Attention everone! I have a major announcement to make! 哈哈朋友们好久不见，我，哎呀这博客从去年的5月份就写了一半，一直到前几天我打开草稿箱突然发现，哎呀我还没写完呢，哎趁着周五晚上这段时间赶紧写出来（从学生直接跨越到打工人啊），今天周五，我准备把我的的本职研究工作空中交通先缓一缓，让我们一起来玩一个不一样的，分析一下高铁的延误以及延误传播情况。
郑重说明：还是那句话，本人经过了其简单的数据搜集工作加上及其不认真的分析工作得出了一个及其不专业的分析报告，就图一高兴，所以说如果有专业人员来看的话还是希望你们提前备好急救药物，不要生气哈！好了罗里吧嗦结束，正文开始！
郑重说明二：我国铁路科技创新取得历史性成就，总体技术水平进入世界先进行列，部分领域达到世界领先水平，风险预测预警与防控的一体化主动安全防控技术体系基本形成，应对各类重大风险能力显著提高。2008—2020年，我国高铁每百公里平均事故率较境外高铁低82%。截至2021年6月底，我国高铁已累计安全运行92.8亿公里、相当于绕地球23.2万圈，安全运送旅客141.2亿人次，是世界公认最安全的高铁。对中国高铁永远抱有十足的信心！！！
摘要
高速铁路由于其安全、高效、便捷等特点被广泛应用于城市之间旅客及货物的快速运输。高铁动车组为提高列车利用率与灵活周转率，其在一天内呈现一列动车组执行多线路多班次等特点，当出现极端天气或特殊情况时，往往会导致列车晚点的链式传播，对车站作业及旅客出行计划都带来严重影响，同时，若该运行线路的行车密度越高，则对后续列车延误的影响程度就越大。因此，本研究以广州南站2021.4.5日大面积延误为例，对高铁延误及其传播链进行分析，首先对高铁运行数据（计划时刻，实际时刻）进行整理，计算列车延误时间；其次对不同线路高铁列车延误时间进行分析，得出延误链式轨迹；最后根据车站的实际运行情况及到发站台配置对延误进行分析，总结初始延误车辆及延误线路。为完善高铁部门列车大面积延误的管理调度方案提出案例参考依据。
关键字：延误传播，也不专业，随便看看，就是玩的
基金项目：本研究是在 麻辣香锅、烤冷面、薯片、火锅、日料以及东南亚菜的支持下完成的，在研究与分析期间，感谢各种奶茶及肥宅快乐水对我研究的灵感启发，感谢迷人的郭老师以及郭言郭语带给我的快乐，咱们王者出击耶斯莫拉！！！。
1.背景介绍
2021.4.5日由于江海至江门东站下行出现“红光带"[1]影响，导致线路中断行车1小时46分钟，加之当日为清明节假期最后一天，客流较大，旅客列车呈现高密度、大流量运行的特征，导致广州南站站台股道运行紧张，车站接发能力达到饱和，所以后续列车晚点程度不断扩大。
[1]红光带是铁路技术术语。铁路控制系统中，以线路钢轨为导体，构成了轨道电路，两条轨道被列车的轮对短接，在控制系统中就会显示为红色，从而指示车辆的位置。但潮湿、绝缘损坏、雷电冲击等因素可能造成无车路段的路轨被短接，显示出异常红光带或“闪红”，令控制台难于判断实际情况
2.数据来源
数据来自列车时刻表、列车正晚点信息网站、12306网站信息，数据处理过程全手动，截图处理，然后再手动输入到excel中自己分析的。
3.数据分析
3.1线路运行情况
根据微博博主通行线Toursline分析[2]，此次发生红光带的区域位于广珠城际江门线区间，该区间不仅承担着广珠城际江门支线的运行，还连接着江湛铁路的重任（如图1-2)，因此，为了解该线路运行情况，本研究首先从线路复杂程度以及列车运行数量两方面进行分析。
从线路复杂程度来看，在该运行区间，不仅有广珠城际本线列车还有江门支线以及江湛线路列车汇入共同运行，线路运行较为复杂。
从列车数量来看，根据路路通列车时刻表数据（非当日，根据2021.5.31日数据来推测）广珠城际本线列车66列（单方向），广珠城际江门支线列车55列（单向），广湛铁路旅客列车45列，因此，该区间全天共接发旅客列车（单向）共166列，由于以上线路午夜基本上不安排旅客列车运行，每天运行时段为6:00-24:00共18小时，因此，平均每6分钟便会有一班列车经过此线路（目前已知高铁线路最小发车间隔为3-4分钟）。
综上，本区间呈现线路设计复杂，运行列车密度大等运行特点。
图1
图2
3.2车站接发列车情况
由于本次延误是以光珠城际广州南站为导火索开始逐步蔓延开来，因此，本研究将对广州南站站台及接发列车繁忙程度进行分析。
根据以往的研究(注：参见本人博客另一篇分析繁忙高铁车站检票流时-空模式的文章中对站台使用情况的统计)，广州南站共有28个股道，其中（20-28）股道为广珠城际、广深铁路、贵广高铁站台，（1-3（不确定））股道可连接广珠城际，20股道为京广高铁与广珠城际共用股道。因此，广珠城际列车与广湛铁路列车，贵广高铁列车需共用这9个股道进行作业。从以下两张图可以看出，检票口A2-3,A20-28平均使用率占41.1%，站台使用率较高。若遇到节假日等客流高峰情况下，铁路部门会增开旅客列车以最大程度满足旅客出行，本案例为清明节假期最后一天，清明小长假往往省内短途（如广珠城际）出行需求较大，广珠城际、广深港高铁、广湛铁路都通过增加车次来应对井喷的客流，因此，广深港高速场、贵广高速场、广珠城际场、南广高速场、以及京广高速场站台接发能力都趋于饱和。综上，假期期间，站台接发能力饱和，尤其是多线共用站台对车站调度以及列车准点运行都有较大的挑战。
3.3列车使用情况分析
由于高铁列车行驶速度快，车辆整备方便，因此，为提高列车利用率，铁路部门会安排高铁列车进行立折与套跑程序，例如，京沪高铁在早上09：00开行G1次列车发往上海虹桥，列车在当日13：28到达上海虹桥后直接在站台上进行准备，随后在14：00开行G4次列车返回北京南站。
当日广州南站以广珠城际为例（如下图），从早上6点到晚上2340，广珠城际每列车平均运行12个往返班次，列车在广州南站停车18分钟后进行立折操作返回珠海，在珠海停车15分钟后立即返回广州南站，因此，若该次列车晚点时间超过这两个停车阈值后，会造成下一班车的晚点，延误链便由此产生。
3.4列车晚点情况分析
从上一节可以看出，假期车站列车运行密度大，站台接发能力趋近于饱和（哎是不是就等于我们air traffic里面的流量接近于最大容量了啊，好了今天不讨论空中交通啊），在此情况下若有列车出现长时间延误，则会对后续产生较大的影响。因此，本节对广州南站当日列车晚点情况进行分析，找到延误节点与延误链。根据已知信息，在当日下午才出现列车延误情况，因此下表为广州南站午后（14：00后）终到列车分析。
| 始发站 | 延误时长 | 列车数量 |
| 珠海 | 1:25:55 | 39 |
| 湛江西 | 1:03:43 | 28 |
| 深圳北 | 0:36:25 | 22 |
| 南宁东 | 0:18:17 | 18 |
| 潮汕 | 0:11:48 | 10 |
| 成都东 | 0:11:42 | 10 |
| 贵阳北 | 0:14:42 | 10 |
| 柳州 | 0:04:30 | 10 |
| 昆明南 | 0:09:40 | 9 |
| 阳江 | 1:55:27 | 9 |
| 北海 | 0:08:51 | 7 |
| 长沙南 | 0:27:51 | 7 |
| 福田 | 0:06:30 | 6 |
| 武汉 | 0:11:40 | 6 |
| 重庆西 | 0:17:00 | 6 |
| 汕头 | 0:10:12 | 5 |
| 南昌西 | 0:17:15 | 4 |
| 百色 | 0:02:20 | 3 |
| 大理 | 0:41:00 | 3 |
| 桂林北 | 0:07:00 | 3 |
| 怀化南 | 0:03:20 | 3 |
| 茂名 | 2:00:00 | 3 |
| 饶平 | 0:30:20 | 3 |
| 宜昌东 | 0:23:40 | 3 |
| 岳阳东 | 0:01:20 | 3 |
| 郑州东 | 0:34:00 | 3 |
| 北京西 | 1:23:30 | 2 |
| 兰州西 | 1:05:00 | 2 |
| 上海虹桥 | 0:48:30 | 2 |
| 西安北 | 0:15:00 | 2 |
| 蚌埠南 | 1:33:00 | 1 |
| 毕节 | 0:00:00 | 1 |
| 东安东 | 0:01:00 | 1 |
| 防城港北 | 0:15:00 | 1 |
| 福州 | 0:00:00 | 1 |
| 福州南 | 0:31:00 | 1 |
| 汉口 | 1:16:00 | 1 |
| 杭州东 | 0:11:00 | 1 |
| 合肥南 | 0:10:00 | 1 |
| 黄冈东 | 0:00:00 | 1 |
| 惠东 | 0:02:00 | 1 |
| 济南西 | 0:32:00 | 1 |
| 连云港 | 1:38:00 | 1 |
| 六盘水 | 0:54:00 | 1 |
| 洛阳龙门 | 0:07:00 | 1 |
| 梅州西 | 0:13:00 | 1 |
| 南京南 | 0:00:00 | 1 |
| 青岛 | 0:00:00 | 1 |
| 三江南 | 0:05:00 | 1 |
| 上饶 | 0:00:00 | 1 |
| 万州北 | 0:10:00 | 1 |
| 襄阳东 | 0:01:00 | 1 |
| 新晃西 | 0:00:00 | 1 |
| 信阳东 | 0:12:00 | 1 |
| 兴安北 | 0:03:00 | 1 |
| 宣城 | 0:32:00 | 1 |
| 宜宾西 | 0:16:00 | 1 |
| 银川 | 1:09:00 | 1 |
| 英德西 | 2:43:00 | 1 |
| 永州 | 0:00:00 | 1 |
从上表中可得，到达广州平均延误时长超过一个小时的车站有：珠海、湛江西、阳江、茂名、北京西、兰州西、蚌埠南、汉口、连云港、银川、英德西。
基于此结果，我们可以提出两个假设：
1.延误时间与该运行列车数量呈现正相关性；
2.延误时间与列车的运行距离呈现正相关性；
我们先来分析第一个假设：列车数量与延误时间的关系，首先将列车数量与延误时间用一个散点图来展示，表1为发往广州南站列车数量前十名的车站与延误的关系，从表中可以看出，发往广州南站的车次越多，导致的延误就越大，从这张图中看似假设1是成立的，但是，如果再分析第二张图，也就是所有发往广州南站的列车与其延误时间的关系，会发现其实列车数量与延误时间相关性并不是特别强，有时候有可能只有一班车发往广州南但是他的延误时间还是会很长。
因此，可以得出结论，假设1的表述是片面的，线路上列车数量只是加剧列车延误的一个诱因，但并不完全等同于列车数量越多，延误时间就越大，还要综合考虑线路的运行情况，车站的接发能力等因素。当然，如本案例，在广珠城际这种高密度运行、列车立折作业的线路区间发生了“红光带”故障，一定会导致延误的时间上升，因为首先该故障导致线路中断行车1小时46分钟，在这种列车高密度运行的线路里，一定会造成该线路后续列车的连续晚点（延误开始产生），同时，由于执行此线路的列车多为立折作业，到达延误势必会导致始发延误，造成延误的不断扩大。
同时对假设2进行分析，假设2描述列车运行距离越长，其延误的时间越长，这个假设也是根据上表2得出的，表2显示，由北京西、兰州西、蚌埠南、汉口、连云港、银川这些距离广州南站超过800KM的列车平均晚点时间均在1小时以上。但是，我们以北京西站为例，分析一下武汉（汉口）的车次,在相同距离（武汉站与汉口站的距离可忽略不计）的情况下，只有G1151,G4555这两趟列车出现了大于30分钟的延误，而其他车次并没有出现延误，尤其在当日16:00广州南站出现了一定程度的晚点以后，G1125,G1127两趟列车仍正点到达。
因此，可以得出假设2的结论也是不客观的，有时候，根据观察，延误传播是由点到面的向外扩散，因此，若是该列车运行距离越长，其受延误的波及就越小，当然这个要预先考虑比如说延误的处置及吸收速度，比如在列车还未驶入延误范围时或者列车的运行及整备速度大于延误的传播速度，则此论证成立。如果延误蔓延较快，延误程度较高，则会出现像G1151这样，长距离列车也出现延误的情况。
| 车次 | 始发站 | 终到站 | 预计到达时刻 | 实际到达时刻 | 延误时长 |
| G1151 | 汉口 | 广州南 | 21:59 | 23:15 | 1:16 |
| G1107 | 武汉 | 广州南 | 13:10 | 13:10 | 0:00 |
| G1109 | 武汉 | 广州南 | 13:15 | 13:15 | 0:00 |
| G1161 | 武汉 | 广州南 | 15:55 | 16:00 | 0:05 |
| G1125 | 武汉 | 广州南 | 19:21 | 19:28 | 0:07 |
| G1127 | 武汉 | 广州南 | 19:40 | 19:40 | 0:00 |
| G4555 | 武汉 | 广州南 | 23:55 | 0:53 | 0:58 |
3.5列车延误传播链式分析
对到达广州南站的列车延误情况进行分析（表4），首次出现长时间延误的列车为由佛山西开来的D7123次，延误时间为70分钟，其次是由阳江开来的C7226次，延误时间大约为61分钟，第三是由湛江开来的D7490次，延误时间大约为77分钟，第四为珠海开来的C7606次，延误时间约为13分钟。
同时，对广州南站始发列车延误情况进行分析，如下表5所示，首次出现始发延误的是开往湛江西的D7179次列车，其次是D7591。
表4
| 车次 | 始发站 | 终到站 | 预计到达时刻 | 实际到达时刻 | 延误时间 |
| D7123 | 佛山西 | 经停广州南终到茂名 | 14:17 | 15:27 | 1:10 |
| D3709 | 北海 | 广州南 | 14:19 | 14:19 | 0:00 |
| G1608 | 福州 | 广州南 | 14:19 | 14:19 | 0:00 |
| C7226 | 阳江 | 广州南 | 14:23 | 15:24 | 1:01 |
| G2935 | 昆明南 | 广州南 | 14:24 | 14:27 | 0:03 |
| C7686 | 珠海 | 广州南 | 14:28 | 14:41 | 0:13 |
| G6131 | 岳阳东 | 广州南 | 14:30 | 14:30 | 0:00 |
| D2809 | 贵阳北 | 广州南 | 14:35 | 14:35 | 0:00 |
| D7490 | 湛江西 | 广州南 | 14:39 | 15:56 | 1:17 |
| G1113 | 南京南 | 广州南 | 14:40 | 14:38 | -0:02 |
| D3789 | 南宁东 | 广州南 | 14:40 | 14:40 | 0:00 |
| G9543 | 新晃西 | 广州南 | 14:45 | 14:45 | 0:00 |
| D2811 | 毕节 | 广州南 | 14:47 | 14:47 | 0:00 |
| G85 | 上海虹桥 | 广州南 | 14:51 | 14:49 | -0:02 |
| C7606 | 珠海 | 广州南 | 14:52 | 15:05 | 0:13 |
表5
| 车次 | 预计开车时刻 | 终到站 | 实际开车时刻 | 延误时长 |
| D7473 | 13:24 | 湛江西 | 13:29 | 0:05 |
| C7219 | 13:29 | 阳江 | 13:31 | 0:02 |
| D2972 | 13:34 | 三江南 | 13:33 | -0:01 |
| G646 | 13:40 | 南昌西 | 13:39 | -0:01 |
| D7179 | 13:40 | 湛江西 | 14:58 | 1:18 |
| D3616 | 13:50 | 南宁东 | 13:50 | 0:00 |
| G6321 | 13:54 | 潮汕 | 13:54 | 0:00 |
| G544 | 13:56 | 郑州东 | 13:56 | 0:00 |
| C7675 | 13:56 | 珠海 | 13:56 | 0:00 |
| D212 | 14:00 | 贵阳北 | 13:59 | -0:01 |
| D3786 | 14:05 | 百色 | 14:05 | 0:00 |
| D7591 | 14:06 | 湛江西 | 15:05 | 0:59 |
| G6591 | 14:10 | 深圳北 | 14:41 | 0:31 |
关于延误链的源头问题，从仅有的数据中得出，开往茂名的D7123预计到达广州南时间为14:17，出现了延误，开往湛江西的D7179预计从广州南站发车时刻为13:40，也出现了延误，从时间上看，D7179次是本次延误的源头，但是需要注意的是，D7123是从佛山开来的列车，按照局内铁路运行的立折性(前序列车终到佛山，改车次为D7123佛山发车)，在执行D7123次列车运行之前应该有一班终到佛山西的列车，如果该列车正点，那么D7123才可能是延误链的源头，如果该列车到达佛山就是晚点状态，则延误链的源头应为D7123之前的这班列车。再结合当时线路发生故障的区域在广州南部下行线路，因此可以认为在广州南站的延误链源头列车大概率为D7179，BUT！如果发生线路故障导致的延误的话，应该是在线路上的列车而不是在站台上的列车为源头，因此，我们有往前查看时刻表，发现该线路在D7179之前发车的列车为D7473,D7471,D7187,由于发生的位置在阳江到江门之间，大约距广州南站1小时的旅程，因此可以认为，在D7179之前1小时左右发车的列车是延误链的源头概率最大，因此12:51发车的D7187，13:00发车的D7471这两趟列车是延误源头的概率最高（由于本人数据有限，无法直接分析具体是哪一辆车）。
3.6延误传播范围分析
在上一节中提到，延误是有一定的传播速度及传播范围的，本节对广州南站到达车次的延误情况进行分析，提取延误传播范围。
表6
| 时间段 | 发生延误的线路及车站 |
| 1300-1400 | 广茂线，广州南到湛江西之间少部分下行车站 |
| 1400-1500 | 广茂线，广州南到湛江西之间车站 |
| 1500-1600 | 广珠城际、广茂线，广州南到珠海以及广州南到湛江西之间车站 |
| 1600-1700 | 广珠城际、广茂线，广州南到珠海以及广州南到湛江西之间车站 |
| 1700-1800 | 广珠城际、广茂线，广州南到珠海以及广州南到湛江西之间车站 |
| 1800-1900 | 广珠城际、广茂线，广州南到珠海以及广州南到湛江西之间车站 |
| 1900-2000 | 广珠城际、广茂线，广州南到珠海以及广州南到湛江西之间车站 |
| 2000-2100 | 广珠城际、广茂线，广州南到珠海以及广州南到湛江西之间车站 |
| 2100-2200 | 广珠城际、广茂线，南京广高铁，广深高铁，广州南到珠海，广州南到衡阳以及广州南到湛江西之间车站 |
| 2200-2300 | 几乎全线开始延误 |
| 2300-0000 | 几乎全线开始延误 |
根据表6可得，延误传播范围有三个重要时间节点，1300-1400为开始在本线（广茂线）传播节点，1500-1600延误向广珠城际蔓延，在1500-2100之间，延误并没有继续蔓延，而是固定在这两条线路之间，在2100时，延误开始向广深港高铁、南京广高铁传播，随后2200后，广州南站几乎全线延误。
4.总结
首先要说的是，本次分析仅从本人已有的数据中进行推断，结论与实际允差较大，仅供自行娱乐分析。其次，在发生故障的第一时间铁路启动临时停车的措施，保证了旅客的绝对安全，这个是不容有任何辩驳的。第三，广州南站作为我国最繁忙的高铁车站之一，其列车调度的高复杂性与行车组织的高难度性难度可想而知，随着后续我国高铁运行技术的不断突破，相信延误的影响也会越来越小。
最后，终于到最后了哈，还是希望大家能找到自己感兴趣的研究点~
下期的话，呃呃呃我准备写一点关于宏观基本图来分析车站的到发列车情况，不过这个还是要看后续的时间吧，或者是聊聊机场接收率（AAR）的预测问题，哎毕竟这个AAR真是缠了我好长时间了，还有一篇论文待发呢，这个AAR到底是容量呢还是流量呢 我到现在都不太理解。要不然空中交通流也说一说？哎这个空中交通流真是个好东西。