高速铁路列车运行图和通过能力03.ppt

1、高速列车运行组织,第三章 高速铁路列车运行图和 通过能力 第一节 高速铁路列车运行图概述 第二节 国外高速铁路列车运行图编制概况 第三节 高速铁路列车运行图编制与管理 第四节 高速铁路列车通过能力及其影响因素 第五节 计算高速铁路通过能力的扣除系数法 第六节 计算高速铁路通过能力的平均最小列车间隔法,第一节 高速铁路列车运行图概述 一. 列车运行图的意义 二. 高速铁路列车运行图的类型 三. 高速铁路列车运行图的特点 四. 高速铁路列车运行图的铺画方式 五. 周期性列车运行图的特点,一.列车运行图的意义,原因在组织旅客的生产过程中，列车运行是一个很复杂的环节，他要利用多种铁路技术设备，要求各部

2、门、各工种、各项作业之间互相协调配合，才能保证行车安全和提高运输效率。 定义：列车运行图是铁路组织运输生产和产品供应销售的综合计划，是铁路运输生产联结社会生活的纽带。它规定各次列车占用区间的程序，列车在每个车站的到达或通过的时刻，列车在区间的运行时间，列车在车站的停站时间，以及机车交路列车重量和长度等，是全路组织运行的基础。,一.列车运行图的意义,列车运行图是铁路组织运输生产和产品供应销售的综合计划。 是一个生产计划规定了线路、站场、动车组等设备的运用。使得运输生产活动有条不紊的进行。 产品供应计划列车开行方案，出发的各种列车（等级、服务等）。 列车运行图是铁路运输生产连接社会生活的纽带。 铁

3、路旅客列车时刻表就是铁路运输产品的目录。,二.高速铁路列车运行图类型,我国高速铁路列车运行图类型 基本运行图 节假日运行图，主要包括春运、暑运、小长假、周末。 我国高速铁路列车类型 定期列车 季节列车 临时列车 还可编制旅游旺季、特殊社会活动等特别需求的分号运行图。,三.高速铁路列车运行图的特点,相同点： 客运专线列车运行图与既有线列车运行图的工作内容上相同； 横纵轴相同以距离为纵轴，以时间为横轴； 目标相同经济效益最大化，运输能力最大化等。 不同点：行车组织、列车运行速度、天窗设置等方面。 基于以上的不同点，所以列车运行图的铺画方式势必会不同。从以下几个方面分析。,三.高速铁路列车运行图的特

4、点,从通过能力方面分析： 扣除系数的方法不同：既有线是以低速列车为基准，客运专线上是以高速列车为准； 发车间隔不同：高速列车会出现早晚密集到发的情况； 从列车运行线布局分析： 客运专线的列车运行图是非闭合的运行图，天窗时间内没有列车运行； 列车运行线分布不均衡。（早晚）,四.高速铁路列车运行图的铺画方式,同类列车成组铺画。 成组铺画的追踪列车数越多，每一列车占用运行图的时间越少，B类列车的影响越少，可以铺画的总列数越多。,四.高速铁路列车运行图的铺画方式,A类列车采用交替停站的方式，停站方式可以由远而近，也可由近及远。,四.高速铁路列车运行图的铺画方式,减少越行与待避的次数。A类列车不越行过多

5、的B类列车，以减少运行图的空费时间，B类列车待避次数不宜过多，否则将严重影响B类列车的速度。,五.周期性列车运行图的特点,周期性列车运行图的铺画： 周期性运行图在铺划时，首先取定一个时间段（一般取1小时），将这个时间段上列车的相互关系，即列车的运行顺序、运行时间、越行及待避地点等都用一定图样形式固定下来，并尽可能使该时间段内铺划的列车对数最多，线路通过能力的损失最小。然后依照该时间段的列车运行方式，按时间顺序逐段地重复铺划，直到铺划出完整的列车运行图。 这样列车在每个小时之内的开行方式基本相同。,五.周期性列车运行图的特点,周期性列车运行图在实际生活中的运用： 在实际运用中，周期性列车运行图并

6、不严格要求各时段运行图完全相同。而是考虑客流在不同季节、周内不同日以及一天内不同时段的波动情况，对列车开行方案和运行方式做相应的调整。 周期性列车运行图的优点： 周期性运行图中每个周期内列车出发时刻相对固定，高速列车的开行数量、运行顺序、运行速度、越行或待避车站等都基本上相同，运行图的铺画也充分考虑到不同时间段、不同出行目的的旅客要求，方便了旅客的出行。,五.周期性列车运行图的特点,周期性列车运行图的缺点： 由于周期性运行图中列车的运行线路，运行时间相对固定，不能充分利用线路的通过能力，从而造成能力的浪费。 同时由于列车的停站方案相对固定，可能不能满足部分旅客的出行要求或者为照顾部分旅客的需要

7、额外增加停站。 注意事项：因此在铺画运行图前，必须充分了解客流和线路特点，在充分利用能力的条件下，选择合理的开行时段和停站方案。,第二节 国外高速铁路列车运行图 编制概况 一. 日本高速铁路列车运行图编制概况 二. 法国高速铁路列车运行图编制概况 三. 德国高速铁路列车运行图编制概况,一.日本高速铁路列车运行图编制概况,日本新干线运行图中的列车类别分为： 定期列车是时刻固定，全年中每日都开行的列车； 季节列车是指时刻固定，仅在必要的期间和必要的日期内开行的列车； 临时列车是指临时指定时刻，仅在临时指定的期间和日期内开行的列车。 在定期列车中，由于线别、车辆形式、速度、编组、出发和到达地的不同，

8、又分别冠以不同的列车名。 希望号速度最快，主要服务于商务机公务出行的旅客，在大站停车。 光号在比较重要的车站停车； 回声号在沿线所有的车站均停车。,一.日本高速铁路列车运行图编制概况,运行图编制特点： 采用均衡运输模式。其运行图以小时为单位，每小时铺设大致相同的列车运行线，每个小时的开行方案都相似，根据需求的波动、公司经营方针进行调整。 在基本列车运行图上，编制了许多节假日的备用运行线，使得节假日和工作日的列车开行密度基本不变，看不出明显的运行高峰。这是日本高速铁路运行图的最显著特点。 在运行图编制中，尽可能考虑到运输变化，并在运行图中充分表现出季节、节假日、周日、日间等方面的波动变化，提前做

9、好运力安排准备。 具体的做法是周一到周五为基准运行图，节假日和周末不同程度的停运列车。,二.法国高速铁路列车运行图编制概况,管理机构： 客运部 拥有高速列车产权，对高速列车运输需求、开行方案、高速列车运用计划实施集中管理；负责高速列车的日常运用；制定高速列车购置计划，动车运用计划并以合同方式委托动车段养护维修。 运营基础部 受路网公司委托对路网基础设施进行维修和管理，主要负责制定安全规程与安全监督；负责列车运行调度指挥；受路网公司委托编制列车运行图；负责高速线等养护维修以及工程设计等。,二.法国高速铁路列车运行图编制概况,法铁编图机构 ： 在法国，法铁总部运营基础部内设有运行图编制办公室，分东

10、北、东南和大西洋三个区，分别编制三个大区的长途客货运行图，23个铁路局中设运行图办公室，负责各自管内运行图编制，另外法铁 150个车站（到发线超过4股）参加编图工作，同步编制车站股道占用计划。运行图办公室中下设： 组织与管理联络部，负责对外沟通与联络工作，统一发布信息，对各运输企业保持中立； 工作方法指导部，负责协调总部和铁路局两级编图办公室工作，对直通列车和区域列车编图工作进行指导，提出具体要求； 编图软件办公室，负责计算机编图软件使用与历史运行图数据维护工作，发表运行图的编程版本，向运输企业公布运行图资源 。,二.法国高速铁路列车运行图编制概况,法铁运行图编制 ： 法铁运输生产部向路网公司

11、提出开车方案申请和基础设施维修时间需求申请； 路网公司委托法铁运营基础部运行图办公室编制运行图； 运行图办公室参照历年运行图，根据运输需求分阶段编制运行图，重点处理好运营与维修的关系，最终完成的运行图经路网公司审核批准后通告运输企业。 路网公司每年组织编制新的列车运行图，运行图编制分为三个阶段：申请与研究、编制与滞后申请和滞后申请处理与完成，整个编图工作历时将近21个月。,二.法国高速铁路列车运行图编制概况,法铁运行图特点： 运行图中80%运行线不变，20%新增或变动。 图中留有备用线，应对突发客流和运行调整。 北方线最小追踪间隔3min，其他线为4min。高峰期列车连续追踪最多4列。 夜间0

12、00600之间垂直天窗，用于线路等基础设施的养护维修，天窗时间开行高速行包列车，必要时采取一线维修一线行车组织方式。白天开设1.5h左右的V型天窗。 路网公司设想，为方便旅客换乘和记忆，保持运行图格局相对稳定，降低运行图编制的繁琐程度，未来运行图将按照固定时间间隔的节奏化方式编制。法铁认为计划调整的弹性空间将变小，不利于市场营销。,三.德国高速铁路列车运行图编制概况,编制单位和部门： 路网公司唯一的产品是列车运行线，由其营销部负责设计与销售，每年的12月份实行新的列车运行图，过境列车运行线由总公司负责设计方案，其余部分全部由国内各地区利用计算机辅助编图系统进行编制，跨地区的列车运行图由各地区间

13、自身协商解决。,三.德国高速铁路列车运行图编制概况,具体编制程序： 运行图编制于每年4月正式开始，4月15日为所有客户订购运行线的截止日期； 4月15日至6月15日为双方协商阶段，解决各公司的订购冲突、有关运能及价格问题；6月15日路网公司提出运行线产品供应方案，7月15日前客户确定是否最终购买； 路网公司据此铺画最终运行图；并分析潜在市场和客户，做好运行图富余运行线营销工作，争取在能力范围内推销最多的运行线，同时做出预留方案，以便在执行中争取新的客户来源； 同时向各有关部门下发运行图资料，做好各项准备工作，于12月15日正式实行。,第三节 我国高速铁路列车运行图的 编制与管理 一. 列车运行

14、图编制管理模式 二.列车运行图编制流程 三. 列车运行图编制原则 四. 列车运行图要素和编制结果 五. 列车运行图的技术关键和相关措施 六. 高速铁路列车运行图的编制系统,一.运行图编制管理模式-现有的,目前，我国铁路采用两级编图管理模式，即铁道部负责确定列车运行图的编制原则、方针及任务，制定直通客车方案图，并具体领导组织列车运行图的编制工作；铁路局负责拟定具体行动计划，并按时完成本局的编图工作。 客运专线建成后，今后相当长的时期内，我国将采用既有线与客运专线跨线运输的组织模式，客运专线是整个路网的组成部分，与既有线紧密联系，其列车运行图编制管理不宜独立进行，应在整个路网中结合既有线进行统一编

15、制和管理。 客运专线运行图的编制管理模式应与既有线统一起来进行规划和设置。,一.运行图编制管理模式-客运专线的,客运专线建成后，客运专线跨线列车数量和开行方案由铁路局和客运专线公司提报，本线列车开行数量和方案由客运专线公司提报，铁道部进行审批，在满足跨线列车开行前提条件下，铁道部原则上应同意客运专线本线列车的开行数量和方案 。 铁道部成立编图中心前，跨局（或跨客运专线公司）列车运行图由铁道部组织编制，管内列车运行图由客运专线股份有限公司编制，报铁道部审批；铁道部成立编图中心后，客运专线列车运行图由铁道部编制。 建议铁道部成立全路列车运行图编制中心，负责既有线和客运专线列车运行图的编制。编图人员

16、除中心常驻人员外，其他编图人员驻相关铁路局和客运专线公司。,二.运行图编制流程,编图前的适当时间，提出运行方案的建议。 铁道部统一研究确定列车开行方案（对数和运行径路） 编制全路直通列车运行图（含高速铁路列车跨线运行图）。 编制高速铁路列车本线运行图（含各种季节运行图） 编制备用列车运行线 编制相关技术设备运用的技术作业图表 公布列车时刻表 绘制列车运行图 计算列车运行图指标 日常分析评价,三.运行图的编制原则,客运专线列车运行图的编制工作是全路列车运行图编制工作的一部分，由铁道部统一组织编制； 严格遵守各种间隔时间标准和规章制度； 适应客运专线客流特点，最大限度满足旅客出行的需要，尽可能按时

17、段、服务频率安排列车运行线； 协调好客运专线与既有线的衔接，并尽可能提高客运专线及既有线的通过能力； 协调好跨线列车运行线与本线列车运行线的关系，尽量减少客运专线各种列车的相互影响；,三.运行图的编制原则,尽可能提高动车组的运用效率； 合理安排列车停站，以提高列车旅行速度； 兼顾均衡铺画的原则，充分利用线路和车站的通过能力，减少各种列车间的越行与避让，同时使运行图保持合理的弹性； 使高速列车运行与高速客运站的技术作业过程相协调； 处理好列车密度、列车种类、到发时刻、动车组运用和综合维修天窗设置等几方面的关系。 努力实现运行图编制的自动化合智能化。,线路：线路名称、车站中心里程，区间构成； 车站

18、：名称、到发线编号、到发线有效长、到发线分工、车站行车进路及敌对关系、车站性质、信号机位置。 区间； 列车运行径路：相关运行区间的集合及顺序。 运行时分； 列车种类；,四.运行图要素和编制结果,列车运行参数：车次、始发终到站、运行径路、种类等。 列车运行间隔时间：发车、到达、追踪、连发、不同时到达、会车、车站敌对间隔时间。 机车交路参数； 动车组运用参数； 运行图站名显示参数；,四.运行图要素和编制结果,五.运行图编制的技术关键和相关措施,客运专线列车运行图应尽可能考虑客流高峰需求，列车开行数量具有按时段的波动性和规律性； 列车开行数量受动车组数量和运用方式的制约，应尽可能提高动车组的上线率；

19、 对于跨线列车和本线高速列车，需要明确其优先原则和列车等级； 跨线列车运行线布局方案应尽可能考虑客运专线的能力，并为本线列车的开行创造条件； 客运专线综合维修天窗设置方案对跨线列车和夕发朝至列车的开行具有制约作用； 客运专线运行图的编制要考虑相关运行线的紧密接续，方便旅客的换乘。 实现计算机编图,第四节 高速铁路通过能力及其 影响因素 一.高速铁路通过能力的影响因素 二.高速铁路通过能力的特点 三.高速铁路区间通过能力的计算方法综述 四. 计算机模拟法,高速铁路通过能力计算的基准列车在通过能力考察区段内开行的速度最高且在沿途中不进行停车作业的列车。 高速铁路通过能力：是指在采用一定数量和类型的

20、动车组及一定的行车组织方法条件下，在运营时间内高速铁路区段的各种固定设备，在单位时间内（通常指一小时或一昼夜）所能通过基准列车的最多列车数或对数。 通过能力在一定程度上取决于行车组织水平和铁路固定设备、动车组的合理运用不是一成不变的，随着技术设备和行车组织方法的改善而提高。,一.高速铁路通过能力的影响因素,运输组织模式：纯客专和客货混跑 列车种类、速度、停站方案。 运行图铺画方式 采用不同列车分区铺画方式时，相同速度的列车可以集中铺画，不同速度的列车在占用区间能力上的相互影响较小，而对于不同速度的列车正好相反。 阶段均衡铺画方式：介于两者之间。随不同种类列车的数量比例和速度差异而合理选择不同类

21、型的列车在运行图中的布局关系，列车的时空分布和运行线间的交错关系的铺画方式。适应于高铁不同发展阶段的能力的合理运用。,一.高速铁路通过能力的影响因素,综合维修天窗：长达4-6小时的行车中断，会使得能力直接损失，在运行图上产生空费三角区。 车站间距及其区间的不均：在不同列车的速度差异比较大的时候，影响会很大。一般来说，在保证一定的高速能力条件下缩小站间距，会提高较低速度列车的通过能力。,二.高速铁路通过能力的特点,高速铁路由于其在列车运行组织等方面与一般的常规铁路有着明显的不同，因而在通过能力的利用和计算上有着自身的特点。,二.高速铁路通过能力的特点,昼夜能力利用不均衡 白天和夜间能力不均衡 昼

22、间能力也不均衡 理论计算能力与实际可利用能力差距较大 客流特点和昼夜能力不均衡使得实际吸引完成的客运量与预测不符合。 该差距需要较大的能力后备。 客车停站及其起停车附加时分对能力影响增大 停车启动附加时分的影响已经大于了追踪时间间隔 因停站而产生的能力扣除已经成为能力计算中的重要组成部分。,二.高速铁路通过能力的特点,以区段别计算通过能力 旅客列车通常以客流区段为单位定制开行方案。 应该以客流区段为单位计算客流区段别通过能力。 速度较低的列车对能力产生扣除 以较低速度等级的列车对高等级的列车进行扣除。 B类相对于A类列车。,二.高速铁路通过能力的特点,天窗的设置对运行图和能力造成较大影响 天窗

23、的设置大大缩短了可供列车运行的时间。 将运行图分成了两个隔开的时间段，使列车不能再24小时内循环运行。 通过能力具有明显的时段特性 市场的需求和旅客的出行习惯，使得列车运行线不是均匀分布。 有的时段密集到开，有的时段相对稀疏。,三.高速铁路通过能力计算方法综述,对于采用多种列车共线运行的运输组织模式的高速铁路，通过能力比较复杂，没有一个十分精确又简单的计算方法。 计算方法需要更新。 综上所述，高速铁路通过能力的计算方法主要有两种： 图解法 分析计算法,三.高速铁路通过能力计算方法综述,图解法 按照运行图的铺画顺序和原则，先铺画给定数量的非基准列车运行线，然后在列车间隔内铺画基准列车运行线（速度

24、最高，不停站）。在运行图上所能最大限度铺画的基准列车数量和非基准列车数量的总和即为该高速铁路区段的非平行运行图通过能力,图解法比较精确，但较繁琐，故只在特殊需要时采用,三.高速铁路通过能力计算方法综述,分析计算法 主要是把各种情况下列车的能力占用归为一定的模式，如果是规格化运行图这种方法较为简单直观，但实际的运行图其停站比、越行模式可能非常灵活，如果要归纳为各种模式，组合方案会太多，对于不同的运行图结构该方法的适用性必然受到限制，只能近似的计算非平行运行图的通过能力。 根据计算的原理不同，分为扣除系数法和平均最小间隔法。,四.计算机模拟法,计算机模拟法是由计算机模拟人工铺图，严格按铺图标尺，通

25、过紧密铺画A、B类列车运行线，进而精确确定高速铁路区段或全线通过能力的方法。 计算机模拟法确定区间或全线通过能力，都是在某种条件下进行的，都是根据某种原则，在固定某些种类列车数量的前提下，通过计算机模拟人工铺画满表运行图。 用计算机模拟法确定高速铁路区段或全线通过能力的计算过程如下图。,四. 计算机模拟法,四.计算机模拟法,由于满足铺图标尺约束条件的可行方案数量巨大，因此方案的比选和优化算法相当复杂。此类问题属于非结构化或半结构化问题，一般只能应用专家系统方法或借助人机对话方式进行，寻求问题的近似最优解或满意解。,第五节 计算高速铁路通过能力的 扣除系数法 一.扣除系数法的特点 二.计算高速铁

26、路通过能力的扣除系数法 三.扣除系数分析,在高速铁路上，速度不同、列车等级不同，形成的是非平行运行图。 非平行运行图的通过能力是指：在不同速度旅客列车数量既定条件下，该区段一昼夜所能通过的基准列车的最多对数（或列数）,计算的思路： 一般情况下，高速铁路主要的服务对象是本线客流，开行的旅客列车也以本线高速列车为主，其他类型的列车在运行图上只占一小部分，运行图的大部分仍具有平行运行图的特征。因此，在计算非平行运行图的通过能力时，仍可以利用平行运行图所具有的明显规律性，结合不同速度列车的扣除系数来计算高速铁路的区间通过能力。,常规铁路：扣除系数是指因铺画一对或一列旅客列车、摘挂列车、快运货物列车等，

27、需从平行运行运行图上扣除的普通货物列车对数或列数。 客运专线：扣除系数是指因铺画一对或一列速度较低旅客列车，需从平行运行图上扣除的高速列车对数或列数。 基准列车不同、对能力进行扣除影响的列车不同、对能力产生影响的主要因素发生变化。,扣除系数,一.扣除系数法的特点,（1）既有线为了得到较大的非平行运行图能力，往往以牺牲或为列车的旅行速度为代价。但在高数铁路上，不能牺牲较低速度列车的旅行速度。必须让较低速度的列车的速度保持在合理的范围之内。 （2）高速铁路区间通过能力是放行高速列车的能力。它以高速列车运行图为基础，计算较低速度等级列车对高速列车的扣除，即在开行一定数量的较低速度等级列车条件下，计算

28、高速列车的最大开行数量。,一.扣除系数法的特点,（3）当采用多种速度列车共线运行的运输组织模式下，在高速铁路上开行的较低速度列车，由于列车运行速度较高速列车低，而且停站办理作业的次数也可能较多，且存在被高速列车越行的可能，因而占用列车运行图的时间较长，亦即开行较低速度列车将对通过能力产生不利影响。 （4）为使高速铁路技术设备经常处于良好的使用状态，以确保行车安全，在高速铁路列车运行图中，一般应为设备日常维修和养护预留出必要时间的天窗。缩短了列车运行时间，人为的将列车运行图分成了两个隔开的时间段。,一.扣除系数法的特点,（5）为了方便旅客乘车，高速列车在始发、终到站的到开时间应规定在适宜旅客出行

29、的时间范围内。这一有效到发时间的限制也将对通过能力产生影响。,二.计算高速铁路通过能力的扣除系数法,计算非平行运行图能力的步骤： 采用扣除系数法计算高速铁路的通过能力，必须先计算平行运行图的通过能力。 然后根据开行不同速度列车对基准列车的影响，利用其扣除系数，结合列车开行数量，扣除由于受这种影响而不能开行的列车数，即可以得到高速铁路的通过能力。,1. 高速铁路平行运行图通过能力,高速铁路平行运行图： 指在同一区间内同方向列车的运行速度都相同，而且同方向列车在区段内都采取相同的停站方案和停站时间。 周期运行图： 指在高速铁路运行图中，任何一个区间的列车运行线，总是以同样的铺画方式一组一组地反复排

30、列。,目前京沪高速铁路设计暂行规定对客运专线 通过能力计算，采用扣除系数法给出了如下算式： 平行运行图通过能力,1.平行运行图通过能力计算,全高速非平行运行图通过能力 多种速度列车共线运行通过能力,2.非平行运行图通过能力计算,扣除系数是指因铺画一对或一列停站高速列车、较低速度列车、跨线列车、行包列车、货物列车等，需从平行运行图上扣除的基准列车的对数或列数。 是低等级、低速度的列车对该线路区段运行的最高速度等级列车的能力扣除。 区间通过能力计算的精确性，取决于扣除系数取值是否合理。需要研究扣除系数的原理。,高速铁路旅客列车扣除系数,列车区段内停站一次，旅行时间增加t即： t= t1+t2+t3

31、,三.扣除系数分析,A类高速停站列车扣除系数分析,A类列车由于停站办理作业额外占用列车运行图的时间而产生的弄呢管理扣除 （1）高速列车停站一次,高速列车在区段内停站一次，对通过能力影响如下图。,（a）无越行作业 基本扣除系数为：基=1+(t/I) 1+(t1+t3)/I+(t2/I) 停站高速列车停站时间越小，对通过能力影响越小。 （b）有越行作业 越行1列 基=1+(t/ I)-1=t/ I 越行n列 基=1+(t/ I)-n,B类高速列车停站扣除系数分析,（1）无越行作业,B类高速列车停站扣除系数分析,（2）相邻两列A类列车连续出发,I= 4 min 250km/h列车基本扣除系数,250km/h列车不同待避次数（n）下，列车基本扣除系数,不同区段250km/h列车停站时间时, 其基本扣除系数,I=4min 250km/h列车基本扣除系数,（5）站间距：站间距越小，扣除系数越大，列车旅行的速度越低。,（三）. 扣除系数影响因素和规律,（1）列车速度：扣除系数与列车速差成正比；,（4）区间长度：区段越长，扣除系数越大；,（2）停站次数和停站时