德國柏林中央客運站鐵路車場 設(shè)置及作業(yè)方式研究

花 偉，杜旭升，向思桐

（中國鐵道科學研究院集團有限公司 運輸及經(jīng)濟研究所，北京 100081)

0 引言

德國柏林中央客運站（以下簡稱“柏林站”)位于柏林鐵路樞紐正中心區(qū)域，集高速鐵路、普速鐵路、城市快軌和地鐵于一體，是歐洲最大的綜合旅客交通樞紐。該車站建在萊爾特老車站的原址之上[1]，原有東西向鐵路改建后引入車站高架車場，新建南北向鐵路以隧道方式引入車站地下車場，地鐵及公路隧道引入車站地下車場。同時，地下車場預留磁懸浮鐵路線位[2-3]。柏林站是歐洲鐵路網(wǎng)中非常重要的客運節(jié)點，鐵路客運主體由東西線和南北線在車站立體交匯，東可達俄羅斯莫斯科，西可通法國巴黎，南可達希臘雅典、瑞士蘇黎世和意大利羅馬，北可通丹麥哥本哈根、瑞典斯德哥爾摩，跨線旅客可在柏林站快速集散和便捷換乘。

柏林站包括位于中部的大型立體化換乘中心和位于兩側(cè)的雙塔樓。換乘中心共有5 層（地上3 層、地下2 層)，換乘中心的各層之間通過自動扶梯和電梯上下貫通，大多數(shù)旅客可在站內(nèi)完成換乘，樞紐內(nèi)旅客換乘的平均走行距離約60 m[3-4]。其中，地面層為公交停車場及社會車輛停車場；地上1 層和地下1 層為換乘層，設(shè)有售票設(shè)施和綜合服務(wù)中心。柏林站各個車場的布置圖各有特點，列車作業(yè)組織緊湊有序，是大型鐵路樞紐站設(shè)計、客運組織、列車運行組織的典型案例。通過分析柏林站各車場設(shè)置，探討柏林站作業(yè)方式的特點，研究與我國典型鐵路車站的差異，提出對我國鐵路車站建設(shè)的啟示。

1 德國柏林站東西線方向鐵路車場設(shè)置及作業(yè)方式

1.1 車場設(shè)置

柏林站地上2 層為東西線方向鐵路車場，設(shè)有長途鐵路車場和城市快軌車場。柏林站東西線方向鐵路車場如圖1 所示。由圖1 可見，長途鐵路車場供東西線方向的城際列車和長途列車使用，該車場共有4 條到發(fā)線，編號為11 道至14 道；城市快軌車場設(shè)1 座站臺、2 條到發(fā)線[5-6]，編號為15 道至16 道。長途鐵路車場和城市快軌車場相互獨立，互不連通；每個車場的上下行方向到發(fā)線線束也相互獨立，互不連通，車場規(guī)模小，咽喉區(qū)簡單。

圖1 柏林站東西線方向鐵路車場示意圖Fig.1 Railway yard of Berlin hub at the east-west direction

1.2 長途鐵路車場作業(yè)方式

（1）接發(fā)列車情況。東西線方向的長途鐵路車場共4 條到發(fā)線，每日接入列車305 列，發(fā)出列車303 列，其中始發(fā)列車68 列，終到列車70 列，通過列車235 列(全部停站)。東西線方向長途鐵路車場分時段方向別接發(fā)列車數(shù)量如表1 所示，東西線方向長途鐵路車場各到發(fā)線作業(yè)量如表2 所示。

由表1、2 分析如下。①3 : 00—4 : 00 間本車場不辦理接發(fā)列車作業(yè)；1 : 00—3 : 00 間僅辦理少量列車作業(yè)，只有3 列/d 通過列車。②大部分列車為經(jīng)停通過列車，始發(fā)列車多自東向西開行(61列/d)，終到列車多自西向東開行(63 列/d）。③每條到發(fā)線每日平均接發(fā)列車93.25 列（通過列車按1 列統(tǒng)計)，到發(fā)線利用率很高。④自東向西方向的接車數(shù)最高為10 列/h (含1 組重聯(lián)列車)，發(fā)車數(shù)最高為14 列/h (含2 組重聯(lián)列車)。多數(shù)時段接發(fā)車數(shù)均在9 列/h 以下。自西向東方向，接車數(shù)最高為13 列/h (含2 組重聯(lián)列車)，發(fā)車數(shù)最高僅有8 列/h，多數(shù)時段接發(fā)車數(shù)均在10 列/h 以下，接發(fā)車密度均較低。⑤自東向西方向的接車作業(yè)有2 個高峰期，分別為7 : 00—8 : 00 和16 : 00—17 : 00，平均每小時接車10.0 列；發(fā)車作業(yè)有2 個高峰期，分別為6 : 00—10 : 00 和14 : 00—18 : 00，高峰期每小時平均發(fā)車11.8 列。自西向東方向，接車作業(yè)有 3 個高峰期，分別為 7 : 00—10 : 00、15 : 00—18 : 00 和19 : 00—22 : 00，高峰期每小時平均接車10.6 列。發(fā)車作業(yè)無明顯高峰期。

（2）運行組織情況。東西線方向長途鐵路車場運行圖規(guī)律性較強。各方向的到發(fā)作業(yè)時刻以小時為單位周期性重復，東西線方向列車到發(fā)時刻如表3 所示。

表1 東西線方向長途鐵路車場分時段方向別接發(fā)列車數(shù)量 列Tab.1 Number of receiving and departing trains from the long-distance railway yard at the east-west direction by time period and direction

表2 東西線方向長途鐵路車場各到發(fā)線作業(yè)量 列/dTab.2 Operation volume of each arrival-departure track in east-west direction long distance railway yard

表3 東西線方向列車到發(fā)時刻 minTab.3 Arrival and departure time of train in east-west direction

表4 東西線方向長途鐵路車場作業(yè)時間情況 minTab.4 Operation time of long distance railway yard in east-west direction

此外，各時段開行的列車類型和區(qū)域也有一定的規(guī)律。例如，5 : 00—22 : 00 間，雙方向每小時至少到達1 列RB14 列車、2 列RE1 列車、1列RE2 列車和1 列RE7 列車；10 : 00—24 : 00 間，自西向東方向每小時到達1 組ICE 組合列車；4 : 00—20 : 00 間，自東向西方向每小時發(fā)出1 組ICE 組合列車。7 : 00—10 : 00 間 和15 : 00—18 : 00 間，自東向西方向每小時至少到達1 組RB 組合列車。

（3）作業(yè)時間分析。東西線方向長途鐵路車場的作業(yè)時間如表4 所示。

根據(jù)運行圖數(shù)據(jù)及東西線方向長途鐵路車場作業(yè)時間分析如下。

①追蹤間隔時間。自東向西方向列車最小追蹤間隔為3 min，多數(shù)列車以 4 min 或以上間隔運行，高峰時段列車平均間隔為4.8 min。此外，除了7 : 00—8 : 00，在每小時之間均有10 min 以上的空閑時間無列車到發(fā)。自西向東方向列車最小追蹤間隔為2 min，多數(shù)列車以 5 min 或以上間隔運行，高峰時段列車平均間隔為4.9 min。此外，在每小時之間均有10 min 以上的空閑時間。

②經(jīng)停通過列車作業(yè)時間。經(jīng)停通過列車中只有2 列IC 列車，停站時間為4 min，其余經(jīng)停通過列車全為RE 和RB列車，停站時間為1 ～ 2 min。

③始發(fā)列車作業(yè)時間。每日共開行自東向西方向的始發(fā)列車61 列，通過時刻表推算，自東向西方向的始發(fā)列車作業(yè)可在 4 min 內(nèi)完成（整備作業(yè)可提前在后方站辦理完畢）。自西向東方向每日只有7 列始發(fā)列車，通過時刻表推算，自西向東方向的始發(fā)列車作業(yè)在8 min 內(nèi)完成（整備作業(yè)可提前在后方站辦理完畢）。

④終到列車作業(yè)時間。自東向西方向每日只有7 列終到列車，通過時刻表推算，自東向西方向的終到列車作業(yè)可在6 min 內(nèi)完成（整備作業(yè)可在前方站辦理)。自西向東方向每日共開行63 列終到列車，通過時刻表推算，自西向東方向的終到列車作業(yè)可在4 min 完成（整備作業(yè)可在前方站辦理)。

⑤折返列車作業(yè)時間。受車場設(shè)備條件限制，列車到達后不能在本站立即折返，需要運行至前方站實現(xiàn)當日折返或過夜折返。每日在前方站實現(xiàn)當日折返的列車數(shù)少于20 列。當日折返作業(yè)時間多超過60 min，過夜折返時間則在10 h 以上。

⑥發(fā)到作業(yè)間隔時間。相同股道最短發(fā)到作業(yè)間隔時間為3 min。例如，11 道，7 : 41 出發(fā)1 列，7 : 44 到達1 列；13 道，9 : 21 出發(fā)1 列，9 : 24 到達1 列。同一線束最短發(fā)到作業(yè)間隔時間為1 min。例如，12 道16 : 43 出發(fā)1 列，11 道16 : 44 到達1 列；13 道19 : 15 出發(fā)1 列，14 道19 : 16 到達1 列。

1.3 城市快軌車場作業(yè)方式

（1）辦理列車情況。東西線方向，城市快軌車場日辦理通過列車715 列，無始發(fā)終到列車。東西線方向城市快軌車場到發(fā)線到發(fā)線作業(yè)量如表5 所示。

表5 東西線方向城市快軌車場到發(fā)線作業(yè)量 列/dTab.5 Operation volume of arrival-departure track of suburban train yard in east-west direction

由表5 可見，通過分析列車運行圖數(shù)據(jù)，可得到辦理列車數(shù)量在時間上的分布特點如下。

①全天除1 : 00—4 : 00 間辦理列車數(shù)量較少外，其它時段辦理的通過列車數(shù)量均在23 列/h 以上。6 : 00—20 : 00 間，各時段辦理的通過列車數(shù)量均達到36 列/h，其中經(jīng)停列車18 列/h（15 道經(jīng)停列車6 列，16 道經(jīng)停列車12 列)。

②單方向高峰時段最大接發(fā)車數(shù)量達到36列/h。

③全天高峰期從4 : 00 開始，一直持續(xù)到第2天1 : 00，持續(xù)時間達21 h，高峰期平均辦理通過列車33.7 列/h。

④2 條到發(fā)線全天共辦理通過列車715 列，其中停站列車358 列，不停站列車357 列，到發(fā)線利用率很高。

（2）規(guī)格化列車運行組織。東西線方向上的城市快軌車場同時辦理S3、S5、S7、S9 等4 條城市快軌線路列車。雖然每條快軌線路列車的始發(fā)終到車站不盡相同，但車場仍采用了規(guī)格化列車運行圖，不同線路的列車按節(jié)拍組織開行。如高峰小時內(nèi)，自東向西方向每組列車按2 min、3 min、5 min間隔依次到達車站，每組列車按通過、停站、停站模式辦理作業(yè)，停站時間為1 min；自西向東方向每組列車按5 min、3 min、2 min 間隔依次到達車站，每組列車按停站、通過、通過模式辦理作業(yè)，停站時間為1 min。非高峰小時采取抽線的方式組織列車開行，抽線后保留的列車與高峰時刻表中對應(yīng)列車的到發(fā)時刻保持一致。

2 德國柏林站南北線方向鐵路車場設(shè)置及作業(yè)方式

2.1 車場設(shè)置

柏林站地下2 層為南北線方向的鐵路車場和地鐵線路。鐵路車場設(shè)4 座站臺、8 條到發(fā)線[5-6]，供南北線方向的長途列車和短途列車使用，柏林站南北線方向鐵路車場如圖2 所示。南北線方向的鐵路車場設(shè)有8 條到發(fā)線，編號為1 至8 道。南北方向各有4 個方向線路引入，共用1 個車場，整個車場采用對稱式設(shè)計，上、下2 個半場用渡線相互連通，咽喉區(qū)長度短，平行進路多。地鐵線路設(shè)1 座站臺、2 條到發(fā)線，用于接發(fā)地鐵列車。

2.2 作業(yè)方式

（1）接發(fā)列車數(shù)量。南北線方向鐵路車場1 至4 道主要負責接發(fā)自北向南的通過列車和在柏林站以北運行的始發(fā)終到列車，5 至8 道主要負責接發(fā)自南向北的通過列車和在柏林站以南運行的始發(fā)終到列車。車場全天共接入列車225 列，發(fā)出列車223 列，其中始發(fā)列車58 列，終到列車60 列，通過列車165 列(全部列車均在柏林站?？?，南北線方向鐵路車場到發(fā)線利用情況如表6 所示。

圖2 柏林站南北線方向鐵路車場示意圖Fig.2 Railway yard of Berlin hub at the south-north direction

表6 南北線方向鐵路車場到發(fā)線利用情況 列/dTab.6 Utilization of arrival-departure track of the railway yard at the south-north direction

表7 南北線方向鐵路車場辦理接發(fā)車作業(yè)時刻情況 minTab.7 Receiving and departure train operation time in the south-north railway yard

同時，從表6 和運行圖數(shù)據(jù)中可以分析得到以下信息。

①2 : 00—4 : 00 間本車場不辦理接發(fā)列車作業(yè)，0 : 00—2 : 00 間僅辦理少量列車作業(yè)，只有4 列終到列車、2 列始發(fā)列車。

②通過列車占全部列車的73.3%。向南開行的始發(fā)列車數(shù)量稍多(共39 列)，終到列車開行數(shù)量雙方向基本相同(分別為28 列和32 列)。

③每條到發(fā)線全天平均接發(fā)列車35.37 列(通過列車按1 列統(tǒng)計)，到發(fā)線1 h 最多發(fā)出4 列列車(1 組重聯(lián)始發(fā)列車、2 列始發(fā)列車、1 列通過列車)，最多接入4 列列車(3 列通過列車、1 列終到列車)，到發(fā)線利用率較高。

④自北向南方向接車數(shù)合計最高僅為7 列/h，發(fā)車數(shù)合計最高為9 列/h。自南向北方向接車數(shù)合計最高僅為8 列/h，發(fā)車數(shù)合計最高僅為7 列/h。接發(fā)車密度均較低。

⑤自北向南方向，接發(fā)車作業(yè)全天均無明顯高峰期，6 : 00—21 : 00 間，每小時平均接車5.9 列；5 : 00—21 : 00 間，每小時平均發(fā)車6.8 列。自南向北方向，接發(fā)車作業(yè)全天均無明顯高峰期，6 : 00—22 : 00 間，每小時平均接車6.4 列；5 : 00—22 : 00 間，每小時平均發(fā)車5.5 列。

（2）運行組織情況。南北線方向鐵路車場的運行圖規(guī)律性較強[7]，不同種類列車每小時接發(fā)車作業(yè)多在表7 所給的時刻辦理，其中，29±1 min 表示(28 min、29 min 或30 min)。

（3）作業(yè)時間分析。南北線方向鐵路車場列車到發(fā)間隔時間如表8 所示，南北線方向鐵路車場經(jīng)停列車作業(yè)時間如表9 所示，南北線方向鐵路車場始發(fā)、終到、折返作業(yè)時間如表10 所示。

①列車間隔時間。不同行車方向、不同列車組合，列車到發(fā)間隔不同。自北向南方向(自北側(cè)接入、向南側(cè)發(fā)出)，同一線路方向列車最小到到間隔為4 min，最小發(fā)發(fā)間隔可達2 min，不同線路方向列車到達的最小間隔為2 min，出發(fā)的最小間隔為1 min。由南向北方向(由南側(cè)接入、向北側(cè)發(fā)出)，同一線路方向列車最小到到間隔為3 min，最小發(fā)發(fā)間隔為4 min，不同線路方向列車到達的最小間隔為1 min，出發(fā)的最小間隔為1 min。無同側(cè)列車同時到達或出發(fā)的情況。本車場以通過列車為主，同一股道，列車從北側(cè)接入，向南側(cè)出發(fā)的最小發(fā)到間隔為5 min，列車向北側(cè)出發(fā)，從北側(cè)接入的最小發(fā)到間隔為6 min；列車從南側(cè)接入，向北側(cè)出發(fā)的最小發(fā)到間隔為3 min，列車向南側(cè)出發(fā)，從南側(cè)接入的最小發(fā)到間隔為8 min。不同股道，列車從北側(cè)接入，向北側(cè)發(fā)出的最小發(fā)到間隔為0 min，列車從南側(cè)接入，向南側(cè)發(fā)出的最小發(fā)到間隔為1 min。列車進路存在部分重疊的情況下，可同時進行接發(fā)列車作業(yè)。

②經(jīng)停通過列車作業(yè)時間。不同類型列車、不同方向列車、不同時段列車的停站時間不同。RB10列車停站時間全部為2 min；RE3 列車自北向南方向停站時間多為2 min，由南向北方向停站時間多為 9 min；RE4 列車停站時間在3 ～ 8 min 之間，無明顯規(guī)律；RE5 列車自北向南方向停站時間多為4 min，由南向北方向停站時間多為2 min；ICE、EC 列車停站時間除個別時段為4 min 外，多超過9 min。

③始發(fā)列車作業(yè)時間。本車場共辦理始發(fā)列車58 列，通過時刻表推算，始發(fā)作業(yè)最短可在5 min完成（整備作業(yè)可提前在后方站辦理完畢)。例如，ICE 808 列車6 : 38 發(fā)車，大概在6 : 33 到站。

④終到列車作業(yè)時間。本車場共辦理終到列車60 列，通過時刻表推算，終到作業(yè)最短可在5 min完成(整備作業(yè)可在前方站辦理)。例如，IC 2222列車12 : 52 到站，12 : 57 駛離車站。

⑤立折列車作業(yè)時間。本車場辦理的折返列車有本線折返列車、當日轉(zhuǎn)線折返列車和過夜折返列車。本線折返作業(yè)時間一般為30 min，最短僅有 6 min。例如，RE 3 (3357)、RE 3 (3355)均在6 min完成折返作業(yè)。當日轉(zhuǎn)線折返作業(yè)多超過180 min，最短時間僅有30 min。例如，RB 10 (18509)、RB 10 (18513)均在30 min 完成折返作業(yè)。過夜折返時間一般多在5 h 以上。

表8 南北線方向鐵路車場列車到發(fā)間隔時間 minTab.8 Time interval between arrival and departure of trains in the south-north railway yard

表9 南北線方向鐵路車場經(jīng)停列車作業(yè)時間 minTab.9 Operation time of trains passing through the yard in the southnorth direction

表10 南北線方向鐵路車場始發(fā)、終到、折返作業(yè)時間 minTab.10 Operation time of trains starting, ending and turnaround in the railway yard at the south-north direction

3 我國鐵路車站建設(shè)啟示

（1）車場規(guī)模不大，布局設(shè)置靈活。柏林站的鐵路車場布局根據(jù)不同方向列車開行特點、樞紐內(nèi)分工定位，以及旅客換乘需求靈活設(shè)置。東西線方向兩個鐵路車場采用分場、分方向設(shè)計，南北線方向鐵路車場采用合場對稱設(shè)計，車場規(guī)模均不大。而且在列車到發(fā)密度為10 列/h 的情況下，各時段間仍有空閑時間，說明每個方向設(shè)置1 至2 條到發(fā)線，在合理作業(yè)安排下，可以滿足高密度列車接發(fā)的需要。國內(nèi)中間站到發(fā)線數(shù)量普遍較少，但在實際運輸生產(chǎn)中卻存在因到發(fā)線數(shù)量不足而影響列車追蹤與運行調(diào)整的問題。建議辦理通過列車為主的車站合理設(shè)置到發(fā)線數(shù)量，加強列車運行組織，進一步提高到發(fā)線的利用率。

（2）咽喉長度較短，咽喉區(qū)布置緊湊。東西線方向鐵路車場上、下行方向之間互不連通，咽喉區(qū)僅有1 副道岔，咽喉的布置非常簡單。南北線方向鐵路車場咽喉區(qū)采用交叉渡線將上、下半場連接起來，咽喉區(qū)長度短，布置緊湊，平行進路較多。咽喉區(qū)過長會顯著增加列車追蹤間隔、起停車附加時分、咽喉區(qū)及到發(fā)線占用時間。建議簡化咽喉區(qū)布置，并在條件允許的情況下采用交叉渡線取代八字渡線以進一步壓縮咽喉區(qū)長度。

（3）無專設(shè)的進出段走行線。柏林站以辦理通過列車為主，但長途鐵路車場均有部分始發(fā)終到列車，其中多數(shù)列車運行至前方站進行折返作業(yè)或檢修作業(yè)，柏林站并未設(shè)計專門的進出段走行線，避免了調(diào)車作業(yè)與接發(fā)列車作業(yè)間的沖突。國內(nèi)在大型客運站和始發(fā)終到動車組列車較多的車站都設(shè)有動車段所，并設(shè)有專門的出入段走行線。建議通過優(yōu)化咽喉設(shè)計以減少出入段進路與列車接發(fā)進路間的交叉干擾，并將出入段走行線的信號系統(tǒng)設(shè)計為列車運行模式。

（4）列車作業(yè)時間短。盡管柏林站列車種類多（高速列車、普速列車，區(qū)域列車、洲際列車，組合列車，夜行臥鋪列車)、開行區(qū)段多，但車場基本采用規(guī)格化運行圖，列車在站作業(yè)時間短，不同種類列車作業(yè)緊湊有序，到發(fā)線利用率高。另外，壓縮作業(yè)時間可縮短到發(fā)線的占用時間，減少需要到發(fā)線的數(shù)量。因此，鐵路運營部門應(yīng)進一步提升相關(guān)作業(yè)環(huán)節(jié)的效率，加強旅客乘降作業(yè)，盡可能壓縮列車在站作業(yè)時間。

（5）優(yōu)化作業(yè)規(guī)章有利于提高車站接發(fā)車能力，如允許同時辦理進路部分重疊的列車到發(fā)或發(fā)到作業(yè)，允許以2 min 間隔發(fā)車[8]等。在保障行車安全的前提下，研究進一步縮短列車進路辦理時間，簡化列車到發(fā)作業(yè)環(huán)節(jié)的辦法和措施。