高速铁路线路设计与优化技术研究

文章编号：１００３—１４２１（２０１８）０６—０００５－０７　中图分类号：Ｕ２３８；Ｕ２９２．４　１　文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．１６６６８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００３－１４２１．２０１８．０６．０２　高速铁路追踪间隔分析与　优化设计研究　Ａ　Ｓｔｕｄｙ　０ｎ　Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ　Ｈｉｇｈ·ｓｐｅｅｄ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ　Ｉｎｔｅｒｖａｌｓ　侯黎明　，孙鹏飞　，聂英杰　，王青元　ＨＯＵ　Ｌｉ—ｒａｉｎｓ＂’，ＳＵＮ　Ｐｅｎｓ＂一ｆｅｉ　，ＮＩＥ　Ｙｉｎｓ－－ｊ　ｉｅ　，ＷＡＮＧ　Ｑｉｎｇ—ｙｕａｎ　（１．中国铁路设计集团有限公司机械环工院，天津　成都６１　１　７５６；３．中国铁路设计集团有限公司　５００２５１；２．西南交通大学电气工程学院，四Ｊ　交通运输规划研究院，天津５００２５１）　（１．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００２５　１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｈｏｏｌ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６　１　１　７５６，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ａｎｄ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　ＤｅＮｇｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００２５　１，Ｃｈｉｎａ）　摘　要：高速铁路列车追踪间隔是衡量高速铁路通过能力的重要标准之一。为实　现３　ｒａｉｎ追踪间隔，在分析列车不同追踪间隔原理的基础上，给出列车区间追踪间　隔、列车出发追踪间隔、列车到达追踪间隔等列车间隔时间计算方法，对速度、闭　塞分区长度、线路坡度、咽喉区限速、咽喉区长度等关键影响因素进行仿真分析，　提出主要制约因素包括信号系统、线路条件、列车性能，为新线路设计提供有效参　考。最后，在保持线路横纵断面不变的前提下对既有线路进行优化，通过提升列车　性能或改变线路限速的方式，提出高速列车追踪间隔的优化策略，并通过仿真算例　验证，实现３　ｒａｉｎ追踪间隔。　关键词：高速铁路；列车追踪间隔；车线匹配优化；牵引计算；闭塞分区；仿真验证　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｔｒａｉｎ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｉｎｔｅｒｖａｌ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ’ｓ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａ　ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｉｅｓ　ｏｎ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｉｎｔｅｒｖａｌｓ，ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｇｏａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ“３一ｒａｉｎ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｉｎｔｅｒｖａｌ”，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｈａｓ　ｆｉｒｓｔ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｖａｌ　ｔｉｍｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ：　ｒａｉｌｗａｙ　ｓ￣ｔｉｏｎｓ，ｄｅｐａｒｔｉｎｇ　ｔｒａｉｎｓ　ａｎｄ　ａｒｒｉｖｉｎｇ　ｔｒａｉｎｓ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｈａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ａ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｎ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｉｎｔｅｒｖａｌｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｓｐｅｅｄｓ，ｂｌｏｃｋ　ｌｅｎｇｔｈｓ，ｔｒａｃｋ　ｇｒａｄｉｅｎｔｓ，ｌｅｎｇｔｈｓ　ａｎｄ　ｓｐｅｅｄ　Ｉｉｍｉｔｓ　ｏｆ　ｋｅｙ　ｔｈｒｏａｔｓ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｈａｓ　ｓｈｏｒｔｌｉｓｔｅｄ　ｔｈｅ　ｍａｊｏｒ　ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ　ｏｎ　ｔｒａｃｋ　ｄｅｓｉｇｎｓ：ｔｈｅ　ｓｉｇｎａｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ｔｒａｃｋ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｒａｉｎｓ’ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｅｘｐｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ｓｅｒｖｅ　ａｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｐｏｉｎｔｓ　ｆｏｒ　ｆｕｔｕｒｅ　ｔｒａｃｋ　ｄｅｓｉｇｎｓ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　ｈａｎｄ．ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ“３一ｍｉｎ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｉｎｔｅｒｖａｌ”ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙｓ　ｗｉｔｈ　ｆｉｘｅｄ　ｃｒｏｓｓ　ａｎｄ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｈａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｔｏ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｉｎｔｅｒｖａｌｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｒａｉｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｒ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ　ｌｉｍｉｔｓ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈ－－ｓｐｅｅｄ　Ｒａｉｌｗａｙ；Ｔｒａｉｎ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ　Ｉｎｔｅｒｖａｌｓ；Ｔｒａｉｎ·－ｔｒａｃｋ　Ｍａｔｃｈｉｎｇ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；　Ｔｒａｃｔｉｏｎ　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ：Ｂｌｏｃｋ　Ｓｅｃｔｉｏｎｓ；Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　：Ｅ　笸４ｎ卷雏６蝴　

・９８・　全国中文核心期刊　路基工程　２００６年第４期（总第１２７期）　

关于高速铁路客运专线线路设计问题的探讨　

张雪才　（铁道第二勘察设计院四川成都６１００３１）　摘要结合参与郑西、武广客运专线设计体会，就高速客运专线线路设计执行《京沪高　速铁路设计暂行规定》中的若干问题，提出探讨性建议。包括：线路平面设计的最大曲线半径　选用、缓和曲线长度及曲线超高设置；线路纵断面设计的最大坡度、最小坡段长度、坡段连接；　平、纵断面组合设计等。　关键词客运专线线路平面纵断面设计　

１线路平面设计　１．１最大平曲线半径　《京沪高速铁路设计暂行规定》（以下简称《暂　规》）：线路平面“最大曲线半径不宜大于１２　０００　ｍ，　个别不应大于１４　０００　ｍ。”。从目前已完成初步设计、　正在进行施工图设计的郑西、武广客运专线情况看，　没有必要使用１４　０００　ｍ半径的圆曲线。　（１）当曲线半径大于１２　０００　ｍ时，圆曲线上　每ｌ０　ｍ长的曲线正矢差均小于０．１　ｍｍ。这就使得　目前曲线测设和检测手段的精度很难保证大半径曲　线正矢值的准确，尤其是运营中的线形检测和保　持，难度较大。　（２）当采用半径为１２　０００　ｍ的曲线，满足缓　和曲线长度３３０　ｍ、两缓和曲线间的圆曲线长度为　２８０　ｍ要求的最小平曲线偏角为７。２３　２４．９”；而采　用半径为１４　０００　ｍ的曲线，满足缓和曲线长度２８０　ｍ、两缓和曲线间的圆曲线长度为２８０　ｍ要求的最　小平曲线偏角为５。４３　２９．１”，两种半径的曲线偏角　差仅１。３９　５５．８”。由于圆曲线半径大、曲线长，当　一条切线边固定，另一条切线边的方位角相差１。　～２。时，其工程的差异一般均较小。而且设计时还　可适当调整切线边以增大曲线偏角，避免使用　１２　０００　ｍ以上的大半径曲线。　经上分析，建议高速客运专线的最大平曲线半　径不应大于１２　０００　ｍ。　１．２缓和曲线长度和曲线超高设置　１．２．１缓和曲线长度　高速客运专线的缓和曲线长度（ｍ），主要受　超高时变率限值的控制，它须满足计算长度即：　Ｌ≥Ｖ　ｘ　／（３．６　ｘ［，］）　（１）　式中：　——圆曲线设计超高，ｍｍ；　［．厂］——超高时变率允许值，ｍｍ／ｓ；　——设计最高速度，ｋｍ／ｈ。　曲线超高ｈ必须满足　～≯１８０ｒａｍ的限值要　求，同时在本线与跨线列车共线运行时，还须满足　怅雪才，男，　城ｆ＝程师。　欠超高允许值［ｈ。］、过超高允许值［ｈ　］及欠超　高、过超高两者和的限值要求；在仅有本线列车运　行的单一速度情况下，还需要满足欠超高允许值　［ｈ。］及设计超高与欠超高两者和的限值要求。　（１）本线与跨线列车共线运行时。　《暂规》　中，在确定设计超高时，为适应运输条件变化而预　留调整实设超高的幅度△　，即：　［ｈ　＋ｈ　］＝［ｈ　］＋［ｈ　］一△　。　（２）　式中：Ａｈ与本线和跨线列车对数、重量、速度有　关，对京沪高速铁路分析试算结果，△　一般为３０　～５０ｍｍ。　由于考虑了预留调整实设超高的幅度Ａｈ，检　算确定的缓和曲线长度增大。　目前正在建设的郑西、武广高速客运专线，全　线均为无碴轨道，一旦无碴轨道铺就后，其钢轨顶　面标高的调整主要依靠扣件的调高余量来实现，调　高余量一般为１０～３０　ｍｍ，且主要是用于运营中为　保持轨道几何形态的养护和维修，并非用于为现场　适应运输条件变化而预留。　（２）仅有本线列车运行（单一速度）时。《暂　规》在确定缓和曲线长度时，还考虑了今后仅运　行本线列车，最高速度达到３５０　ｋｍ／ｈ的情况，椐　此检算确定的缓和曲线长度（上限值），多大于本　线与跨线列车共线运行模式下的计算缓和曲线长　度。我国疆域广大，各地人口密度差异大，其高速　客运专线的运行模式，能否实现仅有本线列车运行　（单一速度）的运行模式尚值得研究。　综上分析，《暂规》中确定的缓和曲线长度，　相对较理论计算值长。　１．２．２缓和曲线长度的选用　虽然《暂规》中确定的缓和曲线长度相对较　理论计算值长，但就高速客运专线的平顺性要求而　言，较长的缓和曲线长度更为有利。从实际定线情　况看，缓和曲线的长短对工程影响甚微。　（１）采用大半径曲线后，曲线普遍较长，多　数情况缓和曲线长度并不受夹圆曲线和夹直线长度　最小限值的控制，均有条件采用较长的缓和曲线。　（２）按

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浅谈高速铁路路基设计方法及技术措施

作者：靳绍岩

来源：《装饰装修天地》2016年第11期

摘要：我国国民经济水平的不断提高，推动了高速铁路行业的发展。高速铁路建设的一个重要部分是路基设计，路基设计是否合理直接影响到高速铁路行车的稳定性与速度。由此可见，采用科学、合理的设计方法及相关技术对高速铁路路基设计显得尤为重要。现就高速铁路路基特征与路基条件进行阐述，分析路基设计方法与技术措施，以促进路基施工质量的提升。

关键词：路基设计；技术措施；设计方法

前言

在我国，高速铁路设计时速，控制在250～350km范围内，这要求轨道具备较高的平顺性，以此确保高速铁路行驶的舒适性与安全性[1]。路基在整个高速铁路中占据重要地位，它主要是为轨道提供支撑，路基填筑质量给高速铁路形成平稳性与速度造成直接影响。所以，在高速铁路设计中，要注重路基设计，要想设计好路基，就必须根据地形等相关因素选用合理的设计方法与设计技术。

一、高速铁路路基特征与地基条件

1.路基特征

就高速铁路路基而言，它是一个结构系统，具备多层次特征。它能够为高速铁路运行提供稳定、均匀、平顺基础。要想避免高速铁路轨道变形，就需要设计好路基。因此，在线路与列车整个系统中，路基是重要组成部分之一，随着高速铁路建设逐渐增多，日益完善，对高速铁路路基提出的要求越来越高。

2.地基条件

就高速铁路路基的地基而言，它能够确保路基强度，起到避免路基变形的作用。高速铁路在运行过程中，要确保运行的舒适性、安全性和高速性，避免出现故障，为了达到这一目标，需要防止路基沉降、变形，对地基的工后沉降进行控制，是控制路堤沉降的重要内容。

二、高速铁路路基设计方法概述

1.路基横断面设计

设计路基横断面时，需要做好以下两个方面设计，一是路基面宽度设计。就直线地段路基而言，通常选用8.8m的单线与13.8m的双线，就曲线段路基而言，要依据曲线半径大小，增龙源期刊网

高速铁路技术简介

一、概述

（一）线路地理位置和径路

（二）线路在国民经济与路网中的意义和作用

（三）研究工作概述

二、高速铁路主要技术条件

铁路等级：高速铁路；

正线数目：双线；

运输组织模式：本线和跨线列车混合运行的客运专线模式；

设计速度：设计最高运行速度350km/h，初期最高运行速度300km/h。跨线列车运行速度200km/h及以上；

列车类型：本线列车采用最高运行速度300km/h及以上的动车组；跨线列车采用最高运行速度200km/h及以上的动车组；

线间距：5.0m；

最小曲线半径： 7000m；

最大坡度：12‰；

到发线有效长度：700m；

牵引种类：电力；

列车运行控制方式：自动控制；

2 调度指挥方式：综合调度集中；

三、高速铁路的设计特点

高速铁路设计速度350km/h，初期开通运行速度300km/h，与传统铁路相比，表面上看，只是列车运行速度提高了。但实际上，由于速度的提高，各种运行工况下的不利因素在高速条件下被放大了：行车事故的后果在高速条件下被放大了；对列车运行控制系统的安全性要求和技术难度在高速条件下提高了；弓网受流特性在高速条件下更复杂了；线路平纵断面条件和轨道不平顺对旅客乘座舒适度的影响在高速条件下更敏感了；列车运行对周围环境的影响在高速条件下增大了……。因此，高速铁路不是列车运行速度的简单提高，也不是单项专业技术标准的简单提高，而是当代新型牵引动力、高性能轻型车辆、高质量线路、高速运行控制指挥和经营管理等方面技术进步的集中反映，它具有不同于传统铁路的技术内涵和特定要求。

高速铁路以高速、安全、准时、方便、舒适、全天候为综合优势，需要以高性能的技术装备、高质量的基础设施、高水平的运营管理和高度科学的规划布局为支撑条件。作为高速铁路的设计，必须充分体现高速铁路的以上技术经济优势，具备高度的系统工程观念，系统地解决由于行车速度的提高而带来的一系列技术难点，确保高速列车高速、安全、舒适地运营。