高铁建设论文：当代高铁列车衔接刍议

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本文作者：郭根材聂磊贺振欢付慧伶冷暖暖工作单位：北京交通大学

网状路网衔接方案特征分析

德国铁路、瑞士铁路网是网状路网的典型代表.瑞士虽然国土面积小,但其铁路运输发达,形成以伯尔尼、洛桑、苏黎世、圣加伦、巴塞尔和奥尔滕为中心的网状路网.与瑞士铁路相比,德国铁路的车站数量与线路长度远多于瑞士铁路,运输组织更复杂.网状路网列车开行特点主要表现为起讫点相同的列车具有多条列车径路.111运输组织特点1运输组织模式.瑞士铁路采用完全周期的运输组织模式,该种运输组织模式具有较好的时刻表记忆性,为周期性衔接方案的编制提供了基础.德国铁路采用周期与非周期相结合的运输组织模式.2直达与中转相结合的客流组织模式.与法国相同,瑞士铁路与德国铁路均提供直达列车与中转列车服务.瑞士铁路周期性IC、ICN列车城际列车主要服务47个车站,仅有3016%的站间客流OD提供直达服务但服务频率高,7212%的直达客流OD小时服务频率在一列以上.3列车OD具有多条径路.网状路网的优点在于列车具有多条客流径路.起讫点相同的多径路列车在不降低列车起讫点服务频率的同时,可提高列车服务节点数,例如表1显示柏林与慕尼黑之间有两条径路.112衔接方案特点瑞士、德国的列车开行周期化程度高,列车衔接方案具有优质的服务特性.1衔接列车.德国与瑞士的周期列车间基本都存在一定衔接关系,只有部分周期列车的早班列车、末班列车,由于运行时间及天窗约束,不存在衔接关系.为了提高列车衔接稳定性,瑞士铁路限制了衔接列车的衔接节点数量与衔接列车数量,一般1列车的衔接节点不超过两个、衔接列车不超过4列,过多的衔接次数容易导致列车之间的晚点传播.2衔接节点服务水平.与放射路网相比,网状路网的衔接节点布局分散,衔接节点约占铁路节点的1/4.根据衔接节点的服务频率与服务范围,衔接节点可以分为路网衔接枢纽、区域衔接枢纽、地方衔接枢纽,不同的衔接枢纽具有不同的服务水平,见表2.统计枢纽衔接服务客流OD数量时,仅考虑了衔接列车的停站,未考虑客流OD的衔接径路,统计值可能偏大,两列衔接列车的衔接服务客流OD的统计方法见下式Hhij=EmIS0i,m|Sj,nISj0,n|Siqmn1其中:H表示列车i与列车j在车站h接续服务的客流OD数量;m、n为车站;S0i为前序衔接列车i在衔接节点h前的停站集合;Sj0为后序衔接列车j在衔接节点h后的停站集合;Si、Sj分别为列车i、j的停站集合;q表示列车i与列车j在车站h接续服务的一个客流OD,取1.为避免衔接节点集中换乘,瑞士铁路根据衔接节点换乘、到发线能力、及停靠列车数量等均衡编制了衔接列车到达节点的时间分布,一般大型枢纽的衔接列车到达间隔为30min、中小型枢纽为1h.3衔接频率.衔接频率取决于列车开行频率,瑞士、德国衔接列车的周期等于列车开行周期,一般为1h或2h,德国与瑞士铁路列车衔接周期一般为2h.4衔接方式.瑞士与德国铁路一般采用通-通衔接,但瑞士更注重多列列车间的衔接,即多个方向的列车同时或前后到达衔接节点,所有衔接列车在衔接节点停车5~10min,实现各方向旅客同时换乘.德国铁路设置重联分解衔接,如柏林至科伦的周期性列车在哈姆重联分解,分别通过杜塞尔多夫、伍柏塔尔两条径路到达科伦.列车重联分解衔接对列车准点性要求较高.5衔接地点.瑞士和德国铁路一般采用同站衔接,由于不涉及检票工作,采用站台衔接或通道衔接.瑞士伯尔尼衔接节点站台衔接约占25%,通道衔接约占75%.6衔接时间.德国与瑞士的衔接时间相对较短,基本在3~20min之内,其中衔接时间在12min以内的分别占58%、79%,见表3.

放射路网衔接方案特征分析

法国高速铁路网是放射型路网的典型代表,其高速铁路主要包括东南线、大西洋线、北方线、东南延伸线、巴黎地区联络线、地中海线和东部线等7条线路,长度约1900km,结合普通铁路形成了以巴黎为中心的放射型路网.放射路网列车开行特点主要表现在以中心枢纽为始发站、向周边主要城市开行列车.211运输组织特点法国高速铁路运输组织特点主要为:1周期与非周期相结合的运输组织模式.法国主要城市间开行大量周期性列车与非周期性列车.周期列车通常始发终到中心城市,服务中心城市与其他客流较大的城市,基本周期为1h或2h,高峰小时周期缩短至30min.非周期列车主要服务于中心城市与客流较小的城市、或者两个客流较小的城市,列车服务频率较低.2中转与直达相结合的客流组织模式.法国铁路采用中转与直达相结合的客流组织模式,不同距离客流OD的换乘方案比例不同.图1显示了法国不同距离OD的直达服务方案数量与换乘出行服务比例数据来源于2011年欧洲列车时刻表,可以看出旅客换乘出行方案比例随距离明显增加,500km以下的客流OD主要以直达服务为主,900km以上的客流OD主要以换乘服务为主.图1法国高速铁路不同距离的换乘比例Fig11TransferproportionbydistanceinFrenchhigh-speedrail212列车衔接方案特点法国铁路的周期性衔接方案主要体现在路网中心节点,其他节点主要是周期列车与非周期列车的衔接.1中心节点衔接方案周期化.法国铁路的中心节点巴黎至里尔、里昂、南特、斯特拉斯堡等城市开行周期列车,各方向在巴黎节点的换乘衔接具有周期特性,旅客在巴黎节点换乘便捷.2多点换乘衔接.对于直达服务频率较低的客流OD,法国铁路根据开行列车径路在多个枢纽设计列车衔接关系提高客流OD服务频率,避免单个枢纽衔接造成换乘客流集聚,例如里尔至尼斯的旅客可以在巴黎、马赛、普罗旺斯换乘见图2.图2里尔至尼斯换乘衔接方案Fig12TrainconnectionplanofLilletoNice3同站衔接与异站衔接相结合.法国客运枢纽特点与我国类似,一个枢纽具有多个车站,各个车站连接不同方向,不同方向旅客换乘通过城市交通异站衔接,同时在衔接枢纽的临近车站设计非周期列车与非周期列车同站衔接.如里尔去往马赛方向的旅客可以在巴黎枢纽异站衔接,也可以在戴高乐机场TGV站同站衔接,但同站衔接服务频率小于异站衔接服务频率.4旅客换乘次数与衔接时间设计合理.过多的换乘次数会降低旅行舒适度,法国铁路的旅客换乘次数一般不超过两次.同站衔接时间较短,一般在30min以内;异站衔接时间较长,根据市内交通时间计算.

客运枢纽衔接组织方式

枢纽衔接组织方式与路网结构、枢纽的路网地位、区域客运径路等有密切关系.欧洲客运枢纽衔接组织方式大致可以分为4种类型:平行组织、垂直组织、放射型组织和综合组织.其中平行组织与垂直组织适用于同站衔接,放射性组织适用于异站衔接,综合组织适用于大型枢纽.1平行组织.平行组织是根据列车的速度等级、运行方向,设计部分径路重合的多列列车在换乘枢纽与相邻车站衔接.由于衔接列车部分径路重合、停站模式相同,换乘枢纽与相邻车站具有相同的衔接服务特性,避免换乘客流集中.通常采用通-通衔接,适用于地方性衔接枢纽,如比尔、温特图尔等见图3a.2垂直组织.垂直组织方式适用于两条铁路相交的客运枢纽,两条线路独立运营,列车不跨线,在衔接节点设置合理的到发时间实现两条线路间旅客换乘,常采用通-通衔接,枢纽衔接数量要远高于平行组合,该类衔接方式一般被区域性衔接枢纽采用,如奥尔滕枢纽见图3b.垂直组织有利于减少车站咽喉列车径路交叉干扰、提高通过能力.3放射型组织.放射型组织方式适用于多条线路引入的枢纽,枢纽具有多个车站,每个车站连接一个方向.枢纽作为多个方向列车的始发终到站,通过城市交通实现各个方向间的换乘衔接,通常采用始发终到衔接,如巴黎枢纽见图3c.放射型组织多为异站衔接,对城市交通的换乘效率有较高的要求,但对列车的准点性要求较低.4综合组织综合组织方式采用两种以上的组织方式设计枢纽衔接组织,常用于十字枢纽或丁字型枢纽.引入苏黎世枢纽的铁路线路为贯通线路与尽头式线路,设计的衔接组织综合了以上3种衔接组织方式.各种衔接组织方式都有其各自的特点,各个枢纽采用的衔接组织方式应根据枢纽的客流特点、换乘条件、到发线数量等因素设计.不同衔接组织方式的适用条件见表4.

对我国高速列车衔接方案编制启示

我国高速铁路网同时具备放射型路网与网状路网相结合的特征,线路长度、速度等级、客流特点都与欧洲有较大的区别,尤其是我国高速铁路部分OD具有多条客流径路,如北京至西安间有3条径路,每条径路通过多个客运枢纽,使得我国高速铁路列车衔接方案编制的复杂度更高.411运输组织模式1周期与非周期相结合的运输组织模式.我国高速铁路点多、线长、客流分布不均衡,宜采用周期与非周期相结合的开行方案,形成周期与周期列车间的衔接方案、周期与非周期列车间的衔接方案.既有铁路线路长、覆盖范围广,为提高高速铁路的客流服务范围,应设计好高速列车与普速列车间的衔接.2直达与中转相结合的客流组织模式.随着我国高速铁路成网,客流OD的旅行时间缩短,旅客出行随意性增强,我国高速铁路应根据客流特点采用直达与中转相结合的运输组织模式,兼顾企业与旅客的效益.在一定的客流条件下,距离较短的客流OD采用直达模式,距离较长的客流OD采用直达与中转相结合的模式.低等级节点间直达服务频率低,通过设计旅客在高等级节点换乘,弥补直达服务频率的不足.412列车衔接方案1列车衔接方案与开行方案、运行图一体化编制.列车开行方案与运行图的性能直接决定列车衔接方案的编制质量,列车衔接方案对列车开行方案与运行图具有反馈作用.通过列车衔接方案与列车开行方案统一编制,实现空间上的整体优化,通过与列车运行图统一编制,实现时间上的整体优化.2多径路多点衔接.编制高速铁路列车衔接方案时,应根据客流流向设计多条客流径路与衔接节点,实现多径路、多节点衔接,使中转换乘客流分布均匀,避免换乘客流集中,造成枢纽换乘接续能力的不足.3根据枢纽布局选择不同衔接方式.我国高速铁路网中存在多个丁字型线路交叉枢25第6期郭根材等:基于欧洲列车时刻表的高速铁路列车衔接方案探讨纽,根据枢纽联络线的设计,至少有一个方向形成折角列车,如北京开往大连的高速列车停靠沈阳北站时形成径路折角,为保证旅客安全,需要调整座位方向,编制衔接方案时应重点保证该方向的衔接能力.根据我国铁路枢纽与线路的关系,分为直线型枢纽、Y型枢纽、十字型枢纽、综合枢纽,各类枢纽可采用的衔接组织方式见表5.

通过对欧洲列车时刻表数据的深入分析,对放射路网、网状路网两种典型路网的铁路运输组织模式及列车衔接方案特点进行了总结,归纳出换乘节点主要衔接组织方式有平行组织、垂直组织、放射组织、综合组织等4类,给出了每种衔接类型的适用条件.最后,根据我国高速铁路网特点,从编制思想、多径路多点衔接、衔接方式选择等方面给出欧洲经验对我国高速铁路列车衔接方案编制的启示.德国、瑞士、法国的运输组织模式及列车衔接方案为我国高速铁路换乘客流组织提供了参考和借鉴.从上述分析中可以看出,欧洲列车衔接方案主要基于衔接节点布局及服务水平、衔接方式而设计,运输组织模式对衔接方案的编制具有较大影响,我国高速铁路列车衔接方案编制的关键性问题也在于此,对于这些问题还需要深入定量研究.