東站現(xiàn)行能力將遠(yuǎn)不能滿足需求，其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中主要存在以下問題。

（1）成都東站僅開放單向咽喉區(qū)，發(fā)揮著單向盡頭式車站的功用，其咽喉區(qū)僅設(shè)置1組轉(zhuǎn)線道岔，不支持咽喉區(qū)的平行作業(yè)，很大程度上限制了車站的咽喉能力。

（2）從到發(fā)場(chǎng)能力的適應(yīng)性進(jìn)行分析，高峰時(shí)段到發(fā)線的使用率較大，而全天的到發(fā)線使用出現(xiàn)較大的不均衡性，存在列車占用到發(fā)線時(shí)間過長(zhǎng)的問題。

（3）由于成都東站在設(shè)計(jì)時(shí)只針對(duì)動(dòng)車組列車的接發(fā)情況，所以在實(shí)際兼辦普速列車后，出現(xiàn)站臺(tái)長(zhǎng)度不足的問題。

3 車站設(shè)備運(yùn)用與作業(yè)組織調(diào)整方案

根據(jù)現(xiàn)階段的評(píng)估結(jié)果，針對(duì)車站現(xiàn)階段的運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)中出現(xiàn)的諸多問題，有必要對(duì)站場(chǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)方案進(jìn)行調(diào)整。針對(duì)車站兼辦普速列車后出現(xiàn)的站臺(tái)長(zhǎng)度不足的情況，第一種方法是從減少普速列車的編組輛數(shù)方面考慮，由于涉及全路列車編組計(jì)劃的改變，不易實(shí)行，可不予考慮；第二種方法是對(duì)現(xiàn)有站場(chǎng)站臺(tái)進(jìn)行長(zhǎng)度改造，將一些站臺(tái)適當(dāng)加長(zhǎng)以滿足普速列車對(duì)站臺(tái)長(zhǎng)度的需求，提出以下3種調(diào)整方案。

（1）將占用到發(fā)線時(shí)間過長(zhǎng)的列車由本線整備改為入段整備。調(diào)整列車為 K577/K488、K529/K530、K723/K724、K1093/K1094、T8899/T8900(其中09021/09022為熱備車在此不作調(diào)整)。根據(jù)成都東站列車由本線整備改為入段整備后的情況，計(jì)算各項(xiàng)設(shè)備能力適應(yīng)性如表4所示。

（2）在條件允許時(shí)對(duì)現(xiàn)有的到發(fā)線使用進(jìn)行調(diào)整。由于到發(fā)線的占用率最大值和最小值差異大，占用時(shí)長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)差大，造成目前到發(fā)線的使用很不均衡。因此，擬將 K577/K488由2道調(diào)至6道、T251/T252由Ⅲ道調(diào)至2道、09021/09022由6道調(diào)至 Ⅲ 道。根據(jù)成都東站調(diào)整到發(fā)線使用后的情況，其設(shè)備能力適應(yīng)性如表5所示。

表3 成都東站到發(fā)線適應(yīng)性分析

表4 成都東站改為入段整備后設(shè)備能力適應(yīng)性(僅列舉變化值)

表5 成都東站調(diào)整到發(fā)線使用后設(shè)備能力適應(yīng)性(僅列舉變化值)

（3）緩解咽喉區(qū)的能力運(yùn)用狀況。由于普速列車到站后需要換掛機(jī)車，因此在換掛機(jī)車時(shí)產(chǎn)生的咽喉區(qū)單機(jī)走行會(huì)占用咽喉，影響咽喉區(qū)的能力。針對(duì)這一問題可在咽喉區(qū)加設(shè)1組轉(zhuǎn)線道岔，使換掛機(jī)車與接發(fā)車作業(yè)能夠同時(shí)進(jìn)行，從而緩解咽喉區(qū)的能力運(yùn)用狀況。

4 結(jié)束語

通過對(duì)兼辦普速列車的高速鐵路客運(yùn)站成都東站進(jìn)行實(shí)例分析計(jì)算，發(fā)現(xiàn)車站設(shè)備能力不滿足成都站改造期間承接大量普速旅客列車始發(fā)、終到作業(yè)的需求，主要存在到發(fā)線運(yùn)用不均衡、列車占用到發(fā)線時(shí)間過長(zhǎng)、咽喉區(qū)道岔設(shè)置不支持平行作業(yè)、站臺(tái)長(zhǎng)度不滿足普速列車接車等問題。針對(duì)上述問題，在假定站臺(tái)經(jīng)過改造滿足普速列車接車長(zhǎng)度要求的基礎(chǔ)上提出3個(gè)調(diào)整方案。通過對(duì)前2個(gè)調(diào)整進(jìn)行預(yù)計(jì)算，可以看到設(shè)備能力適應(yīng)性指標(biāo)明顯提高，說明所擬方案可行。但上述方案的調(diào)整較為單一，在制訂調(diào)整方案時(shí)還需綜合考慮。

：

[1]張 晉，馬 駟. 大型客運(yùn)站站場(chǎng)設(shè)計(jì)方案仿真評(píng)估指標(biāo)體系研究[J]. 高速鐵路技術(shù)，2011(2)：339-343.

[2]張 晉. 客運(yùn)專線客運(yùn)站場(chǎng)設(shè)計(jì)方案評(píng)估指標(biāo)體系研究[D]. 成都：西南交通大學(xué)，2012.

[3]劉其斌，馬桂貞. 鐵路車站及樞紐[M].2版. 北京：中國鐵道出版社，2002.

[4]彭其淵，王慈光. 鐵路行車組織[M]. 北京：中國鐵道出版社，2010.