武广高速铁路长沙南站通过能力影响因素分析

林矗立

（武广铁路客运专线有限责任公司 计划财务部，湖北 武汉 430223)

武广高速铁路 (武汉—广州南) 长沙南站是京广高速铁路 (北京西—广州南) 和沪昆高速铁路(上海虹桥—昆明南) 的交汇站，站场由京广场与沪昆场南北向并列而成，其中京广场的到发线有 13 条，正线有 2 条；沪昆场的到发线有11条，正线有2 条。京广场与沪昆场通过长沙东南线路所、长沙西北线路所 2 个线路所共5条联络线联接。车站衔接 3 条动车走行线 (A 线、B 线、C 线)，由站场南端引出，与长沙动车所相接。车站主要办理动车组列车始发终到和中转作业、部分动车组列车上水吸污、行包快运装卸作业，以及动车组列车进出长沙动车所的存放与检修作业。根据 2017年7月1日运行图资料，长沙南站京广场 9 ∶ 00—21 ∶ 00 时段每小时办理列数均达到 20 列以上，平均每 3 min 至少接发 1 列。其中，最高峰在 14 ∶ 00—17 ∶ 00 时段，分别办理 30 列、26 列、25 列，可见车站能力非常紧张。因此，为满足路网扩张后列车开行需求增加的需要，应深入分析影响长沙南站通过能力的因素，为挖掘车站能力奠定良好的基础。

1 长沙南站通过能力影响因素分析

1.1 车站间隔时间

在对长沙南站京广场关键的车站间隔时间进行分析时，将间隔时间具体分为到达间隔时间、出发间隔时间、敌对进路下列车发到间隔时间，以及敌对进路下列车到发间隔时间[1-2]，其中接入和发出又可以分为本线列车之间、本线与跨线列车之间，以及跨线列车之间的到达或出发间隔时间。通过分析列车开行方案可知，长沙南站京广场大部分最小间隔时间均满足图定间隔时间要求，京广场各类间隔时间比较如表1 所示。

其中，下行(本线列车到达间隔时间)、(本线列车出发间隔时间)、上行、(跨线列车到达间隔时间)、(跨线列车出发间隔时间)与图定间隔时间相等；下行(本线与跨线列车到达间隔时间)、、上行(敌对进路下列车发到间隔时间) (接入) 略大于图定间隔时间；下行(本线与跨线列车出发间隔时间)、、(敌对进路下列车到发间隔时间)、上行、、、、(发出) 略小于图定间隔时间。

通过统计分析可知，大部分最小间隔时间都可以实现图定间隔时间，表明列车间隔时间存在压缩的可能性。但是，并非所有间隔时间都能满足最小间隔时间，因而需要对京广场各类间隔时间的基本情况进行统计，京广场基本间隔时间统计结果如表2 所示。

通过表1、表2 的比较分析可知，京广场一定程度上优化了基本间隔时间，提升了长沙南站能力利用率，主要表现如下。①到达列车间隔时间虽然可以实现图定标准，但是基本都大于图定最小间隔。列车到达间隔时间 4 min 实际可行，但多半受限于前方车站发车间隔、前方区段列车停站限制等原因，导致列车在区间运行或到达车站时存在较大的间隔时间问题，造成车站和区间的能力浪费。②出发列车基本按照运行图规定的最小间隔时间发出。为避免加剧长沙南—衡阳东区段的能力紧张，长沙南站发车十分紧凑，长沙南—衡阳东区段的停站也较为合理。③存在大量平行进路的情况：下行接入存在 7 个平行进路；下行发出存在 14 个平行进路，分别为(10 个)，(3 个)，(1 个)；上行接入存在 21 个平行进路，分别为(16 个)，(3 个)，(2 个)；上行发出存在16 个平行进路，分别为(11 个)，(2 个)，(3 个)。

表1 京广场各类间隔时间比较Tab.1 Comparison of various interval time in Beijing-Guangzhou yard

表2 京广场基本间隔时间统计结果Tab.2 Basic interval time statistical results of Beijing-Guangzhou yard

1.2 列车开行方案

长沙南站列车开行方案对通过能力的影响因素主要有列车停站和跨线列车开行[3-4]。

（1）列车停站。本线列车在长沙南站停站列车数为 33 列/d，停站总时间为 127 min，平均停站时间为 3.85 min；跨线列车长沙南站停站列车数为193 列/d，总停站时间为 1 168 min，平均停站时间为 6.05 min。日本新干线随着列车数量的增加，在兼顾旅客适应性的前提下，将大站停站时间缩短至 1 min～1 min 30 s，小站停站时间缩短至 45 s～1 min。由此可见，长沙南站列车的停站时间较长，影响了车站的通过能力，而采用列车递远递停和列车追踪停站 2 种方式可以使列车的停站对通过能力造成的影响相互重叠 (但不会消失)，从而降低平均每次停站对车站通过能力的影响。

（2）跨线列车开行。长沙南站到达列车共112列/d，其中本线列车为 19 列/d，跨线列车为93 列/d；出发列车共 117 列/d，其中本线列车为22 列/d，跨线列车为 95 列/d。受咽喉区道岔限制，跨线列车在长沙南站京广场某些股道接发时，无法实现平行进路而导致交叉，最严重的 3 种交叉情况分别为：①东接南发与北接西发交叉。在 10 股道至 15 股道中，东接南发有 16 列/d，北接西发有12 列/d。这 2 种接发方向在站场内形成固定交叉，无法安排平行进路，编制列车运行图时只能满足接车或发车平行。②南接东发与西接北发交叉。在 1 股道至 7 股道中，南接东发有 15 列/d，西接北发有 15 列/d。交叉情况与 10 股道至 15 股道的东接南发、北接西发情形相同。③南接西发与西接南发交叉。在 1 股道至 7 股道中，南接西发有 10 列/d，西接南发有 10 列/d。“东”指沪昆高速铁路上海方向，“西”指沪昆高速铁路昆明方向，“南”指武广高速铁路广州方向，“北”指武广高速铁路武汉方向。列车数量虽然少，但是均需调向作业，各次列车占用股道时间超过 20 min，对接发列车股道运用的影响更严重。由此可知，较多的交叉会使跨线列车在长沙南站接发时占用咽喉及股道的时间较长，影响车站的通过能力。

1.3 设备设施布局

车站通过能力同时受到站场自身条件和对其运用是否合理的限制，特别是动车组出入所、上水吸污设备和旅客服务系统[5]。其中，动车走行线联接长沙南站局限性较大，原因在于长沙南站 4 条正线均无法直接经动走线接发列车，而且 3 条动车走行线均只联接站场内上行侧或下行侧股道，接发列车受限极大。同时，京广场靠近正线的 7 股道、10 股道没有上水吸污设备，具备上水吸污条件的只有 3 股道、4 股道、11 股道、12 股道、13 股道、14 股道共 6 条股道，仅占京广场 13 条到发线的 46%。除此之外，长沙南站使用的车站旅客服务系统与调度所数据连接运行存在不可靠的问题，软件版本较低，系统反应速度慢，获取调度所信息后还可能显示错误信息和输出错误指令，在降低股道有效利用率的同时也给现场客运作业带来安全隐患。

1.4 车站到发线运用

车站到发线运用是否合理直接决定了列车是否具备接入或发车的条件[6-7]。当车站到发线运用不合理、不均衡时，后续列车即使满足相关间隔时间，也可能无法接入。因此，车站对到发线的运用也直接影响线路通过能力。京广场正向接发列车股道限制如表3 所示。

表3 京广场正向接发列车股道限制Tab.3 Restriction of forward train lane in Beijing-Guangzhou yard

由表3 可知，长沙南站东接北发可用股道仅有3 条。统计发现，在 14 ∶ 00—17 ∶ 00 高峰时段京广场5 股道的能力最为紧张，接发列车为 9 列，其中有3 列为跨线列车。其他股道列车均大于等于 5 列。只有 1 股道无列车接发，7 股道无跨线列车接发。而沪昆场除了 20 股道的接发列车为 8 列，其他均小于等于 6 列，并且多个股道无列车接发。因此，长沙南站的股道运用存在不合理、不均衡问题，大量列车接入京广场股道造成车站通过能力紧张。

2 提高长沙南站通过能力的对策

2.1 压缩列车间隔时间

动车组运行涉及车务、机务、客运等多个单位，各单位往往从自身角度考虑设置安全作业时间，导致某些环节耗时过多，从而影响运输效率。例如，动车组进出长沙动车所已经经过提速整改，而动车走行线图定运行时长仍然没有修订。提高通过能力需要各单位联动密切配合，尽量压缩不必要的作业时间，提高整体运输效率。此外，车站采用一次解锁还是分段解锁对列车间隔时间影响非常大[8]。采用一次解锁接车时，需要前行列车完全进入股道后，方可为后行列车办理接车进路；采用分段解锁时，只需要前行列车驶出后清除咽喉区内相关轨道电路，即可为后续列车办理接车进路。对于咽喉区布局复杂的长沙南站等大型车站而言，采用分段解锁方式的效果将更为明显。

2.2 调整列车开行方案

由于长沙南站京广场 14 ∶ 00—17 ∶ 00 时段是最高峰，其中某些时段共用咽喉道岔，接发列车密度达到列车运行图参数极限 (同向发车间隔为 5 min)。此时间段上行列车共 43 列，其中广州南始发列车有 14 列，深圳北始发列车有 8 列，共 22 列列车，占总数的 51%。如果将广州南和深圳北始发的 22 列列车的一部分移出该时间段，同时将调向列车与终到折返列车也移出一部分，长沙南 14 ∶ 00—17 ∶ 00时段即可减轻一部分压力。同理，下行的 38 列列车也可以考虑优化交路和时刻，将一部分列车长沙南的时刻调整出 14 ∶ 00—17 ∶ 00 之外，就能够达到均衡列车运行密度的目的。

2.3 改造完善部分设施

通过改造完善车站设备设施，可以使车站充分合理运用站场自身条件，提高车站通过能力，具体改造措施如下。①增加动车所轮对故障动态检测系统。在动车所内 B 线增设轮对故障动态检测系统，保证经 B 线入所的动车组，进入动车所后可以直接接受检测，提升动车组入所的效率。②增加上水吸污设备。如果长沙南站每条股道都具备上水吸污条件 (除靠近正线的股道不具备安装条件外)，上水吸污列车的股道安排将更加灵活，接发列车平行进路将更容易建立，大大提高长沙南站通过能力。③升级或更换车站旅客服务系统。通过升级或更换车站旅客服务系统，提高数据传输的精确性与闸机运作的可靠性，完善各项指引提示功能，如自动识别同站台 2 趟列车车次 (或开点) 相近的情况并针对性地广播提示。通过旅客服务系统的功能提升实现快速办理客运乘降，适当压缩同站台列车的发车间隔时间，从而提高股道利用率。

2.4 优化到发线运用

对于广州方向接入至昆明方向的列车，应接入长沙南站京广场 1 股道至 7 股道，经南西联络线发出；如果列车接入 10 股道至 12 股道，应尽量将该列车前后由京广场发往广州方向的列车接入 13 股道至15 股道，使列车之间构成平行进路。对于杭州方向接入至武汉方向的列车，应将该列车前后由武汉方向接入的列车接入京广场 13 股道至 15 股道，使列车之间构成平行进路。

对于武汉方向接入至昆明方向的列车，应接入长沙南站京广场 10 股道至 15 股道，经西北下行联络线发出；或者接入 1 股道至 4 股道，实现列车经南西联络线发出，与其他广州方向接入 5 股道至 15 股道的列车构成平行进路。对于昆明方向接入至武汉方向的列车，应接入 1 股道至 2 股道，实现与其他自广州方向接入京广场 3 股道至 15 股道的列车构成平行进路。

对于广州方向接入杭州方向的列车，应接入 1股道至 4 股道，实现与其他自京广场 5 股道至 7 股道反向发出的列车构成平行进路。对于杭州方向接入至广州方向的列车，应接入 13 股道至 15 股道，实现与其他自广州方向反向接入京广场 10 股道至 12 股道的列车构成平行进路。

2.5 实现经济效益分析

开行经济效益是与客座率相关的，而客座率指的是列车的客座利用情况，客座率越高，表明列车的开行经济效益越好。因此，对武广高速铁路的开行经济效益分析可以转化为对客座率的分析。武广高速铁路长沙南站的客座率可以划分为武汉—长沙南区段、长沙南—衡阳东区段。武汉—长沙南分时段客座率如图1 所示，长沙南—衡阳东分时段客座率如图2 所示。

由图1、图2 可知，长沙南站所在区段的客座率较高，旅客出行需求旺盛，表明提高该站的通过能力既可以更好地满足客流需要，提升武广高速铁路的经济效益，又可以充分体现高速铁路对经济社会的带动作用。

图1 武汉—长沙南分时段客座率Fig.1 Wuhan-Changshanan seating rate by time interval

3 结束语

随着高速铁路网络密度的不断提升，人们对高速铁路运输的需求日益旺盛，高速铁路客流持续增长，以京沪高速铁路 (北京南—上海虹桥)、京广高速铁路等为代表的干线成为服务经济发展和区域联动的重要运输载体，提高高速铁路的通过能力成为铁路客运发展迫切需要解决的重大课题。由于车站通过能力受组织复杂、线路汇集等因素的影响，优化措施及方法具有明显的系统性和网络性。因此，加强高速铁路繁忙干线能力释放的系统性研究，不仅可以提高车站通过能力，还可以满足旅客运输需求，进一步提升高速铁路旅客列车的开行经济效益。

图2 长沙南—衡阳东分时段客座率Fig.2 Changshanan-Hengyangdong seating rate by time interval