神池南站提高通過(guò)能力評(píng)價(jià)分析

何宇強(qiáng)

He Yu-qiang

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司原平分公司，山西原平034100）

(Yuanping Branch, Shuo-Huang Railway Development Co., Ltd.，Yuanping 034100，Shanxi，China)

神池南站提高通過(guò)能力評(píng)價(jià)分析

何宇強(qiáng)

He Yu-qiang

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司原平分公司，山西原平034100）

(Yuanping Branch, Shuo-Huang Railway Development Co., Ltd.，Yuanping 034100，Shanxi，China)

在分析朔黃鐵路在神池南站開(kāi)行2萬(wàn)t列車存在限制因素的基礎(chǔ)上，分別對(duì)既有神池南站咽喉通過(guò)能力、到發(fā)線通過(guò)能力，以及縮編后神池南站咽喉通過(guò)能力、到發(fā)線通過(guò)能力進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià)。計(jì)算結(jié)果表明，神池南站縮編列車車輛后年通過(guò)能力提高了5300萬(wàn)t，達(dá)到神池南站計(jì)劃年通過(guò)能力3.5億t的擴(kuò)能改造目標(biāo)，同時(shí)可以滿足神池南站的運(yùn)輸需求。

咽喉通過(guò)能力；到發(fā)線通過(guò)能力；列車編組；2萬(wàn)噸列車

朔黃鐵路(神池南—黃驊港)自開(kāi)通以來(lái)，運(yùn)量每年以千萬(wàn)噸級(jí)增長(zhǎng)。為了提高運(yùn)輸能力以滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)運(yùn)輸需求[1]，自 2010年起，朔黃鐵路通過(guò)增加列車編組提高列車載重，實(shí)現(xiàn)在日均列車運(yùn)行對(duì)數(shù)不減少的條件下，年運(yùn)輸能力提高近 10%。但是，由于列車編組的增加使列車長(zhǎng)度增大，導(dǎo)致朔黃鐵路最大的技術(shù)站——神池南站有效長(zhǎng)為 2 800 m 的到發(fā)線只能存放 1 列編組 116 輛 (58 輛 +58 輛)、長(zhǎng)度為 1 470 m 的萬(wàn)噸列車，到發(fā)線能力無(wú)法達(dá)到其設(shè)計(jì)能力[2]。2016年初，神華集團(tuán)有限責(zé)任公司與地方煤炭公司合作，朔黃鐵路列車運(yùn)行對(duì)數(shù)增加，既有神池南站通過(guò)能力無(wú)法滿足運(yùn)輸需求。因此，朔黃鐵路迫切需要開(kāi)行 2 萬(wàn)噸列車，但目前神池南站到發(fā)線無(wú)法存放編組232 輛 (116 輛 +116 輛)，長(zhǎng)度為 2 924 m 的 2 萬(wàn)噸列車。為此，需要將普通貨物列車編組由 58 輛 C80縮減至 54 輛，將萬(wàn)噸列車編組由 116 輛 C80縮減至108 輛 (以下簡(jiǎn)稱“縮編”)，以滿足 2 萬(wàn)噸列車的開(kāi)行，從而提高神池南站通過(guò)能力。

1 概述

神池南站為朔黃鐵路的起始站，上接神朔鐵路(神木北—朔州西) 神木北方向、準(zhǔn)池鐵路 (外西溝—神池南)，下接朔黃鐵路寧武西方向、神朔鐵路朔州西方向，為一級(jí)二場(chǎng)橫列式布局，Ⅰ場(chǎng)為下行列車到發(fā)場(chǎng)，設(shè)有 18 條到發(fā)線，Ⅱ場(chǎng)為上行列車及神朔鐵路朔州西方向上下行列車到發(fā)場(chǎng)，設(shè)有21 條到發(fā)線，每條股道分別設(shè)有 4 處電動(dòng)脫軌器。其中，機(jī)車端電動(dòng)脫軌器距出站 (進(jìn)路) 信號(hào)機(jī) 86 m，尾部電動(dòng)脫軌器距反方向出站 (進(jìn)路) 信號(hào)機(jī) 20 m。

截至 2016年 5月底，朔黃鐵路完成煤炭運(yùn)輸11 260.7 萬(wàn) t，日均運(yùn)量 74.1 萬(wàn) t，列車運(yùn)行數(shù)量達(dá)19 490 列 (包括 6 295 列萬(wàn)噸列車)；神池南站完成煤炭運(yùn)輸 11 049.3 萬(wàn) t，日均接發(fā)列車 102.5 對(duì)，運(yùn)量最高日達(dá)到 124 對(duì) (其中，普速列車 58 對(duì)、萬(wàn)噸列車 63 對(duì)、2 萬(wàn)噸列車 3 對(duì))。結(jié)合 2016年第 1，2 季度的運(yùn)量水平，并且綜合考慮夏季用電高峰和冬季采暖需求，預(yù)計(jì) 2016年朔黃鐵路神池南站年運(yùn)輸需求將達(dá)到 3.03 億 t (不含神朔鐵路朔州西方向需求)。在此條件下，神池南站嘗試開(kāi)行 2 萬(wàn)噸列車，以保證其咽喉通過(guò)能力和到發(fā)線通過(guò)能力。但是，目前朔黃鐵路神池南站到發(fā)線有效長(zhǎng)無(wú)法滿足 C80型232 輛編組的 2 萬(wàn)噸列車長(zhǎng)度要求。神池南站到發(fā)線按照接發(fā) 2 萬(wàn)噸列車 (4×50 輛 C80) 設(shè)計(jì)，到發(fā)線有效長(zhǎng)約 2 800 m，每條到發(fā)線中均勻布置 3 處腰岔，將到發(fā)線分割為 4 個(gè)區(qū)段 (G1，G2，G3，G4)，各條到發(fā)線的 4 個(gè)區(qū)段有效長(zhǎng)分布不均。其中，G2 段、G3 段為限制段，G2 段不足700 m、最大容車數(shù)為 50 輛 C80，G3 段最長(zhǎng)不過(guò)734 m、最大容車數(shù)為 50～53 輛 C80，無(wú)法容納 1 小列即 58 輛 C80(2 萬(wàn)噸列車由 4 小列 58 輛 C80組成)，導(dǎo)致每條 2 萬(wàn)噸列車到發(fā)線僅能作為 1 條萬(wàn)噸列車到發(fā)線使用[3-5]，神池南站將難以實(shí)現(xiàn) 2 萬(wàn)噸列車的分解和組合。以Ⅱ場(chǎng)最長(zhǎng)股道 (21 股道) 為例，其有效長(zhǎng)及 G1—G4 各區(qū)段容車數(shù)如表 1 所示。

表 1 Ⅱ場(chǎng)最長(zhǎng)股道 (21 股道) 有效長(zhǎng)及其 G1—G4 各區(qū)段容車數(shù)

為此，包神鐵路 (巴圖塔—神木北)、神朔鐵路、朔黃鐵路、大準(zhǔn)鐵路 (大同—薛家灣)、準(zhǔn)池鐵路共同確定了縮編擴(kuò)能方案如表 2 所示。

表 2 縮編方案

2 神池南站提高通過(guò)能力評(píng)價(jià)分析

為研究縮編列車輛數(shù)對(duì)神池南站通過(guò)能力的影響，主要對(duì)神池南站既有咽喉通過(guò)能力、到發(fā)線通過(guò)能力，以及縮編后咽喉通過(guò)能力、到發(fā)線通過(guò)能力進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。

2.1 計(jì)算方法

2.1.1 咽喉通過(guò)能力

計(jì)算咽喉通過(guò)能力的主要步驟如下[6-7]。

（1）對(duì)咽喉區(qū)道岔進(jìn)行分組并且寫實(shí)各道岔組一晝夜總占用時(shí)間 T，min。

（2）計(jì)算各道岔組的通過(guò)能力利用率 K。

式中：γ空為考慮咽喉道岔 (組) 的空費(fèi)時(shí)間和間接妨礙時(shí)間的扣除系數(shù)，取值 0.15；t固為固定作業(yè)占用時(shí)間，主要包括旅客列車到發(fā)、調(diào)移及其機(jī)車出入段等時(shí)間，min。

（3）選定咽喉最繁忙的道岔組，即 K 值最大的道岔組。

（4）計(jì)算咽喉道岔組通過(guò)能力 N接(發(fā))。

式中：n 為一晝夜通過(guò)該咽喉道岔接入或發(fā)出的列車數(shù)，列。

2.1.2 到發(fā)線通過(guò)能力

計(jì)算到發(fā)線通過(guò)能力的主要步驟如下[6-7]。

（1）寫實(shí)到發(fā)場(chǎng)一晝夜辦理各種作業(yè)占用到發(fā)線的總時(shí)間 T，min。

（2）計(jì)算各道岔組的通過(guò)能力利用率 K。

式中：γ空為到發(fā)線空費(fèi)系數(shù)，取值0.15；M 為用于辦理列車到發(fā)技術(shù)作業(yè)的到發(fā)線數(shù)。

（3）按照方向和列車種類分別計(jì)算接車和發(fā)車的通過(guò)能力，計(jì)算公式如下。

式中：n 為一晝夜接發(fā)的不同種類的列車數(shù)，列。

表 3 神池南站既有咽喉通過(guò)能力

2.2 通過(guò)能力計(jì)算

2.2.1 既有通過(guò)能力

（1）既有咽喉通過(guò)能力。對(duì)道岔進(jìn)行分組并且選定限制咽喉道岔組，根據(jù)縮編前神池南站的寫實(shí)數(shù)據(jù)，確定限制神池南站各方向通過(guò)能力的咽喉道岔組，并且根據(jù)公式 ⑴ 計(jì)算其通過(guò)能力利用率，根據(jù)道岔組利用率由公式 ⑵ 計(jì)算神池南站既有咽喉通過(guò)能力如表 3 所示。由表 3 可知，神池南站 I 場(chǎng)西咽喉既有通過(guò)能力最小，為 114 列。其中，由 I 場(chǎng)向神朔鐵路神木北方向發(fā)空車 102 列，包括萬(wàn)噸空車 77 列，普通空車 25 列。此外，由神朔鐵路朔州西方向 (朔州西方向?yàn)閱尉€，因受太原鐵路局交界口協(xié)議限制，對(duì)數(shù)為圖定) 接入的神朔鐵路神木北方向的 12 列空車，包括萬(wàn)噸空車 6 列，普通空車 6 列進(jìn)入神朔鐵路神木北方向時(shí)，是從 II 場(chǎng)西咽喉進(jìn)入下行線 (與 I 場(chǎng)西咽喉相連)，因而神池南站咽喉通過(guò)能力限制在 I 場(chǎng)西咽喉。

（2）既有到發(fā)線能力。神池南站既有到發(fā)線使用情況如表 4 所示。由表 4 可以看出，既有神池南站 II 場(chǎng)到發(fā)線通過(guò)能力最小，為 114 列。其中，接發(fā)朔黃鐵路寧武西方向列車 102 列，含萬(wàn)噸列車 77列，普通貨物列車 25 列 (含站裝 3 列)；接發(fā)神朔鐵路朔州西方向重車 12 列，含萬(wàn)噸列車 6 列，普通貨物列車 6 列。需要注意的是，雖然接發(fā)神朔鐵路朔州西方向空車 (包括萬(wàn)噸空車 6 列、普通空車 6 列、站裝列車空車3 列) 占用了 II 場(chǎng)到發(fā)線的通過(guò)能力，但由于這部分能力是長(zhǎng)期固定占用，并且文中主要考慮重車通過(guò)能力，因而這部分能力不再計(jì)入 II 場(chǎng)到發(fā)線通過(guò)能力。因此，神池南站既有到發(fā)線通過(guò)能力受 II 場(chǎng)到發(fā)線通過(guò)能力限制。

表 4 神池南站既有到發(fā)線使用情況

（3）神池南站通過(guò)能力。由于神池南站既有咽喉通過(guò)能力與既有到發(fā)線通過(guò)能力相同，均為 114列，故神池南站既有通過(guò)能力為 114 列。在此條件下，神池南站各鐵路方向年通過(guò)運(yùn)量分別為：朔黃鐵路寧武西方向 2.76 億 t，神朔鐵路朔州西方向2 300 萬(wàn) t，神池南站最終完成運(yùn)量 2.99 億 t，無(wú)法滿足 3.03 億 t 的運(yùn)輸需求。

2.2.2 縮編后的通過(guò)能力

將 C80萬(wàn)噸列車編組由 116 輛縮編為 108 輛，將牽引模式由“2+1”模式改為“3+0”模式，使得神池南站大部分到發(fā)線 (Ⅱ場(chǎng) 7 道至 21 道) 均可連續(xù)接入 2 列 C80單元萬(wàn)噸列車，從而充分利用其到發(fā)線有效長(zhǎng)。此外，單元萬(wàn)噸列車與普通貨物列車可以混用到發(fā)線，提高到發(fā)線的靈活使用程度，同時(shí)可編組 2 萬(wàn)噸列車及 1.74 萬(wàn)噸列車發(fā)出，提高車站咽喉及區(qū)間通過(guò)能力。由于 2016年朔黃鐵路運(yùn)行圖共鋪劃了 9 對(duì) 2 萬(wàn)噸列車運(yùn)行線，因而，縮編后神池南站的通過(guò)能力主要基于每日 9 對(duì) 2 萬(wàn)噸列車進(jìn)行計(jì)算。

（1）縮編后咽喉通過(guò)能力。由于神池南站既有I 場(chǎng)西咽喉限制道岔組利用率較高，朔黃鐵路對(duì)其采取改造措施，利用站改時(shí)遺留的過(guò)渡線路，增加了第 2 通道，使縮編后 I 場(chǎng)西咽喉限制道岔組發(fā)生變化，縮編后神池南站限制咽喉道岔組通過(guò)能力利用率和接發(fā)列車能力如表 5 所示。由表 5 可以看出，縮編后神池南站 II 場(chǎng)東咽喉通過(guò)能力最小，為 143 列。其中，向朔黃鐵路寧武西方向共發(fā)重車131 列，包括 2 萬(wàn)噸列車 9 列，萬(wàn)噸列車 75 列，普通貨物列車 47 列；向神朔鐵路朔州西方向共發(fā)重車 12列，包括萬(wàn)噸列車 6 列，普通貨物列車 6 列。因此，縮編后神池南站咽喉通過(guò)能力限制在 II 場(chǎng)東咽喉。

表 5 縮編后神池南站咽喉通過(guò)能力

（2）縮編后到發(fā)線通過(guò)能力。由于縮編后單元萬(wàn)噸空車數(shù)量增加，組合萬(wàn)噸空車減少，使編組單元萬(wàn)噸空車或摘掛機(jī)車所占用的時(shí)間縮短，從而縮減整體到發(fā)線占用時(shí)間。實(shí)現(xiàn) I 場(chǎng) 1 道至 6 道 1 晝夜接發(fā)列車數(shù)由 20 列增至 24 列，縮編后神池南站到發(fā)線使用情況如表 6 所示。由表 6 可以看出，縮編后神池南站 II 場(chǎng)到發(fā)線通過(guò)能力最小，為 141 列。其中，接發(fā)朔黃鐵路寧武西方向重車 129 列，包括 2 萬(wàn)噸列車 9 列 (由 18 列萬(wàn)噸列車組合得到)，萬(wàn)噸列車 72 列，普通貨物列車45 列，站裝列車 3 列；接發(fā)神朔鐵路朔州西方向重車 12 列，包括萬(wàn)噸列車 6 列，普通貨物列車 6 列 (另外 3 列站裝列車空車，6 列萬(wàn)噸空車、6 列普通空車為長(zhǎng)期固定占用，不再列入計(jì)算)。因此，縮編后神池南站到發(fā)線通過(guò)能力受 II 場(chǎng)到發(fā)線通過(guò)能力限制。

（3）縮編后神池南站通過(guò)能力?？s編后神池南站通過(guò)能力受到發(fā)線通過(guò)能力限制，為 141 列。在此條件下神池南站年度運(yùn)量為 3.52 億 t，包括神朔鐵路朔州西方向 2 300 萬(wàn) t，朔黃鐵路寧武西方向3.29 億 t，滿足 3.03 億 t 的運(yùn)輸需求。

3 研究結(jié)論

（1）既有神池南站通過(guò)能力為 114 列，年輸送能力為 2.99 億 t，縮編后神池南站通過(guò)能力為 141列，年輸送能力 3.52 億 t。由于萬(wàn)噸列車的編組從116 輛縮減至 108 輛，使列車長(zhǎng)度縮短，滿足有效長(zhǎng)為 2 800 m 的到發(fā)線能夠同時(shí)停留 2 列萬(wàn)噸列車的要求，通過(guò)增大神池南站到發(fā)線的通過(guò)能力，使神池南站年通過(guò)能力提高 5 300 萬(wàn) t。

（2）神池南站朔黃鐵路寧武西方向既有年運(yùn)輸量為 2.76 億 t，縮編后朔黃鐵路寧武西方向年運(yùn)輸量為 3.29 億 t，滿足其 2016年 3.03 億 t 預(yù)計(jì)運(yùn)輸需求。

表 6 縮編后神池南站到發(fā)線使用情況

（3）建議神池南站進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)輸組織，壓縮列車占用到發(fā)線時(shí)間和列車追蹤間隔，以進(jìn)一步提高神池南站到發(fā)線通過(guò)能力和咽喉通過(guò)能力，為運(yùn)輸需求儲(chǔ)備通過(guò)能力。

（4）開(kāi)行 2 萬(wàn)噸列車能夠有效減少車站列車數(shù)量、壓縮咽喉總占用時(shí)間[8]。神池南站可以考慮通過(guò)不斷增加 2 萬(wàn)噸列車的開(kāi)行對(duì)數(shù)來(lái)提高神池南站通過(guò)能力。為增加 2 萬(wàn)噸列車開(kāi)行對(duì)數(shù)，朔黃鐵路應(yīng)加快機(jī)車同步操縱改造及 2 萬(wàn)噸列車乘務(wù)員的培養(yǎng)工作，以保證 2 萬(wàn)噸列車的正常開(kāi)行。

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責(zé)任編輯：金艷萍

Evaluation and Analysis on Improvement of Carrying Capacity of Shenchi South Station

based on analyzing the limitations for running 20,000-ton heavy haul train from Shenchi South Station of Shuohuang Railway, this paper calculates the carrying capacity of the station throat and the departure lines at the station, as well as those after the decrease of train formation. The results show that, after the decrease of train formation, the carrying capacity of Shenchi South Station is improved by 5,300-ton per year, which reaches the designed carrying capacity of 350 million tons and meets the transportation demand of the station.

Carrying Capacity of Station Throat; Carrying Capacity of Station Departure Lines; Train Formation; 20,000-ton Heavy Haul Train

1003-1421(2016)12-0013-06

U292.5+5

B

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.12.03

2016-07-07

中國(guó)鐵路總公司科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃(2015X004-B)