高速铁路运输组织演示幻灯片.ppt

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1、第八章 高速铁路的运输组织 引言：铁路的运营管理是管理科学的重要分支，既包括铁路运输组织，也包括铁路经营管理。高速铁路的运输组织是根据高速铁路的特点，研究一些有别于普通铁路运输组织中的一些技术问题。高速铁路的运运输组织是涉及高速铁路的技术经济优势能否充分发挥，能否最大限度地吸引客流，能否获得最佳的经济、社会效益的软件环境，是高速铁路技术的重要组成部分。1本章主要探讨不涉及管理体制和管理模式的一些本章主要探讨不涉及管理体制和管理模式的一些高速铁路的共性问题高速铁路的共性问题:高速铁路的运营特点，即运营管理应达到的目标高速铁路的运营特点，即运营管理应达到的目标高速铁路的市场预测，重点介绍预测方法；

2、高速铁路的市场预测，重点介绍预测方法；高速铁路的客流组织，主要介绍旅客列车方案的设置，论述跨线客流高速铁路的客流组织，主要介绍旅客列车方案的设置，论述跨线客流输送方式的选择输送方式的选择高速铁路的列车运行图，重点论述高速铁路列车运行图的特点，运输高速铁路的列车运行图，重点论述高速铁路列车运行图的特点，运输图基本要素的确定，综合维修天窗的设置，列车运行图的编制等图基本要素的确定，综合维修天窗的设置，列车运行图的编制等高速铁路的区间通过能力，着重介绍高速铁路区间通过能力的特点，高速铁路的区间通过能力，着重介绍高速铁路区间通过能力的特点，论述其计算方法论述其计算方法 高速铁路的调度指挥，扼要论述高速

3、铁路调度指挥的特点、机构设置、高速铁路的调度指挥，扼要论述高速铁路调度指挥的特点、机构设置、运行调整原则等；运行调整原则等；高速铁路的社会成本，主要论述社会成本的概要念，计算方法、并结高速铁路的社会成本，主要论述社会成本的概要念，计算方法、并结合京沪高速铁路项目进行社会成本分析合京沪高速铁路项目进行社会成本分析2第一节 高速铁路的运营特点u高速铁路的服务对象一、客运市场需求分析 铁路客流中各种职务，低、中、高收入，各种旅行目的的旅客都有。铁路客流在各种出行距离所占的比例见表8.1.1。由表可见，铁路在中、长距离占绝对优势；但对行程在200km以内的量大的短途客流也很有竞争性，几乎可与公路平分秋

4、色。这说明铁路适合于各种距离的旅客运输。表表8.1.1 8.1.1 京沪通道旅客出行距离别分布表京沪通道旅客出行距离别分布表 单位：单位：%3二、旅客出行方式及服务属性的选择 旅客出行一般都选择自己最喜欢的交通运输方式，而交通运输方式的选择又受各自认为最重要的供给属性(即服务属性)的影响。供给属性包括安全性、运输速度、舒适性、方便性以及交通费用等。根据调查分析的结果，旅客对出行方式及服务属性的选择意向见表8.1.2和表8.1.3。表表8.1.2 8.1.2 旅客出行方式及服务属性选择旅客出行方式及服务属性选择 单位：单位：%*本表以直达(不换乘)代表方便性。4 表表8.1.3 8.1.3 不同

5、收入水平的旅对出行方式及服务属性的选择不同收入水平的旅对出行方式及服务属性的选择 *本表以直达(不换乘)代表方便性。上述统计分析可以看出，各种不同收入水平的旅客，无论是自费还是公费出行首选铁路者占大多数。旅行费用及收入水平不同的旅客对服务属性重要度的选择也有所不同。对各种旅客来说，最为关心的是安全，仅次于安全的要素是速度。票价被选择为第一重要因素的比例最低。随着收入的提高旅费不再是控制因素。5三、高速铁路的市场定位 高速铁路一般都是客运专线，其服务对象是旅客。由于列车运行速度高，服务范围广,且具有的一系列技术经济优势，使其在运输市场具有强劲的竞争能力。但为保持较高的旅行速度，高速铁路一般设站都

6、比较少，因而沿线小城镇到发的零星客流不能吸纳。高速铁路的市场定位，即主要服务对象应是要求缩短旅途时间的中、长途客流和要求随时提供服务的量大的短途客流。未来的客流构成中，自费旅游、打工求职、探亲访友等出行目的旅客还会不断提高。旅游消费将逐渐成为一种大众消费方式，旅游客流将逐渐发展成为庞大的运输市场。此外，大型博览会、商品交易会、体育比赛的频繁举行是客运市场广阔的发展空间。这些客流在速度上都有较高的要求，是高速铁路的重要潜在客源。旅客有各种不同层次，要求提供服务的随意性较强。以最少的消耗，一流的管理，优质的服务，安全、正点地输送旅客，最大限度地吸引客流，获得最大的经济效益和社会效益，是高速铁路运输

7、组织的根本任务。6u高速铁路的运输组织目标高速度高密度高正点率高可靠性高质量服务高市场占有率高社会经济效益 7第二节 高速铁路的市场预测 运量是决定高速铁路的技术标准和设备数量等的基础，运量是决定高速铁路的技术标准和设备数量等的基础，是决定项目效益的最关键的因素之一，也是制定运营模是决定项目效益的最关键的因素之一，也是制定运营模式和行车组织方案的重要依据。式和行车组织方案的重要依据。一、国内外运量预测方法介绍：一、国内外运量预测方法介绍：在以往的高速铁路的论证和评估工作中，沿用密度预测的方法来预测高速铁路的运量。这一方法在既有线的运量预测中是有效的，但具有很大的局限性，如用于未来的高速铁路的运

8、量预测中会产生如下的问题：(a)随着市场经济的发展，既有铁路和未来的高速铁路都将受到来自航空和公路日益激烈的竞争，现行的密度预测方法很难反映各种运输方式间的竞争情况；8(b)高速铁路虽然速度高，旅行时间少，但收取的票价较高，现行方法无法分析在票价变化的情况下旅客的承受能力；(c)现行方法只能提供区段密度，无法换算成始发-到达(OD)的客流情况，不能直接为行车组织工作提供依据；(d)在采用分段建设而不是一次贯通的方案时，无法用现行的运量预测方法来分析各段分步建设条件下运量的变化情况；(e)在进行项目的国民经济评价时，需要了解运量的构成情况，如多少运量是从其他方式吸引过来的，多少是诱发的等。现行方

9、法无法提供这些信息；(f)最优的票价应是使项目的效益最高的票价，但现行方法只做密度的预测，与运价基本无关，这点显然与实际不符。9二、国际通用的高速铁路运量预测方法二、国际通用的高速铁路运量预测方法1、四阶段法简介主要步骤主要步骤：(1)各OD分区到发总量预测 首先预测各OD分区中所有运输方式的发送和到达的总量，以此量作为总量控制的基础，一般在乘车率法的基础上，考虑人口和社会经济的发展来确定各分区的发送和到达的总量。(2)分布交通量的预测 分布交通量指两个OD分区之间的交通量。其预测的目的是得出由由出发地到达目的地的交通流OD表。当前的OD表由统计结果来确定，以此为依据来得出预测年度的OD表。通

10、常可使用以下两种方法：（a）现在图案法 以当前OD交通流的实测值为基础，依将来各OD分区的发送和到达交通量的预测值得出预测年度的总OD交流量。(b)地区间的交通模型法 即按两个OD分区的社会经济指标和OD对间的时间和距离等参数直接预测OD对间的总交流量，通常使用重力模型。10 交通方式的分配 目的是在得到了总交流量以后推算各交通方式所占的市场份额。在预测各交通方式的市场份额时考虑了以下因素：旅行者的因素 交通方式的因径路分配 因通常的OD对中不只有一条径路，所以还必须预测上述交通量在这些径路间的分布情况，然后确定相关径路各区段的密度。在目前国际上的运量预测工作中，常采用根据各OD分区的社会经济

11、参数和各运输方式的服务水平数据直接测算OD对间的总旅客交流量的方法，而将第一阶段取消，将四阶段法简化为三阶段法。其中“交通方式分配”部分是运量预测中最关键的部分，通常按照交通方式分配模型的类型对预测方法进行分类。目前国际上通用的交通方式分配模型主要有二种，一种为欧美国家常用的以LOGIT模型为中心的预测方法，另一种为日本新干线运量预测时采用的MD模型预测法，下面对以这两种模型为中心的预测方法进行详细的介绍。112、以LOGIT模型为中心的预测方法 （1 1）主要步骤）主要步骤a.a.以主要运输方式目前的系统特征为基础，估计各运输方式的以主要运输方式目前的系统特征为基础，估计各运输方式的“效用效

12、用 函数函数”b.b.建立通道旅客直接需求模型建立通道旅客直接需求模型 c.c.利用直接需求模型预测未来年度在没有高速铁路条件下的运量发展情利用直接需求模型预测未来年度在没有高速铁路条件下的运量发展情况况 d.d.建立建立“诱发运量模型诱发运量模型”，计算当新的服务质量较高的运输方式，计算当新的服务质量较高的运输方式-高速铁高速铁路投入运营后，将产生的诱增型运量路投入运营后，将产生的诱增型运量 e.e.建立建立“旅客出行方式选择模型旅客出行方式选择模型”(或称或称“客运量分配模型客运量分配模型”)，计算在，计算在高速铁路建成并投入运营后，各方式原有的旅客中将转而选择高速铁高速铁路建成并投入运营

13、后，各方式原有的旅客中将转而选择高速铁路的比例，从而计算出各方式转移到高速铁路的客流量路的比例，从而计算出各方式转移到高速铁路的客流量 f.f.将转移运量与诱发运量汇总，即可得高速铁路的总运量将转移运量与诱发运量汇总，即可得高速铁路的总运量 g.g.*其中直接需求的预测欧美国家多采用其中直接需求的预测欧美国家多采用“重力模型重力模型”。12（2 2）迭代方法：）迭代方法：因为技术方案和行车组织方案能够影响投资、成本等技术经济参数和旅行时间、服务频率等服务水平参数，在国外的预测过程中常采用迭代方法来反技术条件和行车组织方案对于技术经济参数和预测结果的影响，步骤如下：a.a.取初始值取初始值(包括

14、成本、服务水平等包括成本、服务水平等)，按上述步骤进行初步预测，按上述步骤进行初步预测 b.b.根据初步结果重作技术方案和行车组织方案，得出第二步技术经济根据初步结果重作技术方案和行车组织方案，得出第二步技术经济参数和服务水平参数参数和服务水平参数 c.c.将上述第二步技术经济参数和服务水平数据作为外生变量输入预测将上述第二步技术经济参数和服务水平数据作为外生变量输入预测模型，进行下一步预测模型，进行下一步预测(即第一次迭代即第一次迭代)d.d.按上述过程重复进行第二、三次迭代，直至收敛为止，此时按上述过程重复进行第二、三次迭代，直至收敛为止，此时运量与技术方案与行车组织方案间达成一个平衡的结

15、构，可得出最优运量与技术方案与行车组织方案间达成一个平衡的结构，可得出最优的票价和服务水平参数的票价和服务水平参数上述预测过程的框图如图8.2.1所示，其中虚框中所示的部分就是迭代过程。13(3)(3)模型的结构模型的结构直接需求模型 最常采用的是“重力模型”，其基本结构如式8.2.1所示。(8.2.1)式中 某种运输方式的代号；常数；od对间的社会经济数据，如GNP，人口，人均收入等；为第种方式i-j间的表示广义成本的效用函数，包括 直接费用和旅客所花费的时间(包括旅行时间，到达 和离开站/场的时间和等候时间等)的价值之和，其 表达式为：14(8.2.2)式中 为第种运输方式的效用函数的系数

16、，其 中B1k为常数，B2kB4k分别为总成本、旅行时间、进出站时间和等候时间项的系数；为第种方式i-j间的总成本(包括票价、附加 费等）第种方式i-j间的旅行时间；第种方式在i-j间的进出站(场)时间(指从出 发地到车站(机场)以及从车站(机场)到目的地所花 费的时间；为方式K在i-j间的等候时间。15既有方式旅客情况调查各OD点的社会经济参数调查用伯克森泰尔法估计LOGIT模型中效用函数的系数各方式目前的技术经济参数直接需求模型输出结果：各OD间高速铁路交流量和辅助参数（最优运价、通道中各种运输方式的份额等）运量分配模型诱发运量预测模型各OD未来年度高速铁路运量的预测各OD中各运输方式未来

17、年度市场份额的预测各OD未来年度有高速铁路条件下总运量预测机车车辆和其他设备的数量，运行图铺划最优运价率的确定高速铁路的建设和运营成本测算各OD中各运输方式未来年度无高速铁路条件下总运量预测各OD点的社会经济参数调查与上次预测结果接近吗？否是图8.2.1 运量预测过程框图16运输方式分配模型 采用LOGSUM算子估计在高速铁路建成前和建成后各种方式广义成本的变化，从而推算质量较高的新运输方式投入运营后可能产生的诱发运量的比例，其基本公式如式8-2-5所示。（8.2.5）式中 OD对ij间的诱发率；高速铁路建成前(或无高速铁路条件下的)广义成本 有高速铁路条件下OD对ij间的广义成本。17 其中

18、Ib为无高速铁路条件下各种运输方式的集合，Ia为高速铁路建成后各种运输方式的集合。LOGSUM算子的定义如下：183、MD模型预测方法(1)(1)MDMD模型的基本原理模型的基本原理 MD模型是二十世纪七十年代由日本运输调查局开发的，通过在国内外各种交通项目中的长期试用，对该模型不断进行了改进，现主要在对日本的新建新干线进行需求预测时使用。MD模型是建立在以下思路的基础上的：假定潜在需求 假定旅行的效用服从共同的分布 假定旅客的牺牲量服从共同的分布 把时间换算成货币单位的系数旅客对交通工具的选择及潜在需求的显现化 19(2)概率分布 在MD模型中，把旅行的效用和对时间价值的评估这两项看做随不同

19、时间、不同的旅行目的和旅客的属性等而变化的，并把该两项作为概率分布来处理。大多数社会现象很接近”正态分布”。在“正态分布”中，作为研究对象的变量的分布是由平均值(记作)和标准差(记作)这两个参数决定的。因为旅行的效用和时间价值都是非负的，故MD模型中采用对数正态分布来描述这两个参数。在所得分布很近似、时间价值分布和所得分布很接近这个前提条件下，我们假定时间价值服从对数正态分布，MD模型中的“旅行效用分布”也服从对数正态分布。对数正态分布可变换成为标准正态分布，从而计算出某一分布区间的概率。20(3)(3)旅客的牺牲量和交通工具的选择旅客的牺牲量和交通工具的选择 在MD模型中认为旅客们将按照对时

20、间的价值的评价来进行合理的选择，即选择牺牲量最少的一种交通工具。各交通方式所占的份额可从时间价值的分布求出。因为假设时间价值服从对数正态分布，所以和这两个参数必须预先进行估计。(4)(4)旅行效用和潜在需求的实现旅行效用和潜在需求的实现 潜在交通需求变为现实的交通需求称为潜在需求的实现。在MD模型的理论中假设旅客在完成同样旅行时选择牺牲量最少的交通方式，只有在通过旅行获得的效用超过牺牲量时，潜在需求才变为现实的交通需求。旅行的效用也被假设为服从对数正态分布。实际上人们的时间价值并不相同。因此，在MD模型的计算中，如果有两种以上可以利用的交通工具，相互之间又处于竞争关系，则要按各交通工具牺牲量的

21、最小区间把时间价值分成细小部分，再来计算各交通工具的潜在需求实现率(即显现化率)。21(5)(5)不同交通工具的潜在需求实现率不同交通工具的潜在需求实现率 MD模型里必须同时计算效用和牺牲量这两项，由于交通工具利用者的时间价值并不相同，故利用者的牺牲量因时间价值而异。使用不同交通工具且时间价值各异的旅客的潜在需求会变成实际需求。如图8-2-2所示。图8.2.2 潜在需求显现化示意图 在MD模型中，旅行的效用和时间价值是不确定的，旅客从各自的时间价值的角度考虑，选择牺牲量最小的交通工具，当被选择的交通工具的牺牲量低于旅行的效用时，对被选择的交22通工具的牺牲量低于旅行的效用时，对被选择的交通工具

22、的需求才会变为实际需求。图中横坐标表示时间价值，纵坐标表示牺牲量和旅行效用，假定时间价值和旅行的效用是呈对数正态分布。图中的第一象限是从上方看两个概率得到的等高线(立体的山)。假定选择铁路和航空的分界点是A元/分钟，时间价值超过该数值的旅客将选择航空，低于该数值的旅客将选择铁路。其次是选择了各自的交通工具的旅客群体是否实际上利用了该交通工具。因为在各自的牺牲量低于旅行效用时旅行行为才实际发生，所以最终的潜在需求变为实际需求的比例如下：铁路是两个概率分布组合的山的点a、b、c的体积，航空的是点b、c、d的体积。通过计算各自的体积，可以得出各种交通工具的潜在需求实现率。23(6)(6)不同交通工具

23、的需求量不同交通工具的需求量 在用上述方法求得各种交通工具的潜在需求实现率后，可用各交通工具的实现率乘以该OD的潜在需求量，就可计算出对不同交通工具的需求量。从不同OD、不同交通工具的实际需求量(运输量)数据和与此对应的不同交通工具的运输条件(所需时间和所需费用等)数据来推算出目前的潜在需求量的方法如下：利用事先分析得到的时间价值和旅行效用的分布函数计算出目前不同OD、不同交通工具的潜在需求实现率。只要知道各种交通工具的运输条件，就可以计算出各方式和各OD的实现率。用各种交通方式需求量的合计值除以各种交通工具的实现率的合计值就可以得出潜在需求量。在分别计算出各OD的该数值后，就可以推算出目前各

24、OD的潜在需求量。24潜在需求量的一般表达式为：Yf(X1，X2，Xn)(8.2.7)式中 Y潜在需求量；X1Xn说明潜在需求量的各种经济社会指标。在推算将来的潜在需求量时，可以利用刚才求得的各OD的潜在需求量，联系人口和人均收入等社会经济指标，进行交叉分析，设定函数，把未来社会经济指标的预测值代入该函数中，就可推算出未来各OD的潜在需求量。25(7)MD(7)MD模型的分析过程模型的分析过程 MD模型的“概率分布”从技术上来说，通过MD模型对旅客对运输工具的选择行为进行分析时，使用了表示潜在需求的概率分布和使用各种运输工具时的牺牲量曲线来进行推算。在此假定相互独立的“旅行效用”和“时间价值评

25、估值”这两个随机变量的概率分布是一样的，即这两个随机变量均服从对数正态分布，如图8.2.3所示，其图形一般呈很均称的山形。其表达式见式(8-2-8)。(8.2.8)26式中 Dij区域i与区域j间的潜在运输需求量 u旅行的效用 x时间价值的倒数；x1/v v间评估值；这些概率分布的参数根据各OD中各交通方式的实际运输量，用电脑调整修正后得到。图8.2.3 概率分布示意图27 旅客的牺牲量和交通方式的选择 在MD模型中，是按概率分布和“牺牲量曲线”来计算旅客对交通方式的选择行为，具体计算方法如下：分别计算出各种交通方式旅客的旅行效用超过牺牲量曲线的部分，即潜在需求量变为实际需求量的比例，称为“潜

26、在需求实现率”。图8.2.4所示即为计算的结果。图8.2.5为某案例牺牲量及分界点示意图。各种交通方式利用者的牺牲量曲线如图8.2.5画于底边上。一般用所需时间加上所需费用换算的时间来表示牺牲量。从图8.2.4背后俯瞰所得即为图8.2.3。图8.2.4采用不同交通方式时的潜在需求实现率28 牺牲量曲线和分界点图8.2.5各种交通方式的牺牲量及分界点29 各种方式的转换和诱发需求 在新的交通方式-高速铁路投入运营后各种交通方式的运量预测结果有所变化，将新的预测结果与无高速铁路条件下的预测结果相比较即可得出从既有交通方式转到高速铁路的“转移需求”以及高速铁路带来的“诱发需求”，如图8.2.6所示。

27、图8.2.6 从既有方式转到高速铁路的需求和高速铁路的诱发需求30二、国内外预测方法的比较二、国内外预测方法的比较 与国内沿用的运量预测方法相比，国外在高速铁路客运量预测中采用的方法有如下特点：（a）预测过程中不仅考虑了铁路本身，还充分考虑了主要竞争方式(如高速公路、民航等)的发展及其与铁路之间的竞争关系；（b）有助于分析高速铁路系统如何在外界竞争环境下采用最优的对策(如管理和运营组织模式等)；（c）便于分析分段建设条件下运量的变化情况；31 （d）可减轻或克服以往因实际运量因能力限制而低于实际需求，从而导致对弹性系数估计偏低，致使运量预测结果偏低的缺点；三、京沪高速铁路旅客需求预测结果分析（

28、一）运量预测结果（二）各种运输方式的市场份额 根据预测结果，在未来京沪走廊的运输市场中，总地来讲高速铁路将占有绝对的优势，以2015年的预测结果为例，三种运输方式的市场份额如表8.2.4所示。32 表8.2.4 京沪走廊三种运输方式的市场份额 这是在总的京沪走廊内三种方式所占的市场份额，但在距离不同的OD中，三种方式的份额就有较大的不同。在不同距离条件下各种运输方式的市场份额如下8.2.5所示。运输方式高速铁路航空公路市场份额（%）70.813.515.733 图8.2.5 距离别各种方式的市场份额 从图8.2.5中可见，OD对间的距离越短时，公路所占的市场份额就越大，距离越长，公路所占的份额

29、就越少；而当OD对间的距离增加34 时，航空的份额也逐渐增加；高速铁路在距离较短时，所占的份额较少，随着OD间距离的增加，其所占的市场份额也逐步增加。但当距离超过1000公里时，因航空的市场份额大量增加，高速铁路的份额有所下降。35第三节 高速铁路的客流组织36一、旅客列车开行方案的设置（一）服务频率与列车密度 服务频率指某一方向,一日内提供给每位旅客乘车选择的车次次数。服务频率越高一日内提供给旅客选择的列车(车次)越多，旅客乘车就越方便，等待时间就越短。当服务频率超过18趟后，运量随服务频率增加而增大的幅度很小；同时短途客流对服务频率特别敏感，说明应加大短途高速列车的密度。37（二）列车定员

30、 高速铁路一般应采取短编组、多开车的方针，以方便旅客。列车定员过高，不但降低了服务频率，在速度一定的情况还将要求较大的列车牵引总功率，如果过低，有时又不能完成预测的运量。因此列车定员是多种因素决定的。（三）列车组成 高速列车由于运行距离和运行时间都较短，一般都不设非载客车辆，为满足不同层次旅客的需求，可设包间、一等车和二等车。38（四）列车等级 当只运行一种最高运行速度的高速列车时，主要是根据其中途停站的多少划分，停站越少等级越高。由于高速车底不断更新，国外一些高速线上同时运行几种速度的高速列车，此时等级的划分主要根据最高运行速度，速度越高等级也越高。我国未来的高速铁路将有多种停站方案，也将同

31、时运行多种速度(如一种是进口的300kmh及其以上，一种是国产的250kmh左右)的高速列车。39（五）列车开行数量旅客列车的开行数量一般可根据公式进行计算：(8.3.1)n需要开行的旅客列车数。旅客列车一般都是成对运行，只计算一 个方向即可(列)；N某区段计算年度客流密度(万人)；a 高速列车定员(人列)；k 高速列车上座率，可在0.700.80取；40（六）列车停站方案的设置 一般凡某1对发到站间有2对及其以上的列车，途中就应采取交替停站的方式；4对以上就应安排一定比例中途不停站的直达列车。到发量较大的中间站，应安排一定数量的始发与终到列车，以减轻通过列车的压力。二、跨线客流的输送方式(一

32、)问题的提出 跨线客流由既有线承担还是上高速线，如果上高速线又以什么方式输送，是高速铁路运输组织中必须面对的问题。41(二)跨线客流的基本输送方式 由高速线承担的跨线客流，有三种基本输送方式：1.换乘方式 2.下高速线方式 3.跨线运行方式(三)国外高速铁路的基本做法 总结出两种趋势：其一：为提高高速铁路的效益及整个社会效益，高速铁路必须多吸引旅客。减少换乘是吸引旅客的重要手段之一。可以说尽可能开展直达旅客运输，减少换乘。42 其二：开展直达旅客运输(输送跨线客流)的基本做法是“高速列车下高速线”。(四)跨线客流输送方式的选择 从我国的现实条件出发，跨线运行方式将是我国高速铁路一定时期内跨线客

33、流的主要输送方式。以该方式为主，换乘和下高速线方式为辅，承担起繁重的跨线客流输送任务。(五)高中速混跑在技术上是可行的 1.技术设备的高中速兼容 2.行车组织的高中速兼顾 43 (1)区间通过能力的适应性问题 (2)跨线列车晚点的影响问题 44第四节 高速铁路的列车运行图一、高速铁路列车运行图的特点(一)高峰时段更加突出 高速铁路的 列车运行图其列 车运行线的安排 必须满足旅客出 行规律的要求。45 高速铁路应对其高峰时段的运输能力(如到发线通过能力)及供电能力进行检算；应按高峰时段检算动车组需要量。(二)严格的旅行速度限制 在高速铁路上运行时旅客列车都应有一定的旅行速度要求，在一定技术条件下

34、，列车旅行速度与停站次数和停站时间有关。(三)高弹性的运行线安排 为保证列车的高正点率，列车运行图须要有足够的应变能力，即具有高度的弹性；46(四)有效时间带的出现 高速铁路一般06点都作为“天窗”时间，一来供线路及牵引供电设备的养护维修用，二来在高速铁路未成网前，高速列车的运行时间都比较短，06点无人乘车。由于“天窗”多采用矩形，列车又只能在6点钟及其以后出发，0点钟及其以前到达，因此，对不同运行距离的列车就形成了有效时间带。二、列车运行图基本要素的确定(一)确定列车运行图基本要素的原则 保证列车运行安全前提下，按先进的作业组织和操作方法确定。采点时间可按30s或15s计。47(二)高速铁路

35、列车运行图的基本要素1追踪列车间隔时间2列车区间运行时间3列车起停车附加时间4列车在站停车时间5动车组折返时间6天窗时间内按单线行车时的车站向隔时间 48三、综合维修天窗的设置（一）综合维修天窗的设置形式 双线线路维修天窗分矩型和V型两种基本形在某种情况下，可以部分采用V型、部分采用矩刑型；将两者对接起来而构成Y型天窗。49采用矩型天窗的优点是采用矩型天窗的优点是：作业时间集中，大型养路机械作业和接触网维修可同时进行；上下行接触网同时停电，相互无电气干扰，可保证检修作业的安全；两线同时停电，电务部分的两线维修可同时进行，便于安排施工计划。而采用矩型天窗的问题是：跨线列车不能在检修天窗时间段内上

36、、下高速线，将对部分既有线跨线列车上、下高速线的衔接时间的选择，带来一定的困难，夕发朝至列车也无法运行；检修天窗的额外影响时间带比较长，对通过能力有较大的影响；晚点列车一旦跨天窗，无法继续运行，将给列车运行组织带来严重后果。50采用采用V V型天窗的优点是：型天窗的优点是：上、下方向检修天窗分设，作业时间相对分开，便于均衡地安排检修人员作业；天窗时间内始终保持一线行车，通过组织列车反向运行，便于上、下行列车均衡安排，尤其便于跨线列车运行；在日常工作中，通过适量平移检修天窗时间，可避免晚点列车“停车等天窗”现象发生。而采用V型天窗的问题是：上、下行分线检修，在部分地段可导致上、下行线路检修作业相

37、隔时间较长；检修天窗位于0点至6点时间域之外时，将影响非全程旅客列车的开行数量；一线检修，另一线运行列车时，对检修人员的人身安全有一定的影响。51 国外由于高速铁路较短，加之国土面积小，列车一般运行距离较短。所以夜间(0-6点)不行车，可以用于设备的养护与维修。针对我国京沪高速铁路而言，全长1300多公里，在相当长的时期内还将运行跨线中速列车，这样在以下两方面将制约维修天窗设置方式的选择：第一，由于京沪高速铁路较长，开设V型天窗将延伸到每天 6-24点间；而白天正是高速列车运行的时段，一线维修，另一线以最高速度300km/h运行，保证不了作业人员的安全。因而V型天窗不可取。第二，由于我国国土面

38、积大，一般列车的运行距离都较长，再加上上高速线的中速列车较多，又来至铁路网的四面八方，很难躲过某一时段。这些列车要求高速铁路能允许其上线24小时运行。52 因此，开设矩型天窗也不能满足运营要求。同时在长大干线上的高速铁路，为适应运输场需求，夜间有可能需要开行夕发朝至列车。这也要求夜间能行车。V型、矩型都不可行，当然Y型也不可行了。53（二）单日维修下行线，双日维修上行线的构想 根据以上分析，长大干线上的高速铁路维修天窗的设置方式只能另辟蹊径。以京沪高速铁路为例，该线全长虽达1300多公里，但高速列车全程运行时间也只有5-6小时，因此夜间不会安排高速列车运行，即使开行部分夕发朝至列车，其速度将在

39、160km/h左右(与跨线中速列车同)。因为该列车的运行时间一般应延长到9小时左右，否则不利于乘客在车上休息而无人乘座。同时在夜间(0-6点)的几小时内，在高速线上运行的中速列车也不会很多。根据以上分析，有以下两点可作为确定京沪高速铁路选择维修天窗设置方式的依据：第一，夜间无高速列车运行，为在夜间一线维修，一第一，夜间无高速列车运行，为在夜间一线维修，一线行车线行车(速度约为速度约为160km/h160km/h左右左右)的作业安全创造了条件；的作业安全创造了条件；54 第二，夜间只运行少量的中速列车和夕发朝至列车，其第二，夜间只运行少量的中速列车和夕发朝至列车，其行车量不大，天窗时间内这些列车

40、在非维修线路上按按单行车量不大，天窗时间内这些列车在非维修线路上按按单线组织行车基本可以满足要求。线组织行车基本可以满足要求。因此，设想在0-6点中，单日维修下行线、双日维修上行线(或构成一条单线通道)。在维修时间内，非维修线路按单线行车的要求，组织跨线中速列车和夕发朝至列车运行。这种维修方式很有规律，便于日常工作，也有利于列车运行。55（三）围绕维修天窗的设置需深化研究的问题 单日维修下行线、双日维修上行线，维修时间内保持一条单线行车条件的维修方式是否可行，尚有以下一些问题有待深研究：这种天窗设置方式对一条线路而言，实质上是两天养护维修一次，这对行车量及通过总重有无限制，为保证行车安全还应采

41、取哪些附加措施；在一线维修，一线行车的情况下，应采取的安全防护措施。单线行车时段的通过能力，行车量需求，设站方案三者间的协调。56四、列车运行图的编制57（一）编制原则（一）编制原则1充分保证列车运行安全、正点2最大限度地为旅客提供方便3统筹协调高速线与既有线的衔接问题4合理利用运输能力高中速列车运行线的排列高中速列车运行线的排列长、短途高速列车运行线的排列长、短途高速列车运行线的排列 动车底的套用动车底的套用 58（二）编制过程（二）编制过程 1 1中速列车衔接点的确定中速列车衔接点的确定 在旅客列车开行方案已确定的情况下，则可进行列车运行图的编制，把开行方案落实到具体的运行线上。为此，首先

42、应根据全路(全国)旅客列车的开行方案，确定中速列车(含下高速线的高速列车，以不同)由既有线上高速线的时间，即在高速线上的首次发车时间以及中速列车由高速线下既有线的时间，即在高速线上的最终消失时间。有了以上两种时间，结合高速列车的发车点，采取顺推和倒推的方式，则可铺画中速列车运行线。2 2高速列车发车点的设定高速列车发车点的设定 首先安排核心列车(如北京至上海的直达列车等)、为早出晚归旅客服务的列车和夕发朝至等列车的发点。在59 此基础上，相对均衡地分布各种列车的发点，但列车的 发点必须在各自的有效时间带之内。3 3列车运行线的铺画列车运行线的铺画 无论是人工铺画还是用计算机铺画，都允许在一定范

43、围内，移动列车的始发点，但挪动高速线与既有线列车运行线的衔接点，要再次与全路客车开行方案协调。无论是高速列车还是中速列车，铺画的运行线都必须体现事先设定的停站方案。杜绝以减少停站(降低服务频率)来换取较高的旅速。4 4备用运行线的铺画备用运行线的铺画 客运专线，尤其是高速铁路，应根据运输能力的利用情况，铺画一定的备用运行线供运行调整用。备用运行线分别按高、中速列车均衡铺划在各个时间段；备用运行线一般应设较多的停站，以备灵活运用。备用运行线的设置60应不影响正式运行线的铺划，尤其不能降低列车的旅行速。计算区间通过能力利用率时，不应计入备用运行线。备用运行线的设置也可与季节性列车运行线相结合。5

44、5列车运行图指标的计算列车运行图指标的计算高速铁路列车运行图应分别计算以下指标：两站间(如北京上海)直达高速列车的旅行时间及其旅行速度(h,km/h)；高速列车平均旅行速度(km/h)；跨线列车平均旅行速度(km/h)；长编组和短编组高速动车底投入运用的数量(组/日)；高速和跨线列车列车公里(列km/日)；长、短编组高速动车底平均每个车底的列车公里(km/列、日)等。61第五节第五节 高速铁路的区间通过能力高速铁路的区间通过能力 一、高速铁路区间通过能力的特点 高速铁路一般是客运专线，区间通过能力应是放行高速列车的能力。旅客列车的停站规律是各不相同的，这不同于一般货物列车。如果同一区段内运行的

45、都是货物列车(摘挂及有甩挂作业的列车除外)，则所有列车在区段内的技术作业停站地点、停站时间都是一致的。对于高速铁路(或客运专线)而言，如果同一区段运行的都是高速列车(或旅客列车)，则由于客运分工的不同，在区段内停站地点、停站时间各不相同；有的特、直快列车在区段的两端车站也不停站，如京沪线上的K13、K14除在济南和蚌埠换挂机车外，在沿途各枢纽大站都不停车。严格讲高速铁路没有普通铁路那样的行车区段，这里所讲的区段是指两枢纽间构成的客运区段。62 高速铁路按客运区段计算的高速列车区间通过能力有以高速铁路按客运区段计算的高速列车区间通过能力有以下特点下特点：平行运行图通过能力是由不同运行距离的长短途

46、列车区间通过能力组成；平行运行图通过能力只是一种假设，是能力计算中的一个步骤。严格讲是客运专线，都不存在平行运行图问题；高速列车由于停站规律不同，相对平行运行图而言，也有扣除系数；由于计算的是放行高速列车的能力，在高中速混跑的情况下，是低速列车扣高速列车。这在分析方法及概念上不同于普通铁路。由于存在上述特点，如何计算高速铁路的区间通过能力，是面临的新课题。63二、高速铁路平行运行图能力的计算二、高速铁路平行运行图能力的计算 以京沪高速铁路为例，将其划分成6个区段，详见平图能力示意图。平图能力示意图 H68101214141618202202HABCDEFG上海南京蚌埠徐州济南天津北京BCDEF

47、GA64式中 N京津北京天津间的区间通过能力，列；n京沪开行北京上海的列车有效的区间通过能力；、在n京沪的基础上，分 开行北京南京、北京蚌埠、北京徐州、北京济 南、北京天津所增加的区间通过能力；AG除天窗时间外，北京天津间发车的有效时间带；AB开行北京上海的列车的有效时间带；北京天津间的平图(假定高速列车沿途都不停车)能力为：65 式中 在AB的基础上，开行天津上海列车所增加的有效时间带。同理可以计算出其他各段的区间通过能力。由平图能力示意图可以看出，某一段的区间通过能力，是由不同运行距离的列车的区间通过能力所组成。长距离列车的能力可 BC、CD、DE、EF、FG为在AB的基础上，分别开行北京

48、至南京蚌埠、徐州、济南和天津所增加的有效时间带；I高速列车的追踪列车间隔时间(min)。由平图能力示意图可以看出，天律-济南间的区间的通过能力为：66以为短距离列车所利用，但短距离列车所增加的能力，不能用于铺画长距离列车，京沪高速铁路平行运行图的区间通过能力见下表。67三、高速列车的扣除系数三、高速列车的扣除系数 高速列车在通过某一站时，有的停站，有的不停站，停站的列车将多占用一些区间通过能力，因而产生了额外扣除，一般停站附加时间由三部分组成，即：T停=t停+t站+t起，起停车附加时间t停+t起=2min+1min=3min，在站停留时间t站主要是为了旅客上下车需要，一般取2min，如下图所示

49、。列车停站产生额外扣除示意图t站T停68一次停站的额外扣除为：如果停站率为20%，而且按图8.5.3的方式规格化，则高速列车平均如除系数为 规格化运行图示意图69 高速列车的停站率超过20%，或者停站时间超过2min，或者打乱了由远而近的停站规律，或缩小高速列车的追踪列车间隔时间，都将增加高速列车自身的扣除系数。70四、高中速列车混跑条件下的区间通过能力四、高中速列车混跑条件下的区间通过能力 凡旅客列车都必须保证必要的最小旅行速度，这是与一凡旅客列车都必须保证必要的最小旅行速度，这是与一般货物列车的不同之处，上高速线的跨线中速列车更是如般货物列车的不同之处，上高速线的跨线中速列车更是如此。如果

50、上高速线的中速列车的旅行速度还不如在既有线此。如果上高速线的中速列车的旅行速度还不如在既有线上高，就失去了上高速线的意义。研究高速铁路非平行运上高，就失去了上高速线的意义。研究高速铁路非平行运行图能力，必须立足于旅客运输质量的需求。这一点很重行图能力，必须立足于旅客运输质量的需求。这一点很重要，可以说是观念的根本转变。高速线上最高运行速度要，可以说是观念的根本转变。高速线上最高运行速度160km/h160km/h的跨线中速列车其平均旅行速度至少应在的跨线中速列车其平均旅行速度至少应在100km/h100km/h以上。以此为前提，研究高中速混跑模式的高速铁路区间以上。以此为前提，研究高中速混跑模