嵇昊威，金正祥，周守鎮(zhèn)

JI Hao-wei1, JIN Zheng-xiang2, ZHOU Shou-zhen2

（1.南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 軌道交通實(shí)訓(xùn)中心，江蘇 南京 210031；2.南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電力工程學(xué)院，江蘇 南京 210031）

(1.Rail Transit Training Center， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China； 2.School of Power Engineering， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China)

長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)可達(dá)性格局與優(yōu)化研究

嵇昊威1，金正祥2，周守鎮(zhèn)2

JI Hao-wei1, JIN Zheng-xiang2, ZHOU Shou-zhen2

（1.南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 軌道交通實(shí)訓(xùn)中心，江蘇 南京 210031；2.南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電力工程學(xué)院，江蘇 南京 210031）

(1.Rail Transit Training Center， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China； 2.School of Power Engineering， Nanjing Institute of Railway Technology， Nanjing 210031， Jiangsu， China)

以上海鐵路局開行的長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)為研究對(duì)象，選擇 2014 年 9 月和12 月為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，以受理車站為空間節(jié)點(diǎn)，選取最短空間距離、最短時(shí)間距離和連接性3個(gè)指標(biāo)研究長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)可達(dá)性狀況。結(jié)果表明：長(zhǎng)三角的鐵路快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)在南京、鎮(zhèn)江一帶空間可達(dá)性最好；從時(shí)間距離上看，長(zhǎng)三角鐵路快運(yùn)時(shí)間可達(dá)性格局和空間可達(dá)性大致相同；從連接性來看，2014 年 9 月長(zhǎng)三角地區(qū)的連接性相對(duì)持平，而 2014 年 12 月在京滬、滬昆等線路的連接性則發(fā)生變化。在此基礎(chǔ)上，提出進(jìn)一步優(yōu)化路網(wǎng)的建議。

鐵路快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)；長(zhǎng)三角；可達(dá)性；格局；優(yōu)化

1　概述

1959年，美國(guó)學(xué)者 Hansen W G 首次提出可達(dá)性概念，將其定義為交通網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)相互作用的機(jī)會(huì)大小，并利用重力方法研究可達(dá)性與城市土地利用間的關(guān)系[1]。目前，可達(dá)性研究對(duì)象包括各種交通方式，從水路、鐵路、公路、航空乃至綜合交通網(wǎng)絡(luò)，研究尺度涵蓋縣域、市域及洲際[2-8]，研究方法涵蓋距離法、拓?fù)浞ǖ纫幌盗卸糠椒袄碚撃Ｐ蚚9-12]。近年來，鐵路可達(dá)性的研究主要集中在客運(yùn)專線的可達(dá)性研究，主要針對(duì)“人”的位移，而對(duì)于“物”的位移則研究較少。為了進(jìn)一步提高長(zhǎng)三角地區(qū)運(yùn)輸能力，結(jié)合鐵路運(yùn)營(yíng)管理與地理學(xué)，選取交通地理學(xué)中發(fā)展較為成熟、應(yīng)用較為廣泛的可達(dá)性研究方法，針對(duì)快運(yùn)列車的特點(diǎn)，選取合適的可達(dá)性算法，探討長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)可達(dá)性格局，為該網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步優(yōu)化提供決策依據(jù)。

隨著我國(guó)鐵路網(wǎng)絡(luò)的不斷完善和客貨分線的逐步實(shí)施，各鐵路局于 2014 年 7 月起陸續(xù)開行貨物快運(yùn)列車[13]。上海鐵路局于 2014 年 9 月起開行長(zhǎng)三角快運(yùn)列車，并于 2014 年 12 月優(yōu)化列車開行方案。目前長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋上海鐵路局管內(nèi)江蘇、浙江、安徽、上海 3 省 1 市的普速鐵路，其特點(diǎn)如下。

（1）列車等級(jí)高，長(zhǎng)三角快運(yùn)列車按照 120 km/h的速度鋪畫列車運(yùn)行圖，列車等級(jí)僅次于動(dòng)車組列車、直達(dá)特快列車和特快列車。

（2）快運(yùn)列車在每一個(gè)業(yè)務(wù)辦理車站均可辦理作業(yè)，運(yùn)輸?shù)姆较蛐圆幻黠@。相反，傳統(tǒng)的煤炭、石油、鋼材等大批量物資運(yùn)輸，具有明顯的方向性。

（3）長(zhǎng)三角快運(yùn)列車為固定編組，不摘掛。為了節(jié)約主體列車的運(yùn)行時(shí)間，個(gè)別需要折角運(yùn)行的線路，如金千線 (金華—千島湖)、金溫線 (金華東—溫州東)、寧銅線 (南京—銅陵西) 等，相應(yīng)地開行配套的摘掛列車，在特定車站進(jìn)行中轉(zhuǎn)。

2　長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性分析

空間節(jié)點(diǎn)選擇長(zhǎng)三角鐵路快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)辦理站，線路選擇長(zhǎng)三角快運(yùn)列車運(yùn)行的普速鐵路線路，時(shí)間節(jié)點(diǎn)則定為長(zhǎng)三角快運(yùn)列車的開始開行時(shí)間——2014 年 9 月，以及長(zhǎng)三角快運(yùn)列車開行方案的優(yōu)化時(shí)間——2014 年 12 月。

2.1研究方法

根據(jù)長(zhǎng)三角快運(yùn)列車的開行特點(diǎn)及現(xiàn)有數(shù)據(jù)，選擇傳統(tǒng)的距離法，采用最短空間距離、最短時(shí)間距離和連接性評(píng)價(jià)長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性。

最短空間距離 (Di) 是某一節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)之間快運(yùn)列車運(yùn)行的最短空間距離之和，其計(jì)算方法為

式中：Dij為 i 節(jié)點(diǎn)、j 節(jié)點(diǎn)間物體位移的最短空間距離，km。Di值越低，可達(dá)性越好，其數(shù)據(jù)來源于測(cè)繪部門提供的長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)。

最短時(shí)間距離 (Ti) 指節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)間快運(yùn)列車運(yùn)行的最短時(shí)間距離之和，其計(jì)算方法為

式中：Tij為 i 節(jié)點(diǎn)、j 節(jié)點(diǎn)間物體位移所需的最短時(shí)間，h。Ti值越低，時(shí)間可達(dá)性越高，其數(shù)據(jù)來源于上海鐵路局 2014 年 9 月快運(yùn)列車時(shí)刻表，以及2014 年 12 月上海鐵路局運(yùn)行圖調(diào)整文件。

連接性為某一節(jié)點(diǎn)到其他節(jié)點(diǎn)間物資中轉(zhuǎn)的最少次數(shù)，其計(jì)算方法為

式中：Cij為 i 節(jié)點(diǎn)與 j 節(jié)點(diǎn)間物體位移所需的中轉(zhuǎn)次數(shù)。Ci值越低，連接性越高，其數(shù)據(jù)來源于快運(yùn)列車開行方案。

2.2可達(dá)性分析

2.2.1最短空間距離

根據(jù)公式 ⑴ 計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)的最短空間距離，并且用地理信息系統(tǒng)軟件 Arc GIS 繪制等值線圖，如圖 1 所示。

總體上，最短空間距離呈現(xiàn)雙“中心—外圍”的形式，以南京—鎮(zhèn)江一帶為核心圈層，由該圈層向外呈環(huán)狀外推，由中心向外逐漸降低，這說明南京、鎮(zhèn)江地處于長(zhǎng)三角中心區(qū)域，最短空間距離最小，因而長(zhǎng)三角快運(yùn)列車中心作業(yè)站選址于南京西站。

最短空間距離等值線向京滬線 (北京—上海)、滬昆線 (上?！ッ? 和華東二通道 (該線路從阜陽到杭州，由阜淮線 (阜陽—淮南)、水張線 (水家湖—張樓) 水家湖—淮南段、淮南線 (蚌埠—蕪湖) 水家湖—蕪湖段、皖贛線 (蕪湖—貴溪) 蕪湖—宣城段、宣杭線(宣城—杭州) 等線路組成，在上海鐵路局內(nèi)簡(jiǎn)稱為“華東二通道”) 等干線鐵路方向伸展，說明這些干線鐵路有效地縮短了運(yùn)輸距離。但是，最短空間距離等值線在蘇中、蘇北地區(qū)凹進(jìn)，尤其是新長(zhǎng)線 (新沂—長(zhǎng)興)沿線。這是由于蘇中、蘇北地區(qū)的鐵路網(wǎng)絡(luò)不完善，現(xiàn)有寧啟線 (林場(chǎng)—南通)、新長(zhǎng)線走向不佳，導(dǎo)致蘇中、蘇北地區(qū)與其他地區(qū)，尤其是樞紐之間的空間距離偏大，如淮安—南京的直線距離約 180 km，而經(jīng)鐵路從淮安到南京則需要繞道徐州市或海安縣再到南京，繞道徐州需要 550 km，繞道海安縣需要 450 km。類似地，最短空間距離在阜淮線沿線出現(xiàn)極大值，阜陽—蚌埠直線距離約 150 km，但經(jīng)鐵路需要繞道淮南、水家湖，使運(yùn)輸距離增加至 210 km。

圖1　長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)最短空間距離

2.2.2最短時(shí)間距離

根據(jù)公式⑵分別計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)在 2014 年 9 月和 12 月的時(shí)間距離，并且用 Arc GIS 分別繪制等值線圖，得到 2014 年 9 月、12 月長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)最短時(shí)間距離如圖 2、圖 3 所示。

圖2　2014年9月長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)最短時(shí)間距離

圖3　2014 年12月長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)最短時(shí)間距離

根據(jù)圖 2 和圖 3，最短時(shí)間距離最小的地區(qū)位于南京、鎮(zhèn)江一帶的京滬線上，原因是這一地區(qū)的鐵路最短空間距離最小，屬于長(zhǎng)三角區(qū)位優(yōu)勢(shì)最佳的區(qū)域，加上這一帶線路級(jí)別高，線路狀況較好，列車運(yùn)行速度較快。金溫線、金千線和新長(zhǎng)線的最短時(shí)間距離相對(duì)較長(zhǎng)，這是由于這幾條線路處于外圍地帶，區(qū)位優(yōu)勢(shì)不佳，最短空間距離大，外加技術(shù)等級(jí)較低、線路狀況較差，列車通過時(shí)限速低，導(dǎo)致列車運(yùn)行時(shí)間進(jìn)一步加長(zhǎng)。但是，相比最短空間距離，最短時(shí)間距離在阜陽地區(qū)較優(yōu)，這是因?yàn)槿A東二通道的高等級(jí)旅客列車較少，沿途會(huì)讓待避少，因而縮短列車運(yùn)行時(shí)間。

從圖 2 和圖 3 可以看出，總體上 2014 年 12 月最短時(shí)間距離比 2014 年 9 月小，這說明長(zhǎng)三角地區(qū)鐵路快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)得到整體優(yōu)化。在京滬線、滬昆線等繁忙雙線上的最短時(shí)間距離縮短主要是由于調(diào)整了長(zhǎng)三角快運(yùn)列車的運(yùn)行時(shí)段，避開特快以上的高等級(jí)旅客列車集中運(yùn)行時(shí)段，當(dāng)無法避開高等級(jí)旅客列車時(shí)則利用待避時(shí)間安排作業(yè)。在寧銅線等單線區(qū)段，快運(yùn)列車和其他同一方向的列車在同一時(shí)段集中追蹤運(yùn)行，減少會(huì)車的次數(shù)和時(shí)間，從而縮短列車運(yùn)行時(shí)間。

2.2.3連接性分析

根據(jù)公式 ⑶ 分別計(jì)算 2014 年 9 月、12 月各節(jié)點(diǎn)的連接性，并且用 Arc GIS 分別繪制等值線圖，2014 年 9 月、12 月長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)連接性如圖4、圖 5 所示。

圖4　2014年9月長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)連接性

圖5　2014年12月長(zhǎng)三角快運(yùn)鐵路網(wǎng)絡(luò)連接性

從圖 4 和圖 5 可以看出，金溫線、金千線附近等值線內(nèi)凹，這是由于金溫線、金千線尚未開行直通快運(yùn)列車，經(jīng)這 2 條線運(yùn)輸?shù)奈锲沸枰诮鹑A站或附近的東孝站中轉(zhuǎn)。類似的還有寧銅線的銅陵西站，也是因?yàn)殂~陵沒有開通直通列車，需要在蕪湖中轉(zhuǎn)。而皖北的符夾線 (符離集—夾河寨)、青阜線(青龍山—阜陽)，蘇北的隴海線 (連云—蘭州) 連云港東—徐州段、新長(zhǎng)線新沂—海安縣段等最短空間距離較長(zhǎng)的線路，其連接性數(shù)值反而較低，這是因?yàn)檫@些地區(qū)開行直通列車，減少了中轉(zhuǎn)次數(shù)。在圖 4 和圖 5 中，南京市都出現(xiàn)了較小值，在南京—蕪湖—宣城—常州—鎮(zhèn)江—南京圈層則出現(xiàn)極大值，這是由于區(qū)位因素的影響使南京成為中心站所在地，以中心站出發(fā)大多數(shù)物資不需要中轉(zhuǎn)，而從南京—蕪湖—宣城—常州—鎮(zhèn)江—南京圈層其他業(yè)務(wù)受理站出發(fā)的大多數(shù)物資需要在南京中轉(zhuǎn)。

由圖 4 和圖 5 還可以看出，京滬線南京—上海段在 2014 年 12 月的連接性值較 2014 年 9 月增加，而南京—徐州段則降低。華東二通道在合肥—杭州段的連接性值增加。這是由于長(zhǎng)三角快運(yùn)列車在2014 年 12 月調(diào)整了列車開行方案，徐州—杭州間開行直通快運(yùn)列車，京滬線南京以北方向去京滬線滬寧段和滬昆沿線可以不必在南京中轉(zhuǎn)，而南環(huán)快運(yùn)列車由原來的寧銅線—華東二通道—合肥折返—華東二通道—滬昆線—蕭甬線 (杭州南—寧波)—滬昆線—京滬線，縮短至寧蕪鐵路—華東二通道—滬昆線—蕭甬線—華東二通道—寧蕪鐵路運(yùn)行，使京滬線滬寧段及滬昆線滬杭段去往杭州以南方向的車流需要在杭州中轉(zhuǎn)。同樣，由于南環(huán)列車不再經(jīng)合肥折返，華東二通道的快運(yùn)列車在蕪湖斷開，繼續(xù)向南去的物資需要在蕪湖中轉(zhuǎn)，導(dǎo)致蕪湖市的連接性數(shù)值降低，但使得華東二通道其他區(qū)域連接性數(shù)值增加。

3　結(jié)論與建議

3.1結(jié)論

（1）從最短空間距離看，長(zhǎng)三角鐵路快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)在南京、鎮(zhèn)江一帶空間可達(dá)性最好，在江蘇省北部、中部及皖北阜陽地區(qū)的空間可達(dá)性則較差，說明上述地區(qū)鐵路快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)不夠完善。

（2）從最短時(shí)間距離看，長(zhǎng)三角鐵路快運(yùn)列車的時(shí)間可達(dá)性格局與空間可達(dá)性格局大致相同。經(jīng)過 2014 年 12 月對(duì)長(zhǎng)三角快運(yùn)列車開行方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，運(yùn)輸時(shí)間明顯縮短。

（3）從連接性看，2014 年 9 月長(zhǎng)三角地區(qū)的連接性相對(duì)均衡。在 2014 年 12 月，在京滬線、滬昆線、華東二通道等線路的連接性發(fā)生變化，說明在2014 年 12 月長(zhǎng)三角地區(qū)鐵路快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)列車開行方案優(yōu)化后具有明顯的側(cè)重方向。

3.2建議

（1）進(jìn)一步完善長(zhǎng)三角鐵路網(wǎng)絡(luò)，如完善蘇中、蘇北地區(qū)的鐵路網(wǎng)絡(luò)，修建連云港—淮安—南京一線的普速鐵路，縮短蘇北地區(qū)的運(yùn)輸距離。金千線向北延長(zhǎng)至黃山、銅陵、廬江以完善浙皖 2 省南部鐵路網(wǎng)絡(luò)。

（2）將部分已經(jīng)開通客貨運(yùn)輸業(yè)務(wù)的線路納入鐵路快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，如新長(zhǎng)線海安縣—長(zhǎng)興南區(qū)段、海洋線 (海安縣—如東)、宿淮線 (符離集—袁北)，以及部分客運(yùn)專線如寧蓉線 (南京南—成都) 永寧鎮(zhèn)—三十里鋪段、杭深線 (杭州東—深圳北) 寧波—蒼南段。這 2 條線雖然定位于客運(yùn)專線，但行車設(shè)備可以與貨物快運(yùn)列車兼容，利用夜間天窗時(shí)間前后安排快運(yùn)列車運(yùn)行，增開經(jīng)由寧蓉線—華東二通道—阜淮線—青阜線—符夾線—宿淮線—新長(zhǎng)線—華東二通道—寧蓉線的環(huán)線列車。

（3）針對(duì)既有技術(shù)條件較差的鐵路進(jìn)行提速改造，如新長(zhǎng)線、金千線、寧銅線及皖北地區(qū)鐵路，以縮短貨物快運(yùn)列車的運(yùn)行時(shí)間。

（4）優(yōu)化運(yùn)輸組織，新金溫鐵路 (金華南—溫州南) 即將開通運(yùn)營(yíng)，南環(huán)快運(yùn)列車的運(yùn)輸徑路可以改經(jīng)寧銅線—華東二通道—滬昆線—新金溫線—杭深線 (杭州東—深圳北) 溫州南—寧波段—蕭甬線，既可以滿足浙東南地區(qū)金溫線、杭深線沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、小件物流需求旺盛地區(qū)的運(yùn)輸需求，也可以避免南環(huán)快運(yùn)列車在滬昆線、蕭甬線等線路折角運(yùn)行，提高長(zhǎng)三角快運(yùn)列車運(yùn)行效率。

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責(zé)任編輯：馮姍姍

Study on Accessibility Pattern and Optimization of Express Railway Network in Yangtze River Delta

Taking the express railway network in Yangtze River Delta which operating by Shanghai Railway Administration as a research object, selecting September—December 2014 as time node and acceptance station as the space node, this paper studies the accessibility status of express railway network in Yangtze River Delta through selecting 3 indices, including shortest spatial distance, shortest time distance and connectivity. The study result shows the express railway network has the best space accessibility in the areas of Nanjing and Zhenjiang; From the view of time distance, the time accessibility pattern and the spatial accessibility of railway express network in Yangtze River Delta are in essence the same; from the view of connectivity, Yangtze River Delta area has relative stable connectivity in September 2014, while in December 2014, the connectivity on Beijing-Shanghai line, Shanghai-Kunming line, etc. were changed. Based on above, the paper puts forward suggestions on further optimizing railway network.

Railway Express Network; Yangtze River Delta; Accessibility; Pattern; Optimization

1003-1421(2016)03-0051-06

U294.1

B

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.03.10

2015-11-10

2015-11-12

2015 年江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃(201513106004Y)