萬 波

WAN Bo

（中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 線路運輸處，陜西 西安 710043）

(Track and Transportation Department， China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Xi’an 710043， Shaanxi， China)

基于列車時刻表的北京鐵路樞紐列車銜接分析

萬 波

WAN Bo

（中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 線路運輸處，陜西 西安 710043）

(Track and Transportation Department， China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Xi’an 710043， Shaanxi， China)

北京鐵路樞紐作為我國最大的鐵路樞紐，也擔(dān)當(dāng)著重要的中轉(zhuǎn)換乘角色。為提高北京鐵路樞紐的中轉(zhuǎn)服務(wù)水平、提高鐵路客運服務(wù)質(zhì)量，基于列車時刻表，按照“先出發(fā)先到達(dá)”的原則，同時考慮合理的到發(fā)時間，采用中轉(zhuǎn)乘車方案生成算法，得到全國主要樞紐在北京的換乘銜接方案。進(jìn)而從列車銜接時間、同異站換乘、服務(wù)頻率、旅行時間、銜接車次性質(zhì)等方面分析北京鐵路樞紐的銜接狀況，并提出相關(guān)建議。

北京鐵路樞紐；列車時刻表；中轉(zhuǎn)乘車方案生成算法；銜接水平

1　概述

隨著鐵路路網(wǎng)的不斷完善，中轉(zhuǎn)換乘問題日益突出，研究旅客中轉(zhuǎn)乘車方案及樞紐的列車銜接狀況十分關(guān)鍵。向聯(lián)慧[1]、史峰等[2]以旅行時間和旅行費用為目標(biāo)，考慮鐵路運輸組織特點，對中轉(zhuǎn)換乘路徑選擇模型及算法進(jìn)行研究；江南等[3]基于鐵路路網(wǎng)、列車開行方案、列車時刻表等構(gòu)建不同的換乘網(wǎng)絡(luò)，為換乘路徑選擇和客流分配奠定基礎(chǔ)；龍昭[4]在分析跨線客流特征的基礎(chǔ)上，研究客運專線樞紐旅客銜接方案的優(yōu)化問題，為跨線客流的組織提供了理論依據(jù)；Tzieropoulos P 等[5]基于周期性開行方案分析瑞士鐵路列車銜接方案特點，提出列車銜接方案的編制思路；李金梅等[6]從樞紐自身條件、列車開行特性和旅客出行特點 3 方面分析樞紐銜接服務(wù)水平影響因素，建立樞紐銜接服務(wù)水平評價體系；王琳穎等[7]從旅客發(fā)送能力，列車始發(fā)、終到和?？浚熊囍边_(dá)及換乘的方便性，列車平均運距與平均旅行時間等方面研究鐵路客運服務(wù)水平，為樞紐評價指標(biāo)的選取提供借鑒。

北京鐵路樞紐作為我國最大的鐵路樞紐，每天接發(fā) 700多列車，有大量的換乘客流聚集，擔(dān)當(dāng)著重要的中轉(zhuǎn)換乘角色。北京鐵路樞紐換乘水平的高低與樞紐內(nèi)的交通狀況、中轉(zhuǎn)客流的組織方案、列車服務(wù)頻率等因素密切相關(guān)，為了解北京樞紐的中轉(zhuǎn)服務(wù)水平、提高客運服務(wù)質(zhì)量、開發(fā)與設(shè)計鐵路客運產(chǎn)品，基于列車時刻表，提出中轉(zhuǎn)乘車方案生成算法，分析各樞紐在北京中轉(zhuǎn)的列車銜接狀況。

選取經(jīng)過北京銜接的東北方向樞紐作為起點，起點樞紐集合{哈爾濱、長春、沈陽、大連}，其他方向的樞紐作為終點，終點樞紐集合{石家莊、太原、濟(jì)南、青島、鄭州、西安、武漢、成都、南京、上海、杭州、昆明、廣州}。北京鐵路樞紐共有北京西站、北京站、北京北站、北京南站4個客運站，考慮市內(nèi)的交通狀況，旅客同站換乘時最小換乘時間取 30 min，異站換乘時取 1 h 30 min?；诹熊嚂r刻表，按照“先出發(fā)先到達(dá)”的原則，同時考慮合理的到發(fā)時間，按照以下步驟生成中轉(zhuǎn)乘車方案。

步驟 1：查詢起點樞紐至北京及北京至終點樞紐的所有車次。

步驟 2：從人性化角度出發(fā)，篩選起點樞紐列車發(fā)時和終點樞紐列車到時在 0 : 00—6 : 00 的車次并去除。

步驟 3：將起點樞紐至北京的所有車次按照在北京的到達(dá)車站和到達(dá)時間排列 (T1)；同時將北京至終點樞紐的所有車次按照在北京的出發(fā)車站和出發(fā)時間排列 (T2)。

步驟 4：遵循“先出發(fā)先到達(dá)”的原則，將 T2晚于 T1+ 換乘時間、到達(dá)終點樞紐最早車次與該車次銜接，生成中轉(zhuǎn)乘車方案。

2　北京鐵路樞紐列車銜接狀況評價

基于中轉(zhuǎn)乘車方案生成算法，可以獲得全國主要樞紐在北京中轉(zhuǎn)的列車銜接方案。然后，基于北京樞紐的列車銜接方案，從列車銜接時間、同異站換乘、服務(wù)頻率、旅行時間、銜接車次性質(zhì) 5 個方面分別對北京鐵路樞紐的銜接狀況進(jìn)行分析。

2.1平均列車銜接時間分析

分析起終點樞紐在北京的中轉(zhuǎn)乘車方案可知，在北京的平均列車銜接時間是 2 h 49 min，銜接時間的長短與距離相關(guān)，而且隨著距離的增加而延長，銜接時間與距離的關(guān)系如表1 所示。

表1　銜接時間與距離的關(guān)系

列車銜接時間的長短還與銜接方向有關(guān)，東北方向樞紐與各終點樞紐的平均列車銜接時間如表2 所示。由表2 可以看出，至昆明、西安的列車銜接時間較長；至經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，如廣州、濟(jì)南、上海等，列車銜接時間均比較短。這說明列車時刻表的編制與國家政策、地區(qū)經(jīng)濟(jì)等因素密切相關(guān)。

2.2同站換乘和異站換乘分析

起點樞紐到達(dá)北京通常為北京站，由北京去往終點樞紐時，79% 的普速列車從北京西站出發(fā)，77% 的動車組列車從北京南站出發(fā)，因而旅客在北京多數(shù)是異站換乘。據(jù)統(tǒng)計，異站換乘的比例達(dá)90.75%，這也是造成北京樞紐銜接時間偏長的原因之一。各車站分別連接不同的線路，短時期內(nèi)改造的可能性不大，北京樞紐異站換乘的情況在短期內(nèi)還將持續(xù)。因此，目前可以通過改善市內(nèi)交通狀況、改變換乘客流的組織方案等減少銜接時間。

表2　東北方向樞紐與各終點樞紐的平均列車銜接時間

2.3服務(wù)頻率分析

中轉(zhuǎn)服務(wù)頻率一般會隨 OD 距離的增長而減少，不同距離對應(yīng)的中轉(zhuǎn)服務(wù)頻率和直達(dá)服務(wù)頻率如表3 所示。

表3　中轉(zhuǎn)與直達(dá)服務(wù)頻率

由表3 可以看出，無論 OD距離是多少，經(jīng)過北京樞紐的中轉(zhuǎn)服務(wù)頻率均不小于直達(dá)服務(wù)頻率，尤其 OD 距離大于 3 000 km時，中轉(zhuǎn)服務(wù)頻率遠(yuǎn)大于直達(dá)服務(wù)頻率。此外，中轉(zhuǎn)服務(wù)頻率還與銜接方向有關(guān)，至經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)或國家政策重點發(fā)展地區(qū)的列車中轉(zhuǎn)服務(wù)頻率一般較高。經(jīng)統(tǒng)計，起點樞紐經(jīng)北京至各終點樞紐的中轉(zhuǎn)頻率是 227 列 /d。起點樞紐至各終點樞紐的中轉(zhuǎn)服務(wù)頻率、直達(dá)服務(wù)頻率如圖1 所示。

從圖1 可以看出，除濟(jì)南和鄭州外，起點樞紐至其他終點樞紐的中轉(zhuǎn)服務(wù)頻率均大于直達(dá)服務(wù)頻率，尤其是起點樞紐至昆明、成都的直達(dá)列車很少，主要以中轉(zhuǎn)服務(wù)為主。

2.4旅行時間分析

起點樞紐與終點樞紐距離較大時，直達(dá)服務(wù)的列車等級一般較低，造成旅行時間較長；在中轉(zhuǎn)乘車時可以選擇較高等級的列車，進(jìn)而可以縮短旅行時間。中轉(zhuǎn)總歷時和直達(dá)總歷時比較如表4 所示。

表4　中轉(zhuǎn)總歷時和直達(dá)總歷時比較

圖1　中轉(zhuǎn)與直達(dá)服務(wù)頻率比較

從表4 可以看出，隨著距離的增加，中轉(zhuǎn)總歷時與直達(dá)總歷時的差值增加，即中轉(zhuǎn)服務(wù)所能縮短的旅行時間更長，特別是距離大于 2 500 km 時，中轉(zhuǎn)服務(wù)縮短旅行時間 20 h 左右，這也表明鐵路直達(dá)服務(wù)的優(yōu)勢服務(wù)距離在 1 000～2 500 km。

此外，銜接方向不同，中轉(zhuǎn)服務(wù)縮短的旅行時間也不同，以沈陽為起點樞紐為例說明。沈陽至各終點樞紐的中轉(zhuǎn)服務(wù)和直達(dá)服務(wù)平均旅行時間如圖2 所示。由圖2 可知，沈陽與南京、上海、杭州間的中轉(zhuǎn)服務(wù)總歷時遠(yuǎn)小于直達(dá)總歷時，中轉(zhuǎn)服務(wù)平均縮短 12 h 53 min。這是由于京滬高速鐵路的開通，使北京至南京、上海、杭州開行多列動車組列車，相對于既有線的直達(dá)服務(wù)，中轉(zhuǎn)服務(wù)的旅行時間大大減少。

圖2　沈陽至各終點樞紐的中轉(zhuǎn)服務(wù)和直達(dá)服務(wù)平均旅行時間

2.5銜接車次的分析

分析北京樞紐銜接車次的性質(zhì)，有利于改善換乘客流的組織方案，進(jìn)而縮短換乘時間。根據(jù)列車的運行速度，將 G 和 D 字頭的車次定義為高速列車，簡稱“高”，將 Z，T，K 字頭的車次及普通列車定義為普速列車，簡稱“普”。不同距離下銜接車次的性質(zhì)如表5 所示。從表5 可以看出，距離小于 1 500 km 時，高-高銜接的最多；隨著距離的增加，高-高銜接的逐漸減少，普-普銜接的逐漸增多。

按照銜接方向分析，對于不同方向的終點樞紐，高-高、普-高、高-普、普-普列車銜接的服務(wù)頻率分別呈現(xiàn)不同的特征，起點樞紐與終點樞紐的銜接車次類型如圖3 所示。從圖3 可以看出，由于京滬高速鐵路的開通，起點樞紐與濟(jì)南、南京和上海 3 個終點樞紐銜接時，高-高銜接最多。

表5　不同距離下銜接車次的性質(zhì) 列/d

3　結(jié)論與建議

基于列車時刻表，按照“先出發(fā)先到達(dá)”的原則，同時考慮合理的到發(fā)時間，提出中轉(zhuǎn)乘車方案生成算法，得到全國主要樞紐在北京的列車銜接方案，進(jìn)而對北京鐵路樞紐的銜接狀況進(jìn)行分析。北京鐵路樞紐的平均列車銜接時間、服務(wù)頻率、旅行時間、銜接車次性質(zhì)均與距離、銜接方向有關(guān)。距離越長，則平均列車銜接時間越長，中轉(zhuǎn)列車服務(wù)頻率越小，中轉(zhuǎn)服務(wù)相對直達(dá)服務(wù)所縮短的旅行時間越長，普-普銜列車越多。同時，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)間在北京的列車銜接狀況明顯好于一般地區(qū)。為提高鐵路樞紐的列車銜接服務(wù)水平提出以下建議。

圖3　起點樞紐與終點樞紐的銜接車次類型

（1）列車開行方案與運行圖的性能直接決定列車銜接方案的編制質(zhì)量，同時列車銜接方案對開行方案、運行圖也有反饋作用[8]。因此，應(yīng)考慮鐵路樞紐城市內(nèi)各個車站的分布、市內(nèi)交通銜接條件及客流特征等，將列車銜接方案與開行方案、運行圖統(tǒng)一化編制，從空間和時間角度實現(xiàn)各個鐵路樞紐列車銜接服務(wù)水平的整體優(yōu)化。

（2）在鐵路線路逐漸成網(wǎng)的條件下，編制列車銜接方案時，應(yīng)根據(jù)客流分布特征設(shè)計多條可行路徑與銜接節(jié)點，從而實現(xiàn)多節(jié)點銜接，使中轉(zhuǎn)換乘客流盡可能分布均勻，避免換乘客流集中，造成樞紐換乘接續(xù)能力的不足，同時也使旅客的出行選擇更加多樣化。

（3）我國的鐵路樞紐一般具有多個車站，各個車站連接不同的方向。編制列車銜接方案時，應(yīng)充分考慮各個樞紐的特點，設(shè)計同站換乘與異站換乘相結(jié)合的中轉(zhuǎn)方案，使旅客既可以在銜接樞紐通過市內(nèi)交通實現(xiàn)異站中轉(zhuǎn)，又可以在該樞紐的鄰近車站實現(xiàn)同站銜接。

（4）改善鐵路樞紐的市內(nèi)交通銜接條件。例如，在鐵路車站的進(jìn)出口設(shè)置市內(nèi)交通引導(dǎo)標(biāo)識；結(jié)合異站換乘的客流特點，適時設(shè)置站內(nèi)綠色通道；在不同的鐵路車站間開通直達(dá)巴士等，提高異站中轉(zhuǎn)的便捷性，從而提高鐵路樞紐的列車銜接服務(wù)水平。

（5）根據(jù)不同 OD 間的客流特征，采用直達(dá)與中轉(zhuǎn)相結(jié)合的運輸組織模式。重要城市之間、短距離 OD 間優(yōu)先采用直達(dá)模式，長距離 OD 間采用直達(dá)與中轉(zhuǎn)相結(jié)合的模式?？土髁枯^小的 OD 間的直達(dá)服務(wù)頻率低，可以通過在重要節(jié)點中轉(zhuǎn)的列車銜接方案，彌補(bǔ)直達(dá)列車少的不足。

[1] 向聯(lián)慧. 客運中轉(zhuǎn)換乘的優(yōu)化模型與算法[D]. 長沙：長沙鐵道學(xué)院，2000. XIANG Lian-hui. A Transfer Model and Its Algorithm of the Transfer Route in Railway Passenger Trans-portation [D]. Changsha：Changsha Railway University，2000.

[2] 史 峰，鄧連波. 旅客換乘網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計[J]. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報，2004，1(1)：78-82. SHI Feng，DENG Lian-bo. The Optimization Design of Passenger Transfer Network[J]. Journal of Railway Science and Engineering，2004，1(1)：78-82.

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[5] Tzieropoulos P，Emery D，Tron D. How Regular is a Regular-interval Timetable? From Theory to Appli-cation[C]// Computers In Railways XII：Computer System Design and Operation in Railways and Other Trans-it Systems. Ashurst：Wit Press，2010：283-294.

[6] 李金梅，聶 磊，郭根材，等. 高速鐵路樞紐銜接服務(wù)水平評價體系[J]. 鐵道運輸與經(jīng)濟(jì)，2014，36(1)：42-47，59. LI Jin-mei，NIE Lei，GUO Gen-cai，et al. Evaluation System of Connection Service Level of High-speed Railway Hub[J]. Railway Transport and Economy，2014，36(1)：42-47，59.

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責(zé)任編輯：何 瑩

Analysis on Train Connecting in Beijing Railway Hub based on Train Timetable

Beijing Railway hub, as the biggest railway hub in China, undertakes the important roles of transit and transfer. In order to increase transit service level of Beijing railway hub and increase service quality of railway passenger transportation, based on train timetable, and according to the principle of “first departure, first arriving” with considering reasonable arrivaldeparture time synchronously, the transfer connecting schemes of main hubs in China to Beijing was achieved by using the generation algorithm of transit riding scheme. And then, from aspects of train connecting time, transfer at same/different station, service frequency, traveling time and the property of connecting train number, this paper analyzes the connection status of Beijing railway hub, and puts forward relative suggestions.

Beijing Railway Hub; Train Timetable; Generation Algorithm of Transit Riding Scheme; Connection Level

1003-1421(2015)11-0066-05

U292.91；U293.2

A

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2015.11.13

2015-07-07

2015-09-24