列車開行間隔對區間通過能力影響的研究

白 磊，胡 帥，孟令云 ，楊 維

（北京交通大學 交通運輸學院，北京 100044）

國內外專家學者在區間通過能力計算方法方面做了大量研究，主要計算方法有：扣除系數法[1~3]、平均最小間隔法[4]、計算機模擬法[5]、人工計算方法[6]，目前被廣泛采用的是扣除系數法。

隨著鐵路既有線大提速，列車間的運行速度差異越來越大，對區間通過能力產生了重要影響。目前的研究多集中在區間通過能力計算方法上，對于列車間運行速度差異和列車開行間隔對區間通過能力影響的研究還不多見。

本文以“鷹潭—向塘”區段為例，研究列車開行間隔對區段通過能力的影響規律，從而為合理確定列車開行間隔提供參考依據。

1 研究思路

由于“鷹潭—向塘”區段內旅客列車數和貨物列車數基本持平，無法采用扣除系數法計算區間通過能力，因此本文采用基于列車運行圖鋪畫優化模型的區間通過能力計算方法。

該方法的主要思路是首先建立列車運行圖優化鋪畫模型，針對給定的列車數量進行列車運行圖的鋪畫，如果能夠完成鋪畫“任務”，即整數規劃模型有可行解，則增加列車數量，繼續鋪畫，直至無法完成鋪畫“任務”為止，此時得到的最大列車數量，即為區間通過能力。該方法的思路如圖1。

圖1 基于列車運行圖鋪畫優化模型的區間通過能力計算方法

2 實驗方案

2.1 實驗方案原則

（1）分別從“上行”和“下行”出發考察列車開行間隔對區間通過能力的影響。

（2）設在非動車組旅客列車框架已定前提下，兩相鄰列車的開行間隔對貨物列車最大列車數量的影響為兩相鄰列車的開行間隔對該區段區間通過能力的影響。

2.1.1 方案1

（1）考慮上下行列車集中開行時，能夠開行貨物列車的最大數量。上行集中開行時間段為7:18~7:52，下行集中開行時間段為12:50~13:35。上行開行8列列車，下行開行8列列車，均以“追蹤模式”運行，追蹤間隔8 min。

（2）考慮上下行列車均勻開行時，能夠開行貨物列車的最大數量。均勻開行即在鋪畫周期內，扣除天窗時間以后，將要開行的列車平均鋪撒在運行圖上，如果列車與既有的旅客列車發生沖突，則調整列車開行間隔，即不必嚴格遵守平均鋪畫，可以左右移動。

2.1.2 方案2

在列車既有開行結構的條件下，考慮到以間隔模式運行的相鄰兩列車是以追蹤模式運行的相鄰兩列車開行間隔的改變對區間通過能力影響的規律的一部分，故選取的移動對象是以追蹤模式運行的兩列車。其中上行以追蹤模式開行的列車有兩列，下行有4列，其余以間隔模式運行。

移動的開行間隔從5 min開始，以5 min為一個單位逐步增加開行間隔，直至兩相鄰列車開行間隔時間為50 min為止。

在增加兩相鄰列車開行間隔過程中，如果該列車與其它旅客列車發生沖突，則調整列車開行間隔，即不必嚴格遵守5 min的間隔時間，可以左右移動，實驗中統一向右移動。

3 實驗結果

3.1 方案1

研究結果如圖2、圖3，列車集中開行時，區間通過能力最大；列車均勻開行時，區間通過能力最小；既有的列車開行結構處于集中開行結構和均勻開行結構之間，相應的區間通過能力也處于二者之間。集中開行結構下區間通過能力較均勻開行結構，上下行區間通過能力相差分別為13列和14列，提高了9%和10%。集中開行結構相對于既有開行結構，相差6列和4列，提高了4%和3%。由此可知，列車的開行間隔對區間通過能力產生一定影響。

圖2 不同列車開行結構下鷹潭-向塘區段區間通過能力計算結果（上行）

圖3 不同列車開行結構下鷹潭-向塘區段區間通過能力計算結果（下行）

3.2 方案2

變換既有開行結構，即改變追蹤開行列車的開行間隔，考察區間通過能力的變化情況。從圖4可以看出，既有運行圖中，追蹤開行列車的間隔時分是5 min，隨著開行間隔時分的增大，當增大到10 min時，區間通過能力整體上呈現出下降趨勢，但當開行間隔時分增大到一定程度后，由于考察的列車與其它列車又構成了追蹤運行，因此區間通過能力又開始呈現出上升趨勢。

4 結束語

通過對于不同實驗方案的研究可知，列車開行間隔對區間通過能力產生重要影響，因此可以從該角度出發提出改善區間通過能力利用的措施。從目前“鷹潭－向塘”區段列車開行情況來看，只有少數列車屬于追蹤開行模式，因此建議在旅客市場需求允許的條件下，協調相關區段，適當加大組織列車追蹤開行的力度，以提高區間通過能力。結合具體的開行情況，將既有列車運行圖中原追蹤運行列車開行間隔時分由5 min改為10 min，可一定程度上提高區間通過能力。

圖4 不同列車開行間隔下鷹潭-向塘區段區間通過能力計算結果

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