1、LOW CARBON WORLD 2022/12城口站到发线规模研究姚传开（中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031）【摘要】在高速铁路规划建设阶段，中间站选址和建设规模对线路选线至关重要，甚至直接决定线路宏观走向，尤其在复杂艰险山区，车站设置往往十分困难。车站规模太大，工程实施困难且投资高，车站规模小则难以满足后期运营需求，易形成全线运输能力瓶颈。以西渝高铁城口车站为例，说明确定高铁中间站到发线规模的方法，该方法用以确定既满足运输需求、工程可实施性，且尽可能缩小工程投资的车站规模。【关键词】高速铁路；到发线；运行图；能力【中图分类号】U293【文献标识码】A【文章编号】2095
2、-2066（2022）12-0145-031概述1.1工程背景根据现有高速铁路运营经验，间隔设置 2 台6 线规模中间站利于运输组织，尤其在站间距较大情况下。西渝高铁的城口站置于岚皋站、樊哙站之间，且站间距较大，西渝高铁设站及区段列车对数如图1 所示。因岚皋站地形所限制无实施 6 线条件，樊哙站衔接万州、达州 2 个方向，虽采用 6 线规模，但很难增强运输组织灵活性1。1.2城口站工程特点城口站置于任河北岸，西渝高铁线路自北向南横跨任河“V”形峡谷，峡谷与线路高程落差 130 m。工程实施将影响任河两岸滨河路、碧桂园小区、重庆师范大学城口附属中学等重大建筑物，设站条件较差。图 2 为城口站 2
3、 台 6 线规模平面布置，从运输组织方面看，该方案近远期运输组织灵活，适应能力强，但跨任河需采用主跨 200 m 的连续钢桁梁，桥面宽 57 m，墩高均在 120 m 左右，变形控制困难，施工难度大、风险高，仅 6 线大桥工程投资达 11 亿元，投资太高2。图2城口站2台6线规模平面布置（单位：m）图3城口站2台4线规模平面布置（单位：m）图 3 为城口站 2 台 4 线规模平面布置，跨任河采用双线桥，较 2 台 6 线方案工程规模明显缩小，可实施性较好，投资省 9 亿元，但运输组织不灵活，甚至存在不满足运输需求的可能。以下将从人口出行需求及运输组织方面进行系统研究。2出行分析2.1城口县人口
4、城口县常住人口 19.75 万人，其中县城人口 5.1 万人，预计到2045 年全县人口 24 万人。根据城口县旅游业发展规划，到 2045 年，年接待游客量达到 1 800 万图1西渝高铁设站及区段列车对数对/d对/d对/d对/d对/d对/d对/d绿色交通145DOI:10.16844/10-1007/tk.2022.12.025LOW CARBON WORLD 2022/12人次。2.2人口出行分析城口县县域人口对外交流以重庆市方向为主，占85%，与安康方向交流占 15%。根据以往来城口县旅游的人口分布情况，来自重庆方向占 80%，安康方向占 20%。到 2045 年城口县到达及出行总人次
5、如下。居民铁路出行量=常住人口数铁路年人均出行次数，即 243.6=86 万人次；铁路商旅客流量=旅游人次外地旅客占比铁路分担率人次，即 1 8003.054%38%=123 万人次；铁路旅客发送总量=居民铁路出行量+铁路商旅客流量，即 86+123=209 万人次；其中安康方向：8615%+12320%=38 万人次，重庆方向：8685%+12380%=171 万人次。3到发线能力根据上述分析，西渝高铁城口站全年将承担运输人次（发送量）：安康方向：38/365=0.10 万人次；重庆方向：171/365=0.47 万人次。若城口站按 2 台 4 线规模设置，则到发线上下行各一条。根据高速铁路
6、车站到发线办理作业能力情况，一条到发线一日可办理双方向全始发终到车 16 对（32 列），全为通过车可办理 21 对（42 列）。16 辆编动车组定员 1 200 人，8 辆编动车组定员 600 人。按在城口站停车动车组已经上座率 70%计算，尚有 30%座位可用，则在 16 辆编组情况，一列车可在城口上车人数为 360 人，8 辆编组情况为 180 人。3.1列车全部为16辆编组安康方向需要停车数：1 000/360=2.8（列/d）2（对/d）；重庆方向需要停车数：4 700/360=13.1（列/d）7（对/d）。3.2列车全部为8辆编组安康方向需要停车数：1 000/180=5.6（列
7、/d）3（对/d）；重庆方向需要停车数：4 700/180=26.1（列/d）14（对/d）。考虑到城口县 2045 年开行 6 对折返车，折合通过车 8.6 对（17.1 列），则重庆方向开行按通过车折算的总列车数：26.1-12+17.1=31.2（列），即便全部按8 辆编组的开行方案，车站能力依然富余。综上，从人口出行需求方面，2 台 4 线规模是满足的。4运输组织4.1列车运行间隔时间西渝高铁各区段 2045 年客车对数，樊哙城口区段为 122 对/d，城口安康区段为 116 对/d，最小行车间隔 5 min。城口站距重庆市约 380 km，距西安市约 270 km，车站到发线全天按
8、8：0022：00 作为有效运营时间计算（840 min），办理一列动车组通过时间为 15 min，办理一列动车组折返时间为 20 min。因城口站安康端存在连续 25的下坡，故该方向的追踪间隔及车站间隔为该站的限制间隔时间3。（1）同方向列车到通间隔时间（I到通）如图 4 所示。I到通=3.6L制+L防+L进站v通过+t通过-t停稳=286 s=4.8min。（2）同方向列车不同时发到间隔时间（发到）如图 5 所示。发到=3.6L标+L列v出发+3.6L制+L防+L进站v到达+t到达=420 s=7 min。（3）起停附加时间：起 2 min、停 2 min。从运输组织与运行图铺画方式看，在
9、城口站存在两种停站作业模式，一种是通过车在本站不越行停站作业车，另一种为通过车在本站越行停站作业车。极端条件下，假设全部开行 8 辆编组动车情况，则下行方向（重庆方向）远期停车需求最大，为 32 列，该方向能力控制整个车站能力。因此，下文按极端条件计算下行方向不同停站作业模式下车站能力情况。4.2通过车在城口站不越行停站作业车通过车在城口站不越行停站作业模式下行方向单列停站车占用时间为：T停站=t停附加+t停站+t起附加=2+2+2=6（min）。扣除停站车占用时间后，运行图可等同为平行运行图，32 列停站车占用时间合计为 192 min，扣除停站车下行方向占用时间后全天可用时间为 648 m
10、in，则全天车站下行方向能力为 648/5=129.6（列）。因此在最大停车数情况下，车站全站能力超过 129 对/d，大于 122 对/d 的预测需求，车站能力满足需求，且不影响区间通过能力4。4.3通过车在城口站越行停站作业车首先分析一列通过车在城口站越行停站作业车的运行情况，一列通过车越行停站车的运行有两种图4同方向列车到通间隔时间I到通L作业L制L防L进站L停稳L到通甲站G101G103G103G101G101图5同方向列车不同时发到间隔时间甲站G103G103L作业L制L防L进站L标L进L列L出L发到G101G101发到G101绿色交通146LOW CARBON WORLD 2022
11、/12图 6a 作业模式下行方向单个停站车+通过车组合占用时间为：T组合=t停附加+I到通+I通发=120 s+286 s+103 s=509 s=8.5 min。停站车+通过车组合与后续通过车之间间隔：I间隔=t起附加+I追=2+5=7 min。则停站车+通过车组合与其后续到达列车之间总时间为：T组合+I间隔=8.5+7=15.5 min。根据图 6b，单个停站车+通过车组合占用时间同样为 8.5 min，而停站车+通过车组合之间的间隔为同方向列车不同时发到间隔时间 发到=7.0 min，则停站车+通过车组合与其后续到达列车之间总时间为T组合+发到=8.5+7=15.5 min。可见不论是哪
12、种排图方式，停站车+通过车组合+后续车到达的总共占用时间均为 15.5 min。与前述通过车在城口站不越行停站作业车的分析过程同理，可以通过扣除停站+越行车组合占用时间的方法构造平行运行图来计算通过能力，扣除5 min 后续车追踪间隔后，停站车+通过车组合实际占用时间为 10.5 min。32 个停站车+通过车组合占用时间合计为 336min，扣除停站车+通过车组合占用时间后全天可用时间为 504 min，可运行列车数为：504/5=100.8（列），全天车站下行方向总的能力为：100.8+32=132.8（列），因此该模式在最大停车数情况下，车站能力超过 132 对/d。有多列通过车在本站连
13、续越行同一停站车时，以两列和三列通过车连续越行为例，连续越行通过车为平行运行图，不影响扣除停站车+通过车组合占用时间后构造平行运行图的计算结果，因此多列通过车在城口站越行停站作业车情况下，车站全站能力仍然超过 132 对/d，大于 122 对/d 的预测需求，车站能力满足需求，且不影响区间通过能力5。4.4部分通过车在城口站越行停站作业车部分通过车在城口站越行停站作业车的情况即为上述两种情况的混合模式，其通过能力介于两者之间，即为 129132 对/d，可见该情况下车站能力也满足需求且不影响区间通过能力。实际运营中，考虑到城口站同方向有连续停靠至万州、至达州方向列车情况，但在一般县城站连续停车
14、的占比极小，对咽喉区和区间能力影响有限。因此城口站在最大停车数情况下，不影响区间通过能力。即从运输组织方面，2 台 4 线规模也是满足的。综上分析，从车站到发线办理能力及运输组织需求方面，城口车站按 2 台 4 线规模均可满足运输需求。5结语高铁规划建设阶段在满足运输需求的同时应尽可能节省工程投资，避免过度建设。本文提供了系统面的计算方法，以确定高铁中间站到发线数量及其能力适应性，对高铁站到发线规模的确定具有普遍适用性。参考文献1 国家铁路局.高速铁路设计规范：TB 106212014S.北京：中国铁道出版社，2014.2 敖云碧，陈刚，周覃龙.我国高速铁路车站选址理念研究J.高速铁路技术，2
15、020，11（4），28-32.3 赵东，胡思继.高速铁路通过能力利用状态评估方法研究J.铁道学报，2020，42（10）：16-22.4 王宝杰.京沪高速铁路通过能力影响因素分析J.铁道运输与经济，2017，39（6）：16-21.5 占曙光.考虑动车组接续的高速铁路列车运行实时调整J.交通运输工程与信息学报，2020，18（2）：1-9，38.作者简介：姚传开（1981），男，汉族，安徽寿县人，本科，高级工程师，主要从事铁路站场及枢纽设计工作。模式，如图 6 所示。停站车+通过车组合后安排通过车如图 6a 所示，停站车+通过车组合后再次安排同样的组合如图 6b 所示。图6通过车在城口站越行停站作业车运行b.停站+通过+后续车到达总时间（单位：min）a.停站+通过+后续车到达总时间（单位：min）tItIIITtIIT绿色交通147