研发开行时速200 km机辆模式旅客列车必要性分析

江 峰

（兰州交通大学 交通运输学院，硕士研究生，甘肃 兰州 730070）

随着“十一五”中长期铁路网规划的快速实施，在不久的将来，将组成由350 km/h高速铁路为引领，以250 km/h客运专线为依托，结合大量既有线路的快速客运网络。由于运输需求的多样性以及列车运行组织的复杂性，将不可避免地产生不同速度等级列车互相跨线运行的现象［1］。

既有机辆模式的普通旅客列车跨高速线路运行时，由于速度较低，与高速动车组运行速差较大，加之客运专线站间距较大，运行密度高，对于客运专线的通过能力有较大影响。特别按既有120 km/h速度运行的列车跨高速线运行，一方面会造成运行图扣除系数的增加，给运营组织带来了一定的困难，制约着客运专线通过能力的发挥。同时，也必然会使普速列车普遍出现较长时间的待避，影响旅行速度的提高。

在旅客列车与货物列车混跑的既有线路上，伴随着近年来为提高经济效益不断关闭中小车站，部分线路平均站间距加大，对运输组织造成了一定困难。目前我国主要干线技术标准普遍达到160～200 km/h，但机车车辆最高构造速度仍徘徊在140～160 km/h。为此，研发开行200 km/h机车车辆模式旅客列车（以下简称200 km/h模式），对于提高客运专线通过能力、提高既有线通过能力、增加既有线客运能力、丰富运输产品等具有积极意义。现从开行200 km/h模式对客运专线、既有线能力的影响以及既有线客运的意义和有助于丰富运输产品等4个方面，对研发开行200 km/h模式的必要性进行分析论证。

1 200 km/h模式对客专能力的影响

从铁路网发展情况来看，未来高速铁路网络主要分为 350 km/h和 200～250 km/h 2 个速度级别［2］，其中350 km/h级别高速铁路完全使用动车组运行，而部分200～250 km/h级别客运专线将会承载跨线机辆模式列车运行［3］。

1.1 扣除系数与速差对客专通过能力发挥的制约

铁路通过能力一般按区段计算，是指该铁路区段在一定的机车车辆和行车组织方法条件下，其固定设备在单位时间内（通常指一昼夜）所能通过的列车对数或列车数［1］。影响区间通过能力的主要因素有区间正线数、区间长度、线路纵断面、机车类型、信号、联锁、闭塞设备的种类等。

平行运行图是理想状态下，即最大通过能力状态下所采用的运行图［1］。此种状态下列车均以相同速度运行，在闭塞设备的保证下可以达到最大的通过能力。但实际上，在存在不同速度等级列车运行的线路上几乎不可能实现。

通常情况下，在有不同速度等级列车跨线运行的客运专线上，采用的是非平行运行图，高速客运专线的通过能力计算与既有线原理相同，不同的是既有线以货物列车作为计算标准，客运专线由于其自身运行组织的特性，相关扣除系数以高速列车为计算标准，经过推导得出的客运专线通过能力（假定高速列车运行速度相同）为

式中：t无效为由于施工、天窗等造成的运行图无效时间；

ε普为普速列车扣除系数；

n高为运行图上铺画高速列车对数；

1.2“大区间”对客运专线通过能力的制约 所谓“大区间”，是指由于高速动车组与普速列车运行速度差而造成的区间运行时分差大于区间追踪间隔时间，致使前行待避列车与后行越行列车必须保证有1个区间间隔，从而产生所谓“大区间”追踪运行的情况。在这种情况下，为不影响后续高速列车的正常通行，前行列车不得不在站待避较长的时间。以胶济客运专线（362 km）为例，济南（含济南东）至青岛间运行动车组18对，平均用时为2 h 24 m in。普速列车（包含120 km/h和140 km/h 2种运行标尺）平均运行时间为4 h 51 m in。参照无待避状态下以平均运行速度100 km/h计，纯旅行时间为3 h 36 m in左右。可见待避造成的平均运行时间延长达1 h左右。

“大区间”的存在使得客运专线通过能力的发挥受到极大制约，对跨线运行的普速列车而言，由于待避时间长，将会造成区间运行时分的延长，在市场竞争中丧失速度优势。

1.3 200km/h模式对发挥客专通过能力的作用 由式（1）可见：针对具体线路，信号制式、线路允许速度、站间距确定的情况下，非平行运行图的通过能力主要受ε普的限制，减少ε普的数值将有利于增加非平行图通过能力。

朴素之美（吴语） .......................................................................................................................................... 5-48

而列车运行速差对ε普的数值有直接影响，计算表明，减少列车速差将会使列车扣除系数降低，开发运行200 km/h模式，有助于减少由于高速动车组和普速旅客列车速差过大，而产生的普通旅客列车扣除系数过高的问题，使得列车运行图趋向平行排布，充分利用线路的设计通过能力。

在存在“大区间”运行的客专区段，提高普速列车的时速，达到与动车组同速或缩小速差，减小t差对追踪运行的影响，可以使部分“大区间”满足追踪运行的需求，变为正常追踪区间。同时可以缩短普速旅客列车在站待避时间，提高旅行速度。

2 200km/h模式对既有线能力的影响

2.1 缩减区间运行时分 近年来，伴随着既有线电气化改造、提速改造，以及对运输成本控制而关闭大量小站，使得既有线路平均站间距增长，长大区间使组织不同速度等级的列车越行呈现出新的特点：即可能产生旅客列车与货物列车区间运行时分差（t差）大于区间追踪间隔时间（t追），而使前行待避列车与后行越行列车必须保证1个区间间隔，从而产生“大区间”追踪运行的情况。在货物列车速度受到限制的情况下，前行列车的待避时间主要与后行列车在区间的运行时分有关，提高旅客列车的运行速度，缩短在相同区间内的运行时分，有利于减少前行低速列车的在站待避时间，从而提高线路整体通过能力。

2.2 满足长大坡道区段运输需求 现有170 km/h级别直流客运电力机车（SS8，SS9，SS7D/E）等机车运用紧张，其在连续长大坡道路段的牵引性能较差，在部分新开通线路的长大坡道区段（如石太、宜万），运用机车满负荷运行仍无法满足准高速运用需求，长期低于机车车辆和线路允许速度运行，降低了运用效率。组织开发200 km/h机车、车辆，对于缩短被越行列车在站待避时分，提高长大坡道区段旅行速度，提高既有线的通过能力等具有积极意义，是针对目前我国机车、车辆设备缺口的有力补充。

3 200 km/h模式对既有线客运的意义

组织时速200 km/h机车车辆开行提速列车，对既有线旅客运输的积极意义主要有3个方面。

3.1 发挥线路能力 开发时速200 km机辆模式，提高既有线旅客列车速度有利于运输组织，能充分发挥线路允许速度优势，保证线路通过能力。

3.2 提高既有线运输效率 通过六次大提速我国既有线的运输能力已经有了很大提高，但是这种提高有时是以牺牲既有线的运输效率换来的，在未来的运输组织中应更加注重效率的提高。客货混跑区段，在运输密度一定的情况下，提高旅客列车的速度就意味着缩短旅客列车机车、车底在途时分，加速机车、车辆的周转。在列车运行图合理排布的情况下，还可通过压缩区间运行时分等，减少待避列车的在途待避时间。研发开行高速、准高速机车车辆对于提高既有线的运输效率具有显著的积极意义。

3.3 减少基础投资 组织开行200 km/h模式，机务整备可以利用现有机务（折返）段，车辆整备可利用现有车辆段进行整备，无需新建与之配套的相关措施，通过对既有设施的有效利用，可以减少在基础设施方面的投资。

4 200 km/h机辆有助于丰富运输产品

4.1 连接高低速运输市场 目前我国已经形成高速（350 km/h及200～250 km/h）和普速铁路（120～160 km/h）的综合客运铁路网络，但大量普速列车运行速度仍然徘徊在120 km/h的较低水平，速度等级“高低分化”的现象十分明显。其中160～200 km/h旅客运输呈现出一种“断层”状态，考虑到动车组造价高昂、日常运用保养技术要求高，使得动车组的运用受到诸多限制因素的影响。而机辆模式在中长距离中低速路段运输成本较低，组织理论完善，组织方案成熟，在中长途运输的复杂性、对设备稳定性的高要求，以及运输需求的波动性对于运输能力的非定量需求的情况下，具有不可替代的优势。在短时期内完全由动车组替代运输功能显然不现实且极不经济。基于现阶段国情考虑，普速旅客列车仍有大量运输需求，提高普速旅客列车的运行速度仍然具有实际意义。研发开行准高速200 km/h模式，可填补我国高速铁路与既有普速铁路间的运输产品空白，有利于既有线列车跨客运专线运输，提高既有线旅客列车的服务范围，形成高速铁路与既有线客运的联系纽带，丰富铁路客运产品体系，增强市场竞争力。

4.2 发展快速货运 随着邮政及现代物流业的快速发展，对快速物流运输的需求日益增长，过去高附加值的快运货物主要通过航空运输进行，虽然其通达速度很快，但是成本高昂，对所运输货物的性状及尺寸等有较大的限制。铁路作为快速邮政及物流的运输载体，在准时性及速达性方面相比其他运输方式具有明显的优势。针对快速货运市场，需要有与之迎合的快速货运产品。

组织开发200 km/h速度级别的机车车辆，可以以其为平台，为后续研发200 km/h快速货运机车车辆提供技术支持。其相关技术可以拓展到快速行邮运输，组织利用既有线和200～250 km/h客运专线发展快速行邮业务，开发高附加值的快速货运市场，为铁路运输提供新的运输产品。

5 结束语

随着目前和谐型交流传动货运电力、内燃机车的大量上线使用，我国货运机车的现代化进程喜人。但随着我国快速客运铁路网进程的加快，急需高性能的客运机车、车辆以满足运输需要。针对目前部分200～250 km/h级别客运专线的跨线运营以及既有、新建干线的运输需要，研发200 km/h级别机车以及相关配套车辆，具有显著的必要性。其可以作为旅客运输体系的一种补充与强化，同时可以充分发挥线路运输能力，拓展铁路运输服务产品，是对目前我国铁路运输体系的一种补充强化。

［1］宋建业，谢金宝.《铁路行车组织基础》［M］，北京：中国铁道出版社.2006.

［2］何华武.《中国铁路既有线200km/h等级提速技术》［M］，北京：中国铁道出版社.2007.

［2］邓强.《高速铁路跨线客流输送方式的探讨》［J］，铁道运输与经济，2007，（6）：30-32.