高铁中间站到发线夜间存车配套措施及存车能力研究.pdf

2023年第4期 总第174期高铁中间站到发线夜间存车配套措施及存车能力研究*张正舟1，欧阳鹏2，薛 正3，桑翠江4，张克永5（1、3、4中国铁路经济规划研究院有限公司 正高级工程师，北京 100038；2中国铁路经济规划研究院有限公司 高级工程师，北京 100038；5中国国家铁路集团有限公司 高级工程师，北京 100844）摘 要：为完善高铁中间站到发线夜间存车配套工程设计标准，通过对既有中间站到发线存车进行分析，提出了客站到发线夜间停放动车组的配套改进措施及技术标准，并结合综合维修和动车组到发作业等因素，确定了中间站到发线存车能力计算方法。研究有利于规范和推广中间站到发线存车，提高客站到发线资源利用率；可在投入较少的前提下，适当增加动车组夜间停放点，有利于实行灵活适宜的列车运行图，提升运输效益和服务水平。关键词：高铁；中间站；到发线；配套措施；存车能力；综合维修文献标识码：A 文章编号：1004-9746（2023）04-0024-060引言为在广袤的高铁网上实行灵活适宜的列车运行图，全路范围内的不少高铁站需开行早发动车组并配套动车组存车设施1。在客流较大的省会、枢纽及其他大型客运站，动车组一般存放在动车运用所2；在大量的不设动车运用所而又开行早发动车组的中间站（主要是地市级城市客站），动车组可存放在车站配套的动车存车场，也可考虑利用到发线夜间存车。中间站建设动车存车场投资较大，利用到发线夜间存车，虽然投资较少，但配套措施不足，还有安全顾虑。因此，对利用中间站到发线存车存在一些异议，该措施未能纳入设计规范。即使如此，一些高*基金项目：中国国家铁路集团有限公司科技研究计划专项课题“地市级客站动车组存车设施研究”（J2019Z406）B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B Business Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness Operationusiness OperationandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagementManagement经营管理Research on Supporting Measures and Storage Capacity of EMU for Nighttime on the Arrival-departure Line of High-speed RailwayIntermediate StationsZHANG Zhengzhou1,OUYANG Peng2,XUE Zheng3,SANG Cuijiang4,ZHANG Keyong5（1,3,4 China Railway Economic and Planning Research Institute Co.,Ltd.,Professorate Senior Engineer,Beijing 100038,China;2 China Railway Economic and Planning Research Institute Co.,Ltd.,Senior Engineer,Beijing 100038,China;5 China State Railway Group Co.,Ltd.,Senior Engineer,Beijing 100844,China）Abstract:In order to improve the engineering design standard of supporting measures and storage capacity of EMU for the nighttime on arrival-departure lines of high-speed railway intermediate stations,we put forward the supporting improvement measures and technical standards for nighttimeparking EMUs on the arrival-departure line of passenger station through analyzing the situation of the existing intermediate stations arrival-departureline parking situation.In addition,we determine the method of calculating the storage capacity of the arrival-departure line of high-speed railway intermediate stations by combining the factors of comprehensive maintenance and EMUs arrival-departure operation and other factors.The research is conducive to standardizing and popularizing the promotion of the storage of trains on the arrival-departure line of the passenger station and to the improvementof the utilization rate of resources on the arrival-departure line of the passenger station.At the same time,on the premise of less investment,the researchcan appropriately increase the night parking points of EMUs,which is conducive to the implementation of flexible and appropriate train diagrams and theimprovement of transportation efficiency and service level.Key words:high-speed railway;intermediate stations;arrival-departure lines;supporting measures;storage capacity;comprehensive maintenance24铁中间站所在城市仍然强烈要求开行始发动车组，为及时响应客运需要并节省工程投资，不少车站利用到发线夜间存车。本文对既有中间站到发线存车情况进行调查统计，分析存在的问题，研究并提出客站到发线夜间存车的配套改进措施及技术标准，同时结合综合维修和动车组到发作业等因素，系统分析并确定客站到发线存车能力计算方法。1既有中间站到发线存车情况1.1中间站到发线存车数据分析根据新冠疫情之前的2019年12月31日运行图资料，全路有122个中间站及大型客站利用到发线存放动车组，共存放动车组336列、459组，占全路运用动车组的15.7%、15.0%3。在122个车站中，牡丹江、烟台、荣成、泉州、珠海、北海、嘉峪关南等93个中间站利用到发线存放动车组，到发线总数576条，其中存放动车组的到发线212条，共存放动车组212列、268组，占全路运用动车组的9.9%、9.2%，平均每个车站到发线存车2.3列、2.9组。见表1、图1。根据统计，在中间站过夜停留的动车组382列、498组（含到发线存车和动车存车场存车），占全路运用动车组的17.8%、17.0%，其中，利用到发线存车约占中间站存车数量的54.0%，即中间站存车，多半存放在车站到发线上。华南、西南地区车站利用到发线存车比例远高于全路平均水平，东北、华北地区车站远低于平均水平，其余华东、西北、华中区域车站居中。利用车站到发线及存车场存车是中间站夜间停放动车组的两种形式，两者相辅相成，为保障旅客运输起到重要作用。除 93 个中间站外，还有上海虹桥、西安北、汉口、南宁东、福州、天津等29个大站，为方便早间第一批始发车相关作业或缓解动车运用所存车能力紧张状况，利用车站到发线存放了动车组124列、172组，占全路运用动车组的5.8%、5.8%。1.2中间站到发线存车相关问题目前中间站到发线存车在上水卸污、寒冷时保温供电、与综合维修协调、安保及消防等方面存在如下问题。1）上水卸污等作业条件不具备。一般中间站未设置上水、卸污设施，难以满足终到早发动车组补水和卸污作业需求；部分看车、乘务人员相关房屋等设施未充分考虑，难以满足间休、过夜等基本需求。2）寒冷地区冬季动车组保温供电措施需完善。现阶段严寒地区中间站到发线存车，均利用接触网供电保温，为保证保温供电时间而要缩短综合维修停电作业时间。因此，需提高车站到发线综合维修工效，以适应作业时间缩短，同时需研究车站无变电所时到发线接触网独立供电方案，以免影响正线停电维修。3）到发线夜间存车可能影响车站到发线和正图1 各路局中间站到发线存车（折合单个车站）5.04.54.03.50.51.52.50.01.02.03.0京沈哈太青兰昆成宁广南上济西武郑呼乌4.00.00.00.00.00.02.02.01.51.54.02.02.82.72.61.03.8存车组数存车列数2.0路局哈沈京太呼郑武西济上南广宁成昆兰乌青总计配属动车组/组86195358628131229137208725.25303510.51342879258146车站数量103002414251116617210093存车数量列406004611551294516264400212折合组4060061021973385217324400268折合单个车站存车列4.002.0002.01.51.03.82.02.62.82.71.52.04.0002.3折合组4.002.0003.02.52.04.82.93.53.32.81.92.04.0002.9表1 各路局中间站到发线存车情况统计（2019年底）高铁中间站到发线夜间存车配套措施及存车能力研究张正舟，欧阳鹏，薛 正，桑翠江，张克永252023年第4期 总第174期线的维修，需协调夜间存车与综合维修的关系。4）车站到发线存车需配套安保及消防措施。车站安保、消防标准与独立的动车存车场基本一致，略有差别，需按存车场标准完善相关措施。5）相关管理制度需完善。动车组夜间存放于车站，车站管理难度加大，车辆部门与车站人员作业分工与配合可能存在问题，需有关管理部门完善相关制度。因此，需针对上述问题统筹研究利用中间站到发线存车的配套措施。2中间站到发线存车配套措施研究中间站到发线存车配套措施包括：上水卸污设施、保温供电措施、到发线存车与维修协调、安保措施、消防设施、乘务及看车配套措施等。2.1上水卸污措施既有中间站到发线夜间停放的动车组上水、卸污情况分为以下几类：1）设有上水、卸污设施的车站，一般利用本站设施进行作业后，夜间存放在到发线。2）设有上水设施、未设置卸污设施的车站，一般利用本站上水设施进行上水作业，在相邻大站卸污后，夜间存放在本站到发线。3）未设置上水、卸污设施的车站，一般在相邻大站上水、卸污后，夜间存放在本站到发线。4）通站道路条件允许的车站，利用移动卸污车进行卸污作业（如荣成站等）。既有中间站存放的动车组多利用相邻大站上水、卸污设施进行作业，由于作业时间较长（卸污作业需10 min以上，个别情况下与其他因素叠加影响，站停时间接近50 min），对动车组的客运服务品质影响较大；同时，由于大站并非全部到发线配套上水、卸污设施，遇有特殊情况时可能因为卸污而影响车站行车组织。目前，固定卸污设施只在大型客站普遍设置，但也不是所有到发线都能卸污。中间站除了少量尽头站之外，一般很少设置固定卸污设施。因为作业条件不完善，中间站配备移动卸污车的也不多。由于中间站到发线夜间停放的动车组数量偏少，相关的上水、卸污设施建设应立足现有标准，不宜投资过多，因此，中间站卸污设施可着眼于投资较少的移动卸污设备，上水设施按现有标准执行，也可利用移动上水设备。对于作业条件不完善的，可通过研制新设备来解决，比如：适应高站台侧边停放的动车组的移动卸污、上水设备，分体式移动卸污、上水设备（已获专利）。2.2寒冷地区保温供电措施2.2.1现有保温供电规定及作业方式按照相关规定，当环境温度低于0 时，为防止动车组车内管路系统冻结，需对动车组进行供电保温；不具备保温条件时，动车组车内管路系统应进行排空作业4。寒冷地区利用到发线存放动车组的车站一般利用接触网供电保温。按照相关规定，车内温度应保证在10 以上。车内温度超过18 后，保 持 供 电1 h方可降弓断电，断电后，车内温度自然下降到接近或低于10 时，立即重新升弓打温。因此，动车组供电保温时，接触网一般不停电，由于综合维修等原因确需接触网停电时，停电时长一般不超过2 h。动车组供电保温时，还应进行动车组换弓操作以防止受电弓冻结，同时确认停放制动、电伴热系统正常等。2.2.2动车组保温供电措施及其比选动车组保温供电措施包括整体利用到发线接触网供电、部分利用接触网供电、地面电源供电。2.2.2.1整体利用到发线接触网供电整体利用到发线接触网供电，就是对现存的到发线接触网供电系统不做任何改造，整体从接触网获取电能。现有保温供电方式即整体利用到发线接触网供电，按夜间停放动车组的车站是否设置变电所，又可分为到发线接触网独立供电和到发线与正线接触网同在一个供电分区两种。1）到发线接触网独立供电。车站到发线接触网独立供电，是指与正线接触网不在同一个供电分区，两者相互独立。车站到发线较多时，可分成多个供电分区。动车组通过到发线接触网供电保温，需要与到发线维修相互协调。当一条到发线维修需要断电时，相邻股道和处在同一供电分区的股道的接触网随之断电，其中，相邻股道的接触网断电是出于维修作业安全需要。为了避免影响相关股道停放的动车组的保温供电，要求到发线接触网维修在2 h内完成，否则，一般留待下一个天窗维修，个别特殊情况下必须一次性完成、作业超过2 h时，相关股道停放高铁中间站到发线夜间存车配套措施及存车能力研究张正舟，欧阳鹏，薛 正，桑翠江，张克永26的动车组进行排空作业。到发线接触网独立供电，这是比较有利的供电条件，到发线接触网维修限时作业涉及的范围较小，比较容易操作。2）到发线与正线同在一个供电分区。正线接触网按上下行分处两个供电分区，到发线分别与上行和下行正线同在一个供电分区。动车组通过到发线接触网供电保温，正线和到发线接触网断电维修时，要求所有需要停电的天窗维修作业在2 h内完成（一般天窗时间为34 h），这样限时作业涉及2030 km正线和相关车站，范围较大，对于供电维修计划、作业流程和人员安排有较大影响5-6。对此，可采取以下几项措施：增加维修天窗作业次数、提高作业效率、增加维修人员和设备。此外，还有一种可能但不可取的方式：从相邻变电所引出馈线到本站并增设变电所（或开闭所），这种方式投资较大（约3 000万元），而且增加的设施也需要维修，虽然解决了与正线分区供电的问题，但代价过大。2.2.2.2部分利用接触网供电在不具备到发线接触网独立供电条件时，就近采用普通工业电源，变压至25 kV，与牵引供电综合在一起，两者分时段向到发线接触网供电，动车组保温供电时采用普通工业电源、隔离牵引供电。采取该方式，投资较为节省，动车组保温作业方便。只是现有车站尚无采取该方式的先例，需研制开发（已获专利），由于相关技术成熟，其前景可期。2.2.2.3地面电源供电地面电源供电与普速客车的地面电源类同，技术上虽然可行，但不同型号动车组的电源插座位置不一致（不像普速客车固定在端部），到发线间需敷设大量的电力电缆，投资较大，操作比较繁琐，而且对于车站环境及其他作业有所影响。因此，在利用接触网供电可行的前提下，不宜采用地面电源。2.2.2.4动车组保温供电措施比选综上所述，从运用方面比较，整体利用接触网供电和部分利用接触网供电，保温操作方便，对到发线断电维修的影响可以协调解决，其中，到发线接触网独立供电和部分利用接触网供电对正线断电维修无影响；地面电源供电，保温操作比较繁琐，对到发线和正线断电维修无影响，对车站环境及其他作业有所影响。从投资方面比较，整体利用接触网供电基本不用投资，部分利用接触网供电的投资较少，地面电源的投资约为部分利用接触网供电的3倍。因此，动车组保温供电一般应采用接触网独立供电方式，独立供电条件不具备时，可采取部分利用接触网供电。地面电源只有在某种特殊原因导致不能通过接触网供电时，才可能被采用。2.3到发线夜间存车与综合维修协调到发线夜间存车与综合维修相互制约，到发线进行部分维修作业时不能存车，利用接触网供电保温时要求维修引起的接触网连续停电时间一般不得超过 2 h。因此，存车与维修需要相互协调。一方面，存车要服从于维修需要，不得影响维修计划和作业；另一方面，维修作业要提高效率，尽量组织平行作业，压缩到发线占用数量和时间，从而为存车提供必需的条件，使尽可能多的到发线用于存车。协调存车与维修，可采取以下措施。2.3.1 每天1/5的车站到发线维修而不存车为了保证存车与维修互不影响，国铁集团和各铁路局均制定了相关规定。比如上饶站，月度维修计划安排每条到发线、每月留出4天时间用于天窗维修而不存车。上述影响到发线存车的相关维修作业的周期，除了少量作业（如无缝线路轨条位移检测）为1个月之外，其他均大于1个月。考虑到工务、供电和信号有些作业不能平行进行，以及专业维修计划安排的灵活性和适当留有余地（包括有时有些停电维修作业，因为动车保温要求停电不超过2 h，在一个天窗点不能完成，而增加维修天窗），每条到发线按周期计算的维修天窗1个/月，加大到上述上饶站计划的4个/月，可充分满足需要。即便出现最不利的情况叠加：工务、供电和信号作业都不能平行进行而且安排在同一个月时需要3个天窗，供电维修作业量较大需要增加1个天窗，这样4个天窗也能满足需要。实际上这样最不利的情况基本不会出现，一般情况下只有少量维修作业每月进行，而且可以组织平行作业，供电维修1个天窗内可以完成。长期运营的实际效果也证明，每条到发线每月4个维修天窗（大约1个/周）是充足的。维修天窗 1个/股道周，维修作业一般不考虑加班、每周5个工作日。其中，1天的天窗点留给维修、其余4天用于存车，相当于每天夜间有1/5的车高铁中间站到发线夜间存车配套措施及存车能力研究张正舟，欧阳鹏，薛 正，桑翠江，张克永272023年第4期 总第174期站到发线维修而不存车，据此安排维修计划可充分满足影响存车的维修作业的需要。2.3.2 寒冷时限制停电维修作业时间以保证动车组保温供电利用接触网供电是动车组保温供电的主要方式，因此要求寒冷时接触网连续停电时间一般不超过2 h，特殊情况下超过2 h时，可进行动车组排空作业以防冻。到发线停电维修时，与之同在一个供电分区或相邻的到发线随之停电，由于到发线停电维修的时间较短，限制连续停电时间不超过2 h对综合维修影响较小。如前所述，在到发线接触网不具备独立供电条件、与正线同在一个供电分区时，虽然采取措施能够限制连续停电时间，但正线线路较长，限制连续停电时间对综合维修影响较大。因此，在利用接触网供电保温的车站建设时，应尽量做到到发线接触网具备独立供电条件，因故不能独立供电时，可采取上述的部分利用接触网供电。2.4到发线存放动车组的安保措施车站与动车存车场的安防等级及相关规定等基本相同，只是车站的安防环境更为复杂。因此，车站应比照动车存车场安保标准，重点做到如下两点：1）人防、技防、物防措施方面，车站咽喉区及存车相关区域采用有夜视功能的摄像头（目前已有部分车站如此配置），针对到发线动车组停留期间进行重点盯控及巡视，确保动车组存放安全。2）同时应加强动车组停留期间公安、车站及车辆部门的协同管理，确保各部门结合部管理无漏洞，保障动车组存放安全。关于车站两端的安保措施。虽然做不到像动车存车场那样全封闭，车站两端对着区间是开放的，但是区间正线两侧都有防护栅栏，并与车站围墙或栅栏相连，整体上也是封闭的。加上车站咽喉部位的视频监控、安防设施和人员巡守，看似开放的车站两端的安保也是有保障的。2.5到发线存放动车组的消防措施车站与动车存车场消防等级相当、措施相近，仅消防栓及视频火灾监测系统设置规定略有差异。夜间停放动车组的到发线应按现行规范、对照动车存车场建设标准设置消防栓系统、视频火灾监测系统等相关消防措施。鉴于既有站消防设施改扩建（增设消防栓）投资较大，改造期间还会影响既有站的正常运营，建议研究采用移动消防措施替代的可行性。2.6到发线存放动车组的其他配套措施2.6.1乘务配套措施设置动车司机、随车机械师公寓和行车公寓，并配套相关出退勤设备和便捷的进出站条件。2.6.2看车人员配套措施站台或邻近位置配置看车人员休息室，同时应保证作业人员至到发线的通路顺畅。2.6.3安全线及防溜措施有到发线存车的车站，按规定应设置安全线，但有些车站没有条件设置，应加强防溜措施，建议在铁路技术管理规程 和 铁路车站及枢纽设计规范修订时考虑相关情况。目前防溜措施包括使用动车组停放制动装置和放置止轮器。2.7配套措施小结综上所述，为有效且可靠地利用高铁中间站到发线夜间存车，可采取以下配套措施：1）中间站上水、卸污设施，应立足于现有标准，着眼于移动卸污设备，未设置固定上水设施的车站也可采用移动上水设备；移动上水、卸污作业条件不完善的，可研制适应高站台侧边停放的动车组的移动卸污、上水设备和分体式移动卸污、上水设备；存车较少的中间站，也可利用相邻大站上水、卸污设施。2）寒冷地区到发线存放动车组的保温，利用到发线接触网供电较为有利。为减少对综合维修停电作业的影响，到发线接触网应独立供电，不具备独立供电条件的，可研制并采用不影响正线停电维修的接触网供电装置。3）协调到发线夜间存车与综合维修。每天1/5的车站到发线维修而不存车，可满足天窗维修计划的需要；寒冷时限制停电维修作业时间（一般不超过2 h）以保证动车组保温供电，特殊情况下超过 2 h时，相关股道停放的动车组进行排空作业以防冻。4）中间站与动车存车场的安防等级及相关规定等基本相同，适当加强安保措施，可消除到发线夜间存车的安全顾虑。5）新建车站消防设施可比照动车存车场设计，既有站增设消防栓投资较大，还会影响车站正常运营，建议研究采用移动消防措施。高铁中间站到发线夜间存车配套措施及存车能力研究张正舟，欧阳鹏，薛 正，桑翠江，张克永283到发线存车能力到发线存车能力主要受车站到发线数量、综合维修和动车组到发作业等因素影响。3.1影响因素分析3.1.1车站综合维修按上述分析，每天夜间 1/5的车站到发线维修而不存车，据此安排维修计划可充分满足维修作业需要。设置综合维修工区的车站，与综合维修工区连通的到发线，需专门留出1条用于维修车辆出入而不存车。3.1.2 动车组到发作业中间站夜间停留动车组不一定是车站最后到达或早上最早始发的动车组，夜间停留的动车组到站后，仍然会办理少量动车组到发业务。为此，一般中间站上、下行各有1条到发线（共2条）用于到发作业而不存车，车站规模较大时，可视行车需要增加不存车的到发线数量。此外，还需考虑维修天窗时段可能有少量动车组（动卧、春运或其他客流高峰期间开行的夜间动车组）占用到发线，目前京广、沪广间开行的夕发朝至动车组，在维修天窗时段没有中间站到发作业，但不排除以后可能有计划或临时性停站。3.2到发线存车能力计算按车站到发线数量、综合维修和动车组到发作业等影响因素分析确定高铁车站（包括中间站）到发线存车能力计算公式如下：N=Nt-Max（Nt/5+N1+N2，N3）式中：N为到发线存车能力；Nt为到发线总数（不含正线）；Nt/5为综合维修计划需要的到发线数量；N1为维修车辆出入需要的到发线数量，维修天窗时段需要专门留出1条到发线用于维修车辆出入而不存车时N1为1，否则为0；N2为维修天窗时段行车组织需要的到发线数量，主要用于大站夕发朝至动车组到发，目前条件下N2一般为0；N3为维修天窗时段以外夜间和清晨行车组织需要的到发线数量，中间站一般为2，大站可适当加大。据此估算，中间站到发线数量为410条时，存车能力约为27列，到发线存车能力与到发线数量之比为0.50.7。据统计，2019年底全路到发线存车数量与到发线数量之比为0.37，中间站夜间存车尚有潜力。4结语高铁中间站到发线夜间存车已在全路近百个车站试行，这为缓解存车能力紧张问题、方便地市级客站开行始发动车组、提高客站到发线资源利用率、节省铁路建设用地和投资，提供了一个有效方案。按上述到发线存车能力计算公式估计，全路客站到发线夜间存车潜力可观。本研究成果为推动高铁中间站到发线夜间存车规范化提供了参考和支撑。参考文献1 国家铁路局.高速铁路设计规范：TB 106212014S.北京：中国铁道出版社，20142 国家铁路局.铁路动车组设备设计规范：TB 100282016S.北京：中国铁道出版社，20163 张正舟,欧阳鹏,曹贞全,桑翠江.中间站动车组存车设施应用条件研究J.铁道经济研究，2021（6）：4-6,15.4 韦皓.中国高速动车组运用检修状况和发展J.铁道机车车辆，2017（5）：64-67.5 欧阳鹏.北京动车段转向架检修间扩能改造工艺设计研究J.铁道勘察,2021,47(3)：146-151.6 欧阳鹏.北京动车段CRH2型动车组转向架检修间工艺设计J.铁道标准设计，2018（5）：180-183.（责任编辑：魏艳红）（修回日期：2023-07-15）高铁中间站到发线夜间存车配套措施及存车能力研究张正舟，欧阳鹏，薛 正，桑翠江，张克永29