兰新铁路通道运输格局优化研究

丁海涛

(陕西省铁道及地下交通工程重点实验室(中铁一院),西安 710043)

1 概述

兰新铁路通道，东起甘肃省，西至新疆维吾尔自治区，是新疆通往中国内地的主要铁路运输通道，是“新丝绸之路经济带”运输通道和我国西北地区铁路网的重要组成部分，主要由兰新线和兰新高铁共同构成。兰新线[1]是国铁I级、双线、限制坡度13‰，主要承担新疆地区对我国内地的货物交流和长途普速客流，以及部分我国与丝绸之路经济带沿线国家的货物交流，2017年兰新线嘉峪关至安北段图定通过能力已达94.6%，嘉峪关等区段站作业能力接近饱和。兰新高铁[2]是高速铁路、双线、最大坡度20‰(困难25‰)，自2014年开通以来长途客流增长缓慢，2017年兰新高铁嘉峪关至哈密段客流密度为54万人/年，客车对数为7对/d，通过能力不足10%。目前兰新通道内兰新线与兰新高铁存在忙闲不均、运力资源配置不尽合理的现象。兰新通道地理位置如图1所示。

图1 兰新铁路通道地理位置示意

2018年国家发展和改革委员会相继下发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》、《铁路北煤南运体系建设实施方案(2018-2020年)》，铁路总公司下发《铁路货运增量行动方案(2018-2020年)》均提出，新疆煤炭通过公转铁3年实现增运6 600万t，增加疆煤入甘川渝滇贵等地区运量[3-5]。承担大部分外运疆煤的兰新线货运需求将快速增长，目前的运输格局无法满足其运输需求。

研究兰新铁路通道运输格局，对于在工程经济性最好的前提下解决兰新铁路通道内两条铁路忙闲不均的问题，提高兰新通道客货运输能力、确定合理的兰新线扩能改造建设方案、优化兰新铁路通道的运输组织等均具有重要意义。

2 兰新铁路通道运输需求预测

2.1 兰新铁路通道客货运量现状分析

(1)货运量现状分析

兰新铁路通道货运量主要由兰新线承担。依据兰新线历年统计数据，2017年甘肃省境内兰新线最大货流密度为5 059万t(嘉峪关—柳沟)，兰新线历史年最大货流密度为2014年5 808万t。兰新线货流密度统计如表1所示。

由表1可知，2014年前，兰新线货运量呈递增趋势，2014年达到历史年度最大，最大区段密度为嘉峪关—柳沟段5 808万t。

2014年至2016年，受我国宏观经济发展形势和“调结构、去产能”发展政策的影响，煤炭等大宗货运量逐年降低，兰新线货运量呈下降趋势[6-7]，2016年最低，嘉峪关—柳沟段区段密度为3 853万t。

2016年至今，兰新线货运量又呈现恢复性增长的趋势，2017年嘉峪关—柳沟段区段密度为5 059万t，同比增长31%。

(2)客运量现状分析

①客运量现状

兰新铁路通道客运功能主要由兰新高铁、兰新线共同承担。依据兰州铁路局集团有限公司历年客运统计数据和列车时刻表，2017年兰新铁路通道嘉峪关—哈密段客流密度895万人/年、客车对数34对/d，主要由兰新线承担。兰新铁路通道客流密度及客车对数统计如表2所示。

表1 兰新线货流密度统计 万t

由表2可知。

兰新铁路通道：从2013年至2017年，兰新铁路通道嘉峪关—哈密段历年客运量有一定波动性，但整体量级变化不大，维持在900万人/年左右；客车对数则呈现波动性增长的趋势；每对列车的年实际载客量呈现下降的趋势。

兰新线：张掖—嘉峪关段客运量2014年以前较为稳定，2014年以后呈现逐年递减的趋势，主要原因是兰新高铁开通后，部分嘉峪关地区的客流分流至兰新高铁。嘉峪关—哈密段客运量和客车对数均呈现一定的波动性，但量级水平基本维持稳定。

兰新高铁：嘉峪关—哈密段客流密度和客车对数基本稳定，兰州—西宁段客流密度和客车对数增长较快。兰新高铁承担的中短途客流增速较快，长途客流增长缓慢。

②客座率变化分析

依据相关统计数据，兰新线嘉峪关至哈密段客车的实际载客量由2012年的32万人/对降低至2017年的23万人/对车，张掖至哈密段客车实际载客量呈现波动性下降的趋势。兰新线客车实际载客量如图2所示。

图2 兰新线客车实际载客量统计示意

兰新线兰州至嘉峪关段，Z、Y字头客车年平均利用率约为59%，T字头客车年平均利用率约为61%；K字头客车年平均利用率约为64%；普通普速客车年平均利用率约为22%。动车的年平均利用率约为67%。兰新铁路通道客车平均利用率如表3所示。

表2 兰新铁路通道客流密度及客车对数统计

注：客流密度单位为万人/年，客车对数为对/d。

2.2 兰新铁路通道客货运量预测

(1)货运量预测

根据新疆煤炭资源赋存条件和开发规划、国家能源发展规划、产业布局规划和国民经济发展规划等，结合乌鲁木齐铁路局集团有限公司3年增量行动方案和对新疆地区“公转铁”市场需求的调查，对煤炭等主要大宗物资进行产运销平衡分析。“大其他”类货物采用四阶段法、回归分析法、增长率法进行预测。依据调查的沿线资源分布、产业布局等分析地方运量，结合通过运量通过铺画货流图确定区段货流密度[8-10]。

表3 兰新铁路通道客车平均利用率统计 %

①新疆煤炭产运销平衡分析

利用产运销平衡法[11-13]预测2020年新疆煤炭产量为2.5亿t，新疆煤炭铁路调出量为2 400万t，其中经临哈线200万t，经兰新线2 200万t。新疆煤炭产运销平衡分析见表4。

表4 新疆煤炭产运销平衡分析 万t

②出疆物资“大其他”运量预测

结合乌鲁木齐局铁路集团公司和兰州局铁路集团公司3年增量计划和“公转铁”市场调研，利用产运销平衡法、增长率法等预测出疆物资“大其他”铁路外运量。出疆物资“大其他”运量预测如表5所示。

表5 出疆物资“大其他”运量预测 万t

③兰新线货运量预测

结合出疆物资煤炭等大宗物资、“大其他”货物铁路运量预测结果，预测2020年兰新线最大区段货流密度为6 004万t(柳沟—安北段)，其中煤炭2 200万t。兰新线货运量预测如表6所列。

表6 兰新线货运量预测 万t

(2)客运量预测

依据兰新客运通道现状统计数据，结合其客运量发展趋势，在不考虑改变路网构成和大规模改变运输作业组织方式的前提下，利用四阶段法和回归分析法等预测兰新铁路通道2020年客车对数如表7所列[14]。

3 兰新铁路通道运输格局研究

兰新铁路通道是已经投入运营的既有通道且运输格局不尽合理，利用既有设施设备充分发挥兰新铁路通道运力资源，满足兰新铁路通道的客货运输需求，首要任务是确定最优的运输格局。研究确定兰新铁路通道运输格局，对于确定兰新线扩能改造建设方案、优化兰新铁路通道运输组织、提升兰新铁路通道运输效率、落实国家“打赢蓝天保卫战”和“铁路北煤南运体系建设”发展战略具有重要意义。

表7 兰新铁路通道2020年客车对数预测 对/d

参考国内既有路网中陇海通道、京沪通道、京广通道等类似通道的运输格局，结合国内外相关通道分工的前沿思想和方法，将兰新铁路通道运输格局分为5种方案：方案1，客货分线方案；方案2，普高分线方案；方案3，维持现状方案；方案4，优化现状方案[15-17]；方案5：调整现状方案。从运输需求、运输组织、运营管理、规划效益、路网格局等多个角度进行优缺点比较，兰新铁路通道运输格局方案比较如表8所示。

表8 兰新铁路通道运输格局方案比较

基于“满足客货运输需求、优化运输组织、充分利用运力资源”的基本原则，考虑5种方案的优缺点，推荐采用方案4，即优化现状方案：兰新线能力最紧张区段承担货运功能和少部分普速客车，有利于减少兰新线普速客运对兰新线货运区间、车站能力的影响，释放兰新线的能力以满足兰新线快速增长的货运需求；兰新高铁能力富余区段承担全部高铁和大部分普速客车，有利于充分发挥兰新高铁运力资源，均衡兰新铁路通道运力配置。

4 兰新铁路通道运输格局优化策略

4.1 将兰新线的部分普速客车转移至兰新高铁，充分发挥兰新线的货运功能

为了兰新铁路通道满足快速增长的“公转铁”货运需求，均衡兰新线与兰新高铁的运力资源使用，优化兰新铁路通道的运输格局，可在兰新线能力紧张区段将部分普速客车转移至兰新高铁，仅保留兰新线必需的基本普速客运功能，可采取的主要策略如下。

(1)在张掖地区设置联络线

在张掖地区设置兰新线与兰新高铁的联络线，普速客车在兰州至张掖段由兰新线承担、在张掖至哈密区间主要由兰新高铁承担。主要考虑因素有：一是兼顾沿线河西走廊重镇金昌、武威的旅客铁路出行，同时满足干武线等后方通道客运需求；二是释放兰新线能力最紧张区段张掖至哈密段的能力，减少嘉峪关车站客货作业干扰，满足其快速增长的货运需求；三是充分利用兰新高铁张掖至哈密段较为富余的运力资源，均衡兰新铁路通道运输格局；四是张掖地区联络线是兰州至张掖三四线铁路规划预留工程，工程实施符合区域路网规划。

(2)优化兰新高铁运输组织作业

优化调整兰新高铁在张掖、嘉峪关地区车站的天窗时间和作业方式，或者调整部分兰新线普速客车运行图，为普速客车上下兰新高铁线路提供基础支撑[18-20]。目前兰新线普速客车多为超长途普速客车，运行至张掖、嘉峪关地区正好为兰新高铁的天窗时间，兰新高铁矩形天窗造成了普速车上下线极为不便，因此需要优化其天窗作业时间和作业方式，或者调整部分普速客车的运行时间，以满足普速客车上下高铁线路的需求。

4.2 减少嘉峪关等区段站客货作业干扰，协调兰新线点线能力

兰新线由于受嘉峪关车站到发线能力和咽喉能力所限，虽然区段线路在理论上仍有能力富余，但实际运营中运输能力俨然捉襟见肘。具体受制因素主要有受嘉峪关车站客场集中布置在上行场限制、酒钢环线分别接入上、下行到发场，岔线布置影响，造成客货、货场取送、岔线出入及车底转线形成相互间交叉干扰严重，点线能力不匹配，影响干线能力发挥，点线能力不协调成为制约兰新线运能的主要问题。嘉峪关地区铁路总平面布置如图3所示。

嘉峪关地区可采取客货车站分开布局方案，即将兰新线嘉峪关站客运功能迁至兰新高铁嘉峪关南站，嘉峪关站作为技术作业站仅办理货运作业。此优化方案可有效减少嘉峪关车站客货作业干扰，提升其作业效率，协调兰新线的点线能力，满足兰新线快速增长的货运需求。

图3 嘉峪关地区铁路总平面布置

4.3 开发动卧等运输服务产品，提升兰新高铁市场竞争力

目前兰新高铁全程约12 h，票价551元，自开通以来长途客运增长缓慢，主要原因有：一是与航空相比，从合理运距、旅行速度、票价等技术属性上，兰新高铁竞争优势不太明显；二是目前兰新高铁主要服务于西北甘、青、新地区，辐射市场的旅客消费能力有限，高铁节省的时间价值和舒适性所需增加的出行费用超过了旅客的支付意愿；三是西部地区快速客运网尚未完善，与兰新高铁衔接的西宁—成都铁路、包兰高铁通道尚未建成，兰新高铁后方辐射范围有限。

适时开发动卧、“夕发朝至”等运输服务产品[21-22]，可有效增加旅客乘车的舒适度和满意度，提升兰新高铁的市场竞争力，增加兰新高铁承担的中长途客运量，从而提高兰新高铁的运力资源利用效率。

5 结论

本文针对“铁路货运增量行动”背景下兰新线无法满足快速增长的货运需求、而兰新高铁能力虚弥的问题进行研究，提出了兰新铁路通道运输格局优化方案：兰新线承担货运功能和少部分普速客车；兰新高铁承担全部高铁和大部分普速客车，并提出了优化策略，即将兰新线的部分普速客车转移至兰新高铁、协调兰新线点线能力、为兰新高铁开发动卧等运输服务产品。研究成果对于确定合理的兰新线扩能改造建设方案、优化兰新铁路通道的运输格局、满足兰新线客货运输需求、落实“打赢蓝天保卫战”发展战略等均具有重要参考和支撑意义。