淺談高速動(dòng)車組列車車底交路接續(xù)與優(yōu)化

單仕平 上海鐵路局客運(yùn)處

隨著高速鐵路的開通，高速動(dòng)車組列車大量開行，高密度的運(yùn)行線尤其體現(xiàn)出列車交路接續(xù)的重要性。作為運(yùn)行圖重要組成部分的動(dòng)車組列車交路，將運(yùn)行線按指定條件進(jìn)行連接，形成連續(xù)性，列車、人員則以此為依據(jù)進(jìn)行有效周轉(zhuǎn)。對(duì)于高密度運(yùn)行的高速鐵路來說，列車交路運(yùn)用得當(dāng)、合理，可以有效節(jié)約車底、人員，有利于調(diào)度指揮、調(diào)整，便于站場(chǎng)作業(yè)。完整的列車交路能夠從安全、秩序、效益等角度體現(xiàn)出高鐵運(yùn)行圖的優(yōu)劣。

1 高速動(dòng)車組列車交路的影響因素

主要包括計(jì)劃列車開行對(duì)數(shù)、運(yùn)行圖技術(shù)條件及要求、檢修要求、站場(chǎng)條件。

（1）計(jì)劃列車開行對(duì)數(shù)。根據(jù)基礎(chǔ)客流分析、客流吸引范圍調(diào)查、沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及長(zhǎng)期規(guī)劃需要，所得出的最佳列車開行方案，決定了列車開行對(duì)數(shù)、開行區(qū)段分布，是鋪劃列車運(yùn)行圖的基礎(chǔ)。

（1）運(yùn)行圖技術(shù)條件。包括列車起停附件時(shí)分、列車停站時(shí)間、列車間隔時(shí)間、站折時(shí)分、站車各相關(guān)工種作業(yè)時(shí)分標(biāo)準(zhǔn)等一系列因素，要求在勾劃交路時(shí)統(tǒng)籌考慮各工種作業(yè)、整條線路乃至整個(gè)循環(huán)交路。

（3）檢修要求。從現(xiàn)行情況來看，由于動(dòng)車組生產(chǎn)廠家、技術(shù)結(jié)構(gòu)有異，存在著指定動(dòng)車所一級(jí)修檢修地點(diǎn)的現(xiàn)狀，檢修地點(diǎn)的限制，使得在勾劃高鐵列車交路時(shí)必須考慮好上線車與收兵車的交路關(guān)系，在規(guī)定檢修公里、檢修時(shí)間內(nèi)進(jìn)入指定動(dòng)車所檢修。以滬杭高鐵開通初期采用的CRH380A車底來說，必須在虹橋動(dòng)車所進(jìn)行一級(jí)修，因此，要求滬杭高鐵的所有高速動(dòng)車組交路必須在規(guī)定檢修周期內(nèi)安排所擔(dān)當(dāng)車底進(jìn)入虹橋動(dòng)車所檢修。

（4）站場(chǎng)條件。站場(chǎng)高鐵列車到發(fā)線數(shù)量、接發(fā)列車進(jìn)路上的道岔設(shè)置、站臺(tái)及天橋、地道分布以及加水、吸污條件，均影響著列車交路的接續(xù)。

2 列車交路的勾劃

一是交路先行法，是根據(jù)列車開行對(duì)數(shù)、區(qū)段、時(shí)段、區(qū)間運(yùn)行時(shí)分、車底數(shù)等先決條件，先勾劃好列車交路，再根據(jù)交路鋪劃列車運(yùn)行圖的方法，即先定交路后落圖。交路現(xiàn)行法利于實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)用、檢修計(jì)劃，利于安排乘務(wù)人員作業(yè)方案，但對(duì)運(yùn)行圖鋪劃提出要求較高，從線路角度來說，交路先行法顯然更加適用于新開通線路。

二是滿圖調(diào)整法，是根據(jù)高鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)段、區(qū)間運(yùn)行時(shí)分、列車間隔等運(yùn)行圖基本要素以及其平行線路調(diào)整方案將運(yùn)行圖鋪滿，之后按照列車開行方案擇取運(yùn)行線勾劃可行性交路，最后將不用的運(yùn)行線刪除。此方法綜合考慮了平行線路列車調(diào)整對(duì)高鐵的影響，從實(shí)際應(yīng)用來看，當(dāng)有較多既有列車改經(jīng)新開通高鐵線路時(shí)，比較適用這一方法。

三是現(xiàn)圖調(diào)整法，是在已成型的高鐵運(yùn)行圖基礎(chǔ)上進(jìn)行交路勾劃，同時(shí)根據(jù)需要對(duì)運(yùn)行圖進(jìn)行調(diào)整的方法。

3 高鐵列車交路的可行與優(yōu)劣

無論使用哪種交路勾劃方法，列車交路都需要在滿足列車運(yùn)行圖、車底檢修、站車作業(yè)的前提下，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行線之間的有機(jī)連接，并實(shí)現(xiàn)交路循環(huán)。循環(huán)交路不代表交路可行，尤其對(duì)于高鐵交路來說，一個(gè)完整交路往往包括多列列車的接續(xù)，同時(shí)還涉及回送車底、指定檢修地點(diǎn)等多種必要條件。對(duì)于整張高鐵運(yùn)行圖來說，全部交路實(shí)現(xiàn)可行，必須交路循環(huán)，檢修周期、地點(diǎn)滿足要求，車底停留數(shù)符合站場(chǎng)股道能力。

高速動(dòng)車組列車交路的優(yōu)劣評(píng)價(jià)：

（1）使用車底組數(shù)。以前期根據(jù)列車開行方案預(yù)測(cè)的車底組數(shù)為基準(zhǔn)，實(shí)際使用組數(shù)與其相比較，越少則方案越優(yōu)。

（2）同一交路中站折時(shí)間的搭配。整個(gè)交路的站折時(shí)間都比較貼近規(guī)定時(shí)間，站場(chǎng)停留時(shí)間較少，可以節(jié)約車底使用、節(jié)約股道能力，但同時(shí)也會(huì)造成調(diào)整余地小、發(fā)生突發(fā)情況時(shí)易造成大范圍影響；而交路時(shí)間較長(zhǎng)則與之剛好相反。從實(shí)際應(yīng)用來說，列車運(yùn)行過程中突發(fā)情況的發(fā)生無法避免，因此，在條件允許的情況下，交路中站折時(shí)間優(yōu)先選擇長(zhǎng)短合理搭配，以便于突發(fā)情況時(shí)調(diào)度人員調(diào)整車底、盡快恢復(fù)列車運(yùn)行秩序。

4 列車交路實(shí)現(xiàn)與調(diào)整優(yōu)化應(yīng)用

以滬杭高鐵開通初期高速動(dòng)車組列車交路（以下簡(jiǎn)稱"10.26"圖交路）為例，對(duì)初期交路的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行說明，并就下一步優(yōu)化方案進(jìn)行探索。

4.1 滬杭開通初期高鐵列車交路的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)缺點(diǎn)

"10.26"圖滬杭高鐵交路概況。開行50對(duì)350 km/h高速動(dòng)車組、經(jīng)由30對(duì)250 km/h動(dòng)車組列車。50對(duì)高速動(dòng)車組中，杭州至南京5對(duì)、杭州至上海5對(duì)、杭州至上海虹橋40對(duì)，使用12組CRH380A車底、6個(gè)交路混套運(yùn)行。主要限定條件為滬杭線運(yùn)行跨線動(dòng)車組列車多、CRH380A車型必須在虹橋動(dòng)車所檢修以及杭州站股道運(yùn)用緊張，綜合以上限定條件，決定選用滿圖調(diào)整法勾劃50對(duì)350 km/h高速動(dòng)車組列車交路。

滬杭高鐵350 km/h高速動(dòng)車組列車交路的實(shí)現(xiàn)。一是盡量維持30對(duì)跨線250 km/h動(dòng)車組列車分界口時(shí)刻；二是根據(jù)運(yùn)營(yíng)時(shí)段、運(yùn)行標(biāo)尺等運(yùn)行圖條件鋪劃350 km/h高速動(dòng)車組列車運(yùn)行線，其中5對(duì)杭州至南京列車?yán)们捌陬A(yù)留的滬寧高鐵運(yùn)行線條在上海虹橋站與滬杭高鐵運(yùn)行線貫通后實(shí)現(xiàn)；三是根據(jù)運(yùn)行線條勾劃初步單日循環(huán)或半循環(huán)交路；四是根據(jù)有關(guān)車站股道能力、接發(fā)列車等限制條件對(duì)交路進(jìn)行調(diào)整，對(duì)不滿足條件運(yùn)行線按交路需求進(jìn)行對(duì)應(yīng)增減及微調(diào)；五是根據(jù)檢修條件、確認(rèn)列車開行要求，對(duì)循環(huán)交路、半循環(huán)交路進(jìn)行混套，最終實(shí)現(xiàn)全部50對(duì)350 km/h高速動(dòng)車組列車的交路可行。

滬杭高鐵開通初期交路的優(yōu)缺點(diǎn)。初期交路由于受限于使用車底檢修地點(diǎn)、杭州站股道運(yùn)用緊張等客觀條件，整個(gè)交路大都緊湊連接，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約車底和股道能力，缺點(diǎn)是調(diào)整余地小、抗干擾能力弱。

4.2 滬杭高鐵交路優(yōu)化設(shè)想

優(yōu)化背景與目標(biāo)。隨著新造CRH380BL動(dòng)車組車底的陸續(xù)到位，杭州動(dòng)車所具備檢修該車型的能力，為交路調(diào)整提供了先行條件。從能力上來看，CRH380BL定員1004，超過CRH380A定員494的一倍多，因此，如果可以通過調(diào)整交路，將客流高峰時(shí)段、上座率較高的列車使用CRH380BL車底擔(dān)當(dāng)，不僅方便旅客出行，同時(shí)可以提高運(yùn)輸效益。通過2011年2月下旬客流分析表可以看出，杭州至南京的5對(duì)高速動(dòng)車組列車除G7389外，其余上座率均超過100%，其中5列超過200%，假設(shè)將5對(duì)杭州至南京高速動(dòng)車組列車單獨(dú)勾劃交路，全部使用大編組車底運(yùn)行，在滿足旅客需求的同時(shí)，更有利于突發(fā)事件時(shí)的車底調(diào)整，減少對(duì)滬寧、滬杭兩條高鐵造成的影響。

優(yōu)化方法的選擇。為維持運(yùn)行圖的穩(wěn)定性、持續(xù)培養(yǎng)高鐵客流，選擇現(xiàn)圖調(diào)整法進(jìn)行優(yōu)化，盡量利用既有列車運(yùn)行圖線條重新勾劃交路，同時(shí)進(jìn)行局部?jī)?yōu)化。一是根據(jù)杭州至上海虹橋上行7：00左右能力緊張、20：00左右能力虛靡情況，減少一根上行20：00后運(yùn)行線，增加一根上午運(yùn)行線（杭州7：05開、上海虹橋8：05到）；二是勾劃5對(duì)杭州至南京列車交路；三是對(duì)其余40對(duì)杭州是上海虹橋、5對(duì)杭州至上海高速動(dòng)車組列車進(jìn)行交路勾劃；最后對(duì)勾劃完成的交路與折返站進(jìn)行對(duì)接，通過調(diào)整交路順序、微調(diào)運(yùn)行線等辦法實(shí)現(xiàn)交路的可行。

交路優(yōu)化后，仍使用12組車底。杭州至南京5對(duì)高速動(dòng)車組列車交路情況：共使用3組車底，其中杭州至南京2對(duì)使用1組車底構(gòu)成單日循環(huán)交路，杭州至南京1.5對(duì)、南京至杭州1.5對(duì)各自形成2個(gè)半循環(huán)交路使用2組車底進(jìn)行混套。其他45對(duì)高速動(dòng)車組列車交路：杭州站起上海站止與上海站起杭州站止2組半循環(huán)交路使用2組車底混套；杭州站起止循環(huán)交路3個(gè)使用3組車底，可各自形成單獨(dú)交路，也可擇取2個(gè)交路混套；上海虹橋起止循環(huán)交路4個(gè)，可各自形成單獨(dú)交路，也可擇取2個(gè)交路混套。

與"10.26"圖相比，該優(yōu)化交路維持原圖運(yùn)行線基本不變，沒有增加車底使用組數(shù)，卻大大增加了車底運(yùn)用方案選擇性，在運(yùn)用上顯得更加靈活，折返時(shí)間松緊搭配也更合理。5對(duì)杭州至南京高速動(dòng)車組列車形成單獨(dú)交路，有利于客流變化時(shí)通過調(diào)整車底來增減運(yùn)能。缺點(diǎn)是對(duì)杭州動(dòng)車所檢修、股道存放能力要求較高。

5 高鐵列車交路勾劃展望

研究高速動(dòng)車組交路計(jì)劃的模型與算法有很多，但列車交路顯然不僅僅是列車的接續(xù)，還與檢修、列車運(yùn)行、站車作業(yè)等密不可分。理論的局限性在于其研究的單一性或不全面，而在實(shí)際應(yīng)用中，越是高密度的高速動(dòng)車組列車交路，其實(shí)現(xiàn)越是需要人工干預(yù)，交路的優(yōu)化往往需要列車運(yùn)行圖的同步調(diào)整。當(dāng)然，建立交路模型，計(jì)算動(dòng)車組交路最優(yōu)解，可以作為衡量實(shí)際運(yùn)行圖質(zhì)量水平的有力手段。

目前，計(jì)算機(jī)自動(dòng)勾劃交路只能從技術(shù)上運(yùn)用特定限定條件、公式來實(shí)現(xiàn)初步勾劃，而由于存在著類似檢修地點(diǎn)限制、列車到發(fā)交叉等非公式、非數(shù)據(jù)型因素，勾劃交路常常需要進(jìn)行人工干預(yù)。如何通過計(jì)算機(jī)軟件讓動(dòng)車組列車車底交路由連接到可行，再由可行到優(yōu)化完善，最終投入實(shí)際應(yīng)用，需要不斷探索與思考。