汪锋华 高崇华 赵江林

(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

高速铁路开行160 km/h普速客车对线路状况适应性分析

汪锋华 高崇华 赵江林

(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

我国西部欠发达地区经济发展水平相对较低、城镇化发展不均衡、城镇化率偏低, 随着高速铁路网的逐步形成，如何实现高速线路开行时速160km普速客车以满足西部欠发达地区实际运输需要成为当前形势下一个新的技术课题。文章以成贵铁路为依托，从轨道超高设置及超高顺坡率，大坡度对普速客车编组、追踪间隔的影响，车站分布、到发线数量及长度，大功率交流客运机车研制情况，列车制动限速，坡度代数差适应性等方面进行分析论证，在既有标准体系及现行标准规范条件下，提出了适应高速列车和普速列车混合运行的技术标准及解决方案，对实现运输安全与效率的双提高，充分发挥高速铁路的潜力具有重要的指导意义。

高速铁路； 普速客车上线； 客流需求； 线路状况适应性

1 引言

随着我国高速铁路网的逐步形成,为更好适应西部欠发达地区实际运输需要，高速线路混跑160 km/h普速客车，是新形势下新的技术体系。如何在既有标准体系及既有标准规范条件下，提出适应两种列车混合运行的技术标准以及解决方案是本论文主要研究的内容。

1.1 项目概述

成贵铁路西端通过成绵乐城际铁路引入成都枢纽与西成、成渝客专相通，中部在宜宾与规划的绵遂内宜城际和渝昆等快速铁路相接，东端在贵阳枢纽与贵广快速铁路及长昆客运专线相连。正线线路长 515.02 km，速度目标值250 km/h，最小曲线半径4 000 m，最大坡度20‰、部分地段25‰，到发线有效长650 m。

1.2 开行普速车需求

成贵铁路沿线城镇化发展不均衡，成都、贵阳两大西部中心城市经济发达，城镇化水平较高，2009年城镇化率分别为64.9%和63.5%，乐山和宜宾分别为39.4%和35.7%，昭通和毕节地区城镇化率仅为20%和24.9%，远低于全国46.6%的平均水平。结合近期西南地区铁路干线客流调查情况，家庭月均收入在5 000元及以上、3 000～5 000元和3 000元及以下的旅客，选择160 km/h以下普速车的比例分别为18.4%、30.4%和38.6%。而沿线城镇化率低，家庭收入不高，客观上具有开行160 km/h普速客车的需求。因此，成贵铁路除以开行动车为主外，客观上存在开行普速车的需求。

2 线路状况适应性分析

2.1 线路平面适应性

在满足牵引曲线数据图中曲线地段最大、最小运行速度的前提下设计超高，由于列车启动加速和制动的影响，部分路段最高速度达不到速度目标值，计算超高时按照实际速度计算。

2.1.1 动车组和普通列车混跑超高设计

该方案按照开行动车组和普速列车的要求设置超高。根据TB 10621-2014《高速铁路设计规范》(以下简称《高铁规范》)的要求设计超高。超高设置在缓和曲线全长内实现。

超高设计结果分析如下：

(1)无砟轨道曲线最大超高是125 mm，最小超高是35 mm。

(2)未被平衡的欠超高一般均满足TB 10621-2014《高速铁路设计规范》优秀条件的要求，仅在交点86处为61.2 mm，基本满足良好条件。

(3)未被平衡的过超高一般均满足TB 10621-2014《高速铁路设计规范》良好条件的要求，仅在交点86处满足一般条件的要求。

2.1.2 动车组超高设计

该方案按照仅开行动车组设置超高。根据《高铁规范》的要求设计超高。超高设置在缓和曲线全长内实现。

超高设计结果分析如下：

(1)无砟轨道曲线最大超高是135 mm，最小超高是35 mm。

(2)未被平衡的欠超高一般均满足TB 10621-2014《高速铁路设计规范》优秀条件的要求，仅在交点86处为51.2 mm，满足良好条件。

(3)未被平衡的过超高一般均满足TB 10621-2014《高速铁路设计规范》良好条件的要求，仅在交点86处满足一般条件的要求。

2.1.3 超高设计对比

对动车组和普速列车混跑超高设计和仅开行动车组超高设计进行对比可知，成贵线仅运行动车组列车超高设计较动车组和普通列车混跑超高设计，轨道超高值增加5～30 mm，一般为10 mm或者15 mm，超高设置值变化不大。

综上所述，成贵线超高设计满足开行160 km/h普速客车条件。

2.2 线路纵断面适应性

本线乐山至白云正线总长505.02 km，新建桥梁456座长178.607 km，隧道173座长231.476 km，桥隧总长410.083 km，桥隧比为81%。本线设计坡度为一般地段20‰，部分地段25‰。

2.2.1 坡度分布情况

(1)乐山至兴文段线路位于四川盆地范围，地形起伏不大，设计坡度主要采用小于20‰的坡度。

(2)兴文至毕节为四川盆地攀升至云贵高原的过渡段，地形起伏大，两地高程差大，不良地质多，本段最大坡度25‰。

(3)毕节至白云段线路已升至云贵高原面，除跨越深切河谷段外，其余地段地形起伏相对较小，本段最大坡度25‰。

2.2.2 大坡度对普速客车编组的影响分析

(1)普速客车机车选择

目前最大速度达到160 km/h的机车主要有SS8、SS7E 、SS7D、SS9型机车，其主要技术参数见表1。

表1 客运机车主要技术参数表

从表1可以看出SS8型机车功率为3 600 kW，计算牵引力较小。SS7E型、SS7D型和SS9型机车功率均为4 800 kW，计算牵引力较大，在大坡道上的牵引性能较好。其中SS9型在超过20‰的坡度上牵引性能最好，且与成都、贵阳机务设备结合较好，因此，普速机车推荐选用SS9型机车。

(2)最大坡度25‰对普速客车编组的影响

根据TB/T1407-1998《列车牵引计算规程》计算可知，SS9型机车在25‰限坡下普速客车编组有两个方案：

①SS9双机牵引，牵引质量最多为788 t，折合编组约15辆。

② SS9三机牵引，可满足牵引质量1 100 t，折合编组约20辆。

由于25‰主要集中在宜宾至贵阳段，若全线采用三机牵引，存在一定的机力浪费，且需要在枢纽考虑三机整备作业。三机整备有以下两个方案：

方案1：延长既有机务整备所整备待班线，满足三机整备需求。成都客机整备所需另拆除成都东车辆段部分房屋，拆迁工程较大。贵阳派驻机车折返段受地形限制，无法延长整备线。

方案2：将三机解编为单机和双机进行整备。此方案可在既有机务整备所完成机车整备作业，但解编三机进行整备对运输组织和生产管理干扰较大，整备效率也大大下降。

若乐山至宜宾双机牵引，宜宾至贵阳三机牵引，则在宜宾设补机点，需增加部分工程费用，且乐山至宜宾存在动能闯坡区段。

综上所述，普速上线，采用SS9双机在25‰方案条件下牵引15辆编组方案。

2.2.3 大坡度对追踪间隔的影响分析

普速客车上线应增设地面信号机，采用四显示信号制式行车。

(1)信号机布点

本次信号机布点以满足列车制动安全为第一原则，同时尽量兼顾运输效率，考虑普速列车按TG/01-2014《铁路技术管理规程》(以下简称《技规》)进行制动限速，黄灯意义在不同区间可变，闭塞分区长度在平坡地段取1 365～1 400 m；25‰下坡道地段闭塞分区长度取1 516 m及以上。

(2)对追踪间隔的影响

信号机布点原则可满足普速客车追踪间隔5 min要求，不能满足动车组3 min追踪间隔要求。在不考虑制动限速情况下，动车组追踪间隔在25‰下坡道地段为3.4 min左右；若动车组考虑制动限速，25‰下坡道地段追踪间隔为4.1 min左右。

从以上分析可以看出，在普速客车采用地面信号及四显示制式条件下，为保证普速客车制动安全，区间通过信号机距离会适当延长，若黄灯限速意义可变且考虑动车组制动限速，30‰下坡道地段动车组追踪间隔为4.5 min左右，25‰下坡道地段动车组追踪间隔为4.0 min左右。可以看出，25‰坡度方案对追踪间隔影响相对较小。

综上所述，高速线路普速客车上线运行，25‰采用SS9牵引15辆列车，运输组织相对灵活，且对追踪间隔影响相对较小，对运输效率影响相对较小。

2.3 车站分布、到发线数量及长度适应性分析

2.3.1 全线车站分布情况

考虑增加普速旅客列车的开行方案，通过铺画列车运行图，犍为至屏山、兴文至威信、大方至黔西、黔西至白云4个区间站间距过大，分别达到68.9 km、63.4 km、52.3 km、70.7 km，过大的站间距对区间通过能力、旅客列车旅行速度、运输组织调整的灵活性等方面存在一定影响。

车站分布情况从某种意义上决定了区间通过能力的大小，反之，区间通过能力的实现对车站分布也提出了一定的要求。合理车站分布的关键点是在给定的普速列车数量下，可开行的高速列车的数量和质量能否满足要求。车站分布要素中与区间通过能力相关的主要是站间距的大小。在考虑车站分布时既要保证线路通过能力达到一定的水平，同时应保障客运列车的运行品质和运输组织调整的灵活性。

通过研究，客运专线开行普速列车，当普速列车的对数在10对以下时，合理的平均站间距在50 km左右，最大站间距不宜超过60 km；普速列车在20对以下时，合理的平均站间距在40 km左右，最大站间距不宜超过50 km；普速列车在30对以下时，合理的平均站间距在35 km左右，最大站间距不宜超过45 km。

因此，从运输能力、运输质量、运输灵活性等因素综合考虑，需对犍为至屏山、兴文至威信、大方至黔西、黔西至白云4个区间增设车站。

2.3.2 到发线数量及长度

到发线数量主要和列车越行方案有关，通过铺画列车运行图，在前行列车1对，后行越行列车1对或2对，最多不超过3对的情况下，车站4股道(含正线)规模能够满足越行方案要求，相应的，在该种越行方案条件下，区间通过能力能够满足运量需求。在开行列车对数进一步增加，需要进一步提高通过能力、改变越行方案的情况下，即前行车有两列被后行车同时越行，可考虑将越行站选择在乐山、宜宾东、毕节等大站，本次设计到发线数量能够满足越行需要。

本线650 m到发线有效长能够满足16辆编组动车组及18～20辆普速客车运输组织要求。

2.4 研制中的大功率交流客运机车情况

根据现收集到的资料，160 km/h六轴7 200 kW客运交流传动电力机车正在试制，主要技术指标见表2。

表2 7 200 kW客运交流传动电力机车主要技术指标

经牵引计算，160 km/h六轴7 200 kW客运交流传动电力机车双机在25‰坡度条件下可满足牵引20辆/列编组的要求。

2.5 列车制动限速

《铁路技术管理规程》规定：旅客列车在任何线路上的紧急制动距离限值，最高运行速度120 km/h为800 m、160 km/h为1 400 m、200 km/h为2 000 m。普速铁路机车牵引列车为满足长大下坡地段紧急制动距离的要求，采取限速运行，坡度越大，限速越低，对坡度不大于20‰下坡地段，有明确的数值规定；坡度大于20‰的下坡道，为确保列车制动安全，列车制动限速由铁路局根据实际试验以命令规定。

综上所述，本线纵断面情况考虑普速客车上线，建议采用最大坡度25‰，可满足SS9双机牵引15辆车编组条件。

3 结论

我国铁路建设处于科学发展的过程中，高速铁路在整体运输网络中发挥着越来越大的作用。但西部地区除少数几个中心城市外，城镇化率低，居民家庭收入低，考虑满足沿线铁路客流出行的多样化需求，高速铁路线路具有开行160 km/h普速客车的需求。但普速上线在高速铁路线路状况适应性满足的基础上也还存在运输组织复杂、运营管理困难等问题需解决完善，以实现运输安全与效率的双提高，充分发挥高速铁路的潜力。

[1] TB10621-2014 高速铁路设计规范[S]． TB10621-2014 Code for Design of High Speed Railway[S]．

[2] TG/01-2014 铁路技术管理规程[S]． TG/01-2014 Railway Technical Management Practice[S]．

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[7] 中铁二院工程集团有限责任公司． 新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段初步设计总说明书[R]．成都: 中铁二院工程集团有限责任公司，2010． China Railway Eryuan Engineering Group Co．，Ltd． General Specification for Preliminary Design of Leshan-Guiyang Section of Proposed Chengdu-Guiyang Railway Line [R]． Chengdu: China Railway Eryuan Engineering Group Co． Ltd．，2010．

[8] 中铁二院工程集团有限责任公司．成贵铁路开行160 km/h普速客车研究报告[R]．成都:中铁二院工程集团有限责任公司，2012． China Railway Eryuan Engineering Group Co．，Ltd． 160 km/h Normal-speed Train Operating in Chengdu-Guiyang Railway[R]． Chengdu: China Railway Eryuan Engineering Group Co． Ltd．，2012．

Analysis on Adaptability of 160 km/h common-speed Train Operating on High-speed Railway Line

WANG Fenghua GAO Chonghua ZHAO Jianglin

(China Railway Eryuan Engineering Group Co．，Ltd.，Chengdu 610031，China)

Currently, the economic development level in China western less-developed areas is still weak, development between urban and rural is extremely unbalance and has low rate of urbanization, how to realize 160 km/h common-speed trains travelling on high-speed railway line to meet the transportation demands in western less-developed areas is a new technology topic under the new situations.. this paper analyzes and demonstrates from setting of superelevation and superelevation slope rate, effect of large gradient on grouping and tracking interval of the common-speed trains, station distribution, number and length of arrival-departure track, development of high power AC passenger locomotive, speed limit of train brake and adaptability of difference in gradients, etc., with existing standards and specifications, proposes rational technical standard and scheme, which can primely meet the demand for common-speed trains operation on high-speed railway line, it can achieve great improvement in both safety and efficiency of transportation, fully expresses the potential of high-speed railway line.

high-speed railway; common-speed trains operation on high-speed railway line; passenger flow demands; adaptability of the railway line

2015-06-08

汪锋华(1983-)，男，工程师。

1674—8247(2016)02—0046—04

U231.2

A