论高速铁路旅客列车开行方案设计，本文主要内容关键词为：方案设计论文,开行论文,高速铁路论文,旅客列车论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
旅客列车开行方案是铁路客运组织的核心，它应较好地反映铁路旅客运输的经营策略和服务质量水平，好的开行方案能够提高铁路旅客运输的经营效果和效益，尤其是在市场经济条件下，旅客列车开行方案还是与其它运输方式竞争实力的体现。对于旅客列车开行方案的定义、影响因素、设计过程、技术指标等问题，至今未见专门论述。为此，我们通过对京沪高速铁路旅客列车开行方案的研究，对上述问题进行了初步探讨，提出以下观点和看法。
1 旅客列车开行方案的定义与作用
旅客列车开行方案是以客运量为基础，以客流性质、特点和规律为依据，科学合理地安排包括旅客列车开行等级、种类、起迄点、数量、经由线路、编组内容、停站方案、列车客座能力利用、车底运用等内容，体现从客流到列车流的组织方案。
近年来，随着市场经济的不断发展和完善，铁路、公路、水运、航空4种交通工具竞争日趋激烈，铁路客运为了赢得更多的市场份额，多次调整、优化列车开行方案使之适应市场需求。如1998年调图后，全路旅客列车开行方案中列车种类就有国际联运、准高速、快速列车、特级列车、旅游列车、旅客快车（特别快车、直通快车、管内快车）、普通旅客列车、市郊列车等8类，编组内容和定员按不同旅客层次需求灵活多样，同时加大列车开行密度、缩短旅客在途时间，这些措施取得了明显的效果，沪宁、广深铁路的客运量已开始回升，铁路运输正在走出低谷。可见，设计和编制好旅客列车开行方案对铁路旅客运输起着至关重要的作用。
2 影响旅客列车开行方案的因素
影响旅客列车开行方案的因素很多，除受车、机、工、电、辆等铁路基本技术设施条件制约外，还有方案本身应该满足的技术条件和技术指标，诸如：列车编组(m)及定员（α）、客座利用率（γ）、席位周转次数（β）、客流波动系数(k)、各站完成的运量与服务频率的关系(f)、旅客输送量（即各站间O-D量之和）（ρ）、旅客周转量（θ）、区段客流密度（μ）等。以往，由于采用传统的客流预测方法，以上有些参数是得不到的，有的参数也因没有进行过专门研究，在以前编制旅客列车开行方案过程中从未涉到过。
在研究京沪高速铁路旅客列车开行方案中，采用了世界银行推荐的国际上通用的客流预测模型，以上9个因素中，μ、ρ、θ可由客流预测结果一并得到，它们是列车开行方案应该达到的数量目标；m、α、β、γ4个因素是为完成数量目标在设备、线路能力、运输组织、旅客舒适等方面进行充分协调后得出的最佳取值；k是设计基本运行图（满足节假日高峰期客流需要时应安排的最大列车对数）的重要参数；f是在方案设计过程中，方案与运量不断优化迭代后的指标。
3 高速列车开行方案设计思路
随着计算机技术在铁路上的广泛应用，客流统计和预测方法的不断进步，其提供的客流资料比以往更科学、更详细。在国外已实现客流预测和旅客列车开行方案的有机结合，可以从模型中一并编制出来。
我们在编制旅管列车开行方案计算机模型时，以客流预测模型得出的结果（各站间的O-D交流量）为基础，遵守按流开车的原则，对不开车的O-D对，采取长距离车带短距离流的做法，并利用计算机计算列车开行方案，对其结果可用人机对话的方式进行调整，以设计出各项指标都较好的方案。这种做法理顺了运量预测与旅客列车开行方案的关系，使两者紧密衔接，可充分满足旅客乘车的需求。将客流组织上线成为列车流的过程框图如图1所示。
4 京沪高速铁路旅客列车开行方案设计
本文以京沪高速铁路为例，介绍旅客列车开行方案的设计过程。
4.1 主要参数的确定
对于上述影响因素中m、α、β、γ、k、f的取值，我们在对1997年4月1日提速后全路主要线路一些旅客列车运行情况的调查资料进行详细分析，并结合设备、线路能力、运输组织等方面进行充分协调和预测后确定如下。
4.1.1 列车编组(m)及定员（α）
从理论上讲，达到一定的服务频率，才能完成预测的运量，这是确定列车定员的基本依据。短编组、高密度可大大提高服务频率，能较好地吸引客流；但当线路能力紧张时，长编组能达到充分利用能力的目的。通过分析计算，京沪高速铁路高速列车采用长编组与短编组相结合的方式，即中长距离的高速列车采用定员为1000席的长编组；短距离的高速列车采用定员为600席的短编组；中速列车定员取1200席。
4.1.2 列车客座利用率（γ）
国外高速列车的客座利用率均呈逐年增长的趋势。日本的回声号上座率为60%，而光号和希望号已达到80%以上；法国由1983年开通时的54%增长到1994年的73%：西班牙在1993年上座率达到85%以上。
我国铁路旅客列车平均客座利用率多年来保持在70%左右，其中快速列车、特快、直通快车的上座率普遍较高，而慢车虚糜现象却较严重。客座利用率与列车运行线路、运行距离、旅行速度、开行时间、定员和停站次数等因素密切相关。参考统计数据（见表1），未来京沪高速列车采用目前既有线快速、特快列车和准高速线为标准较为合适，即控制范围在80%～85%；中速列车则参照直快和旅游列车为宜，即控制在85%～90%。本次设计中，高、中速列车的客座利用率均取85%。
4.1.3 席位周转次数（β）
影响席位周转次数的最主要因素是停站次数，同时也与平均旅行速度、定员、开行时间有关。目前我国铁路旅客列车平均席位周转次数为1.15～1.2。京沪高速列车将采取多种停站方式，直达列车的比例将大大增加，此外，各种停次的高速列车同时存在，为旅客提供了充裕的选择余地。为此，高速列车的平均席位周转次数将有所降低，取1.1为宜；跨线中速列车因停站次数较多，并可带走一部分短程高速客流，其平均席位周转次数比高速列车要高，取1.2。
4.1.4 高、中速客流波动系数(k)
在设计京沪高速铁路的旅客列车开行方案时，对运行图铺画提出仿照日本新干线采取“基本运行图”的方法，即以满足最大需求（最大客流波动系数）为前提铺画基本图，平日按正常客流（波动系数为1.0）安排运行线。目前，高峰日最大客流量比平日平均客流量高出70%，波动相当大，此参数在基本图中将予以考虑。本次设计列车开行方案时，以平日客流为依据，即K取1.0。
4.1.5 京沪高速铁路服务频率与运量的关系(f)
对于一种运输方式而言，服务频率是吸引旅客的至关重要的因素，尤其是在市场经济条件下更是如此。一个“方案”的服务频率可直接反映出沿线各站旅客乘坐高速列车的机会（次数），显示出“方案”吸引客流的程度。因此，在高速铁路旅客列车开行方案的设计中，服务频率应被作为一个重要指标在停站方案中予以考虑。将不同的服务频率输入运量预测模型后，可得出不同服务频率条件下的运量变化情况。以2004年南京—上海（约295km）为例，服务频率与运量的关系如图2所示。
两者的关系是：服务频率高，运量增长，但服务频率达到一定的次数后，再增加服务频率对运量的影响就不大了。在确定旅客列车开行方案的过程中必须参考该预测数据，使最终的方案能够满足预测运量对于服务频率的要求。
4.2 京沪高速铁路旅客列车开行方案
按2010年京沪高速铁路全线贯通，以铁科院、铁三院、铁四院运量预测结果为基础经协调后的运量为依据，利用高速列车开行方案计算机模型，计算了多种方案，并按照跨线客流密度和年输送人数计算了中速列车开行方案，从中选择了技术指标较优的方案。采用的客流密度如表2所示，优化后的开行方案如图3所示。
由图3可知，当2010年京沪高速铁路全线贯通之时，在各项运输设备协调配套的前提下，高速线上需开行旅客列车207对，其中高速列车162对，中速列车45对。届时，京沪通道乃至全路的旅客运输将出现前所未有的崭新局面。
5 旅客列车开行方案的运营技术指标计算
图3所示京沪高速铁路旅客列车开行方案能完成的主要运营技术指标如下。
(1)旅客输送量：总计10094万人。其中：高速列车5496万人，占54.4%；中速列车2025万人，占20.1%。
(2)旅客周转量：总计365亿人·km。其中：高速列车172亿人·km，占47.1%；中速列车136亿人·km，占37.2%。
(3)高速动车组需要量：按1组1车次计算，共需70组。其中：长编组高速列车38组：短编组高速列车32组。
(4)高速列车平均满员率为84%，各区段列车平均满员率如表2所示。
(5)高速列车每停站1次上、下车旅客人数：50～150人。
(6)高速列车在各站的服务频率，见表3所示。
计算表明，本次设计的京沪高速铁路旅客列车开行方案在吸引客流、方便旅客、合理利用线路和列车能力、充分发挥高速铁路优势等方面都是较优的。以北京、上海间直达旅客列车服务频率为例，目前为3次，到2010年将达到12次，将增加3倍，可为旅客提供了极为方便、舒适、快速的出行条件。
6 结束语
铁道部已把“建设高速铁路”列入今后5年铁路建设的总体部署之中，争取在2000年开始建设中国大陆第1条高速铁路——京沪高速铁路已成为我国铁路发展的战略重点。为此，有关立项前的科研、设计、论证工作正加紧进行。京沪高速铁路旅客列车开行方案是运输组织的重要组成部分，是确定高速铁路建设规模的重要依据。值得提出的是，本次设计的旅客列车开行方案是与初步设计同时进行的，实际上，我国高速铁路的运营管理体制和方式、动力配置方式等基础条件和依据还在研究之中，随着研究的深入，影响旅客列车开行方案的有关运营条件和设计参数将会随之发生变化，本文重点在于提出一种设计高速铁路旅客列车开行方案的新思路。