【正文】 在對其建 49 立模型時，數(shù)學(xué)描述如下： 設(shè) 決策變量 kijX ，定義 匹配性函數(shù) 為 ij? 以描述動車組與列車之間分配的限制 ???? 　　　　　　　　　　否則　　　　　 ；后執(zhí)行在執(zhí)行完列車動車組　　　0 ji1 kX kij ???? 　　　　　　　　?。薄　　》駝t　　　　 間匹配；與列車Ｌ動車組屬性Ｔ　　　 jiij 0? 動車組與所分配的車次應(yīng)相互匹配，可知：能夠分配動車組 k 執(zhí)行列車 i ，即 ????? ?mknjkijX111 1的前提條件是動車組 k 與列車 i 相匹配，即動車組 k 與列車 i 間的匹配性函數(shù) 0?ij? ，即有： ??? ???11 ,1nj ikkij ikX ? 由于分配給任意動車組 k 的相鄰兩個列車 i ， j 必須滿足動車組作業(yè)時間間隔要求，因此有： jikXGTtXt kijatkijdj ,)( ??? GT 為動車組在車站相應(yīng)的技術(shù)作業(yè)時間或檢修作業(yè)時間。但是，在不固定方式下，考慮維修情況時，動車組的 利用方式復(fù)雜 ， 動車組運行組合種類繁多，組合方案數(shù)量巨大 ，很難采用任何現(xiàn)成的方法確定，動車組數(shù)量的確定和運用組織問題是比較復(fù)雜的難題。動車組可以連續(xù)運行不同運行線的基本原則是 滿足動車組轉(zhuǎn)線、整備等接續(xù)時間的要求。根據(jù)目前已有的研究成果，高速鐵路的配屬段和維修中心只設(shè)在上海和北京，那么，不經(jīng)過京、滬運行的動車組需要維修時，不僅需要備用動車組替代其運行，而且本身需要專程送往維修基地站，事后又需要返回其運行車站，對動車組的使用和運輸組織會帶來極大的不便。即以北京至上海間下行為例：在此期間分別組織 10 列高速 2 列高速 2 及 7 列高速 1 運行。 9 開行列車種類： 高速 1— 設(shè)計行車速度為 300 公里 /小時的列車； 高速 2— 設(shè)計行車速度為 200 公里 /小時的列車。 13 日 在動車組的運用過程中應(yīng)該根據(jù)動車組的實際運用狀況，按照高速動車組的檢修規(guī)程，在運用計劃中合理安排，使動車組能夠按時、按照檢修作業(yè)級別要求到達相應(yīng)的作業(yè)車站，以便進行相應(yīng)的技術(shù)作業(yè)，保證動車組時刻處于良好狀態(tài)。由于修程不同，對應(yīng)的檢修范圍不同，所需檢修的時間也不同，根據(jù)當(dāng)前廣深線運用的X2020 和“藍箭”所采用的檢修走行公里數(shù) 波動范圍 分別采用 10%～15%，以 10%為基準(zhǔn)得到的動車組各等級檢修所對應(yīng)的公里數(shù)和停時以及各級檢修所對應(yīng)的主要工作見表 31。 37 遵循以上幾項原則，并以 2020 年與 2020 年京滬高速列車運行圖的列車運行計劃以及“四縱四橫”的路網(wǎng)規(guī)劃為研究背景，結(jié)合國內(nèi)外對京滬高速鐵路運行線的諸多相關(guān)問題研究，綜合考慮 動車運用維修中心 的較理想設(shè)置位置應(yīng)在京滬高速鐵路兩端的北京、上海兩地，并配備具有一、二、三級等相應(yīng)的檢修功能；從車站始發(fā)高速列車數(shù)量和各車站夜間所需停留的高速動車組數(shù)量分析，除北京和上海外，天津（華苑）、濟南、南京也有較多的高速列車始發(fā)和夜 間停留，因此，為充分利用高速列車的夜間停留時間進行檢修作業(yè)，保證以上各站高速列車的高效、正點運行，在天津、濟南和南京等三處也應(yīng)設(shè)置高速動車運用所 。 (2) 高速動車組較高級的修程宜集中進行，實現(xiàn)維修的“專業(yè)化、集中修”。通過理論論證和大量車底運用計算機模擬表明，采用后者有利于提高動車組的使用效率，減少配屬站數(shù)量，減少高速動車組的購置費，也有利于提高日車公里與乘務(wù)司機的勞動效率。根據(jù)需要完成高速動車組的 部分臨修作業(yè) 。 22 表 21 京滬高速線客車對數(shù)表 單位：對 年度 區(qū)段 2020 年 2020 年 高速 1 高速 2 合計 高速 1 高速 2 合計 北京 天津 52 14 66 88 88 天津 德州 81 23 104 152 152 德州 濟南 81 23 104 150 150 濟南 曲阜 80 29 109 147 147 曲阜 徐州 79 29 108 144 144 徐州 蚌埠 93 26 119 154 154 蚌埠 南京 93 23 116 152 152 南京 常州 72 33 105 137 137 常州 上海 73 33 106 141 141 旅客列車 起迄點 及 對數(shù) 詳見表 2 23；圖 2 2 23。越行 站不辦理客運業(yè)務(wù)，其它站均辦理客運業(yè)務(wù)。 5. 跨線列車：根據(jù)跨線列車客流特點，適當(dāng)安排停站。 ⒌ 京滬高速鐵路只接發(fā)北京、天津、德 州（ 2020 年）、濟南、徐州、蚌埠、南京、上海八處銜接站的跨線旅客列車。 高速鐵路、城際 客運專線及既有線的分工應(yīng)本著確保運營生產(chǎn)安全為前提，以高效、有序地組織列車正常運行和提供方便、快捷、優(yōu)質(zhì)的客貨運輸服務(wù)為基礎(chǔ)，以充分、合理地利用線路運輸能力，最大限度吸引客貨流，并創(chuàng)造最優(yōu)的經(jīng)濟效益和社會效益為目標(biāo)。 1999 年 10 月 由 戚墅堰機車廠 、 南京浦鎮(zhèn)車輛廠 和 上海鐵路局 聯(lián)合研制的 “ 新曙光 ” 號 動車組 在上海、南京、杭州間投入運營。 可以看出日本高速鐵路的動車組運用是比較靈活的，一般情況下，白天運營結(jié)束后夜間進入運轉(zhuǎn)所進行相應(yīng)的技術(shù)檢查作業(yè)，經(jīng)過多日運行后進入仙臺綜合車輛所進行必要的技術(shù)作業(yè)。 第三天， 6： 34 從湯遲出發(fā)擔(dān)當(dāng) 452 次到東京，全天依次擔(dān)當(dāng)東京 新瀉的 303 次、新瀉 東京的 310 次、東京 盛岡的 49 次、盛岡 東京的 56 次，夜間停 留在上野第一運轉(zhuǎn)所。 東北新干線的線路里程示意圖如圖 12 所示。 在技術(shù)裝備上主要表現(xiàn)在機車車輛裝備方面，采用動車組裝置，實現(xiàn)高速鐵路運行速度快、動車組使用效率高的要求。隨著秦沈客運專線及京滬高速鐵路的建設(shè)與投入運營、既有線的技術(shù)改造，動車組的運用范圍將不斷擴大，研究 提高動車組的運用方式、優(yōu)化運用方案和相關(guān)檢修設(shè)備的配置迫在眉睫。本研究以客運專線為例分析動車組運營、檢修等特點，總結(jié)國內(nèi)外經(jīng)驗，通過理論分析與計算機模擬相結(jié)合，研究動車組的合理運用方案、動車組配屬及相關(guān)檢修點分布，優(yōu)化動車組運用方案、節(jié)省動車組購置費用及合理分布檢修地點等 主要研究內(nèi)容： ⒈客運專線動車組運輸組織方案的研究； ⒉客運專線動車組運用周轉(zhuǎn)圖的鋪畫； ⒊高速動車組的配置、數(shù)量和檢修設(shè)備布點以及設(shè)備規(guī)模和設(shè)備數(shù)量等的研究。如日本從 20世紀 60 年代的 0 系電動車組開始，隨著新干線的不斷發(fā)展和提速，相繼推出 200 系、 500 系高速列車型式；德國也是很早研究和運用動車組的國家之一，其對動車組的研究技木較成熟，自 20 世紀 90 年代初將高速動車組投入商業(yè)運用以來，目前已發(fā)展到第 3 代即 ICE－ 3， 2 主要運用在城際間的旅客快車，意大利是歐洲最早研制和運用擺式高速動車的國家， 20 世紀 70年代初就研制出 ETR型 401型擺式動車組，目前已發(fā)展到 ETR480 型，冠名“歐洲之星”，其速度可達到 300km/h，主要運用與城際鐵路；法國高速鐵路主要車型是 TGV 高速動車組，最高速度可達 370km/h，占據(jù)了國內(nèi)高速鐵路運輸?shù)拇蠓蓊~市場。 4 圖 11 日本新干線示意圖 . 5 圖 12 6 東北新干線從東京 ~盛岡 公里，主要技術(shù)站有上野第一運轉(zhuǎn)所、小山運轉(zhuǎn)所、仙臺綜合車輛所、盛岡第一運轉(zhuǎn)所。全日走行 公里（出 7 入段技術(shù)走行 公里）。 京山線京津段的動車組運用情況 2020 年 10 月 18 日上午 11 時 “ 神州號 ” 動車組正式投入 京山線北京 天津間 運營 ，列車配屬在天津機務(wù)段，共有 4 個動車組，擔(dān)當(dāng)天津、泰達、唐山與北京間的列車運行。 我國其它還有南昌 九江、昆明 石林、哈爾濱 齊齊哈爾、鄭州 武昌等線段也有動車組投入運營，但各線動車組的數(shù)量也都不多，都屬于少量試運營。 旅客列車開行原則如下： ⒈ 城際客運專線、高速鐵路均為客運專線。 ⒍ 對于具備相應(yīng)客流條件且在高速鐵路（或客運專線）上運行距離較長的大站間盡量組織上高速線運行的跨線車。 1. 列車定員 本線列車、跨線列車按動車組方式考慮，定員均按 1200 人 /列，既有線列車定員取 1300 人 ， 編組按 17 輛 考慮。 根據(jù)國外高速鐵路列車運營實踐以及我國以往高速鐵路客車開行方案研究成果，結(jié)合京滬高速鐵路客流實際特點，開行方案設(shè)計思路如下： 首先，根據(jù)京滬高速鐵路預(yù)測的 OD 交流量，只要 OD 兩點間的交流量 滿足開行一列車的條件，則設(shè)計開行一列客車，對于 OD 交流量不能滿足開車需要的，則采取 帶流 的方式設(shè)計列車； 然后，基于以下因素，對開行方案進行調(diào)整： （ 1）減少列車始發(fā)終到站數(shù)量，以便合理配置鐵路運輸設(shè)備，并提高設(shè)備利用效率。 京滬高速鐵路旅客列車 停站方案 見圖 2 25。 高速鐵路動車運用所 （簡稱高速動車運用所）： 派駐少量 高速動車組，承擔(dān)高速動車組的 客運整備 以及 存放作業(yè) ，根據(jù)需要進行高速動車組的 日常檢查 、 一級修 及 部分臨修 作業(yè)。 (4) 動車組整體入庫，進行 人機平行作業(yè) ， 實現(xiàn)快速化，保證在規(guī)定的時間內(nèi)檢修作業(yè)完畢。 (3) 根據(jù)運輸組織的需要，考慮沿線高速站晚間存放高速動車組的條件，以利于第二天早晨發(fā)車。 按照《京滬高速鐵路站后工程設(shè)計暫行規(guī)定》，高速動車組的檢修以可靠性和舒適性為中心，實行 計劃定期檢查 、 整備 和 狀態(tài)修 相結(jié)合，充分利用動車組故障診斷系統(tǒng)以及動車組運用檢修管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，縮短檢修時間，提高動車組的運用效率。 表 31 高速動車組的檢修種類及內(nèi)容表 . 檢查種類 檢修周期 檢修內(nèi)容 作業(yè)時間 日檢 3000km 安全性檢查，主要檢查走行部、受電弓的安全狀態(tài)，基礎(chǔ)制動裝置檢查并進行制動試驗。 39 4 京滬高速鐵路列車運行圖的鋪畫 本次京滬高速鐵路列車運行圖編制的基本參數(shù)參考“京滬高速鐵路站后工程設(shè)計暫行規(guī)定”（ 修訂版），同時根據(jù)審查意見進行適當(dāng)修改，具體相關(guān)參數(shù)取值如下： 1 列車追蹤間隔時間 高速列車、跨線列車追蹤間隔時間均取 3min。 1 根據(jù)旅客列車開行方案，分析各種列車的不同特點， 劃分等級 ；分層次鋪畫 ； 2 分析不同種類列車的旅客特點，在符合旅客出行規(guī)律的有效時 41 間范圍內(nèi)（高中速列車的始發(fā)時間 一般不早于 6 點 ， 到達一般不晚于23 點 30 分 。并且在高速期運行的列車應(yīng)滿足各站旅客出行的需求，即在高峰期內(nèi)運行的列 車應(yīng)采用不同的停站方案相結(jié)合。 第二：動車組的需要量較大（從后面動車組不同運用方式所 需的動車組數(shù)量表中可見），利用率低下。 不固定方式可以充分發(fā)揮動車組的優(yōu)越性，提高動車組的利用效率，減少動車組的購置數(shù)量，節(jié)省投資。因此，本次研究采用計算機模擬技術(shù)，利用計 算機的快速計算能力來解決動車組的運用組織問題。 2 每一動車組運用交路在同一時段最多只能勾畫一個車次； 動車組執(zhí)行列車運行任務(wù)時，與列車是一一對應(yīng)的關(guān)系，即任一動車組在接續(xù)列車時，其“緊前工序”和“緊后工序”都只對應(yīng)著交路中 的一列列車。 表 51 動車組運用方式方案匯總表 . 指標(biāo) 類型 方案簡述 固定型 車底就在始發(fā)終到兩站之間固定運行 不固定型 先到先服務(wù) 按照先到先服務(wù)的原則，確定動車組與運行線的匹配，不考慮動車組運用交路的周期性 均衡性服務(wù) 按照 均衡性服務(wù) 的原則，確 定動車組與運行線的匹配，不考慮動車組運用交路的周期性 周期型 大周期性 以動車組運行走行一級修所需要的公里數(shù)（ 30000 公里）為檢修周期 小周期性 動車組運用構(gòu)成循環(huán)，具備一級修的檢修作業(yè)要求 動車組運用計劃的編制是以列車運行圖為前提條件的，也就是說，只有在給定運行任務(wù)的基礎(chǔ)上，才能考慮如何使得投入的動車組最省，因此設(shè)計動車組運用計劃編制過程時必須遵循以下原則： 1 動車組運用交路應(yīng)與列車開行方案緊密銜接 列車開行方案中明確規(guī)定了每列動車組所使用的車型、動車組的出發(fā)車 站和到達車站、出發(fā)時刻和到達時刻，這就要求分配每一列車的動車組與該車次的所需動車組屬性一致、指派給同一動車組的相鄰兩個車次應(yīng)符合車站銜接及技術(shù)作業(yè)和檢修時間銜接要求。 在固定方式下，動車組的運用方式簡單，利用圖解法或者分析法，就可以確定完成運行圖上所有運行車次（即運行線）所需要的動車組數(shù)量，再考慮維修所占用的動車組就可以確定所需的全部動車組數(shù)量。 圖 51 動車組不固定方式使用示意圖 . 如圖 51 所示：動車組 1 先后運行了 T T T T T