（交通运输规划与管理专业论文）客运专线车站作业计划编制系统的研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 根据我国中长期铁路网规划，大规模的客运专线建设已经展开。为 了更好的发挥客运专线的效用，需要一套适合我国客运专线的运营调度技 术。其中客运专线车站作业计划是运输调度实施计划的一部分，它体现了 车站按规定应完成的日常工作，也是车站内各种设备协调运用的依据。传 统的手工编制车站作业计划已不适应客观需要。为此，需要借助计算机开 发客运专线车站作业计划编制系统，经车站作业计划编制系统优化的作业 方案可以便高速动车组和中速列车作业更加合理化，保证优质高效的完成 客运任务，为客运专线车站人员进行车站作业计划的编制提供参考。 本文结合国内外客运专线车站作业情况以及我国客运专线发展现状， 研究了客运专线上通过式始发终到站的作业特点、作业内容以及作业流程。 本文对客运专线车站作业计划的编制流程、编制原则以及编制要素进行了 研究。考虑到由于客运专线车站列车到发问隔短，接发车频率高，对车站 作业计划编制的效率要求较高，在有异常事件发生时需要快速高效地对作 业计划进行调整，减小异常事件的影响范围，文中对异常事件发生时车站 作业计划的调整方法进行了研究。文中研究了客运专线车站到发线运用的 模型和算法，并对系统结构模块和系统功能设计进行研究，初步实现了系 统主要功能界面的设计。 关键词客运专线；车站作业计划；调整；系统模块 西南交通大学硕士研究生学位论文第n 页 a b s tr a c t a c c o r d i n gt oc h i n a s ”l o n g - t e r mr a i l w a yn e t w o r kp l a n n i n g ”l a r g e s c a l e c o n s t r u c t i o no fp a s s e n g e rd e d i c a t e dr a i l w a yi sa l r e a d yu n d e r w a y i no r d e rt o b e c o m ee f f e c t i v e ，p a s s e n g e rd e d i c a t e dr a i l w a yn e e das u i to ft e c h n o l o g yf o r c h i n a ss c h e d u l i n go p e r a t i o n s t h es t a t i o n o p e r a t i o np l a n n i n g o fp a s s e n g e r d e d i c a t e dr a i l w a yi so n ep a r to ft r a n s p o r t a t i o nd i s p a t c h i n gp l a n n i n go fp a s s e n g e r d e d i c a t e dr a i l w a y ，w h i c hr e f l e c t st h ed a y - t o d a ys t a t i o nw o r kt ob er e q u i r e dt o c o m p l e t ea n di st h eb a s i so fc o o r d i n a t i o no ft h es t a t i o ne q u i p m e n tt ob eu s e d t r a d i t i o n a lm a n u a lp r e p a r a t i o no fr a i l w a ys t a t i o no p e r a t i o np l a n n i n gi sn ol o n g e r m e e tt h eo b je c t i v en e e d s t h e r e f o r e ，w en e e dt ou s et h ec o m p u t e rt od e v e l o p s t a t i o no p e r a t i o np l a n n i n gs y s t e m ，a n dt h es y s t e mc o u l do p t i m i z et h eo p e r a t i o n o ft h ep r o g r a m ，w h i c hw i l le n a b l eh i g h s p e e de m ua n dm e d i u m s p e e dt r a i nt o r a t i o n a l i z eo p e r a t i o n s ，t oe n s u r et oc o m p l e t et h et a s kw i t hh i g hq u a l i t ya n d e 伍c i e n c y ， a n di ti sf o rt h ep a s s e n g e rl i n es t a t i o ns t a f rt ow a v et h es t a t i o n o p e r a t i o np l a n n i n gf o rr e f e r e n c e t h i sp a p e rc o m b i n e sw i t hd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lp a s s e n g e rd e d i c a t e d r a i l w a ys t a t i o n sa sw e l la st h ed e v e l o p m e n to ft h es t a t u so fc h i n a sp a s s e n g e r d e d i c a t e dr a i l w a y ，a n da n a l y s e st h eo p e r a t i n gc h a r a c t e r i s t i c so ft h es t a t i o n ，a s w e l la so p e r a t i n gp r o c e s s e s i nt h i sp a p e r ，t h ep a s s e n g e rs t a t i o no p e r a t i n gp l a n p r o c e s s ，p r i n c i p l e s ， a sw e l la st h ep r e p a r a t i o no fe l e m e n t sa r es t u d i e d t a k i n g i n t oa c c o u n to ft h ep a s s e n g e rt r a i na r r i v i n ga tt h es t a t i o nm a k i n gas h o r ti n t e r v a l ， f o l l o w i n gb y1 1 i 曲一f r e q u e n c y ， s t a t i o no p e r a t i o np l a n n i n gn e e dt ob ew a v e dw i t h h i g h e re m c i e n c y ，a n dw h e ni ti si nt h ee v e n to fu n e x p e c t e di n c i d e n t s ， i tn e e d s f a s ta n de m c i e n to p e r a t i o no ft h ep l a n n i n ga d j u s t m e n t ，a n dr e d u c e st h ei m p a c t s c o p eo ft h ee m e r g e n c y t h i sp a d e l a n a l y s e st h em e t h o d so ft h ea d ju s t m e n to f s t a t i o no p e r a t i o np l a n n i n gi nc a s eo ft h ee m e r g e n c yt a k i n gp l a c e t h e p a p e r s t u d i e st h em o d e la n da l g o r i t h mo ft h eu t i l i z a t i o no fa r r i v a la n dd e p 撕r et r a c k sa t p a s s e n g e rd e d i c a t e dr a i l w a ys t a t i o n s ，s y s t e m sm o d u l e sa n df u n c t i o n s ， a n d d e s i g n st h ei n t e r f a c eo ft h em a i nf u n c t i o n so ft h es y s t e m k e y w o r d sp a s s e n g e rd e d i c a t e dr a i l w a y ；s t a t i o no p e r a t i o np l a n n i n g ；a d j u s t m e n t s ； s y s t e mm o d u l e 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段 保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密耐使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“扩) 学位论文作者签名：冯t 4 阑 指导老师签名：占铅讼 日期：谢m 7 同期：渺弓口，1 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作 所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承 担。 学位论文作者签名：易秘明 日期：谪l f 7 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 选题背景和选题意义 1 1 1 选题背景 随着人们工作节奏的加快和生活质量的提高，传统的铁路已经不能适应 旅客运输的需要，建设以铁路为骨干的安全优质高效的城际客运系统，是2 1 世纪中国交通运输发展的必然选择，其根本措施就是建设高速铁路和快速客 运专线。客运专线具有以下优势：第一，不仅可以转移既有线上大部分客车， 而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，适应同益增长 的运输需要。第二，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。 第三，使铁路速度和服务实现质的飞跃，提升中国铁路发展水平。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。因此，客运专线的修建 已成为我国铁路提速、扩能的重大举措。 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 0 k 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 k m h ) ， 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，己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目。它的建设必将 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 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”八条客运专线 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、武汉为中一t l , 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 k m ) 客运专线；北京一沈阳一哈尔滨( 1 8 6 0 k m ) 客运 专线；上海一宁波一深圳( 1 7 0 0 k m ) 客运专线。 “四横”客运专线分别是：徐州一郑州一兰州( 1 4 0 0 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 r n ) 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 ( 北京一天津) 、合宁( 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( 宁波一温州) 等9 条设计时速2 0 0 k m 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。 1 1 2 选题意义 伴随我国大规模客运专线建设的完成，需要有配套的客运专线运营调度 技术。由于客运专线的运营调度模式不同于既有线，不能直接将既有线的一 套模式运用于客运专线， 客运专线综合调度系统是实现铁路运输高速度、高安全性、高正点率的 基本保证，能够完成列车的计划、运行、维修等一系列管理与控制，为完成 运输生产提供有力保障。计划调度子系统是整个综合调度系统的核心，是日 常调度指挥工作的基础：车站作业计划又是计划调度子系统的重要内容，是 实现车站接发列车、调车等作业的技术文件。 由于目前我国的客运专线拟采用多速度列车共线运行的模式，列车运行 速度快，在车站到发频繁，使得站场的设备能力在列车到发的高峰时段显得 十分紧张。解决此问题的方法之一是增加车站设备，这势必会造成更大的资 金投入，其次，可以利用计算机信息技术编制作业计划，通过对车站设备和 资源的高效利用来提高车站作业能力，不仅可以改善车站工作人员的工作手 段，减轻工作压力，还可使车站作业更加规范，车站各部门、各工种更协调、 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 更有节奏的进行日常运输生产，充分发挥技术设备的效能，更好更快的完成 车站各项作业。经车站作业计划编制系统优化的作业方案可以使高速动车组 和中速列车作业更加合理化，保证优质高效的完成客运任务，为客运专线车 站人员进行车站作业计划的编制提供参考。将车站作业计划的编制与现代飞 速发展的计算机信息技术结合起来，开发适用于客运专线的车站作业计划自 动编制系统，是将来客运专线车站作业发展的必然趋势。 1 2 国内外客运专线综合调度系统相关情况 从国外的情况看，1 9 6 4 年同本建成世界上第一条高速铁路东海道新 干线，而后法国，德国，意大利，西班牙，瑞典等国竞相发展。国外客运专 线综合调度系统基本划分为三种类型：一类是以r 本为代表，通过构建各专 业综合调度系统以适应高速客运专线的特点和需求；第二类为德国模式，其 调度系统是以地区为中心建立调度控制中心，而不是以高速线为中心；第三 类是以法国和西班牙为代表，以线路为目标建立控制中心，基本沿袭既有铁 路的传统模式。 日本的新干线调度系统的构建适应高速铁路运行特点，充分考虑了高速 行车所伴随的高风险及行车安全对调度系统的依赖性，突出了安全的重要地 位。该系统以运输计划为龙头，综合了与行车有关的各方面内容，使整个调 度指挥系统全面协调的工作。 德国现有高速线只是既有线的一部分，主要特点为客货混运，同时采用 新旧线混用。因此其调度指挥也与既有调度指挥融为一体，从体系结构到管 理模式完全与既有线相同，实行调度指挥中心一地区调度所一基层车站值班 员的三级调度指挥模式。其高速铁路没有专门另建调度中心，而是纳入所在 区域的既有调度系统，以利于高速线列车与既有线列车跨线运行的协调配合。 法国高速铁路各调度工种的设置基本上是按照三级管理设置，但具体模 式不尽相同。有两级管理和三级管理两种。法国高速铁路调度指挥系统具有 相对独立的高速铁路调度指挥系统，按区域设置分局作为管理机构的特点， 但也存在高速线与既有线相对独立的调度指挥模式，难以适应运营需要不足 的状况。法国高速铁路的运营管理尚未形成独立的系统，其调度系统的构建 思想受既有线的影响和制约，其调度作业只包含客运组织、行车组织以及机 车车辆方面的调度，系统结构较为简单，功能较弱，在协调配合、应急处理 方面，不完全适应高速行车的要求。 从国内的客运专线综合调度系统的研究现状来看，轴温探测、调度集中 ( c z c ) 、微机联锁已经在推广应用，车次追踪、实绩运行图自动描绘、计算 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 机辅助列车运行计划系统等都取得了的进展，为研究客运专线综合调度系统 打下了一定基础。根据我国现有研究成果，高速客运专线综合调度虽然借鉴 了国外客运专线很多成功的经验，但我国的调度中心自动化水平还不高，在 列车运行指挥、列车运行计划管理、牵引供电、设备管理与维护、旅客服务 等方面与客运专线综合调度中心的要求还有一定差距【2 儿3 | 。同样，我国的客专 车站作业计划编制系统的研究也处于起步阶段，有待进一步研究。 1 3 本文主要研究内容及论文基本结构 1 3 1 研究内容 由于始发终到站吸引客流范围广、客流量大、行车作业量大，不仅承担 大量的始发终到作业，还兼顾通过、停站等列车的作业，在路网中发挥重要 作用。同时，路网中以通过式车站居多，所以本文主要研究客运专线上的通 过式始发终到站的作业计划编制系统。本文主要通过研究通过式始发终到站 的基本作业内容、作业流程，分析不同运输组织模式、车站平面布置条件下 对客专车站作业的影响，并提出车站作业计划的编制原则以及编制要素。考 虑到异常情况下客运专线车站作业计划需要进行调整，详细分析了车站作业 计划调整的原则及具体措施。采用o 1 规划模型建立了到发线运用优化模型， 并采用启发式算法设计模型的求解算法。然后，对车站作业计划系统的模块 设计、功能结构设计进行了详细研究，并给出系统设计框架及实现界面，最 后通过实例进行了系统功能的初步实现。 1 3 2 论文基本结构 全文共分六章，各章具体安排如下： 第l 章，说明选题背景及选题意义，并介绍国内外相关情况。 第2 章，分析通过式始发终到站作业特点、流程等，明确系统需求。 第3 章，分析车站作业计划编制约束、目标以及编制原则等，并研究系 统编制流程。 第4 章，研究异常情况下，车站作业计划调整原则和方法，指出车站作 业计划调整是车站作业计划的不可或缺的重要部分。 第5 章，研究客运专线车站到发线优化运用的模型及算法。 第6 章，对系统设计原则、系统模块、系统功能进行分析，并通过实例 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 对系统功能进行初步实现。 最后，对论文工作进行总结，并指出今后还需进一步深入研究的问题。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第2 章客专车站作业分析 2 1 客运专线车站作业特点 ( 1 ) 客专车站作业次数频繁。这是由高速线上列车运行密度高、追踪间 隔时间短的特点决定的。尤其是高峰时段，列车密集到发，车站作业十分繁 忙，而车站作业计划的高可执行性就成了高峰时段车站作业顺利开展的必要 保证。如日本新干线，1 9 9 7 年东海道山阳干线每天开行4 4 0 列，在高峰期间， 日本新干线高速铁路单向发送可以以4 分钟追踪问隔连发，即达到每小时1 5 列，并且持续时间可以达到个2 小时【4 j 。 ( 2 ) 车站作业时间标准较既有站短，日本东海道和山阳新干线，列车停 站时间为2 m i n ，小站只有l m i n 。京沪暂规确定京沪客运专线上列车停站 时间为大站2 - 6 m i n ，中间站1 - 3 m i n t 引。 ( 3 ) 车站作业列车多为动车组，由于引动力和运输载体联成一体，动车 组在担当某一车次的全运程中不需要在途中换挂机车，从而缩减了换挂机车 的时间，既有利于提高列车的旅行速度，又减少了工作环节，提高了工作效 率。 ( 4 ) 由于客运专线类型和运输组织模式的不同，客运专线客运站上作业 的列车种类也有所不同，按照速度等级分为高速列车、中速列车；按照客运 专线的运输组织模式可以将列车分为本线列车、跨线列车。客运站需针对不 同类型列车作业要求进行作业。 2 2 通过式始发终到站主要作业内容分析 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。始发终到站的主要 作业内容如下： ( 1 ) 办理列车的始发、终到作业。 ( 2 ) 办理正线各种列车的通过作业。 ( 3 ) 办理停站列车和越行列车进出到发线和旅客上下车作业。 ( 4 ) 办理立即折返列车的到达、立折作业。 ( 5 ) 办理始发终到列车的客运整备( 包括清洁、供应物品等) 作业和旅 客上下车作业。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 ( 6 ) 有综合维修管理区岔线接轨的始发终到站，在正常情况下，“天窗” 时间内办理检测、维修等列车进出正线作业。特殊情况时，在某方向j 下线被 封闭或按调度中心指令下办理维修列车进入该方向正线。 ( 7 ) 白天，始发终到高速列车在车站到发线上进行作业并立即折返，夜 间到站停运后配属本站的动车组通过走行线进入动车运用维修所( 或运用 所) 进行日检( 或小修) 、存放。翌日早晨动车组从动车运用维修所进入车站 到发线并准备发车【6 j l 。 2 3 通过式始发终到站各种列车作业流程 列车按其在通过式始发终到站作业方式的不同主要分为始发列车、终到 列车、通过列车、停站列车和立折列车。不同作业方式的列车其具体作业流 程为： ( 1 ) 始发列车的技术作业过程为：出段作业一旅客上车一列车出发。 ( 2 ) 终到列车的技术作业过程为：列车到达一旅客下车一列车入段。 ( 3 ) 通过列车的技术作业过程为：列车到达一列车出发。 ( 4 ) 停站列车的技术作业过程为：列车到达一旅客乘降一列车出发。停 站列车占用到发线时间较长，一般安排在侧线。 ( 5 ) 立折列车的技术作业过程为：列车到达一旅客下车一列车整备一旅 客上车一列车出发。 ( 6 ) 终n yj j 车最后停留于存车线、存车线列车入线后始发作业过程为： 列车到达作业一旅客下车一存车线停留一列车入到发线一旅客上车一列车出 发。 ( 7 ) 列车在动车段和存车线之间的往来运行作业过程：列车到达一旅客 下车一存车线停留一入段作业。 上述各种列车作业流程是一般性的作业流程，对于有特殊作业要求的列 车或车站还应根据具体情况采取相应的作业流程。 2 4 车站作业影响因素分析 客运专线车站具体作业内容、作业流程受到客运专线运输组织模式、客 专车站站型总体平面布置等因素的制约。 2 4 1 国外高速铁路运输组织模式 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 世界各国已建成投入运营的高速铁路，都是根据自己的铁路运输特点和 实际需要，采用适宜、可行的运输组织方式组织列车运行，以取得最理想的 社会和经济效益。目前，国外高速铁路主要采用以下几种运输组织模式【8 】： ( 1 ) 高速列车下高速线模式 在高速铁路上既运行本线的高速列车，又运行跨线的高速旅客列车，跨 线的高速旅客列车在高速线上按高速运行，下高速线后按普通线路允许速度 运行，这种模式适用于与普通线路相衔接的高速客运专线，法国的高速铁路 多数于此模式。其优点是可按照一种速度的列车平行运行图运行，通过能力 大，跨线旅客不必换乘，方便了旅客，扩大了高速列车的服务范围，能够更 多地吸引客流，提高高速线的利用率。缺点是占用的高速列车车底数较多。 法国的高速铁路便采用这种运输组织模式。 ( 2 ) 客、货列车混跑模式 高速线上不仅运行高速旅客列车，还运行速度较低的货物列车，多适用 于改造既有线为高速线的线路上，这种模式世界上最具代表性的是德国的高 速铁路。其优点是线路的工程投资省，缺点是客货列车的速度差较大( 客运 列车为2 0 0 k m h ，货运列车为l o o k m h ) ，客车扣除系数大，通过能力较小， 列车运行组织复杂，客车的最高速度也受到限制，从而延长了旅客的旅行时 间。英国、德国、前苏联国家的高速铁路便采用这种运输组织模式。 ( 3 ) 中速列车上高速线模式 在高速铁路上既运行本线的高速列车，又运行跨线的中速旅客列车，这 种模式适用于与普通线路相衔接的高速客运专线。其优点是多数旅客不必换 乘，但由于在高速线上有两种不同速度的旅客列车运行，会影响高速线的通 过能力，增加列车行车组织工作的复杂性。力求减少旅客换乘，在高速线上 开行多种速度的列车，是国外高速铁路运输组织可供我国借鉴的成功经验。 2 4 2 我国客运专线运输组织模式 根据各条客运专线建成后的不同组织模式，可将客运专线分为三类： ( 1 ) 建成后全高速客运模式 这类客运专线大多是因既有铁路线运输任务繁忙，客货运输需求增长迅 速，为了实现客货分线、压缩旅行时间而建设。因客运量较大，故在建成初 期就能够实现客运专用。这类客运专线如京沪、武广等。 ( 2 ) 初期客货混跑，远期高速客运 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 这类客运专线按客运专线标准建设，在客运专线网完善日，j - ，承担一部分 货运量。其修建目的是释放既有线的货运能力，保障货物运输能力，同时提 高旅客运输服务水平。这类客运专线如石太客运专线。 ( 3 ) 城际模式 长江三角洲、珠江三角洲和环渤海地区是我国城市和人口密集，经济最 发达的地区。城际铁路的运输组织模式与城市轨道交通接近，具有小编组， 高密度，自成系统，白天行车，站间距小等特点。通过城际高速铁路的建设 能够改善区域交通条件，密切区内经济联系和对外交流，推动地区城市化、 城镇一体化进程。 2 4 3 不同运输组织模式对车站作业流程、内容影响因素分析 ( 1 ) 对于高速列车下高速线模式，高速列车应接入固定股道，方便快速 将列车转线到与既有线连通的联络线。车场股道应有明确分工，根据车站的 图型将车站划分为高速车场与普速车场，下高速线列车经咽喉渡线直接接入 既有线，继续运行到目的地，非下线列车接入高速场进行作业。此种模式势 必会增加咽喉负担，列车进路交叉严重，作业组织复杂。 ( 2 ) 对于中速列车上下高速线的模式，这种模式也适用于与普通线路相 衔接的高速客运专线，车站需根据列车运行计划，动车组运用计划等以及各 种列车类型的不同、作业内容的不同、作业时问的不同合理安排到发线。由 于接入中速列车方向的不同，可能会对高速列车的站内走行造成干扰。在安 排中速列车进路时，一方面应减少对高速线本线列车的干扰，保证高速列车 在站作业不受影响，另一方面应使中速列车方便快捷的进入高速系统。首先， 对于高速站与既有站合设的情况，站场内线路应有明确分工，中速列车接入 固定股道，再经场问联络线进入高速系统。其次，对于新建高速站情况，由 于既有站与高速站分开建设，两站之间联系需要通过高、中速联络线。根据 联络线修建模式的不同可以分为两种形式：一是在客运专线客运站外高速正 线出岔后与既有线或既有站连接，二是在客运专线客运站出翁平行高速正线 引出至既有线或既有站，对于第一种联络线，中速列车不进高速站，不需在 高速站作业，可以不考虑。对于第二种联络线，安排中速列车进路时，应与 本线高速列车作业计划密切配合，确保本线列车不受影响1 9 j 。 ( 3 ) 对于客、货列车混跑模式，多适用于改造既有线为高速线的线路上。 近期采用客货混跑模式的客运专线，如石太、武合、福厦等客运专线，货车 仍是传统的机车车辆运输模式，但为充分发挥客运专线的优势，货车都设计 为跨线运行，其解体编组作业将下到既有线的车站上完成。因此，货车在车 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 站的技术作业只有接发列车和特殊情况下( 如为避让旅客列车腾空到发线) 引起的站内转线作业两种。由于货物列车编组较长，货物列车在安排到发线 或转线时，需考虑到发线有效长可以满足货物列车的需要，以保证货物列车 停留在安全线以内。虽然货物列车的解体编组作业在既有站进行，但由于客 专车站接发列车作业频繁，货物列车可能会较长时间停留在到发线待避，应 安排固定列车进路接发货物列车，确保高速列车快速作业。货物列车通过高、 中速联络线运行到既有线继续运行或者进行解体编组。 2 4 4 客专车站不同的平面布置对车站作业内容的影响 按照高速线沿既有线基本并行修建，实行高速线高、中速旅客列车共线 的建设模式，高速铁路的车站可以有与既有站分设和合设两种布置图。 对于高速站与既有站分设的布置图，上文已经对各种性质高速站作业内 容进行了分析，本部分主要分析高速站与既有站合设的车站布置图对车站作 业内容的影响。 ( 1 ) 高速站与既有站合设时，高速列车与中、普速列车共用车场。车站 平面布置如下图2 1 所示： 枢纽雨万站 。19l 厂 既荔 卜 。i 、 站房 图2 1 车站平面布置图 共用车场接发列车种类较多，高速列车与中、普速列车作业交叉干扰较 大，行车指挥和车站作业组织复杂。普速列车可能在本站进行机车更换作业， 在安排列车到发线时应保证机车在站内走行与其他站线交叉干扰最小，走行 线不得与高速列车所在到发线交叉。由于车站接发列车种类较多，此种车站 布置须组织旅客换乘，有换乘关系的列车在安排列车到发线和进行各项作业 时，应优先考虑安排场内固定线路接发这些列车，以方便旅客换乘。 ( 2 ) 高速站与既有站合设时，高速车场与中、普速车场咽喉互不连通。 车站平面布置如下图2 2 所利1 0 】： 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 图2 2 车站平面布置图 此种车站平面布置图，高速列车直接接入高速车场，中普速列车直接接 入中普速车场，两个车场互不干扰，互相独立成两个系统，车站作业互不影 响，车站作业应按照独立的既有站和独立的高速站进行。 ( 3 ) 高速站与既有站合设时，高速车场与中、普速车场在同一平面并列 合设。车站布置如下图2 3 所示： 商遽军场 图2 3 车站平面布置图 高速线上列车运行采用自动控制和调度集中，高速列车的运行及其接发 进路单独自成系统，普速列车不得接入高速系统。高速列车接入高速车场， 普速列车接入中普速车场，中速列车由高速线下到既有线或中速列车由既有 线上到高速线均需通过咽喉渡线接入中普速车场或者上到高速线。站内线路 已经按照高、普速车场分开布置，中速列车转场作业主要影响到车站咽喉线 路的占用，因此需科学组织车站咽喉作业，增加平行作业，减少列车占用冈 喉时间，提高咽喉线路的利用率。如需组织旅客换乘，有换乘关系的列车应 接入固定线路，两条线路应尽量靠近相同的站台，旅客在同一站台即可完成 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 换乘，在保证安全的日仃提f 最大限度的方便旅客换乘，减少旅客站内走行时 间，在有换乘关系的列车所停靠站台设置换乘指示牌，指示换乘线路。 ( 4 ) 高速站与既有站合设时，高速站与既有站成立体布置。车站布置图 如下图2 4 所示： 速线 既有线 图2 4 车站平面布置图 以上方案图，高速场与中、普速车场两端采用进站线路立交疏解设备互 相连通，便于中速列车客车上、下高速线。对于不停车通过的中速列车应接 入高速车场，如中速列车停站，则应将其接入中、普速车场。此种车站平面 布置方案下，旅客的换乘势必会增加在站内的走行时间，相应的会延长列车 占用到发线时间，将通过的高速列车接入j 下线，需要停站进行上、下客作业 的高速列车接入侧线，组织快速作业，缩短在站停留时削1 1 】【1 2 】。 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 第3 章车站作业计划编制分析 3 1 计划编制约束和目标 车站作业计划编制的核心就是为每一列车都安排一条合适的进路，使列 车可以安全地在规定的时间内驶进和驶出车站。列车对进路的占用应满足以 下几个约束条件： ( 1 ) 一条进路同一时间内只能接发一列列车； ( 2 ) 一列列车在同一时间只能占用一条进路； ( 3 ) 具有换乘关系的列车应尽量安排在临靠相同站台的股道上。 在满足上述基本约束条件下，车站作业计划编制还应实现以下几个目标： ( 1 ) 合理使用到发线，保证行车安全与行车技术作业。根据列车性质和 车站布置方式的不同，为每个列车安排合适的到发线，以保证车站不间断地 接发列车； ( 2 ) 为每个列车尽量安排合适的站内走行进路，减少列车在站内的总走 行距离和列车在咽喉区的交叉干扰作业，提高车站作业效率； ( 3 ) 车站作业计划还应该具有一定程度适应列车运行波动的能力【1 3 l 【1 4 1 。 3 2 车站作业计划编制原则 3 2 1 到发线运用原则 ( 1 ) 满足接发车需要 一方面，车站到发线由于具体位置与设备不同，其用途有一定区别：另 一方面，在车站作业的列车由于等级不同、停站方式不同，对到发线的要求 也不同。因此，到发线的运用主要考虑以下几点【l 纠： 方向，由于车站衔接正线方向和位置的不同，为了安全，到发线一般 分方向安排运用； 正线或侧线，一般通过列车使用正线，其它情况使用侧线； 站台，有旅客上下车作业的列车必须使用有站台的股道。 ( 2 ) 方便旅客上下车 由于旅客列车的经常性和到发时刻比较固定，主要高速客运站必须对车 场及线路进行专门化，可将一定种类和一定方向的列车到发作、j p 同定于某一 西南交通大学硕士研究生学位论文第14 页 车场或某一线路，停靠固定站台，便于旅客乘车。对于存在换乘关系的两列 车应尽量安排临靠相同站台，方便旅客换乘，减少旅客在车站内的走行，有 利于提高车站的工作效率和服务质量。 ( 3 ) 减少交叉干扰 接发列车与站内作业不可避免会产生交叉干扰，安排到发线运用方案时， 应根据到发场咽喉布置情况，分析列车到发时间及站内调车作业时间，合理 安排各次列车占用到发线路，以减少列车到发与调车进路的交叉干扰，提高 车站作业效率和安全性l l 引。 3 2 2 进路占用原则 列车在车站作业时，因为迸路占用冲突而导致某些列车无法顺利进行作 业的情况极有可能发生。因此，为防止列车在车站作业时产生交叉干扰，保 证车站作业的顺利进行，在编制车站作业计划时要充分考虑咽喉区作业能力 的限制，通过对到发线以及进路运用的合理规划，使车站的各种作业应尽可 能采用平行进路，尽量减少作业之间的交叉干扰。 3 3 编制要素分析 ( 1 ) 到发线的安排 到发线运用计划是确定本阶段内所有到发列车占用的具体股道和占用时 间的计划，这既与列车的对数及其性质、到发的密集程度有关，又与车站设 备、设施等相关。 根据列车运行计划、动车组交路计划、施工维修计划等确定到发列车等 级、种类、到发时间、列车占用到发线时间、车站设备可利用情况，及时掌 握到发线空闲状态，严格遵照车站各项作业时间标准，安排适当到发线接车 和发车，保证到发线能不间断地接发列车，避免列车等线，保证出发列车正 点，减少行车和调车作业干扰i l 。 ( 2 ) 夜i 、日j 驻留线的安排 在没有设置动车基地或运用所的车站，根据动车组交路计划、列车运行 计划等，安排相关列车在夜间驻留线过夜。 此外，有些车站内设置了供维修车、折返车等停留作业的存车线，也应 合理使用这些存车线。由于客专车站列车密度大，接发车作业时问短，作业 次数频繁，要求到发线及时清空，准备新的列车到发任务，当暂时没有可利 用的股道接发列车时，列车在上面短时问停留，等待到发线腾空或动车基地 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 ( 所) 出入线腾空后再作业。如日本新干线名古屋车站。 3 4 编制流程图 车站作业计划编制的基本流程如图3 1 所示： 图3 1 车站作业计划编制的主要流程图 图3 1 中，对调车作业计划的编制可根据到发线运用计划以及列车之间 占用到发线的关系，得到需转线、出入段作业的列车占用到发线的可调整的 时i 白j 范围，从而可以确定调车作业的最早和最迟时间区间，再在此基础上编 制调车作业计划。 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 第4 章客专车站异常事件作业计划调整 4 1 异常事件概述 由于客运专线车站列车到发间隔短，接发车频率高，对车站作业计划编 制的效率要求较高，在有异常事件发生时需要快速高效地对作业计划进行调 整，减小异常事件的影响范围。因此，异常事件下车站作业计划调整是车站 作业计划编制的一部分，是计划调整后生成的新的车站作业计划。由于异常 事件的不可预见性以及影响范围的不确定性，完全的人工调整要求编制员具 有非常丰富的经验，需要掌握车站设备、列车等大量的实时信息，对计划编 制人员要求较高，完全的人工调整难度大、效率低，不能很好的应对异常事 件。随着计算机的迅速发展，计划的调整可以借助计算机辅助调整，可以减 少计划编制人员的工作量，提高调整效率。 异常事件按照主、客观因素可以分为自然灾害、动车组故障、线路、站 台损毁、临时施工等客观异常事件以及车站作业人员操作失误等主观因素造 成的异常事件 1 8 1 。自然灾害如冰雪造成线路湿滑影响站内制动。站内动车组 故障则直接影响站内线路的使用。线路、站台损毁则会直接影响旅客上下车， 并可能导致有换乘关系的列车不能停靠在靠近相同站台的到发线上进而影响 旅客换乘。临时施工会形成临时施工天窗，影响列车作业。车站作业人员操 作失误，可能由于违背到发线占用原则，如高速通过列车应使用诈线，其它 情况使用侧线高速车以及优先安排高等级列车作业进路等原则而引起车站到 发线占用混乱，进而导致列车占用股道冲突，无法完成车站作业。 异常事件按照发生地点，可以分为站内异常事件和站外异常事件。如果 列车在站外线路发生故障，同样也会影响站内作业计划，列车调度中心将故 障列车通知相关车站，车站采取措施疏散相关乘客，并调整各相关列车作业 次序，作业股道等，为列车修好后继续进站做好准备。站内异常事件，如站 内线路、站台损毁，动车检修超时，操作人员操作失误等，都将给车站作业 带来影响。 4 2 异常事件对车站作业具体影响分析 4 2 1 异常事件对接发车作业的影响 西南交通大学硕士研究生学位论文第17 页 车站接发车作业首先应确定车站设备的可用性，包括车站叫喉、到发线、 站台等设备的可用性。其次是车站作业人员严格遵守作业规范，减少误操作。 异常事件的发生，可能会导致高速通过列车无法占用正线，只能接入侧线， 造成侧线占用紧张；列车无法按方向使用到发线，造成到发线使用无规则 1 9 1 ： 列车无法接入固定站台，造成旅客站内走行距离增加，影响车站作业效率； 可能导致列车无法按作业时间表发车，必需进行相应的调整。此外，一列车 的接发作业受到异常事件的影响，将会影响到后续列车的作业。 总之，车站接发车作业是车站作业的重要任务之一，接发车作业优于调 车等作业，应重点予以保障。 4 2 2 异常事件对调车作业的影响 客运专线车站调车作业主要包括：动车组出入段、动车组到达立折转线 作业、列车转线到停留作业线作业以及由列车连接分离引起的调车作业等。 异常事件的发生，可能导致动车组无法按照作业时间表入段，甚至无法 入段；如果动车组发生严重故障，则可能导致动车延时出段甚至无法执行运 行任务，必须采取措施疏解旅客。 对于到达立折动车的影响则更为严重，动车到达后不能立即转线返回， 导致站内到发线被长时间占用，影响后续列车的接入，直接使到达立折列车 失去意义，必须合理安排动车发车进路，组织快速发车。当站内线路紧张时， 应将列车暂时接入作业停留线，待到发线腾空后再接入到发线进行作业。 车站异常情况的发生，将可能直接影响列车转线到停留作业线，进而影 响其他相关高速列车的接入，严重影响车站作业效率。在可行的情况下，可 采取措施组织其他方便进入作业停留线的列车进入，腾空到发线将高速列车 接入。异常事件的发生，可能会直接影响列车的连接分离作业，如线路损毁、 动车组故障等都不能完成连接分离作业。 4 2 3 异常事件对旅客换乘的影响 有换乘关系的列车必须靠近相同站台，以减少旅客站内走行距离，方便 旅客换乘。旅客换乘要求列车衔接紧密，能以最快的速度换乘到接续列车， 否则将失去旅客乘坐高速列车所带来的时间节省。 异常事件的发生，如线路、站台损毁、动车故障等，可能会使有换乘关 系的列车无法靠近相同站台，增加旅客站内走行距离。此时，需组织有换乘 关系的列车尽量接入相邻两个站台的到发线。 西南交通大学硕士研究生学位论文第18 页 4 2 4 异常事件引起的其他影响 异常事件的发生还可能引发站内旅客混乱，如站内随意走动，也会直接 影响到车站作业。异常事件发生要求车站作业人员在坚持作业安全标准的情 况下，随机应变，妥善应对，迅速安排车站各项