【正文】 在對(duì)其建 49 立模型時(shí)，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(dòng)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(dòng)車組　　　0 ji1 kX kij ???? 　　　　　　　　?。薄　　》駝t　　　　 間匹配；與列車Ｌ動(dòng)車組屬性Ｔ　　　 jiij 0? 動(dòng)車組與所分配的車次應(yīng)相互匹配，可知：能夠分配動(dòng)車組 k 執(zhí)行列車 i ，即 ????? ?mknjkijX111 1的前提條件是動(dòng)車組 k 與列車 i 相匹配，即動(dòng)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(dòng)車組 k 的相鄰兩個(gè)列車 i ， j 必須滿足動(dòng)車組作業(yè)時(shí)間間隔要求，因此有： jikXGTtXt kijatkijdj ,)( ??? GT 為動(dòng)車組在車站相應(yīng)的技術(shù)作業(yè)時(shí)間或檢修作業(yè)時(shí)間。但是，在不固定方式下，考慮維修情況時(shí)，動(dòng)車組的 利用方式復(fù)雜 ， 動(dòng)車組運(yùn)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(dòng)車組數(shù)量的確定和運(yùn)用組織問題是比較復(fù)雜的難題。動(dòng)車組可以連續(xù)運(yùn)行不同運(yùn)行線的基本原則是 滿足動(dòng)車組轉(zhuǎn)線、整備等接續(xù)時(shí)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(yùn)行的動(dòng)車組需要維修時(shí)，不僅需要備用動(dòng)車組替代其運(yùn)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(yùn)行車站，對(duì)動(dòng)車組的使用和運(yùn)輸組織會(huì)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(yùn)行。 9 開行列車種類： 高速 1— 設(shè)計(jì)行車速度為 300 公里 /小時(shí)的列車； 高速 2— 設(shè)計(jì)行車速度為 200 公里 /小時(shí)的列車。 13 日 在動(dòng)車組的運(yùn)用過程中應(yīng)該根據(jù)動(dòng)車組的實(shí)際運(yùn)用狀況，按照高速動(dòng)車組的檢修規(guī)程，在運(yùn)用計(jì)劃中合理安排，使動(dòng)車組能夠按時(shí)、按照檢修作業(yè)級(jí)別要求到達(dá)相應(yīng)的作業(yè)車站，以便進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)作業(yè)，保證動(dòng)車組時(shí)刻處于良好狀態(tài)。由于修程不同，對(duì)應(yīng)的檢修范圍不同，所需檢修的時(shí)間也不同，根據(jù)當(dāng)前廣深線運(yùn)用的X2020 和“藍(lán)箭”所采用的檢修走行公里數(shù) 波動(dòng)范圍 分別采用 10%～15%，以 10%為基準(zhǔn)得到的動(dòng)車組各等級(jí)檢修所對(duì)應(yīng)的公里數(shù)和停時(shí)以及各級(jí)檢修所對(duì)應(yīng)的主要工作見表 31。 37 遵循以上幾項(xiàng)原則，并以 2020 年與 2020 年京滬高速列車運(yùn)行圖的列車運(yùn)行計(jì)劃以及“四縱四橫”的路網(wǎng)規(guī)劃為研究背景，結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)京滬高速鐵路運(yùn)行線的諸多相關(guān)問題研究，綜合考慮 動(dòng)車運(yùn)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(jí)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(dòng)車組數(shù)量分析，除北京和上海外，天津（華苑）、濟(jì)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(shí)間進(jìn)行檢修作業(yè)，保證以上各站高速列車的高效、正點(diǎn)運(yùn)行，在天津、濟(jì)南和南京等三處也應(yīng)設(shè)置高速動(dòng)車運(yùn)用所 。 (2) 高速動(dòng)車組較高級(jí)的修程宜集中進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)維修的“專業(yè)化、集中修”。通過理論論證和大量車底運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬表明，采用后者有利于提高動(dòng)車組的使用效率，減少配屬站數(shù)量，減少高速動(dòng)車組的購(gòu)置費(fèi)，也有利于提高日車公里與乘務(wù)司機(jī)的勞動(dòng)效率。根據(jù)需要完成高速動(dòng)車組的 部分臨修作業(yè) 。 22 表 21 京滬高速線客車對(duì)數(shù)表 單位：對(duì) 年度 區(qū)段 2020 年 2020 年 高速 1 高速 2 合計(jì) 高速 1 高速 2 合計(jì) 北京 天津 52 14 66 88 88 天津 德州 81 23 104 152 152 德州 濟(jì)南 81 23 104 150 150 濟(jì)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(diǎn) 及 對(duì)數(shù) 詳見表 2 23；圖 2 2 23。越行 站不辦理客運(yùn)業(yè)務(wù)，其它站均辦理客運(yùn)業(yè)務(wù)。 5. 跨線列車：根據(jù)跨線列車客流特點(diǎn)，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(jì)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(yùn)專線及既有線的分工應(yīng)本著確保運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)安全為前提，以高效、有序地組織列車正常運(yùn)行和提供方便、快捷、優(yōu)質(zhì)的客貨運(yùn)輸服務(wù)為基礎(chǔ)，以充分、合理地利用線路運(yùn)輸能力，最大限度吸引客貨流，并創(chuàng)造最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益為目標(biāo)。 1999 年 10 月 由 戚墅堰機(jī)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(hào) 動(dòng)車組 在上海、南京、杭州間投入運(yùn)營(yíng)。 可以看出日本高速鐵路的動(dòng)車組運(yùn)用是比較靈活的，一般情況下，白天運(yùn)營(yíng)結(jié)束后夜間進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)所進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)檢查作業(yè)，經(jīng)過多日運(yùn)行后進(jìn)入仙臺(tái)綜合車輛所進(jìn)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(yùn)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(jī)車車輛裝備方面，采用動(dòng)車組裝置，實(shí)現(xiàn)高速鐵路運(yùn)行速度快、動(dòng)車組使用效率高的要求。隨著秦沈客運(yùn)專線及京滬高速鐵路的建設(shè)與投入運(yùn)營(yíng)、既有線的技術(shù)改造，動(dòng)車組的運(yùn)用范圍將不斷擴(kuò)大，研究 提高動(dòng)車組的運(yùn)用方式、優(yōu)化運(yùn)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(yùn)專線為例分析動(dòng)車組運(yùn)營(yíng)、檢修等特點(diǎn)，總結(jié)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，通過理論分析與計(jì)算機(jī)模擬相結(jié)合，研究動(dòng)車組的合理運(yùn)用方案、動(dòng)車組配屬及相關(guān)檢修點(diǎn)分布，優(yōu)化動(dòng)車組運(yùn)用方案、節(jié)省動(dòng)車組購(gòu)置費(fèi)用及合理分布檢修地點(diǎn)等 主要研究?jī)?nèi)容： ⒈客運(yùn)專線動(dòng)車組運(yùn)輸組織方案的研究； ⒉客運(yùn)專線動(dòng)車組運(yùn)用周轉(zhuǎn)圖的鋪畫； ⒊高速動(dòng)車組的配置、數(shù)量和檢修設(shè)備布點(diǎn)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(jì) 60 年代的 0 系電動(dòng)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(guó)也是很早研究和運(yùn)用動(dòng)車組的國(guó)家之一，其對(duì)動(dòng)車組的研究技木較成熟，自 20 世紀(jì) 90 年代初將高速動(dòng)車組投入商業(yè)運(yùn)用以來，目前已發(fā)展到第 3 代即 ICE－ 3， 2 主要運(yùn)用在城際間的旅客快車，意大利是歐洲最早研制和運(yùn)用擺式高速動(dòng)車的國(guó)家， 20 世紀(jì) 70年代初就研制出 ETR型 401型擺式動(dòng)車組，目前已發(fā)展到 ETR480 型，冠名“歐洲之星”，其速度可達(dá)到 300km/h，主要運(yùn)用與城際鐵路；法國(guó)高速鐵路主要車型是 TGV 高速動(dòng)車組，最高速度可達(dá) 370km/h，占據(jù)了國(guó)內(nèi)高速鐵路運(yùn)輸?shù)拇蠓蓊~市場(chǎng)。 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(yùn)轉(zhuǎn)所、小山運(yùn)轉(zhuǎn)所、仙臺(tái)綜合車輛所、盛岡第一運(yùn)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(dòng)車組運(yùn)用情況 2020 年 10 月 18 日上午 11 時(shí) “ 神州號(hào) ” 動(dòng)車組正式投入 京山線北京 天津間 運(yùn)營(yíng) ，列車配屬在天津機(jī)務(wù)段，共有 4 個(gè)動(dòng)車組，擔(dān)當(dāng)天津、泰達(dá)、唐山與北京間的列車運(yùn)行。 我國(guó)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(dòng)車組投入運(yùn)營(yíng)，但各線動(dòng)車組的數(shù)量也都不多，都屬于少量試運(yùn)營(yíng)。 旅客列車開行原則如下： ⒈ 城際客運(yùn)專線、高速鐵路均為客運(yùn)專線。 ⒍ 對(duì)于具備相應(yīng)客流條件且在高速鐵路（或客運(yùn)專線）上運(yùn)行距離較長(zhǎng)的大站間盡量組織上高速線運(yùn)行的跨線車。 1. 列車定員 本線列車、跨線列車按動(dòng)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(guó)外高速鐵路列車運(yùn)營(yíng)實(shí)踐以及我國(guó)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(shí)際特點(diǎn)，開行方案設(shè)計(jì)思路如下： 首先，根據(jù)京滬高速鐵路預(yù)測(cè)的 OD 交流量，只要 OD 兩點(diǎn)間的交流量 滿足開行一列車的條件，則設(shè)計(jì)開行一列客車，對(duì)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(jì)列車； 然后，基于以下因素，對(duì)開行方案進(jìn)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(yùn)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(dòng)車運(yùn)用所 （簡(jiǎn)稱高速動(dòng)車運(yùn)用所）： 派駐少量 高速動(dòng)車組，承擔(dān)高速動(dòng)車組的 客運(yùn)整備 以及 存放作業(yè) ，根據(jù)需要進(jìn)行高速動(dòng)車組的 日常檢查 、 一級(jí)修 及 部分臨修 作業(yè)。 (4) 動(dòng)車組整體入庫(kù)，進(jìn)行 人機(jī)平行作業(yè) ， 實(shí)現(xiàn)快速化，保證在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)檢修作業(yè)完畢。 (3) 根據(jù)運(yùn)輸組織的需要，考慮沿線高速站晚間存放高速動(dòng)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(jì)暫行規(guī)定》，高速動(dòng)車組的檢修以可靠性和舒適性為中心，實(shí)行 計(jì)劃定期檢查 、 整備 和 狀態(tài)修 相結(jié)合，充分利用動(dòng)車組故障診斷系統(tǒng)以及動(dòng)車組運(yùn)用檢修管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，縮短檢修時(shí)間，提高動(dòng)車組的運(yùn)用效率。 表 31 高速動(dòng)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(shí)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(dòng)裝置檢查并進(jìn)行制動(dòng)試驗(yàn)。 39 4 京滬高速鐵路列車運(yùn)行圖的鋪畫 本次京滬高速鐵路列車運(yùn)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(jì)暫行規(guī)定”（ 修訂版），同時(shí)根據(jù)審查意見進(jìn)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(shí)間 高速列車、跨線列車追蹤間隔時(shí)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(diǎn)， 劃分等級(jí) ；分層次鋪畫 ； 2 分析不同種類列車的旅客特點(diǎn)，在符合旅客出行規(guī)律的有效時(shí) 41 間范圍內(nèi)（高中速列車的始發(fā)時(shí)間 一般不早于 6 點(diǎn) ， 到達(dá)一般不晚于23 點(diǎn) 30 分 。并且在高速期運(yùn)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(yùn)行的列 車應(yīng)采用不同的停站方案相結(jié)合。 第二：動(dòng)車組的需要量較大（從后面動(dòng)車組不同運(yùn)用方式所 需的動(dòng)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(dòng)車組的優(yōu)越性，提高動(dòng)車組的利用效率，減少動(dòng)車組的購(gòu)置數(shù)量，節(jié)省投資。因此，本次研究采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，利用計(jì) 算機(jī)的快速計(jì)算能力來解決動(dòng)車組的運(yùn)用組織問題。 2 每一動(dòng)車組運(yùn)用交路在同一時(shí)段最多只能勾畫一個(gè)車次； 動(dòng)車組執(zhí)行列車運(yùn)行任務(wù)時(shí)，與列車是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即任一動(dòng)車組在接續(xù)列車時(shí)，其“緊前工序”和“緊后工序”都只對(duì)應(yīng)著交路中 的一列列車。 表 51 動(dòng)車組運(yùn)用方式方案匯總表 . 指標(biāo) 類型 方案簡(jiǎn)述 固定型 車底就在始發(fā)終到兩站之間固定運(yùn)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(dòng)車組與運(yùn)行線的匹配，不考慮動(dòng)車組運(yùn)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(dòng)車組與運(yùn)行線的匹配，不考慮動(dòng)車組運(yùn)用交路的周期性 周期型 大周期性 以動(dòng)車組運(yùn)行走行一級(jí)修所需要的公里數(shù)（ 30000 公里）為檢修周期 小周期性 動(dòng)車組運(yùn)用構(gòu)成循環(huán)，具備一級(jí)修的檢修作業(yè)要求 動(dòng)車組運(yùn)用計(jì)劃的編制是以列車運(yùn)行圖為前提條件的，也就是說，只有在給定運(yùn)行任務(wù)的基礎(chǔ)上，才能考慮如何使得投入的動(dòng)車組最省，因此設(shè)計(jì)動(dòng)車組運(yùn)用計(jì)劃編制過程時(shí)必須遵循以下原則： 1 動(dòng)車組運(yùn)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(dòng)車組所使用的車型、動(dòng)車組的出發(fā)車 站和到達(dá)車站、出發(fā)時(shí)刻和到達(dá)時(shí)刻，這就要求分配每一列車的動(dòng)車組與該車次的所需動(dòng)車組屬性一致、指派給同一動(dòng)車組的相鄰兩個(gè)車次應(yīng)符合車站銜接及技術(shù)作業(yè)和檢修時(shí)間銜接要求。 在固定方式下，動(dòng)車組的運(yùn)用方式簡(jiǎn)單，利用圖解法或者分析法，就可以確定完成運(yùn)行圖上所有運(yùn)行車次（即運(yùn)行線）所需要的動(dòng)車組數(shù)量，再考慮維修所占用的動(dòng)車組就可以確定所需的全部動(dòng)車組數(shù)量。 圖 51 動(dòng)車組不固定方式使用示意圖 . 如圖 51 所示：動(dòng)車組 1 先后運(yùn)行了 T T T T T