高速铁路城际动车组列车运行图缓冲时间研究.pdf

第29卷第3期2023 年 7 月Vol.29 No.3July 2023铁道运营技术Railway Operation Technology摘要：针对影响高速铁路城际动车组运输效率的列车运行图缓冲时间合理分布问题，以高速铁路城际动车组列车运行图缓冲时间确定因素为主要研究内容，采用对铁路运输组织基本原理的分析方法，得出具有周期性特征的高速铁路城际动车组列车运行图适宜采用具有全日列车运行时段缓冲时间呈总体均匀分布，部分时段呈局部集中分布的结论。关键词：高速铁路；城际动车组；列车运行图；缓冲时间中图分类号：U292.4文献标识码：A文章编号：1006-8686（2023）03-005-4徐石高速铁路城际动车组列车运行图缓冲时间研究（黑龙江工商学院，工程师，黑龙江哈尔滨150025）10.13572/ki.tdyy.2023.03.002Abstract：Aiming at the problem of reasonable distribution of buffer time of train diagram affecting the transportationefficiency of high-speed intercity EMU,this paper takes the factors determining buffer time of train diagram of high-speed intercity EMU as the main research content,and adopts the analysis method of the basic principle of railway transportation organization.It is concluded that the high-speed intercity EMU diagram with periodic characteristics is suitable to adopt the buffer time of the whole day train operation period uniformly distributed,and some time periods locally concentrated distributed.Key words：high speed railway;intercity EMU;train operation diagram;buffer timeXU ShiStudy on Buffer Time of High-speed Intercity EMU TrainDiagram（Heilongjiang Institute of Business and Technology，Enginee,Harbin Heilongjiang,150025,China）高速铁路城际列车通常指在连接相邻城市或城市群间开行的列车，自2008年8月1日，京津城际铁路开行时速350km/h的城际动车组列车以来，我国目前在包括成渝、珠三角、长三角、京津唐等多个城市群间，开行数量众多以CRH、CR系列车底的动车组列车。动车组列车具有快速、便捷、高密度开行的特点，且列车运行图较多呈现具有明显规律特征的周期性，对于动车组列车运行图缓冲时间合理分布的确定，对铁路通过能力影响较大，对此具有较强的研究价值。1高速铁路城际动车组列车运行图缓冲时间原理分析高速铁路城际列车运行图的列车间隔较短，在满足车站间隔时间和列车间隔时间的条件下，对于动车组列车运行间隔时间确定的主要因素，就是列车运行图缓冲时间（以下简称缓冲时间）。缓冲时间是指列车运行图规定的列车间隔时间与确保列车在区间内安全运行所需的列车最小间隔时间之差1。如图1中的tr表示缓冲时间，I表示列车最小间隔时间，If表示列车间隔时间。即：If=tr+I，本文研5第29卷第3期2023 年 7 月Vol.29 No.3July 2023铁道运营技术Railway Operation Technology究内容即是对 确定因素进行分析。图1缓冲时间示例图1.1列车运行图缓冲时间产生原因缓冲时间的存在对于日常列车运行调整具有便利性，是正常行车组织所需之外的时间，但该部分时间过长会影响铁路区段通过能力，过短则会对列车运行调整带来时间紧张的困境。因此，可形象的理解缓冲时间就是对列车运行调整时间方面的“蓄水池”。目前，在我国高速铁路城际动车组列车运行图中缓冲时间具有分布不均衡、数值相对较小、存在方式比较灵活等特征2。1.1.1客观原因产生的缓冲时间通常由于列车运行图在铺图过程中，为满足高速铁路城际客流不同时段出行需求，导致平、高峰期间列车运行线分布很不均衡，以及由于列车越行、会让等待时间、施工维修天窗起迄前后的“三角区”时间等无法用于行车的时间。该种原因产生的缓冲时间，通常不会对铁路区段通过能力影响太大，如图2所示。图2客观原因产生的缓冲时间示例图1.1.2主观原因产生的缓冲时间在保证日间客流高峰期高速铁路城际动车组列车在应对临时状况，尽快消灭晚点列车传播影响，实现“晚点赶正点，晚点不增晚”的行车调度指挥目标，可在某些较多列车经停的车站，以及在某些运行时分较长的区间，在无1.1.3所述客观条件存在的情况下，仅是人为预留一部分缓冲时间，以增加对抗运输干扰所需要的反应时间。该种原因产生的缓冲时间，会人为降低铁路区段通过能力，但为此换回的是列车运行图具有较强的抗干扰性，如图3所示。图3主观原因产生的缓冲时间示例图1.2列车运行图缓冲时间主要作用缓冲时间就是能起到一定缓冲作用3，由于高速铁路城际动车组列车运行图是根据客流平、高峰期，铺画的具有一定周期性特征的列车运行图，加入缓冲时间，可实现该类列车运行图的“弹性”。一方面，可保证在非正常行车组织条件下，为铁路运输部门提供更多的反应时间，策应列车运行安全；另一方面，缓冲时间在一定程度上，促使行车组织全过程各项作业时间不至于“太紧张”，在“按图行车”条件下，对行车组织工作人员有较强的可操作性。2高速铁路城际动车组列车运行图缓冲时间确定因素分析在高速铁路城际动车组列车运行图中，高峰时段列车运行密度较大，缓冲时间主要为客观原因产生，在平峰时段列车运行密度较小，缓冲时间主要为6主观原因所致，且设置缓冲时间追求的最终目标，是提高列车运行图抗干扰能力、提高城际动车组列车运输服务质量。2.1列车运行图结构因素分析在高速铁路城际动车组运行区段，运行的列车较多速度相近，列车运行图结构相对客货共线铁路而言，结构单元更加稳定，很少出现速度差异较大而强烈变换的结构单元，如图4所示，任意相邻列车运行线，皆构成结构单元45。但这对于缓冲时间设置依然具有未知性，因此需要对高峰、平峰列车运行时段以有目的预留缓冲时间的方式设置缓冲时间，避免浪费铁路区段通过能力。图4列车运行图结构单元示意图2.2缓冲时间对区段通过能力影响分析区段通过能力，通常是由区间通过能力计算比较得出，区间通过能力计算式1：n=(1440-T固）n周d有效T周，从该计算式，可得出铁路区间通过能力n与运行图周期T周成反比，由图1分析可得出，当最小列车间隔时间确定时，运行图周期越大，缓冲时间亦越大。即铁路区间通过能力越大，缓冲时间总体越小；铁路区间通过能力越小，则缓冲时间总体越大。若列车运行线存在时，当n=1时，limtr=1440-nT周，此时列车运行图“柔性”最强，tr取值最大，不存在对后行列车造成晚点传播问题，如图5所示。图5缓冲时间取最大值示意图若列车运行线为最大铺画数量时，列车运行线铺画最紧凑，区间通过能力最大，此时n=iVniT周，V为各种类列车集合，则缓冲时间总和为：limt总r=1400-iVniT周，此时列车运行图为“刚性”最强，tr取值最小，如图6所示,若前行列车出现晚点，对后行列车会产生较强的晚点传播效应。图6缓冲时间总体取最小值示意图2.3晚点传播对缓冲时间合理分布的分析由本文2.2中分析，得出铁路区间通过能力最大时，缓冲时间总体趋近于最小，列车运行图晚点传播效应将最显著。对此，设置缓冲时间，宜根据易发生晚点的时段、区间设置主观产生的缓冲时间，以消减高速铁路城际动车组列车运行图缓冲时间研究7第29卷第3期2023 年 7 月Vol.29 No.3July 2023铁道运营技术Railway Operation Technology晚点传播影响6。与此同时，考虑到高速铁路城际动车组列车在客流高峰时段列车开行密度大、客流平峰时段列车开行密度小的客观实际，在客流高峰时段，适宜压缩缓冲时间，增大该时段铁路区间通过能力，该时段缓冲时间适宜集中在高峰期两侧（如图7中的阴影区域tr为集中设置缓冲时间），以应对列车晚点传播效应。在客流平峰时段，缓冲时间适宜均匀分布，以缓解不同的列车运行图结构单元列车晚点传播效应，如图8所示，其中t1，t2分别表示第1和第2列车晚点时间，tf2v表示第2列车因满足最小列车间隔时间I的需要，所增加的晚点时间。图7缓冲时间集中与均匀分布设置示意图图8列车晚点传播与缓冲时间关系示意图在列车1和列车2为同等级列车条件下，从图8中可以得出，当缓冲时间tr不足以弥补列车1晚点给予列车2足够多的等待时间时，若列车1晚点，则必然导致列车2追随晚点，且为保证列车最小间隔时间I的要求，将出现tf2v增晚时间。即，若缓冲时间tr预留不足，将导致tf2v增晚时间出现，造成列车晚点传播，破坏列车运行秩序。因而，需要缓冲时间tr合理分布。3结论对在高速铁路运行往返于相邻城市群间的动车组列车运行图缓冲时间设置因素进行分析，得出列车运行图缓冲时间合理分布的方法，适宜在高峰时段采用缓冲时间集中分布，保证高峰时段通过能力，集中预留的缓冲时间tr增加运行图“弹性”；在平峰时段采用缓冲时间均匀分布，保证平峰通过能力条件下，实现列车间的运行图“弹性”。同时，对于列车运行图基本编制参数为重要研究内容的列车运行图结构特征分析还具有较强的研究可持续性。参考文献1 彭其渊，王慈光.铁路行车组织 M.北京：中国铁道出版社，2007.2 辜雪菲.高速铁路列车运行图缓冲时间设置研究 D.成都：西南交通大学，2020.3 赵鹏，胡安洲.高速铁路运行调整弹性研究 J.北方交通大学学报，1995（S1）：20-24.4 宗俊雅，李宗平.列车运行图缓冲时间合理取值研究 J.交通运输工程与信息学报，2010，8（03）：56-61.5 樊文华.客运专线列车运行图缓冲时间合理取值研究D.成都：西南交通大学，2012.6 邓云霞，马驷，让林.城际铁路列车运行图缓冲时间设置仿真与优化 J.交通运输工程与信息学报，2015，13（02）：65-69.7 陈卫东.平均最小列车间隔时间计算法的适用性研究D.西南交通大学，2017.8 何琳希，马驷，邓云霞.基于关键运行线的城际铁路列车运行图横向稳定性研究 J.交通运输工程与信息学报，2018，16（04）：28-33.9 占曙光，赵军，彭其渊.高速铁路区间能力部分失效情况下列车运行实时调整研究 J.铁道学报，2016，38（10）：1-13.8