提高滬杭高速鐵路運(yùn)輸能力的探討

盧萬(wàn)勝 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司運(yùn)輸部

1 引言

高速鐵路的發(fā)展在很大程度上緩解了既有鐵路運(yùn)輸能力不足的狀況，也大大縮短了旅客的在途旅行時(shí)間，提高了旅客運(yùn)輸?shù)姆?wù)質(zhì)量，高速鐵路逐漸成為鐵路發(fā)展的趨勢(shì)。根據(jù)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，一批重大標(biāo)志性項(xiàng)目建成投產(chǎn)，鐵路網(wǎng)規(guī)模達(dá)到十五萬(wàn)公里，其中高速鐵路三萬(wàn)公里，覆蓋80%以上的大城市。目前上海鐵路局集團(tuán)有限公司管轄高鐵營(yíng)業(yè)里程已占全路高鐵里程的1/6，作為“四縱四橫”主通道之一的滬昆高鐵也于2016年12月28日全線正式通車。

滬杭高鐵作為滬昆高鐵的一部分，承擔(dān)著滬昆通道跨線客流和區(qū)域本線客流的雙重運(yùn)輸任務(wù)，與杭深、杭長(zhǎng)、杭黃等多條高鐵線路匯集，且隨著金麗溫客專、杭州東至杭州南站間4線的開通，滬杭高鐵列車開行密度越來(lái)越大，運(yùn)輸能力也越來(lái)越緊張，目前已經(jīng)接近飽和狀態(tài)，已成為上海南向高鐵通道的進(jìn)出瓶頸，運(yùn)能矛盾日益顯著。因此，亟需在研究滬杭高鐵現(xiàn)有問題和成因的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性的提出滬杭高速鐵路運(yùn)輸能力提升措施和運(yùn)輸組織優(yōu)化方案，在短期內(nèi)釋放滬杭能力，特別是滬杭跨線能力，為滿足滬杭高鐵運(yùn)輸需求提供決策依據(jù)。

2 滬杭高鐵開行現(xiàn)狀及問題分析

滬杭高速鐵路（滬昆高速鐵路－滬杭段）連接上海與杭州，是中國(guó)“四縱四橫”高速鐵路網(wǎng)絡(luò)中滬昆高速鐵路的一個(gè)組成部分。工程自2009年2月26日動(dòng)工，2010年10月26日正式通車運(yùn)營(yíng)，正線全長(zhǎng)158.78 km，其中87%為橋梁工程，最高設(shè)計(jì)時(shí)速350 km/h。全線共設(shè)車站9座，在上海境內(nèi)有上海虹橋站、松江南站、金山北站3座車站，在浙江境內(nèi)設(shè)嘉善南、嘉興南、桐鄉(xiāng)、海寧西、余杭、杭州東站6站。除上海虹橋與杭州東站外，僅嘉興南站為4臺(tái)6線，其余各站均為2臺(tái)4線。

2.1 滬杭高鐵開行現(xiàn)狀

目前滬杭高速鐵路實(shí)行的是2019年4月10日運(yùn)行圖，列車對(duì)數(shù)已達(dá)到148.5對(duì)。有關(guān)參數(shù)如表1所示，其中，起、停附加時(shí)分分別為2 min和3 min。

表1 滬杭高鐵2019年4月10日運(yùn)行圖有關(guān)參數(shù)

（1）從列車速度上看。時(shí)速300 km/h的動(dòng)車組列車有125.5對(duì)，采用“G”字頭標(biāo)識(shí)；時(shí)速250 km/h的動(dòng)車組列車有23對(duì)，采用“D”字頭標(biāo)識(shí)。

（2）從是否為跨線列車看?？缇€列車141.5對(duì)，本線列車7對(duì)。由于本線列車發(fā)車頻率不高，跨線列車中“D”字頭列車票價(jià)相對(duì)便宜，而且杭州東站與市區(qū)地鐵、公交交通銜接方便等因素，跨線列車承擔(dān)了很大部分的本線客流。

2.2 滬杭高鐵能力存在問題分析

目前滬杭高鐵的運(yùn)輸能力越來(lái)越緊張，增開列車對(duì)數(shù)越來(lái)越困難，運(yùn)行圖鋪畫難度增加，主要原因如下：

（1）滬杭高鐵客流需求較大，且以跨線客流為主。滬杭高鐵處于特殊的地理位置，上海作為特大城市，客運(yùn)需求旺盛；同時(shí)，滬杭高鐵承擔(dān)滬昆通道跨線客流和區(qū)域本線客流的雙重運(yùn)輸任務(wù)，且與甬臺(tái)溫、杭長(zhǎng)、杭黃等多條高鐵線路匯集，跨線客流較多。

（2）沿線車站對(duì)停站次數(shù)要求高。滬杭高鐵沿線車站中，除了作為縣級(jí)市的嘉興南站客流量較大外，其他各站由于旅游、商務(wù)等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)旺盛，客流需求也比較大。但由于高速線路上列車速度普遍較高，且高速列車采用的是連續(xù)式一次速度控制模式運(yùn)行，追蹤間隔時(shí)間也相對(duì)較小，使得列車停站時(shí)分及起停附加時(shí)分對(duì)通過能力的影響突出。停站次數(shù)的增多會(huì)對(duì)通過能力產(chǎn)生較大的影響。

（3）速差對(duì)通過能力影響較大。當(dāng)高速鐵路采用不同速度等級(jí)列車混行的開行模式時(shí)，由于中速列車的扣除系數(shù)大于高速列車，區(qū)段內(nèi)通過能力會(huì)隨著中速列車比例的增大先減小后增大；且不同等級(jí)列車速差越大，扣除系數(shù)越大，對(duì)區(qū)間通過能力的影響也會(huì)越大。目前滬杭通道上還有23對(duì)“D”字頭列車，對(duì)滬杭通道的運(yùn)能影響較大。

（4）受各類設(shè)施設(shè)備能力的制約。滬杭段共設(shè)7個(gè)中間站，除嘉興南站外其他車站同方向僅設(shè)一條到發(fā)線，受同方向發(fā)接間隔6 min的限制，對(duì)通過能力影響較大；同時(shí)受到杭州東動(dòng)車所能力限制，上午時(shí)段上行始發(fā)列車數(shù)較少。

3 滬杭高鐵運(yùn)輸能力提高措施

3.1 增加重聯(lián)列車開行對(duì)數(shù)

為了應(yīng)對(duì)線路客運(yùn)需求不均衡、部分區(qū)段線路能力緊張的情況，歐洲和日本鐵路常采取十分靈活的“翼型”列車開行方案，在干線開行重聯(lián)動(dòng)車組列車，在支線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行去程分解、回程重聯(lián)，具有可操作性，且運(yùn)用較為成熟。

目前滬杭高速鐵路圖定列車開行對(duì)數(shù)已達(dá)148.5對(duì)，圖定單組運(yùn)行的有38對(duì)，圖定重聯(lián)但實(shí)際按單組運(yùn)行的有8對(duì)，實(shí)際單編運(yùn)行的有46對(duì)，占總運(yùn)行對(duì)數(shù)的31%。其中，上海局擔(dān)當(dāng)?shù)膱D定單組列車有28對(duì)。根據(jù)客流和線路運(yùn)輸能力的實(shí)際情況，在充分考慮重聯(lián)成本、滬昆浙江段以外客流不飽滿現(xiàn)狀、重聯(lián)列車在杭州東站及其以遠(yuǎn)進(jìn)行解編和重聯(lián)操作可行性的基礎(chǔ)上，可以考慮采取靈活的動(dòng)車組列車開行方案，在滬杭這一黃金段都采用重聯(lián)運(yùn)行，可在現(xiàn)有能力的基礎(chǔ)上提高15%左右。

3.2 增開“G”字頭列車

由表1可知，目前滬杭高鐵開行的“D”字頭列車有23對(duì)（包括5對(duì)動(dòng)臥列車），較高速列車運(yùn)行速度慢、停站次數(shù)多。為了提高滬杭線的區(qū)段運(yùn)輸能力，可以考慮將除動(dòng)臥外的其余18對(duì)“D”字頭列車換成“G”字頭列車。同時(shí)，合理安排動(dòng)臥列車的鋪畫方式，可以考慮將其安排至停站較多的“G”字頭列車間，盡量縮小其與前行、后行列車的速度差，減小動(dòng)臥列車的扣除系數(shù)，并在一定程度上避免其待避，縮短動(dòng)臥列車的旅行時(shí)間。

3.3 采用分號(hào)運(yùn)行圖

針對(duì)滬杭高鐵平日部分運(yùn)能虛糜、周末或節(jié)假日旅游客流增多能力緊張的情況，鐵路客運(yùn)部門可以采取平日基本運(yùn)行圖和周末分號(hào)運(yùn)行圖分時(shí)運(yùn)用的措施。在周一至周四期間實(shí)行平日基本運(yùn)行圖，在周五至周日以及節(jié)假日期間實(shí)行分號(hào)運(yùn)行圖。

（1）基本運(yùn)行圖。在日常時(shí)段，滬杭線以商務(wù)、通勤和少量旅游客流為主，運(yùn)行圖主要需要考慮旅客的便捷和舒適度。在無(wú)越行情況下，高速列車在區(qū)段內(nèi)最有利的停站方式是交錯(cuò)停站（如圖1），即前行列車停靠遠(yuǎn)方站，由遠(yuǎn)及近依次停站。增加高速列車在途停站次數(shù)，有利于增加所在地區(qū)居民的出行便利性，但對(duì)通過能力的影響較大（一次停站至少會(huì)增加6 min的額外時(shí)間）。因此，可以在充分考慮車站到發(fā)線數(shù)量和客運(yùn)需求的基礎(chǔ)上，沿用現(xiàn)有停站方案，或按各站停站次數(shù)均衡等原則以及旅客出行特點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，按照最優(yōu)方式鋪畫運(yùn)行圖。

圖1 最優(yōu)停站方式

（2）分號(hào)運(yùn)行圖。在小長(zhǎng)假等高峰時(shí)段，滬杭線以蘇、錫、常、滬的旅游客流為主，其目的地是杭州及其以遠(yuǎn)。高峰時(shí)段滬杭段的重點(diǎn)任務(wù)應(yīng)該是輸送中長(zhǎng)途旅客。因此，可以考慮在周末及小長(zhǎng)假期間實(shí)施以通道能力最大化為目標(biāo)的分號(hào)運(yùn)行圖，滬昆通道長(zhǎng)途列車在滬杭段采取直通運(yùn)營(yíng)的模式，合理調(diào)整其余列車在中間小站的停站率，并加開以寧波、黃山、金華方向?yàn)槟康牡氐墓軆?nèi)客車，充分釋放滬杭高鐵通道能力。

3.4 挖掘無(wú)效時(shí)間帶潛在通過能力

為了滿足設(shè)備日常維修的需要，高速鐵路均設(shè)置有綜合維修天窗，天窗時(shí)間為4h左右，在每日的0:00-6:00間進(jìn)行，天窗類型為垂直天窗。高速列車通常在6:00后始發(fā)、在0:00前終到。因此，每個(gè)區(qū)段對(duì)于長(zhǎng)線列車存在一個(gè)無(wú)效時(shí)間帶，0:00前距離始發(fā)站越近，無(wú)效時(shí)間帶越長(zhǎng)；6:00后距離始發(fā)站越遠(yuǎn)，無(wú)效時(shí)間帶越長(zhǎng)，如圖2所示，圖中斜紋部分即為無(wú)效時(shí)間帶。

圖2 天窗形成的無(wú)效時(shí)間帶示意圖

針對(duì)長(zhǎng)線列車無(wú)效時(shí)間帶通過能力虛糜的問題，可根據(jù)實(shí)際的客運(yùn)需求，開行短交路列車。在無(wú)效時(shí)間帶加開短途列車，一定程度上能夠提高通過能力利用率。

3.5 根據(jù)滬杭高鐵各站實(shí)際站型確定起停附加時(shí)分

列車的起停附加時(shí)分與列車動(dòng)力、速度、站場(chǎng)的咽喉區(qū)長(zhǎng)度、司機(jī)操作水平等有關(guān)。建議機(jī)務(wù)部門根據(jù)滬杭運(yùn)行的動(dòng)車組種類、各站的站場(chǎng)情況，依據(jù)理論計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)寫實(shí)，確定各站的起停時(shí)分。經(jīng)初步計(jì)算得出以下可行的起停時(shí)分，如表2所示。

表2 滬杭高鐵各占可行起停附加時(shí)分（單位：min）

由表2可知，現(xiàn)行的起停附加時(shí)分仍有優(yōu)化空間。

3.6 利用閑置的運(yùn)行線在高峰時(shí)段開行管內(nèi)列車

利用滬杭高鐵閑置的長(zhǎng)途線G1385/6、G1353/4次（長(zhǎng)期不曾開行）開行管內(nèi)短途列車，在周末及節(jié)假日作為能力補(bǔ)充，增加滬杭運(yùn)輸能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前滬杭高鐵能力已處于接近飽和狀態(tài)，根據(jù)上述優(yōu)化方式，結(jié)合對(duì)滬杭高鐵既有運(yùn)行圖提高運(yùn)能的預(yù)鋪畫，得出在不改變現(xiàn)有運(yùn)行圖框架的基礎(chǔ)上，通過增加重聯(lián)列車開行對(duì)數(shù)、增開“G”字頭列車、采用分號(hào)運(yùn)行圖并優(yōu)化停站方案、挖掘無(wú)效時(shí)間帶潛在通過能力、依據(jù)滬杭高鐵各站實(shí)際設(shè)定中間站起停附加時(shí)分、利用閑置的運(yùn)行線在高峰時(shí)段開行管內(nèi)列車等措施，可以在一定程度上釋放滬杭能力，增加上海南-嘉興南間運(yùn)行線15對(duì)左右，嘉興南-杭州東間運(yùn)行線11對(duì)左右，滿足滬杭本線以及杭黃跨線快速增長(zhǎng)的客流需求。