1 直通動車組開行方案編制及實施現(xiàn)狀

在動車組列車開行方案編制過程中，為有效應對不同日期客流變化，精準布局運力資源，中國國家鐵路集團有限公司(以下簡稱“國鐵集團”)正深入推進動車組列車“一日一圖”經營策略。國鐵集團每季度根據(jù)鐵路客流出行規(guī)律編制季度基本列車運行圖，其主要內容包括，根據(jù)穩(wěn)定客流的出行規(guī)律制定“日常圖”，根據(jù)周末客流出行規(guī)律制定“周末圖”，以及為應對節(jié)假日突發(fā)客流制定的“高峰圖”[1]。在“一日一圖”目標下，各鐵路局集團公司客運部門需及時關注直通客流變化情況，定期對本鐵路局集團公司擔當?shù)闹蓖▌榆嚱M列車開行方案進行調整，如對候補售票較多的單組列車采取重聯(lián)或長編運行措施，以及采取加開“周末圖”“高峰圖”列車調整措施；對售票數(shù)量不足的重聯(lián)、長編動車組列車及時改單組運行，或者采取停運措施[2]；在國家法定節(jié)假日期間，還要提前研判客流出行趨勢，編制節(jié)假日直通動車組開行方案。

在開行方案實施流程上，各鐵路局集團公司客運部根據(jù)客流變化，每日制定本鐵路局集團公司擔當?shù)闹蓖▌榆嚱M列車開行方案，并將擬定的開行方案報國鐵集團客運部審批，國鐵集團客運部統(tǒng)籌考慮各鐵路局集團公司開行方案需求后，向國鐵集團運輸調度指揮中心(以下簡稱“調度中心”)、鐵路局集團公司客運部發(fā)布審核后的開行方案，各鐵路局集團公司客運部再向國鐵集團調度中心申請批復后的開行方案，國鐵集團調度中心核對無誤后，發(fā)布調度命令實施[3]。

在信息系統(tǒng)建設上，當前動車組列車開行方案發(fā)布系統(tǒng)，由既有普速客車調度命令系統(tǒng)演變而來，隨著高速鐵路運營里程不斷增長，以及動車組列車配置數(shù)量不斷增多，全國鐵路日均開行直通動車組列車數(shù)量已達2 000余列，既有調度命令系統(tǒng)功能已不能滿足當前動車組列車開行方案調整需要。

經過對各鐵路局集團公司直通動車組列車開行方案編制及實施現(xiàn)狀的調查與分析，發(fā)現(xiàn)以下問題。

（1）開行方案編制缺乏統(tǒng)一規(guī)則。在開行方案的實施日期上，各鐵路局集團公司客運部普遍依據(jù)以往習慣編制，致使國鐵集團發(fā)布的全路動車組列車開行方案實施日期不一，其中部分開行方案執(zhí)行日期較遠、持續(xù)時間較長，有悖于調度命令短期、及時的應用策略,也不符合“一日一圖”實時、準確的開行原則。在開行方案編制依據(jù)上，受制于當前客運收入清算策略的影響，部分鐵路局集團公司偏重依據(jù)本鐵路局集團公司始發(fā)車次售票情況制定方案，較少統(tǒng)籌考慮動車組車輛擔當?shù)娜宦奋嚧握w售票情況，容易造成運力資源浪費或不足的情況發(fā)生。

（2）開行方案發(fā)布流程繁瑣。由于各鐵路局集團公司客運部、國鐵集團客運部、國鐵集團調度中心三方數(shù)據(jù)流轉未實現(xiàn)信息化管理，在開行方案流轉過程中，鐵路局集團公司客運部提報的方案信息仍使用傳統(tǒng)的文檔形式描述，致使開行方案的流轉效率不高，同時相關技術人員需人工核對審核后的開行方案，不利于開行方案的準確實施。

（3）開行方案發(fā)布系統(tǒng)信息化程度不高。開行方案發(fā)布系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)未實現(xiàn)格式化存儲，系統(tǒng)后臺僅保存開行方案的文本內容，缺乏對日期、車次、編組等基礎數(shù)據(jù)的格式化存儲，難以實現(xiàn)對開行方案內容進行大數(shù)據(jù)管理。同時，對開行方案內容正確性的驗證工作也主要由人工核對，難以實現(xiàn)系統(tǒng)自動驗證。開行方案發(fā)布系統(tǒng)未與客票系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通，鐵路局集團公司客運部編制動車組列車開行方案時，難以依據(jù)客票預售數(shù)據(jù)智能生成動車組列車開行方案。開行方案發(fā)布系統(tǒng)未與列車運行圖系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，高速鐵路遇災害天氣時，需及時對相關動車組列車采取調整運行措施，技術人員難以快速獲取列車信息，進而影響應急處置方案的編制效率。

（4）開行方案實施缺乏閉環(huán)管理。目前直通動車組列車開行方案發(fā)布后，未建立有效的質量評價機制。在開行方案的實施過程中，各鐵路局集團公司客運部主要負責開行方案的預測編制，工作重點偏重于對直通客流的預測；國鐵集團客運部負責開行方案的合理性審批，主要負責對全路開行方案的統(tǒng)籌安排；國鐵集團調度中心負責開行方案的發(fā)布實施，主要關注開行方案的安全實施。對已實施的開行方案，未建立以客座率、運營收入等為考核標準的開行方案質量評價機制，不利于對開行方案的編制質量進行有效監(jiān)督，進而督促各鐵路局集團公司客運部不斷優(yōu)化方案編制策略，實現(xiàn)開行方案編制、實施的閉環(huán)管理。

2 提升直通動車組列車開行方案編制及實施質量對策

為實現(xiàn)直通動車組列車開行方案編制及實施質量全面提升，需從方案編制規(guī)則、方案編制與實施閉環(huán)管理、信息化系統(tǒng)建設、開行方案編制策略等方面進行合理優(yōu)化。

2.1 完善開行方案編制規(guī)則

對開行方案的提報時間、實施日期、編制依據(jù)進行規(guī)范，制定統(tǒng)一的開行方案編制規(guī)則。

（1）規(guī)范開行方案提報時間。直通動車組開行方案發(fā)布實施過程較為復雜，部分列車運行調整在方案發(fā)布后次日即實施，為保證列車途經各鐵路局集團公司運輸站段在開行方案實施前均收到開行方案變化情況，鐵路局集團公司客運部應于方案實施前一日18 : 00前，將其動車組列車開行方案提報至國鐵集團調度中心，保證鐵路局集團公司運輸站段根據(jù)方案調整情況，及時將人員、設備設施配備到位，以確保動車組列車開行方案的安全實施。

（2）規(guī)范開行方案實施日期。為維護動車組列車開行方案短期性、及時性的調整策略，動車組列車開行方案實施日期需在方案發(fā)布日期后3日內實施，開行方案持續(xù)日期不得超出1周；對計劃性、長期性的列車調整方案，應由客運部門發(fā)布電報實施。

（3）優(yōu)化開行方案編制策略。規(guī)范開行方案編制依據(jù)的目的，是提高動車組列車運輸效率、精準分配運力資源，目前國內外專家學者提出了基于不同算法模型的開行方案最優(yōu)化解決方案。左大杰[4]給出確定性多目標絕對約束模型，設計基于隨機模擬的遺傳算法對旅客列車開行方案進行研究；史峰等[5]建立客運專線相關旅客列車開行方案的多目標優(yōu)化模型。在實際執(zhí)行過程中，存在計算變量過于復雜、方案界定閾值不夠精確等弊端，因而研究嘗試從動車組運行成本角度構建一套直通動車組列車開行方案調整策略。根據(jù)對2021年全路動車組列車運行現(xiàn)狀的調查和分析，以當前開行范圍日益擴大的復興號動車組CR400AF單組為例，其裝機功率10 000 kW，按時速350 km運行每小時耗電9 600 kW·h，單日走行2 200 km，運行時間12 h。根據(jù)國家電網有限公司統(tǒng)計，2021年中國工業(yè)電價平均為0.635元/(kW·h)，由此可計算出復興號動車組CR400AF單組日均用電費用大約為9 600×12×0.635 = 73 125 元。另根據(jù)京滬高速鐵路股份有限公司(股票代碼601816) 2020年年報進行分析，該公司復興號動車組開行占比較高，2020年營業(yè)總收入為252.4億元，旅客發(fā)送人次為0.92億人，粗略估計2020年乘坐京滬高速鐵路動車組列車的旅客人均客票費用為252.4/0.92 = 274 元。若要抵消復興號動車組日開行用電成本，每標準組日均旅客發(fā)送量為73 125/274 = 266.88 人，另按日均開行3個交路車次、標準定員576人計算，列均客座率應為266.88/3/575 = 15%，即每一列客座率需達15%才可抵消本次列車的用電成本。

日常運營動車組中還包括其他型號，但其余動車組裝機功率均低于復興號動車組，即復興號動車組計算出的運營成本肯定高于其他型號動車組的運營成本，可簡單將15%的客座率做為動車組是否加開/停運的一項標準。

因此，編制動車組停運的開行方案，全交路各次列車平均客座量需不高于定員的15%；編制動車組加開的開行方案，全交路列車平均候補購票的售票量應高于動車組定員的15%；其中編制動車組列車定員增加的開行方案，增加定員后的動車組全交路列車平均客座率應達到65%及以上；編制動車組重聯(lián)改單組的開行方案，動車組全交路各次列車客座率均不高于50%單組列車定員。據(jù)此編制的開行方案可基本消除鐵路運力資源的浪費，決策依據(jù)可操作性強，可進一步提高動車組列車開行方案的編制效率。

2.2 建立開行方案編制與實施的閉環(huán)管理機制

（1）建立開行方案實施質量評價機制。對各鐵路局集團公司提報的定員增加、列車加開的開行方案，分析其開行方案相關列車客座空置率情況，對空置率高的進行減分，對空置率低的進行加分；對定員減少、列車停運的開行方案，分析其開行方案相關列車客座利用率情況，對客座利用率高、產生候補購票多的進行減分，國鐵集團定期發(fā)布各鐵路局集團公司客運部開行方案實施質量評價結果。

（2）實施以質定量的開行方案申請機制。國鐵集團根據(jù)各鐵路局集團公司擔當直通動車組列車的數(shù)量，合理分配其每日動車組列車開行方案的申請數(shù)量，并根據(jù)其上月開行方案實施質量優(yōu)劣情況，適當增減其申請配額，提高鐵路局集團公司客運部隨意提報低質量開行方案的違規(guī)成本，并加大對編制優(yōu)質開行方案鐵路局集團公司客運部的鼓勵，建立開行方案申請配額的動態(tài)調整機制。

（3）建立開行方案實施質量獎勵機制。國鐵集團制定開行方案差異化考核辦法，對編制開行方案質量較高的鐵路局集團公司客運部進行現(xiàn)金獎勵，并要求將獎金分配至相關人，提高開行方案編制人員的工作積極性；對參與開行方案編制的鐵路局集團公司客運部門實施積分考核，得分高的鐵路局集團公司客運部門可在季度圖編制中，獲得更多的直通動車組列車基本圖編制權限，同時對開行方案編制質量高的鐵路局集團公司客運部進行榮譽獎勵，國鐵集團每年度根據(jù)各鐵路局集團公司得分情況，評選開行方案編制先進集體。通過以上獎勵辦法，激勵各鐵路局集團公司客運技術人員認真研判客流變化，不斷優(yōu)化開行方案編制策略，建立完善的開行方案編制、實施的閉環(huán)管理機制，杜絕開行方案過度調整、無序調整，以免造成運力資源浪費。

2.3 優(yōu)化開行方案發(fā)布系統(tǒng)

為合理調配動車組運力資源，實現(xiàn)動車組列車開行方案與旅客出行需求精準契合，應構建科學的動車組列車開行方案發(fā)布系統(tǒng)，對列車運行圖、客票售票、動車組運用狀態(tài)等信息進行自動采集[6]，實現(xiàn)開行方案的智能化編制、一體化發(fā)布實施。

（1）完善開行方案發(fā)布系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)。為提高開行方案的編制效率，以技術化手段確保開行方案的內容正確，將國鐵集團客運部發(fā)布的季度運行圖、動車組列車開行調整電報中相關數(shù)據(jù)(車次、始發(fā)終到站、車輛編組、開行規(guī)律等)錄入開行方案發(fā)布系統(tǒng)，實現(xiàn)編制開行方案時，系統(tǒng)根據(jù)車次信息自動導出始發(fā)終到站、后續(xù)交路、開行規(guī)律等信息。

（2）對開行方案關鍵數(shù)據(jù)進行格式化存儲。為實現(xiàn)開行方案大數(shù)據(jù)管理，在開行方案自動化錄入的基礎上，將開行方案基礎信息(日期、車次、編組、定員等)進行格式化存儲，以建立系統(tǒng)對開行方案數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析的基礎。各鐵路局集團公司客運部在編制開行方案時，可利用系統(tǒng)分析功能，對相關動車組列車歷史售票數(shù)據(jù)進行分析，結合當前相關列車的客票預售情況，運用機器學習的迭代優(yōu)化技術，編制科學、合理的動車組列車開行方案。同時系統(tǒng)可對開行方案的日期等信息進行沖突驗證，在編制有開行日期限制的開行方案時，可防止發(fā)布不具備實施條件的開行方案，保障開行方案的正確實施。

（3）增強開行方案發(fā)布系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互能力。①建立開行方案發(fā)布系統(tǒng)與客票系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互。開行方案發(fā)布系統(tǒng)可對客票系統(tǒng)售票數(shù)據(jù)進行實時查詢，對滿足開行方案調整的列車進行自動篩選，進而智能生成初步的開行方案調整計劃。系統(tǒng)可對客票系統(tǒng)中候補購票較多的動車組列車進行篩選，對其中單組開行的列車制定重聯(lián)方案，對其中重聯(lián)及長編組運行的列車制定臨客加開方案；對距離開行日期較近且售票數(shù)量不足的長編、重聯(lián)動車組制定改單組開行方案[7]；最終，由客運技術人員根據(jù)相關列車歷史售票數(shù)據(jù)及相關動車組車輛運用狀態(tài)，統(tǒng)籌編制動車組列車開行方案，提高開行方案的編制效率。②建立開行方案發(fā)布系統(tǒng)與運行圖系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互。兩個系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互后，開行方案發(fā)布系統(tǒng)中的列車加開、停運調整信息，可即時推送至運行圖系統(tǒng)中，做到開行方案發(fā)布與列車實際運行調整的無縫銜接，避免由技術人員人工錄入數(shù)據(jù)，實現(xiàn)以技術手段防范開行方案調整的風險。同時在高速鐵路設備、設施發(fā)生故障，需快速制定動車組列車應急處置方案時，技術人員可利用運行圖系統(tǒng)快速篩選列車，根據(jù)其運行位置和狀態(tài)科學編制列車應急處置方案，提升高速鐵路故障狀態(tài)下的動車組列車運行應急處置效率[8]。③建立開行方案發(fā)布系統(tǒng)與動車組車輛管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互。兩個系統(tǒng)實現(xiàn)信息交互后，編制動車組列車加開、重聯(lián)開行方案時，可由系統(tǒng)自動查詢相關動車組車輛運用狀態(tài)，避免人工核對車輛運用狀態(tài)效率低下的弊端，提高開行方案的編制效率，為實現(xiàn)開行方案的智能編制提供技術支持。同時，在處置高速鐵路樞紐地區(qū)故障時，系統(tǒng)可快速識別當前動車組車輛停放位置，進而根據(jù)后續(xù)列車開行計劃，智能調整動車組車輛分配方案，提高高速鐵路樞紐地區(qū)設備發(fā)生故障時，對動車組列車開行計劃的應急處置效率。

2.4 優(yōu)化開行方案編制策略

（1）建立直通動車組列車開行方案調整決策系統(tǒng)。為實現(xiàn)開行方案的科學管理，需有效利用開行方案的閉環(huán)管理機制，在編制開行方案時，應統(tǒng)籌考慮列車當前售票數(shù)據(jù)及歷史同期開行客座率情況，通過機器迭代學習的機制[9]，不斷細化開行方案調整依據(jù)，逐步完善開行方案的編制策略，進一步提升開行方案的編制質量。

（2）建立直通動車組列車開行方案調整庫。以季度為周期，國鐵集團季度列車運行圖發(fā)布后，各鐵路局集團公司分別建立本鐵路局集團公司擔當?shù)闹蓖▌榆嚱M列車開行方案調整庫，其中包括本鐵路局集團公司擔當?shù)乃兄蓖▌榆嚱M列車車次、交路編號、編組等信息。例如，A001號交路動車組列車開行方案調整表如表1所示。

表1 A001號交路動車組列車開行方案調整表Tab.1 Operation plan adjustment of A001 routing EMU

（3）對部分直通動車組列車實施預調整。以1周為周期，各鐵路局集團公司定期對15天(預售期)后本鐵路局集團公司擔當?shù)闹蓖▌榆嚱M列車開行方案實施預調整，對近期客流嚴重不足的列車，采取停運的調整措施；對客座率一般，且圖定開行規(guī)律為每日開行、重聯(lián)及長編組的列車，采取隔日開行、減編開行等預調整措施，以方便技術人員根據(jù)客流變化實時增減運能，實現(xiàn)開行方案的靈活調整[10]。

（4）維護直通動車組列車客座率系數(shù)數(shù)據(jù)。以1月為周期，各鐵路局集團公司定期對本鐵路局集團公司擔當?shù)闹蓖▌榆嚱M列車月度平均客座率進行分析，并將其分析情況作為列車客座率系數(shù)，錄入本鐵路局集團公司開行方案調整庫相關列車信息內，作為編制動車組列車開行方案的參考。

（5）建立動車組列車開行方案決策辦法。以1天為周期，各鐵路局集團公司對本鐵路局集團公司擔當?shù)牧熊囄磥?天的客票預售情況進行分析，根據(jù)其客票預售情況及其上月客座率系數(shù)進行調整決策，其中客座率系數(shù)指標達65%可做為維持長編的依據(jù)。直通動車組列車開行方案決策流程如圖1所示。

圖1 直通動車組列車開行方案決策流程圖Fig.1 Flow chart of operation plan decision for through EMU

3 結束語

隨著我國高速鐵路快速發(fā)展和成網運行，乘坐動車組列車已成為廣大人民群眾中短途出行的首要交通方式。為進一步發(fā)揮市場對運力資源配置的決定性作用，需不斷完善開行方案編制規(guī)則，優(yōu)化開行方案編制算法，實現(xiàn)鐵路客流與開行方案的精確匹配。動車組列車開行方案的設計是一項系統(tǒng)、復雜的工作，為進一步提高開行方案的編制質量，不應僅依靠客票預售情況調整圖定列車開行方案，還需充分發(fā)揮12306售票平臺強大的用戶覆蓋優(yōu)勢，定期開展全用戶乘坐動車組出行計劃調查，對其出行時間、目的地、行程等信息進行大數(shù)據(jù)分析，編制旅客定制式列車開行方案，實現(xiàn)開行方案編制的超前調研、定制化編制，創(chuàng)新“以車引流”營銷策略，進一步提高動車組列車運輸效率效益。