（交通运输规划与管理专业论文）提速对铁路运输供给影响的若干问题研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 摘要 随着我国市场经济体系的培育和发展，铁路运输面临着经济数量型和质量 效率型运输需求的双重压力。为解决铁路运输的“瓶颈”问题，我国铁路管理部 门立足现有基础扩充运力，在既有铁路线上进行技改提速，推动了运输组织的 改革，优化了运力资源的配置，挖掘了运输潜力，提高了运输效率。但是，在 本己是高强度的铁路运输中，因提速而变更的不同种类、等级列车的速度、密 度、重量对于运输组织、牵引动力等的要求截然不同，因此，提速对铁路运输 的传统供给方式产生了很大影响，实施提速所面临的情况十分复杂。 本文研究了有关列车提速对铁路运输供给的影响，以及对铁路运输系统资 源合理利用方式的若干问题，并得相应的结论。 首先，以建立在不确定性排队理论基础上的平均最小列车间隔时间计算法 为基础，分析了列车晚点时间总值、同种类列车运行组数量的比例以及平均最 小列车间隔时间对铁路运输通过能力的影响，结合目前较为流行的计算机模拟 法对旅客列车扣除系数的分析，得出了关于列车间隔时间对通过能力影响、客 货列车速度的合理配比关系及分布等的相关结论。同时，应用风险分析的方法， 建立了适用于铁路运输企业的需要通过能力的经济数学模型，并比较了保守型 和冒险型两种发展战略的适用性。而且，结合2 0 0 4 年第5 次提速的情况，对铁 路运输组织和运营的影响及应对措施作了定性分析。 其次，应用古典经济学中的木桶理论，尝试找出一种分析提速后铁路运输 供给与经济发展适应性评价的方法一一灰色欧几里德加权平均关联度综合评价 法，建立了包含线路通过能力、输送能力、投入与产出效益、行车组织和社会 效益等5 类指标在内的评价指标体系，并详细地叙述了该算法的原理和计算步 骤。 另外，在对提速列车的重量、速度和密度的匹配关系进行分析的基础上， 对比铺画列车运行图的一般模式，提出了一般时段采用集中一均衡式铺画方法、 密集时段采用规格化铺画方法的运行图作为铁路运输组织的基本模式，并分析 了规格化运行图的优点和适用性。 最后，分析了提速所带来的宏观社会效益和微观经济效益，并尝试提出了 进行效益评价的微观指标。 关键词铁路运输；供给特征；通过能力；适应性：运输组织模式 西南交通大学硕士研究生学位论文第l i 页 a b s tr a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h em a r k e te c o n o m yi nc h i n a ，o u rr a i lt r a n s p o r t a t i o n i sn o wf a c e du pw i t ht h ei n c r e a s i n gd o u b l ep r e s s u r eo fd e m a n di nq u a n t i t ya n d q u a l i t y i n o r d e rt of i n ds o l u t i o n st ot h i sb o t t l e n e c k p r o b l e m i nr a i l t r a n s p o r t a t i o n ，r a i lm a n a g e m e n ta u t h o r i t i e s a r er e c o n s t r u c t i n gt h e e x i s t i n g l i n e s ，a c c e l e r a t i n gt h ep a c eo fr e f o r m a t i o n ，o p t i m i z i n gt h ec o l l o c a t i o no ft h e t r a n s p o r t a t i o ns u p p l yr e s o u r c e sa n da l lt h ed e v e l o p i n gp l a n sa r ei m p l e m e n t e d w i t hg r e a te f f i c i e n c ya n ds p e e d a t p r e s e n t 。h o w e v e r ，i t i sm o r ed i f f i c u l tt h a ne v e rt oa d dt ot h e a k e a d y o v e r l o a d e dt r a n s p o r t a t i o nc a p a c i t yd i f f e r e n tk i n d sa n d l e v e l so ft r a i n s ， p r o d u c e d i nt h e p r o c e s s o f s p e e d u p ，w h i c h a s kf o rd i f f e r e n t o p e r a t i n g c o n d i t i o n si n t r a n s p o r t a t i o na r r a n g e m e n t ，t r a c kp o w e r , e t c s o t h e g r e a t i n f l u e n c eo f s p e e d u p o nt h ec o n v e n t i o n a lm o d u l e si nt h e s u p p l yo fr a i l t r a n s p o r t a t i o nh a sm a d e t h es i t u a t i o n si ns p e e d u pv e r yc o m p l i c a t e d i nt h i st h e s i s ，s t u d i e so ft h i si n f l u e n c ea r cm a d e ，a sw e l la ss o m ei s s u e so fh o w t om a k e g o o d u s eo fr a i l t r a n s p o r t a t i o ns y s t e mr e s o u r c e s ，a n d s o m e c o n c l u s i o n sa r ea l s od r a w n i nt h ef i r s tp l a c e ，b a s e do nt h eu n c e r t a i nq u e u i n gt h e o r y , a n a l y s i si sm a d eo n t h ei n f l u e n c eo nr a i k o a dc a p a c i t yo ft h et o t a lb e h i n d s c h e d u l et i m e ，t h er a t i o n o ft h es a m ek i n d so ft r a i ng r o u p sa n dt h ea v e r a g el e a s ti n t e r v a lo ft h et r a i n c o m b i n e dw i t ht h e p o p u l a rc o m p u t e r - b a s e d s i m u l a t i o nm e t h o du s e dt o c a l c u l a t et h er a n g eo fd e d u c t i o ni n d e x ，i tc o m e st ot h ec o n c u s i o na b o u th o w t h et r a i ni n t e r v a la n dt h er a t i o n a lp r o p o r t i o nb e t w e e nt h es p e e do fp a s s e n g e r a n d f r e i g h tt r a i nh a v e e f f e c t so n c a p a c i t y a tt h em e a nt i m e ，u s i n g r i s ka n a l y s i s m e t h o d 。ae c o n o m i c a lm o d e li se s t a b l i s h e ds u i t a b l e t or a i l t r a n s p o r t a t i o n c o m p a n i e s ，a n dt w os t r a t e g i e so fg u a r da n da d v e n t u r e a r ep u tf o r w a r d i nt h es e c o n dp l a c e ，o nt h eb a s i so ft h ec o n c e p to ft h ea d a p t a b i l i t yo fr a i l t r a n s p o r t a t i o n a n d e c o n o m i c s ，i t i s p r o p o s e d t h a tt h eb a s i c t h e o r y o f a d a p t a b i l i 哆a n a l y s i s b a r r e lt h e o r y t h e n ，a c c o r d i n gt ot h eb a r r e lt h e o r y , t h e e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mi s p u tf o r w a r d b e s i d e s ，i ti s i n t r o d u c e dt h a tt h e c o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o nm e t h o do fr a i l t r a n s p o r t a t i o n a n de c o n o m i c s 西南交通大学硕士研究生学位论文第| ii 页 a c c o r d i n gt o t h eb a r r e lt h e o r y t h ei m p r o v e dm e t h o do fg r e yc o r r e l a t i o n d e g r e e i na d d i t i o n ，o nt h eb a s i so ft h ea n a l y s i so l it h e m a t c h i n gr e l a t i o na m o n g w e i g h t ，s p e e d a n d c o n s i s t e n c y , a k i n do ff o r m u l a t e d p a t t e r n i nr a i l t r a n s p o r t a t i o no p e r a t i o n i sr e c o m m e n d e d f i n a l l y , t h em a c r os o c i a lb e n e f i ta n dm i c r oe c o n o m i cb e n e f i t ，a c c o m p a n y i n g t h es p e e d u pr r ea n a l y z e da n ds e v e r a lm i c r oi n d e x e sa r e p u t f o r w a r d k e yw o r d s ：r a i lt r a n s p o r t a t i o n ；s u p p l yc h a r a c t e r ；a d a p t a b i l i t y ；o p e r a t i n g p a t t e r n 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 研究背景 1 1 1 市场经济条件下铁路运输需求的变化 作为提供运输服务的基础行业，铁路运输发展的最终目的是为了满足 社会经济发展派生出的运输需求，因此，铁路运输所有发展目标的实现， 归根到底都表现为铁路运输有效供给的增长。 铁路运输的有效供给，其本质是根据不同地区、线路、时间以及不同 负担能力的消费者细分市场提供不同的运力供给，最大程度地满足多层次 的运输需求。 目前我国铁路运输总体上仍然处于服制型供求关系。铁路的逐步建设 使其一度严重滞后于国民经济发展的局面大为改观，铁路运力供给正朝着 适应需求的方向快速发展。但目前还没有理由认为铁路的运力已经能够满 足需要了。单从市场经济条件下国民经济高效运转所必须的运输基础来看， 反映一国基本实力和现代化运输水平的一系列指标，诸如单位k m 2 国土面 积所拥有的铁路里程、人口平均的铁路里程和人均国民收入所对应的铁路 里程，铁路运营线路的复线、电化率，技术装备水平以及人均出行次数和 运距等，都远远落后于先进国家类似发展阶段所达到的正常水平。满足国 民经济总体发展所派生的数量型运输需求依然是今后十几年内铁路运输行 业发展的重点。从实际运营情况来看，随着商品市场的扩大，跨省区的客 货交流在继续增长，铁路运输大通道的供求矛盾还很明显，铁路运输仍然 面临着许多问题。 在铁路运力供给努力满足社会经济数量型运输需求的过程中，逐步旺 盛的质量效率型铁路运输需求又使铁路面临新的、以质量效率型为特征的 需求压力。经济多元化和地区发展水平的多层次化使运输的需求结构更加 复杂，竞争日渐激烈的运输市场也要求铁路运输供给能够满足不同消费层 次的多种运输要求。 在货物运输方面，内涵式、集约化的新的经济增长方式将更多地依赖 深度加工、依赖科学技术、依赖信息，高附加值的短、小、薄、细的产品 在铁路运输货物结构中的比重逐渐增大，货物对运费的承受能力不断提高， 同时也对运输的质量和效率提出了更加严格的要求。另外，随着国内经济 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 与世界经济的双向参与，数量越来越多的产品要求进行国际标准化运输， 要求提供全方位的运输服务。 旅客运输的优质和高速化是铁路为了在激烈竞争的客运市场上赢得相 当的市场份额而必须做出的选择。随着国家工业化进程的加快和农业生产 力水平的提高，城市规模将逐步扩大，城镇数量将增加，城市人i ：3 比例将 逐步上升。城镇化进程的加快，使得我国的人口结构和人口的地域分布有 所改变，必然引起人口流动趋势的新变化，人口流量将会有较大幅度增加。 面对日趋完善的中短途公路客运和中长途高速航空客运的压力，铁路必须 在客运班点、速度、频率、准时、舒适、方便购票、中转、行李托运、车 内服务以及票价等各方面提供对旅客更有吸引力的优质服务，才能稳住其 在运输市场上的一席之地。这是被世界各国铁路发展历史证明，也已无可 避免地来到中国铁路面前的严峻考验。因此，在与各种交通方式竞争的环 境中，铁路必须把改善服务、更新技术与发挥自身运能、环保优势结合起 来，才能求得生存和发展。 1 1 2 运输生产力领域的变革一一提速 从1 9 9 7 年至2 0 0 4 年，我国铁路进行了5 次大提速，这是中国铁路落 实科学的发展观、适应国民经济持续快速、协调、健康发展的要求所做出 的重要战略抉择。 1 作为世界趋势的提速 速度是交通运输的灵魂。自人类社会开始利用运输工具以来，行驶速 度总是随着社会与经济的发展和技术装备的现代化而逐步提高，各种运输 工具一直围绕着速度的提高在不断发展。社会科技每前进一步，运输速度 就增加一个台阶。从根本上说，交通运输业的发展、交通运输工具的进步， 就是一个速度不断提升的发展过程。 从世界交通运输发展的趋势来看，以先进技术为依托，不断提高运行 速度，是发达国家交通运输业的共同选择。以高速技术为支撑的高速铁路， 实现了列车运行速度历史性的跨越，带动了交通运输产业的大发展。 值得注意的是，一些积极发展高速铁路的国家，为了充分挖掘既有铁 路的速度潜力，纷纷在既有铁路线上大范围地进行提速，实现铁路的快速 运输。2 0 世纪8 0 年代以来，随着高速铁路的迅速发展，既有铁路的提速改 造得到了普遍重视，除了已经发展高速铁路的日本、法国和德国等主要国 家外，北美和欧洲各国也积极进行列车提速。在既有铁路线上进行技改提 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 速，具有工期短、投入少、见效快的特点，能够在短时间内大量开行快速 列车，迅速提高运输效率和生产能力。从世界范围看，提高列车运行速度 已经成为世界铁路发展的一种潮流和趋势，高速化是世界交通运输发展的 方向。 2 符合我国国情的提速 目前，我国经济进入了新一轮快速增长期，发展势头迅猛，对交通运 输的需求与日俱增，迫切需要铁路提供强有力的运输支持。但铁路运输目 前的紧张状况对国民经济发展形成了严重的瓶颈制约，而且这种状况将随 着经济的增长而显得更加突出。 铁路作为直接为广大人民群众服务的大众化交通工具，必须顺应时代 发展、社会进步和人民生活水平提高的要求，努力提高速度、改善条件、 创新服务，满足安全快捷、舒适方便等人性化的运输需求，实现人便其行， 货畅其流的目标。 解决铁路运输的瓶颈问题，从长远看，需要实旌中长期铁路网规划， 加快新线建设，扩大路网规模，从整体上提升路网能力，而近期必须从实 际出发，走内涵扩大再生产之路，立足现有基础扩充运力，尽最大努力挖 掘运输潜力，提高运输效率。 因此，铁路实施大面积提速是缓解当前铁路运输瓶颈制约的必由之路。 通过实施既有线提速，使列车运行速度进一步加快，运行密度和载重量进 一步加大，运输能力进一步提高，从而发掘既有铁路运输的优势和潜力， 更好地服务社会、满足需求。 全国铁路在提速带动下，积极调整生产力布局，铁路运行图的编制工 作不断改进，推动了运输组织的改革，优化了运力资源的配置，挖掘了运 输潜力，提高了运输效率。提速所采取的各项措施，最终都要通过运输组 织与管理转变为适销对路的运输产品，以满足广大旅客和货主的需求。通 过大规模提速，铁路在适应市场需求方面取得了重大突破，运力配置逐渐 符合市场变化，列车开行方案逐步接近旅客和货主的需求，开发了一批运 输新产品，如快速列车、夕发朝至列车、旅游列车、假日列车、行包专列、 五定班列等，深受旅客货主欢迎，具有很大的创造性，大大丰富了我国铁 路运输产品种类，正在逐渐形成铁路新的客货运输产品系列。 1 2 研究意义 中国铁路具有世界上最高的运输强度，运输能力高度饱和，在线路上 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 客货共线运行，不同等级列车混跑。在原有既有铁路干线上一般均为旅客 列车最高速度1 2 0 k m h 、货物列车最高速度8 0 k r a h 的运营思维模式下，经 过铁路工作者长期的研究和运作实践，铁路车站的布局和站场配置，信联 闭系统，信号制式，客货运输组织方式及行车调度指挥等设计和运作管理 形成了科学成熟的规范和成功的经验。 但是，一方面，随着我国改革开放与加入w t o ，要求铁路在融入经济 全球化的过程中，必须遵守国际通行的市场经济原则和对外开放的承诺。 随着外资的进入，目前稳定的铁路运输市场格局将被打破，现有的运输市 场调控手段可能将失去原有的作用。另一方面，随着我国市场经济的培育 和发展，社会经济系统对高速度和时间效应的要求进一步加强，铁路运输 面临着提高速度和密度以满足社会经济系统客货运输的需求和增加铁路客 货运输在运输市场上的占有率的问题。 无疑，在我国社会经济发展进程中，为更好地满足客货运输需求，发 展高速铁路是大方向，这也是综合国力登上新台阶和铁路现代化的重要标 志，但是要在较短的时间内建设较多的高速铁路又是目前的国力难以承受 的。而通过对既有线进行技术改造，将列车时速提高至快速或准高速的速 度，不失为一条投瓷少、见效快、切实可行的有效途径。 但是，在本已是高强度的铁路运输中，因提速而变更的不同种类、等 级列车的速度、密度、重量对于运输组织、轨道结构、信号系统和牵引动 力等技术和装备的要求截然不同，这样，实旆提速所面临的情况十分复杂。 如，干线旅客列车提速，列车种类和开行方案不断优化，快运行包专列开 行的数量越来越多，服务覆盖面越来越广，快运货物列车、集装箱班列和 五定班列等不断增加，对铁路的常规营运产生了巨大影响。 2 0 0 5 年铁路还将再次提速，部分提速干线列车时速将提高到2 0 0 k n d h ， 达到发达国家既有铁路线提速目标值。在列车提速过程中，除对线路、桥 梁、道岔进行改造，创造列车提速的条件外，还应当进一步分析提速对铁 路运输能力、运营方式的影响，以及铁路运输与社会经济发展适应性，并 寻求客货列车提速后，铁路应采取的运输组织手段，以及相应的效益分析 与评价。 1 3 研究现状 1 3 1 国外研究和发展现状 第二次世界大战以后，发达国家的经济复苏，使各国交通运输业进入 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 了一个竞争的时代，迫使铁路改变技术停滞、速度落后和在竞争中处于衰 落的状态，重新认识提高列车速度的意义。不同经济发展水平的地区的铁 路，采用不同层次的技术和装备。使世界各国旅客列车速度都有不同程度 的提高。特别引人注意的是，一些国家首先是改造客货运输繁忙的既有干 线，使旅客列车最高速度提高到1 4 0 2 0 0 k m h 。 1 客货列车速度目标值的选择 国外研究和实践证明，旅客列车速度的提高，使扣除系数急剧增加， 因为列车速度不同，为会让快速列车要占用很多的能力要减少这种扣除， 最有效的办法就是提高货物列车的速度，更合理地编制列车运行图。一些 国家的主要铁路既有干线经过改造后客货列车的速度匹配如表1 - 1 所示。 表1 - 1 一些国家既有铁路干线客货列车提速后的速度配置( 单位：k m h ) 2 既有线提速可分步骤进行 根据各国铁路的经验，在客货列车混运的既有线上，行驶快速旅客列 车的要求条件如下： 最高速度为1 4 0 k m h 时，一般用既有普通运营的机车车辆、线路和 通信信号设备，改造工程量较小，投资少，见效快。 最高速度为1 6 0 k m h 时，可利用现有的技术设备，稍许改善线路断 面、改进机车车辆的走行部分、提高牵引力和制动力、采用自动闭塞等。 最高速度提高到2 0 0 k m h 时，需对既有客货混运的线路，改善线路 断面，采用多显示机车信号或增加信号显示，更好地提高制动力，如采用 电力制动和磁轨制动、平交道口改立交等。 因此，英国、美国、前联邦德国、日本等很多国家既有干线的列车提 速，都是采取分步骤进行的，每进行一步就提高一级列车运行速度，并取 得了实际运营效果。 3 分析既有线提高旅速的影响因素 根据国外经验，提高列车旅行速度，一是要提高以机车车辆、地面设 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 备( 线路、供电和信号设备等) 的性能及养护水平等为基础的列车速度， 即硬技术能力，包括最高速度，通过曲线、道岔、坡道和桥梁隧道等速度 以及加、减速度；二是要考虑以营业政策、运输设备等条件而编制的列车 运行图，即软技术能力，包括停车站的设置、接续、列车间速度差、待避 和列车交会等因素。以上各因素对旅行速度的影响程度是随不同线路区段 而异，应特别注重解决占该线路区段距离长度比重大的一些因素。 4 俄罗斯铁路既有线提速发展 俄罗斯铁路旅客列车是居民出行主要选择的交通运输工具，铁路旅客 周转量约占全国旅客周转总量的4 0 。多年来，提高主要运输方向的列车 运行速度，一直是俄罗斯铁路运输的重要发展战略。俄罗斯铁路也在积极 努力地采取有效措施发展铁路快速运输，以改善运输服务质量，提高铁路 在运输市场中的竞争能力。 在1 9 9 2 年，1 9 9 4 年和2 0 0 0 年，先后两次组织了科学研究、高等院校、 规划和设计部门的专家、学者及实际工作者，共同研究在许多方向开行优 质服务的快速列车的设计和适应提速要求的既有线技术改造的具体方案， 制定了俄罗斯铁路快速列车发展纲要和分阶段实施计划。 铁路市场营销分析研究认为，如果在7 0 0 k m 运输距离以内3 “h 可以到 达、8 0 0 2 0 0 0 k m 的距离内，8 - 1 3 h 可以到达，旅客一般比较倾向于选择乘 坐铁路列车旅行。因此，为了更好地吸引旅客，保持和扩大铁路运输市场 份额，旅客列车应当实现从莫斯科到车里雅宾斯克、叶卡捷琳堡、克拉斯 诺达尔、萨马尔、阿得列尔、高加索矿水城旅游胜地1 天之内到达，到圣 彼得堡、雅罗斯拉夫尔、下诺夫哥罗德3 4 h 到达。这表明，长距离旅客列 车的直达速度应当达到1 4 0 k m h ，近距离列车则应达到1 6 0 2 0 0 k m h 。 经过充分研究，俄罗斯铁路制定了2 0 0 0 年一2 0 1 5 年旅客列车快速和高 速运输发展纲要。提出了所要达到的目标如，保证国家居民在国内旅行 和国际联运能够得到高水平运输服务；创造在5 0 0 2 ，0 0 0 k m 距离范围旅客 运输服务市场的竞争环境；通过提高旅客乘车的舒适性、安全性，缩短在 途旅行时间，以及使旅客在最合适的时间出发或到达，为最大可能吸引旅 客创造有利条件；通过采用快速运输方式增加客运量，降低运输成本，提 高铁路运输收入，减少客运亏损：降低实现开行快速列车运输方向的运营 支出；通过提高列车运行速度，改善机车车辆及基础设施的技术状态，精 简运营人员等。 在目标值的选定方蘧，在目前条件下，旅客一般对运输的要求并不是 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 列车的最高运行速度，而是直达( 旅行) 速度。研究表明，一般夜间列车 运行的最佳时间为1 0 h ，根据计算纲要确定列车运行的最佳时间为1 1 5 h ， 这是在运输市场上，铁路与航空运输开展有效竞争所决定的。对于第1 级 速度的快速列车( 最大速度1 4 0 k i n h ) ，其合理的运输距离为8 5 0 1 ，1 5 0 k m ； 在第2 级速度的快速列车( 最大运行速度需要提高到1 6 0 k i n h ) ，能够组织 在1 ，0 0 0 1 ，3 0 0 k i n 范围内开行夜间列车；第3 级速度的快速列车( 最大运行 速度应当达到2 0 0 k m h ) ，夜间列车运行可延伸到i ，1 5 0 1 ，6 0 0 k i n 的距离范 围。同时，在最大运行速度达到2 0 0 k m h 时，平均直达速度要达到1 4 0 k m h 。 这对于莫斯科圣彼得堡、莫斯科一下诺夫哥罗德等方向，可以组织开行与 航空运输充分竞争的白昼旅客列车。 在技术组织方面，同时开展和尽快完成许多方面的科学研究工作。根 据居民的支付能力和需求，确定在运输服务市场采用快速和高速运输的范 围，确定国内和国家间快速和高速路网的布局及发展趋势。为了组织快速 和高速行车，俄罗斯铁路正在研制生产相应的技术设备及建立必要的运输 管理系统。 在具体的实施上，本世纪初，莫斯科圣彼得堡的6 5 0 k m 线路，历经5 年的全线提速综合改造，工程于2 0 0 0 年全部完成，2 0 0 1 年正式投入运营。 现在，莫斯科一圣彼得堡2 个俄罗斯最大城市闻的旅行时间已经由原来的7 h 缩短到4 h 2 0 m i n ，线路通过能力和运输能力得到有效提高，快速列车开行对 数大大增加，货运量也增长了2 0 。目前，圣彼得堡布斯洛夫斯卡亚方向 的线路提速改造工程的准备工作正在积极进行，由于这条快速运输线路将 进一步延伸到赫尔辛基，涉及到统一基础设施和运行机车车辆的技术标准， 以及将来列车过境的边防、海关及商务检查等有关问题，俄罗斯和芬兰两 国政府及铁路部门正在进行友好协商。与此同时，其他方向的一些主要线 路提速技术改造工程亦将逐步推开。 由于主要运输方向的提速改造是一项系统工程，除了线路基础设施需 要进行现代化改造外，其他铁路技术装备也进行了满足提速需要的必要准 备。如，最高通过速度达2 0 0 k m h 的p 6 5 型1 1 1 号道岔，已经大量铺设在 莫斯科至圣彼得堡间己成功完成技术改造的线路上。其它一些快速旅客列 车自动控制和行车安全保障系统及设备，如能够提高运输作业效率的行车 调度指挥系统、改善旅客服务质量的现代通信设备也将得到广泛运用。 5 德国铁路既有线提速及铁路客货运营方式 德国铁路一直采用修建高速铁路和改造既有线并重的方针提高列车速 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 度，以增强铁路与航空、公路的竞争能力。 德铁对既有线改造的目的是获得更高的速度和更大的能力。所有改造 的措施都要遵循经济性的原则。因此，根据市场对不同的线路提出的不同 的运量和运输质量的要求，制定了不同的提速目标值，采取了不同的措施： 对属于干线的既有线，主要采取改造线路基础设施的措施，将速度提高到 2 0 0 k m h ；对于支线，则采用先进的摆式列车，将速度提高到1 6 0 k m h 。 德铁为既有线的改造制定了详细的规划，并针对每一条线路进行了各 种提速措施的研究。在确定具体线路的改造方案时，紧紧围绕经济性这一 原则，根据线路的每段具体条件，灵活制定提速目标值，并不单纯追求线 路的最高速度达到目标值，而是尽量使全线改造后的速度都能达到目标值。 对于大城市间的铁路于线，采用了改造提速线路与修建高速新线结合的方 法，将各大城市用快速线连接起来，形成新的路网干线。 从德国铁路的运营管理方式方面来看，德铁集团由德国铁路股份企业 总部及下属的路网企业、货运企业、长途客运企业、短途客运企业、车站 与服务企业、信息系统企业等组成，还有遍及全德国十几个城市的车站、 段、指挥中心、研究机构、试验基地、厂家等其它企业。 德国铁路客运企业总部设在法兰克福，共设4 个职能部门：财务监 督；市场营销，负责产品管理、售票、运行线分析、价格和收入、国际 合作、产品服务、客运发展、长期规划和短期规划、车辆购置计划等； 人事；生产技术。 企业内部结构为长、短途客运企业合署办公。为解决管理跨度问题， 长途客运企业除法兰克福总部外，在科隆、汉堡、法兰克福、慕尼黑、柏 林设5 个地区，负责信息系统、机车车辆维护、人事、培- g t l 、财务监督等 工作。短途客运企业实行地方化管理，在全国设9 个分部及2 个市郊铁路 企业。 德国铁路开行的各种列车分别有不同的名称，长途有i c e ( 城际特快) 、 i c ( 城际列车) 、e c ( 欧洲城际列车) 、i f ( 地区列车) ；短途有r e ( 地区 特快列车) 、r b ( 地区普通列车) 和s b a h n ( 城市轻轨) ：其它产品还有 c n l ( 城间夜行列车) 、d e ( 长途直达快车) 、i r e ( 地区间特快列车) 等。 除了丰富的客运产品以外，德铁客运还有完善的票价系统、客票销售系统 和信息查询系统来吸引客流。 另外，德铁客运企业十分注重利用科学手段和方法，加强客流预测和 分析，结合客户需求，不断优化客车开行方案。在进行常规性客流预测的 同时，特别强调运用心理学原理从情感、习惯等方面去分析研究运输需求 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 的变化。例如，对票价、速度、出行时间需求；对某种交通工具的喜好： 各城市不同阶层客户购买力；各类客户的出行规律等方面进行研究和分析。 在对客流进行预测分析的基础上，利用先进的客车开行方案模拟系统，设 计出既符合旅客运输需求，又能实现运能与运量最佳匹配的客车开行方案。 目前，在长途客运方面，许多城际快速列车和地区间直达列车实行的节拍 式运行图方案( 即在6 ：0 0 2 4 ：0 0 的时间段内，列车严格以0 5 h 、l h 或2 h 的节拍运行，以及0 ：0 0 6 ：0 0 间旅客列车补充开行方案) ，就是用这种模拟 系统来确定的。 德国铁路货物运输企业( d b c a r g o ) 从2 0 0 3 年1 月1 日开始，采用新 的直达货物运输系统。构建新的货物运输系统，塌主要的思路是扩大组织 直达货物列车运行的区域和范围，逐步减少直至取消不赢利的整车货物运 输。d bc a r g o 和国际联运企业r a i l i o n 开行的直达货物列车，为市场提供 p l a n t r a i n 、v a r i o l r a i n 和f l e x t r a i n 3 类列车运输服务，根据用户的不同运输要 求和相应的价格实现比较灵活的运输组织方案。 p l a n t r a i n 是最便宜的直达运输组织方案。发货人可在货物发送前的两个 月提出申请，通过利用运行图上安排的固定运行线组织运输。d bc a r g o 认 为，这种方案最适合于货源和货流比较固定的煤炭、铁矿石及其他大宗货 物运输。 v a r i o t r a i n 主要适用于运输方向变化的重载货流，如建筑材料。实现这 种运输方案，发货人必须在发运前的一定时间内提出运输申请和要求货物 送达的具体时间。通过利用运行图计划安排的备用直达列车运行线组织运 输。 f l e x i t r a i n 主要满足贵重商品的直达运输，要求发货人应在货物发运前 2 4 小时提出运输申请。采用这种运输方案，在一些情况下某些方向或时间 存在通过能力不足的一定风险，所以有可能不能保证准确的货物送达时间。 1 3 2 国内研究和发展现状 近年来，国内高等院校和铁路系统的研究人员和运营管理人员在对我 国社会经济大环境和铁路运输市场发展获得较为充分的理解的基础上，对 社会经济系统的客货运输需求特征和铁路系统应采取客、货运输组织方案 和固、移设备的能力匹配进行了相关的研究，并且通过在现场的逐步应用 与实践，总结了成功的经验。 文献 1 ( 2 0 0 3 ) 分析了双线自动闭塞区段单列旅客列车及复合客车 组扣除系数的构成和影响因素，针对具体区段通过计算机铺画满表运行图， 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 采用图解法分析各种因素对客车扣除系数和通过能力影响的变化关系，通 过不同区段大量的模拟分析，得出不同客车速度、不同客车对数和不同追 踪列车间隔下的扣除系数取值；文献 2 ( 2 0 0 2 ) 通过分析单线提速区段 开行快速列车对通过能力的影响，建立了单线区段快速列车扣除系数的计 算模型，为了提供在铁路单线区段开行快速列车的理论依据，并通过单线 区段快速列车会车和越行次数的关系分析，提出了快速列车开行数量和开 行速度对单线区段货物列车旅行速度影响的一般性结论；文献 3 1 ( 2 0 0 1 ) 用数学方法分析和推导双线区段内各种因素对旅客列车扣除系数的影响关 系，给出旅客列车在多种不同场合下求扣除系数的数学模型和计算公式， 设计了求双线区段旅客列车扣除系数和区段通过能力的多项式算法，通过 大量实例计算，分析了客货列车速度、追踪列车间隔、旅客列车对数等各 种因素对通过能力影响的变化关系；文献i - 4 - 1 ( 1 9 9 6 ) 针对目前尚无快速 列车扣除系数的计算标准，运用系统仿真的方法构造了列车提速运输组织 的仿真模型，编制了仿真软件并在微机上调试通过，以沪宁线为背景进行 了仿真运算，得到了有关通过能力的数量指标和分阶段提速方案。 文献 5 ( 2 0 0 3 ) 分析了铁路运输服务质量概念的内涵，从服务质量 角度提出了评价运输生产设备能力的方法，建立在考虑服务质量水平下区 段与车站能力的确定方法及具体评价参数模型，根据铁路区段、车站运输 设备运用的特点，提出了确定设备运用服务水平的横向裕量和纵向裕量概 念，论述了从负荷、延误、晚点恢复能力三个方面来评价区段、车站服务 水平的理论依据，提出了按4 个级别来确定铁路运输服务水平的具体方法， 以株洲北编组站为案例，分析了如何提高铁路设备能力利用，提高运输服 务质量。 文献f 6 1 ( 2 0 0 3 ) 论述了i 改革传统的编图模式，编制市场导向型的 运行图，为优化运力配置奠定宏观基础，2 改革运输方案，强化对运输经营 的指导作用，3 改革日( 班1 计划，实现对运输过程投入产出的有效控制几个 问题；文献e 7 1 ( 1 9 9 9 ) 根据四大干线的技术条件，论证了提速客货列车 的牵引质量，运行速度，行车密度间的合理匹配，同时，提出了京广、京 沪、京哈、陇海四大干线客货列车具体匹配方案及线路客货输运能力最大 作为剖别条件的建议：文献 8 ( 1 9 9 8 ) 研究在提速过程中新旧设备共存 状态、提速方案不断完善的条件下，客货列车合理匹配关系，确定通过能 力采用计算机模拟方法，以沈山线为背景，通过对运行方案法的模拟分析， 确定客货列车提速在数量、结构和速度上的合理匹配关系。 文献 9 ( 2 0 0 3 ) 提出旅客列车开行效益预测分析的主要数据算法模 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 型及其o l 姐决策支持系统设计方案，并从系统的总体结构、网络结构、 数据库功能结构、数据仓库的设计方法等方面对系统进行了描述；文献 1 0 ( 2 0 0 0 ) 在对建国以来1 8 条典型线路的抽样计算的基础上，类比分析了2 7 条新建线路，对影响线路盈亏的因素进行分析，对今后新建铁路盈亏进行 趋势性的预测。 余巧风( 2 0 0 0 年) 通过对比1 9 9 5 年和2 0 0 0 年我国铁路路网规模增长 与客货运量增长情况，对主要干线的通过能力进行了适应性分析，主要包 括干线平均通过能力利用率、干线运输负荷、能力超饱和区段和营业里程 的变化情况。田长海等( 1 9 9 8 年) 论述了提速对线路区间通过能力的影响， 论证了既有繁忙干线列车提速后，列车质量、速度、密度合理匹配的可行 性和具体方案。闵耀兴等( 1 9 9 7 年) 分析了铁路列车提速作为市场经济发 展的产物，其国内外实践经验，及对运输能力的影响，提出了既有铁路各 方面应采取的对策与措施，以及计算经济效益的方法。张星臣等( 1 9 9 7 年) 在综述国内外铁路提速现状的基础上，分析了我国铁路列车提速的特点和 分阶段发展过程，在客货运量与运输资源的合理匹配、指标体系、行车组 织技术上的匹配关系、运输组织方案与经济效果的匹配关系等方面进行了 论述。文力( 1 9 9 5 年) 从铁路新制度安排供给的角度，分析了铁路原有制 度安排的负效应是造成供给短缺的根本原因，并提出在某些时区、某些运 输产品、运价、一定比例的运输能力等局部范围先行植入新的制度安排， 以渐进式模式使社会经济生活与铁路部门互相调适，形成良性互动关系。 铁道部运输指挥中心运行图处( 2 0 0 2 年) 通过4 次调图，提出铁路运输发 展要依托自身优势，优化产品结构，提高资源使用效率，适应市场变化， 并给出了在优化运力配置、资源利用、产品结构和运输组织等方面的实践 经验。廖城飞等( 2 0 0 3 年) 根据市场需求和提速后客货运输产品的特点， 针对鹰潭站的实际运营情况，提出了强化作业组织，合理制定到发线使用 计划、加强各作业系统协调能力、提高设备利用率等有效措施。刘儒等( 2 0 0 2 年) 对提速调图后给石家庄站的运输组织所带来的变化进行了分析，提出 了适应新形势下的车站运输组织工作措施。苌睿等( 2 0 0 1 年) 对上海旅客 运输市场状况进行了分析，优化列车产品结构，使运输工作更加面向市场， 取得了成功的实践经验。孙永杰等( 1 9 9 8 年) 对胶济线所在区域进行了客 运市场分析，提出了快速列车开行方案，并据此对胶济线的能力适应情况 进行了分析。 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 1 4 存在的问题 市场经济与计划经济条件下铁路客货运输的最大根本不同点在于：计 划经济条件下，是铁路运输部门说了算，提供的是单一产品位移，要社会 经济系统的客货运输需求跟着铁路运输部门制定的规章走。因此，我国几 十年的规划、站场设计、能力计算、运输组织、行车调度指挥、运营指标 等方面都是以铁路内部优化为主，而没有面临市场需求。在内部优化的条 件下，端出我们的站场设计方案、列车编组计划、客货列车运行图等，让 市场适应和服从铁老大的安排；而市场经济条件下的铁路运输市场首先是 面临着社会运输需求，运输市场是满足客货运输需求为主，铁路运输是提 供服务，对客货运输需求提供运输服务产品，铁路运输产品适路就能被市 场承认，铁路运输产品不适路则将被市场抛弃。 提速作为代表着我国铁路行业改革的开展和深化、打破原有生产模式、 积极参与市场竞争的一项工程，本身就有很多问题值得研究。而且，因为 我国国情的特殊，不少研究都没有外来经验可供遵循，更需要随着铁路运 输事业的发展，在实践中进行检验。 现阶段国内的研究多数着重强调了新形势下铁路运输供给的改善方 式，并没有深入分析铁路运输系统自身的供给特点，因而忽略了铁路自身 优势的进一步发挥，有的研究从铁路制度安排供给的角度入手，提出了铁 路原有制度安排的负效应是造成供给短缺的根本原因以及进行改进的渐进 式模式，但是在实践方面缺少进一步阐述和论证。 在对通过能力的分析方面，多基于传统的旅客列车扣除系数法对通过 能力进行讨论，但是，随着提速工作的不断开展、方式方法的不断更新， 列车的等级和种类也在不断变化之中，原有的简单地将列车种类划分为客 车、货车的分析方法已不再适用，即使是现在普遍采用的将列车种类划分 为快客、普客、货物列车的方法也与实际情况差别很大。而且，在对输送 能力的研究中，均没有联系经济效益的概念。 现阶段关于铁路运输系统与社会经济发展的供需适应性分析，多注重 对运能总量的考察，未联系投入产出效益，且多是一些来自基层的运营经 验，而这些实践经验也尚未理论化、系统化。 而在对提速的效益分析与评价中，虽然对具体企业的效益核算有了较 为详细的分析过程，但是还没有关于宏、微观结合的效益评价。 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 1 5 研究内容及方法 1 5 1 研究目标 研究列车提速对铁路运输供给方式的影响、铁路运输的适应评价方法 以及对铁路运输系统资源合理利用的方式。 1 5 2 研究内容 在当前交通运输基础设施投资力度不断增加，综合交通运输体系逐步 形成，以市场化经营为基本取向的交通运输管理体制和运行机制改革不断 深化的背景下，以铁路运输的供给方式为主要研究对象，分析提速对其造 成影响的主要方面；分析和研究铁路运输与经济发展适应性的基本理论和 方法；在客货运输市场需求特征下，研究铁路现行供给能力的适应性及存 在问题，提出对铁路运输系统资源及运作模式的需求。 1 5 3 研究方法和技