（1. 中國鐵道科學研究院 運輸及經(jīng)濟研究所，北京 100081；2. 中國鐵道科學研究院 鐵道技術(shù)研修學院，北京 100081）

動車組運用的研究進展及現(xiàn)狀

花偉1，梅吉祥2

（1. 中國鐵道科學研究院 運輸及經(jīng)濟研究所，北京 100081；2. 中國鐵道科學研究院 鐵道技術(shù)研修學院，北京 100081）

我國高速鐵路網(wǎng)基本形成，動車組成為承擔鐵路客運任務的主力車型。目前，存在動車組車型較多、運用效率有待提高、檢修地能力階段緊張、長途列車出現(xiàn)過修或失修困境等問題。因此，如何提高動車組運用計劃編制質(zhì)量顯得非常必要和緊迫。通過對動車組運用方式、備用方式、修程修制、運用計劃編制、重聯(lián)等問題的分析與對比，提出適時推行動車組非固定區(qū)段運用方式及在統(tǒng)籌考慮檢修地能力、雙修程等約束情況下，實現(xiàn)動車組運用、檢修、檢備等計劃的一體化編制，并與列車運行圖鋪畫相交互等建議。

高速鐵路網(wǎng)；動車組；運用計劃；雙修制

0 引言

《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2008年調(diào)整）》確定，2020年全國鐵路營業(yè)里程將達到12萬km以上，其中客運專線1.6萬km以上[1]。2015年鐵路統(tǒng)計公報顯示，全國鐵路營業(yè)里程達到12.1萬km，其中高鐵營業(yè)里程超過1.9萬km；動車組數(shù)量為1 883組，其中長編動車組為323組[2]。此外，2016年1月實行的列車運行圖中動車組列車開行數(shù)量接近圖定旅客列車總數(shù)的2/3?？梢钥闯?，全國鐵路線建設與投產(chǎn)運營里程已提前完成了中長期規(guī)劃任務，高速鐵路網(wǎng)基本形成，而且跨線直達列車開行數(shù)量越來越多（如2015年7月京廣高鐵由北京西站始發(fā)的跨線列車比例達45%），并在北京、上海、廣州、深圳等城市間開行了夜行動車組臥鋪列車，動車組已成為承擔鐵路客運任務的主力車型。

由于動車組造價昂貴、運行速度快、運行舒適性和準時性要求高、列車追蹤間隔短、檢修地（含動車所、動車段、主機廠）布局集中且能力相對有限、檢修規(guī)程中有嚴格的走行公里周期和時間周期等約束限制，因此，其運用方式及計劃編制方法與既有客運機車和車底所采用的方式方法應有不同，國內(nèi)外學者[3-18]從不同角度對動車組運用問題進行了研究，包括動車組交路運用方式、動車組交路優(yōu)化、具有檢修約束的動車組運用計劃編制等問題，但研究成果與目前的運輸生產(chǎn)實踐和要求還存在一定偏差，需進一步比較與分析。

1 始發(fā)終到站特點

始發(fā)終到站是動車組所擔當運營任務的起始終止點，是構(gòu)成動車組交路的站點集合，目前動車組列車始發(fā)終到站大都設在省會城市、商業(yè)發(fā)達城市、港口城市及文化景點城市。根據(jù)《鐵路動車組運用維修規(guī)程》[19]（簡稱《規(guī)程》）規(guī)定，動車組檢修分為5個等級，一級和二級檢修為運用檢修，三級、四級和五級檢修為高級檢修，按始發(fā)站或終到站是否臨近檢修地、是否設置存車場、所臨近檢修地是否是動車組配屬地分為4種情況。

（1）車站臨近具備高級修能力的檢修地，即動車組在車站可短距離運行進入動車段或主機廠進行高級修。例如，動車組在北京南站、北京西站可短距離運行進入北京動車段，在上海虹橋站、上海南站可短距離運行進入上海動車段。目前，具備各型動車組高級修能力的檢修地分別是中國鐵路總公司（簡稱總公司）下屬的北京、上海、武漢、廣州、沈陽、西安、成都等7個動車段及青島四方機車車輛股份有限公司、中車長春軌道客車股份有限公司、青島四方龐巴迪鐵路運輸設備有限公司、中車唐山機車車輛有限公司等4個主機廠。當動車組達到高級修周期且所擔當運行線的始發(fā)終到站不臨近動車段或主機廠時，需采用長距離回送方式送至相應檢修地檢修。例如，當鄭州鐵路局配屬的動車組達到高級修周期時，需經(jīng)鄭武客專送至武漢動車段檢修或經(jīng)徐州、濟南送至青島的主機廠檢修，檢修完畢后再接回，回送距離較長。

（2）車站設置有具備運用修能力的檢修地，即動車組列車到站后可通過走行線進出動車所進行運用檢修。例如，動車組在北京南站可進入北京南動車所、在北京西站可進入北京西動車所，在上海虹橋站可進入虹橋動車所、在上海南站可進入上海南動車所。目前，總公司在18個鐵路局（公司）設置了53個動車運用所，其中運用所位置的選擇由車站地理位置、開行交路、配屬車組數(shù)量等因素決定。例如，武漢鐵路局結(jié)合開行情況，在武漢站附近設置武漢動車所，以開行高速動車組為主；在漢口站附近設置漢口動車所，以開行250 km/h及以下動車組為主。當動車組達到運用修周期且所擔當運行線的終到站（如天津西站）未設置動車所時，可采用回送方式送至動車所進行檢修作業(yè)。

（3）車站設置有存車場，即動車組列車到站后可經(jīng)走行線進入存車場進行存車與客運整備，如到達天津站、黃山北站的動車組可進入車站存車場進行客運整備。在車站到發(fā)線原則上不安排動車組存放，在未設置動車所或無存車線的終到車站，可安排臨時存放動車組。例如，武漢鐵路局開行的漢口站至廈門北站的動車組列車，當日到達廈門北站后需存放一夜后次日開行，因此，在距離廈門北站較近的漳州車站臨時存放動車組。

（4）車站所臨近檢修地為動車組配屬地，即動車組列車到站后可直接進入所配屬動車所進行相應級別的檢修作業(yè)。目前，為高效利用動車組資源，同時為明確動車組檢修安全責任劃分，原則上由配屬動車所負責動車組檢修任務，承擔動車組檢修安全主體責任，因此，在安排開行交路時一般情況下都會考慮檢修周期，確實因特殊原因需異地檢修時，由雙方單位協(xié)商解決，明確責任主體。在生產(chǎn)中，當列車單次運行距離較長時，將出現(xiàn)超檢或過檢困境，例如，G71次列車從北京西站運行至深圳北站時，如果不入庫檢修，第二天再返回至北京西站將超過一級修公里周期。

2 動車組運用方式及備用方式

在動車組運用方式上，趙鵬[3]提出了固定區(qū)段運用方式、不固定區(qū)段運用方式和半固定區(qū)段運用方式3種運用方式。經(jīng)理論計算和借鑒日本運輸實踐表明，與固定區(qū)段運用方式相比，不固定區(qū)段運用方式是動車組利用率較高的運用方式。同時，因在交路建立時加入了檢修弧，動車組檢修時不必采用回送方式而額外占用運行線資源，實現(xiàn)了運用和檢修計劃的一體化編制，因此，在后續(xù)研究文獻中基本采用不固定區(qū)段的動車組運用方式。但通過對所建模型[4]的分析發(fā)現(xiàn)，當帶有檢修弧的交路段不足時，由這些交路段形成的交路將可能出現(xiàn)不滿足一級修時間周期約束的情況，即交路中無檢修弧的連續(xù)交路段數(shù)可能會超過一級修時間周期。耿敬春[5]提出了周期性運用方式，即在動車組檢修周期內(nèi)，其交路中包含至少有一次經(jīng)過具有運用檢修條件的車站，且在站停留時間不小于其相應作業(yè)時間。周期性運用方式是在不固定區(qū)段運用方式基礎上，充分考慮運用檢修周期約束，因此，其實用性相對較好。但目前一級修大多在動車組擔當完本天任務后入庫利用夜間進行，而白天基本不入庫?；▊6]針對我國客運專線動車段布局和區(qū)域調(diào)度中心規(guī)劃特點，提出簇式運用方式，其實質(zhì)是不固定區(qū)段運用方式的一個子集，只是將檢修周期拓展至三級修，以使動車組在不采用回送情況下圍繞其所配屬的動車段進行不固定區(qū)段運用。目前，動車段規(guī)劃建設數(shù)量和調(diào)度指揮方式已發(fā)生較大變化，因此，以三級修為中心的簇式運用方式也缺少了實際應用價值。

在動車組備用方式上，花偉[7]提出了動態(tài)備用方式，即備用動車組在動車所內(nèi)備用，且是所有運用動車組的共享備用車。經(jīng)理論計算，與固定備用方式相比，動態(tài)備用方式下的備用動車組利用率將得到提高，從而總的備用動車組數(shù)量將會減少。

目前，全國開行的動車組列車依然采用既有客車車底的運用方式，即動車組多采用固定區(qū)段運用方式，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，每組車每天擔當?shù)倪\行任務平均不足3列，動車組運用效率有待提高。動車運用所配屬車輛計算方式為“開行動車組+熱備動車組+檢備動車組+高級修動車組”，其中熱備動車組具備開行條件，在各主要城市所在車站熱備，途中發(fā)生動車組故障影響行車時，由事發(fā)地鐵路局安排當?shù)責醾鋭榆嚱M開行；檢備動車組主要用于替換二級修、故障臨修及輪對鏇修、輪輞輪輻探傷、空心軸探傷等檢修動車組。目前，運用車檢備率為10%左右。同比，日本采用調(diào)動動車組的方式來提高動車組利用率，使得東海道—山陽新干線動車組的預備率為5.5%，東北—上越新干線動車組的預備率僅為3.3%[8]。

目前我國動車組交路的開行方式主要由運輸需求和檢修要求共同決定，主要有3種形式：（1）當日折返回庫檢修，即當日運行交路較長，且交路公里數(shù)基本滿足一級修檢修要求時，當日回動車所進行一級修作業(yè)。本形式的交路還包含短途列車的多次往返情況，如在京津城際鐵路上運行的北京南站與天津站間的城際列車。首趟任務的始發(fā)站與末趟任務的終到站相同的情況見圖1；首趟任務的始發(fā)站與末趟任務的終到站不相同需要采用回送方式進入動車所的情況見圖2。（2）當日折返回所整備，即當日運行交路不滿足一級修作業(yè)條件時，當日折返動車組開展整備修，主要是對動車組客室服務設施進行整備，待次日回所后開展一級修。（3）隔日折返，即當日異地存放，次日回所檢修，主要是為了保證異地無設置動車所城市早晨能夠盡快開行第一班動車組，當日交路運行結(jié)束后在異地車站或有存車場的整備線存放，次日開行后回所檢修（見圖3、圖4）。本形式交路同樣包含短途列車的多次往返情況，例如，在京津城際鐵路上運行的北京南站與天津站間的城際列車，首趟列車的始發(fā)站為北京南站，末趟列車的終到站為天津站，動車組在天津站存車場過夜進行客運整備。

圖1 在相同車站的當日折返

圖2 在不同車站的當日折返

圖3 兩站間的隔日折返

圖4 多站間的隔日折返

3 動車組運用計劃編制

3.1 修程修制

《規(guī)程》規(guī)定：嚴禁檢修過期動車組上線運營。因此，動車組在臨近檢修周期時必須及時安排送檢。同時《規(guī)程》規(guī)定，動車組運用維修采用以走行公里周期為主、時間周期為輔的檢修模式，以先到者為準（簡稱雙修制）。

（1）采用雙修制后，按《規(guī)程》規(guī)定：備用動車組累計備用時間超過48 h后，上線運營前須進行一級檢修。因此，理論上存在一種最不利情況，即動車組即使本次走行公里為零，當其累計備用時間達到檢修時間周期且需上線運營時，仍需進行檢修作業(yè)。據(jù)理論研究[10-11]，時間周期的引入進一步加劇了動車組運用計劃編制的復雜程度，更嚴重的是，動車組批量投入后，由于累計時間接近，造成同時達到檢修周期的幾率增大，從而引發(fā)動車組數(shù)量振蕩增大的情況。但實際運行交路中，日均走行公里基本維持在2 200 km以內(nèi)，對于當日走行公里超過2 200 km的，原則上當日進行檢修或次日套跑小公里交路，而對于熱備動車組，主要是安排高級修即將到期的動車組擔當，一方面減少走行公里數(shù)，另一方面可以均衡動車組高級修到期周期。

（2）關(guān)于備用動車組，曾向陽[12]指出由于動車組運用計劃僅涉及運用檢修，且在動車運用所進行，而三級及以上修程因檢修時間較長，通常在動車段進行檢修，檢修期間為保證動車組承擔運輸任務的連續(xù)性需啟用備用動車組。因此，動車組在運用檢修層可不考慮檢修備用車問題，或當編制動車組運用計劃在運用檢修層就需啟動備用動車組時，說明運行圖可能需要調(diào)整或需要增加動車組投入數(shù)量。目前，總公司在編制動車組開行交路圖時，不僅考慮各鐵路局動車組配屬情況，而且為充分利用動車組，將開行圖分為日常圖（周一—周四）、周末圖（在日常圖基礎上增加開行車次）、節(jié)假日圖（增加臨時客車）及春運圖、暑運圖，在客流增加的情況下及時調(diào)整交路開行情況。同時，由于動車組高級修需要，需均衡安排動車組入具備高級修動車段或主機廠進行高級修，為確保關(guān)鍵時段用車需求，往往由配屬動車組的動車所合理安排開行交路及走行公里，確保春運、暑運及節(jié)假日用車需求，在客流低峰時安排高級修。

3.2 編制內(nèi)容

動車組運用計劃是動車組運用和檢修的綜合計劃，必須統(tǒng)一編制[13]，即根據(jù)給定列車運行圖、有關(guān)動車組修程修制的規(guī)定及檢修地條件等，對動車組在什么時刻、哪座車站擔當哪次列車，在什么時間、什么地點進行哪種類型的檢修等做出具體安排，以確保運用狀態(tài)良好的動車組實現(xiàn)列車運行圖[4]。從運輸生產(chǎn)需求來看，動車組運用計劃還應包括動車組的檢備計劃，即當運用動車組達到檢修周期且檢修時間超過下一待擔當運行線的始發(fā)時間點時，需要啟用檢備動車組替代其運行。因此，動車組運用計劃應由運用、檢修和檢備3個子計劃構(gòu)成，并應實現(xiàn)一體化編制，即動車組運用計劃是動車組運用、檢修和檢備的綜合計劃，通過與列車運行圖鋪畫相交互，并依據(jù)動車組修程修制的規(guī)定和檢修地條件，對動車組在什么時刻、在哪座車站擔當哪次列車，在什么時間、什么地點進行哪種級別檢修，在什么時間、什么地點轉(zhuǎn)備和解備等做出具體安排，確保運用狀態(tài)良好的動車組實現(xiàn)列車運行圖。

在當前運輸生產(chǎn)中，動車組檢修計劃分為年、月、周、日計劃，年度檢修計劃主要由總公司結(jié)合各動車段、主機廠檢修能力，結(jié)合年底動車組走行公里情況，估算出次年全年的動車組高級修計劃，要求各鐵路局嚴格按照要求分批次送修；月度檢修計劃是各動車運用所結(jié)合年度檢修計劃、動車組基礎信息統(tǒng)計表（二級修周期，重點包括輪對鏇修、輪輞輪輻探傷及空心軸探傷等作業(yè)）進行編制，避免檢修周期到期；周檢修計劃主要依據(jù)月度檢修計劃編制，在充分考慮上周計劃執(zhí)行情況、臨時交路調(diào)整情況等予以編制；日檢修計劃主要依據(jù)周檢修計劃編制，日檢修計劃的變更主要是由于當日動車組故障情況、臨修情況、前一日任務完成情況臨時調(diào)整。而動車組乘務計劃由機務段編制和實施，因此，動車組交路計劃、檢修計劃與乘務計劃分開編制。在日本，新干線運營管理系統(tǒng)（COSMOS）在編制列車運行圖的同時，動車組運用計劃、乘務計劃也隨之完成[8]，優(yōu)點是當調(diào)整運行圖或動車組運用計劃時，可實現(xiàn)以最佳配合度優(yōu)化乘務計劃，并達到一次調(diào)整所有計劃隨之到位的目標。

3.3 運行圖約束

研究動車組運用計劃時，一般以給定列車運行圖為前提條件。但如果運行圖作一定變動后，能夠明顯提高動車組的運用效率，就應該調(diào)整運行圖，至少應給出提示性建議，而不是必須剛性滿足運行圖約束條件。因此，動車組運用計劃的編制應與列車運行圖的鋪畫相交互。據(jù)研究[10]，在不調(diào)整運行圖的情況下，完成運行圖給定的任務至少需投入12組動車組，較計劃投入的數(shù)量多出2組。實際上，還有一類運輸生產(chǎn)需求，即在給定動車組數(shù)量的前提下，如何輔助確定列車開行方案，甚至鋪畫列車運行圖。張嘉銳[14]雖然研究了在固定數(shù)量動車組并采用不固定區(qū)段運用方式條件下的動車組優(yōu)化運用問題，但是以考慮最小化成本支出、最大化運行線效益及實現(xiàn)最大化凈效益為目標，沒有涉及列車開行方案的優(yōu)化。

4 重聯(lián)問題

目前，我國載客運行的動車組有3種編組形式：短編組、長編組和重聯(lián)編組。短編動車組為8輛固定編組，長編動車組為16輛固定編組?！兑?guī)程》規(guī)定：固定編組動車組在運用狀態(tài)下不得解編。而重聯(lián)動車組由2列同類型短編動車組聯(lián)掛而成，與長編動車組不同，重聯(lián)動車組可以根據(jù)不同線路、不同日期的客流需求進行調(diào)整，例如，在漢口—上海的動車交路中，由于日常（周一—周四）客流不高，編組方式為8輛編組，在周末時（周五—周日）采取重聯(lián)運行方式。在檢修時，16輛編組動車組占用2組短編動車組檢修能力，或在一級檢修時，由2個作業(yè)小組實施。

在日本、韓國等國家的運輸生產(chǎn)過程中，還存在一種臨時重聯(lián)方式，即一列重聯(lián)編組列車從始發(fā)站出發(fā)，運行至分解站（列車運行過程中的一個中間站）后，被解編為兩列短編組列車，然后沿2個方向分別繼續(xù)運行，直至各自終到站；反之，2列短編組列車分別從各自始發(fā)站出發(fā)，當運行至重聯(lián)站，經(jīng)過重聯(lián)作業(yè)后作為一列車繼續(xù)運行至相同終到站。由于場地需求、運輸安全需求等因素，我國沒有采取該種組織方式。

此外，按《規(guī)程》規(guī)定：2列同型短編動車組可重聯(lián)回送。而在車站能力緊張短編、動車組進出檢修地時，為減少咽喉沖突，也可采用臨時重聯(lián)方式，但由于環(huán)境不同、人員變化等因素，將大大提高動車組的運行風險。

5 結(jié)束語

我國高速鐵路網(wǎng)基本形成，動車組已成為承擔鐵路客運任務的主力車型，但從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，動車組運用效率有待提高、運用車檢備率較高、動車組車型較多（如在京滬高鐵運行的本線及跨線列車包括CRH380A、CRH380A重聯(lián)、CRH380AL、CRH380BL、CRH2E、CRH5A、CRH5A重聯(lián)、CRH2A、CRH2A重聯(lián)、CRH2B等車型和編組）、檢修地能力階段緊張、長途跨線列車發(fā)生過修或失修困境。因此，如何提高動車組運用計劃編制質(zhì)量非常必要和緊迫，需要結(jié)合運輸生產(chǎn)需求，適時推行動車組非固定區(qū)段運用方式，并在統(tǒng)籌考慮檢修地能力、雙修程等約束條件下，進一步推進一體化編制動車組運用、檢修和檢備計劃的研究和應用。

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責任編輯 高紅義

On Current Utilization of EMUs

HUA Wei1，MEI Jixiang2
（1. Transportation and Economics Research Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China；2. Railway Technology Training Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China）

China's high-speed railway network is basically formed, and EMU trains have become the main vehicle to undertake the task of railway passenger transport. Problems at present include too many EMU models, lack of utilization eff ciency, insuff cient capacity of maintenance bases during busy periods, and overmaintenance or lack of maintenance for long-distance trains. Therefore, improving the quality of EMU utilization plan is necessary and urgent. Based on analysis and comparison of EMU utilization mode, reservation mode, repair classif cation and system, preparation of utilization plan, coupled operation, etc., this paper puts forward the suggestion of introducing at the right time the way to utilize EMUs on different sections in a f exible way and, considering constraints like capacity at maintenance bases and paralleled repair classif cations, integrating preparation of EMU utilization, maintenance and servicing plans with that of train working diagrams.

high speed railway network；EMU；utilization plan；paralleled repair system

U279

A

1001-683X（2017）02-0033-06

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.02.033

2016-05-03

中國鐵路總公司科技研究開發(fā)計劃項目（2015X004-A）

花偉（1971—），男，副研究員，博士。E-mail：huawei@rails.cn