高速铁路列车运行图结构对通过能力的影响研究

作     者：简星 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：闫海峰

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：高速铁路 运行图结构 通过能力 占用时间 特征参数 

摘      要：本文首先对列车运行图结构的基本概念进行了介绍,根据运行图的二维方向分析了运行图的横向结构和纵向结构的要素。国内高铁以京沪高铁为例,依据2017年底运行图数据,分析京沪高速铁路的运行图结构特点,包括列车的种类及数量、运输组织模式、停站结构和越行安排等;国外高速铁路以日本新干线为例,分析日本新干线运行图结构特点及开行特征;接着对比分析京沪高铁和日本新干线两条典型高速铁路的运行图结构的特点,发现我国高速铁路运行图结构比日本新干线更为复杂,规律性不明显。在分析运行图占用时间与能力关系后,以运行图占用时间来表示运行图的能力利用情况;分析运行图结构单元即运行列车组的组成,发现当列车发生越行时运行列车组无法确定,因此将运行图结构单元标准化,提出以运行线组作为越行条件下的运行图结构单元;接着在确定了运行图的理想条件的基础上,分析了理想条件下和一般条件下不同的运行图结构单元对能力的影响。确定运行图纵向结构包含的要素,有停站次数和停站结构,定性分析两个要素与能力之间的影响关系,接着推导理想条件下运行图结构对运行图额外占用时间的计算公式;通过定量分析停站率与通过能力之间的规律,得出停站率与能力之间的关系呈现一个U型。接着在确定停站结构特征参数的基础上,定量分析特征参数与能力之间的关系,得出停站结构特征参数与运行图额外占用时间呈线性关系,通过公式推导后得出理想条件下运行图的能力由第一列车的停站情况、最后一列车的停站情况、车站的停站率以及特征参数的数量共同决定;最后通过铺画运行图验证上述规律。确定运行图横向结构包含的要素,定性分析横向结构要素与能力之间的关系。接着在前文的基础上推导一般条件下运行图额外占用时间的计算公式。通过MATLAB计算分析B类列车对能力的影响,得出随B类列车比例的增加,通过能力先增后减,且在B类列车在55%附近时,对通过能力的影响最大。接着在确定运行线铺画结构特征参数的基础上,定量分析铺画结构特征参数与能力之间的关系,得出特征参数与运行图额外占用时间大致成线性关系,特征参数值越小,运行图占用时间影响越小,通过能力越大;最后通过铺画列车运行图验证上述规律。本文紧扣目前高铁面临的通过能力紧张问题,通过挖掘运行图结构与能力之间的潜在规律,对繁忙高速铁路的运输组织有一定的指导意义。