張志輝

(1．北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100070；2．北京市高速鐵路軌道交通運行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

京滬高鐵列車追蹤間隔探討

張志輝1，2

(1．北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100070；2．北京市高速鐵路軌道交通運行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

研究高鐵列車追蹤間隔計算辦法，并用CRH380BK型動車組列車，對京滬高鐵列車追蹤間隔時間進行仿真計算，并針對京滬高鐵實現(xiàn)列車追蹤間隔3 min余量較小，提出進一步縮短列車運行間隔的措施。

高速鐵路；列控系統(tǒng)；追蹤間隔

截止2015年底，中國高速鐵路運營里程已達1.9萬km，取得巨大成就，但高速鐵路列車追蹤間隔關(guān)鍵問題還需深入研究。在京滬高鐵運營中，當(dāng)前列車最小追蹤間隔時間為5 min，還沒有采用3 min追蹤間隔運營。為此，本文以京滬高鐵為對象，對高速鐵路列車追蹤間隔進行研究和探討。

1　問題的提出

京滬高鐵起自北京南站、終到上海虹橋站，全長約1 318 km。全線共設(shè)高速客站24個、7個線路所，目前列車最高運行速度310 km/h。

目前，在實際運營中，京滬高鐵列車追蹤間隔最小為5 min，不能完全滿足沿線客運量快速增長的需求。所以，本線列車追蹤間隔能否進一步縮短？能否達到3 min追蹤間隔的目標(biāo)值？這些問題自然擺在我們面前，有必要對問題進行深入研究。

2　高鐵列車追蹤間隔計算辦法

我們在探討京滬高鐵列車追蹤間隔前，首先通過研究確定以下計算辦法。

1） 列車追蹤間隔時間I追是指列車同向運行的列車追蹤間隔時間。I追需要計算列車在區(qū)間追蹤間隔時間I區(qū)、在車站的發(fā)車追蹤間隔時間I發(fā)、在車站的到達追蹤間隔時間I到和通過車站的追蹤間隔時間I通，并取其最大值。

2） 列車在區(qū)間追蹤間隔時間I區(qū)的計算如圖1所示，其間隔按公式（1）進行計算。

3） 列車在車站出發(fā)追蹤間隔時間I發(fā)的計算如圖2所示，其間隔按公式（2）進行計算。

4） 列車到達追蹤間隔時間I到的計算如圖3所示，其間隔按公式（3）進行計算。

5） 列車通過車站追蹤間隔時間I通的計算如圖4所示，其間隔按公式（4）進行計算。

3　京滬高鐵列車追蹤間隔計算分析

3.1計算的基礎(chǔ)條件

1） 在新建京滬高鐵信號系統(tǒng)自動閉塞設(shè)計時，牽引計算采用新一代CRH2型16輛的動車組（當(dāng)時，此種型號動車組的列車常用制動距離最長），列車監(jiān)控模式曲線是采用常用全制動的0.82。

2） 因投入運行的動車組CRH380BK型是目前所有動車組中制動距離最長，實現(xiàn)小間隔追蹤最為困難，所以，本次增加CRH380BK型動車組的驗算結(jié)果。

3.2京滬高鐵列車追蹤間隔計算結(jié)果

通過計算，京滬高鐵全線中北京南站、濟南西站、徐州東站、南京南站和虹橋站為列車追蹤的主要瓶頸點，如表1所示。

根據(jù)表1，京滬高鐵列車追蹤間隔時間以到達間隔時間為最長，最大值為濟南西站到達間隔236 s。

表1　京滬高鐵列車追蹤間隔時間計算結(jié)果

3.3影響追蹤間隔的主要因素

通過表1可以看出，影響京滬高鐵追蹤間隔的主要是到達追蹤間隔I到和出發(fā)追蹤間隔I發(fā)。

依據(jù)計算公式分析，制約追蹤間隔的主要因素是：進路作業(yè)時間（主要包括設(shè)備反應(yīng)及運算時間：占用、出清、解鎖、道岔轉(zhuǎn)換、CTC防護、ATP接收等），列車進出車站咽喉的運行時間，列車進站前制動時間等。因此，要縮短追蹤間隔，也應(yīng)該主要從這幾方面著手。

4　探討京滬高鐵列車追蹤間隔3 min的可行性

根據(jù)表1可以看出，京滬高鐵在列車發(fā)車和到達地段要實現(xiàn)列車追蹤間隔3 min還比較困難，列車出發(fā)追蹤和到達追蹤是全線實現(xiàn)3 min追蹤間隔運行的限制地段。為此，我們通過研究，提出實現(xiàn)3 min間隔運行的3條措施。

1） 前行列車發(fā)車時，列車出清站區(qū)（尾部越過反向進站）即刻辦理后行列車的發(fā)車作業(yè)。按照現(xiàn)有CTC排列方式，前行列車出清一離去后，CTC按照先檢查一離去空閑后，再檢查道岔區(qū)空閑。當(dāng)兩者都空閑時，才辦理后行列車的發(fā)車進路。這樣做就失去了在設(shè)計時增加總出站信號機的作用，沒有最大限度提高發(fā)車能力。如果北京南站CTC按照列車出清反向進路信號機即刻辦理后行列車的發(fā)車作業(yè)的要求修改后，我們通過計算下行發(fā)車間隔就可在表1的基礎(chǔ)上縮短30 s左右，從而實現(xiàn)3 min發(fā)車追蹤運行。

2） 列車在大站應(yīng)以CTCS-3模式發(fā)車，充分發(fā)揮站內(nèi)18號及18號以上道岔的作用，最大可能實現(xiàn)接車、發(fā)車時列車運行速度與線路允許速度的統(tǒng)一。同時大站應(yīng)盡量采用電動轉(zhuǎn)轍機以縮短進路轉(zhuǎn)換時間。

3） 適當(dāng)延長追蹤列車的站間通到運行時分，實現(xiàn)3 min追蹤間隔運行。

我們對表1中到達間隔時間不能滿足3 min的車站進行多趟列車追蹤運行速度曲線的仿真研究，認為適當(dāng)延長追蹤列車的站間通到運行時分，就可以實現(xiàn)3min追蹤間隔運行。由于受篇幅限制，以濟南西站下行到達為例進行說明。

在德州東站-濟南西站下行方向經(jīng)過多趟列車3 mim間隔追蹤運行仿真（列車追蹤運行方式是在德州東站通過，在濟南西站停車），得出要實現(xiàn)濟南西站下行到達追蹤間隔由236 s縮短到3 min，只需要第二趟G003次列車比G001次首車、第三趟G005次列車比第二趟G003次列車適當(dāng)延長德州東站-濟南西站站間的通到運行時分，第四趟及以后追蹤列車按照第三趟的站間通到運行時分運行即可。

通過采取以上3個方面的措施，京滬高鐵在理論計算上可以達到3 min追蹤運行的要求。

表2　濟南西站下行后車追蹤列車比前車站間通到運行時分延長值

5　進一步縮短京滬高鐵列車追蹤間隔的措施

根據(jù)確定的高鐵列車追蹤間隔計算辦法可以看出，不論是區(qū)間追蹤間隔時間，還是車站到達間隔時間及通過車站間隔時間，其決定列車追蹤間隔時間大小的主要因素是動車組的制動性能、車載列控制動模式曲線計算模型的效率、列車運行速度、線路坡道、車站咽喉區(qū)長度和進出站道岔限制速度。

京滬高鐵在理論計算上雖然可以達到3 min追蹤運行的要求，但由于計算的余量較小，實現(xiàn)起來較為困難。為此通過研究建議從以下幾個方面進一步縮短京滬高鐵列車追蹤間隔。

1） 規(guī)范動車組制動距離確定原則

根據(jù)《技規(guī)》（高速鐵路部分）第169條規(guī)定：動車組列車制動初速度為300 km/h時，緊急制動距離3 800 m。而根據(jù)車輛廠提供的CRH380BK型動車組列車的制動參數(shù)計算，緊急制動距離為6 633 m，常用制動距離6 660 m。

廠家提出時速300 km的CRH380B型動車組的緊急制動距離遠超《技規(guī)》規(guī)定的3 800 m，其長度是規(guī)范規(guī)定的175%。另外，廠家提出的緊急制動距離和常用制動距離基本接近，延長了列控監(jiān)控模式曲線的常用制動距離。因此，我們建議應(yīng)結(jié)合中國標(biāo)準(zhǔn)動車組的研究，不僅對動車組的緊急制動參數(shù)要予以規(guī)范，而且還要對常用制動參數(shù)予以規(guī)范。在確保行車安全的基礎(chǔ)上，進一步縮短列車制動距離，為實現(xiàn)3 min間隔運行提供良好的基礎(chǔ)。

2） 建議規(guī)范列控監(jiān)控模式曲線計算模型，提高車載監(jiān)控效率。

目前，我國列控監(jiān)控模式曲線計算模型不論是300T型，還是300S型和300H型，其計算模型的效率仍有提升空間。建議通過研究并規(guī)范列控監(jiān)控模式曲線計算模型，進一步縮短監(jiān)控曲線的制動起模點至目標(biāo)點的距離。

3）應(yīng)深入開展移動閉塞的研究工作，實現(xiàn)CTCS-3級列控系統(tǒng)與移動閉塞技術(shù)的結(jié)合，在大站局部制約追蹤間隔的線路，部分采用移動閉塞技術(shù)，進一步提升追蹤間隔能力。

4）建議優(yōu)化運輸組織，在系統(tǒng)能力一定時，使運輸能力最大化。

如圖5所示，優(yōu)化運輸組織是實現(xiàn)3 min運行間隔的重要保證，一般列車在單位時間內(nèi)會集中發(fā)出數(shù)列追蹤列車，對于始發(fā)站相同，終點站不同的一組追蹤列車來說，盡可能安排圖5（a）的運行方式，避免采用圖5（b）的運行方式，減少在車站到通運輸組織的次數(shù)，提高運行圖的通過能力利用率。

圖5（a）和圖5（b）中4趟列車始發(fā)站都是G站，4趟列車到達車站不同。圖5（a）中4趟列車安排的到達站是先遠后近；圖5（b）中4趟列車安排的到達站是先近后遠。由于前行列車通過車站、后行列車到達車站停車的通到間隔容易實現(xiàn)3 min間隔，而前行列車到達車站停車、后行列車通過車站的到通間隔不容易實現(xiàn)3 min間隔。所以，我們應(yīng)優(yōu)先采用圖5（a）的列車運行圖鋪畫方案。

The paper studies the method of calculating the headway between high-speed trains, gives the simulated calculation of the headway between CRH380BK trains running on Beijing-Shanghai high-speed railway line and puts forward the measures of farther shortening the headway considering the calculation result having less margin to achieve the headway of 3min.

high-speed railway; train control system; headway

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.03.002

2015-06-02）