（交通运输规划与管理专业论文）高速线与既有线运输组织协调研究.pdf

r e s e a r c ho no r g a ni z a t i o no fh i g hs p e e d l in einh a r m o n yw i t ht h ee x i s t e dl in e s c h o o l d e p a r t m e n t ：t a f f i ca n dt r a n s p o r t a t i o ne n g i n e e r i n g d i s c i p l i n e ：c i v i le n g i n e e r i n g m a j o r ：t a f f i ca n dt r a n s p o r t a t i o np l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t c a n d i d a t e ：y i n g l i s u p e r v i s o r ：p r o f x i n g - f a n gx u j a n ，2 0 0 8 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提 供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国 家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目 的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活 动。 学位论文作者签名： 香覆。 加谚年月2 6 日 学位论文作者签名： 召国 ，七 加穆年月 摘要 摘要 伴随我国经济社会持续快速发展，我国铁路客运需求与有效运能供给之间 的矛盾日益尖锐。为适应经济发展对铁路运输的更高要求，修建高速铁路，实 现客货“各畅其流 势在必行。但是，按照建立资源节约型交通体系和可持续 发展的要求，发挥高速线效益优势的同时需要合理利用既有线路的客运设施。 因此，开展高速线与既有线运输组织协调的理论研究，实现高速线与既有线的 “和谐发展 ，具有重要的理论价值和实践意义。 本文以京沪高速铁路为背景，通过对如何合理分担两线的运输任务，选择 运输组织模式，开行方案的调整，合理分配两线运能等问题开展研究，从而实 现两线能力的协调利用。旨在通过对高速线与既有线两线运量的逐步过渡，实 现列车方案的逐步衔接，既有线客、货的逐步分离，最终达到高速线与既有线 运能的合理分配使用，产生协同效应下的效益最大化，即达到客货高效运输的 目的。这些研究对于包括京沪高速铁路在内的“四横四纵”高速客运专线的运 营组织具有一定的参考、借鉴作用。主要开展了如下研究工作： ( 1 ) 两线运输组织特点分析 基于国内既有线和国外高速线的客运组织现状进行分析，对两线运输组织 特点进行比较； ( 2 ) 两线初、远期分工方案的确定 在协调原则下对运输组织模式进行比选，给出京沪线运输组织模式：并通 过对客流需求分析，进而得出两线近、远期分工方案； ( 3 ) 两线客流比例的计算及既有线能力利用率分析 通过l o g i t 模型计算出两线客流比例；以沪宁线为背景对既有线列车结构和 能力利用率进行分析； ( 4 ) 既有线客车分阶段转移后两线能力利用率的计算 在合理分工条件下，分阶段分别转移本线和跨线列车后，分析计算两线能 力利用率； ( 5 ) 两线开行方案协调 利用既有线的分流作用对高速线本线、跨线开行方案进行优化调整，并对 两线能力利用率进行分析。 摘要 关键词：高速铁路，运输组织模式，协调运输，开行方案，能力利用率 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t hc h i n a ss u s t a i n e da n d r a p i d e c o n o m i ca n ds o c i a l d e v e l o p m e n t , c o n t r a d i c t i o n sb e t w e e nt h ed e m a n da n d s u p p l y o ft h e r a i l w a yp a s s e n g e r t r a n s p o r t a t i o nb e c o m ei n c r e a s i n g l ya c u t e t om e e tt h eh i g h e rr e q u i r e m e n t so f e c o n o m i cd e v e l o p m e n t ，i ti si n e v i t a b l et ob u i l dh i g h s p e e dr a i l w a yw h i c hc a nm a k e p a s s e n g e r sa n df r e i g h t sa c h i e v e ”s m o o t hf l o wr e s p e c t i v e l y ”h o w e v e r , a c c o r d i n gt o t h er e q u i r e m e n t so fb u i l d i n gr e s o u r c e - s a v i n gt r a n s p o r ts y s t e ma n dt h en e e do f s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，i ti sn e c e s s a r yt om a k er a t i o n a lu t i l i z a t i o no f e x i s t i n gl i n e s p a s s e n g e rf a c i l i t i e sw h e nt op l a yt h ee f f i c i e n c ya d v a n t a g e so ft h eh i g h - s p e e dl i n e t h e r e f o r e ，t h et h e o r e t i c a lr e s e a r c ho nt r a n s p o r to r g a n i z a t i o na n dc o o r d i n a t i o no f h i g h - s p e e dl i n ea n dt h ee x i s t i n gl i n eh a v ei m p o r t a n tt h e o r e t i c a lv a l u ea n dp r a c t i c a l s i g n i f i c a n c ef o rt h et w ol i n e s ”h a r m o n i o u sd e v e l o p m e n t ” u n d e rt h eb a c k g r o u n do ft h eb e i j i n g - s h a n g h a ih i g h - s p e e dr a i l w a y , s o m eu s e f u l w o r kh a sb e e nd o n ei nt h i sp a p e rw h i c hm a i n l yi n c l u d e ： ( 1 ) a n a l y z eo r g a n i z a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so f t h et w ol i n e s b a s e do nt h ed o m e s t i ce x s i t i n gl i n ea n dh i 曲一s p e e dp a s s e n g e rs p e c i a ll i n eo f o v e r s e a , a n a l y z i n gp r e s e n tp a s s e n g e ro r g a n i z a t i o no ft h ee x i s t i n gr a i l w a yl i n ea n d h i g h - s p e e dp a s s e n g e rl i n e ；m a k i n gat r a n s p o r tc o m p a r i s o no ft h eo r g a n i z a t i o n a l c h a r a c t e r i s t i c so ft h et w ol i n e s ； ( 2 ) f o r mr a t i o n a lt r a n s i td i v i s i o np l a n so ft h et w ol i n e si ni n i t i a ls t a g ea n d f u t u r es t a g e u n d e rt h ep r i n c i p l eo fc o o r d i n a t i o n , m a k i n gap a t t e r ns e l e c t i o no ft r a n s p o r t o r g a n i z a t i o n , a n dt h e ns u p p l yat r a n s p o r to r g a n i z a t i o np a t t e r nf o rb e i j i n g - s h a n g h a l h i g h - s p e e dr a i l w a y ；b a s e do nt h i sp a t t e r nw i t l lt h ea n a l y s i so fp a s s e n g e rf l o w , a r a t i o n a lt r a n s i td i v i s i o np l a no ft h et w ol i n e si ni n i t i a ls t a g ea n df u t u r es t a g ei sf i n a l l y f o r m e d ； ( 3 ) c a l c u l a t et h ef l o wp r o p o r t i o no ft h et w ol i n e sa n dc o m p u t et h ee x i s t i n g l i n e sc a p a c i t yu t i l i z a t i o n u s i n gl o g i tm o d e lt of i xf l o wr a t i o ；a n a l y z i n gt h et r a i ns t r u c t u r ea n dc a p a c i t y u t i l i z a t i o no ft h ee x i s t i n gr a i l w a yu n d e rt h eb a c k g r o u n do fs h a n g h a i - n a n j i n gl i n e ； ( 4 ) c a l c u l a t et h et w ol i n e s c a p a c i t yu t i l i z a t i o na f t e rt h ep h a s e dt r a n s f e ro ft h e t r a i n so fe x i s t i n gl i n e a c c o r d i n gt ot h er e a s o n a b l ed i v i s i o np l a n ，t r a n s f e rt r a i n so ft h el i n ea n d o v e r l i n er e s p e c t i v e l yi nt h ef o r mo ft h ep h a s e ds t a g e ； ( 5 ) h a r m o n i z eo p e r a t i o np r o g r a m m eo ft h et w ol i n e s o p t i m i z i n gt h eo p e r a t ep r o g r a m m ew i t hs t r e a m i n ge f f e c to ft h ee x i s t i n gl i n eo n t h eh i g h - s p e e dl i n e ，a n da na n a l y s i so ft w ol i n e s c a p a c i t yu t i l i z a t i o ni sm a d e a b s t r a c t k e yw o r d s ：h i g hs p e e dr a i l w a y , t r a n s p o r to r g a n i z a t i o np a t t e r n ，h a r m n i n z i n gt r a n s i t , o p e r a t i o np l a n ，e f f i c i e n c yo f l i n ec a p a c i t y 目录 目录 第一章绪论1 1 1 研究背景和选题意义1 1 1 1 研究背景1 1 1 2 选题意义2 1 2 国内外研究状况4 1 2 1 国外研究状况4 1 2 2 国内研究状况5 1 3 研究的方法、内容和框架：6 第二章国内外客运组织现状分析9 2 1 既有线提速概况分析9 2 1 1 列车速度分类及我国列车提速过程9 2 1 2 提速效益分析及价值发现1 2 2 2 高速铁路运输组织概况1 4 2 2 1 国外高速铁路发展状况1 4 2 2 2 我国高速铁路发展状况1 8 2 3 两线运输组织特点比较2 0 2 3 1 既有线运输组织特点分析2 0 2 3 2 既有线与高速线运输组织特点对比分析2 l 第三章高速线与既有线运输组织协调模式及分工方案2 3 3 1 高速线运输需求分析2 3 3 1 1 需求理论概述2 3 3 1 2 京沪通道客运量预测分析2 5 3 1 3 断面客流量的计算3 3 第五章高速线与既有线开行方案协调8 2 5 1 确定开行方案的要素8 2 5 2 过程分析8 4 5 3 开行方案8 7 5 4 能力利用率分析及方案评价：9 8 第六章结论与展望1 0 1 6 1 主要工作和结论1 0 1 6 2 有待进一步研究的问题1 0 1 6 2 1 分工方案问题1 0 1 6 2 2 能力利用率和方案协调问题1 0 2 致谢1 0 4 参考文献1 0 5 附录1 0 8 个人简历1 1 6 第1 章绪论 1 1 研究背景和选题意义 1 1 1 研究背景 第一章绪论 高速铁路诞生至今已经过了4 0 多年的发展历程，日本、法国、德国、英国、 意大利、西班牙、比利时、韩国、我国台湾等国家和地区相继修建了高速铁路， 取得了令世界瞩目的综合效益之后，美国、加拿大、澳大利亚、巴西、新西兰、 葡萄牙、泰国等也着手修建高速铁路。高速铁路凭借其运输效率、经济效益、 社会效益以及生态效益的优势，以势不可挡之势遍布世界各地，全球已进入了 高速铁路时代。 高速铁路采用当今最先进的多学科高新技术，涉及电子、信息、航空、航 天、机电、材料和环保等技术领域，可见是铁路现代化的一个显著标志，是世 界各国铁路发展的基本趋势。 在国外，高速铁路创造了大份额瓜分航空、小汽车客运市场的成绩( a v e 由3 3 提高8 3 6 ，致使航空由6 7 锐减至1 6 4 ；t h a l y s 由2 4 增至5 0 ，航 空由7 降至2 ，小汽车由6 1 减至4 3 ) ，其强劲势头普遍被各国看好。 在国内，由于京沪高铁的修建，由民航总局牵头，国航、东航、上航、南 航、海航五家航空公司联手打造的“京沪空中快线”，于2 0 0 7 年8 月6 日起北 京首都机场和上海虹桥机场之间推出，旅客往返京沪的时间由以往的5 个小时 缩短为3 个小时。可见，高速铁路引发着一场交通方式的高速化革命。 建设高速铁路符合我国建立资源节约型交通体系和可持续发展的要求，其技 术经济优势可在我国得以充分的体现。在此大背景下，我国也积极开展高速铁 路的相关研究、论证工作，经多年研讨和技术准备，已取得了实质性的进展， 反映在以下两个方面： ( 1 ) 准高速线、客运专线以及高速线的规划与修建 1 9 9 4 年1 2 月2 2 日，广州到深圳间修建的我国第一条准高速铁路正式开通 运营，最高运行速度1 6 0 k m h ，为我国铁路提速迈出了第一步； 2 0 0 3 年l o 月1 2 日，秦沈客运专线正式投入运行标志着我国拥有第一条客 l 第1 章绪论 运专线，秦沈线设计时速为2 0 0 k i n ，最高时速为3 0 0 k i n 。 2 0 0 6 年，京沪高速铁路项目在经历了长达1 6 年的可行性分析及论证之后， 终于获得国务院立项批准，标志着我国高速铁路建设又迈出了坚实的一 步，与此同时，高速铁路相关的运输组织问题再次成为研究热点。 2 0 0 8 年初，我国第一条京沪高速铁路正式宣布开工建设。 ( 2 ) 既有线六次大面积提速扩能 1 9 9 5 年6 月8 日，从铁路自身发展和社会进步需要出发，铁道部作出了在 全国铁路繁忙干线上进行提速的重大决策。 从1 9 9 7 年 2 0 0 7 年初的1 0 年时间里，既有线相继实施了6 次大提速改造工 程，期间进行了电气化改造、设备更新，包括动车组的引用等，使既有 线的设备条件大为改善，通过能力有了较大提高。客货运市场也发生了 较大的变化，反映在运输规模、运输质量以及人们的理念。 2 0 0 7 年4 月18 日，动车组列车在主要干线达到了2 0 0 - 2 5 0 k m h 的既有线提 速的最高目标速度，跨越了2 0 0 k m h 的高速运行的速度门槛值。但至今为 止，我国还没有一条真正意义上高品质的高速铁路。 京沪通道既是客运量集中的线路又是货运繁忙线路，客货争能使之长期处 于超负荷运行或限制运输状态。为缓解运能与运量的矛盾，实行客货分线势在 必行。客货分线将有利于客货之间、不同客流之间的合理分流和协调组织，实 现最大程度的线路扩能与客货提速。 高速铁路已走过了近4 4 年的历史，并且积累了丰富的运营经验。但因各国 国情、路情不同，别国运输组织模式不能直接用于我国铁路，应依据本国某区 域具体的客流特点，以形成适合该通道需求特征的运输组织模式。已有的研究 成果大多偏重于宏观问题或硬件技术问题，高速铁路与既有铁路运输组织协调 的研究相对较少。此外，原有研究成果的前提条件已发生了较大的变化，在新 的线路和设备条件以及客货运市场条件下，有必要重新对两线运输组织的相关 问题进行深入、系统的研究。 1 1 2 选题意义 协调，即追求资源条件约束下的最优组合，达到总体利益最大化。本文探 讨新建的高速线和提速改造的既有线之间的协调组织问题，以达到两线能力、 设施资源的协调利用。 2 第1 章绪论 我国正处于由乡村和农业社会向城市和工业社会、计划经济向社会主义市 场经济的两大转变的过渡时期。良好的国际投资环境使我国日渐成为世界经济 的重心。随着客流量的激增与人际交往的日益紧密、频繁，修建高速铁路是伴 随经济发展的客运市场对铁路运输提出的客观要求。基于我国经济实力和资金 条件等因素，修建高速铁路既要发挥其效益优势，又要合理利用既有线路的客 运设施，避免造成资源浪费。通过高速线与既有线两线运量的逐步过渡，实现 列车方案的逐步衔接，以及既有线客货的逐步分离，最终达到高速线与既有线 运能的合理分配使用，产生协同效应下的效益最大化，达到客货高效运输的目 的。因此，对两线运输组织以及能力逐步协调等问题的研究，在理论和实践上 都是必要的。这些问题涉及以下方面： ( 1 ) 本、跨线客流的组织方式和高速铁路的运输组织模式； ( 2 ) 中、高速列车开行方案及其评价； ( 3 ) 中速列车在高速线和既有线的合理开行范围； ( 4 ) 调度指挥和中速列车晚点影响的研究； ” ( 5 ) 高速铁路维修天窗的设置方式和天窗内的运输组织； ( 6 ) 高速铁路通过能力计算方法； ( 7 ) 动车组和乘务员运用计划； ( 8 ) 高速铁路列车运行图的铺画方法和运行图评价方法等。 本论文结合京沪高速铁路的具体特点，力争通过分析研究解决上述若干具 体问题，希望达到如下目标： ( 1 ) 两线协调原则下的运输组织模式比选，分析京沪线运输组织模式。 ( 2 ) 两线客流比例的计算及两线近、远期分工方案； ( 3 )高速线建成条件下既有线分阶段能力释放后能力利用的分析计算； ( 4 ) 两线运能协调关系的研究； ( 5 ) 两线旅客列车开行方案协调及方案评价。 我国铁路客运需求与有效运能供给之间的矛盾日益尖锐，为适应经济发展 对铁路运输的更高要求，修建高速铁路，实现客货“各畅其流 势在必行。目 前以第六次大提速为标志的既有线提速已基本完成。因此，在既有线完成电气 化改造、引入动车组列车、实行大提速等新的运营环境下，如何合理分担两线 的运输任务，选择运输组织模式，合理分配两线运能，实现两线能力的协调利 用，充分发挥各自的速度效益，以扩大运输能力、提高客运服务质量为核心， 同时兼顾经济效益和社会效益，开展高速线与既有线运输组织协调的理论研究， 3 第l 章绪论 实现高速线与既有线的“和谐发展 ，具有重要的理论价值和实际意义，对于 包括京沪高速铁路在内的“四横四纵”高速客运专线未来的运营组织，都具有 一定的参考、借鉴作用。 1 2 国内外研究状况 高速铁路以其显在的优势和迅猛的发展日渐成为交通领域研究的热点课 题。本节将围绕高铁的特点，综述国内、国外与本文相关问题的研究进展和最 新态势。高速铁路具有如下的优势： ( 1 )高速度：在欧洲和日本最高时速达3 2 0 3 5 0k m h ，甚至3 6 0 k m h ， 法国保持了1 7 年的5 1 5 3 k m h 的记录，并于2 0 0 7 年4 月3 日，又创造了5 7 4 8 k m h 的新记录。日本和德国也创造了4 0 0 k m h 的高速记录。 ( 2 )大运量：一条高速公路一年最大客运量1 0 0 0 万人次，而高速铁路 1 5 亿人次日。 ( 3 )高密度：高速铁路有较高的发车密度，最小发车间隔可达3 - 4 m i n 列。 以上三点是高速铁路的基本特点，此外，仍然具有轨道交通的其他特点。 ( 1 )全天候：高速铁路由计算机控制列车间的自动运行，采用车内信号， 几乎不受外界气候影响。 ( 2 )安全性：随着基础设施、机车车辆、调度系统等关键技术的不断完 善，车辆状态的监控、制动性能改进等高技术的应用，确保了高速铁路的安全 性。以日本为例，每十亿“人k m 死亡人数是，汽车1 8 9 2 9 人，飞机1 6 0 0 6 人，既有铁路1 9 7 1 人，而高速铁路目前几乎为0 。 ( 3 ) 环保性：占地少，占地为四车道高速公路的1 2 ，节约土地资源；电 气化高速铁路无废气污染，可以实现零排放。 ( 4 ) 技术经济特性：从表1 2 1 中可以看出，在技术经济指标上高速铁路 明显优于其它交通方式。 1 2 1 国外研究状况 高速铁路时代始于1 9 6 4 年，至今不同国家根据本国的特点和需求，在不同时期 结合已有技术和经验，建成了具有本国特色的高速铁路，有的已经形成了较为 4 第1 章绪论 完备的运营组织体系( 参见表1 2 2 ) ，至今，各国仍在通过相互交流和学习对 相关问题作进一步的探索和研究。但由于各国国情、路情和客流特点等因素的 差异，别国的成功经验不能直接应用于国情有较大区别的我国。 表1 2 1高速公路与其它运输方式技术经济比较表 术经济旅客送达 事 赫距离最优故准时性 能源消耗运输价格占输送能力噪音 每人公里，每人公里地 年 | 千人k m 蒜选择( k i n ) 塞 不受气 硬座：7 分 单层5 6 0 0 - - 7 0 0 0 万人 高速铁路8 5 1 0 5 8l5 7 1 0 2 j软座：1 1 分1l 候影响双层双联1 1 1 4 亿人 软卧：2 4 分 受气候5 8 3 8 j 公汽 豪华大客：l o 分 公路姜8 52 4公共汽车：5 0 分38 7 6 0 万轿车：1 0 制约 3 3 0 9 6 j d , 轿车 小轿车：1 0 0 分 受气候 国内航线2 5 分 j 航空 妻1 0 8 5o 8 2 9 9 8 8 j国际航线l o 美2 31 5 0 肛1 8 0 0 万1 0 制约 分 注：资料来源文献【1 】 表1 2 2 国外高铁的发展状况对比表 国别模式线路特征运营特征 日本 新干线模式新线、客运专线同车型同发车列对数、同发车时刻 法国t g v 模式新线加既有线改造，客运专线高速列车可下既有线运行 德国i c e 模式新线，客货列车分时段使用不同速度客车混跑 英国黼 既有线部分改造，客货列车混跑采用摆式列车 国外相关研究主要围绕高速铁路宏观发展2 1 、硬件设施、效益评价u 钉、 调度优化5 1 、需求预测1 等；也有基于相关因素为优化目标的高速线与既有线 客运市场划分7 1 、多条轨道径路选择的研究8 1 ，但侧重于交通分配理论，涉及 铁路运输组织的内容不多。这是因为国外铁路大多能力相对富裕，不存在客货 争能、运量与运能矛盾突出的问题，且新、旧平行线之间独立运行，所以很少 有关于既有线与高速线之间运输组织协调理论研究的相关文献。 1 2 2 国内研究状况 从1 9 9 4 年我国广深准高速铁路的建成开通，至1 j 2 0 0 3 年秦沈客运专线运营， 我国已初步拥有了自己的准高速铁路，也建立了一套客运组织方法，部分内容 5 第1 章绪论 可以借鉴。但由于我国高速铁路起步较晚，这些理论和实践方法还不够成熟， 京沪高速线相关线网结构、客流条件、固定和移动设备要求( 时速3 0 0 k m 以上) 等与之不同，已有的研究内容尚不能完全适用。 国内相关文献大多数把高速铁路运输组织和既有线提速运输组织分开来研 究，也有一些关于两线协调组织问题的探讨，如杨月芳、胡锦云的新建京沪 高速线与既有线合理分工方案的研究9 ；朴爱华、胡安州在文章高速铁路列 车运行组织问题的研究高中速列车运行图合理铺画t i o ! 。杨肇夏、杨宇栋、孙 全欣、周磊山、李菊在京沪高速铁路期间通过能力计算参数及列车扣除系数 的探讨中对运能利用和适应性进行分析1 1 1 1 。汤奇志的京沪高速铁路跨线客 流合理组织的研究详细探讨了高速线与既有线不同种类旅客列车客流组织1 1 2 1 。 汤奇志的京沪高速铁路跨线客流合理组织的研究提出了客车与货车运输组 织协调方案”。王海志的客运专线旅客列车开行方案研究n 钔对京沪高铁的 开行方案作了系统的研究。张波、马大炜在中高速列车共线运行的仿真研究 1 5 1 中用v i s u a l c + + 6 0 开发出一套高中速列车共线运行的仿真系统，得到较好 的模拟效果。陶思宇的铁路旅客列车开行方案经济效益评价研究及其计算机 实现确定了一套科学的评价指标，建立了开行方案的经济效益评价数学模型 及其算法，并通过程序实现对方案评价的系统分析“。 综上文献可以看出： ( 1 )十多年前在京沪高铁设想提出的初期，进行了比较系统全面的研究， 该类文章较多。但由于客流特点、线路条件及车辆设备等前提条件已经发生了 较大变化，运输模式比选、运输组织方案( 如开行方案、运行方案等) ，高中速 列车混合运行条件下的运输组织相关问题需要重新深入分析。 ( 2 )近年来对于高速线的研究已经取得了一定的成果，尤其是对开行方 案的制定、评价和优化。但多是针对高速线本身进行研究，对于两线协调的探 讨不是很多。 由此可见，需要立足于我国实际情况，借鉴国外先进经验，远近结合，统 筹兼顾，对两线协调组织的相关问题进行探讨和研究。 1 3 研究的方法、内容和框架 1 本文采用的研究方法如下： ( 1 ) 文献检索； 6 图1 1 论文研究技术路线 7 第1 章绪论 图1 2 论文研究基本框架 8 第2 章国内外客运组织现状分析 第二章国内外客运组织现状分析 由于近年来我国国民经济的持续、快速发展，伴随工业化、城市化进程的 加快，我国进入了经济社会发展的关键时期。强劲的发展势头必然拉动交通需 求的迅速增长。从而导致人们出行量增加，出行距离增长。我国铁路总体上滞 后于国民经济的发展速度，路网密度相对较低，却以世界上最大的运输密度超 负荷承受迅猛发展的客货运量，量能矛盾突出。 此外，“客货混运、以货为主 的运输模式造成的客货争能，进一步加剧了 严峻的铁路客运问题。为缓解以上矛盾的紧张状态，适应旅客运输高速化潮流， 我国采取双管齐下的策略既有线提速和高速线修建，从而实现既提高产品 质量、又扩大运输能力的目的。 本章主要通过既有线提速进程、高速线修建的中长期规划，以及对既有线 与高速线运输组织的特点、现状及差异进行分析，为下文高速线与既有线协调 组织等相关问题的研究提供宏观背景和技术条件。 2 1 既有线提速概况分析 2 1 1 列车速度分类及我国列车提速过程 运输速度是科技进步和社会进步的体现，是衡量铁路运输技术水平的主要 指标，反映一个国家铁路现代化水平。交通运输工具的运行速度同载重能力一 样，随着经济和技术的发展而发展。任何一个国家的旅行者对速度的需求都有 一个随经济发展而逐步提高的过程。世界各国( 法国、日本、德国、英国等) 在经济发达地区各大城市间对既有线进行提速改造，依据本国特点和路情实现 既有线的提速扩能( 日本) 和高速列车的下线运行( 法国) 。 按照国际通用标准，列车按其最高运行速度可分为五类，见表2 1 1 。 根据2 0 0 3 年制定的中华人民共和国行业标准，京沪高速铁路设计暂行规定 n 7 1 中指出：“高速列车是指最高运行速度大于2 0 0 k m h 的旅客列车；中速列车 是指最高运行速度在1 6 0 k m h 2 0 0 k m h 之间的旅客列车。可见，这一规定与 上述分类是一致的。 9 第2 章国内外客运组织现状分析 表2 1 1 列车速度常见分类( 单位：k m h ) 列车类型常速列车快速列车准高速列车高速列车超高速列车 i 最高速度 4 0 0 ( 1 ) 速度现状及原因分析 我国铁路运输总体上处于运输能力不足，技术装备水平较低的阶段。主要 干线运输能力长期紧张，铁路运力不足，这与运行速度直接相关。我国铁路在 实施提速战略之前，大多数旅客列车最高时速为常速水平，与国外差距很大。 1 9 4 8 年1 9 6 2 年，世界各国列车平均技术速度增加了1 2 k m h ，增长最快的法 国平均增长了2 5 k m h ，1 9 6 2 年已达1 0 4 k m h ，相当于我国1 9 9 7 年4 月1 日沪 宁线首趟开行的“先行号的平均旅行速度。 我国旅客列车旅行速度增长缓慢，1 9 8 0 年 - 1 9 9 7 年旅速由4 3 4 k m h 提高 到5 3 3 k m h ，1 8 年仅提高9 9 k m h 。截止2 0 0 5 年，我国铁路平均旅速达6 5 7 k m h ， 特快列车9 2 8 k m h ，直达特快1 1 9 2 k r n h ，其中直达特快列车基本达到国际发达 国家的平均水平。货物列车旅行速度则更低，至1 9 9 5 年还一直停留在3 0 2 k m h 的低水平。其原因主要有以下几方面： _ 我国铁路基础设施薄弱，路轨质量不高，技术设备落后： _ 客货共线、以货为主的运输模式，对列车速度的要求相对较低； _ 运量大于运能，使铁路处于垄断地位，列车提速的动力不足； - 客、货流运输密度大，通过能力利用率过高，通道负荷过重，使既有线 提速改造十分困难。 ( 2 ) 提速过程 从1 9 9 7 年4 月1 日沪宁线提速开始，至今共实施了六次大提速。六次提速后 基本达到预期的提速目标，主要干线分别达至1 1 1 4 0 - 1 6 0 ，1 6 0 , - , 1 8 0 ，1 8 帖1 2 0 ；次 要干线分别达到1 2 0 1 4 0 ，1 4 肛1 6 0 ；其他线路分别达到l o 肚1 2 0 ，1 2 0 - 1 4 0 。参 见表2 1 2 。 第一次大提速：我国铁路的首次提速，平均旅速达9 0 k m h 的快速列车、朝 发夕至列车以及最高速度达8 0 k m h 货运班列是这次提速的主要对象。初步取得 了提速的社会及经济效益。 第二次大提速：扩大了快速列车、朝发夕至列车的数量和范围，得到了社 会各界的良好反响，在运输市场上初步显现出铁路的竞争力。 第三次大提速：在西部大开发的背景下实施的，构成了“四纵四横 的提 1 0 第2 章国内外客运组织现状分析 速网络( 南北纵向提速通道：京哈、京广、京沪、京九线，东西横向提速通道： 陇海、兰新、浙赣线) ，列车种类由过去的7 个调整为4 个，即特快、快速、普 快、普客。 表2 1 2 我国铁路5 次大面积提速调图进程 提速列车提速线路k m 序时间重点线路范围 种类对数 ii r o 1 9 9 6 0 4 0 l沪宁试验1 33 0 3 l 1 9 9 7 0 4 0 1京广、京沪、京哈快速 91 3 9 85 8 87 5 2 21 9 9 8 1 0 0 1 京广、京沪、京哈快速 3 96 4 4 93 5 2 21 1 0 4 32 0 0 0 。1 0 2 l 隘海、兰新、隶九、浙赣 特快、快速 4 9 、3 99 5 8 l6 4 5 81 1 0 4 京九、武昌一成都、京广、浙赣、 42 0 0 1 1 0 2 l 特快、快速 9 81 3 1 6 69 7 7 9l 1 0 4 哈大线 52 0 0 4 0 4 1 8京广、京沪、京哈、京九、陇海 一站直达：1 9 ；特快、快速：1 1 8 7 7 0 0 京哈、京沪、京广、京九、陇 d 茕特快、 1 4 62 0 0 7 0 4 1 8海、浙赣、兰新、广深、胶济 快速 9 82 2 万 万 等 注：i 、i i 、i 分别是指线路允许速度vg 1 2 0 、1 4 0 、1 6 0 k m h ：其中i i 、i i i 是线路i 中的一部分。 第四次大提速：目的是进一步贯彻西部大开发战略，巩固铁路扭亏增赢的 成果，促进运输体制改革，落实新一轮资产经营责任制。 第五次大提速：许多方面实现了重大进步和历史性跨越，如大范围的机车 长交路和轮乘制，大幅度延长车辆保证距离，长距离开行时速1 6 0 k m 的一站直 达特快列车，大力度推行单司机值乘和客车取消运转车长等，行包、冷藏、集 装箱班列，夕发朝至列车、大宗货物直达列车等客货品牌列车开行质量不断提 高。 第六次大提速：时速1 2 0 k a n 及以上线路延展里程达到2 2 万k m ，比第五次 大提速增加6 0 0 0 k m 。其中，时速1 6 0 k m 及以上提速线路延展里程达到1 4 万 k m ，分布在京哈、京沪、京广、京九、武九、陇海、浙赣、兰新、广深、宣杭 等干线；时速2 0 0 k m 线路延展里程达到6 0 0 3 k m ，分布在京哈、京沪、京广、 陇海、武九、浙赣、胶济、广深等干线，其中京哈、京广、京沪、胶济线部分 区段时速达到2 5 0 k a n 。“六提后全路平均旅速8 3 6 6k m h 、技术速度1 2 0 2 9 k m h 。首次大量开行城际、中心城市间动车组列车，客货运输能力分别增长1 8 和1 2 ，标志着我国铁路既有线提速达到世界先进水平。 通过六次大提速，标志着我国既有铁路提速基本完成向高速铁路过渡的前 1 1 第2 章国内外客运组织现状分析 期准备，连接了既有线提速的终点和高速的起点：表明现有条件下既有线已达 到速度的极限；并基本形成了客运产品的四大板块( 参见表2 1 3 ) 。 表2 1 3 第六次提速后形成的四大板块客运产品 产品板块列车种类地区、城市群中心城市、开行范围 环渤海地区 北京、天津 长三角地区上海、南京、杭州 第一板块城际快速客车珠三角地区 ，“州、深圳 郑州、武汉、西安、沈阳、长春、 各城市群间 哈尔滨 北京一上海、北京一武汉、北京一 第二板块中长途动车组中心城市间 沈阳、北京长春、北京一哈尔滨、 北京一青岛、上海一长沙等 增开夕发朝至 客流集中的城市 第三板块 北京一南昌、北京一南通、北京一 z 字头特快增开7 对 福州等 第四板块普通列车满足普通旅客出行的需要 注：中长途动车组列车主要安排在白天开行，和已有的夕发朝至列车相配套，满足旅客白 天出行的需求。 2 1 2 提速效益分析及价值发现 提速前后的客运量及客运周转量均有了明显的提高，由图2 1 1 可见( 数据 均来自中国统计年鉴) ，在1 9 9 7 年出现了明显的拐点，而2 0 0 3 年运量下挫是 受到非典的非正常影响。客、货列车在重量、速度、密度均有了全面提高，列 车开行结构都作了优化调整。截止2 0 0 5 年第五次大提速，列车平均旅速达到 6 5 7 k m h ，特快列车9 2 8 k m h ，直达特快11 9 2 k m h ，其中直达特快列车基本达到 国际发达国家的平均水平。 通过图2 1 1 图2 1 3 对既有线提速效益的分析，可以得出如下提速意义及 价值发现： ( 1 ) 技改工期短，投入少，见效快 在一定时期内，逐步分期对既有线进行改造，逐步扩展快速通道网的一种 节约型提速方式，可在短时间内在既有繁忙干线上开行快速旅客列车。 ( 2 ) 既有线提速扩能技术改造可以促进铁路技术的全面提升 既有线提速扩能技术改造是一个涉及线路标准、轨道结构、车站能力、机 1 2 第2 章国内外客运组织现状分析 + 客运量亿人 1 9 9 41 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 7 0 0 0 6 0 0 0 量5 0 0 0 吾4 0 0 0 西3 0 0 0 瓣2 0 0 0 1 0 0 0 0 图2 1 1 提速前后客运量变化图 + 周转量亿人k m 1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 71 9 9 8 1 9 9 92 0 0 02 0 0 1 2 0 0 22 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 图2 1 2 提速前后客运周转量变化图 j _ 一 6 0 。7 i 5 0 宣。一 1 4 0 牮 肆3 0 2 0 1 0 0 1 9 9 01 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 8 2 0 0 i 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 l 旅行速度 4 6 34 94 9 55 3 35 5 1 66 1 46 2 26 4 46 5 7 图2 1 3 提速前后列车旅行速度变化图 注：数据来自文献【1 8 ，2 0 0 1 、2 0 0 5 年的数据来自2 0 0 7 年1 月的铁路工作会议。 1 3 4 2 o 8 6 4 2 o 8 5 5 7 0 5 8 飞机 2 1 4 7 0 8 1 5 1 1 u i c 曾经作过的一项题为“低成本航空、长途汽车与铁路之间的竞争”的 研究结果表明：当旅行时间达到3 h 的铁路具有很大的竞争优势时，高速铁路是 低成本航空运输的主要竞争对象。目前航空与高速铁路之间已建立合作关系， 1 7 第2 章国内外客运组织现状分析 以使旅客在航空铁路优化衔接中受益。图2 2 4 是文献 2 1 】作出的未来各种运 输方式的客运市场分担对比关系。可以看出，高速铁路同私人小汽车以各自不 同的交通功能将同时成为未来主要的交通工具。 1 2 0 4 0 9 2 d y a m s 图2 2 4 未来各种交通方式客运市场分担对比图1 2 2 2 我国高速铁路发展状况 ( 1 ) 我国路网中长期规划 上世纪九十年代初，我国提出修建高速铁路；1 9 9 4 年建成广深准高速铁路； 1 9 9 5 年，沪宁线成功地进行了时速1 7 0 k m 的提速实验；1 9 9 6 年4 月1 日，京 广、京沪等线开行了“夕发朝至 的快速列车。 2 0 0 5 年年初国务院常务会议讨论并原则通过了中长期铁路网规划，明 确了我国铁路网中长期建设目标和任务，描绘了铁路网至2 0 2 0 年的宏伟蓝图， 这标志着我国铁路新一轮