高速铁路车站设置研究.docx

高速铁路车站设置研究.docx

《高速铁路车站设置研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速铁路车站设置研究.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高速铁路车站设置研究

提纲

一、问题引出

二、国内外现状和经验

三、国内的理论研究

1、定性的分析

原则和影响因素，

2、定量的分析

通过扣除系数法推算

通过图解法推算

计算机模拟法

一、问题引出

高速铁路客运专线一般为双线，双线使上、下行高速运行的列车各行其道，避免了对向高速运行列车的平面交叉，另外，双线也大大的简化了行车组织。

在高速铁路上运行的列车，除始发、终到站外，各种列车的停车站及停车次数不同。

我国还存在着中速列车（达不到高速铁路规定的运行速度而低于高速列车速度运行的列车）与高速列车共线运行的问题，就必然存在着列车越行，因此，分布好停车站、越行站是高速铁路建成后良好运营的保证。

1）纯高速列车模式

此模式下开行的列车全部为高速列车，有相同的运行速度，仅停站次数不同和高速列车运行距离长短不同。

此时高速铁路车站分布和站间距离对能力没有影响。

若所经地区客运业务量少，站距可大些。

因为高速列车频繁的停站，将会引起后续列车间隔相对拉大，使通过能力降低（图1），同时也降低了高速列车的旅速。

因此纯高速模式中，列车在运行中除客运作业需要外，一般不停站，也就没有必要规定一个统一的站间距离。

2）高中速列车共线模式

当高速铁路上高速旅客列车和中速（140km/h以上）旅客列车共存时，列车运行图表现形式将不再是平行运行图。

中速列车将严重影响高速铁路的通过能力，从而产生一系列间题。

可否采用既有铁路提高非平行运行图通过能力的办法，以增加中间站数来减小扣除系数?

高速铁路上，中速列车的待避可否降低扣除系数从而提高通过能力?

站距在高中速列车共线的高速铁路中，对通过能力起多大作用?

要回答这些问题，须将高速铁路与既有铁路作些比较。

中间站的设置对线路通过能力有重大影响。

高速铁路的通过能力与既有客货共线铁路的通过能力在目标和服务对象上有本质的不同。

既有铁路的通过能力，是以牺牲货物列车旅行速度，换取较小的旅客列车扣除系数，从而得到较大的非平行运行图通过能力。

高速铁路是客运专线，不能以牺牲中速旅客列车或高速列车的旅行速度来换取通过能力；又高速铁路的列车追踪间隔I值较小，高速列车速度V高速和中速旅客列车速度V中速之差很大，不能应用既有铁路车站分布原则。

因此得探讨如何合理布置停车站、越行站，来减少开行中速列车对区间通过能力的影响。

二、国内外高速铁路车站设置方式

高速铁路已在世界许多发达国家修建，通过运营实践，取得了显著的经济效益和社会效益。

国外高速铁路的车站主要要有3种设置方式:

（1）新建高速铁路车站主要考虑客流及运输组织的需要。

这种类型的高速铁路车站设置与既有线完全独立，高速车站自行设置，如日本的新干线和韩国汉城一釜山高速铁路（中间只设4个站）。

（2）高速铁路大部分新修，同时充分利用既有线。

这类高速铁路在适当修建高速铁路车站的基础上充分利用既有车站，如法国、德国、意大利及西班牙等国。

（3）改造既有线为高速线，完全利用既有车站。

高速铁路建设方式是对既有线路进行改造，开行高速列车，高速车站可以完全利用既有车站。

如英国、瑞典、俄罗斯等。

据统计资料表明，国外高速铁路车站设置的平均站间距离大都在30—100km之间（《京沪高速铁路营业站及技术设施合理配置的研究》）。

其主要线路车站设置情况见下表。

京沪、秦沈两条铁路的车站分布如下：

京沪高速铁路车站分布

京沪高速铁路全线共设24个车站，有新建大型客站、高速车站、利用既有车站3种方式。

最短站间距离为31.65km,最长站间距离为118.43km，平均站间距离为55km。

（2）秦沈客运专线车站分布

秦沈客运专线全线共设13个车站，秦山地区既有车站3个，新设车站7个，沈阳枢纽既有车站3个。

新建线路最短站间距离为26.9km,最长站间距离为62.4km，平均站间距离为47.6km。

三、国内的理论研究

1、原则和影响因素（定性的分析）

1）高速铁路车站设置原则

（1）高速铁路车站设置应最大限度满足沿线各城市的旅客出行需要和促进沿线地区经济发展的需要；

（2）高速铁路车站设置应满足高速铁路运输组织的需要；

（3）高速铁路车站设置要便于高速铁路与其它运输方式的衔接，增强高速铁路在各种交通运输方式中的竞争力；

（4）有大量旅客集散的城镇设客运站，根据列车运行和调整需要设置中速列车待避高速列车的越行站。

（5）停车站与越行站分布关系

高速铁路停车站一方面为旅客乘降服务，另一方面在设有配线（到发线）时，可为列车越行服务，在设计中，旅客的乘降和列车的越行两者结合起来考虑设计，应避免设计单独功能的停车站、越行站，这样明显能收到好的运营效果。

（6）为了高速运行需要确定高速铁路最大站间距

停车站间的最短距离必然不同于我国现有铁路（最高时速在12akm/h以下）。

高速铁路为了获得高速度，需要进行加速而高速运行，到站停车又需要进行制动减速停车，因此，车站分布较密时列车运行短，起停频繁，不仅影响列车的旅行速度，而且增加运营费，使高速铁路的效率降低，与高速铁路建设的初衷相背。

因此国外高速铁路最小的站间距一般不小于25km。

我国应根据具体采用的高速铁路技术及机车（或动车）、车辆类型决定最短的停车站间的距离。

从单纯的列车运行角度来看，高速铁路站间距越长，越有利于发挥高速铁路的优势，运营成本也将降低。

高速铁路的最大站间距一般要受到客流及列车因素影响。

2）影响高速铁路停车站、越行站分布的因素分析

（1）高速铁路停车站受客流越行限制

高速铁路中间停车站除满足列车越行外，主要要供旅客乘降使用。

最大限度的方便旅客上下车，吸引旅客乘座高速铁路，提高高速铁路的营业效益是设站必须考虑的因素。

影响客流的主要因素如下：

a.沿线经济格局及人口分布情况;

b.沿线各种交通方式及合理的分工;

c.沿线的客流特点及旅客的乘车习惯;

d.沿线旅游资源情况。

（2）高速铁路越行站分布要受到“高中速混跑”模式的影响

根据我国的实际情况，高速铁路近、远期将采用“高中速混跑”的运输组织模式，一般来讲高中速列车共线运行时，越行站间的距离越大，高速线所能容纳的列车数就越少。

这一情况下，车站的设置应尽可能满足两列中速列车在相邻两车站待避同一高速列车时，满足中速列车相匀_追踪。

（3）高速铁路通过能力对车站位置的影响

我国高速铁路通常采用“高中速混跑”过渡到“全高速”的运输组织模式。

在这种情况下，由于高速列车和中速列车因旅客运输需要而设置的高速列车停车站（简称高速站）和中速列车停车站（简称中速站）的位置是根据沿线城市的自然分布状况来决定的。

由于运输组织的需要，要设置一定数量的待避站来满足高速列车越行中速列车。

待避站的设置数量和位置对高速铁路通过能力等方面有一定的影响。

（4）高速铁路的停车站还要受到地形地质等自然因素的影响。

2、定量的分析推算高中速列车共线运行的区间通过能力及车站合理站距

2.1通过图解法推算

杜文教授，以京沪高速铁路为例，利用运行图图解法分析了高速铁路中间站设置对通过能力的影响。

先对既有京沪铁路1993年现行图定的部分直达、特快、直通旅客列车速度系数进行统计，估算出中速旅客列车的质量指标（如表2），进而得出京沪高速铁路上中速旅客列车运行的时间约束，京沪高速铁路不同行程的中速旅客列车可松驰时间（客运作业需要停站及待避高速列车停站）如表3所示：

由表3可知：

以中速旅客列车旅行速度为约束条件，则最低等级的中速旅客列车在全线的停站次数也不能超过12次，待避应结合客运作业进行。

据此推算，京沪高速铁路上中速列车平均停站距离在100km左右。

在线路设计时，车站的分布主要考虑客运的需要，平均站间距离对能力无大的影响。

但若两站距离过远时，从高速列车间隔考虑，缩短站距是有意义的。

不过，设此类车站要降低通过能力（图2）。

图2显示了（a）,（b）,（c）,（d）四种情况的开行中速旅客列车后，高速铁路上车站设置对通过能力的影响。

（a）图中，A,B两站间不设车站，则开行一列中速列车后，使中速列车前后的高速列车间隔很大，为55min。

在75min内开行了高速列车7列，中速列车1列。

（b）图中，A,B两站间在靠近A站端设了一个A'站，中速列车可停站待避高速旅客列车，致使中速列车前后三列高速列车间隔为51min和14min。

在75min内开行了高速列车5列，中速列车1列。

（c）图中，A,B两站间在靠近B站端设了一个B'站，以供中速列车停站待避用。

中速列车前后三列高速列车间隔为31min和34min。

在75min内开行了高速列车5列，中速列车1列。

（d）图中，A,B两站间设了A',B'两个中速列车待避站，中速列车在A,B两站间发生了停站两次待避高速列车，前后高速列车的间隔为31min,30min和14min。

在75min内开行了高速列车4列，中速列车1列。

由以上分析知：

增设待避车站不但不能减少中速列车对通过能力的影响，反而增加了对

通过能力的影响。

待避次数越多，对通过能力的影响越大。

2.2通过扣除系数法推算

扣除系数法是沿袭传统的非平行运行图通过能力计算法，以一种列车占用能力为标准，确定其他列车与该标准列车在能力占用上的当量关系（即扣除系数），从而将不同列车的能力占用归一化为标准列车的数量，确定出通过能力是理论计算值。

在客运专线通过能力计算中，一般以速度最高的A类列车确定为标准列车。

1）客运专线平行运行图能力计算公式

曹恩灵，根据我国铁路通过能力计算办法先计算平行运行图通过能力，再采用扣除系数的办法计算实际列车对数（当然条件许可时也可采用铺画运行图的办法确定）。

高中速列车共线运行时平行运行图区间通过能力计算公式：

式中

——平行运行图高速、中速列车区间通过能力（列）；

——高速铁路维护作业时间（min）；

——区间内高中越行列车运行的时间差，可用平均速度表达（min）；

L——高速列车中速列车相邻越行站间的距离（km）；

——高、中速列车在相邻两个越行站间的平均运行速度（km/h）；

——先发（或通过）高速列车，后发中速列车，列车间最小间隔时间（min）；

——先到停中速列车，后通过高速列车，列车间最小间隔时间（min）；

——高、中速列车追踪间隔时间（min）；

——平均每个运行图周期内高速列车后续追踪高速列车的数量；

——平均每个运行图周期内中速列车后续追踪高速列车的数量。

通过以上公式可以在停车站及越行站分布后，根据高中速列车的运行方式，计算平行运行图区间通过能力，从而检算越行站分布以及列车运行方式的合理性。

也可以根据需要的通过能力检算高速列车越行中速列车相邻越行站分布的最大距离。

2）客运专线非平行运行图能力计算公式

施福根，吕红霞等,利用扣除系数法计算客运专线非平行运行图能力，并且探讨分析了客运专线站间距离、开行方案、旅速及能力配比关系。

a.客运专线非平行运行图能力

N非=NAεA+NBεB

式中：

N非为非平行运行图区间通过能力（对）；NA为A类列车对数；NB为B类列车对数；εA、εB为A、B类列车平均扣除系数。

1．有停站A类列车扣除系数εA

若无停站A类列车不越行有停站的A类列车，则A类列车停站一次产生的扣除系数为：

列车停站k次的扣除系数为：

一般情况，各中间站A类列车的停站比例x要小50%，且在均衡停站条件下不应出现A类列车追踪停站列车的情况，此时A类列车扣除系数的计算可简化为：

2．B类列车扣除系数εB

若B类列车在区段内不被A类列车越行且不停站，则其运行区段愈长，A、B类列车速差愈大，B类列车扣除系数εB愈大，可用以下公式表示：

一般B类列车会被A类列车越行，并应结合其停站进行。

当被A类列车越行（越行次数为K，且K次越行条件相同）时，单列B类列车的扣除系数为：

式中：

TB为B类列车在越行站产生的扣除时间，由以下公式确定：

为了减少B类列车扣除系数，通常将几列B类列车追踪运行。

设连续追踪的B类列车、无停站A类列车数量为kB和kA，并定义为越行组（kA＋kB）。

相邻区间[r，s]是该方向上A、B类列车旅行时间差最大的区间，这样kB列B类列车在r站被kA列A类列车越行，可以确保B类列车不被连续越行，如图3所示。

越行组（kA＋kB）的周期T：

式中：

t差为连续区间A、B类列车旅行时间差；IB、IA分别为A、B类列车最小追踪时间。

B类列车数量为NB时，满表运行图可以铺画的无停站A类车列车为：

即：

式中：

N为AB类列车总数。

则此时B类列车扣除系数为：

综合以上各式可得B类列车扣除系数

：

则A类列车通过能力为：

在实际铺图时，一昼夜可以安排的越行组数n受

到下式的限制：

可以铺画的B类列车的对数应满足下式：

b.客运专线站间距离、开行方案、旅速及能力配比关系分析

若通过客流调查能确定B类列车开行数量，A类列车按最有利停站方式（递远递停）安排停站，在各种旅客列车开行方案中，可依据不同的站间距离推导出Ａ类列车的最大开行数量。

通过B类列车旅速和站间距离的匹配关系，可确定最大站间距离。

1开行能力的计算

对不同站间距离给定B类列车开行对数，计算各旅客列车开行方案中A类列车的开行能力。

在公式（21）中1≤

≤3，且

为整数；

为A类列车在第i站停站时间；

；

为平均站距（km）。

2检算B类列车旅速

对单列B类列车而言，需满足一定旅速要求，即：

式中：

为相同径路上既有线路的旅客列车最高旅速（km/h）；

为客运专线全长（km）

3站间距离取值分析

站间距离最终取值应在城市布局的基础上，满足运输能力和可行客车方案的前提下，需对车站站间距离的选取、越行点布置和工程造价等多方面进行综合比选后确定。

2.3计算机模拟法

刘华，利用计算机模拟法研究了高中速列车共线运行模式下，不同中速列车追踪间隔时间和不同高中速速度匹配情况下的车站距离。

　　图中速列车待避高速列车对站间距的影响示意图

在上图中，高中速列车追踪间隔为

车站间距为

，中速列车区间运行时分为

，高速列车区间运行时分为

，中速列车区间运行速度为

，高速列车区间运行速度

，则

整理得：

，式中C为与时间单位有关的换算系数。

通过计算机模拟试验,中速列车不同追踪间隔时间的车站距离见下面2表。

从以上的分析可以看出,追踪间隔时间取4min时,车站间距应为26.5~124.7km。

当追踪间隔时间为5min时,车站间隔应为33.6~156.1km为宜。

参考文献

杜文1996.4

高速铁路中间站设置对通过能力的影响研究

一是高速铁路的通过能力与既有客货共线铁路的通过能力在目标和服务对象上有本质的不同。

既有铁路的通过能力，是以牺牲货物列车旅行速度，换取较小的旅客列车扣除系数，从

而得到较大的非平行运行图通过能力。

高速铁路是客运专线，不能以牺牲中速旅客列车

或高速列车的旅行速度来换取通过能力；又高速铁路的列车追踪间隔I值较小，高速列车速度V高速和中速旅客列车速度V中速之差很大，不能应用既有铁路车站分布原则。

二是采用图解法分析了客运专线开行不同速度的高速列车会产生通过能力的扣除。

施福根，吕红霞等的2005.7

客运专线中间站合理站间距的探讨

采用扣除系数法，并结合列车运行图分析，首先给出客运专线平行运行图能力计算公式；然后再推导客运专线非平行运行图能力计算公式；其中把站间距l、B类列车开行对数、开行方案、以及A类列车最大开行对数的关系量化表示了；依据客流调查及旅客列车开行方案设计，可确定B类列车开行对数。

在此条件下确定A类列车最大开行对数与站间距的关系；并做了B类列车的旅速检算。

曹恩灵1995.6

高速铁路停车站及越行站分布原则

提要本文结合高速铁路的特点，对设置中间停车站、越行站的客观限制因素进行分析。

结合我国高速铁路可能产生的运营模式，对中间停车站、越行站设置后，区间通过能力的计算方法进行探索。

（只是计算了客运专线平行运行图的区间通过能力）最后提出设置高速铁路停车站，越行站应考试的因素。

刘华2001.6

高速铁路车站合理站间距探讨

国外车站设置方式，国内的原则和影响因素

:

通过对国外及国内京沪高速、秦沈客运专线铁路车站分布的研究，结合我国实际情况，从列车停站、通过能力、高速列车数量及速度比等几方面对高速铁路车站的合理站间距进行了分析，根据高速列车不同的追踪间隔时分，提出不同的车站间距。