蘭新鐵路通道運輸格局優化研究

丁海濤

(陜西省鐵道及地下交通工程重點實驗室(中鐵一院),西安 710043)

1 概述

蘭新鐵路通道，東起甘肅省，西至新疆維吾爾自治區，是新疆通往中國內地的主要鐵路運輸通道，是“新絲綢之路經濟帶”運輸通道和我國西北地區鐵路網的重要組成部分，主要由蘭新線和蘭新高鐵共同構成。蘭新線[1]是國鐵I級、雙線、限制坡度13‰，主要承擔新疆地區對我國內地的貨物交流和長途普速客流，以及部分我國與絲綢之路經濟帶沿線國家的貨物交流，2017年蘭新線嘉峪關至安北段圖定通過能力已達94.6%，嘉峪關等區段站作業能力接近飽和。蘭新高鐵[2]是高速鐵路、雙線、最大坡度20‰(困難25‰)，自2014年開通以來長途客流增長緩慢，2017年蘭新高鐵嘉峪關至哈密段客流密度為54萬人/年，客車對數為7對/d，通過能力不足10%。目前蘭新通道內蘭新線與蘭新高鐵存在忙閑不均、運力資源配置不盡合理的現象。蘭新通道地理位置如圖1所示。

圖1 蘭新鐵路通道地理位置示意

2018年國家發展和改革委員會相繼下發《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》、《鐵路北煤南運體系建設實施方案(2018-2020年)》，鐵路總公司下發《鐵路貨運增量行動方案(2018-2020年)》均提出，新疆煤炭通過公轉鐵3年實現增運6 600萬t，增加疆煤入甘川渝滇貴等地區運量[3-5]。承擔大部分外運疆煤的蘭新線貨運需求將快速增長，目前的運輸格局無法滿足其運輸需求。

研究蘭新鐵路通道運輸格局，對于在工程經濟性最好的前提下解決蘭新鐵路通道內兩條鐵路忙閑不均的問題，提高蘭新通道客貨運輸能力、確定合理的蘭新線擴能改造建設方案、優化蘭新鐵路通道的運輸組織等均具有重要意義。

2 蘭新鐵路通道運輸需求預測

2.1 蘭新鐵路通道客貨運量現狀分析

(1)貨運量現狀分析

蘭新鐵路通道貨運量主要由蘭新線承擔。依據蘭新線歷年統計數據，2017年甘肅省境內蘭新線最大貨流密度為5 059萬t(嘉峪關—柳溝)，蘭新線歷史年最大貨流密度為2014年5 808萬t。蘭新線貨流密度統計如表1所示。

由表1可知，2014年前，蘭新線貨運量呈遞增趨勢，2014年達到歷史年度最大，最大區段密度為嘉峪關—柳溝段5 808萬t。

2014年至2016年，受我國宏觀經濟發展形勢和“調結構、去產能”發展政策的影響，煤炭等大宗貨運量逐年降低，蘭新線貨運量呈下降趨勢[6-7]，2016年最低，嘉峪關—柳溝段區段密度為3 853萬t。

2016年至今，蘭新線貨運量又呈現恢復性增長的趨勢，2017年嘉峪關—柳溝段區段密度為5 059萬t，同比增長31%。

(2)客運量現狀分析

①客運量現狀

蘭新鐵路通道客運功能主要由蘭新高鐵、蘭新線共同承擔。依據蘭州鐵路局集團有限公司歷年客運統計數據和列車時刻表，2017年蘭新鐵路通道嘉峪關—哈密段客流密度895萬人/年、客車對數34對/d，主要由蘭新線承擔。蘭新鐵路通道客流密度及客車對數統計如表2所示。

表1 蘭新線貨流密度統計 萬t

由表2可知。

蘭新鐵路通道：從2013年至2017年，蘭新鐵路通道嘉峪關—哈密段歷年客運量有一定波動性，但整體量級變化不大，維持在900萬人/年左右；客車對數則呈現波動性增長的趨勢；每對列車的年實際載客量呈現下降的趨勢。

蘭新線：張掖—嘉峪關段客運量2014年以前較為穩定，2014年以后呈現逐年遞減的趨勢，主要原因是蘭新高鐵開通后，部分嘉峪關地區的客流分流至蘭新高鐵。嘉峪關—哈密段客運量和客車對數均呈現一定的波動性，但量級水平基本維持穩定。

蘭新高鐵：嘉峪關—哈密段客流密度和客車對數基本穩定，蘭州—西寧段客流密度和客車對數增長較快。蘭新高鐵承擔的中短途客流增速較快，長途客流增長緩慢。

②客座率變化分析

依據相關統計數據，蘭新線嘉峪關至哈密段客車的實際載客量由2012年的32萬人/對降低至2017年的23萬人/對車，張掖至哈密段客車實際載客量呈現波動性下降的趨勢。蘭新線客車實際載客量如圖2所示。

圖2 蘭新線客車實際載客量統計示意

蘭新線蘭州至嘉峪關段，Z、Y字頭客車年平均利用率約為59%，T字頭客車年平均利用率約為61%；K字頭客車年平均利用率約為64%；普通普速客車年平均利用率約為22%。動車的年平均利用率約為67%。蘭新鐵路通道客車平均利用率如表3所示。

表2 蘭新鐵路通道客流密度及客車對數統計

注：客流密度單位為萬人/年，客車對數為對/d。

2.2 蘭新鐵路通道客貨運量預測

(1)貨運量預測

根據新疆煤炭資源賦存條件和開發規劃、國家能源發展規劃、產業布局規劃和國民經濟發展規劃等，結合烏魯木齊鐵路局集團有限公司3年增量行動方案和對新疆地區“公轉鐵”市場需求的調查，對煤炭等主要大宗物資進行產運銷平衡分析。“大其他”類貨物采用四階段法、回歸分析法、增長率法進行預測。依據調查的沿線資源分布、產業布局等分析地方運量，結合通過運量通過鋪畫貨流圖確定區段貨流密度[8-10]。

表3 蘭新鐵路通道客車平均利用率統計 %

①新疆煤炭產運銷平衡分析

利用產運銷平衡法[11-13]預測2020年新疆煤炭產量為2.5億t，新疆煤炭鐵路調出量為2 400萬t，其中經臨哈線200萬t，經蘭新線2 200萬t。新疆煤炭產運銷平衡分析見表4。

表4 新疆煤炭產運銷平衡分析 萬t

②出疆物資“大其他”運量預測

結合烏魯木齊局鐵路集團公司和蘭州局鐵路集團公司3年增量計劃和“公轉鐵”市場調研，利用產運銷平衡法、增長率法等預測出疆物資“大其他”鐵路外運量。出疆物資“大其他”運量預測如表5所示。

表5 出疆物資“大其他”運量預測 萬t

③蘭新線貨運量預測

結合出疆物資煤炭等大宗物資、“大其他”貨物鐵路運量預測結果，預測2020年蘭新線最大區段貨流密度為6 004萬t(柳溝—安北段)，其中煤炭2 200萬t。蘭新線貨運量預測如表6所列。

表6 蘭新線貨運量預測 萬t

(2)客運量預測

依據蘭新客運通道現狀統計數據，結合其客運量發展趨勢，在不考慮改變路網構成和大規模改變運輸作業組織方式的前提下，利用四階段法和回歸分析法等預測蘭新鐵路通道2020年客車對數如表7所列[14]。

3 蘭新鐵路通道運輸格局研究

蘭新鐵路通道是已經投入運營的既有通道且運輸格局不盡合理，利用既有設施設備充分發揮蘭新鐵路通道運力資源，滿足蘭新鐵路通道的客貨運輸需求，首要任務是確定最優的運輸格局。研究確定蘭新鐵路通道運輸格局，對于確定蘭新線擴能改造建設方案、優化蘭新鐵路通道運輸組織、提升蘭新鐵路通道運輸效率、落實國家“打贏藍天保衛戰”和“鐵路北煤南運體系建設”發展戰略具有重要意義。

表7 蘭新鐵路通道2020年客車對數預測 對/d

參考國內既有路網中隴海通道、京滬通道、京廣通道等類似通道的運輸格局，結合國內外相關通道分工的前沿思想和方法，將蘭新鐵路通道運輸格局分為5種方案：方案1，客貨分線方案；方案2，普高分線方案；方案3，維持現狀方案；方案4，優化現狀方案[15-17]；方案5：調整現狀方案。從運輸需求、運輸組織、運營管理、規劃效益、路網格局等多個角度進行優缺點比較，蘭新鐵路通道運輸格局方案比較如表8所示。

表8 蘭新鐵路通道運輸格局方案比較

基于“滿足客貨運輸需求、優化運輸組織、充分利用運力資源”的基本原則，考慮5種方案的優缺點，推薦采用方案4，即優化現狀方案：蘭新線能力最緊張區段承擔貨運功能和少部分普速客車，有利于減少蘭新線普速客運對蘭新線貨運區間、車站能力的影響，釋放蘭新線的能力以滿足蘭新線快速增長的貨運需求；蘭新高鐵能力富余區段承擔全部高鐵和大部分普速客車，有利于充分發揮蘭新高鐵運力資源，均衡蘭新鐵路通道運力配置。

4 蘭新鐵路通道運輸格局優化策略

4.1 將蘭新線的部分普速客車轉移至蘭新高鐵，充分發揮蘭新線的貨運功能

為了蘭新鐵路通道滿足快速增長的“公轉鐵”貨運需求，均衡蘭新線與蘭新高鐵的運力資源使用，優化蘭新鐵路通道的運輸格局，可在蘭新線能力緊張區段將部分普速客車轉移至蘭新高鐵，僅保留蘭新線必需的基本普速客運功能，可采取的主要策略如下。

(1)在張掖地區設置聯絡線

在張掖地區設置蘭新線與蘭新高鐵的聯絡線，普速客車在蘭州至張掖段由蘭新線承擔、在張掖至哈密區間主要由蘭新高鐵承擔。主要考慮因素有：一是兼顧沿線河西走廊重鎮金昌、武威的旅客鐵路出行，同時滿足干武線等后方通道客運需求；二是釋放蘭新線能力最緊張區段張掖至哈密段的能力，減少嘉峪關車站客貨作業干擾，滿足其快速增長的貨運需求；三是充分利用蘭新高鐵張掖至哈密段較為富余的運力資源，均衡蘭新鐵路通道運輸格局；四是張掖地區聯絡線是蘭州至張掖三四線鐵路規劃預留工程，工程實施符合區域路網規劃。

(2)優化蘭新高鐵運輸組織作業

優化調整蘭新高鐵在張掖、嘉峪關地區車站的天窗時間和作業方式，或者調整部分蘭新線普速客車運行圖，為普速客車上下蘭新高鐵線路提供基礎支撐[18-20]。目前蘭新線普速客車多為超長途普速客車，運行至張掖、嘉峪關地區正好為蘭新高鐵的天窗時間，蘭新高鐵矩形天窗造成了普速車上下線極為不便，因此需要優化其天窗作業時間和作業方式，或者調整部分普速客車的運行時間，以滿足普速客車上下高鐵線路的需求。

4.2 減少嘉峪關等區段站客貨作業干擾，協調蘭新線點線能力

蘭新線由于受嘉峪關車站到發線能力和咽喉能力所限，雖然區段線路在理論上仍有能力富余，但實際運營中運輸能力儼然捉襟見肘。具體受制因素主要有受嘉峪關車站客場集中布置在上行場限制、酒鋼環線分別接入上、下行到發場，岔線布置影響，造成客貨、貨場取送、岔線出入及車底轉線形成相互間交叉干擾嚴重，點線能力不匹配，影響干線能力發揮，點線能力不協調成為制約蘭新線運能的主要問題。嘉峪關地區鐵路總平面布置如圖3所示。

嘉峪關地區可采取客貨車站分開布局方案，即將蘭新線嘉峪關站客運功能遷至蘭新高鐵嘉峪關南站，嘉峪關站作為技術作業站僅辦理貨運作業。此優化方案可有效減少嘉峪關車站客貨作業干擾，提升其作業效率，協調蘭新線的點線能力，滿足蘭新線快速增長的貨運需求。

圖3 嘉峪關地區鐵路總平面布置

4.3 開發動臥等運輸服務產品，提升蘭新高鐵市場競爭力

目前蘭新高鐵全程約12 h，票價551元，自開通以來長途客運增長緩慢，主要原因有：一是與航空相比，從合理運距、旅行速度、票價等技術屬性上，蘭新高鐵競爭優勢不太明顯；二是目前蘭新高鐵主要服務于西北甘、青、新地區，輻射市場的旅客消費能力有限，高鐵節省的時間價值和舒適性所需增加的出行費用超過了旅客的支付意愿；三是西部地區快速客運網尚未完善，與蘭新高鐵銜接的西寧—成都鐵路、包蘭高鐵通道尚未建成，蘭新高鐵后方輻射范圍有限。

適時開發動臥、“夕發朝至”等運輸服務產品[21-22]，可有效增加旅客乘車的舒適度和滿意度，提升蘭新高鐵的市場競爭力，增加蘭新高鐵承擔的中長途客運量，從而提高蘭新高鐵的運力資源利用效率。

5 結論

本文針對“鐵路貨運增量行動”背景下蘭新線無法滿足快速增長的貨運需求、而蘭新高鐵能力虛彌的問題進行研究，提出了蘭新鐵路通道運輸格局優化方案：蘭新線承擔貨運功能和少部分普速客車；蘭新高鐵承擔全部高鐵和大部分普速客車，并提出了優化策略，即將蘭新線的部分普速客車轉移至蘭新高鐵、協調蘭新線點線能力、為蘭新高鐵開發動臥等運輸服務產品。研究成果對于確定合理的蘭新線擴能改造建設方案、優化蘭新鐵路通道的運輸格局、滿足蘭新線客貨運輸需求、落實“打贏藍天保衛戰”發展戰略等均具有重要參考和支撐意義。