鐵路突發(fā)情況下的客運(yùn)行車需求分析

連奇巍，鄭 乾

（1.北京鐵路局調(diào)度所，工程師，北京 100860；

2.西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，碩士研究生，四川 成都 610031）

目前對(duì)突發(fā)情況的定義較多，本文研究的鐵路突發(fā)情況是指在一定的鐵路地理區(qū)域內(nèi)突然發(fā)生致使相關(guān)行車設(shè)備失效，導(dǎo)致路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化，造成運(yùn)行中斷的事故災(zāi)害。按照其造成影響的結(jié)果大致分為固定設(shè)備失效（主要指線路、場(chǎng)站設(shè)施）、移動(dòng)設(shè)備失效（主要指列車）以及突發(fā)特大客流3類。

突發(fā)情況的發(fā)生通常受到外部和內(nèi)部因素的影響〔1〕，在實(shí)際運(yùn)輸生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中，旅客列車運(yùn)行時(shí)常受到客流波動(dòng)、自然災(zāi)害、調(diào)度指揮及車站運(yùn)營(yíng)管理失誤等多種突發(fā)情況的干擾，由于突發(fā)情況具有突發(fā)性、傳遞性、緊迫性、復(fù)雜性、集中性以及運(yùn)行調(diào)整的困難性等特點(diǎn)〔2〕，使正常穩(wěn)定的運(yùn)輸秩序產(chǎn)生紊亂，并嚴(yán)重影響鐵路服務(wù)形象。因此，有必要結(jié)合各突發(fā)情況的特點(diǎn)，分析其行車需求，采取有針對(duì)性的解決措施以維持旅客列車的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)旅客的送達(dá)，同時(shí)也為突發(fā)情況下的應(yīng)急預(yù)案研究奠定基礎(chǔ)。

1 固定設(shè)備失效時(shí)的行車需求

固定設(shè)備失效包括線路、場(chǎng)站、通信信號(hào)、路旁發(fā)送或接收設(shè)備失效等，根據(jù)鐵路現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，這種情況通常造成區(qū)間的行車中斷，此時(shí)列車可選擇等待、停運(yùn)或迂回運(yùn)輸?shù)姆绞?。等待、停運(yùn)的方式不涉及列車的運(yùn)行，故這里只分析迂回運(yùn)輸時(shí)的行車需求，同時(shí)，為方便描述，本文僅分析線路、場(chǎng)站失效2種主要突發(fā)情況〔3〕。

1.1 線路失效 列車的運(yùn)行徑路是由路網(wǎng)上車站及線路順序構(gòu)成的，鐵路發(fā)生突發(fā)情況可能會(huì)造成某一處或幾處線路失效，若還需組織列車運(yùn)行，則應(yīng)組織列車進(jìn)行迂回運(yùn)輸，改變既定的列車運(yùn)行徑路，調(diào)整列車經(jīng)由車站和線路的序列集合。

本文僅研究線路某一處失效或相鄰幾處失效的情況，由于鐵路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在一定的差異，對(duì)于組織旅客列車的迂回運(yùn)輸而言，考慮到列車的性質(zhì)及旅客的送達(dá)要求，不同的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)下其行車需求會(huì)有一定的區(qū)別，本文按照失效處兩側(cè)與聯(lián)絡(luò)線的位置關(guān)系，將線路失效情況分為：2處聯(lián)絡(luò)線緊靠失效處；1處聯(lián)絡(luò)線緊靠后方失效處；1處聯(lián)絡(luò)線緊靠前方失效處；2處聯(lián)絡(luò)線均不緊靠失效處4種。

由于上下行方向情況類似，因此下面的分析均以一個(gè)運(yùn)行方向（上行）為基礎(chǔ)進(jìn)行。

1.1.1 2處聯(lián)絡(luò)線緊靠失效處 由于線路失效處兩側(cè)均有聯(lián)絡(luò)線（見圖1所示），鐵路部門直接組織列車通過(guò)聯(lián)絡(luò)線實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行需要。

圖1 線路失效時(shí)2處聯(lián)絡(luò)線緊靠失效處示意圖

在圖1中，上行方向既定運(yùn)行序列（車站3→車站4）可調(diào)整為新的運(yùn)行徑路序列（車站3→車站3＇→車站4＇→車站4…）實(shí)現(xiàn)列車的送達(dá)。

1.1.2 1處聯(lián)絡(luò)線緊靠后方失效處 1處聯(lián)絡(luò)線緊靠后方失效處見圖2所示。

圖2 線路失效時(shí)1處聯(lián)絡(luò)線緊靠后方失效處示意圖

由于各次旅客列車的始發(fā)終到站不同，且旅客組成也存在一定的差異，因此，對(duì)于這種情況下的行車需求，必須結(jié)合列車的性質(zhì)，同時(shí)以旅客的送達(dá)為重要目標(biāo)合理組織列車的運(yùn)行。根據(jù)上述要求，本文將旅客列車分為3種情況討論。

1）由失效處后方開出并且以前方失效處為終點(diǎn)的旅客列車，組織其運(yùn)行時(shí)會(huì)形成折返徑路。如從車站3開出以車站4為終點(diǎn)的列車，將既定運(yùn)行序列（車站3→車站4）調(diào)整為：車站3→車站3＇→車站5＇→車站4即可。

2）由后方失效處發(fā)過(guò)來(lái)的以前方失效處鄰近的聯(lián)絡(luò)線所在車站及其以遠(yuǎn)的車站為終點(diǎn)，同時(shí)不包含前方失效處車站的客流的旅客列車，其行車需求與1.1.1類似；

3）前述旅客列車中包含前方失效處車站的客流時(shí)，在調(diào)整徑路時(shí)則會(huì)形成折返徑路，如車站3→車站3＇→車站5＇→車站5→車站4→車站5…，但若前方失效處車站的客流較少時(shí)，為減少列車的運(yùn)行成本和鐵路資源，也可將該部分客流并入到相應(yīng)的反方向運(yùn)行的列車中，如將列車中車站4客流歸并至車站5→車站4的客流中，以另一列車輸送。

圖3 線路失效時(shí)一處聯(lián)絡(luò)線緊靠前方失效處示意圖

1.1.3 1處聯(lián)絡(luò)線緊靠前方失效處 1處聯(lián)絡(luò)線緊靠前方失效處見圖3所示。圖3所示情況下的行車需求與1.1.2所述較為類似，但這里旅客列車僅劃分為2類：一是由后方失效處鄰近的聯(lián)絡(luò)線所在車站發(fā)過(guò)來(lái)的，并以前方失效處及其以遠(yuǎn)的車站為終點(diǎn)，同時(shí)不包含后方失效處車站客流的旅客列車；二是前述旅客列車中包含后方失效處車站的客流，此時(shí)或通過(guò)列車的折返運(yùn)行，或通過(guò)歸并客流至同方向的列車中。

1.1.4 2處聯(lián)絡(luò)線均不緊靠失效處 2處聯(lián)絡(luò)線均不緊靠失效處見圖4所示。

圖4 線路失效時(shí)兩處聯(lián)絡(luò)線均不緊靠失效處示意圖

圖4所示的情況是最復(fù)雜的一種情況，失效處的兩端站均無(wú)聯(lián)絡(luò)線，需借助本線上的其他有聯(lián)絡(luò)線的車站完成列車的迂回運(yùn)輸。這種條件實(shí)際上是綜合了1.1.2及1.1.3所述的情況，因此迂回運(yùn)輸方式需綜合考慮這2種情況下的行車需求。

1.2 場(chǎng)站失效 固定設(shè)備失效的情況中，還有一種比較嚴(yán)重的情況就是場(chǎng)站設(shè)備的失效，根據(jù)失效的程度不同，場(chǎng)站失效具體分為接發(fā)車線路部分失效及接發(fā)車線路嚴(yán)重失效2種情況。

1.2.1 接發(fā)車線路部分失效 接發(fā)車線路部分失效，但還具備一定的接發(fā)車能力，可以實(shí)現(xiàn)正常的接發(fā)列車作業(yè)。但此時(shí)應(yīng)考慮到該站的接發(fā)列車數(shù)與到發(fā)線數(shù)量的協(xié)調(diào)，需要解決的關(guān)鍵是由于車站到發(fā)線的限制而不能滿足圖定的車站接發(fā)車能力的問(wèn)題，因此，車站只能選擇性地接入部分列車，而其余列車或組織迂回運(yùn)輸、停運(yùn)或待車站能力恢復(fù)后再運(yùn)行，這也涉及了原運(yùn)行計(jì)劃的變更，屬于列車運(yùn)行調(diào)整問(wèn)題。

1.2.2 接發(fā)車線路嚴(yán)重失效 接發(fā)車線路嚴(yán)重失效是指線路已經(jīng)不具備正常接發(fā)車作業(yè)條件，即該車站不能繼續(xù)使用的情況。此時(shí)，除了車站外，與其相連的線路也不能滿足運(yùn)行的條件，其列車運(yùn)行徑路的調(diào)整類似于前述線路失效情況，大體上也有4種類型，各類型與線路失效情況分析方法一致，這里不作具體闡述。

2 移動(dòng)設(shè)備失效時(shí)的行車需求

移動(dòng)設(shè)備的失效主要是指旅客列車遇到故障，無(wú)法按照既定行程繼續(xù)運(yùn)行的情況，包括機(jī)車、車輛、動(dòng)車組等的失效或脫軌。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)文獻(xiàn)所述〔4〕，該突發(fā)情況通常包括3種類型：一是列車未發(fā)生故障，但由于外界因素而造成其不能繼續(xù)運(yùn)行；二是列車故障不嚴(yán)重，仍可繼續(xù)運(yùn)行；三是列車故障較為嚴(yán)重，無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行。這幾種情況由于機(jī)車車輛影響程度不同，因此其行車需求也存在一定的差異。

2.1 列車未發(fā)生故障 列車雖然未發(fā)生故障且鐵路線路區(qū)間也能滿足行車需求，但是由于外界因素的影響，如電力系統(tǒng)或接觸網(wǎng)的故障都會(huì)導(dǎo)致電力機(jī)車運(yùn)行中斷。在2008年南方雪災(zāi)中，由于牽引供電和通信信號(hào)供電2套電力系統(tǒng)斷電，原電力機(jī)車牽引的列車運(yùn)行受阻，此時(shí)可采用“擺渡運(yùn)輸”方式，以內(nèi)燃機(jī)車牽引列車，保障鐵路運(yùn)行暢通；又如自動(dòng)閉塞或移動(dòng)閉塞區(qū)段，由于軌道電路或GPS接收及發(fā)送設(shè)備故障，也會(huì)導(dǎo)致列車運(yùn)行受阻，此時(shí)可臨時(shí)變更區(qū)間閉塞方式，列車運(yùn)行按照半自動(dòng)閉塞的方式辦理，也可采用追蹤運(yùn)行方式，但必須控制追蹤間隔時(shí)間，且后車速度應(yīng)低于前車，以保證列車的運(yùn)行安全。

2.2 列車故障不嚴(yán)重 列車故障不嚴(yán)重且還能夠繼續(xù)運(yùn)行，為了不打亂正常的運(yùn)行秩序，有條件的列車可執(zhí)行完整個(gè)運(yùn)輸任務(wù)后，再進(jìn)行檢修；而對(duì)于不能正常完成運(yùn)輸任務(wù)的列車，則應(yīng)組織故障列車先運(yùn)行至前方技術(shù)站，再進(jìn)入臨時(shí)存車線等待檢修，旅客只能換乘其他列車到達(dá)目的地。

2.3 列車故障嚴(yán)重 列車故障嚴(yán)重（列車沖突、脫軌等）已不能繼續(xù)運(yùn)行，造成區(qū)間的堵塞或車站接發(fā)車能力下降，致使其他需在該區(qū)間運(yùn)行的列車無(wú)法按照既定行程正常行車。對(duì)于這些列車而言，其行車需求類似于固定設(shè)備失效的情況，可按照第1節(jié)中所述方法組織列車運(yùn)行，同時(shí)還應(yīng)積極組織救援起復(fù)盡快恢復(fù)該區(qū)間的正常行車。

3 突發(fā)特大客流時(shí)的行車需求

突發(fā)特大客流主要是指由于自然災(zāi)害、人的因素、物的因素或運(yùn)輸管理因素造成列車晚點(diǎn)、停運(yùn)及故障等，從而引起客流快速大量聚集的情況，是一種突發(fā)的、大量的客流需求。其組成包括正?？土鳎ㄊ及l(fā)客流、中轉(zhuǎn)客流及其他）及突發(fā)客流（列車晚點(diǎn)、停運(yùn)及故障聚集的客流）2類。

3.1 問(wèn)題分析 在突發(fā)特大客流情況下，鐵路車站客流量大幅增加，將會(huì)給鐵路運(yùn)輸帶來(lái)超負(fù)荷的影響，其核心問(wèn)題就是如何利用現(xiàn)有設(shè)備和運(yùn)力資源，盡快疏散旅客，完成相應(yīng)的運(yùn)輸任務(wù)，緩解車站和線路壓力。然而，在這種條件下，運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性決定了正常的運(yùn)行秩序和客運(yùn)組織方法已經(jīng)不能滿足此時(shí)的客運(yùn)需求，同時(shí)考慮到列車秩序的過(guò)多擾亂，會(huì)嚴(yán)重影響運(yùn)行計(jì)劃和鐵路服務(wù)形象。因此，必須采取特殊的行車組織方法，使運(yùn)力能夠與需求更好地協(xié)調(diào)，充分利用鐵路客運(yùn)資源，對(duì)相關(guān)行車設(shè)備配置進(jìn)行優(yōu)化重組，在能力緊張的條件下，提高客運(yùn)系統(tǒng)的綜合運(yùn)輸能力〔5〕。

3.2 解決措施 鐵路現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)這種情況，首先應(yīng)充分地分析客流特點(diǎn)，歸并客流去向和數(shù)量，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合鐵路運(yùn)力資源及分布情況，合理配置相應(yīng)的列車輸送這些客流，一般可采取擴(kuò)編車輛增加列車運(yùn)能、利用空閑運(yùn)力資源加開臨時(shí)旅客列車等方法來(lái)盡量滿足行車需求，但若是由于能力限制無(wú)法滿足的客流，則只能采用其他運(yùn)輸方式。

3.2.1 擴(kuò)編車輛 根據(jù)前述大客流的去向特征，對(duì)這些方向上（客流到站基本相同）運(yùn)行的旅客列車可擴(kuò)大編組輛數(shù)，以增加列車運(yùn)能來(lái)運(yùn)輸部分旅客。值得注意的是，此時(shí)應(yīng)考慮旅客的送達(dá)要求，列車停站方案可作適當(dāng)調(diào)整，這樣又可吸收更多的客流，但這就涉及到了列車開行方案的變更，因此應(yīng)綜合考慮各次列車的行車特點(diǎn)，盡量減少對(duì)運(yùn)行計(jì)劃的影響。

3.2.2 增開旅客列車 除擴(kuò)編車輛措施外，還可直接利用空閑運(yùn)力資源增開部分臨時(shí)旅客列車輸送大客流。通常情況下，為合理利用運(yùn)力資源，增開的旅客列車主要是安排突發(fā)客流中到站比較集中的客流，對(duì)剩下的分散客流仍按照去向并入相應(yīng)的既定列車中，如因車站到發(fā)線有效長(zhǎng)的限制不能增加列車編成輛數(shù)時(shí)，對(duì)這些客流則必須加開其他列車，并適當(dāng)減少該類型列車的編成輛數(shù)，避免運(yùn)能過(guò)度虛糜，同時(shí)應(yīng)盡量不要打亂全部運(yùn)行計(jì)劃。

對(duì)于區(qū)域內(nèi)多處存在突發(fā)特大客流的情況（一般是由于自然災(zāi)害引起的），應(yīng)協(xié)調(diào)考慮這幾處客流特點(diǎn)，綜合安排旅客列車運(yùn)輸計(jì)劃、加開列車數(shù)量、列車編組方案、交路方案、停站方案等。同時(shí)，在列車的時(shí)間安排上，應(yīng)充分考慮突發(fā)客流與正?？土鞯某鲂心康?，不能過(guò)于傾斜一方。

上述措施可以在一定程度上解決突發(fā)特大客流的運(yùn)輸要求，但在實(shí)際過(guò)程中，應(yīng)充分協(xié)調(diào)考慮運(yùn)力資源、旅客輸送、運(yùn)行計(jì)劃等多方面的因素，合理組織大客流的運(yùn)輸，盡量實(shí)現(xiàn)運(yùn)力資源投入少、運(yùn)行計(jì)劃影響小、運(yùn)行調(diào)整范圍小、輸送旅客數(shù)量多的優(yōu)化目標(biāo)。

4 結(jié)束語(yǔ)

突發(fā)情況的發(fā)生往往會(huì)影響列車的正常運(yùn)行，必然會(huì)對(duì)列車進(jìn)行一定程度的運(yùn)行調(diào)整，由于不同的突發(fā)情況造成的影響不同，因此其行車需求也存在一定的差異。所以在實(shí)際情況中，必須結(jié)合各突發(fā)情況的特點(diǎn)，分析其行車需求，為解決突發(fā)情況下鐵路列車運(yùn)輸組織涉及的關(guān)鍵問(wèn)題及實(shí)現(xiàn)各次列車的合理運(yùn)行研制可行方案并提供必要的前提條件。

〔1〕徐建光.我國(guó)鐵路突發(fā)事件應(yīng)急管理體系研究〔D〕.西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010

〔2〕張曙光，李文新，郭玉華，李軍.中國(guó)鐵路運(yùn)輸組織理論創(chuàng)新與實(shí)踐〔M〕.北京：中國(guó)鐵道出版社，2009

〔3〕陳彩霞.事故災(zāi)害條件下高速鐵路列車開行方案制定相關(guān)問(wèn)題研究〔D〕.北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008

〔4〕楊杰.基于路網(wǎng)的城市軌道交通運(yùn)輸組織行車策略研究〔D〕.北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2004

〔5〕豆飛.節(jié)假日列車調(diào)配模型與算法研究〔D〕.北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011