徐利民

（中國鐵道科學(xué)研究院 運輸及經(jīng)濟研究所，北京 100081）

我國鐵路既有線(以下“既有線”主要指在運輸通道內(nèi)與新建高速鐵路平行的普速鐵路)長期以來一直采用客貨共線的運輸組織模式，主要干線的運輸負荷始終居高不下，客貨運輸能力的矛盾十分突出，主要表現(xiàn)在：運輸能力不能滿足客貨運輸需求，提升運輸質(zhì)量受到制約，客運高速與貨運重載相互沖突等。為此，我國在既有繁忙通道規(guī)劃建設(shè)了多條高速鐵路，開行高速化旅客列車運輸產(chǎn)品，分流既有線中、高端客流，減輕既有線運輸負擔(dān)，使既有線向“以貨為主，兼顧客運”的運輸組織模式過渡和發(fā)展。通過研究高速鐵路開通后路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變動帶來的運力資源配置變化，針對既有線貨運市場的轉(zhuǎn)變特征提出相應(yīng)的運輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，探討既有線能力的優(yōu)化利用和運輸組織的創(chuàng)新模式[1]。

1 國內(nèi)外高速鐵路開通后既有線運輸組織特點概述

針對高速鐵路開通后既有線的運輸組織問題，國外主要采用客貨列車分線運行的方式。許多國家在客貨運輸繁忙的通道上，修建客運專線或多線鐵路，將客運從客貨混運的模式中分離出來，從而獲得運輸能力的較大提高。根據(jù)發(fā)達國家經(jīng)驗，兩地之間 2條平行的復(fù)線鐵路往往根據(jù)列車速度進行分工，客貨運輸比重一般是 9 : 1和 1 : 9，并不是絕對地實行客貨分線，有些特殊的快運貨物列車和速度較慢的旅客列車可以不受所謂“客運/貨運專線”的限制。

在高速鐵路開通后，國外鐵路部門充分利用既有線的設(shè)施設(shè)備，其貨運產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向快捷化方向發(fā)展。例如，法國鐵路快速貨物列車平均運行速度由以往的 120～140km/h普遍提高到 160km/h，多采用“夕發(fā)朝至”模式開行，列車運行圖相對固定。以“160 貨物列車”產(chǎn)品為例，通常每周一至周四夜間雙向?qū)﹂_，編組為 20～22 輛，載貨約為800t，列車總重約為 1100t；由 TGV 高速旅客列車改造而成的高速郵政列車，其運營速度與高速旅客列車一樣高達 270km/h。法國鐵路還將進一步研究通過開行客貨混合高速動車組提高貨物列車運行速度，不斷提升鐵路貨運的市場競爭力。

我國鐵路既有線一直實行客貨共線的運輸模式，在一些繁忙干線，同一條線路上既要開行旅客列車，又要開行時速不足 80km的貨物列車，致使既有線的運輸能力受到影響。隨著高速鐵路的建成，既有線運輸能力逐步釋放，限制型運輸狀況將得到緩解，這樣為區(qū)域間形成大能力貨物運輸通道提供了保證，貨物運輸市場格局也逐步由賣方市場向買方市場轉(zhuǎn)變。例如，京滬高速鐵路開通后，既有京滬線(北京—上海) 大部分區(qū)段的圖定旅客列車每日開行對數(shù)都有不同程度減少，減少對數(shù)在10～30 對之間；各區(qū)間旅客列車所占比例有所下降，部分區(qū)間下降幅度達 20%；而京滬線大部分區(qū)段圖定貨物列車每日開行對數(shù)都有不同程度的增加，增加對數(shù)平均在 10～20 對之間，其中增加最多的達到 69 對；各區(qū)間貨物列車所占比例有所上升，部分區(qū)間上升幅度達 20%。因此，針對既有線運輸能力的變化，其運輸組織原則和辦法、車流徑路安排、列車編組計劃乃至運輸組織模式等也將發(fā)生重大變化，進而對鐵路運輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和運力資源配置產(chǎn)生重要影響。

2 國外既有線能力優(yōu)化利用主要特征

2.1 法國既有線能力利用主要特征

2.1.1 高速鐵路開通后既有線運用主要特征

（1）適應(yīng)市場需求，提升路網(wǎng)能力調(diào)整空間。法國鐵路從市場需求角度考慮行車組織方案的基本設(shè)計要求，如發(fā)車頻率、中間停站數(shù)量、列車開行列數(shù)與時段配合等，在方案確定的過程中，特別注意提高列車正點率和有效利用高速動車組。在客運方面，以市場需求為導(dǎo)向，根據(jù)客流量大小配備相應(yīng)的列車對數(shù)，小編組、高頻率是法國鐵路客運的一個主要特點；在貨運方面，允許開行編組輛數(shù)低至 10 輛的快運貨物列車，全方位滿足客戶多樣化的運輸需求。這種能力利用方式使鐵路列車的滿員率/滿軸率較高，停站較少則使列車起停站時間縮短，從而提高列車平均速度。但是，在這種能力利用方式下，線路能力利用率下降，而且為了滿足最大運輸能力的要求，需要增加列車的數(shù)量和存車場的規(guī)模，同時還要增加沿線檢修段的數(shù)量，從而減少列車回空空駛。

（2）無縫銜接，客貨列車跨線運行。為了充分利用既有線的基礎(chǔ)設(shè)施和運能，高速列車也在既有線上運行。同樣，高等級的貨物列車可以跨線運行，提高其送達速度，如“Sernam200”的最高運營速度達到 160km/h。法國鐵路的高速鐵路里程僅 1850km，但 TGV 列車的服務(wù)里程卻超過7500km，通達 180多個城市，既有線仍然是法國鐵路路網(wǎng)的主要組成部分。高速鐵路與既有線相互兼容的網(wǎng)絡(luò)意味著法國高速列車必須滿足 2種線路的所有要求，包括不同的信號系統(tǒng)必須相互兼容，車輛的限界、車地板高度必須與既有線的要求一致。

（3）減少速差，不同速度等級列車混合運行。目前，法國鐵路在既有線上運行高速列車、夜行列車、省際列車、遠郊列車、普通貨物列車、快速貨物列車等不同速度等級的列車。其中，高速列車速度為 160km/h及以上；夜行列車主要為歐洲的跨境運輸服務(wù)，運行特點是夕發(fā)朝至，其最高運行速度達 180km/h；省際列車旅行速度在 80km/h左右，主要是由于每隔 15～20km需要?？?1個車站；普通貨物列車的平均運行速度為 100km/h；快速貨物列車則達到 140～160km/h。由此可見，法國鐵路既有線雖然運行不同速度等級的列車，但速差并不大，白天主要運行下高速線的 TGV、省際列車、遠郊列車、普通貨物列車和部分快速貨物列車，夜間主要運行夜行列車、快速貨物列車和部分普通貨物列車，更加有效地利用好既有線能力。

（4）開發(fā)新產(chǎn)品，豐富完善運輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。近 20多年來，法國鐵路一直推行鞏固整列直達運輸、推動聯(lián)合運輸、縮減集結(jié)式運輸?shù)呢浳镞\輸政策，隨著既有線列車運行速度不斷提高，逐步形成南北快速貨物運輸通道。法國鐵路根據(jù)市場需求，充分利用高速鐵路和動車組開發(fā)新的貨運產(chǎn)品，不斷豐富完善運輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系，而且還重新整合貨運站點，積極開展公鐵聯(lián)合運輸，延伸服務(wù)鏈條，全面升級貨運服務(wù)質(zhì)量[2]。

2.1.2 高速鐵路開通后既有線能力優(yōu)化運用主要特征

（1）提高既有線列車速度。為了適應(yīng)市場需求，鞏固和拓展客貨運市場，客運高速化、貨運快速化成為法國鐵路努力的發(fā)展方向，尤其是在既有線上通過升級改造既有線基礎(chǔ)設(shè)施不斷提高客貨列車速度，貨物列車速度提高至 120km/h以上，而在南北方向的既有線上有的貨物列車速度已經(jīng)達到140～160km/h。據(jù)統(tǒng)計，目前法國鐵路貨物列車速度達到 160km/h的占 7.92%，旅客列車速度均達到 160km/h及以上。目前，最高速度在 160km/h及其以上的線路有 10729km，在 200km/h及其以上的線路有 2717km，270～300km/h的新建高速鐵路有 1311km。由此可見，既有線提速線路占整個法國鐵路快速線路的主要部分，既有線提速改造是法國鐵路提高列車運行速度的重要途徑。

（2）構(gòu)建大能力運輸通道。①客運能力通道。法國鐵路通過高速鐵路修建和既有線提速改造，構(gòu)建了以高速鐵路為骨干、以既有提速線路作為重要補充的快速客運網(wǎng)絡(luò)?？焖倏瓦\網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)法國主要城市高速鐵路通達，如巴黎至里昂、波爾多、圖盧茲、勒芒等，同時既有線與高速鐵路相互銜接，延伸了 TGV 列車的服務(wù)范圍，充分利用了既有線的能力，使既有線的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢和高速鐵路的快速性相得益彰。②貨運能力通道。法國南北鐵路貨運通道包括：TGV 北方線里爾—巴黎，TGV東南線巴黎—瓦朗斯，TGV 地中海線瓦朗斯—馬賽，TGV 西南線巴黎—圖盧茲。隨著高速鐵路的開通運營，巴黎—里昂等南北方向繁忙干線的既有線能力得到逐步釋放，為全面提升貨物運輸服務(wù)質(zhì)量提供了條件，法國鐵路的快運貨物列車主要運行在里爾—馬賽、里爾—圖盧茲、里爾—佩皮尼昂、里爾—韋尼雪、巴黎—馬賽、巴黎—圖盧茲、瓦朗斯—馬賽等線路上，南北方向的線路附近分布著許多工業(yè)制造商，零庫存運作的物流理念使其對貨物的運達速度十分敏感，因而 140～160km/h的貨物列車幾乎完全在南北向開行。

（3）改造既有車站。為了使高速鐵路與既有線相互兼容，高速列車可以駛進城市中心，法國在修建高速鐵路時，采用新建線路與既有線改造相結(jié)合的政策，這促使歷史悠久的車站參與改造，既有利于綜合治理城市環(huán)境，又有利于實現(xiàn)多種運輸方式的無縫銜接。法國鐵路通過對既有車站改造滿足高速鐵路運行要求，這是法國對既有鐵路能力優(yōu)化利用的一大特點，也是我國鐵路值得借鑒的地方。

2.2 德國既有線能力優(yōu)化利用主要特征

德國在既有線運能提升的研究方面，除了傳統(tǒng)的改擴建方法外，還提出在不改變“線路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量”前提下的其他擴能措施，包括以下 4個方面[3]。

2.2.1 提高每列車的運能

每列車的運能取決于列車允許長度、建筑接近限界和列車滿載程度，這些因素是提高列車運能的研究重點。增加列車允許長度、提高列車滿軸程度主要適用于德國境外已經(jīng)開行長大列車的國際通道；擴大建筑接近限界和利用量載規(guī)限界監(jiān)測裝置簡化對運輸?shù)墓芾?。通過開行長大列車擴大運輸能力示意圖如圖1 所示。

圖1 通過開行長大列車擴大運輸能力

2.2.2 減少每個占用單元的能力耗費

列車在一個占用單元上的能力耗費主要由列車運行圖計劃占用時間和計劃外占用時間組成。計劃外占用時間包括原晚點和前行列車晚點造成的繼發(fā)晚點，后者在幾次列車的運行線有推移作用時才產(chǎn)生，可以對線路、進路節(jié)點和車站股道的能力耗費分別進行研究，占用時間的組成如圖2 所示。技術(shù)改進措施如下：①減少在線路區(qū)段和樞紐的計劃占用時間，包括減少預(yù)占用時間、運行時間、后臺占用時間、運行時間追加等；②減少在線路區(qū)段和樞紐的原發(fā)晚點，包括減少在基礎(chǔ)設(shè)施公司(或運輸公司) 影響范圍內(nèi)的原發(fā)晚點；③減少在車站股道上的計劃占用時間，包括減少時刻表規(guī)定停車時間及其追加停車時間，減少接發(fā)車辦理時間；④減少在車站股道上的原發(fā)晚點，包括減少在基礎(chǔ)設(shè)施公司(或運輸公司) 影響范圍內(nèi)的原發(fā)晚點。

2.2.3 減少每個路網(wǎng)單元的能力耗費

每個路網(wǎng)單元的能力耗費主要指運營狀況所決定的等候時間，其長短取決于列車運行線的不平行程度、列車運行偏離運行圖的程度和同步時間。技術(shù)改進措施如下：①減少在線路區(qū)段和進路節(jié)點上的計劃外占用時間，包括優(yōu)化列車運行圖結(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)列車運行速度、讓速度接近列車連發(fā)運行；②減少在線路區(qū)段和進路節(jié)點上的計劃外等候時間，包括優(yōu)化調(diào)度指揮、減少運行波動；③減少在車站股道上的計劃等候時間，包括優(yōu)化列車運行圖結(jié)構(gòu)、減少計劃同步時間；④減少在車站股道上的計劃外等候時間，包括優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)、減少計劃外的同步時間。

2.2.4 優(yōu)化整個路網(wǎng)的能力耗費

整個路網(wǎng)的能力耗費由路網(wǎng)單元內(nèi)的能力耗費和路網(wǎng)單元之間的等候時間組成。因此，可能的改進措施如下：①從整個路網(wǎng)角度優(yōu)化每個路網(wǎng)單元的能力耗費，包括不同速度的列車分線運行(客貨分線運行) 和優(yōu)化關(guān)鍵區(qū)段的運行間隔；②減少路網(wǎng)單元之間的等候時間，優(yōu)化運行圖結(jié)構(gòu)和行車調(diào)度；③利用運輸不繁忙的線路，即選擇合理的迂回徑路，以均衡整個路網(wǎng)的運輸負荷。

圖2 占用時間的組成

3 我國高速鐵路開通后既有線運行組織特點

3.1 旅客列車數(shù)量及種類減少

高速鐵路開通前，既有線運行動車組列車、直達特快列車、特快旅客列車、快速旅客列車、普通旅客列車、快運貨物列車、普通貨物列車、摘掛列車等多種列車，客貨列車速差較大。高速鐵路開通后，高速鐵路開行高速旅客列車和中速動車組列車，既有線開行貨物列車和低速旅客列車，實現(xiàn)不同速度等級的列車分線運行，列車運行速度差異較小。主要線路高速鐵路開通前后既有線始發(fā)終到旅客列車開行數(shù)量統(tǒng)計如表1所示。

由表1 可以看出，高速鐵路開通后，既有京滬線始發(fā)終到旅客列車日均共減少7列，其中特快旅客列車減少2列，動車組列車減少5列；既有京廣線北京—鄭州段始發(fā)終到旅客列車共減少 8 列，其中快速旅客列車減少 2 列，動車組列車減少 6 列，動車組列車全部轉(zhuǎn)移至高速鐵路，既有線運行的旅客列車種類減少1種；既有哈大線始發(fā)終到旅客列車共減少 1 列，為普通旅客列車。

3.2 列車速差減少

高速鐵路開通前，既有線上運行著多種列車，其中，動車組列車、直達特快列車、特快旅客列車、快速旅客列車、普通旅客列車的最高運行速度分別為 250km/h、160km/h、140km/h、120km/h和 100km/h；小于1500t 的快運貨物列車最高運行速度為 120km/h，普通貨物列車的最高運行速度為120km/h。高速鐵路開通后，250km/h的動車組列車轉(zhuǎn)移至高速鐵路運行，高速鐵路僅運行最高運行速度為300km/h的高速動車組列車和 250km/h的動車組列車；既有線運行的列車中，最快的是時速為160km的直達特快列車，在旅客列車運行數(shù)量減少的同時，不同列車之間的速差也隨之減小。

3.3 既有線貨運能力提升

高速鐵路開通前，既有線客貨列車速差較大，同時旅客列車階段集中，扣除系數(shù)較大，運輸能力損失嚴重。高速鐵路開通后，由于高速鐵路分流既有線部分客流，既有線旅客列車的數(shù)量、種類均有減少，不同種類列車間的速差降低，運輸能力得到充分釋放[4]。釋放的運輸能力，用于增開貨物列車，提升既有線貨物列車運輸質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計，京津城際鐵路(北京南—天津) 開通后，京滬線豐臺西—南倉段圖定貨物列車增加 4 對/d，年貨物輸送能力增加1095萬 t；膠濟高速鐵路(紅島—新濟南東) 開通后，既有膠濟線圖定貨物列車增加 11 對/d，年貨物輸送能力增加2920萬 t；武廣高速鐵路(武漢—廣州南) 開通后，既有京廣線武漢—廣州段圖定貨物列車增加 33 對/d，折合日均增加4000車，年貨物輸送能力增加8760萬t；鄭西高速鐵路(鄭州東—西安北) 開通后，既有隴海線鄭州—西安段圖定貨物列車增加 5 對/d，年貨物輸送能力增加 1460萬 t；滬寧城際高速鐵路(上?！暇?開通后，既有京滬線上?！暇┒螆D定貨物列車增加32 對/d，年貨物輸送能力增加8395萬t。這 5條高速鐵路運營后釋放的既有線貨運能力，每年合計超過 2.2 億 t，大大提高了既有線的貨物運輸能力。

表1 主要線路高速鐵路開通前后既有線始發(fā)終到旅客列車開行數(shù)量列

3.4 平行既有線能力協(xié)同釋放

高速鐵路開通前，由于干線運輸能力緊張，原運輸通道可能存在部分運輸需求轉(zhuǎn)移至其他平行線路，導(dǎo)致貨物迂回運輸，運輸距離及時間均增加。高速鐵路開通后，既有線貨物運輸能力得以釋放，相應(yīng)的運輸需求回流至干線，經(jīng)最短徑路運輸，從而減輕兩翼平行線路的運輸壓力，運輸組織方式更加合理。例如：2009年底武廣高速鐵路開通后，既有京廣線武漢—廣州段運能得到極大釋放，原先由于京廣線能力緊張而調(diào)整至焦柳線 (月山—柳州南)、京九線(北京西—九龍紅磡) 等運輸?shù)娜站?300車貨物，正逐步調(diào)整回既有京廣線，減輕了京九和焦柳等線路的運輸壓力，縮短運輸距離200km以上，提升了運輸效率，給進出華中、華南物資運輸帶來極大便利，有力地保證湖北、湖南、廣東等地電力和鋼鐵等重點企業(yè)的正常生產(chǎn)和人民群眾的生活需求。

3.5 貨運產(chǎn)品質(zhì)量進一步提升

高速鐵路開通后，鐵路運輸能力、運輸效率的提升為豐富完善貨運產(chǎn)品體系提供了運力條件。一方面，可以加大對既有貨運產(chǎn)品的品牌開發(fā)，提高產(chǎn)品的開行質(zhì)量，打造貨運精品；另一方面，可以以市場為導(dǎo)向，積極開發(fā)新的貨運產(chǎn)品，按照客戶的不同運輸需求，組織開發(fā)限時運達、水鐵聯(lián)運、空鐵聯(lián)運、公鐵聯(lián)運、國際聯(lián)運等特色產(chǎn)品，探索客車化開行模式，面向客戶提供多樣化、個性化服務(wù)。例如：武廣高速鐵路開通后，既有京廣線武漢—廣州段貨運產(chǎn)品質(zhì)量進一步得到提升，主要表現(xiàn)在：①加大直達列車開行密度，由原日均開行15列提高到 20 列左右；②進一步擴大直達服務(wù)范圍，將主要電廠、鋼廠的大宗物資運輸需求逐步形成穩(wěn)定的貨運產(chǎn)品，開行 11個經(jīng)既有京廣線武漢—廣州段大宗貨源點到點班列；③圍繞“京廣貨運快速化”進一步優(yōu)化貨運產(chǎn)品，在岳陽、長沙、株洲、湘潭、衡陽至廣州間開行 12 列點對點一站直達城際班列，在長沙—江村間組織夕發(fā)朝至、朝發(fā)夕至城際快運班列，將運行時間壓縮到12h 以內(nèi)，形成城際間小批量、多批次、快捷的貨運班列產(chǎn)品，滿足不同企業(yè)和客戶的需求；④在岳陽—衡陽、武漢—廣州、韶關(guān)—平湖南等區(qū)域開行國際聯(lián)運班列和小汽車班列等 6個貨運新產(chǎn)品。這些新產(chǎn)品的開發(fā)，為客戶提供了更多的選擇，不僅能夠滿足客戶對于貨物運輸時效性的要求，還能夠為客戶減少占用資金，全面提升運輸服務(wù)質(zhì)量，進一步滿足了客戶多樣化的運輸需求。

3.6 運輸調(diào)度難度降低

高速鐵路開通前，既有線由于列車種類多、速度差異大，日常運輸調(diào)度組織難度較大。高速鐵路開通后，實施客貨分線運行，高速鐵路開行高、中速動車組列車，既有線開行的旅客列車數(shù)量及種類減少，由于高速鐵路、既有線列車速度差異均縮小，日常運輸調(diào)度組織難度降低；另一方面，不同種類的列車速差減小，相對于高速鐵路開通前既有線多列車種類、多速度等級，安全風(fēng)險在一定程度上降低，安全可靠性得以加強，關(guān)系國民經(jīng)濟的重點物資運輸?shù)玫竭M一步保障，社會的運輸需求滿足率持續(xù)提高，保障了經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)定運行，創(chuàng)造了較好的社會經(jīng)濟效益。高速鐵路開通后通道內(nèi)既有線運行組織特征如表2 所示。

4 結(jié)束語

國外高速鐵路開通后，結(jié)合客貨運市場需求，在平行和關(guān)聯(lián)的既有線上仍然持續(xù)進行升級改造，成功地釋放既有線能力，并利用既有線的通過能力構(gòu)建了更為完整的快速客運網(wǎng)絡(luò)和大能力貨物運輸通道；同時，非常重視不改變“線路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量”前提下的其他擴能措施。在我國，隨著大量的高速鐵路投入運營，在平行和關(guān)聯(lián)的既有線上旅客列車數(shù)量及種類減少，列車速差減少，調(diào)度難度降低，安全性提高，既有線能力協(xié)同釋放，運能得到充分利用，社會經(jīng)濟效益良好。盡管經(jīng)濟周期的波動給鐵路運量增長帶來一定困難，但既有線運能的總體提升，為鐵路提升市場競爭力，進一步提高運輸產(chǎn)品質(zhì)量，滿足客戶的多樣化需求，向適應(yīng)市場和效益型運輸模式轉(zhuǎn)變打下堅實的基礎(chǔ)。

表2 高速鐵路開通后通道內(nèi)既有線運行組織特征

[1]徐利民，賈永剛，韓雪松，等. 高速鐵路開通后既有線能力利用及運力資源優(yōu)化配置技術(shù)研究[R]. 北京：中國鐵道科學(xué)研究院，2013.

[2]徐利民. 我國鐵路客貨分線運輸發(fā)展研究[J]. 鐵道運輸與經(jīng)濟，2012，34(11)：20-27.

[3]Aadreas Oetting，Jan Glienicke. Freefloat——提高既有線路網(wǎng)運能的技術(shù)創(chuàng)新[J]. 鐵路技術(shù)評論，2012，52(5)：41-45.

[4]賈永剛，徐利民. 高速鐵路對既有線區(qū)間通過能力的影響研究[J]. 鐵道運輸與經(jīng)濟,，2013，35(12)：14-18.