王韓冬，馬 駟，孫建康

WANG Han-dong, MA Si, SUN Jian-kang

（西南交通大學 交通運輸與物流學院，四川 成都 610031）

(School of Transportation and Logistics， Southwest Jiaotong University， Chengdu 610031， Sichuan， China)

高速鐵路客運站能力計算與分析

王韓冬，馬 駟，孫建康

WANG Han-dong, MA Si, SUN Jian-kang

（西南交通大學 交通運輸與物流學院，四川 成都 610031）

(School of Transportation and Logistics， Southwest Jiaotong University， Chengdu 610031， Sichuan， China)

在闡述國內外高速鐵路車站能力比較的基礎上，從車場布置、運輸組織和客運服務 3 個方面對國內具有代表性的上海虹橋站、廣州南站、長沙南站的車站通過能力影響程度進行分析，其能力主要受到咽喉區(qū)的限制。結合國外高速鐵路高能力的特點，提出改善車站通過能力的措施，即通過車場獨立運行、站外疏解、簡化咽喉區(qū)結構優(yōu)化站場設計，減少立折列車在站作業(yè)時間、平衡到發(fā)線利用率、均衡辦理列車出入段、采用分散自律的 CTC 系統完善運輸組織。

高速鐵路；客運站；能力

1　概述

國外高速鐵路建設起步較早，日本、德國等先進的設計理念和高效的技術服務水平為我國高速鐵路的建設和發(fā)展提供了借鑒[1]。國外高速鐵路車站通過能力大、運輸效率高，我國高速鐵路車站的站場設計、運輸組織模式與國外相比有一定的差距。通過對上海虹橋站、廣州南站[2]和長沙南站 3 個高速鐵路車站的實地調研，結合日本、德國等國家高速鐵路車站現狀，得到國內外高速鐵路車站能力比較如表1 所示。

表1　國內外高速鐵路車站能力比較

由表1 可知，上海虹橋、廣州南等高速鐵路車站到發(fā)線數目是東京、新大阪等高速鐵路車站到發(fā)線數目的若干倍，但到發(fā)線平均能力是國外高速鐵路車站的 1/10～1/5，國內車站的通過能力低于國外車站，并且到發(fā)線能力利用率也較低。因此，從高速鐵路車站站場布置、運輸組織和客運服務 3 個方面分析上海虹橋等 3 個高速鐵路車站能力。

按照列車在站辦理不同的作業(yè)，將高速鐵路車站分為以始發(fā)終到列車為主的車站和以通過列車為主的車站。在實地調研車站中，上海虹橋站和廣州南站屬于以始發(fā)終到列車為主的車站，兩者在早晚高峰時期辦理大量始發(fā)、終到列車作業(yè)，分別占接發(fā)列車總數的 49.5%、38.7%；另外，還辦理較多的折返列車作業(yè)，分別占接發(fā)列車總數的 30.1%、38.3%。長沙南站屬于以通過列車為主的車站，該站在白天辦理大量通過列車作業(yè)，占接發(fā)列車總數的 84.4%。采用利用率法[3]對上海虹橋站、廣州南站和長沙南站進行到發(fā)線利用率計算，車站實際能力與理論能力比較如表2 所示。

由表2 可知，目前 3 個車站的能力均制約在咽喉區(qū)，到發(fā)線能力富余且存在大量未利用時間，在到發(fā)線空費時間內咽喉區(qū)無法多接發(fā)列車，導致到發(fā)線能力的浪費。

2　高速鐵路客運站能力分析

2.1車場布置對車站能力的影響

（1）咽喉區(qū)設置復雜[4]。咽喉區(qū)銜接方向較多，不同方向列車進出站之間存在交叉干擾。咽喉區(qū)銜接方向越多，會增加咽喉區(qū)道岔，延長咽喉區(qū)長度，導致咽喉區(qū)設置復雜，接發(fā)列車走行時間增加，占用道岔組增加，從而減少了平行進路。

表2　車站實際能力與理論能力比較

（2）咽喉區(qū)與到發(fā)線不協調[5]。在上海虹橋京滬場左端咽喉接車方向上，列車無法接入 17 道至19 道，造成該到發(fā)線閑忙不均的情況，浪費到發(fā)線能力。

2.2運輸組織對車站能力的影響

（1）動車組出入段辦理延續(xù)進路。新修訂的《鐵路技術管理規(guī)程》取消了辦理接發(fā)車作業(yè)的延續(xù)進路，保留辦理動車組出入段的延續(xù)進路。對于始發(fā)終到列車比例較大的車站，動車組出入段延續(xù)進路對車站通過能力的影響較為明顯[6-7]。取消動車組出入段延續(xù)進路的辦理對各車場通過能力影響如表3 所示。

表3　延續(xù)進路對車站能力影響

由表3 可知，廣州南站廣珠場為盡頭式車場，左端咽喉區(qū)為動車所，始發(fā)終到列車辦理終到列車不影響右端咽喉通過能力；其余 3 個方向平均每取消辦理 1 列動車組出入段延續(xù)進路可以增加車站通過能力 0.23～0.29 列。

（2）人為因素。廣州南站采用非常站控的管理模式，即接發(fā)車進路的排列主要由車站值班員負責。通過現場調研發(fā)現車站值班員在保證不存在進路交叉干擾的前提下，每次接發(fā)車前的進路開放時間不一致。根據統計結果，京廣場接發(fā)車提前5 min，廣珠場接車提前 4 min、發(fā)車提前 5 min，接發(fā)車作業(yè)時間標準不統一，影響了車站通過能力的利用。廣州南站人為因素對車站通過能力的影響如表4 所示。

從表4 中可以看出，廣州南站接發(fā)車辦理時間從提前 5 min 辦理進路減少到提前 4 min 辦理進路，武廣場長沙方向通過能力從 120 列增加到 137.1 列，即增加 14.3%；深圳方向通過能力從122.6 列增加到 140.6 列，即增加 14.7%；珠海方向通過能力從 131.9 列增加到 144.6 列，即增加 9.6%。在不超過到發(fā)線能力的前提下，提前辦理進路時間越短，接車方向通過能力增幅比例越大，發(fā)車方向通過能力增幅先增大后減小。

（3）到發(fā)線固定使用方案。到發(fā)線固定使用方案是基于所有列車正點、按計劃到發(fā)的前提下編制的，但在實際生產過程中突發(fā)事件時有發(fā)生，相應的列車占用股道順序發(fā)生變化，對后續(xù)列車的接發(fā)造成影響。當突發(fā)事件發(fā)生時，車站值班員聯系行車調度員下達調度命令調整列車接入股道，客運部門做出應急反應，但采取應急措施所消耗的時間對車站能力也造成一定的影響。

2.3客運服務對車站能力的影響

（1）檢票過程。高速鐵路車票分為藍色磁卡車票和紅色普通車票，車站檢票系統包括自動檢票和人工檢票。藍色磁卡車票可以進行自動檢票和人工檢票，紅色普通車票僅能在人工檢票處檢票進站。根據計算公式[8]，可得車站檢票總能力為

式中：N檢票總為車站檢票總能力，張/min；N單人工為單個人工檢票口檢票能力，張/min；n人工為人工檢票口數量，個；N單自助為單個自助檢票口檢票能力，張/min；n自助為自助檢票口數量，個。

采用公式 ⑴ 計算 3 個車站檢票能力，計算結果如表5 所示。實地調研結果中 16 輛編組列車檢票時間為 5 min 左右，8 輛編組列車檢票時間為 3 min 左右，表5 計算結果與實地調研統計基本吻合。

表4　廣州南站人為因素對車站通過能力的影響

（2）旅客上下車作業(yè)。旅客上下車作業(yè)時間可以表示如下。

表5　車站檢票能力計算結果

式中：t上為每位旅客安置好行李并坐在自己位置上所需時間，s，高速鐵路動車組一般取 4 s；t下為每位旅客離開車廂走到站臺所需時間，s，高速鐵路動車組一般取 2.5 s；α 為每節(jié)車廂定員，人，我國高速鐵路長編組動車組列車 (12～16 輛/列) 定員為1 000～1 200 人/列、短編組動車組列車 (6～8 輛/列) 定員為 500～600 人/列，每節(jié)車廂按 80 人計算；m滿為車廂的滿員率，一般取 1；m 為車廂的車門處可以并行通過的旅客人數，一般取 1；n 為每節(jié)車廂可供旅客上下車的車門數，為減少旅客上下車對車站通過能力的影響，每節(jié)車廂同時開啟前后門供旅客上下車，此時 n = 2；β 為旅客上下車前列車提前停妥所需時間，一般取 1～2 min。

根據公式 ⑵ 計算可得：t上= 4.6 min，取5 min； t下= 3.6 min，取 4 min。

由實地調研統計結果可知，旅客上車時間在3 min 左右，下車在 2.5 min 左右。目前始發(fā)列車提前 15 min 檢票，開車前 3 min 停止檢票，即實際檢票時間為 12 min，而根據現場查標發(fā)現，在每個檢票口配備 1 個人工檢票和 3 個自動閘機檢票的情況下，1 列 16 輛編組列車的檢票作業(yè)一般 5 min 完成，8 輛編組或通過列車的檢票時間更短。旅客上車時間一般在 3 min 左右，則從旅客開始檢票到上車 10 min 可以完成，因而 15 min 的檢票時間可以滿足旅客上下車作業(yè)的需求。在客流高峰期時，將檢票時間壓縮到 10 min 可以減少列車停站時間，增加車站通過能力。

3　提高高速鐵路客運站能力的措施

3.1優(yōu)化站場設計

（1）車場獨立運行。從國外客運站站場布設的經驗可以看出，車場之間獨立運轉可以大幅度減少列車轉場引起的交叉干擾。對于新建高速鐵路客運站可以采用立體分場或分方向分場的設計理念，不僅滿足車場之間獨立運轉，同時有效節(jié)約占地面積；各車場的進出站進路和咽喉區(qū)布置均應分開獨立布設或平行布設，盡可能消除線路、作業(yè)進路平面交叉，確保各車場到發(fā)列車最大限度平行作業(yè)。

（2）站外疏解。在正線上設立疏解線路，轉線列車在站外的疏解線路上變換運行徑路，不在車站內轉線，從而避免轉線列車占用 2 次咽喉區(qū)并與其他接發(fā)車進路交叉干擾。

（3）簡化咽喉區(qū)結構。在保證平行進路的前提下，盡量減少咽喉區(qū)道岔數目。咽喉區(qū)道岔數目越少，道岔分組越少，接發(fā)車進路占用道岔組越少，平行作業(yè)可能性越高。同時，咽喉區(qū)長度越短，走行時間越短，間接提高咽喉區(qū)通過能力。

3.2完善運輸組織

（1）減少立折列車在站作業(yè)時間。從調研中得知，車站的客流組織靈活多變，對停站時間僅為 2～3 min 的通過列車，車站可以組織旅客站臺候車；對于立折列車，旅客下車時間在 4～6 min、上車時間在 7.5～9 min，遠小于立折列車在股道作業(yè)的30～45 min，如果能夠減少立折列車在站作業(yè)時間，可以提高車站通過能力。

（2）平衡到發(fā)線利用率。不僅從全日的角度平衡各條到發(fā)線利用率，更為重要的是在高峰時期平衡到發(fā)線利用率，避免出現個別到發(fā)線利用率低的情況。

（3）均衡辦理列車出入段。上海虹橋站辦理始發(fā)列車早高峰時段在 7 : 00—9 : 00，7 : 00前辦理始發(fā)列車僅為 6 列。因此，可以在 7 : 00 前提前辦理部分始發(fā)列車的出庫作業(yè)，平衡高峰時段列車出庫對正線能力的影響。

（4）采用分散自律的 CTC 系統。在非常站控模式下，車站掌握全部車站作業(yè)權限，車站值班員等人為因素對車站通過能力影響十分明顯，采用分散自律模式自動辦理列車的接發(fā)車作業(yè)，能夠有效降低人為因素對車站通過能力的影響。

4　結束語

我國高速鐵路已經進入快速發(fā)展的時期，而高速鐵路車站作為運輸過程中重要的樞紐，其通過能力影響著我國高速鐵路的技術服務水平，而站場設計、運輸組織模式是影響運輸效率的重要因素。通過多種措施優(yōu)化站場設計，完善運輸組織模式可以有效緩解咽喉區(qū)能力限制，減少立折列車停站時分，提高車站通過能力，進一步增強高速鐵路的市場競爭力。

[1] 吳家豪.日本東京鐵路客運站高速車場布設與作業(yè)的剖析[J]. 鐵道標準設計，2006(S1)：47-52.

[2] 周建喜. 廣州南站規(guī)劃設計[J]. 鐵道標準設計，2011(8)：126-130. ZHOU Jian-xi. Planning and Design of Guangzhou South Station[J]. Railway Standard Design，2011(8)：126-130.

[3] 劉其斌，馬桂貞. 鐵路站場及樞紐[M]. 北京：中國鐵道出版社，2009.

[4] 猶共江. 高速鐵路站場設計經驗及技巧探討[J]. 鐵道勘察，2010(4)：93-95. YOU Gong-jiang. Exploration for Experience and Skills in Design on High-Speed Railway Station[J]. Railway Investigation and Surveying，2010(4)：93-95.

[5] 楊 健. 鐵路站場及樞紐設計理念和方法探討[J]. 鐵道工程學報，2010(6)：102-108. YANG Jian. Discussion on Design Concept and Method for Railway Station Yard and Terminal[J]. Journal of Railway Engineering，2010(6)：102-108.

[6] 謝 敏. 延續(xù)進路對高速鐵路通過能力的影響[J]. 鐵道工程學報，2014(8)：15-19. XIE Min. Impacts of Successive Route upon Passing Capacity of High-speed Railway[J]. Journal of Railway Engineering，2014(8)：15-19.

[7] 文 東. 客運專線客運站通過能力研究[D]. 成都：西南交通大學，2006. WEN Dong. Research on Carrying Capacity of Passenger Special Railway Line Station[D]. Chengdu：Southwest Jiaotong University，2006.

[8] 謝楚農. 客運站旅客列車運行組織優(yōu)化[D]. 長沙：中南大學，2010. XIE Chu-nong. Optimizaion Method on Running Organization of Passenger Trains in Railway Station[D]. Changsha：Central South University，2010.

責任編輯：何 瑩

2015年前 10 個月鐵路客運量持續(xù)大幅增長

2015年 1—10月，鐵路客運量同比大幅增長，全國鐵路完成旅客發(fā)送量 216 734 萬人次，同比增加 19 959 萬人次，增長 10.1%。

1—10月，國家鐵路旅客發(fā)送量達 213 481萬人次，超年預期值進度 5 261 萬人次，同比增加 19 503 萬人次，日均發(fā)送旅客 702 萬人次。從各鐵路局 (公司) 來看，太原、呼和浩特、鄭州、武漢、西安、濟南、上海、南寧、昆明、蘭州、烏魯木齊鐵路局和青藏鐵路公司、廣州鐵路 (集團) 公司完成年預期值進度，其中青藏鐵路公司增幅達 50.6%，南寧鐵路局增幅達 47.2%。前 10 個月，鐵路圓滿完成了春運、暑運以及元旦、清明、五一、端午小長假和中秋國慶假期運輸任務，客運量保持了較大幅度增長，為全年客運任務的完成奠定了堅實基礎。乘坐高鐵動車組成為旅客出行首選。10月份，有 21 條高鐵、客專平均客座率超過 80%，其中廣珠城際鐵路和南廣高鐵達到 90% 以上。高鐵動臥發(fā)展迅速，10月份，全路開行高鐵動臥 238 列，發(fā)送旅客 15.1 萬人次，客座率為 78.0%。 （摘自《人民鐵道》報）

Capacity Calculation and Analysis of High-speed Railway Passenger Station

Based on expounding capacity comparison of high-speed railway station in China and foreign countries, from 3 aspects of yard layout, transport organization and passenger transport service, this paper analyzes the influence degree of station passing station in the representative stations including Shanghai Hongqiao Station, Guangzhou South Station and Changsha South Station, and puts forward their capacities were restricted by the throat area. Combining with characteristics of high capacity of high-speed railways in foreign countries, the paper puts forward the measures on improving station passing capacity, including: optimize yard design through yard separated operation, diversion outside the station and simplifying structure of throat area, and improve transport organization by reducing the operation time of turn back trains at station, balancing utilization rate of arrival-departure line, regularly handling train exiting and entrancing depot as well as applying decentralized autonomous CTC system.

High-speed Railway; Passenger Station; Capacity

1003-1421(2015)11-0055-05+1；U291.6

B

U292.5

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2015.11.11

2015-07-21

鐵道部科技計劃項目(2013X004-A-2)