城際鐵路中間站到發線數量研究

宋元勝

（中國中鐵二院工程集團有限責任公司 交通與城市規劃設計研究院，四川 成都 610031）

城際鐵路中間站到發線數量研究

宋元勝

（中國中鐵二院工程集團有限責任公司 交通與城市規劃設計研究院，四川 成都 610031）

根據城際鐵路運營組織特點和城際列車的技術作業要求，在分析城際鐵路中間站到發線數量影響因素的基礎上，計算得出城際鐵路中間站不設置到發線的條件，以及不同車站分布和列車間隔條件下，開行大站直達列車和站站停列車的合理匹配關系。在一定車站分布條件下，根據線路系統設計能力或需要能力，計算得到中間站的合理到發線數量。

城際鐵路；中間站；到發線

1 問題的提出

隨著國民經濟的快速發展，城市化建設不斷加快，人口和經濟活動大規模、快速度向城鎮集聚，城市地域大幅度拓展，城市空間向都市圈、城市帶、城市群轉換，迫切需要建設大運量、小編組、快速度、公交化運營的城際鐵路，承擔城市集群內各城市、中心城市、主要城鎮、城市組團、次中心城鎮之間的旅客運輸，支撐國民經濟的快速發展。

《中長期鐵路網規劃》(2008年調整) 正式將城際鐵路規劃和建設提上議事日程，長江三角洲、珠江三角洲、京津翼等地區城際鐵路網相繼得到國家審批，隨著京津城際鐵路的開通，滬寧、廣珠、綿成樂、海南東環等城際鐵路相繼開工建設，大批城際鐵路處于規劃研究之中。在城際鐵路的工程設計和投資決策過程中，由于多數車站伸入城市或城鎮中心，車站規模成為線路工程投資的主要控制因素，因此合理確定車站到發線數量，對控制車站規模和工程投資具有重要的現實意義。由于車站規模控制一直沒有合理的解決辦法，到發線數量主要是通過列車運行圖鋪畫，以驗證方式完成設計年度運輸需求來確定，缺乏理論依據，因此現行設計方法具有較大的局限性，十分必要對城際鐵路中間站到發線數量進行研究。

2 城際鐵路中間站到發線數量的影響因素

（1）運輸組織功能。城際鐵路是自成體系還是兼顧一定路網功能，是否承擔跨線列車，是影響車站到發線數量的重要因素。

（2）車站分布。城際鐵路的站間距離決定列車運行時分，也決定大站直達列車越行站的站停列車條件，需要配置到發線滿足列車越行的要求。

（3）列車運行速度。大站直達列車和站站停列車具有一定速差，需要在越行站配置到發線滿足列車越行的要求。

（4）列車對數。城際鐵路大站直達列車和站站停列車的不同數量匹配，影響越行條件和車站股道占用，需要配置相應數量的到發線。

（5）列車時段性特征。城際鐵路客流一般具有明顯的時段性特征，高峰時段的作業需求決定車站的到發線數量。

3 城際鐵路運輸組織特點

城際鐵路作為城際客運專線，組織跨線直達(具有路網功能線路)、大站直達和站站停列車共線的運輸組織模式，系統設計列車最小間隔時間為3 min。大站直達列車速度等級為 250 km/h、200 km/h；站站停列車速度等級為 200 km/h、160 km/h、140 km/h 等；跨線直達列車速度采用 160 km/h及以上的機車牽引或動車組列車。城際鐵路的列車開行具有較強的周期性，采用節拍式運輸。

4 城際鐵路中間站不設置到發線的條件

城際鐵路的大站直達列車需要越行站站停列車時，車站應配置到發線滿足列車越行要求，否則可以不設置到發線。目標站不設到發線的列車運行如圖1所示。則有：式中：tz、td分別表示站站停列車和大站直達列車在甲乙兩站間的旅行時間 (min)，通過旅行速度系數計算確定；Idt為列車到通間隔時間 (min)，tj為相鄰兩站站停列車在乙站的間隔時間。

目標站不存在列車越行的條件為：

式中：I追為列車追蹤間隔時間 (min)。則有：

式中：L甲乙為目標站前后兩個區間距離之和 (km)；Vd為大站直達列車速度 (km/h)；Vz為站站停列車速度(km/h)；βd為大站直達列車旅行速度系數，通常取0.85；βz為站站停列車旅行速度系數，通常取 0.7。

圖1中 Tt為站站停列車在目標站的停站時間(min)。表1為不同技術標準條件下計算的不設到發線中間站前后兩個區間的距離之和 L甲乙。

表1 不設到發線中間站前后兩個區間的距離之和 L甲乙

當前后兩個區間的距離之和小于等于表1中的L甲乙值時，不同技術標準的城際鐵路中間站可以不設到發線。

5 城際鐵路中間站到發線數量

（1）城際鐵路高峰小時列車數量匹配。在一定車站分布條件下，城際鐵路能力受區段內最大區間距離的控制，高峰小時最大限度使用線路能力和占用車站到發線，決定了城際鐵路大站直達列車和站站停列車的數量匹配關系。大站直達列車的開行應同時考慮合理兼顧站站停列車的服務質量。在實踐中，高峰小時的大站直達列車對數原則上應小于4對 (含跨線直達列車，大于4對時需要成組運行)，并實現節拍式運輸。大站直達列車對站站停列車的影響如圖2所示。

式中：tmd、tmz為大站直達列車和站站停列車最大區間運行時分 (min)；tdf、ttf為到發間隔時間和通發間隔時間 (min)；tdy為1列大站直達列車的影響時間；nd、nz為高峰小時大站直達列車和站站停列車對數；ε基、ε額外為大站直達列車的基本扣除系數和額外扣除系數。

以城際鐵路大站直達列車速度 250 km/h、站站停列車速度 160 km/h，最長站間距離 11.8 km 為例，計算不同車站分布和列車間隔條件下，大站直達列車和站站停列車的合理匹配關系，如表2所示。

表2 城際鐵路高峰小時大站直達列車和站站停列車對數

（2）簡單越行停留時間。大站直達列車越行站站停列車時形成的最大越行停留時間 tymax和最小越行停留時間 tymin如圖3所示。

由圖 3 中可知，tymin＝tdt＋ttf＋tq＋tt；tymax＝tztd＋tdt＋ttf＋tq＋tt。在計算 tymax時沒有考慮列車在被越行后的出發情況，認為其是緊密發車。一般取站站停列車被越行停站的時間 ty為 tymax、tymin的平均值，即：

ty＝1/2(tymax＋tymin)＝1/2(tz－td)＋tdt＋ttf＋tq＋tt式中：tq、tt分別為列車起、停車附加時間 (min)。

（3）城際鐵路中間站到發線數量。中間站到發線主要用于站站停列車的停站作業和待避大站直達列車，占用到發線的時間由停站作業時間和越行停留時間構成。車站到發線的最大占用是在高峰期間，因此高峰小時的到發線需要量即為車站到發線數量：

式中：D 為中間站到發線數量 (單向)；t作業為站站停列車旅客作業時間 (1min)；t進為站站停列車進站停車時間 (40 s)；t出為列車啟動出站時間 (50 s)；tg為高峰小時時間 (60 min)。

在一定車站分布條件下，根據線路設計能力或需要能力 (全日行車計劃)，能夠計算出城際鐵路中間站合理的到發線數量。以城際鐵路大站直達列車速度 250 km/h、站站停列車速度 160 km/h，最大站間距離 11.8 km 為例，計算在不同列車開行方案下，中間站到發線數量如表3所示。

表 3 城際鐵路中間站到發線數量(單向)

由表3可知，在上述條件下城際鐵路中間站單向僅需設置1條到發線。

6 研究結論

對城際鐵路車站不設置到發線和合理確定車站到發線數量的研究，對指導工程設計、控制車站規模和工程投資具有重要的現實意義。研究的主要結論如下。

（1）在城際鐵路主要技術標準一定時，可計算得到城際鐵路中間站不設置到發線的條件，即根據該中間站與前后兩區間的站間距離之和確定是否需要設置到發線。

（2）根據城際鐵路運輸組織特點，可計算出不同車站分布和列車間隔條件下，開行大站直達列車和站站停列車的合理匹配關系。

（3）城際鐵路的高峰小時到發線需要量決定中間站的到發線數量，在一定車站分布條件下，根據線路系統設計能力或需要能力 (全日行車計劃)，能夠計算得到中間站的合理到發線數量。

[1] 倪少權，左大杰，王慈光. 高速鐵路越行站分布對通過能力的影響[J]. 中國鐵道科學，2005，26(3)：7-10.

[2] 閆海峰. 單線追蹤列車數與車站配線數的關系研究[J]. 鐵道運輸與經濟，2006，28(10)：77-79.

[3] 趙 剛. 城際客運專線運輸組織相關問題研究[D]. 成都：西南交通大學，2007.

1003-1421(2011)02-0024-03

U291.2

B

2010-04-27

2010-05-13

責任編輯：林 欣