高速铁路列车运行图缓冲时间影响因素分析

高速铁路列车运行图缓冲时间影响因素分析
摘要：随着高速铁路的开通运营，铁路运输能力得到了较大的提高，缓解了运能与需求之间的矛盾，同时，旅客对铁路运输服务质量提出了更高要求，特别是旅行的准时性。

为了保证高速铁路的旅行准时性，就需要高质量的列车运行图，缓冲时间则是决定列车运行图质量的重要因素。

本文对列车运行图缓冲时间进行理论研究，分析了列车运行线的时空分布、通过能力利用率和旅客服务质量对缓冲时间的影响。

关键字：高速铁路；列车运行图；缓冲时间
Analysis on influencing factors of high-speed railway train diagram buffer time
Zhao Wanjun
Hankou station, Wuhan Railway Bureay, Wuhan Hubei 430000
Abstract：With the opening of the high-speed railway operation, railway transportation ability has been greatly improved, alleviated the contradiction between the capacity and demand. At the same time, passengers put forward higher requirements on the railway transport service quality, especially the punctuality of rail travel. In order to ensure the high-speed rail travel punctuality, improving the quality of train diagram is needed, and the setting of buffer time is an important factor in determining the quality of train diagram. This paper study on the theory of train diagram, and summarizes influence of Time and space distribution of train paths, utility ratio of the carrying capacity and railway’s service quality on buffer time.
Key word：High-speed railway；train diagram；buffer time
高速铁路作为铁路的新型产品，其服务水平要远高于既有线。

准时性和可靠性是关乎高速铁路服务水平的两个关键性因素，也是旅客选择高铁的重要因素。

高速铁路的安全正点运行是铁路较其他运输方式的优势所在，同时也关系到铁路的声誉和形象，当务之急就是需要更好的运输组织。

列车运行图作为运输组织当中的重要部分，对高速铁路的准时性、便捷性和可靠性等服务水平的提高有重要作用。

缓冲时间是高速铁路列车运行图研究当中的关键内容，缓冲时间的设置对缓解列车晚点，提高运行图抗干扰能力具有重要的意义，对其进行理论研究能为提升高速铁路服务质量提供突破口。

1 列车运行图缓冲时间分析
1.1 缓冲时间的定义与分类
缓冲时间是指列车运行图内的列车区间运行、车站停站、列车间追踪运行和列车间接续等作业的图定作业时分与完成该作业所需的标准作业时分之间的差值，缓冲时间大于或等于零。

列车标准作业时分是保证车站能完成必要的作业和确保列车在区间内安全运行的时间。

标准作业时分作为列车运行图编制的标尺，缓冲时间是在标准作业时分基础上富余出来的时间。

缓冲时间按照作业类型可以分为：
（1）自身恢复时间，包括区间缓冲时间和站点缓冲时间。

自身恢复时间一般设置在一趟列车的某个单项作业，如区间运行作业“撒点”(图1)和车站停站作业“撒点”(图2)等。

自身恢复时间能有效吸收列车初始晚点，提高列车在晚点之后的“赶点”能力。

图1 区间缓冲时间示意图
图2 站点缓冲时间示意图
（2）线间缓冲时间，包括追踪列车间隔缓冲时间和线群间缓冲时间。

线间缓冲时间设置在涉及多列列车的作业中，确保两列车有一定的安全间隔，如设置在追踪运行的两列车间的追踪列车间隔缓冲时间（图3），两组铺画较为密集的线群之间的缓冲时间（图4）。

设置线间缓冲时间能有效抑制列车间的晚点传播。

图3 追踪列车间隔缓冲时间示意图
图4 线群间缓冲时间示意图
1.2 缓冲时间的作用
设置列车运行图缓冲时间是为了充分吸收晚点，提高列车运行图抗干扰能力。

其中，自身恢复时间的主要作用是控制列车自身晚点，线间缓冲时间的主要作用是抑制列车间的晚点传播。

列车晚点会对列车的正常运行、运输生产任务及客运服务质量产生较大影响，利用缓冲时间可以减少或消除这种影响，增加列车运行图的动态性能。

缓冲时间增加列车运行图弹性的机理十分复杂，以区间缓冲时间为例。

如图5示，列
车i到达车站1的时间晚于图定时间，列车i发生晚点；利用设置在区间2的区间缓冲时间，列车i可以在区间2“赶点”运行，在车站2恢复正点。

图5 区间缓冲时间的作用过程示意图
2 列车运行线时空分布对缓冲时间的影响
列车运行线的时空分布对缓冲时间的布局会产生影响。

在列车运行图编制阶段，由于开行列车种类和数量基本确定，编图人员在设计列车运行线的时空分布时需要考虑运输需求和相关技术条件，缓冲时间就是考虑因素之一。

以列车种类和数量不变为前提，列车运行线时空分布为所有的列车运行线在列车运行图上所表示出来的时空轨迹，即对应列车的始发时间、终到时间、停站时间以及停站车站等信息，反映在列车运行图上就是运行线在时间、空间维度上的相对位置关系。

列车运行线时空分布会影响到缓冲时间的布局，例如，在运行图中低等级列车后面铺画高等级列车，如果低等级列车发生晚点，在一般情况下，高等级列车需要尽量避免受到低等级列车干扰而引起的连带晚点，这将会导致低等级列车的晚点程度进一步扩大，这种情况下就需要较多的缓冲时间来吸收低等级列车的晚点。

为了避免上述情况的发生，减少低等级列车待避高等级列车的次数，在编制列车运行图的过程中采取同等级列车相对集中铺画的模式，尽量避免低等级列车和高等级列车交替铺画。

3 通过能力利用率对缓冲时间的影响
高速铁路通过能力是指在采用一定类型的机车车辆和一定的行车组织方法的条件下，铁路区段的各种固定设备，在单位时间内（通常指一昼夜）所能通过的最多列车数。

通过能力利用率可以用给定列车运行图内列车的数量与最大列车数量(通过能力)的比值来表示。

通过能力利用率明确地表示出运力资源的利用比例，一般来说，区间通过能力利用率越高，列车运行图内剩余运力资源越少，即计划无效能力越少，缓冲时间设置就会越困难。

列车运行图缓冲时间与区间通过能力利用率在一定服务水平以及固定平均最小间隔时间的条件下，区间通过能力利用率越小，缓冲时间越大；区间通过能力利用率越大，缓冲时间越小。

在实际情况中，区间通过能力利用率比较高时，运行线的时空分布呈现出运行线群的状态，在其间设置缓冲时间就越困难；反之，缓冲时间设置越简单。

4 旅客服务质量对缓冲时间的影响
高速铁路的开通运营使既有线的运力资源得到相应的解放，同时高速铁路也将承载更多的运输需求。

铁路既有线的运输把生产效益放在第一位，而高速铁路更加重视旅客的需求，需要更高的旅客服务质量。

在现有研究中，旅客服务质量
的影响因素比较多，大致包括：旅客送达及时性、运行图可达性、到发时间合理性、服务频率、旅客旅行时间和旅客候车时间。

列车运行图缓冲时间的设置会影响到旅客送达及时性和旅客旅行时间。

缓冲时间作为列车运行图当中“富余”的时间会增加旅客旅行时间，但是缓冲时间的设置能增加列车运行图的弹性，减少或消除列车晚点，进而提高旅客送达及时性。

在编制高速铁路列车运行图的过程中，如果从提高列车旅行速度的角度出发，一般会尽可能少地设置缓冲时间；如果从改善列车运行图弹性、提高正点率的角度出发，又需要设置更多的缓冲时间。

综上所述，列车运行图缓冲时间布局需要考虑的关键问题就是如何在旅行速度与正点率之间取得平衡，使缓冲时间布局同时满足旅行时效性和旅行准时性的要求，以达到提高旅客服务质量的目标。

5 结论
文章从列车运行图的基本概念入手，对缓冲时间进行分类，分析了缓冲时间的作用原理，以高速铁路作为研究对象，总结出缓冲时间的影响因素。

此外，通过对列车运行图缓冲时间影响因素的分析，可以看出列车运行图缓冲时间影响因素不是独立存在的，这些影响因素在影响缓冲时间的同时，也受到缓冲时间的影响，并且影响因素之间也存在相互联系。

参考文献：
[1] 孟令云. 客运专线列车运行图动态性能及其仿真评估系统的研究[D]. 北京交通大学, 2010.
[2] 宁骥龙. 城际客运专线列车运行图冗余时间布局优化研究[D]. 西南交通大学, 2013.
[3] 占勇，马驷. 高速铁路列车运行图结构特征分析[J]. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2013(02).。