林矗立

（武廣鐵路客運專線有限責(zé)任公司 計劃財務(wù)部，湖北 武漢 430223)

武廣高速鐵路 (武漢—廣州南) 長沙南站是京廣高速鐵路 (北京西—廣州南) 和滬昆高速鐵路(上海虹橋—昆明南) 的交匯站，站場由京廣場與滬昆場南北向并列而成，其中京廣場的到發(fā)線有 13 條，正線有 2 條；滬昆場的到發(fā)線有11條，正線有2 條。京廣場與滬昆場通過長沙東南線路所、長沙西北線路所 2 個線路所共5條聯(lián)絡(luò)線聯(lián)接。車站銜接 3 條動車走行線 (A 線、B 線、C 線)，由站場南端引出，與長沙動車所相接。車站主要辦理動車組列車始發(fā)終到和中轉(zhuǎn)作業(yè)、部分動車組列車上水吸污、行包快運裝卸作業(yè)，以及動車組列車進出長沙動車所的存放與檢修作業(yè)。根據(jù) 2017年7月1日運行圖資料，長沙南站京廣場 9 ∶ 00—21 ∶ 00 時段每小時辦理列數(shù)均達到 20 列以上，平均每 3 min 至少接發(fā) 1 列。其中，最高峰在 14 ∶ 00—17 ∶ 00 時段，分別辦理 30 列、26 列、25 列，可見車站能力非常緊張。因此，為滿足路網(wǎng)擴張后列車開行需求增加的需要，應(yīng)深入分析影響長沙南站通過能力的因素，為挖掘車站能力奠定良好的基礎(chǔ)。

1 長沙南站通過能力影響因素分析

1.1 車站間隔時間

在對長沙南站京廣場關(guān)鍵的車站間隔時間進行分析時，將間隔時間具體分為到達間隔時間、出發(fā)間隔時間、敵對進路下列車發(fā)到間隔時間，以及敵對進路下列車到發(fā)間隔時間[1-2]，其中接入和發(fā)出又可以分為本線列車之間、本線與跨線列車之間，以及跨線列車之間的到達或出發(fā)間隔時間。通過分析列車開行方案可知，長沙南站京廣場大部分最小間隔時間均滿足圖定間隔時間要求，京廣場各類間隔時間比較如表1 所示。

其中，下行(本線列車到達間隔時間)、(本線列車出發(fā)間隔時間)、上行、(跨線列車到達間隔時間)、(跨線列車出發(fā)間隔時間)與圖定間隔時間相等；下行(本線與跨線列車到達間隔時間)、、上行(敵對進路下列車發(fā)到間隔時間) (接入) 略大于圖定間隔時間；下行(本線與跨線列車出發(fā)間隔時間)、、(敵對進路下列車到發(fā)間隔時間)、上行、、、、(發(fā)出) 略小于圖定間隔時間。

通過統(tǒng)計分析可知，大部分最小間隔時間都可以實現(xiàn)圖定間隔時間，表明列車間隔時間存在壓縮的可能性。但是，并非所有間隔時間都能滿足最小間隔時間，因而需要對京廣場各類間隔時間的基本情況進行統(tǒng)計，京廣場基本間隔時間統(tǒng)計結(jié)果如表2 所示。

通過表1、表2 的比較分析可知，京廣場一定程度上優(yōu)化了基本間隔時間，提升了長沙南站能力利用率，主要表現(xiàn)如下。①到達列車間隔時間雖然可以實現(xiàn)圖定標準，但是基本都大于圖定最小間隔。列車到達間隔時間 4 min 實際可行，但多半受限于前方車站發(fā)車間隔、前方區(qū)段列車停站限制等原因，導(dǎo)致列車在區(qū)間運行或到達車站時存在較大的間隔時間問題，造成車站和區(qū)間的能力浪費。②出發(fā)列車基本按照運行圖規(guī)定的最小間隔時間發(fā)出。為避免加劇長沙南—衡陽東區(qū)段的能力緊張，長沙南站發(fā)車十分緊湊，長沙南—衡陽東區(qū)段的停站也較為合理。③存在大量平行進路的情況：下行接入存在 7 個平行進路；下行發(fā)出存在 14 個平行進路，分別為(10 個)，(3 個)，(1 個)；上行接入存在 21 個平行進路，分別為(16 個)，(3 個)，(2 個)；上行發(fā)出存在16 個平行進路，分別為(11 個)，(2 個)，(3 個)。

表1 京廣場各類間隔時間比較Tab.1 Comparison of various interval time in Beijing-Guangzhou yard

表2 京廣場基本間隔時間統(tǒng)計結(jié)果Tab.2 Basic interval time statistical results of Beijing-Guangzhou yard

1.2 列車開行方案

長沙南站列車開行方案對通過能力的影響因素主要有列車停站和跨線列車開行[3-4]。

（1）列車停站。本線列車在長沙南站停站列車數(shù)為 33 列/d，停站總時間為 127 min，平均停站時間為 3.85 min；跨線列車長沙南站停站列車數(shù)為193 列/d，總停站時間為 1 168 min，平均停站時間為 6.05 min。日本新干線隨著列車數(shù)量的增加，在兼顧旅客適應(yīng)性的前提下，將大站停站時間縮短至 1 min～1 min 30 s，小站停站時間縮短至 45 s～1 min。由此可見，長沙南站列車的停站時間較長，影響了車站的通過能力，而采用列車遞遠遞停和列車追蹤停站 2 種方式可以使列車的停站對通過能力造成的影響相互重疊 (但不會消失)，從而降低平均每次停站對車站通過能力的影響。

（2）跨線列車開行。長沙南站到達列車共112列/d，其中本線列車為 19 列/d，跨線列車為93 列/d；出發(fā)列車共 117 列/d，其中本線列車為22 列/d，跨線列車為 95 列/d。受咽喉區(qū)道岔限制，跨線列車在長沙南站京廣場某些股道接發(fā)時，無法實現(xiàn)平行進路而導(dǎo)致交叉，最嚴重的 3 種交叉情況分別為：①東接南發(fā)與北接西發(fā)交叉。在 10 股道至 15 股道中，東接南發(fā)有 16 列/d，北接西發(fā)有12 列/d。這 2 種接發(fā)方向在站場內(nèi)形成固定交叉，無法安排平行進路，編制列車運行圖時只能滿足接車或發(fā)車平行。②南接?xùn)|發(fā)與西接北發(fā)交叉。在 1 股道至 7 股道中，南接?xùn)|發(fā)有 15 列/d，西接北發(fā)有 15 列/d。交叉情況與 10 股道至 15 股道的東接南發(fā)、北接西發(fā)情形相同。③南接西發(fā)與西接南發(fā)交叉。在 1 股道至 7 股道中，南接西發(fā)有 10 列/d，西接南發(fā)有 10 列/d?！皷|”指滬昆高速鐵路上海方向，“西”指滬昆高速鐵路昆明方向，“南”指武廣高速鐵路廣州方向，“北”指武廣高速鐵路武漢方向。列車數(shù)量雖然少，但是均需調(diào)向作業(yè)，各次列車占用股道時間超過 20 min，對接發(fā)列車股道運用的影響更嚴重。由此可知，較多的交叉會使跨線列車在長沙南站接發(fā)時占用咽喉及股道的時間較長，影響車站的通過能力。

1.3 設(shè)備設(shè)施布局

車站通過能力同時受到站場自身條件和對其運用是否合理的限制，特別是動車組出入所、上水吸污設(shè)備和旅客服務(wù)系統(tǒng)[5]。其中，動車走行線聯(lián)接長沙南站局限性較大，原因在于長沙南站 4 條正線均無法直接經(jīng)動走線接發(fā)列車，而且 3 條動車走行線均只聯(lián)接站場內(nèi)上行側(cè)或下行側(cè)股道，接發(fā)列車受限極大。同時，京廣場靠近正線的 7 股道、10 股道沒有上水吸污設(shè)備，具備上水吸污條件的只有 3 股道、4 股道、11 股道、12 股道、13 股道、14 股道共 6 條股道，僅占京廣場 13 條到發(fā)線的 46%。除此之外，長沙南站使用的車站旅客服務(wù)系統(tǒng)與調(diào)度所數(shù)據(jù)連接運行存在不可靠的問題，軟件版本較低，系統(tǒng)反應(yīng)速度慢，獲取調(diào)度所信息后還可能顯示錯誤信息和輸出錯誤指令，在降低股道有效利用率的同時也給現(xiàn)場客運作業(yè)帶來安全隱患。

1.4 車站到發(fā)線運用

車站到發(fā)線運用是否合理直接決定了列車是否具備接入或發(fā)車的條件[6-7]。當(dāng)車站到發(fā)線運用不合理、不均衡時，后續(xù)列車即使?jié)M足相關(guān)間隔時間，也可能無法接入。因此，車站對到發(fā)線的運用也直接影響線路通過能力。京廣場正向接發(fā)列車股道限制如表3 所示。

表3 京廣場正向接發(fā)列車股道限制Tab.3 Restriction of forward train lane in Beijing-Guangzhou yard

由表3 可知，長沙南站東接北發(fā)可用股道僅有3 條。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在 14 ∶ 00—17 ∶ 00 高峰時段京廣場5 股道的能力最為緊張，接發(fā)列車為 9 列，其中有3 列為跨線列車。其他股道列車均大于等于 5 列。只有 1 股道無列車接發(fā)，7 股道無跨線列車接發(fā)。而滬昆場除了 20 股道的接發(fā)列車為 8 列，其他均小于等于 6 列，并且多個股道無列車接發(fā)。因此，長沙南站的股道運用存在不合理、不均衡問題，大量列車接入京廣場股道造成車站通過能力緊張。

2 提高長沙南站通過能力的對策

2.1 壓縮列車間隔時間

動車組運行涉及車務(wù)、機務(wù)、客運等多個單位，各單位往往從自身角度考慮設(shè)置安全作業(yè)時間，導(dǎo)致某些環(huán)節(jié)耗時過多，從而影響運輸效率。例如，動車組進出長沙動車所已經(jīng)經(jīng)過提速整改，而動車走行線圖定運行時長仍然沒有修訂。提高通過能力需要各單位聯(lián)動密切配合，盡量壓縮不必要的作業(yè)時間，提高整體運輸效率。此外，車站采用一次解鎖還是分段解鎖對列車間隔時間影響非常大[8]。采用一次解鎖接車時，需要前行列車完全進入股道后，方可為后行列車辦理接車進路；采用分段解鎖時，只需要前行列車駛出后清除咽喉區(qū)內(nèi)相關(guān)軌道電路，即可為后續(xù)列車辦理接車進路。對于咽喉區(qū)布局復(fù)雜的長沙南站等大型車站而言，采用分段解鎖方式的效果將更為明顯。

2.2 調(diào)整列車開行方案

由于長沙南站京廣場 14 ∶ 00—17 ∶ 00 時段是最高峰，其中某些時段共用咽喉道岔，接發(fā)列車密度達到列車運行圖參數(shù)極限 (同向發(fā)車間隔為 5 min)。此時間段上行列車共 43 列，其中廣州南始發(fā)列車有 14 列，深圳北始發(fā)列車有 8 列，共 22 列列車，占總數(shù)的 51%。如果將廣州南和深圳北始發(fā)的 22 列列車的一部分移出該時間段，同時將調(diào)向列車與終到折返列車也移出一部分，長沙南 14 ∶ 00—17 ∶ 00時段即可減輕一部分壓力。同理，下行的 38 列列車也可以考慮優(yōu)化交路和時刻，將一部分列車長沙南的時刻調(diào)整出 14 ∶ 00—17 ∶ 00 之外，就能夠達到均衡列車運行密度的目的。

2.3 改造完善部分設(shè)施

通過改造完善車站設(shè)備設(shè)施，可以使車站充分合理運用站場自身條件，提高車站通過能力，具體改造措施如下。①增加動車所輪對故障動態(tài)檢測系統(tǒng)。在動車所內(nèi) B 線增設(shè)輪對故障動態(tài)檢測系統(tǒng)，保證經(jīng) B 線入所的動車組，進入動車所后可以直接接受檢測，提升動車組入所的效率。②增加上水吸污設(shè)備。如果長沙南站每條股道都具備上水吸污條件 (除靠近正線的股道不具備安裝條件外)，上水吸污列車的股道安排將更加靈活，接發(fā)列車平行進路將更容易建立，大大提高長沙南站通過能力。③升級或更換車站旅客服務(wù)系統(tǒng)。通過升級或更換車站旅客服務(wù)系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)木_性與閘機運作的可靠性，完善各項指引提示功能，如自動識別同站臺 2 趟列車車次 (或開點) 相近的情況并針對性地廣播提示。通過旅客服務(wù)系統(tǒng)的功能提升實現(xiàn)快速辦理客運乘降，適當(dāng)壓縮同站臺列車的發(fā)車間隔時間，從而提高股道利用率。

2.4 優(yōu)化到發(fā)線運用

對于廣州方向接入至昆明方向的列車，應(yīng)接入長沙南站京廣場 1 股道至 7 股道，經(jīng)南西聯(lián)絡(luò)線發(fā)出；如果列車接入 10 股道至 12 股道，應(yīng)盡量將該列車前后由京廣場發(fā)往廣州方向的列車接入 13 股道至15 股道，使列車之間構(gòu)成平行進路。對于杭州方向接入至武漢方向的列車，應(yīng)將該列車前后由武漢方向接入的列車接入京廣場 13 股道至 15 股道，使列車之間構(gòu)成平行進路。

對于武漢方向接入至昆明方向的列車，應(yīng)接入長沙南站京廣場 10 股道至 15 股道，經(jīng)西北下行聯(lián)絡(luò)線發(fā)出；或者接入 1 股道至 4 股道，實現(xiàn)列車經(jīng)南西聯(lián)絡(luò)線發(fā)出，與其他廣州方向接入 5 股道至 15 股道的列車構(gòu)成平行進路。對于昆明方向接入至武漢方向的列車，應(yīng)接入 1 股道至 2 股道，實現(xiàn)與其他自廣州方向接入京廣場 3 股道至 15 股道的列車構(gòu)成平行進路。

對于廣州方向接入杭州方向的列車，應(yīng)接入 1股道至 4 股道，實現(xiàn)與其他自京廣場 5 股道至 7 股道反向發(fā)出的列車構(gòu)成平行進路。對于杭州方向接入至廣州方向的列車，應(yīng)接入 13 股道至 15 股道，實現(xiàn)與其他自廣州方向反向接入京廣場 10 股道至 12 股道的列車構(gòu)成平行進路。

2.5 實現(xiàn)經(jīng)濟效益分析

開行經(jīng)濟效益是與客座率相關(guān)的，而客座率指的是列車的客座利用情況，客座率越高，表明列車的開行經(jīng)濟效益越好。因此，對武廣高速鐵路的開行經(jīng)濟效益分析可以轉(zhuǎn)化為對客座率的分析。武廣高速鐵路長沙南站的客座率可以劃分為武漢—長沙南區(qū)段、長沙南—衡陽東區(qū)段。武漢—長沙南分時段客座率如圖1 所示，長沙南—衡陽東分時段客座率如圖2 所示。

由圖1、圖2 可知，長沙南站所在區(qū)段的客座率較高，旅客出行需求旺盛，表明提高該站的通過能力既可以更好地滿足客流需要，提升武廣高速鐵路的經(jīng)濟效益，又可以充分體現(xiàn)高速鐵路對經(jīng)濟社會的帶動作用。

圖1 武漢—長沙南分時段客座率Fig.1 Wuhan-Changshanan seating rate by time interval

3 結(jié)束語

隨著高速鐵路網(wǎng)絡(luò)密度的不斷提升，人們對高速鐵路運輸?shù)男枨笕找嫱ⅲ咚勹F路客流持續(xù)增長，以京滬高速鐵路 (北京南—上海虹橋)、京廣高速鐵路等為代表的干線成為服務(wù)經(jīng)濟發(fā)展和區(qū)域聯(lián)動的重要運輸載體，提高高速鐵路的通過能力成為鐵路客運發(fā)展迫切需要解決的重大課題。由于車站通過能力受組織復(fù)雜、線路匯集等因素的影響，優(yōu)化措施及方法具有明顯的系統(tǒng)性和網(wǎng)絡(luò)性。因此，加強高速鐵路繁忙干線能力釋放的系統(tǒng)性研究，不僅可以提高車站通過能力，還可以滿足旅客運輸需求，進一步提升高速鐵路旅客列車的開行經(jīng)濟效益。

圖2 長沙南—衡陽東分時段客座率Fig.2 Changshanan-Hengyangdong seating rate by time interval