鐵路客運(yùn)專線開行方案理論研究

畢思源 朱鵬 劉東 董濤

摘 要：隨著人們對出行各方面因素要求的越來越高，人們出行不僅僅考慮價(jià)格的因素，越來越重視舒適度、旅行時間等因素。好的旅客列車開行方案能夠提高鐵路旅客運(yùn)輸?shù)慕?jīng)營效果和效益，有效地利用鐵路運(yùn)輸企業(yè)的運(yùn)能，吸引更多的客流，而且能為旅客提供更加快捷、舒適、方便的乘車環(huán)境。因此，尋找和探索一個系統(tǒng)的有效的解決客運(yùn)專線網(wǎng)絡(luò)旅客列車開行方案優(yōu)化設(shè)計(jì)與調(diào)整的研究思路和研究方法，對于我國客運(yùn)專線網(wǎng)絡(luò)的不斷建設(shè)和完善、理論的不斷發(fā)展、客運(yùn)專線網(wǎng)絡(luò)旅客運(yùn)輸組織的協(xié)調(diào)與優(yōu)化等方面都具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：鐵路；客運(yùn)專線；高鐵；開行方案

1 開行方案的定義及構(gòu)成

列車開行方案是以客運(yùn)量為基礎(chǔ)，以客流性質(zhì)、特點(diǎn)和規(guī)律為依據(jù)，科學(xué)合理地安排包括列車開行等級、種類、起訖點(diǎn)、數(shù)量、經(jīng)由線路、編組內(nèi)容、停站方案、客座能力利用率、車底運(yùn)用等內(nèi)容，體現(xiàn)從客流到列車流的組織方案。其中，開行方案由開行線路組成，又稱為服務(wù)線路，而每條開行線路主要對應(yīng)以下三種屬性：

1.1 列車運(yùn)行要素，包括旅客列車的始發(fā)、終到車站及經(jīng)由的路線和停站。由于安全運(yùn)行要求，高速列車辦理始發(fā)終到車站一般都要求配備有相應(yīng)的動車段（所）。而目前我國規(guī)劃的高速鐵路動車段（所）數(shù)量有限，列車的始發(fā)、終到車站相對較少，導(dǎo)致起訖點(diǎn)方案相對較少。列車開行經(jīng)由的線路主要就是高速鐵路線路。可見，高速鐵路運(yùn)行要素中，最為重要的是確定列車停站方案。

1.2 旅客列車種類要素，包括列車不同的等級或性質(zhì)。目前，中國鐵路總公司根據(jù)停站方案，將京滬高速鐵路的列車區(qū)分為以下幾類：一站直達(dá)高速列車、省城之間直達(dá)的高速列車和沿線車站交錯停車的高速列車。

1.3 開行量要素，主要是確定列車在單位時間內(nèi)開行對數(shù)，一般也稱為列車開行頻率。開行頻率是列車開行方案確定的重要內(nèi)容，是運(yùn)力資源配置關(guān)鍵指標(biāo)。

2 開行方案影響因素分析

列車開行方案的編制是個復(fù)雜的過程，要考慮到宏觀經(jīng)濟(jì)因素對旅客出行的影響，主要體現(xiàn)在對旅客出行選擇行為的影響，在高鐵運(yùn)營中更加需要考慮。

2.1 客流需求?？土餍枨蠹s束是其最為基本的約束。當(dāng)運(yùn)能有限，客流需求非常大時，無法完全滿足所設(shè)定的旅客需求，該約束往往被轉(zhuǎn)化為列車開行方案的優(yōu)化目標(biāo)，相當(dāng)于前文所提及的運(yùn)輸需求滿足量最大化。

2.2 列車運(yùn)輸能力。也稱為列車定員，其一般計(jì)算方法是通過該開行線路列車的編組數(shù)量乘以該車輛定員人數(shù)得到，該因素主要影響列車開行對數(shù)。

2.3 除以上因素外，開行方案的編制還應(yīng)該考慮運(yùn)力資源條件，具體包括如車站能力、區(qū)間通過能力、動車段（所）檢修能力和存車數(shù)量等。

3 列車開行方案優(yōu)化目標(biāo)

確定完列車開行方案優(yōu)化對象后，需要詳細(xì)分析高速鐵路開行方案制定的優(yōu)化目標(biāo)。通過總結(jié)國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)列車開行方案的優(yōu)化目標(biāo)主要包括旅客服務(wù)效率最大化和運(yùn)營成本的最小化兩方面內(nèi)容，具體內(nèi)容為：

3.1 旅客服務(wù)效率最大化。①直達(dá)客流數(shù)量最大化。該目標(biāo)主要是減少旅客換乘，提升旅客出行便捷度，該目標(biāo)在既有線列車開行方案編制中使用較多。②運(yùn)輸需求滿足量最大化。該目標(biāo)一般對應(yīng)運(yùn)能較為緊張、無法完全滿足旅客出行需求的情況。在節(jié)假日旅客出行量較大或者運(yùn)輸能力因?yàn)椴豢煽卦蜉^為緊張的情況下，該目標(biāo)也常被使用。③旅客總出行費(fèi)用最小化。該目標(biāo)一般指的是旅客出行的車票費(fèi)用等消耗的最小化，不同類型的旅客對其的敏感度不一樣。④旅客總出行時間最小化。旅客位移中，追求最多的就是旅客總出行時間最小，因此，該目標(biāo)是最常使用的。⑤旅客出行便捷度最大化。該目標(biāo)與直達(dá)客流數(shù)量最大化可達(dá)到同樣的結(jié)果，但是實(shí)現(xiàn)的角度不一樣，該目標(biāo)主要是盡量減少使旅客出行不方便的環(huán)節(jié)。⑥列車停站次數(shù)最少。該目標(biāo)與旅客總出行時間是對應(yīng)的，因?yàn)檠赝就Ｕ镜臏p少往往會帶來旅客出行時間的減少。

3.2 運(yùn)營成本最小化。①列車開行成本最小化。開行成本一般為列車開行的固定成本和可變成本，其中固定成本表示列車被使用后，需要付出的成本，而可變成本與列車被使用的里程數(shù)或者時間有關(guān)。②列車能力虛靡最小。該目標(biāo)主要是保證運(yùn)力資源利用率最大化，減少列車運(yùn)輸能力的浪費(fèi)。③鐵路運(yùn)輸能力的合理利用。該目標(biāo)主要是強(qiáng)調(diào)合理利用鐵路運(yùn)能，避免出現(xiàn)有些區(qū)段或者車站運(yùn)能利用率非常高，而另外一些車站或區(qū)段的利用率卻相對較低。當(dāng)然，還有的目標(biāo)函數(shù)可以同時考慮旅客出行和運(yùn)營成本，如鐵路效益最大化，該目標(biāo)與企業(yè)運(yùn)營成本有著明顯效益背反的關(guān)系，即雖然開行列車數(shù)量越多，成本越大，但是相對的收益也會越多，綜合考慮兩方面的因素。它也一般是旅客開行方案決策中的重要內(nèi)容。

4 列車開行方案的編制和設(shè)計(jì)流程

制定列車開行方案是一個復(fù)雜龐大的過程，需要根據(jù)旅客的需求和出行規(guī)律，合理安排調(diào)度。對高速鐵路而言，滿足旅客的需求，根據(jù)旅客出行選擇行為的影響因素合理安排方案更為重要，如何方便旅客、吸引更多客流，同時又能夠節(jié)約不必要的成本是高速線運(yùn)營需要考慮的重點(diǎn)。因此，本文認(rèn)為高速鐵路開行方案的制定的一般過程為研究特定消費(fèi)群體的敏感因素（在可控范圍內(nèi)吸引更多客流）、對客流量進(jìn)行預(yù)測（以免運(yùn)能浪費(fèi)造成不必要的成本提高或者運(yùn)能不足造成的旅客滿意度減低）、確定開行區(qū)間（符合技術(shù)裝備條件和國家標(biāo)準(zhǔn)）、開行方案制定（包括停站、服務(wù)頻次、列車種類等以滿足客運(yùn)需求、提高運(yùn)營收益）、根據(jù)彈性需求進(jìn)行調(diào)整、運(yùn)營、信息反饋調(diào)整模型等步驟。

對高速鐵路客運(yùn)專線旅客列車開行方案的設(shè)計(jì)工作十分復(fù)雜，需要結(jié)合實(shí)際客運(yùn)需求數(shù)據(jù)和路網(wǎng)實(shí)際情況，運(yùn)用多種方案優(yōu)化方法，最終設(shè)計(jì)出的列車開行方案。完善的列車開行方案對于提升旅客服務(wù)水平和列車運(yùn)行效率、降低企業(yè)運(yùn)營成本具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]聶磊.高速鐵路列車開行方案的優(yōu)化編制[D].北京交通大學(xué)，2011（7）.

[2]陶思宇.客運(yùn)專線網(wǎng)絡(luò)旅客列車開行方案優(yōu)化設(shè)計(jì)與調(diào)整研究[D].西南交通大學(xué)2012（6）.

[3]陳路鋒.高速鐵路客流分配與列車開行方案評估一體化技術(shù)研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2013.