（交通运输规划与管理专业论文）郑武客运专线运输组织相关问题研究.pdf

西南交通大学硕士学位论文第1 页 摘要 随着经济的发展和人民生活水平的提高，社会对旅客运输的运营效率提 出了更高的要求，而我国铁路运营速度长期徘徊在低水平，列车运行速度低 一直是制约铁路发展的重要因素，为缓解快速增长的运输需求与铁路运能严 重不足的矛盾，我国将大规模建设客运专线。同时推进列车提速，是铁路跨 越式发展，实现现代化的战略重点之一。因此，建设客运专线是我国铁路发 展的重大战略，也是我国铁路发展的方向。 论文以“京广客运专线”的重要组成部分之一郑武段为研究背景，研究 其运输组织相关问题。 首先，调查收集郑武客运专线沿线和影响区域内主要社会经济特征、交 通运输发展现状等情况，分析它在路网中的地位和作用，研究其现状和未来 发展趋势，建立合理的数学模型对铁路近、远期客运量和流向作出预测。 其次，在对客运专线列车扣除系数进行深入分析后，确定了不同速度列 车组合情况下的扣除系数，并利用现有的高速通过能力的扣除系数计算方法 对郑武客运专线的通过能力进行了计算：在对现有的高速通过能力的扣除系 数计算方法分析的基础上，利用平均最小列车间隔方法计算郑武客运专线通 过能力，并分别计算出了黄金时段和非黄金时段的通过能力：接着并进行了 通过能力适应性分析； 最后，为了制定科学、合理的客运专线旅客列车开行方案，本文结合目 前国内研究成果，系统分析了影响客运专线旅客列车开行方案的各个因素， 在此基础上建立了旅客列车开行方案的综合优化模型，并对模型进行了分析 给出求解思想，并根据求解思想确定出郑武客运专线本线列车及跨线列车的 开行方案。 关键词：客运专线；客流预测；通过能力；列车开行方案 西南交通大学硕士学位论文第| | 页 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to f e c o n o m ya n dt h ei m p r o v e m e n t o f p e o p l e ss t a n d a r d o fl i v i n g , p a s s e n g e rt r a n s p o r ti sr e q u i r e dm o r ei ne f f i c i e n c y b u tt h es p e e do f p a s s e n g e ra n df r e i g h tc a r sp a c e sb a c ka n df o r t ha ta l o wl e v e li no u rc o t m t r y t h e l o ws p e e do f t r a i nr u n n i n gi ss t i l lav i t a lf a c t o rt h a tl i m i t st h ed e v e l o p m e n to f t h e r a i l w a y p a s s e n g e rt r a n s p o r ts p e c i a ll i n ea r cb e i n gb u i l to nal a r g es c a l e ，i no r d e r t o e a s y t h ec o n t r a d i c t i o no fr a p i d l yi n c r e a s i n gt r a n s p o r t a t i o nd e m a n da n d s e r i a 璐1 ys h o r t a g eo fr a i l w a yt r a n s p o r tc a p a c i t y d r i v i n gt h es p e e d i n g - u po f t r a i n s i st h eo l l eo f e m p h a t i ck i l 甚t e g l e $ t h a ta c h i e v e sm o d e r n i z a t i o na n dd e v e l o p m e n to f r a i l w a yb ys t r i d e s t h e r e f o r e ，c o n s t r u c t i n gp a s s e n g e rd e d i c a t e dl i n e i sa s i g n i f i c a n ts t r a t e g ya n dd i r e c t i o nw h i c ho u rc o u n t r yr a i l r o a dd e v e l o p s t h eo n eo ft h ei m p o r t a n tp a r t so f ”b e i j i n g - g u a n g z h o up a s s e n g e rd e d i c a t e d l i n e , z h e n g z h o u - w u h a np a s s e n g e rd e d i c a t e dl i n ei sab a c k g r o u n df o rr e s e a r c hi n t h et h e s i s f i r s t l y , t h i st h e s i s c o l l e c t sm a i ns o c i a le c o n o m i cc h a r a a e r i s t i c c o m m u n i c a t i o n sa n dt r a n s p o r t a t i o ns i t u a t i o no fz b e n g z h o u - w u h u np a s s e n g e r d e d i c a t e dl i n e ，a n a l y z ep o s i t i o na n df u n c t i o nt h a ti ti si nt h er o a dn e t w o r k , s t u d y i t sc u r r e n ts i t u a t i o na n df u t u r ed e v e l o p m e n tt r e n d , a n dm a k eap r e d i c t i o nt h e f l o w sa n dt h ev o l u m eo fg u e s t sa n dg o o d st ot h en e a r ，l o n g - t e r mo ft h er a i l w a y w i t ht h es c i e n c ea n dr a t i o n a lm e t h o d s e c o n d l y , a f t e rt h o r o u g ha n a l y z e dd e d u c t i n gc o e f f i c i e n to ft h ep a s s e n g e r t r a n s p o r t a t i o ns p e c i a ll i n et r a i na n dd e t e r m i n e dd e d u c t i n gc o e f f i c i e n ti nt h ed i f f e r e n t p e 如t r a i n c o m b i n a t i o n , t h i s a r t i c l ec a l c u l a t e s c a r r y i n gc a p a c i t y o f z h e n g z h o u - w u h u np a s s e n g e rd e d i c a t e dl i n eb yu s i n gt h ew a yo fd e d u c t i n g c o e f f i c i e n tc a l c d a m de x i s t i n gh i g hs p e e dt h ec a r r y i n gc a p a c i t y ；o nb a s i so f 龇w a yo f d e d u c t i n gc o e f f i c i e n tc a l c 诅m e de x i s t i n gh i 醣s p e e dt h ec a r r y i n gc a p a c i t y , i ta l s o c a l c u l a t e sc a r r y i n gc a p a c i t yb yu s i n gn w a yo fa v e r a g em i n i l n u n lt i m ei n t e r v a l b e t w e e nt r a i n s ，a n da n a l y z e st h ea d a p t a b i t i t yo fc a n y i n gc a p a c i t y , a n ds e p a r a t e l y c a l c u l a t e sc a r r y i n gc a p a c i t yi nt h ep r i m et i m ea n dt h en o i l - p r i m et i m e a n di t a n a l y z e st h ea d a p t a b i l 对o f c a r r y i n gc a p a c i t y f i n a l l y , i no r d e rt om a k es c i e n t i f i cm dr e a s o n a b l ep a s s e n g e rf r a i np l a nf o rd e d i c a t e d p a s s e n g e rt r a f f i cl i n e s s 哑u pc u r r e n tt h ed o m e s t i ca n df o r e i g nr e s e a r c hr e s u l t s , e a c h f a b ：t o ri n f l u e n c i n gt h ep l a ni sa n a l ) 2 e ds y s t e m a t i c a l l y , o nb a s i so fr i g s , i n t e g r a t e da n do p t i m a l 西南交通大学硕士学位论文第1 ii 页 m o d e li sb u i l tu p t h i sp a p e re s t a b l i s h e so p t i m i z a t i o nm o d e lo f p a s s e n g e rw a i np l a n , s o l v i n gt h i n k i n gi sr e s u l t e do nt h em o d e lo fa n a l y s i sf o rt h i n k i n g , a c c o r d i n gt o s o l v i n gt h i n k i n gz h e n g z h o u - w u h a ns p e c i a l l i n ef o rp a s s e n g e rt r a i na n dt h e c r o s s - l i n ew a i n sa 诧s u m m e du p k e y w o r d s ：s p e c i a ll i n ef o rp a s s e n g e rt r a f f i c ；p a s s e n g e rf l o wf o r e c a s t ；c a r r y i n g c a p a c i t y ；p a s s e n g e rw a i np l a n 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景 第1 章绪论 建设客运专线，实行客货分线运输，是当今世界铁路发展的方向。在繁 忙干线建设客运专线，也是我国铁路适应国民经济和社会发展需要，加快实 现现代化的必然选择。 1 1 1 客运专线化是铁路发展方向 铁路作为现代运输的先驱，为世界经济发展和人类社会文明迸步做出了 巨大贡献。当代铁路以其自身具有的节能、环保、安全等诸多优势，越来越 受到世界各国政府的高度重视。发达国家普遍把建设客运专线作为重点，纳 入铁路发展战略规划，这是由客运专线在现代交通运输体系中具有的优势所 决定的。 客运专线具有速度快的优势。速度是现代社会高效率的标志，是时代进 步与文明发展的鲜明特征。对于交通运输业来说，速度是适应市场的关键要 素。以高速和快速技术为支撑的客运专线，列车运行速度实现了历史性的跨 越，带来了铁路产业的复兴。铁路已成为陆上运行距离最长、速度最高的交 通方式，大大缩短了人们的旅行时闯。在许多国家，越来越多的旅客把乘坐 舒适、便捷的高速和快速列车作为出行的首选。 客运专线运量大、效能高，社会经济效益显著。客运专线列车最小行车 间隔可达三分钟，列车密度可达每小时2 0 列，列车定员可达1 6 0 0 - 1 8 0 0 人 列，理论上每小时最大输运能力可达2 3 2 0 0 0 2 x3 6 0 0 0 人，能够实现大量、 快速和高密度运输从发达国家实践来看，客运专线取得了非常好的社会和 经济效益。如法国三条客运专线每年输送旅客各2 千多万人次，均取得盈利。 日本四条客运专线自开业以来客运量增加6 倍多，被日本人誉为“经济起飞 的脊梁”。 客运专线安全可靠的优势也十分突出。安全是人们出行选择交通运输方 式的首要因素。据中国经济景气检测中心日前对北京、上海、广州三座城市 居民的随机抽样调查闯卷显示，现在有6 6 9 的居民外出首选火车，其中一 条重要原因就是看中铁路运输安全。铁路客运专线是最安全的现代高速交通 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 运输方式。它采用了先进的列车运行控制系统，能够保证前后两列车必要的 安全距离，有效防止列车追尾及正面冲撞事故。信息化程度很高的行车设施 诊断、监测、预警设备和科学的养护维修，构成了客运专线现代化的、完善 的安全保障系统。 虽然各国铁路由于其自身国情不同，选择的发展道路不尽相同，侧重点 各有千秋，但从总趋势看，大力发展客运专线是基本方向。顺应世界铁路发 展潮流，把握共性规律，学习借鉴发达国家建设客运专线的成功经验，是我 国加快铁路发展的必然选择。 1 1 2 我国铁路繁忙干线客货共线的运输模式难以适应社会需要 我国铁路一直沿用客货共线的运输模式。随着国民经济发展和人民物质 文化生活水平不断提高，这种运输方式越来越难以满足社会需要。特别是在 连接大中城市和工业基地的繁忙干线，运输负荷始终高居不下，客货互争能 力的矛盾显得十分突出。主要表现在： 运输能力不能满足运输需要。经过多年建设，铁路运输能力紧张问题在 一定程度上有所缓解，但一些主要运输通道的运能依然十分紧张，迸一步提 高运输能力受到客货共线模式的制约。连接我国南北、东西的京沪、京广、 京哈、陇海( 徐州至西安) 、沪杭、浙赣六大繁忙干线线路总长7 1 7 7 公里， 占国家铁路的1 2 1 ：完成旅客周转量占国家铁路的5 0 1 ：完成货物周转 量占国家铁路的3 4 3 ；运输密度为全国铁路平均值的3 1 倍，是俄罗斯的5 倍、日本的6 倍、美国的7 倍、德国的2 0 倍、英国的2 2 倍；大部分区段基 本处于饱和状态，运输能力利用率已经达到1 0 0 。由于客货共线，同一线路 上客货列车结构阶段性不均衡，致使铁路运输机动性差，难以适应多层次、 多变化的市场需求。每年春运、暑运、“五一”、“十一”等客流集中的1 2 0 多天时闻里，都必须采取“压货保客”等非正常措施，以能力来限量运输。 如春运期间京广铁路南段每天开行1 4 0 对客车，除3 对去往香港的快运列车 外，其他货车全部停开。这种保客不能保货、顾首不能顾尾、捉襟见肘的运 输能力，给一些工矿企业正常生产带来了不利影响。未来较长时期，随着全 面建设小康社会的不断推进，国民经济将持续快速增长，工业化、市场化、 城镇化进程逐步加快，人口和大型经济实体集聚于交通干线的现象还将加剧。 上述繁忙干线将面临着更大的运输压力，既有客货混跑双线能力将难以满足 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 基本的运输需求，在一定程度上会制约这些地区的经济社会发展。 提升运输质量受到制约。随着经济社会发展和人民生活水平提高，旅客 货主对运输快捷舒适、经济便利、安全正点等方面的质量要求越来越高。但 客货共线模式制约了运输质量的提高。一方面，速度和频度是衡量交通运输 质量的重要指标，客货共线对此有很大制约。繁忙干线不同等级列车混跑， 既要开特快旅客列车，又要开普通旅客列车，还要开大量低速重载货运列车， 特快列车最高时速已经达到1 4 0 - 1 6 0 公里，而货车最高时速不足8 0 公里，同 一线路上行驶的客货列车由于速度差距大而互相干扰，客车因线路不畅难以 提高速度，货车囡避让客车次数增加，既加大运输能力损失，又延长货物运 到时间。在这种客货混跑、快慢混跑的情况下，列车的速度和频度都难以提 升，直接影响运输质量。另一方面，客货共线不利于市场细分，制约了服务 质量的提升。根据市场细分理论，以社会需求为依据，将不同类别的客户、 不同档次的产品进行拆分组合，能够充分发挥资源优势，合理调配运营成本， 大大提高企业的竞争和服务能力。客货共线把旅客和货主、客运和货运，这 两类不同的客户、不同的运输产品合为一体，难以满足他们各自多元性、差 异性需求，使铁路运输服务应变能力减弱，必然影响服务质量提升。 客运高速与货运重载相冲突。按照一般运输规律，客运发展方向是高速， 货运发展方向是重载。客运列车速度快、大密度、小编组，货运列车装载重、 大编组、大宗货物直达运输。在客货混跑的同一条线路上，既要高速，又要 重载，还要加大行车密度，客观上是很难傲到的。高速和重载对线路基础的 技术要求不尽相同，如对轨道、道岔的配置和线路曲线半径、桥梁设计、到 发列车线路有效长度等都有不同区分，有些还相互矛盾。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，效果有限，造成投资浪费， 并加大日常运营维护成本。 1 1 3 繁忙干线建设客运专线将大大缓解运能紧张状况 建设客运专线，既是世界铁路发展的方向，也是我国铁路改变客货共线 运输局面，高速度、大幅度扩充运输能力，为经济快速发展提供强有力运输 支撑的战略需要。运输繁忙大通道是建设客运专线的首选。在连接大经济区、 大城市的繁忙于线修建客运专线，可以大大缓解大通道运能紧张状况，对于 促进经济发展和提高人民生活水平意义重大。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 首先，繁忙干线建设客运专线，实现客货分运，能够大幅度提高铁路运 输能力，满足全面建设小康社会的运力需要。初步预测到2 0 2 0 年，铁路旅客、 货物运输需求分别达4 0 亿人次、4 0 亿吨，年均增长速度为7 和4 。建设客 运专线，不仅可以转移既有线上大部分客车，面且还可以满足增量运输的需 求，特别是能够腾出既有线能力用于发展货物重载运输，迅速形成高速度、 大能力、安全畅通的运输通道，适应日益增长的运输需要， 其次，繁忙干线建设客运专线，可以提升城市的集聚功能和辐射能力， 使大城市更好地发挥中心城市的作用，同时推动沿线中间地带现有城市高速 发展和功能升级，增强人、财、物吸纳能力，促迸新的小城镇生成和发展， 加快我国城市化的整体进程。 第三，繁忙干线建设客运专线将使铁路速度和服务实现质的飞跃，提升 我国铁路发展水平。客运可实现大容量、高速度、高频率，大大缩短旅行时 间，特别是在运输高峰时期，可以用几分钟间隔密集大量发车，为旅客提供 更安全、快捷、方便、舒适的服务；货运可实现“大宗物资直达化，高值货 物快速化”，降低铁路社会成本，满足旅客货主越来越高的多层次、多样化服 务需求。在创造良好社会经济效益同时，铁路路网运输效率和投资效益将进 一步提高，有利于实现铁路可持续发展。 1 2 高速铁路研究现状 1 2 i 国外高速铁路现状 1 9 6 4 年1 0 月1 日，世界上第一条时速达到2 1 0 公里的铁路在日本正式投 入载客运输，这就是闻名世界的东海道新干线。它的建成使用标志着世界铁 路开始进入高速化时代。“1 据统计，截止到2 0 0 4 年1 月末，世界高速干线的总长合计5 8 9 l 虹，其 中：日本为2 0 5 0 k 皿，法国为1 5 4 2 k m ，德国为9 0 5 k m ，意大利为2 3 6 1 m ，西班 牙为9 5 2 k m 比利时为1 3 2 1 m ，美国为7 4 k 。现在日本的新干线( 5 0 0 系) ，法 国的t g v 和泰里斯、欧洲之星，德国的i c e 3 ，荚国a p t ，西班牙的艚e 都用 世界最快的3 0 0 k m h 速度运行。 归纳起来，当今世界上建设高速铁路有下列几种： 1 日本新干线：全部修建新线，旅客列车专用；迄今为止，日本新干线 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 大致经历了三个阶段，日本新干线的建成为日本的经济发展起到了极大的推 动和促进作用，高速铁路成为了日本经济生活中不可缺少的组成部分。 2 法国t g v ：部分修建新线，部分旧线改造，旅客列车专用；1 9 8 1 年9 月t g v 开通时，用比东海道新干线更快的2 6 0 k m h 的速度在巴黎南线上运行， 当时曾引起轰动。 3 德国i c e ：全部修建薪线，旅客列车及货物列车混用：德国在“技术 上有重大突破、财政上得到了有力支持、法国t g v 的成功运行”等因素的刺 激下，于1 9 8 2 年5 月修建高速铁路，在高速铁路技术方面取得了很大的进步。 德国采取了改造老线和修建部分新线相结合的方法，使改造的老线速度达 2 0 0 k m h ，新线目标值仅为2 5 0k m h 采取“客货混跑、日客夜货，高快结合、 新旧线联运”的运输组织模式。 4 英国a p t ：既不修建新线，也不对既有线进行大量改造，主要用由摆 式车体的车辆组成的动车组，旅客列车及货物列车混用。四十年代起，一些 国家就对列车高速通过曲线产生离心力影响旅客舒适度问题开始研究，直到 七十年代摆式列车才在英国研制成功。 5 西班牙的a v e ：西班牙的这条高速铁路，其车辆采用法国的t g v ，信 号方式采用德国的l z b 技术。 1 2 2 我国高速客运专线现状 1 我国高速铁路现状 从八十年代至今，我国社会各界对在中国修建高速客运专线的必要性和 可行性做了大量而有力的论证，认为在中国修建高速客运专线是社会发展的 需要，是促进我国工业发展，科技水平提高以及改善我国交通运输落后面貌 的重要手段。也是提高铁路运输能力，彻底解决运能不足和改善铁路旅客服 务水平及服务质量的最有力措旎。 1 9 9 4 年，我国第一条准高速铁路广州至深圳准高速铁路建成并投入运 营，其旅客列车速度为1 6 0 - 2 0 0 1 m h ，不仅在技术上实现了质的飞跃，更主 要的是通过科研与实验、引进和开发，为建设我国高速铁路作好了前期准备， 成为我国铁路高速化的起点。 2 0 0 3 年，我国第一条客运专线秦皇岛至沈阳客运专线已建成并投入运 营，通过秦沈线的建设和运营实践，可以探索出适合中国国情的高速客运专 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 线的技术标准、施工方法、运营管理及维护等一系列经验。 2 我国高速铁路发展的长远规划 铁路是我国的重要基础设旎，在综合运输体系中起着骨干作用。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。2 0 0 4 年1 月7 日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，讨论并原则通过中长期 铁路网规划，会议指出，铁路具有大运办、低成本优势，在运输中占有重要 地位。制定中长期铁路网规划，按照中长期铁路网规划，应该尽快在大中城 市间发展客运专线，在入口稠密地区发展城际铁路，加快形成覆盖我国主要 城市的快速客运网。加快铁路发展，对于促进国民经济持续侠速增长、全面 建设小康社会是十分必要的。 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 度目标值将达到时速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。 ( 1 ) “四纵”客运专线： 北京上海客运专线，贯通京津至长江三角洲东部沿海经济发达地区； 北京武汉广州深圳客运专线，连接华北和华南地区； 北京沈阳哈尔滨( 大连) 客运专线，连接东北和关内地区； 杭州宁波福州深圳客运专线，连接长江、珠江三角洲和东南沿 海地区。 ( 2 ) “四横”客运专线： 徐州郑州兰州客运专线，连接西北和华东地区； 杭州南昌长沙客运专线，连接华中和华东地区； 青岛石家庄太原客运专线，连接华北和华东地区： 南京武汉重庆成都客运专线，连接西南和华东地区。 ( 3 ) 三个城际客运系统 环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区城际客运系统，覆盖区 域内主要城镇。 为了实现这一规划的要求，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( 北京天津) 、合宁 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 ( 合肥一南京) 、合武( 合肥一武汉) 、温福( 温州一福州) 、福厦( 福州一厦门) 、 甫温( 宁波温州) 等9 条设计时速2 0 0 k i n 的客运专线项目，总里程达 3 0 0 0 多千米。这一举措打开我国高速铁路建设的时代，见图1 1 所示。 图1 1 我国中长期铁路网规划图 1 3 郑武客运专线建设及研究的意义 郑武客运专线是京广客运专线的重要组成部分，京广客运专线与既有京 广线构成我国南北客货运输骨干，是我国南北运输的主要通道之一，修建郑 武客运专线，实现客货分线运行，客运能力将大大提高。专线建成后，从郑 州到武汉只需2 个小时左右。郑武客运专线的修建还能释放京广线能力，有 效缓解货运能力紧张状况，对促进区域经济协调发展，增强城市群之间人流、 物流的联系，保障国家重要物资的供给及国土开发具有重要意义。它带来的 最直接的好处就是方便了市民出行，带动了城市建设步伐，加快了沿线各城 市地区的经济发展的速度。渊 客运专线的建设在我国尚属起步事业，除秦沈客运专线外还没经验可供 参考，有许多问题有待于深入研究和讨论，特别客运专线客流预测的方法、 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 通过能力计算以及确定列车开行方案等问题都还缺乏系统的研究，更没有成 熟的经验和方法，本论文的研究不仅必要，面且紧迫，有着重要的理论研究 价值和实际应用价值。 1 4 研究内容 本文查阅大量论文、文献的同时，结合本研究领域的最新研究动态，在 已有的理论基础上，来研究“京广客运专线”的重要组成部分之一郑武段， 具体研究其运输组织相关问题。主要的研究内容： 1 郑武客运专线概况及在路网中的作用： 2 郑武客运专线客流特点分析及运量预测，其运量预测流程见图1 2 ； 3 郑武客运专线通过能力研究，利用扣除系数法和平均最小列车间隔时 间两种方法计算其通过能力，并进行了通过能力适应性分析； 4 郑武客运专线列车开行方案研究，通过建立模型，分析出模型求解思 想，确定出其开行方案。 图1 2 运量预测流程图 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 第2 章郑武客运专线概况及在路网中的作用 2 1 郑武客运专线概况 郑州至武汉客运专线全长4 7 1 9 7 3 公里，是京广客运专线的重要组成部 分。2 0 0 6 年1 月，项目完成预可行性研究并已经铁道部审查通过。现开展的 可行性研究，已经于9 月底完成；该客运专线计划“十一五”期间建成并投 入使用。专线建成后，从郑州到武汉只需两个小时左右。 2 i i 主要技术标准 1 客运专线正线主要技术标准 i ) 铁路等级：客运专线； 2 ) 正线数目：双线； 3 ) 设计速度：2 0 0k m h 及以上，基础设施3 5 0 k m h ； 4 ) 最小曲线半径：一般9 0 0 0 m ，困难7 0 0 0 m ； 5 ) 线间距：5 o m ； 6 ) 最大坡度：1 2 ，局部地段2 0 ： 7 ) 到发线有效长度：7 0 0 m ； 8 ) 牵引种类：电力； 9 ) 列车运行方式：自动控制； 1 0 ) 行车指挥方式：综合调度集中。 2 相邻线主要技术标准( 见表2 1 ) 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 表2 1 相邻铁路或拟建铁路主要技术标准 铁路正线 最大牵引到发线最小曲 线别区段年度坡度 牵引机车闭塞 等级数目种类类型 定数有效长线半径 方式 ( )( t )( m )( m ) 既有、 客机s s 8 北京郑州 i 双线 6 电力 5 0 0 01 0 5 08 0 0 自动 研究年度货机s s 。 尿j 既有、 客机s s b 线 郑州武昌i双线 6 电力5 0 0 01 0 5 0 4 0 0 自动 研究年度货机s s 4 既有、客机s s 8 武汉广州 i 双线 6 电力 4 0 0 0 8 5 0 4 0 0 自动 研究年度 货机s s 6 b 京广 北京郑州 1 2 ，局 一般 客运 研究年度 客运 双线 部地 电力动车组 1 0 0 0 7 0 0 9 0 0 0 自动 专线 武汉一广州 专线 7 5 0 困难 段2 0 7 0 0 0 既有 i 双线 4 内燃d f 4 4 3 0 0 徐州郑州 4 0 0 0 1 0 5 06 0 0 自动 陇海 研究年度i双线 4 电力 客机s s 9 5 0 0 01 0 5 02 8 0 0 自动 货机s s 。 线 s s l 、s s 3 、 既有、 6 ，双 3 0 0 阚 郑州兰州i双线 机 电力 $ s 7 c 、 4 0 0 0 8 5 0 自动 研究年度 s $ 4 、$ s 6 、 3 5 0 0o 1 2 5 6 k 徐兰 徐州郑州 1 2 ，局 一般 客运研究年度 各】匿 双线部地电力动车组 1 0 0 0 7 0 0 9 0 0 0 自动 专线 郑州西安 专线 7 5 0 困难 段2 0 7 0 0 0 8 5 0 半自 既有 i 单线预 4 0 0 0 预留 西安南阳留复线 6 、双 电比s s 4动 机1 3 1 0 5 0 一般 西宁研究年度i双线 5 0 0 01 0 5 0 1 2 0 0自动 线 单线预内燃预 8 5 0 困难 既有i d f 4 d 4 0 0 0预留 6 0 0 半自 南阳合肥留复线 6 留电化动 1 0 5 0 研究年度 i 颓线电比s s 4 5 0 0 01 0 5 0 自动 麻汉 既有、半自 联络麻城武汉 研究年度 i 单线 6 内燃d n 3 5 0 08 5 06 0 0 动 线 一般 合武 合肥武汉研究年度i 1 双线6电力 动车组、 4 0 0 0 8 5 0 7 0 0 0 恤 自动 线 s $ 9 、s s 7 d 、困难 5 5 0 0 m 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 武九 武汉九江 既有 i 单、半自 线 双线 6内燃 d f s 3 5 0 08 5 03 0 0 动 研究年度 i 双线 6内燃 d f b b 4 0 0 08 5 01 2 0 0自动 汉丹 襄樊汉口 既有 i单线 4 内燃 d f 4 3 5 0 0 8 5 01 0 0 0 半自 线 动 研究年度 i双线4电力 s s 4 5 0 0 0 8 5 02 8 0 0 自动 2 1 2 线路走向及车站分布 郑州至武汉客运专线位于河南、湖北两省境内，线路北起黄河大桥南岸， 途经河南省郑州、许昌、漯河、驻马店、信阳5 市，湖北省大悟、黄陂z 区 县，南止武汉天兴洲大桥北端，线路全长4 7 1 9 7 3 k m 。 客运专线北自黄河大桥南岸，在郑州市郑东新区东四环路西侧设新郑州 站，向南两跨京广铁路，在京珠高速公路西侧与之并行南下，至新郑市东侧、 京广铁路以东2 ，5 k m ( 京珠高速公路西侧) 预留新新郑站设站条件；之后继 续沿京珠高速公路西侧并行南下至许昌市东侧，在距京广铁路以东7 1 ( l 设新 许昌站；向南在临颍县北侧跨越京广铁路，于漯河市西侧、京广铁路西侧7 k m 设新漯河站；至驻马店市外环路西侧、京广铁路西侧6 k m 处设新驻马店站； 出站后跨京广铁路、西绕明港机场后，跨淮河至信阳市东侧，于京珠高速公 路西侧4 k m 处设新信阳站；出站后向西绕避杜家畈铜矿，之后线路取直南下， 在大悟县以东7 5 k m 处设大悟站；经大悟矿产经济开发区东侧，在蔡店镇西 南4 k m 处设蔡店越行站：经过梅店、泥河、院基寺水库西铡山区南下，在横 店镇东侧4 k m 设新横店越行站，然后接上天兴洲长江大桥北端工程。 全线预计设9 个车站，即：新郑州、新许昌、新漯河、新驻马店、新信 阳、大悟、蔡店、新横店、新武汉站。其中新郑州、新信阳、新武汉站为始 发站；蔡店、新横店为越行站，其它为中间站。并预留新新郑车站设站条件。 2 1 3 运输组织 i 运输组织模式 在此，我们将速度3 0 0 k m h 及以上的旅客列车称为h 类列车，3 0 0 i m h 以下速度的旅客列车称为b 类列车。 郑武客运专线可麓的运输组织模式有以下五种： 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 1 ) 客运专线只开行本线a 类列车且不组织换乘方案；跨线旅客列车全上 既有线； 2 ) 客运专线只开行本线a 类列车且组织换乘方案； 3 ) 客运专线上本线列车和跨线列车混合运行，且本线列车和跨线列车均 采用a 类列车方案； 4 ) 客运专线上本线列车和跨线列车混合运行，且只有本线列车采用a 类 列车，跨线列车全部采用b 类列车方案； 5 ) 客运专线上本线列车和跨线列车混合运行，除本线列车全部采用a 类 列车方案外，有条件的跨线列车也采用a 类列车方案，其余跨线列车采用b 类列车方案。 上述5 个方案中，前3 个方案为纯动车组方案，方案4 和方案5 为多种 速度列车共线方案，从已有的客运专线运输能力研究结果看，方案1 、2 、3 对利用客运专线通过能力最有利，方案4 、5 次之。 方案1 中，客运专线上只开行本线高速列车，跨客运专线的旅客若想乘 坐高速列车，全凭个人意愿在客运专线与既有线的衔接站进行换乘，铁路车 站不组织换乘。虽然客运专线分担了既有线的一部分客流，但是随着时间的 推移，客车对数的增加会很快抵消客运专线分担的那部分客流，故既有线的 能力仍长期饱和，无法增加货运能力；且客运专线所服务的客流范围太窄， 从而难以发挥客运专线的经济效益和社会效益。 方案2 虽然可以增加一部分客运专线行车量，但仍不能从根本上解决既 有能力不足的问题。同时，跨线客流要增加一次换乘，而且高速列车的票价 高于普速列车，所以这一方案旅客一般难以接受。此外，由于旅客换乘，必 须要考虑客运专线列车和既有线列车的衔接，运输组织比较复杂，而且有关 车站可能要扩建增加站台，还将导致投资的增加。 方案3 的优点为跨线列车在客运专线上以较高的速度运行，在既有线上 以线路的限制速度运行，跨线客流不必换乘就可以乘坐高速客车，既改善了 旅客旅行条件，又吸引了较多的高速客流。目前，发达国家一般都采用这一 运输模式，并取得了良好的经济效益按该方案实旎，可以解决既有能力严 重不足的问题，同时也能有效的提高客运专线的经济效益和社会效益。但是， 采用该方案高速列车在既有线上是以线路的限制速度运行的，使得高速动车 组的周转时间大大延长，增加了高速动车组的需要量；同时，高速动车组在 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 既有线运行，由于既有线的线路条件对高速车底的磨损将大于客运专线，其 运营成本将增大。考虑到我国的基本国情，受到国家社会经济发展水平和国 民旅行支付能力的限制，在近期还不宣采用此方案。 方案4 的优点为跨线旅客不必换乘就可以在客运专线上乘坐普速客车旅 行，扩大了客运专线吸引的客流，提高了客运专线的能力利用率，较好的解 决了既有能力严重不足的闯题。而且跨线列车为普速列车，普速列车的购置 费用较少，其缺点为普速列车在客运专线上运行，对客运专线的磨损将增大， 从而引起列车运营成本的增加；同时，由普通机车牵引的旅客列车在客运专 线上的运行速度与采用动车组的列车相比，要低得多。因此，对于在客运专 线上的运行距离较长的跨线列车由普通机车牵引，从缩短旅行时间、降低运 营成本等方面来看将是不利的。 方案5 既兼备了方案3 和方案4 的优点，同时也弥补了前四个方案存在 的不足，其主要问题是部分跨线列车采用高速动车组，购置成本将增加。但 是我们也应看到，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，高速列车的 数量和运行范围将逐步增大，最终实现客运专线的全高速运行。对于郑武客 运专线近期来说，采用此方案是可行的。 由上分析，综合比较各种组织模式的优点和缺点，考虑到实际的成本要 求，推荐郑武客运专线近期采用方案5 ：远期推荐采用方案3 。 2 旅客列车开行方案 1 ) 旅客列车编组：a 类列车编组辆数为长编组1 6 辆、短编组8 辆；b 类列车编组辆数为1 6 辆。 2 ) 旅客列车定员：a 类列车定员为长编组1 2 0 0 人列、短编组6 0 0 人 列：b 类列车定员为1 2 0 0 人列。 3 综合维修天窗方式 本线综合维修天窗采用隔日单向矩形垂直天窗形式开设，天窗时间4 小时，天窗时段暂定为l ：o o 5 ：0 0 。 隔日单向矩形垂直天窗是矩形天窗的一种演变形式，它是在综合维修时 段内上下行线路隔日安排一条线路维修，另一条线路按单线组织行车。其优 点是夜间双方向的列车均可以运行，可解决夕发朝至列车和跨线列车夜间在 客运专线上运行的问题，对晚点跨线列车的运行调整有较好的灵活性。嘲 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 2 2 郑武客运专线在路网中的作用 运量预测表明，郑州枢纽具有大量通过旅客列车和较大的旅客发送量及 中转客流，以中转客流为主，通过旅客列车多于始发终到旅客列车。郑州站 咽喉能力紧张，南、北咽喉的能力利用率已达饱和，很难满足客运量的增长 及旅客出行的需要。而武汉枢纽有京广线贯穿南北，武九线、汉丹线分别自 东、西方向引入，京九铁路麻汉联络线自东北方向引入，在横店站接轨：长荆 线不久将在枢纽长江埠站引接。该枢纽通过武汉长江大桥将江南、江北连为 一体，正在修建天兴洲公铁两用桥，作为武汉铁路的第二过江通道。 郑州至武汉客运专线郑武段呈南北走向，经由河南省的郑州市、许昌市、 漯河市、驻马店市、信阳市，以及湖北省的孝感市、武汉市，郑武客运专线 的修建可以带动地方经济的发展；同时，郑武客运专线是京广客运专线重要 的组成部分，京广客运专线与既有京广线构成我国南北客货运输骨干，是我 国南北运输的主要通道之一，主要完成区域间的客货交流，该段的畅通对我 国国民经济发展有着重要作用。 郑武铁路通道是“四纵四横”快速客运网的重要组成部分。该通道连接 我国西北、华北地区与华中、中南及东南沿海地区，是实现各地区之间的客 货交流的重要通道，其北接京郑、郑西、徐郑客运专线，南连武广客运专线 和沪汉蓉快速通道，并与陇海、宁西、汉丹、武九等多条铁路干线相连，成 为连接南北、交汇东西的主骨架，在铁路网中具有重要的作用，见图2 。1 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 图2 1 郑武客运专线相关路网图 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 第3 章郑武客运专线客流特点分析及运量预测 3 1 运输市场形式分析 3 1 1 城市概括 郑武客运专线始发、终到站分别是河南郑州和湖北武汉，两大重要城市。 郑州市是河南省政治、经济、文化中心，北临黄河，西依嵩山，东南为广阔 的黄淮平原，2 0 0 5 年末全市总人口7 1 6 万人，其中城镇人口4 2 4 1 万人，乡 村入口2 9 7 1 万人，菲农业入口2 5 7 6 万人。郑州地处中原腹地，。雄峙中 枢，控御险要”，为全国重要的交通、通讯枢纽，是新亚欧大陆桥上的重要 城市，是国家开放城市和历史文化名城。是中国八大古都之首。其旅游资源 比较丰富，著名景点有：少林寺、嵩山、中岳庙、观星台、嵩阳书院、黄河 游览区、黄帝故里等。 7 许昌市位于河南省中部。东邻周口市，西交平顶山市，南界漯河市，北 依省会郑州市，距离省会仅8 0 公里京广铁路、京珠高速公路、1 0 7 国道纵 贯南北；3 1 l 国道、地方铁路横穿东西：新郑国际机场在北5 0 公里。2 0 0 0 年，许昌市辖3 县( 许昌县、鄢陵县、襄城县) 2 市( 禹州市、长葛市) 1 区( 魏都区) ，总面积4 9 9 6 平方公里，总人口4 4 7 万人：其中许昌市区建成 区面积4 5 8 平方公里，市区人口4 8 万人。许昌烤烟在国内国际市场上久负 盛名，许昌地理位置优越，交通便利。京广铁路纵贯南北，禹郸铁路横穿东 西，京深、徐西两条国道在此交汇，京珠高速公路郑州至许昌段已通车，国 道、省道及县乡公路相互衔接，构成了纵横交织的陆路交通运输网络。 漯河市地处中原腹地，辖郾城、临颍、舞阳三县和源汇区，面积2 6 1 7 平方公里，人口2 4 5 万，城区面积2 8 平方公里，人口3 4 万，是河南省内陆 特区，总面积2 6 1 7 平方公里，总人口2 5 3 万人，人口密度全省最大，每平方 公里达到9 6 7 人。漯河是交通便捷、环境优美i 生态宜居的城市。境内地势 平坦，四通八达，是国家二类交通枢纽城市。京广、漯宝( 丰) 、漯阜( 阳) 3 条 铁路和京珠、漯周、漯平高速公路及1 0 7 国道、5 条省道贯穿全境，成为全省 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 重要的铁路和高速公路“双十字”交通枢纽。 驻马店市位于河南省南部，总面积1 5 0 8 3 平方公里，东与安徽省阜阳市 接壤。西与南阳市相连，北与周口市、平顶山市和漯