京沪高铁列车追踪间隔探讨

张志辉

(1．北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2．北京市高速铁路轨道交通运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070)

京沪高铁列车追踪间隔探讨

张志辉1，2

(1．北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2．北京市高速铁路轨道交通运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070)

研究高铁列车追踪间隔计算办法，并用CRH380BK型动车组列车，对京沪高铁列车追踪间隔时间进行仿真计算，并针对京沪高铁实现列车追踪间隔3 min余量较小，提出进一步缩短列车运行间隔的措施。

高速铁路；列控系统；追踪间隔

截止2015年底，中国高速铁路运营里程已达1.9万km，取得巨大成就，但高速铁路列车追踪间隔关键问题还需深入研究。在京沪高铁运营中，当前列车最小追踪间隔时间为5 min，还没有采用3 min追踪间隔运营。为此，本文以京沪高铁为对象，对高速铁路列车追踪间隔进行研究和探讨。

1　问题的提出

京沪高铁起自北京南站、终到上海虹桥站，全长约1 318 km。全线共设高速客站24个、7个线路所，目前列车最高运行速度310 km/h。

目前，在实际运营中，京沪高铁列车追踪间隔最小为5 min，不能完全满足沿线客运量快速增长的需求。所以，本线列车追踪间隔能否进一步缩短？能否达到3 min追踪间隔的目标值？这些问题自然摆在我们面前，有必要对问题进行深入研究。

2　高铁列车追踪间隔计算办法

我们在探讨京沪高铁列车追踪间隔前，首先通过研究确定以下计算办法。

1） 列车追踪间隔时间I追是指列车同向运行的列车追踪间隔时间。I追需要计算列车在区间追踪间隔时间I区、在车站的发车追踪间隔时间I发、在车站的到达追踪间隔时间I到和通过车站的追踪间隔时间I通，并取其最大值。

2） 列车在区间追踪间隔时间I区的计算如图1所示，其间隔按公式（1）进行计算。

3） 列车在车站出发追踪间隔时间I发的计算如图2所示，其间隔按公式（2）进行计算。

4） 列车到达追踪间隔时间I到的计算如图3所示，其间隔按公式（3）进行计算。

5） 列车通过车站追踪间隔时间I通的计算如图4所示，其间隔按公式（4）进行计算。

3　京沪高铁列车追踪间隔计算分析

3.1计算的基础条件

1） 在新建京沪高铁信号系统自动闭塞设计时，牵引计算采用新一代CRH2型16辆的动车组（当时，此种型号动车组的列车常用制动距离最长），列车监控模式曲线是采用常用全制动的0.82。

2） 因投入运行的动车组CRH380BK型是目前所有动车组中制动距离最长，实现小间隔追踪最为困难，所以，本次增加CRH380BK型动车组的验算结果。

3.2京沪高铁列车追踪间隔计算结果

通过计算，京沪高铁全线中北京南站、济南西站、徐州东站、南京南站和虹桥站为列车追踪的主要瓶颈点，如表1所示。

根据表1，京沪高铁列车追踪间隔时间以到达间隔时间为最长，最大值为济南西站到达间隔236 s。

表1　京沪高铁列车追踪间隔时间计算结果

3.3影响追踪间隔的主要因素

通过表1可以看出，影响京沪高铁追踪间隔的主要是到达追踪间隔I到和出发追踪间隔I发。

依据计算公式分析，制约追踪间隔的主要因素是：进路作业时间（主要包括设备反应及运算时间：占用、出清、解锁、道岔转换、CTC防护、ATP接收等），列车进出车站咽喉的运行时间，列车进站前制动时间等。因此，要缩短追踪间隔，也应该主要从这几方面着手。

4　探讨京沪高铁列车追踪间隔3 min的可行性

根据表1可以看出，京沪高铁在列车发车和到达地段要实现列车追踪间隔3 min还比较困难，列车出发追踪和到达追踪是全线实现3 min追踪间隔运行的限制地段。为此，我们通过研究，提出实现3 min间隔运行的3条措施。

1） 前行列车发车时，列车出清站区（尾部越过反向进站）即刻办理后行列车的发车作业。按照现有CTC排列方式，前行列车出清一离去后，CTC按照先检查一离去空闲后，再检查道岔区空闲。当两者都空闲时，才办理后行列车的发车进路。这样做就失去了在设计时增加总出站信号机的作用，没有最大限度提高发车能力。如果北京南站CTC按照列车出清反向进路信号机即刻办理后行列车的发车作业的要求修改后，我们通过计算下行发车间隔就可在表1的基础上缩短30 s左右，从而实现3 min发车追踪运行。

2） 列车在大站应以CTCS-3模式发车，充分发挥站内18号及18号以上道岔的作用，最大可能实现接车、发车时列车运行速度与线路允许速度的统一。同时大站应尽量采用电动转辙机以缩短进路转换时间。

3） 适当延长追踪列车的站间通到运行时分，实现3 min追踪间隔运行。

我们对表1中到达间隔时间不能满足3 min的车站进行多趟列车追踪运行速度曲线的仿真研究，认为适当延长追踪列车的站间通到运行时分，就可以实现3min追踪间隔运行。由于受篇幅限制，以济南西站下行到达为例进行说明。

在德州东站-济南西站下行方向经过多趟列车3 mim间隔追踪运行仿真（列车追踪运行方式是在德州东站通过，在济南西站停车），得出要实现济南西站下行到达追踪间隔由236 s缩短到3 min，只需要第二趟G003次列车比G001次首车、第三趟G005次列车比第二趟G003次列车适当延长德州东站-济南西站站间的通到运行时分，第四趟及以后追踪列车按照第三趟的站间通到运行时分运行即可。

通过采取以上3个方面的措施，京沪高铁在理论计算上可以达到3 min追踪运行的要求。

表2　济南西站下行后车追踪列车比前车站间通到运行时分延长值

5　进一步缩短京沪高铁列车追踪间隔的措施

根据确定的高铁列车追踪间隔计算办法可以看出，不论是区间追踪间隔时间，还是车站到达间隔时间及通过车站间隔时间，其决定列车追踪间隔时间大小的主要因素是动车组的制动性能、车载列控制动模式曲线计算模型的效率、列车运行速度、线路坡道、车站咽喉区长度和进出站道岔限制速度。

京沪高铁在理论计算上虽然可以达到3 min追踪运行的要求，但由于计算的余量较小，实现起来较为困难。为此通过研究建议从以下几个方面进一步缩短京沪高铁列车追踪间隔。

1） 规范动车组制动距离确定原则

根据《技规》（高速铁路部分）第169条规定：动车组列车制动初速度为300 km/h时，紧急制动距离3 800 m。而根据车辆厂提供的CRH380BK型动车组列车的制动参数计算，紧急制动距离为6 633 m，常用制动距离6 660 m。

厂家提出时速300 km的CRH380B型动车组的紧急制动距离远超《技规》规定的3 800 m，其长度是规范规定的175%。另外，厂家提出的紧急制动距离和常用制动距离基本接近，延长了列控监控模式曲线的常用制动距离。因此，我们建议应结合中国标准动车组的研究，不仅对动车组的紧急制动参数要予以规范，而且还要对常用制动参数予以规范。在确保行车安全的基础上，进一步缩短列车制动距离，为实现3 min间隔运行提供良好的基础。

2） 建议规范列控监控模式曲线计算模型，提高车载监控效率。

目前，我国列控监控模式曲线计算模型不论是300T型，还是300S型和300H型，其计算模型的效率仍有提升空间。建议通过研究并规范列控监控模式曲线计算模型，进一步缩短监控曲线的制动起模点至目标点的距离。

3）应深入开展移动闭塞的研究工作，实现CTCS-3级列控系统与移动闭塞技术的结合，在大站局部制约追踪间隔的线路，部分采用移动闭塞技术，进一步提升追踪间隔能力。

4）建议优化运输组织，在系统能力一定时，使运输能力最大化。

如图5所示，优化运输组织是实现3 min运行间隔的重要保证，一般列车在单位时间内会集中发出数列追踪列车，对于始发站相同，终点站不同的一组追踪列车来说，尽可能安排图5（a）的运行方式，避免采用图5（b）的运行方式，减少在车站到通运输组织的次数，提高运行图的通过能力利用率。

图5（a）和图5（b）中4趟列车始发站都是G站，4趟列车到达车站不同。图5（a）中4趟列车安排的到达站是先远后近；图5（b）中4趟列车安排的到达站是先近后远。由于前行列车通过车站、后行列车到达车站停车的通到间隔容易实现3 min间隔，而前行列车到达车站停车、后行列车通过车站的到通间隔不容易实现3 min间隔。所以，我们应优先采用图5（a）的列车运行图铺画方案。

The paper studies the method of calculating the headway between high-speed trains, gives the simulated calculation of the headway between CRH380BK trains running on Beijing-Shanghai high-speed railway line and puts forward the measures of farther shortening the headway considering the calculation result having less margin to achieve the headway of 3min.

high-speed railway; train control system; headway

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.03.002

2015-06-02）