高速列车与动车组列车共线运行影响分析研究

姚智禄

(呼和浩特铁路局集宁机务段)

1 高速铁路车站设置原则

在高速列车和动车组列车共线运行时，高速列车会对动车组列车产生越行。因而为了保证高速铁路的通行能力，协调高速列车和动车组列车的开行，需要设置一些运输组织所需要的站点如待避站等，其设置需要考虑高速铁路的调度指挥和运输调整。因此，在进行车站设置时，不仅要考虑到客运作业站的设置，还要考虑不进行客运作业的待避作业站的设置。

2 高速铁路越行站间距影响分析

动车组列车在高速铁路上需要在沿途的车站进行停站作业，则动车组列车的旅行速度系数指标就会受到影响;为保证动车组列车的旅行速度系数，可将越行停站距离设置较大，此时会使得动车组列车的扣除系数较大，降低了区间通过能力;因此，越行站间距离的确定需要同时考虑高速铁路区段通过能力和动车组列车的旅行速度系数。越行站站间距离合理取值的影响因素:高速列车越行动车组列车的列数、不同等级列车混跑的运行速度，以及不同等级列车在越行站的到通间隔时间的大小等都对越行站间距造成影响。

2.1 对区段通过能力的影响

高速铁路不同速度等级列车混跑时需要合理设置待避越行站，它们的设置会对通过能力产生影响。当动车组列车在高速铁路上运行时，若没有在车站停车完成客运作业，也没有待避站停车时，列车运行图1 所示。

图1 高速列车和动车组列车共线运行时的运行图

此时，动车组列车的的运行图周期如下式所示

当动车组列车在车站进行客运作业并待避被越行，不同等级列车运行图结构如图2 所示。

图2 动车组列车待避被越行时的运行图

此时，动车组列车的的运行图周期表示如下:

可以看出，随着动车组列车停站次数增加，动车组列车的运行图周期也不断增加，其中从不停站到增加1 次停站，得到增加n 次停站所带来的旅行时间增加值为

区段内通过能力损失值为

在上式中，除n 的取值以外，其他的值都是固定值。因此，在每次停站时间相同的情况下，损失值与停站次数成正比，即停站次数越多，通行能力损失越高。

2.2 对区段内动车组列车扣除系数均衡性的影响

与既有线一样，高速铁路在高速列车和动车组列车共线运行的运输组织模式下时高速铁路每区段内的通过能力受到其限制区间的影响。一般地，区间运行时分最大的区间就是限制区间，因此，为了减小这种影响，高速铁路越行站间距的设置应该讲究均衡:对动车组列车而言，各越行站的扣除系数取值均衡，对应越行站间距取值比较均衡。

一般地，高速列车和动车组列车共线运行，动车组列车都可能有机会被越行，论文此处是在保证了动车组列车的旅行速度系数的基础上，假定动车组列车在其余的区段内都不被越行(以保证其旅行速度系数大于0.78)，因此出现了动车组列车非越行情况下的扣除系数。如图3 所示，在任意区段内，动车组列车满足越行停站的要求，因此存在越行停站时的扣除系数和非越行停站时的扣除系数。

图3 越行站间距图

2.3 车站发车间隔对越行站间距的影响

高速列车对动车组列车进行越行时，规定动车组列车在每个车站都进行停车被越行称为一站式越行，同理，若越行段为两个自然站间距，则称为两站式越行，以此类推。此处计算的是越行站间距的平均值。

如图4 所示，为了确定越行站A－B 之间的距离，t到通表示在越行站B 高速列车停站与动车组列车通过的间隔时间，为了实现车站作业时间的合理利用，t到通应该不小于高速列车追踪间隔时间I，但是应该小于高速列车追踪间隔I高跟动车组列车追踪间隔I动之和，令I高=I动=I，这个时间范围的约束是以下计算分析过程的原则和基础。在区段A－B，表示在站A 相临出发的高速列车和动车组列车(动车组列车在前，高速列车在后)的发车间隔时间，通过对高速列车运行图上列车间隔进行统计(以京沪高铁的运行图为例)得到一般地，得

3 高速铁路设备的影响

3.1 列控系统的影响

目前采用的CTCS 列控系统，主要包含了CTCS－ 0、CTCS－1、CTCS－2、CTCS－3、和CTCS－4。在不同铁路线路，以及不同速度列车上配备的列控系统不同，而列车与线路列控系统间的相互匹配是保证列车安全运行的前提。在高速列车和动车组列车共线运行的条件下，为了保证列控系统的转换的可行性，对应的列车速度值也就存在一定的要求和匹配关系。因此在高速铁路上，开行不同速度列车的最低速度匹配为:200/160 km/h 、250/160 km/h、300/200 km/h及以上，或者350/200 km 及以上等。

3.2 曲线半径的影响

目前我国高速铁路运输组织模式为高速列车和动车组列车共线运行，高速列车设计速度为350、300 km/h。此时，做为高速铁路设计主要技术标准，最小曲线半径取值包括实设最大超高、欠超高、过超高、列车速度等基本参数。高速铁路上实设超高［h］的取值主要由旅客乘坐舒适度、列车在曲线上停车时的稳定性、安全性决定的。

高速列车和动车组列车共线运行在某一特定半径取值的曲线上时，按高速列车和动车组列车均衡速度计算的超高值与按均方根速度确定的实设超高值，这样就存在速差，由此造成列车实际运行中高速列车产生的欠超高hq和动车组列车产生的过超高hg往往超出限值，因此在确定设计超高的时候，要为现场适应运输条件变化而预留调整实设超高的幅度Δh，［hq+hg］=［hq］+［hg］－Δh，而无砟轨道的曲线超高是设置在道床混凝土支承层或混凝土底座上，一次施工完成，难于根据列车运行速度的变化进行调整，因此，无需留有超高调整裕量Δh，即取［hq+hg］=［hq］+［hg］。

根据我国之前多次关于曲线上旅客舒适度试验研究结果，并参考国外有关资料，考虑有碴轨道、无碴轨道的不同特点，高速列车和动车组列车共线(或客货共线)运行的铁路采用的欠、过超高之和允许值如下表1 所示。

表1 欠过超高之和值取值级别

高速列车和动车组列车共线运行在半径为R 的圆曲线上，它的实设超高h 与相应的欠、过超高hq、hg，及其允许值［hq］，［hg］之间满足下面关系

只运行高速列车条件下最小曲线半径按下式计算确定

高速列车和动车组列车共线运行条件下最小曲线半径按下式计算确定

由R1=R2得出

因此:

若v高=350 km/h，计算得v动=252 km/h，v动取值为250 km/h 及以上。

若v高=300 km/h，计算得v动=207 km/h，v动取值为200 km/h 及以上。

若v高=250 km/h，计算得v动=175 km/h，v动取值为170 km/h 及以上。

4 结 论

高速列车和动车组列车共线运行时越行站间距的取值对高速铁路区段通过能力具有一定的影响，本文简述了高速铁路设站原则，从不同速度匹配时动车组列车的旅行速度系数、区段内动车组列车越行段之间、以及越行段与与非越行站之间扣除系数的均衡性，车站发车间隔取值的角度对高速列车和动车组列车越行站间距的取值、区段通过能力等进行了分析，得出了相应的取值范围，同时本文对列控系统及高速铁路最小曲线半径对高速列车和动车组列车速度匹配进行分析，为分析高速铁路上不同等级列车速度匹配和数量匹配提供了基础数据。

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