（交通运输规划与管理专业论文）客运专线客运站通过能力研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 客运专线客运站是客运专线上的节点和中枢，其接发车能力的大小决定 客运专线上列车开行的密度及客运能力。客运专线列车采用的是牵引动力和 运输载体一体化的电动车组，“小编组，高密度”的行车组织模式是实现客 运专线交通公交化和凸显其在旅客运输市场中的竞争优势的有力保证。与之 相应的是客运专线客运站必须具备一定的接发车能力，因此，研究客运专线 车站在一定设备条件下的通过能力和期望能力下的设备需要量对客运站的 客运和行车组织决策有很重要的指导意义。 在对客运专线客运站与既有线客运站站型、行车设备、旅客运载工具、 运输组织模式等比较与分析的基础上，论文提出了现行的既有线客运站通过 能力计算办法及理念，不能移植到客运专线客运站通过能力计算中来的观 点，指出对客运专线客运站通过能力迸行一体化研究的重要性和必要性。在 对目前广泛采用的分析计算法的利弊进行全面分析的基础上，结合客运专线 客运站自身的特点，本文提出了计算机模拟法是研究客运专线客运站通过能 力的正确方向。 论文系统地分析了客运专线车站站型、平面布置特点及其对通过能力的 影响，并对不同类型的客运站作业特点、客运专线列车在站作业流程及相应 的作业时分进行了分析。在前三个章节分析的基础上总结出研究客运专线客 运站通过能力的三个要点：一是要研究客运专线车站的高峰通过能力，而非 一昼夜通过能力；二是要对客运专线车站通过能力进行一体化研究，即要研 究咽喉能力和到发线能力的密切配合下客运站的最终通过能力；三是要以组 合能力的概念和方法反映客运专线客运站的通过能力及能力构成的特点。并 以此为基础建立能真实反映客运专线客运站咽喉、到发线作业过程及作业之 间相互协调配合下的通过能力优化模型，为研制客运专线客运站通过能力仿 真软件莫定理论基础。 关键词：客运专线客运站；通过能力：咽喉；到发线；优化模型 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t p a s s e n g e rs t a t i o ni st h cn o d ea n db a c k b o n co np a s s c n g e rs p e c i a lr a i l w a y l i n e ，c a p a c i t yo fr e c e p t i o n 柚dd e p a f t u f et r a i na ts t a t i o nd c c i d i n gm ed e n s i t y0 f t r a v e l i n gc f a n c 趾dt h ec a p a c i t yo fp 嬲s e n g e rt r 锄s p o n m o t o r i r a i nu n i t ( e m u ) ， w h i c hi n c o l p o r a t i n gt r a c t i o np o w e r 蛆dc a f r i c r ，i st h et r a i nt r a v e l i n go ns p c d a l r a i l w a yl i n e m o d eo ft r a i no p m t i o no f g a n i z a t i o ni s “l e s sg m u p ，h i g hd c n s i t y ”， w h i c h 雠s u r et r 蛆s p o n a t i o no ns p e c i a l l i n ej u s t l i k ep u b l i ct n f f i c ，a n ds t 柚do u t t h ep r e p o n d e r a n t0 0 m p e t i t i o ni np a s s e n g e ft r a n s p o n a t i 蛐m a r k c t c o f r c s p o n d i n - g l yp a s s 衄g c fs p c c i a ll i n es t a t i o nm u s th a v es t a t c dc 埘i n gc a p a c i ty s os t u d y i n g 蛆t h ep a s s i n gc a p a c i t yu n d e rs t a t c df i x i n g sa 丑dt h en u m b e ro f f i x i n g su n d e re x - p c c t a t i o np a s s i n gc a p a c i t ya ts t a t i o na r cs i g n i f i c 柚tt og u i d et h ed e c i s i o n - m a k i n g f o rs t a t i 佃sp 嬲s e n g c r t r a f ：f 主c 粕d 仃a i no p e r a t i o no r g a n i z a t i o n b a s c do nt h cc o m p a r i s o n 缸d 抽a l y s i so ft h ed i f f e r e 】瞳c e sb e t w e e s p e d a l m i l w a y 姐dg e e r a lm n w a yp 船s e n g c rs t a t i 衄，s u c ha st h ep 够s e n g e rs t a t i o n l a y o u t ，t r a v e l i n gf i x i n g s ，m c 强so fp a s s e n g e rd c l i v c f y ，m o d eo ft r 缸s p o n a t i 咖 o r g a n i z a t i o n t h i sd i s s e n a t i o np r 船c n t s 也a tt h ee x i s t i n gc a l c l i l a t i o n a lm c t h o d s a n de x o t e r i c af o rg e n c r a ls t a t i c a r f y i n gc a p a d t yc 蛐n o tb et h es a m ew i t h s p e c i a lf a i l w a ys t a t i o nc a l c u l a t i o n ， a n da n a l y s i st h es i g n i f i c a n c ea n d i n d i s p e n s a b l ef o ri n t e g a t i v es t u d i n gc a r r y i n gc a p a c i t y b a do naf i l l la 曲l y s i s t ot h ep r e s e n t b r o a da d o p l i v ca n a l y t i c am e t h o d sa d v 锄t a g c sa n dd i s a d v a t a g e s ， c o m b i n i n g t h ec h a r a c t c r i s t i co fp a s s e n g e rs p e c i a lr a i l w a ys t a l i o n ，t h ep a p e r p o i n t o u tt h a tc o m p u t e rs i m u l a t i o ni st h ea c c u r a t ew a yt o ”s e a f c ht h es p e c i a lr a i l w a y s t a t i o nc a r r y i n gc a p a c i t y t h i sd i s s c r t a t i o ns y s t e m sa n a l y s i st h es p c d a lr a i l w a ys t a t i o nl a y o u t ，t r a i to f s t a t i o np l a n es t m c t u r c 蛆dt h ei n n u e n c eo ns t a t i o np 鹊s i n gc a p a c i t y ，a tt h cs a m e t i m ea n a l y s i st h ec h a r a c t e r i s t i co fd i f ：l i c r e n ts t a t i o n s o p e r a t i o n ，t h eo p e f a t i o n p r o c e s s e sa n dt h cr e l c v a n tt i m ef o rp a s s e n g e fs p e c i a lr a i l w a yt r a i na ts t a t i o n t h ep a p e rs u m m a r i z e st h r e ee s s e n t i a lt or e s e a f c ht h cs t a t i o nc a l r y i n gc a p a c i t y ： f i r s t l y n e e d t 0r e s e a r c ht h es t a t i o n sf a s t i g i u mp 觞s i n gc 叩a c i ty ，n o tad a y ； s e c o n d l y ，n e e dt os t u d yt h ei n t e g r a t i v ec a r r y i n gc a p a c i ty ，n a m e l yf e s e a r c h j n g 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 ii 页 t h ei n t e g r a t e ds t a t i o np a s s i n gc a p a c i t yw h i c hu n d e rt h eh a 珊o n i z i n gb e t w e e n s a t i o t h r o a t 翘dr e c e i v i n g - d e p a f t u f ct 飓c ko p e r a t i o n ；t h i r d l y ，n d t ou s e c o m b i n a t o r i a lm e t h o dt or e n e c t t h cs t a t i o np 船s i n gc a p a c i t y 柚dt h ei n s c a p co f i t t h e n m o d e l i n g t h e p a s s e n g 盯s p e c i a l f a n w a y s t a t 主o n t h r o a ta n d r e c e i v i n g - d e p 盯l l l 糟t r a c k0 p 时a t i o np f o c c s s c s ，肌ds e t su pac a f f y m gc 印a c l t y o d t i m i z a t i o nm o d ew h i c hb a s e do nt h eh a 如n i z i n gd i f 托r c n tp a no fs t a t i o n o d e r a t i o n a 1 1t h 伪er c s e a r c hs c t s ap r i m a r yf 伽n d 砒i o nf o rd “e l o p i n gt h e c a r f y i n gc 印a c i t yo fp 髂s e n g e rs p c d a lr a i l w a ys t a t i 咖s i m u l a t i o ns o f t w 缸e l 【e y 啪r d 岛：p a s s c g c rs p c c i a lr 枷w a ys t a t i o n ；c a y i n gc a p i t y ；恤o a t ； f e c e i v i n g d e p a r t u f et 托c ：k ；叩t i m i z a t i o nm o d e ； 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 客运专线建设背景 第1 章绪论 1 1 1 国外高速铁路( 客运专线) 发展概况 2 0 世纪5 0 年代，日本国铁在高速公路和航空的竞争压力下，铁路客运 开始萎靡，并连年亏损。1 9 6 4 年，日本建成世界上第一条高速铁路( 客运 专线) 一东海道新干线，投入运营后吸引了大量客流，使客运由亏损变为盈 余，接着又修建山阳、东北、上越、北陆等新干线，至2 0 世纪9 0 年代，建 成遍布全国的高速新干线网架，总里程达2 0 0 0 l 强，成为世界上高速铁路发 展最快和里程最多的国家。高速铁路以其快速、便捷、安全和舒适等特点而 受到世界各国的欢迎，据近年的统计，目前世界上已有6 个国家建成高速铁 路4 6 0 0 k m ，正在建设的国家和地区有1 1 个，共1 5 条线路，总延长3 5 0 0 k m 。 规划修建的国家和地区1 2 个，共3 1 条线路，总延长8 0 0 0 k m 。世界上高速 铁路的发展大体经历了三个阶段，第一阶段，从2 0 世纪6 0 年代至8 0 年代， 为高速铁路发展初期，以日本为首，相继研究修建高速铁路的国家有法国、 意大利、德国等，建成高速铁路3 0 0 0 k m 。第二阶段，从2 0 世纪6 0 年代至 8 0 年代至9 0 年代中期，在欧洲形成修建高速铁路的热潮，修建的国家扩展 到西班牙、比利时、荷兰、瑞典和英国等，这一时期建成高速铁路近1 5 0 0 k m 。 第三阶段，从2 0 世纪9 0 年代后期至今，研究修建高速铁路的国家达2 0 多 个，北美、澳洲、亚洲及整个欧洲出现“铁路复* 运动”，美国、加拿大、 印度、俄罗斯、捷克等国都积极筹建高速铁路，有些国家和地区已形成高速 铁路网。1 9 9 8 年1 0 月在德国召开的第三次世界大会上学者预言：高速地面 交通系统有全球化趋势，2 1 世纪将成为高速铁路大发展的世纪【m j 。 从世界各国的高速铁路实际运营和组织经验分析【4 可l ，其中大多数国家 的高速铁路均不开行货物列车，即实行客贷分线运输，其运输组织方式的设 计均考虑本国的实际情况，特别考虑了方便旅客、快捷输送，最大限度满足 不同层次的旅客需要。高速铁路采用的运输组织模式大致可以归纳为p “3 j ： 1 高速线仅运行高速电动车组，且高速电动车组不下线运行，简称“全 高速一换乘”方案； 2 ，高速线上仅运行高速电动车组，但高速电动车组不仅在高速线上运行， 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 而且还可以在与高速线上衔接的线路上运行，简称“全高速一下线运行”方 案； 3 高速线不仅运行高速电动车组，还运行货物列车，简称“混合运输”。 目前日本主要采用了“全高速一换乘”方案，新干线上只有高速电动车 组运行，能力利用率相当高；法国主要采用了“全高速一下线运行”方案， 而德国因其高速客运量比较少，在其已建成的两条高速铁路上实行客贷混 跑，采用的是“混合运输”方案，以旅客列车居多，货车以夜间开行为主。 但即将建成的科隆一法兰克福高速铁路则是客运专线，将不开行货车i ”】。 高速铁路自诞生以来，以其以下特征受到世界各国的普遍青睐： 1 旅行时间短。高速铁路上开行的都是高速动车组，大大缩短了旅客 在途旅行时间。国际铁路联盟( u i c ) g u n t h c r 础啪n g e r 的调查结论：在3 0 0 6 0 啦m 范围内，旅行时间在不到或最多为2 h 时，高速铁路可占9 0 的市场份 额，旅行时间在2 h3 0 m i n 时可占8 5 份额，旅行时间在4 h 时仍可占5 0 市场 份额f “j 。因此，在1 5 0 1 3 k m 的运距中高速铁路具有相当的竞争力和极大 的吸引力，是高速铁路的优势区。同时也说明高速是一种社会需求，是抢占 运输市场份额的关键因素。 2 运量大。因其高密度、小编组的特点，当各项输送能力因素相同时， 一条普通客运双线年输送能力可达1 4 0 0 0 万人l 哑，一条高速客运双线年输送 能力则可达2 4 0 0 0 万人l 【m 。 3 高速客运站通过和到发的动车组密度大，发车间隔时间短，在高峰 时段，每隔3 4 m i n 可以发出一列动车组，一般时段间隔多为4 7 m i n 【1 “。 因此，高速铁路能满足人们随时可以出行的要求，能吸引更多的客流。 4 土地占用面积少。高速铁路上桥梁比例大，车站数量少、规模小、 占地少。一条双线高速铁路的建设用地约为一条高速公路的1 ，3 1 ，2 。 5 能源消耗低，对环境污染小。高速铁路的单位能耗最低且使用二次 能源一电能，与飞机汽车使用汽油，对环境的污染程度相差甚远。 6 安全可靠，运行准时。日本自1 9 6 4 年开通新干线，3 0 多年以来安全 输送旅客3 0 多亿人次，未出现一起重大事故，平均晚点不超过1 m i n 。 7 社会经济效益好。客运专线均是建在入口密集，相互闻有较多往来 的大城市之闾，有足够的客流，可以取得在短期内收回投资的巨大经济效益。 而且，随着旅行时间的缩短会产生巨大的社会价值，带动沿线经济的快速发 展。在与航空和公路的激烈竞争中，只有高速铁路才能生存。公路和航空耗 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 油量大，成本高、运力有限，而且公路要占用大量的土地。我国由于人多地 少，石油资源比较紧缺，因此不可能走美国以航空和公路为主要的旅客运输 方式的道路，应借鉴法国、德国、日本等国家的成熟经验，建设高速度、高 密度、大运量的客运专线，实行客货分线运行，解决客货争能矛盾，适应社 会经济发展的需求。因此发展客运专线是技术进步的大趋势，是实现铁路现 代化、信息化必由之路，是我国今后铁路发展的新模式【8 ，1 0 j 。 关于高速铁路定义，高速铁路具有国际性和时代性的涵义，随时代的发 展而更新。目前普遍认为最高运行速度达到或超过2 0 0 l 眦l h 的铁路即为高速 铁路。1 9 8 5 年5 月3 1 日联合国欧洲经济委员会( e c e ) 在日内瓦签署了欧 洲国际铁路干线协议( a g c ) ，对高速铁路制定了共同的国际定义。规定国 际重要铁路新线的最高运行速度或额定最低速度( 两者同义，英文分别为 m 缸i m us e i c es p c c d 和m j n a lm i i m 咖s p e e d ) ，在客运专线( b 1 型) 和客货共用线( b 2 型) 上分别为3 0 0 k m ，h 和2 5 m 皿，h i l 毛“。 1 1 2 国内客运专线建设背景 目前，全国铁路营业里程已近7 5 万公里。但是，我国铁路总体上还处 于运输能力不足，技术装备水平较低阶段，主要干线运输能力长期紧张。造 成运输能力紧张的主要原因在于我国铁路运输一直以来实行的都是客货共 线的运输组织模式，由于货物列车速度相对旅客列车要慢，因此造成等待避 让时间延长，从而大大降低了既有铁路的输送能力。与此同时铁路运输特别 是旅客运输，近年来一直面临与公路和航空运输竞争的压力，而铁路旅客运 输的灵活性和开行密度不如公路运输，其速度又不及航空运输，因此其市场 份额不断萎缩。铁路部门为了在运输市场中取的更大的份额，全路相继进行 了5 次提速和重载改造。但在同条线路上既要高速，又要重载，还要加大 行车密度，客观上是很难做到的。高速和重载对线路基础的技术要求不尽相 同，如果在同一条线路上既进行提速改造，又进行重载改造，成本很高，而 且效果也有限，造成投资浪费，并将加大日常运营维护成本。在客货运量不 断增加和人们对速度要求日益提高的情况下，铁路目前的状况还不足以满足 未来市场需求【1 3 】。因此，解决目前这些问题的最佳办法就是在繁忙的铁路 干线实现客货分运，建设客运专线。 为使铁路运输适应国家经济发展和运输市场的需要，2 0 0 4 年1 月国务 院审议通过了中长期铁路网规划，它是指导中国铁路走向2 0 2 0 年的总 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 体建设规划。规划提出在路网总规模扩大的同时，突出繁忙干线实现客 货分线运输：人口稠密地区发展城际客运系统。即优先在客货繁忙的运输通 道上修建客运专线，以提高我国铁路网的运输速度和输送能力，实现铁路交 通公交化。 我国从2 0 世纪9 0 年代开始对高速铁路进行基础理论研究，先后完成了 一系列设计规范和标准，为广深准高速铁路和秦沈客运专线的建设创造了条 件。1 9 9 4 年，时速1 6 0 k m h 的广深准高速铁路投入运营。2 0 0 3 年1 0 月秦沈 客运专线的建成通车，其试验时速超过2 5 m m ，最高时速达到3 2 1 k m ，设计 运行时速2 0 0 k m ( 1 9 6 4 年东海道新干线1 0 0 系列车最高运行速度2 1 0 虹妇) ， 广义上讲已经是高速铁路，可见我国高速铁路建设已有了零的突破。为了从 根本上解决京沪大通道运输能力严重不足的问题，已将建设京沪高速铁路列 入国民经济和社会发展2 0 1 0 年远景目标纲要的重大建设项引”。它的建设 必将带动高速铁路在我国的蓬勃发展。 根据规划要求，2 0 0 4 2 0 2 0 年我国将在大城市间和主要通道建设客 运专线，拟建成“四纵”“四横”8 条客运专线和3 个城际快速客运系统，速 度目标值将达到时遽2 0 0 k m 以上，建设客运专线1 2 万千米以上，形成以北京、 上海、广州、武汉为中心的客运专线网。 “四纵”客运专线分别是：北京一上海( 1 3 0 0 k m ) 客运专线，北京一 武汉一广州一深圳( 2 2 3 0 l ) 客运专线；北京一沈阳一咯尔滨( 1 8 6 0 k m ) 客运 专线；上海一宁波一深圳( 1 7 0 0 l 【m ) 客运专线。 “四横”客运专线分别是；徐州一郑州一兰州( 1 枷k m ) 客运专线( 连 接西北和华东地区) ；杭州一南昌一长沙( 8 8 0 k m ) 客运专线，青岛一石家庄 一太原( 7 7 0 k m ) 客运专线；南京一武汉一重庆一成都( 1 9 0 0 k m ) 客运专线。 三个城际客运系统是：环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区， 覆盖区域内主要城镇。 为了实现运一规划的要求，2 0 0 4 年，国务院先后批准立项武广( 武汉一 广州) 、郑西( 郑州一西安) 、石太( 石家庄一太原) 、京津( 北京一天津) 、合 宁( 合肥南京) 、合武( 台肥一武汉) 、温福( 温州一福州) 、福厦( 福州一厦 门) 、甬温( 宁波一温州) 等9 条设计时速2 0 0 虹的客运专线项目，总里程达 3 0 0 0 多千米。 2 0 0 5 年年初的全国铁路工作会议确定了该年铁路基本建设投资规模将 超过1 0 0 0 亿元，时速2 0 0 k m 及2 0 0 k m 以上的客运专线网建设正式启动。其中武 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 广、郑西、石太、京津4 个客运专线项目也已进入施工准备阶段，于2 0 0 5 年 年内先后动工。 1 2 客运专线客运站运输组织模式及问题的提出 1 2 1 客运专线客运站运输组织模式 1 2 1 1 只办理客运业务 虽然有的客运专线在设计年度有些区段能力有定富裕。但各国高速铁 路一旦建成投入运营，其客运量即呈直线上升，超过了原来预测运量，平均 断面运输密度呈数倍增长趋势，使得高速铁路能力利用十分充分。如日本东 海道，投入运营的第二年( 1 9 6 5 年) 日均发送量8 5 万人，到1 9 9 0 年达5 4 万人，一些高峰日达到7 0 万人，增加了6 8 倍，至今日本又有在东京一大 阪问再建设一条客运专线的设想。法屋东南线自投入运营至1 9 9 6 年运量增 长了9 0 ，德国早期的高速铁路采用的是客货混跑，但其新建的高速铁路将 不再开行货车【1 0 1 4 】。 我国现在铁路客运水平很低，人均年乘车率仅o 8 5 次，若提高到印度、 波兰人均3 6 次的水平，从我国总人口和城市分布来看，客运专线将不可 能有能力富裕；另外即使高速线上有一定的能力富裕，由于客车和货车存在 较大的速度差( 货物列车速度只能达到8 0 9 0 虹m ，轻快货物列车速度也 只能达到1 0 0 1 2 0 k m l i ) ，扣除系数很大，成为不合理的运输组织，且货 车还存在一系列诸如轴重、限制坡度、货运机车车辆不适应高速铁路运行标 准等问题。基于以上分析，高速线开开行轻快货车问题复杂、投资大、运输 组织困难，且客货列车共线运行必将降低旅客列车速度，影响高速铁路通过 能力，减弱高 x 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 1 4 2 研究内容 1 分析客运专线客运站站型结构及对通过能力的影响； 2 分析客运专线客运站作业特点，确定系统各参数； 3 建立数学模型； 4 系统仿真分析； 1 4 - 3 拟采取的研究方法、技术路线 对客运专线客运站与既有线客运站作业特点进行系统分析比较的基础 上，建立一个能准确描述相关系统特点的模型，并利用计算机进行模拟仿真， 以得出一个较精确的通过能力数值。综合考虑各种影响因素，分析在模拟系 统中各因素对通过能力的影响，在此基础上对客运站设备进行优化，加强客 运站通过能力的同时提高设备利用率。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 第2 章客运站的布置及对通过能力的影响分析 2 1 客运专线客运站的基本图型 2 ，京沪暂规推荐的客运专线客运站基本图型及问题分析 客运专线上客运站的分布应根据有无客运量来确定，即只在客运业务需 要的地方设置车站【5 1 ；客运专线客运站布置形式、设计规模和设备数量应 根据车站具体的行车量及列车作业性质等因素确定。图2 1 4 是京沪暂 规推荐的客运专线客运站基本图型，并结合实际对其中存在的问题进行分 析。 1 越行站采用图2 1 所示的图型。 站房 二一 图2 1 越行站布置图 从图中可以看出越行站并无站台配置，因此不办理客运业务，主要办理 列车的越行作业u 5 ”，然而仅仅为列车待避而在客运专线上设置越行站是不 科学的。客运专线上运行的旅客列车，应在有客运作业的车站停车，设置无 客运作业的越行站停车特避将损失旅行时间，导致低速度等级客运专线列车 的旅行速度指标下降；同时客运专线列车频繁停站会日i 起后续列车间隔相对 拉大，并使通过能力降低。因此，以增设越行站缩短站间距离来增加区间通 过能力的常规措施不适应客运专线 “，本论文所研究的客运专线客运站通 过能力不包括此类车站。 2 中间站是客运专线上的最多数车站，它的站型是客运专线客运站的主 要站型。中间站的基本图型有两种：一种是中间站台设在正线和到发线之间， 站台一侧靠正线，另一侧靠到发线，这种图型称之为岛式图型。另一种是中 间站台设在到发线外侧或到发线之间，站台不靠正线，称之为对应式图形。 有较多客运专线列车通过的正线两侧不宜设置站台，法国和同本高速铁路绝 有较多客运专线列车通过的正线两侧不宜设置站台，法国和同本高速铁路绝 西南交通大学硕士研究生学位论文第18 页 大多数的车站都采用对应式图型5 9 ，删。根据我国国情，客运专线行车繁忙， 长途直达列车较多，因此，绝大多数中间站也采用对应式图型。 据京沪暂规推荐的站型，中间站宜采用图2 2 所示站型，有少量折 返作业时可适当增加到发线数量，采用图2 3 所示的站型。 站房 l： i 二三二已三= 3 二二 = i s 三三兰妻享；乙 夕、一、一一= 7 。 图2 2 中间站布置图 站房 f1 t 尸i 一、 一 i ：= = = = = = = e ；= = = = 一 图2 3 中间站布置圈 从图2 2 、2 3 的平面布置特征可以看出，这两种图型主要针对有少量 折返作业或没有折返作业的中间站。而我国客运专线多修建在城市连绵地 带，有些中间站客运量较大，需要开行立即折返列车，如果仍采用以上两图 所示的图型，折返列车的始发作业必然与正线作业交叉，影响车站的通过能 力。因此，有折返列车的中间站图型需要另行研究。 一= 二一，i 一 、 一= 站房 l l 】 o _ = = = = = = = = = = ! 二= = = = = 一 t a 量三二二二二三兰夏二= _ 一薯r 一三兰：二j 一 图2 4 始发站布置图 西南交通大学硕士研究生学位论文第19 页 3 始发站采用图2 4 所示图型。引入大城市利用既有客运站改扩建时车 站图型可结合具体情况确定。 2 1 2 客运专线客运站基本图型的选用分析 客运专线客运站的图型布置及设备的配置应从该站的运营需求出发，充 分考虑该站行车和客运组织以及安全等方面的需要，使车站具有一定的接发 车能力，避免成为全线能力控制点。 2 1 2 1 中间站基本图型的选用分析 从行车组织看，为了缩短长途客车旅行时间、长途直达客车应不停站通 过中间站。中间站的旅客由少数停站客车运输，有大量旅客到发的中间站， 则另加开始发终到列车。因此中间站正线通过列车多、使用频率高，若采用 岛式图型，如图2 5 ( a ) 所示的图形，停站列车停在正线上，影响通过列车运 行，从而降低了车站的通过能力。同时在正线一侧站台，有高速通过的客运 专线列车，对候车旅客构成安全威胁，需采用防护措施。因此，对繁忙的客 运专线的中间站应采用对应式图型，如图2 5 ( b ) 所示的图形。只有在行车量 少、能力富裕的线路才有可能采用岛式图型，同时用正线做到发线。如日本 4 条繁忙干线8 0 以上车站采用对应式图型，而运输量少的北陆线采用岛式 站和无配线站【1 4 】。德国客运量相对较少，已建成的高速线多采用岛式图型。 图2 - 5 ( a ) 岛式中间站图2 - 5 ( b ) 对应式中阈站 2 1 2 2 有折返列车中间站的站型分析 我国修建的或即将修建的客运专线基本都位于人口稠密、城市连绵地 带，一些中间站客运量相当大，需要开行立即折返的始发终到列车。这种车 站从全线看属中间站，但还具有终点站的性质。有折返列车的中间站图型在 我国京沪高速客运专线、秦沈客运专线设计中，未能足够重视和研究。如不 认真研究，有可能成为未来全线能力控制点。 日本在早期设计的高速站中，有少数车站采用了如地铁车站在两正线间 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 1 页 内各站台和到发线都接通了各方向正线，故各方向列车可进入任何到发线， 使用灵活。 2 各方向客运专线通过接轨站并不合并，而仍为各自贯通的接轨站，如 图2 9 所示【6 1 ，6 2 】。此种接轨站仍是按线路固定使用到发线和站台，并根据客 运专线列车运行的需要连通部分可共用的到发线。 a c b d 图2 9 衔接四个方向的接轨站 根据正线引入车站的形式不同接轨站的布置图型可分为线路别站型和 方向别站型【6 2 6 3 l 。这两种图型各有特点，适用范围也不相同。线路别站型能 很好地解决咽喉作业交叉干扰的问题，当折角列车比较多时选用线路别站型 能很好地提高车站通过能力；而方向别站型咽喉布置紧凑，站坪短，立折列 车可利用动车段走行线进行站届折返，投资省等优点。 2 1 2 4 始发终到站图型的选用 始发终到站只是相对于一条客运专线而言，运行于跨越该线的列车，在 始发( 终到) 站仍为通过列车，仅仅是通过的方式可能不同。当始发终到站 是利用既有站进行改扩建而成时，站型的选用很大程度上取决于既有站站 型；如系新建终点站，比如武广客运专线的长沙和广州站则是将要新建的始 发终到站，站型的选择一般应考虑： 1 客运专线网的规划，将来是否另有客运专线引入的可能； 2 城市站前广场和城市交通的规划情况； 3 动车段和车站的相互位置应满足车站的通过能力，减少咽喉区的交叉 干扰。当咽喉区交叉干扰较大时，动车组走行线路宜进行立交疏解。 一般情况下，通过式站型是首先方案，其车站接发车能力比较大。如果 是选用终端式站型，进站端咽喉作业交叉干扰大，影响咽喉的通过能力，站 房和站台以通过式图型布置为宜1 1 4 ，“，6 5 1 ，如上海、北京、东京，而巴黎两个 站是梳型布置的站台，增加了旅客的行程，增加了列车在站的客运作业时间， 对车站通过能力也有一定影响。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 3 页 ，7 维修区i 图2 - 1 0 中间站渡线的设置 有来自上海、南京等地到该站终止荠很快折返回原站的一些列车。该中间无 动车段，因此折返列车不能利用动车段走行线实行站后折返，此时为折返运 行需要的a b 渡线就不可或缺，而反方向的渡线并无功能需要，故可不设。 2 咽喉平行作业。咽喉所能保证的平行作业数量的多少对车站通过能力 影响最大。没有立即折返列车的一般中间站，仅有同时到、发平行作业要求。 有立即折返列车的中问站，折返运行的列车不可避免地将切割正线通过列车 的运行。如图2 1 0 所示咽喉布置，当4 或6 道有折返列车出发，通过渡线a b 进入下行正线i 时，上行正线i i 则不能有接车作业。在折返列车和停站 列车较多的情况下，可设计为折返列车发车与该方向到达停站通过列车接车 进路的平行作业，以利于提高该端咽喉接入停站通过列车和始发折返列车的 能力。如图2 1 1 和2 1 2 的咽喉布置图，当4 道往正线i 发车时，6 道可接 入正线n 的到达列车。两咽喉布置图的区别在于前者( 图2 - 1 1 ) 当4 道的 折返作业进路分段解锁后，能接着开通连接4 道的接车进路，减少接发、车 作业迸路交叉造成的空挡时间，从而提高4 道的接续接车能力，此种咽喉布 置适用于折返作业量较大的中间站。面图2 1 2 则只有在折返作业进路完全 解锁后4 道才能开通接车进路，因此该类咽喉布置条件下4 道接发折返列车 5 = = = 二= = = = 二二二= = 、 、 、 。，j 3 图2 1 1 折返作业较多的车站咽喉布置 i 4 6 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 4 页 5 图2 - 1 2 有折返作业的车站咽喉布置 能力较弱，但其站坪长度较图2 1 1 中的站坪短，工程芬焉硌癸骊歪曲滴襁尚蹋， ：占立移翌匿副业! 童淄瞪谢呸高强即獒掣疆垂专一鍪熏霎一裎；驺黟 榉饕斋炭q 壁鸳梨盂娶发嚣留熏。耘抛鲡黏诵而静铂芦州醵铺酶脊醑书k 妇 孺需冀镭希驹；饼一帻港鲤僻耐萼懂夸酬；累计面以组合能力的概念和方 法反映客运专线客运站的通过能力及能力构成的特点。因此，采用计算机模 拟是计算车站通过能力的最好方法。 1 3 国内外研究现状分析 1 3 1 研究现状 国内外关于客运专线客运站通过能力的研究还很少，更多( 文献【2 5 3 1 ) 的是对客运专线区间通过能力及影响因素的分析研究。在国瞧关于客 运专线的专著中，比如文献【3 ，1 8 】基本上都是把既有站通过能力的计算方式 直接移植到客运专线客运站上来，在文献【3 2 3 7 】中这些计算方法基本上可 以分为直接计算法和利用率法两类，这两种方法理论上较周到，但是其主要 参数及修正系数的取值不易确定，不适合客运专线客运站的应用。国内外许 多学者( 文献【3 8 4 1 】) 对分析计算法进行了修正，由此派生出各种改进计 算方法，比如通过数理统计方法得出某种修正系数，或将列车运行视为一种 纯粹的随机过程，采用概率论、捧队论来解决作业妨碍和等待闽题，但实际 上车站的作业并非纯粹随机的，而是有组织的有控随机，但在具体作业过程、 股道运用方案及诸多时间参数的确定上，仍需用经验性的估算或大量的人工 查定统计【4 2 】。因此，这些修正措施并未从根本上克服分析计算法的不足。 客运专线客运站咽喉区和到发线进行的作业动态性、时段性都很强，特 别是在高峰时段车站作业种类多、密度大、交叉干扰严熏，且由于各因素组 合交织，难以准确把握。因此，采用先进工作方法和技术手段进行分析评价， 有助于车站咽喉和到发线的技术改造，对制定合理的技术作业程序，优化主 要技术指标，提高车站通过能力，有十分重要的意义。 文献【4 2 4 9 1 分别从不同角度采用不同于分析计算方式的手段对车站 咽喉通过能力进行了研究，其中文献【4 2 ，4 5 4 9 】在对咽喉作业进行抽象建 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 5 页 于一左端咽喉渡线为正八字，口左端咽喉渡线为倒八字。如在b 图形基础上， 将上下两条到发线分别右移和左移，如c 图所示，两条到发线和站台成适当 错开式布置，则可缩短站坪长度f ，且对上下行折返列车的折返作业和车站 通过能力没有影响。但图中彳布置形式就无法缩短，假如也错开布置则会不 利于列车的折返作业。 3 综合维修管理区，宜尽可能设在中间站，其岔线连接最简单、正线上 下不增加道岔、进路方便的形式如图2 1 0 。维修车列可通过到发线5 及上行 端渡线向上行正线出发。通过到发线折返可直接进入下行正线。注意的是， 在高峰时段，维修车是不出行的，否折会影响车站的接发车能力，因此维修 车出段应尽可能安排在平峰时段或夜间动车组停运后。 2 2 2 始发( 终到) 站的布置及其对通过能力的影响分析 2 2 2 1 始发( 终到) 站平面布置特点 1 到发线数量较多。始发( 终到) 站需要办理大量客运专线列车的始发 和终到作业，且列车停站作业时分较长，单条到发线的接发车能力较接发通 停列车的中间站到发线的接发车能力弱。因此，始发( 终到) 站要满足大量 始发终到列车停站作业需要( 特别是高峰时段的作业需要) ，必须设置较多 的到发线及客运站台，以提高到发线的攘体接发车能力。迄今世界上到发线 和站台最多的高速站为东京和巴黎蒙帕斯站，均为8 股到发线、4 座站台i l 。 2 客运专线列车均需停站的站内正线可全部按到发线计算：如以始发 终到为主仅有少量的列车不停站通过，站内正线可适当按到发线计算。由于 一= 二二二二= 二二j 二= _ = 二= = ：? ， | | ? 、 z _ 二二二；二二。：二 f 一) 7 弼酾曜 、 星= 二二：j 、 “ 、。i _ 一j ”： 一6 。，7 7 _ _ _ 一兰二一，：一 “、一 8 。 ，去动车段走行线 图2 1 4 通过式车站 大部分或全部列车均在这些车站停车，故可采用岛式站型，如图2 1 4 正线 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 7 页 有到达列车时，也将影响车站通过能力。故这种形式，一般情况不宜采用。 2 通过式车站，动车段在正线一侧，在正线两侧各设贯通车站咽喉的走 行线1 条，其中一条与正线立交。如图2 1 6 所示的客运站总平面示意图。 二二：夏：客运专线客运站，：；! = ：三二二二二：二： r 一、 、 ：j 动车段i p 一+ 图2 1 6 通过式车站平面布置 从其平面布置形式可以看出与图2 1 5 不同的是此平面布置设有贯通咽 喉设于正线两侧的走行线，动车组出入段的作业与同端咽喉接发车作业互不 影响。因此可使部分股道的客运专线列车到发作业与动车组进出段平行作 业，从而提高了咽喉的通过能力。 3 通过式车站采用正线外包贯通式，正线分别在走行线两侧，其中一条 正线与走行线立交，如图2 1 7 所示的布置。该布置最大优点是折返列车不 切割正线，折返效率高，对咽喉接发车能力影响小；当站内设有存车线时， 折返列车可以进入存车线进行折返前的客运整备工作，有利于提高到发线接 续接车能力，同时可以缓减高峰期动车段走行线能力紧张的局面。值得注意 的是：客运专线由于平面曲线半径要求大，致使动车段在两正线之间( 即正 线外包动车段) 的布置难以成立。此平面布置形式虽没有把动车段设于两正 线之间，但同样受地形条件限制。 事垩! 堡窒至筘_ j 岛车段 一“、- z 一：毒辩：， - ， 7 ，j 射 图2 1 7 正线外包式车站平面布置 4 终点站设计成通过式车站，一端衔接客运专线正线，另一端衔接动车 段。如图2 1 8 所示的布置形式。 一 - _ i _ _ _ 一 客运专线 客运站 ，7 + 卜。动车段 。 图2 。1 8 终点式乍站平面布置 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 8 页 该站的平面布置是终端站最理想的形式。客运专线列车的到发和动车组 进出段分别在车站两端咽喉作业，完全避免了互相干扰。其咽喉作业也最为 简单，左端咽喉接发车能力显著提高。 5 终端式车站，动车段在正线同一端咽喉区之外的正线一侧，走行线进 车站咽喉与正线共线，在咽喉区以外的正线上出岔，与一条正线立交。如图 2 1 9 所示的布置形式。此车站的平面布置和图2 1 5 的布置形式除车站站型 不一样( 一个是通过式车站，一个是尽头式车站) 其他的基本相同，都没有 设动车段走行线。 图2 1 9 终端式车站平面布置 因此，该平面布置形式下动车组进出段作业方式及其对咽喉作业的影响 基本同于图2 1 5 所示的平面布置。不同的是此类平面布置下的车站到发线 不再分方向使用，而是以利于接发车为原则安排到发线的占用。 6 终端式车站，动车段在正线同一端咽喉区之外的正线一侧，在正线两 侧个设1 条贯通车站咽喉的走行线，其中1 条与正线立交。如图2 2 0 所示。 其动车段和车站的布置形式同于图2 1 6 ，同样也可以保证动车组出入段与动 车组的到发作业的平行。不同的是该布置形式下，车