丁亮

（中國鐵路經(jīng)濟規(guī)劃研究院副總工程師，北京100038）

關(guān)于客運專線車站能力分析方法的探討

丁亮

（中國鐵路經(jīng)濟規(guī)劃研究院副總工程師，北京100038）

正確分析車站能力是確定車站規(guī)模的前提。客運專線在列車運行速度、列車種類、行車密度、列車開行方案等方面與客貨共線的普速鐵路有著本質(zhì)的區(qū)別，使車站的運輸組織方式與普速鐵路產(chǎn)生了很大的差異，在車站能力的分析方法上與普速鐵路完全不同。剖析普速鐵路車站能力的計算方法不適用于客運專線車站的原因，分析車站布置圖形及規(guī)模與能力的關(guān)系，闡述客運專線車站能力的分析方法，以更好地發(fā)揮客運專線的作用，促進客運專線發(fā)展。

客運專線；普速鐵路；車站能力；分析方法

0 引言

客運專線車站的種類比較簡單，即一般中間站、銜接第三方向的中間站、有折返作業(yè)的中間站、大型客站。個別山區(qū)的客運專線，由于站間距離太長，設(shè)了越行站，越行站不需要分析能力。一般中間站采用的都是每個方向各設(shè)1條到發(fā)線的二臺夾四線，當(dāng)客流量較大時采用每個方向各設(shè)2條到發(fā)線的二臺六線，或者再加一個側(cè)式站臺，即三臺七線。這些常規(guī)的圖形，看起來不需要分析車站能力，但對于行車密度很大的客運專線來說，雖然只運行單一的動車組列車，但每個方向只設(shè)1條到發(fā)線與每個方向設(shè)2條到發(fā)線對于通過能力還是有著較大的區(qū)別，也就是每個方向能提供接幾趟列車的條件對線路能力也是有影響的。這種影響在運營初期列車對數(shù)不多時顯現(xiàn)不出，當(dāng)列車對數(shù)達到一定數(shù)量尤其在高峰時段接近飽和時，就會表現(xiàn)出來。對于大型客站以及銜接多方向的特殊中間站站型，在討論車站規(guī)模時往往都會回歸到對車站能力的分析。按照能力的要求確定車站規(guī)模是正確的，如何正確地分析車站能力則是確定車站規(guī)模的前提。對于普速鐵路，在設(shè)計規(guī)范中或鐵路工程技術(shù)手冊中，有利用率計算法、圖解法計算車站能力。對于客運專線鐵路，TB 10621—2014《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》4.3.2條提到，車站通過能力計算應(yīng)遵循下列原則：1）車站通過能力應(yīng)根據(jù)車站設(shè)備配置和作業(yè)組織方案，按均衡、合理使用股道的原則，計算全日及高峰時段到發(fā)線通過能力、咽喉通過能力。2）各項作業(yè)占用車站設(shè)備的時間標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)車站布置形式、列車運行控制方式、道岔型號等，并結(jié)合實際運營情況分步驟計算確定。

《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》所述是一個指導(dǎo)原則，但如何計算，并沒有具體辦法，還需要深入研究。有的設(shè)計者習(xí)慣性地采用普速鐵路的能力檢算方法進行分析；有的采用類比法，即1條到發(fā)線平均能辦理多少對客車。然而，對于客運專線來說，動車組列車的運行方式、行車密度、服務(wù)客流的時效性與普速鐵路差別太大，有些甚至是理念上的更新，再采用普速鐵路常用的這些方法，得出的結(jié)論是錯誤的，分析的結(jié)果也不符合實際，當(dāng)然更不能指導(dǎo)客運專線車站布置和確定車站規(guī)模。為理解為什么不能用普速鐵路的方法去分析客運專線的能力，弄清客運專線鐵路車站能力的分析方法，本文對此進行具體分析。

1 普速鐵路車站能力的計算方法及不適用于客運專線的主要原因

普速鐵路和客運專線車站的布置方式相同，都采用到發(fā)線在正線兩側(cè)的橫列式布置，只是到發(fā)線的數(shù)量、車場的布置有所不同。正由于兩者形式上的相同，所以，很容易用普速鐵路的計算方法去計算客運專線鐵路的車站能力。然而，這種簡單的套用是錯誤的，會誤導(dǎo)車站的設(shè)計。

1.1 普速鐵路車站能力的計算方法

普速鐵路計算車站能力分為二個部分，一是計算車站咽喉區(qū)能力，二是計算車站到發(fā)線能力。

1.1.1 計算車站咽喉區(qū)能力

第一步，先對計算的咽喉區(qū)道岔進行分組，即將不能平行通過列車的道岔分為一組，以減少計算道岔的數(shù)量，以免造成對徑路分析的混亂；第二步，擬定到發(fā)線的固定使用方案，將設(shè)計的列車分配到每條到發(fā)線上，盡量做到使用均衡；第三步，選定咽喉道岔，把一晝夜通過數(shù)量最多的道岔組確定為“咽喉道岔”，它的能力也就視為咽喉區(qū)的能力；第四步，咽喉通過能力計算，先計算“咽喉道岔”的通過能力利用率，再計算咽喉區(qū)各方向所能通過的列車對數(shù)?！把屎淼啦怼蓖ㄟ^能力利用率計算公式為：

式中：T為咽喉道岔總占用時間，由道岔組占用時間計算表中查得；∑t固為固定作業(yè)占用咽喉道岔組的總時間，由占用時間計算表中查得；r空為咽喉道岔的空費系數(shù)，可采用0.15～0.2(已包括間接妨礙時間因素)。

利用率計算出來后，再計算咽喉通過能力：

式中：Ni接、Ni發(fā)為i方向列車接車或發(fā)車的通過能力（列）；ni接、ni發(fā)為i方向列入計算中接入或出發(fā)的列車數(shù)（列）。

1.1.2 計算車站到發(fā)線通過能力

第一步，分析各種列車占用到發(fā)線時間標(biāo)準(zhǔn)。

第二步，計算旅客列車到發(fā)線通過能力。計算公式為：

式中：M客為扣除貨物列車通過線、機車走行線后，接發(fā)旅客列車的到發(fā)線數(shù)；T停為車站一晝夜內(nèi)停止接發(fā)旅客列車的時間（min）；r空為旅客列車到發(fā)線空費系數(shù)，取值0.25～0.35（a通，不大于10%，取0.25；每增加10%，r空增加0.01），或用圖解法求得；t均為平均一列旅客列車占用到發(fā)線的時間（min）。

1.2 普速鐵路車站能力的計算方法不適用于客運專線車站能力計算的主要原因

普速鐵路車站能力的計算，不適用于客運專線車站能力計算的主要原因，并不是列車的運行速度有所不同，關(guān)鍵在于以下幾個方面。

1.2.1 客運專線與普速鐵路在列車對全天的時間占用上完全不同

普速鐵路是全天候運營的，所謂全天候運營，不僅僅是普速鐵路采用“V”形維修天窗作業(yè)對開行列車數(shù)量的影響，更重要的是在計算普速列車開行方案時，不會考慮列車在一天內(nèi)到發(fā)時段上的限制，比如在夜間0：00至4：00之間普速鐵路也會考慮辦理客車作業(yè)。但對于客運專線來說，由于采用的是“矩”形維修天窗，在這段時間無論是大站還是小站，無論上行線還是下行線都不可能有行車作業(yè)。因此客運專線在“矩”形維修天窗時間段內(nèi)，不可能有列車到發(fā)。既要滿足更多旅客的出行，又要滿足維修作業(yè)時間，其“矩”形維修天窗一般設(shè)在夜間0：00至4：00。從客流的出行規(guī)律上來說，由于白天已經(jīng)密集開行了大量客車，在夜間0：00至4：00這個時間段內(nèi)，很難想像還有旅客選擇在如此差的時間乘車。即便是有少量夕發(fā)朝至的動車，那也是在可接受的時段到發(fā)。因此，客運專線的能力不能按照全天候的時間計算，在夜間維修天窗時間，無論是始發(fā)終到列車，還是通過列車都不能考慮占用。

1.2.2 普速鐵路與客運專線對計算接發(fā)列車的觀念不同

普速鐵路計算車站能力是將車站孤立地看成接發(fā)列車的通路或設(shè)施，與列車運行圖的合理性無關(guān)。也就是說，只要把設(shè)計的列車均衡地安排在各條到發(fā)線上，并且車站股道占用在時間上不重疊就行，不會考慮在這個時段運行圖上是否有列車到發(fā)。這種孤立地看待車站設(shè)施的占用，其根源在于普速鐵路計算能力時對時間無約束，同時把機車車輛的資源看成是無限的，也就是隨時都有機車車輛，不管來自哪里。這就導(dǎo)致在計算車站能力時成了純時間的換算問題。但對于客運專線來說，如果不考慮列車在區(qū)間運行的時段，以及動車組運用的合理性，就會導(dǎo)致荒唐的車站接發(fā)列車時間安排。以京滬高速鐵路為例，按照現(xiàn)狀的時刻表運行時分，北京南站至上海虹橋站間動車最短運行時間是4 h 48 min，若最早7：00從上海虹橋站出發(fā)，最快也得11：48到北京南。也就是說，在11：00之前，無論如何不可能有上海虹橋開來的列車到達，如果上海方向有接車的可能，那也只能是從天津、濟南開出的動車。即便是這類較近距離開來的動車，也要有最基本的運行時間，不可能維修天窗時間一過，就會有列車到達。同時，上海方向開來的動車組在中午12：00左右到達北京南站后，不可能入段，會立即折返，那么北京南站在運行圖上這樣銜接的終到列車和始發(fā)列車必須是同一組動車組，不可能從另一個地方調(diào)來動車組始發(fā)。因此，如果不考慮車站接發(fā)列車在運行圖上可利用的時間，以及運行圖上動車組的銜接關(guān)系，能力計算的結(jié)果一定是荒謬的。

1.2.3 普速鐵路與客運專線對始發(fā)終到列車占用到發(fā)線的時間觀念不同

普速鐵路客車一般是以機車牽引車輛組成的列車，始發(fā)列車都是用調(diào)機先將客車車底從客車整備所內(nèi)送至到發(fā)線，再掛上機車，上旅客后出發(fā)，終到的列車到達后，機車摘下進段，清完旅客的客車車底由調(diào)機送至客車整備所。其機車和客車車底入段的時間點和出段的時間點沒有限制，也就是早晨可以入段，晚上也可以出段，如夕發(fā)朝至列車。極少有普速旅客列車到達后立即折返的，因為以機車牽引的普速客車折返作業(yè)十分復(fù)雜。

高速鐵路和城際鐵路采用的都是動車組列車運行，可以把動車組出入段當(dāng)作接發(fā)列車對待。此外，動車組與普速客車相比造價高，每條線投入的數(shù)量有限，為滿足更多的旅客乘車、提高行車密度，就得最大限度地提高動車組運用效率。按照符合旅客出行的規(guī)律和滿足“矩”形維修天窗的需要，早晨都應(yīng)是出車時段，晚上都應(yīng)是入段時段，中間一般不會有動車組出入段，列車終到后在有效時段內(nèi)會立即折返。也可以說，在車站行車組織上，客運專線與普速鐵路的最大差別就是在早出段與晚入段之間，有大量的動車組立折。立折往往是制約客運專線大型客站能力的主要因素，立折條件良好，大型客站的接發(fā)列車能力會有顯著提高。這一點類似于分析地鐵設(shè)計追蹤能力時，其控制因素不是區(qū)間的追蹤間隔，而是折返站的立折時間。動車組在車站折返時只需要有相應(yīng)的進路，讓立折列車按左側(cè)行車方式由一條正線到達作業(yè)后，再轉(zhuǎn)到出發(fā)進路的正線上?？瓦\專線動車組運行速度快，只要不是超長距離，都會在較短的時間內(nèi)到達終到站，到達后在可利用的時段內(nèi)可立即折返運行。即便是超長距離的交路，到達終到站后，只要是在合理的運行時間內(nèi)，動車組還可以套跑一段較短的交路。這樣可以最大限度地提高動車組利用效率，發(fā)揮其投資效益。立折時間一般為20～25 min，顯然為了提高動車組運用效率，長時間折返停留是不可接受的。因此，在計算動車組列車占用到發(fā)線的時間上，不僅要有最短的作業(yè)時間限制，還要有最長的時間限制。

由此可見，對于客運專線的大型客站來說,要將始發(fā)終到列車占用到發(fā)線時間，分為出入段的始發(fā)終到列車占用到發(fā)線時間和立折列車的始發(fā)終到列車占用到發(fā)線時間。尤其要考慮在合理的運行時段，不到入段時間并可以完成一個較短交路時，應(yīng)按照動車組立即折返的條件計算列車占用到發(fā)線時間，以及通過咽喉區(qū)的列車對數(shù)。對于以辦理通過列車為主的中間站來說，當(dāng)?shù)桨l(fā)線數(shù)量少，立折不作為主要因素，有什么條件就辦理多少立折列車時，車站能力可不考慮其影響。但如果對辦理始發(fā)終到立折列車的數(shù)量有所要求，且配置相應(yīng)數(shù)量的到發(fā)線時，同樣應(yīng)比照始發(fā)終到大型客站計算方法，分析立折列車對車站通過能力的影響。

1.2.4 普速鐵路與客運專線的旅客列車密度差別很大

普速鐵路不僅運行旅客列車，也運行貨物列車，盡管有些大站只辦理客運，但整個運行線還是客貨共線。這種客貨共線的一個特點是旅客列車的對數(shù)不會太多，雙線鐵路客車多的有50～60對，大部分30～40對；單線鐵路開行的客車更少，多的有20對左右，一般開行10對左右。另一個特點是普速鐵路列車之間追蹤的間隔大，雙線普速鐵路貨車最小追蹤間隔7 min、8 min，客車最小追蹤間隔6 min、7 min，如果客車與客車之間插入貨車，其間隔會更大。單線普速鐵路是站間閉塞，沒有追蹤，其客車到發(fā)的間隔更大。因此，在普速鐵路計算車站能力時，不會提出車站咽喉區(qū)能力與區(qū)間能力匹配的要求,只會出現(xiàn)到發(fā)線數(shù)量與接發(fā)車能力的要求。

而客運專線明顯不同，因為客運專線運行的都是動車組，列車運行的間隔小，一般的高速鐵路設(shè)計追蹤間隔都是3 min。在這種追蹤間隔條件下，想實現(xiàn)通道的能力，顯然控制因素不在線路區(qū)間，而在車站。所以，無論客運專線的大型客站，還是中間站，其咽喉區(qū)布置條件和接發(fā)列車的條件都應(yīng)考慮與區(qū)間通過能力的匹配要求。孤立地考慮車站到發(fā)線能力和咽喉區(qū)通過能力，不考慮與區(qū)間能力追蹤間隔上的關(guān)系，不符合客運專線規(guī)律。

1.2.5 普速鐵路與客運專線對分析車站能力的劃分范圍出發(fā)點不同

車站的咽喉布置、股道的數(shù)量，以及股道的布置是一個有機整體，但在普速鐵路的計算中，咽喉區(qū)能力與車站到發(fā)線能力分開計算，以通過能力最小的數(shù)值作為車站能力。這對于普速鐵路是適用的，因為車站的作業(yè)除了接發(fā)旅客列車作業(yè)外，還有客機出入段作業(yè)、客車車底取送作業(yè)、貨車通過作業(yè)，甚至當(dāng)有編掛客車車輛時還有牽出線作業(yè)。在咽喉區(qū)范圍，除了接發(fā)旅客列車外，另有其他作業(yè)走行占用咽喉區(qū)，有時一些大型客站機走線和貨車正線固定，有大量的機車或貨物列車只占用咽喉區(qū)通行，而不占用客車到發(fā)線。這些因素都會導(dǎo)致車站咽喉區(qū)通過能力與到發(fā)線的能力不同，所以，計算車站能力時劃分成到發(fā)線范圍和咽喉區(qū)范圍。

客運專線運行的是動車組列車，車站在運行時段內(nèi)除了接發(fā)動車組列車作業(yè)外，沒有其他作業(yè)，即便是動車組出入段，也是將其當(dāng)作列車到發(fā)對待，而線路的維修養(yǎng)護作業(yè)車的出入，只在維修天窗時間內(nèi)在車站作業(yè)，這與車站能力無關(guān)。因此，沒有必要將咽喉區(qū)能力與到發(fā)線能力分開，這種分開孤立地考慮每一部分能力也是不合理的。相反，對于大型客站，當(dāng)銜接方向較多時，為了避免不同線路的行車交叉，尤其是立折交叉，一般采用分場布置，這時應(yīng)該分車場分析其能力，并分場表述其能力需求，而不能用能力最小的場作為車站能力，因為其功能和作用也許是不同的，如有的車場是高速車場，而并行的車場可能是城際車場等。

1.2.6 普速鐵路計算車站能力設(shè)參數(shù)的方法不適用于客運專線

對于普速鐵路計算公式中的參數(shù)∑t固，是把車站作業(yè)中與計算列車種類無關(guān)的其他作業(yè)當(dāng)作固定作業(yè)時間，如計算貨車通過咽喉區(qū)能力時，把客車的有關(guān)作業(yè)都當(dāng)作固定作業(yè)時間，認為客車在運行圖上是不變的，是必保的和固定的，車站咽喉區(qū)通過能力的多少只是對貨車對數(shù)的影響。在計算客車通過咽喉區(qū)能力時，又把貨物列車有關(guān)的作業(yè)當(dāng)作固定作業(yè)，車站通過能力的多少只看能辦理的客車對數(shù)，機車走行、車底取送作業(yè)也當(dāng)作固定作業(yè)時間。在客運專線中，沒有貨車，也沒有機車走行和車底取送作業(yè)，固定作業(yè)時間無從談起。因此，在客運專線車站能力計算中∑t固是不存在的。

普速鐵路計算車站能力中的r空是空費系數(shù)，是指咽喉道岔間或到發(fā)線間在有些情況下可以平行作業(yè)，而在另一種情況下又相互敵對，雖然沒有實際占用，但又不能利用的時間。普速鐵路的客運站除了接發(fā)旅客列車作業(yè)外，由于有機車走行、客車車底取送等大量的其他作業(yè)，在咽喉區(qū)進路上，不僅存在接發(fā)列車之間的平行進路，還存在接發(fā)列車與其他作業(yè)之間的平行進路，以及其他作業(yè)之間的平行進路，因此，其相互影響經(jīng)長期大量的調(diào)查分析后取一個經(jīng)驗的數(shù)值。對于客運專線來說，除了接發(fā)動車組列車外，沒有其他作業(yè)，平行進路只能是動車組列車接發(fā)車的平行作業(yè)，不會有動車組列車接發(fā)與其他作業(yè)平行。其平行進路不能利用的時間與不同的股道分工、不同的列車開行方案，以及是不是疏解關(guān)系影響很大，所以很難像普速鐵路那樣用一個經(jīng)驗系數(shù)r空來代替，更不可能出現(xiàn)能力不夠時挖潛問題。因此，客運專線采用普速鐵路的空費系數(shù)r空是不合理的。

至于t均即平均一列旅客列車占用到發(fā)線的時間。對于中間站來說，只有兩種列車占用到發(fā)線，一種是停站作業(yè)后通過的列車作業(yè)，包括列車接發(fā)時間和辦理旅客乘降作業(yè)的時間；另一種是停站作業(yè)后立即折返的列車，包含接發(fā)列車時間、旅客乘降作業(yè)時間和司乘人員換向等技術(shù)作業(yè)時間。這兩種列車不僅占用到發(fā)線的時間差別較大，而且即便都是停站通過列車，占用到發(fā)線時間也不僅僅取決于旅客乘降時間。從運行圖角度，停站通過列車在小站辦理旅客乘降1 min，加上起停車附加時分，占用到發(fā)線時間約需5 min；對于立即折返列車，旅客乘降及司乘換向作業(yè)等約20 min，再加上起停車時分，占用到發(fā)線時間需約25 min。這兩種列車的作業(yè)時間差別很大，對其進行平均不太合理。當(dāng)客運專線的行車密度較大時，由于列車追蹤時間間隔小，列車進到發(fā)線停車作業(yè)后再進入正線時，需要等待前后行列車拉開時間間隔。如果后續(xù)列車連續(xù)追蹤，沒有間隔，則列車的停車時間將很長。立即折返列車沒有立折疏解條件時，折返進路與其他列車進路交叉，其停站時間更不好確定。因此，t均只考慮在到發(fā)線的純占用時間是純理論的，脫離實際。

1.2.7 普速鐵路計算能力以設(shè)計預(yù)測的列車數(shù)量作為計算基礎(chǔ)的方法不適用于客運專線

在普速鐵路的能力計算中，無論是固定作業(yè)時間，還是非固定作業(yè)時間，都建立在設(shè)計文件對列車對數(shù)預(yù)測的基礎(chǔ)上，而設(shè)計文件的預(yù)測顯然與實際的列車對數(shù)有差別，甚至差別很大。普速鐵路總體的客車對數(shù)少，加之能力不夠時，車站可以進行擴建，在普速鐵路中這種情況不會得到重視。但對于客運專線來說，設(shè)計文件的列車對數(shù)和開行方案，是設(shè)計者預(yù)測的客流量和自身所假想的客車徑路得出的數(shù)量和開行方案，而在客運專線建成投入運營后，實際客流需求和列車開行方案與其相差很大。

產(chǎn)生這種差別主要有三個方面的原因，一是，在現(xiàn)階段客運專線網(wǎng)還在不斷完善，設(shè)計的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)與建成后的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)不同，對開行列車的數(shù)量和方案影響很大?？瓦\專線建成后，客運專線網(wǎng)擴大而延伸了徑路，顯然會增加列車開行的終到站，也會增加開行列車數(shù)量，有時出入很大。這種路網(wǎng)變化的外部因素，在設(shè)計者最初的預(yù)測中是不可能考慮到的。二是，設(shè)計者對客流的認識是有局限性的，尤其是建設(shè)一條客運專線需要幾年的時間，沿線的地方經(jīng)濟和城鄉(xiāng)建設(shè)是發(fā)展變化的，客運專線建成后與實際的客流情況必然有出入，而且有時差別很大，更何況不同的設(shè)計者對客流、客車對數(shù)以及列車開行方案之間的關(guān)系認識也不同。三是，設(shè)計文件重點分析近期、遠期列車數(shù)量和開行方案，對遠景只考慮一個數(shù)量需求的水平，這對能力計算是不夠的?？瓦\專線建成后，再改建是不可能的，改建對運營干擾太大，尤其對無砟軌道來說，更不可能。也就是說不可能像普速鐵路那樣只考慮近期規(guī)模，遠期隨著列車數(shù)量的增長再實施擴建?？瓦\專線遠期列車密度更大，遠景更不可能改動已建成的基礎(chǔ)設(shè)施。因此，在如此局限的、純理論的列車對數(shù)基礎(chǔ)上，計算車站能力顯然是不合理的。

由此可見，對于客運專線來說，用普速鐵路的能力利用率計算法是不合理的，不能類比和套用。

2 客運專線車站能力的分析方法

客運專線車站能力不能采用普速鐵路的計算方法，得按照客運專線的客觀規(guī)律采用相應(yīng)的分析方法。之所以稱方法而不是算法，是因為分析能力是為了能正確指導(dǎo)車站的設(shè)計，而不是證明依據(jù)了一個放之四海皆準(zhǔn)的公式。公式雖好，容易計算，尤其形成一系列參數(shù)，這樣對非設(shè)計人員來說，更能表現(xiàn)出經(jīng)驗的判斷。但客運專線的車站能力是以滿足全線運輸需求為基本條件的，不是孤立的場站設(shè)施，不能封閉地推導(dǎo)自身的計算公式，必須與區(qū)間的列車運行方案、區(qū)間能力相結(jié)合。實際上，客運專線的車站作業(yè)比較簡單，對于車站通過能力的分析，就是分析接發(fā)動車組列車的能力。對于沒有立折作業(yè)的中間站來說，只有接發(fā)動車組列車到發(fā)及辦理旅客乘降作業(yè)的能力；對于有立折作業(yè)的中間站來說，一部分是數(shù)量較多的接發(fā)動車組列車到發(fā)及辦理旅客乘降作業(yè)，另一部分是立折列車辦理旅客乘降和立折作業(yè)。對于大型客站來說，一般有四類作業(yè)，一是動車組列車始發(fā)作業(yè)，二是動車組列車終到作業(yè)，三是動車組列車立折作業(yè)，四是通過動車組列車的旅客乘降作業(yè)。只要接發(fā)動車組列車的條件與區(qū)間運行圖列車的種類相適應(yīng)，就說明車站的布局是合理的；如果滿足區(qū)間運行圖設(shè)計近遠期的列車對數(shù)，就說明車站能力與設(shè)計的預(yù)測運量需求是相適應(yīng)的；如果再能滿足按照線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)鋪畫的運行圖能力要求，如最小追蹤3 min間隔和區(qū)間的最大能力需求，就說明車站的設(shè)計能力與區(qū)間的設(shè)計能力是相匹配的，也就是說，整個客運專線系統(tǒng)設(shè)計是完整的。否則就是有缺陷的，這種缺陷也反映了投資效果的合理性，因為投資基礎(chǔ)設(shè)施所得到的能力是以瓶頸的最小能力來衡量的。由此可見，與區(qū)間合理的列車運行圖相適應(yīng)的前提是在設(shè)計時先分析合理的列車運行圖?；蛘哒f，設(shè)計一條客運專線，遵循所有的車站布置都是為了滿足基本的列車運行圖這一基本原則，在基本的列車運行圖指導(dǎo)下，配置系統(tǒng)的所有設(shè)施。否則，孤立地分析車站的設(shè)備配置毫無意義。研究車站通過能力，首先要研究什么是合理的列車運行圖。

2.1 對設(shè)計理論上的列車運行圖的分析

2.1.1 設(shè)計運行圖的指導(dǎo)意義

顯然，設(shè)計的運行圖與實際的運行圖很難做到完全一致，除非是一條孤立的與路網(wǎng)不連接的客運專線。不能與實際的運行圖一致，并不等于設(shè)計的運行圖沒有了必要。設(shè)計的運行圖對于實際的運行圖來說，應(yīng)該是一種指導(dǎo)意義，而不是模板，是為了達到建設(shè)客運專線的目的，而做出的列車開行方案的目標(biāo)。指導(dǎo)意義主要體現(xiàn)在幾個方面：

第一，設(shè)計運行圖的基本參數(shù)，一定是與實際的運行圖一致，如線路長度、車站分布、站間距離、線路平縱斷面、列車運行速度。尤其是前幾個參數(shù)，如果做不到一致，那么設(shè)計的運行圖與所針對的項目無關(guān)。至于列車運行速度，設(shè)計的旅客列車最高運行速度是線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所確定的，如果設(shè)計的高速鐵路區(qū)間最高運行速度是350 km/h，那么鋪畫運行圖時就應(yīng)該是350 km/h，而不能是300 km/h；如果設(shè)計的最高運行速度是250 km/h，那么鋪畫運行圖時就應(yīng)該是250 km/h，而不能是200 km/h。至于實際的運行速度可能與設(shè)計的運行速度不同，也不影響理論運行圖對設(shè)計的指導(dǎo)意義。因為實際的旅客列車最高運行速度不會也不可能高于設(shè)計的旅客列車最高運行速度，而且有些是在某一個時間段內(nèi)有所差別，如設(shè)計旅客列車最高運行速度350 km/h的高速鐵路，實際開通時，有的初期是300 km/h。

第二，設(shè)計鋪畫的運行圖一定是在動車組可開行的合理時間段內(nèi)。也就是說無論理論鋪畫的列車運行圖與實際的運行圖差別多大，圖上所畫的每條動車組列車運行線，一定是在合理的時間段范圍內(nèi)。這其中包括，不能在“矩”形維修天窗內(nèi)畫運行線，或者在不可能的時間段內(nèi)安排動車組列車到達和出發(fā)，安排動車組列車出入段等等。

第三，理論鋪畫的運行圖開行列車的種類要與實際的相同。也就是說，理論鋪畫的列車運行圖與實際運行圖的始發(fā)終到列車、立折列車、通過列車的數(shù)量可能有出入，但列車種類應(yīng)相同。如，對于一般中間站來說，如果只辦理通過列車作業(yè)，那么就不能在運行圖上鋪畫立折列車；如果有立折列車作業(yè)時，就不能在運行圖上漏掉這類列車；對于大型客站來說，有始發(fā)終到列車、立折列車、通過列車時，在設(shè)計的運行圖上都應(yīng)該有這類列車。至于每一種類具體列車的數(shù)量，可以與實際有所差別。

第四，就是要符合運營規(guī)律。這個規(guī)律既是指動車組運用規(guī)律，也是指客流規(guī)律。對于動車組列車來說，就是指在可運行的時間段內(nèi)運行。當(dāng)動車組列車到達終到站后還可以繼續(xù)折返運行時，一定要按照立折的列車進行鋪畫，否則就會出現(xiàn)上午動車組入段，或者下午動車組出段的明顯不切實際的情況。對于客流規(guī)律來說，早發(fā)車和晚到達的時間一定是在人們出行可接受的時間段內(nèi)，發(fā)車密度最高的時段也一定是旅客出行最方便的時段。以早發(fā)車為例，如果時間定在早6：00左右，列車的上座率將很低，因為乘車人要趕上列車，留出吃飯和整理行李的時間后，最少也得5：00起床，住地遠的得4：00起床。這么早的時間，出行極不方便。

第五，就是列車在車站的最少作業(yè)時間要與實際相符。如在中間站辦理通過列車停站作業(yè)的純占用到發(fā)線作業(yè)時間，這不包括列車躲避后續(xù)列車運行而產(chǎn)生多余的待避時間；立折列車純占用到發(fā)線作業(yè)時間；始發(fā)終到列車純占用到發(fā)線作業(yè)時間等等。實際上無論是理論運行圖，還是實際運行圖，由于受到列車追蹤間隔的限制、接車進路條件的限制，都會出現(xiàn)部分列車在股道的占用時間超出必要的作業(yè)時間，但無論如何，最短的純作業(yè)時間要符合實際，否則，就會出現(xiàn)實際利用效率與理論能力相距甚遠或超過理論能力100%的不可理解情況。

第六，就是列車在車站的待避條件，要與車站實際配置的到發(fā)線數(shù)量相符。不能出現(xiàn)為了滿足需要開行的列車數(shù)量，在運行圖上成捆地組織某一種類列車集中到達某站，而車站的到發(fā)線數(shù)量卻不具備相應(yīng)的條件，這顯然是非常脫離實際的。

第七，當(dāng)鋪畫跨線的超長途列車徑路時，要考慮動車組在超長途徑路運行時間上的可能性。不能只考慮本線的合理運行時段，如晚上出發(fā)的跨線超長途動車組列車，當(dāng)運行至相鄰線時，或下午出發(fā)的跨線超長途動車組列車跨多條客運專線而運行至末端區(qū)段時，處在某條客運專線的“矩”形維修天窗范圍內(nèi)，顯然這種列車開行方案是不可行的。

2.1.2 理論運行圖與實際的差別

按照上述指導(dǎo)原則鋪畫的列車運行圖，理論運行圖與實際有四個方面的差別。一是，每種列車僅在數(shù)量上有差別，如，理論鋪畫的運行圖可能有10對立折，而實際只有5對。二是，鋪畫的每列車具體時間點有差別，如理論運行圖安排的發(fā)車時間在早7：30，而實際可能是7：28。三是，在列車純作業(yè)時間外的其他作業(yè)時間上有差別。如中間站辦理通過列車作業(yè)，除純接發(fā)車及旅客乘降作業(yè)時間外，個別列車為了等待后續(xù)列車的時間間隔，理論鋪畫的運行圖可能延長20 min，實際運行圖可能待避越行的列車較多，需要延長40 min。四是，運行圖最小追蹤間隔參數(shù)有差別。理論鋪畫運行圖完全按照設(shè)計線路標(biāo)準(zhǔn)進行鋪畫，如“前通后到”列車最小追蹤間隔設(shè)計鋪畫采用3 min，而實際鋪畫時采用的是5 min；“前到后通”的列車最小追蹤間隔設(shè)計鋪畫采用5 min，實際鋪畫時可能采用6 min等等。

出現(xiàn)這些差別的情況是可以理解的，因為鋪畫理論運行圖是為了說明項目按照其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及建設(shè)方案所能提供或?qū)崿F(xiàn)的開行列車的情況，檢算線路能力的目的不是為了滿足一個時期的能力，而是表達設(shè)備的最大適應(yīng)性，也就是最終能力的狀況。同樣，對于車站來說，檢算其能力是為了說明其與設(shè)計線路能力的相互關(guān)系，而不是只適應(yīng)某一個時期某一個開行方案的運輸需求。實際的運行圖不僅要考慮線路的技術(shù)條件，還要考慮實際的客流需求、設(shè)備投入的效益，根據(jù)客流的增長情況，確定達到設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的時間段。如有的客運專線初期列車最小追蹤間隔8 min，過一段時間壓縮到5 min，遠期壓縮到4 min或者3 min。因此，只要符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、與設(shè)計的設(shè)備配置不脫節(jié)、不出現(xiàn)不符合客運專線規(guī)律的情況，理論鋪畫的運行圖能力大于實際鋪畫的運行圖能力需求，其得出的運行圖鋪畫方案是可行的，可以作為指導(dǎo)相關(guān)設(shè)施配置的依據(jù)。

2.1.3 理論運行圖的數(shù)量

然而，理論鋪畫的運行圖并非只是一張圖，因為設(shè)計中往往是以設(shè)計的近遠期預(yù)測的列車種類和列車對數(shù)鋪畫運行圖，對于遠景的列車對數(shù)，沒有畫運行圖，只是進行一些分析。設(shè)計預(yù)測的近遠期列車對數(shù)比最終實現(xiàn)的開行列車對數(shù)少，所以按照近遠期預(yù)測的列車種類和列車對數(shù)鋪畫的運行圖，只能說明近遠期開行列車的情況，不能說明線路通過能力情況。要說明線路通過能力的情況，應(yīng)按照線路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、平縱斷面條件、車站布局方案，以及各種設(shè)施的配置情況，畫出最多列車開行的數(shù)量，或者至少按照遠景需要的列車數(shù)量鋪畫運行圖。要做到這一點，靠一張圖比較困難。因為不同的開行方案對鋪畫的運行圖影響很大，如途停中間站作業(yè)的列車或在中間立折的列車數(shù)量不同，其鋪畫出的最多列車數(shù)量就不同。即便是途停中間站作業(yè)的列車數(shù)量相同，但途停的車站不同，鋪畫的最大列車數(shù)量也可能不同。所以要想追求跟未來的實際情況相一致是不現(xiàn)實的，這就需要包絡(luò)的思維和對趨勢水平的衡量，也就是說，只要能說明線路通過能力的情況就行。

如此多的不確定因素，顯然需要不止一張運行圖，至少要三張才能說清楚線路通過能力問題：第一張是按照最有利的條件鋪畫的運行圖，也就是把影響運行圖能力較大的列車種類的數(shù)量降到最少時所鋪畫的運行圖，如立折列車數(shù)量按近期數(shù)量不變，遠期及以后只增加直通或少量途停列車數(shù)量。第二張是按照近期或遠期所預(yù)測的不同種類列車之間的比例，同比增加所鋪畫的運行圖。第三張是根據(jù)客流的出行規(guī)律，按照最大吸引客流確定不同種類列車開行的頻率所鋪畫的運行圖，如為了更多地吸引城市旅客出行的需要，位于城市人口較少的一般小站平均2 h內(nèi)有1趟列車到發(fā)；位于城市人口較多的中間站，平均1 h內(nèi)有一趟列車到發(fā)；對于有城際交流的兩城市間，平均上午和下午各有2趟立折列車滿足短途客流需求等等。這樣第一張圖是包絡(luò)圖，也就是無論以后實際的開行方案如何變化，其總的列車對數(shù)都不會超出這個數(shù)量；第二張和第三張運行圖說明的只是一個趨勢，也就是說，如果按照近、遠期預(yù)測的列車種類發(fā)展，或者按照比較有規(guī)律的組織不同種類列車開行方案，那么線路所能滿足的最多開行列車數(shù)量的情況。這樣，再加上按照設(shè)計預(yù)測的近遠期列車所鋪畫的運行圖，總共四張圖，既表達了近遠期列車開行方案的情況，又客觀地說明了線路最終所能提供的運輸條件。因此，可作為分析車站能力的依據(jù)，可以指導(dǎo)車站以及其他相關(guān)設(shè)施設(shè)計。只有依據(jù)這樣的運行圖，所確定的車站布局和規(guī)模才能做到與項目的目標(biāo)相一致，而不像普速鐵路那樣出現(xiàn)不斷的改擴建情況。

2.2 對車站能力的分析方法

有了列車運行圖，就可以按照各種列車開行方案，在預(yù)設(shè)計的車站平面布置上對運行圖上的所有列車到發(fā)及相關(guān)作業(yè)進行仿真。仿真的目的有二個：一個目的，是檢算設(shè)計的車站布置是否滿足運行圖中所擬定的技術(shù)作業(yè)時間，如接發(fā)列車占用進路的時間與運行圖設(shè)定的時間是否一致。個別大站由于咽喉區(qū)太長，出現(xiàn)列車占用進路時間過長，影響了接發(fā)列車間隔，甚至列車追蹤間隔，這時應(yīng)調(diào)整優(yōu)化車站布局。如果車站布局無法調(diào)整，也應(yīng)調(diào)整鋪畫運行圖的相應(yīng)時間，否則基本的時間不一致，其鋪畫的運行圖和車站仿真得出的結(jié)果就都是錯誤的。另一個目的，就是分析車站的能力。車站的能力也不是一個定數(shù)，應(yīng)是一個按照不同的列車運行圖，在一定的車站布局方案條件下，所能實現(xiàn)的情況。也就是說，要通過仿真弄清楚上述不同的運行圖在車站是否能夠?qū)崿F(xiàn)，否則脫離了運行圖，車站通過能力再大也毫無意義。

由于車站接發(fā)車進路及能力與車站到發(fā)線使用方式密切相關(guān)，因此在仿真前，應(yīng)先對股道按照避免交叉、有序的原則進行分配。先用仿真檢查每列車到發(fā)的時間、占用進路時間，尤其是在共用進路、交叉進路、敵對進路上，不能出現(xiàn)兩列車同時占用，要有足夠的安全間隔時間。當(dāng)車站銜接多個方向時，對不同方向同時到達的動車組，要考慮其間隔不小于追蹤的時間。按照這個原則進行仿真得出的適應(yīng)不同運行圖的情況，就是車站設(shè)計能力。如果仿真的結(jié)論滿足不了按照設(shè)計近遠期的列車對數(shù)及開行方案所鋪畫的運行圖，那么車站的設(shè)計就是錯誤的，應(yīng)該調(diào)整；如果仿真的結(jié)論能夠滿足按照設(shè)計近遠期的列車對數(shù)及開行方案所鋪畫的運行圖，但滿足不了按照線路標(biāo)準(zhǔn)所鋪畫的各種運行圖，說明車站的布置和規(guī)模與線路能力是不匹配的?；蛘哒f，該客運專線的系統(tǒng)能力受車站能力的限制，這時車站仿真所能鋪畫的列車數(shù)量就是全線的最終能力情況，除非對車站設(shè)計進行調(diào)整。如果仿真的結(jié)論能夠滿足按照線路標(biāo)準(zhǔn)所鋪畫的各種運行圖，說明車站的布置和規(guī)模與線路能力是匹配的，設(shè)計的車站布置及規(guī)模滿足系統(tǒng)需要。當(dāng)然，如果擔(dān)心車站規(guī)模過大，則可以調(diào)整車站規(guī)模再進行仿真。此外，對于仿真的結(jié)論滿足近遠期設(shè)計文件預(yù)測的列車數(shù)量，而不滿足線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所對應(yīng)的能力需求的情況，還得認真分析。如果該客運專線是路網(wǎng)中的干線，或者雖然是支線，但沿線經(jīng)濟發(fā)達、人口眾多，需要較大的列車開行密度，那么說明設(shè)計的車站布置和車站規(guī)模不合理，應(yīng)該優(yōu)化調(diào)整。如果該客運專線是支線，而且沿線經(jīng)濟據(jù)點較少，客運量最終的密度也不大，那么，只要車站仿真的列車數(shù)量，高于設(shè)計遠景預(yù)估的列車數(shù)量，其車站布置和規(guī)模也是可以接受的。

總之，對于客運專線車站的能力分析，不能照搬普速鐵路的計算方法，先進的交通工具要用符合其客觀規(guī)律的理念、先進的技術(shù)手段進行設(shè)計?？瓦\專線投入大，技術(shù)復(fù)雜，建成后不能更改，有必要在項目前期充分做好對關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵問題的分析工作，以利建成后實現(xiàn)所設(shè)定的目標(biāo)。

3 結(jié)束語

目前我國的客運專線已經(jīng)有了成熟的建設(shè)經(jīng)驗和運營經(jīng)驗，且客運專線網(wǎng)發(fā)展較快，對方便旅客出行、促進地方的經(jīng)濟發(fā)展影響顯著。隨著客運專線網(wǎng)的不斷完善，客流量和動車組列車數(shù)量的不斷增加，客運專線上運行的客車會越來越多，尤其在干線上運行的列車密度會越來越大，系統(tǒng)能力對運營的影響會逐漸顯現(xiàn)出來。設(shè)計時正確地分析系統(tǒng)能力對今后的發(fā)展是有利的，更何況每建設(shè)一條客運專線耗資巨大，不可更改。為了更好地指導(dǎo)設(shè)計，明確其建成后的運輸條件和適應(yīng)性，在能力上進行足夠的分析和必要的仿真，顯然是值得的，對投資規(guī)模和投資效益也有指導(dǎo)意義。因此，在一開始設(shè)計時，就應(yīng)考慮周到，在充分尊重客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上，使設(shè)計更加嚴密和細致，只有這樣才能讓建設(shè)的客運專線更好地發(fā)揮作用，實現(xiàn)客運專線的運輸效益和目標(biāo)，才更有利于客運專線的發(fā)展。

[1]GB 50091—2006鐵路車站及樞紐設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2006

[2]鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊站場及樞紐[S].北京：中國鐵道出版社，2004

[3]鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊站場及樞紐[S].北京：人民鐵道出版社，1977

[5]TB 10621—2014高速鐵路設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2014

（責(zé)任編輯：魏艷紅）

Correct analysis of station capacity is the basis of station scale. There are a lot of differences between passenger dedicated line and normal railway line, such as speed, type, density and schedule. Thus, the organizations of transport has big gaps, so as the analysis method of station capacity.Based on the reason that method for normal railway line station capacity is not an option,this paper proposes a new method for passenger dedicated line station capacity according to the relationship between station layout and capacity.

passenger dedicated line；normal railway line；station capacity；analysis method

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1004-9746（2015）03-0005-08

2015-05-19）