基于列車中折角車流比例的雙向編組站接車方式選擇模型

謝飛

摘 要：隨著我國(guó)鐵路建設(shè)的高速發(fā)展，編組站在整個(gè)鐵路系統(tǒng)當(dāng)中的地位越來越重要，但實(shí)際情況是，編組站的能力已經(jīng)成為了限制鐵路運(yùn)輸能力充分發(fā)揮的一個(gè)重要因素，而造成編組站能力緊張的一大原因就是折角車流對(duì)編組站能力的影響。本文以雙向編組站為例，提出了依據(jù)列車中折角車流比例的編組站接車方式選擇模型，并以成都北編組站為例驗(yàn)證了這一模型，取得了較好的效果，也為此類研究提供了一個(gè)新的思路。

關(guān)鍵詞：雙向編組站；折角車流；接車方式；成都北編組站

近年來，我國(guó)鐵路的事業(yè)取得了高速的發(fā)展，新建了大量的鐵路線路，鐵路系統(tǒng)的運(yùn)輸能力得到了極大的提高。但與此不相適應(yīng)的是，車站對(duì)線路能力的影響越來越大，特別是作為鐵路系統(tǒng)中車流、貨流集散中心的編組站，因其能力的不能充分發(fā)揮，使其對(duì)線路能力的制約尤為明顯。造成編組站能力無法充分的原因有很多，但其中尤以車流因素最為顯著，而在這些影響編組站能力的車流當(dāng)中，折角車流對(duì)編組站的影響無疑是最大的。

折角車流是指從車站一端到達(dá)，經(jīng)過車站的改編作業(yè)后，仍然從車站同一端出發(fā)的車流。對(duì)于擁有兩套解編系統(tǒng)的雙向編組站而言，折角車流到達(dá)和出發(fā)不在同一系統(tǒng)，是一類需要在雙向編組站的兩套系統(tǒng)中都進(jìn)行改編作業(yè)過后才能發(fā)出的車流。編組站折角車流數(shù)量的影響因素很多，主要包括：編組站所銜接的線路方向數(shù)、線路接入雙向編組站的接入模式、接入編組站同一系統(tǒng)的不同線路之間的車流量關(guān)系等。高效疏解折角車流可以較好地減輕編組站的作業(yè)負(fù)擔(dān)，使得編組站的能力能夠得到最大程度的使用，從而使得編組站和鐵路線路之間實(shí)現(xiàn)能力的較好協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮鐵路系統(tǒng)的運(yùn)輸能力，具有較為重要的意義。

1 折角車流對(duì)編組站的影響

1.1 對(duì)車站能力的影響

在雙向編組站內(nèi)，每一套解編系統(tǒng)中折角車流都需要進(jìn)行解編作業(yè)，因此會(huì)額外占用編組站的各種設(shè)備，尤其是調(diào)車設(shè)備。由于折角車流在雙向編組站內(nèi)的二次解編特性，折角車流一次作業(yè)的時(shí)間就相當(dāng)于是普通車流的兩倍，再加上折角車流的從一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)到另一個(gè)系統(tǒng)所需要的轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)間，編組站處理折角車流的時(shí)間就更加的多，由此可見折角車流對(duì)編組站能力有著極大的影響。此外，峰尾調(diào)機(jī)是主要負(fù)責(zé)折角車流轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)的調(diào)機(jī)，而對(duì)編組站而言，峰尾調(diào)機(jī)通常也是最繁忙的調(diào)機(jī)，所以折角車流還會(huì)增加峰尾調(diào)機(jī)的負(fù)擔(dān)，占用編組站調(diào)車能力，影響編組站車站能力。

1.2 對(duì)車站中時(shí)的影響

折角車流屬于有調(diào)中轉(zhuǎn)貨物列車范圍，由于折角車流在編組站中二次解體的特性，使得折角車流需要在編組站內(nèi)經(jīng)歷兩次“到、解、集、編、發(fā)”的編組站主要作業(yè)流程，在加上折角車流的轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間，使得此類車流在編組站內(nèi)的停留時(shí)間大大增加，從而增加了全站的有調(diào)中時(shí)，降低了車站作業(yè)效率。

1.3 對(duì)編組站其他作業(yè)的影響

折角車流在該方面的影響主要體現(xiàn)在其轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)當(dāng)中。轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，折角車流需要從一個(gè)系統(tǒng)流入另一個(gè)系統(tǒng)，在這一過程當(dāng)中，折角車流的車流進(jìn)路會(huì)使得編組站行程較多的敵對(duì)進(jìn)路，使得編組站排列進(jìn)路出現(xiàn)困難，影響編組站正常的解編作業(yè)。

2 雙向編組站接車方式選擇模型

編組站接車方式包括順接和反接兩種，順接是正常接車方式，即將一個(gè)系統(tǒng)到達(dá)車流接入該系統(tǒng)到達(dá)場(chǎng)；反接是非常規(guī)接車方式，指將一個(gè)系統(tǒng)到達(dá)車流接入另一系統(tǒng)到達(dá)場(chǎng)，以方便折角車流處理。本文主要通過考慮一列車中所包含折角車流比例來確定編組站接車方式，對(duì)于折角車流比例則主要從以下三種情況進(jìn)行論述：

折角車流比例為0%：此類列車即是正常列車，本文不予考慮。

折角車流比例為100%：此類列車相當(dāng)于全部由折角車流組成，直接反接是最好的處理方式，在此不再贅述。

折角車流比例在區(qū)間（0%，100%）之間：現(xiàn)實(shí)情況下的折角車流大部分都屬于此類型，對(duì)于這類車流的處理應(yīng)根據(jù)一列車中折角車流比例的多少來確定順接還是反接。一般情況下，編組站順接與反接兩種方式在折角車流處理過程中所需要的時(shí)間是有差異的，基于此，本文考慮使用臨界狀態(tài)思想來建立雙向編組站接車方式選擇模型。這里所考慮的臨界狀態(tài)即是指：當(dāng)一列車中折角車流比例為一定值時(shí)，編組站順接與反接兩種接車方式條件下，折角車流的處理時(shí)間是一樣的，在此情況下，編組站既可以選擇順接，也可以選擇反接。

2.1 模型的兩點(diǎn)假定

（1）到達(dá)列車在前方技術(shù)站編組時(shí)，均不存在違編現(xiàn)象，均按照要求編組，不存在由于違編而造成的額外時(shí)間耗費(fèi)。

（2）車站設(shè)備設(shè)施及調(diào)機(jī)能力充足，車列在進(jìn)行了上一步作業(yè)之后可以立即進(jìn)入下一步作業(yè)，不存在由于能力不足造成的車列額外等待時(shí)間。

2.2 模型的建立

設(shè)某雙向編組站有A、B兩套系統(tǒng)，A系統(tǒng)到達(dá)解體列車編成輛數(shù)為N，其包含的折角車流百分比為n，A系統(tǒng)駝峰平均解體時(shí)間為tA解，B系統(tǒng)駝峰平均解體時(shí)間為tB解。則折角車流輛數(shù)為nN，由于列車編成輛數(shù)越多，解體時(shí)間越長(zhǎng)，故按照比例關(guān)系，可認(rèn)為折角車流在A系統(tǒng)中的解體時(shí)間tA折解=ntA解，在B系統(tǒng)中的解體時(shí)間tB折解=ntB解；同理，常規(guī)車流輛數(shù)為（1-n）N， 其在A系統(tǒng)中的解體時(shí)間tA常解=（1-n）tA解，在B系統(tǒng)中的解體時(shí)間tB常解=（1-n）tB解。

在順接方式下，折角車流在編組站內(nèi)的作業(yè)流程如下圖所示。（以列車尾部通過到達(dá)場(chǎng)警沖標(biāo)時(shí)起，至折角車流在另一系統(tǒng)解體完畢等待集結(jié)時(shí)止）

圖1 順接條件下折角車流在A系統(tǒng)中的作業(yè)流程圖

通過對(duì)圖1進(jìn)行分析，可知順接折角車流時(shí)的時(shí)間耗費(fèi)如下式所示：

（1）

式中tA技-A系統(tǒng)到達(dá)場(chǎng)技檢時(shí)間；tA連掛-A系統(tǒng)駝峰調(diào)機(jī)連掛時(shí)間；tA預(yù)推-A系統(tǒng)駝峰調(diào)機(jī)預(yù)推時(shí)間；tA解-A系統(tǒng)駝峰平均解體時(shí)間；tA集結(jié)-A系統(tǒng)交換車流平均集結(jié)時(shí)間；tA牽引-A系統(tǒng)峰尾調(diào)機(jī)牽引交換車流至交換線時(shí)間；tB取送-B系統(tǒng)駝峰調(diào)機(jī)取送交換車流至B系統(tǒng)到達(dá)場(chǎng)時(shí)間；tB預(yù)推-B系統(tǒng)駝峰調(diào)機(jī)預(yù)推時(shí)間；tB解-B系統(tǒng)駝峰平均解體時(shí)間；n-車列中折角車流百分比。

在反接方式下，編組站處理折角車流的流程類似于圖1，不同的是需要將到達(dá)列車接入編組站B系統(tǒng)到達(dá)場(chǎng)，這種情況下，列車中的正常車流對(duì)B系統(tǒng)而言就成為了折角車流。由此分析可知，反接折角車流時(shí)的時(shí)間耗費(fèi)如下式所示：

（2）

式中tB技-B系統(tǒng)到達(dá)場(chǎng)技檢時(shí)間；tB連掛-B系統(tǒng)駝峰調(diào)機(jī)連掛時(shí)間；tB連掛-B系統(tǒng)駝峰調(diào)機(jī)預(yù)推時(shí)間；tB預(yù)推-B系統(tǒng)交換車流平均集結(jié)時(shí)間；tB牽引-B系統(tǒng)峰尾調(diào)機(jī)牽引交換車流至交換線時(shí)間；tA取送-A系統(tǒng)駝峰調(diào)機(jī)取送交換車流至A系統(tǒng)到達(dá)場(chǎng)時(shí)間；

其余各符號(hào)意義同公式（1）。

依照前文所述，可令T順=T反，整理得：

（3）

對(duì)于一般性雙向編組站，tA技=tB技，tA連技=tB連技，tA牽引+tB取送=tB牽引+tB取送，則公式（3）可變化為：

（4）

由公式（4）可列出列車中折角車流百分比n的表達(dá)式，如下式所示：

（5）

對(duì)于到達(dá)雙向編組站A系統(tǒng)的列車而言，當(dāng)

時(shí)，編組站應(yīng)該選擇反接方式接車；當(dāng) 時(shí)，編組

站應(yīng)該選擇順接方式接車；當(dāng) 時(shí)，順接、反接均可。

3 雙向編組站接車方式選擇模型在成都北編組站的應(yīng)用

成都北編組站是一個(gè)典型的雙向三級(jí)六場(chǎng)編組站，由于在設(shè)計(jì)時(shí)沒有設(shè)計(jì)交換場(chǎng)，因此折角車流對(duì)成都北的影響尤為明顯。

對(duì)于到達(dá)成都北上行系統(tǒng)的列車，tA解=17min，tB解=18min，tA集結(jié)=286min，tB集結(jié)=291min，將數(shù)據(jù)帶入公式（5），得：

即對(duì)于到達(dá)成都北上行系統(tǒng)的列車，當(dāng)列車中折角車流比例超過65.7%時(shí)，成都北應(yīng)選擇反接；當(dāng)比例小于65.7%時(shí)，成都北應(yīng)選擇順接，當(dāng)該比例等于65.7%時(shí)，順接反接均可。

對(duì)于到達(dá)成都北下行系統(tǒng)的列車，tA解=18min，tB解=17min，tA集結(jié)=291min，tB集結(jié)=286min，將數(shù)據(jù)帶入公式（5），得：

即對(duì)于到達(dá)成都北下行系統(tǒng)的列車，當(dāng)列車中折角車流比例超過34.3%時(shí)，成都北應(yīng)選擇反接；當(dāng)比例小于34.3%時(shí)，成都北應(yīng)選擇順接，當(dāng)該比例等于34.3%時(shí)，順接反接均可。

通過對(duì)成都北實(shí)地走訪調(diào)研，在了解成都北處理折角車流的方式后發(fā)現(xiàn)，成都北對(duì)折角車流的接車方式選擇與列車中折角車流比例之間的關(guān)系大致與前文得出的結(jié)果一致，說明了這一模型與實(shí)際情況較為符合，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)束語

作為對(duì)編組站能力影響最大的一類車流類型，折角車流一直都是鐵路系統(tǒng)管理人員和相關(guān)專家學(xué)者著力研究的方向。本文在對(duì)雙向編組站的結(jié)構(gòu)以及折角車流處理方式的研究基礎(chǔ)上，提出了基于列車中折角車流比例的雙向編組站接車方式選擇模型，并通過成都北的實(shí)例驗(yàn)證了這一模型的正確性和實(shí)用性。但在另一方面上，各個(gè)編組站的實(shí)際情況千差萬別，不可籠統(tǒng)的統(tǒng)一應(yīng)用該模型來決定折角車流的接車方式，必須因地制宜，才能使模型與編組站的實(shí)際情況相契合得更好，才能更大地解放編組站能力，從而提高整個(gè)鐵路系統(tǒng)的運(yùn)輸能力。

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