黃萬線鐵路運輸能力提升方案

劉英偉

（朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司運輸部，河北肅寧062350）

黃萬線鐵路運輸能力提升方案

劉英偉

（朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司運輸部，河北肅寧062350）

近年來，黃萬線鐵路實際運量已超出遠期設(shè)計運量，成為朔黃鐵路下游疏解能力的限制瓶頸。針對黃萬線鐵路運輸能力緊張問題，對兩端區(qū)段站以及與中間過軌運輸鐵路相銜接的限制區(qū)段的通過能力進行計算，通過能力比對，找出限制黃萬線鐵路運輸能力提升的關(guān)鍵點，針對性提出提高運輸能力的解決方案。

黃萬線鐵路；運輸能力；運行圖；卸車能力

圖1 黃萬線鐵路示意圖

1.1 車站概況

黃萬線鐵路全線共12個車站和1個線路所，其中黃驊南—萬家碼頭（不含）間7個車站和神港站隸屬于朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司管理，萬家碼頭（含）—東大沽（含）間4個車站和1個線路所隸屬于天津南環(huán)鐵路公司管理（見表1）。

表1 黃萬線鐵路車站概況

1.2 區(qū)間運行時分

2016年，根據(jù)列車運行圖規(guī)定，黃萬線鐵路貨物列車區(qū)間運行時分見圖2。

根據(jù)2016年列車運行圖執(zhí)行的實際情況，調(diào)整部分區(qū)間運行時分：

（1）黃驊南—黃驊東區(qū)間下行方向有3000m4‰的上坡道，列車提速相對困難，因此區(qū)間純運行時分增加2min。調(diào)整后下行10min，上行8min。

（2）東大沽—神港區(qū)間上下行方向均有3500m4‰的上坡道，列車提速相對困難，因此區(qū)間純運行時分增加7min。調(diào)整后下行14min，上行14min。

（3）竇莊子—郭莊子區(qū)間長9.3km，經(jīng)計算區(qū)間純運行時分需增加2min。調(diào)整后下行9min，上行9min。

1.3 車站間隔時間

圖2 黃萬線鐵路貨物列車區(qū)間運行時分

2016年列車運行圖規(guī)定，黃萬線鐵路車站普通貨物列車不同時到達間隔時間為3min，會車間隔時間為2min，中間站起車附加時分為3min，停車附加時分為2min，區(qū)段站起停車附加時分均為3min。另外規(guī)定，普通貨物列車在區(qū)段站從萬噸或2萬t到發(fā)線后半段辦理接發(fā)時，起停車附加時分均為6min。

1.4 施工天窗設(shè)置

西南環(huán)線鐵路萬家碼頭—東大沽段每周一、二、四、五為固定施工天窗，每周日為調(diào)整施工天窗，每次3h。黃萬鐵路及進港鐵路無固定施工天窗，但由于各站到發(fā)線數(shù)量少，受萬家碼頭—東大沽段施工天窗影響，施工天窗期間各站接發(fā)列車作業(yè)基本停止。

1.5 機車配置及機車交路

黃萬線鐵路目前配屬14臺運用機車，包括8臺DF8B型內(nèi)燃機車，4臺DF4D型內(nèi)燃機車，2臺大功率內(nèi)燃機車。采用環(huán)形機車交路，上行方向2個往返入東大沽機務段整備一次，1個往返在東大沽站或黃驊南站換乘。

1.6 車流組織及列車編組

黃萬線鐵路現(xiàn)階段僅運行普通編組列車，2萬t、萬噸列車需在黃驊南站分解為普通列車后運行，C80型貨車編組為54輛，C70型貨車編組為58輛，C64型貨車編組為66輛。郭莊子、萬家碼頭、東大沽、神港4個車站為貨運辦理站，郭莊子、東大沽采用人工卸車，到達車輛為C64型貨車；萬家碼頭、神港站采用翻車機卸車，到達車輛以C80型貨車為主，部分為C70型貨車或C64型貨車。C80型、C70型、C64型貨車數(shù)量比例約為6∶1∶1，平均凈載質(zhì)量4289t。

2 運輸能力

2.1 黃驊南站通過能力

黃驊南站通過能力受東咽喉道岔能力限制，接發(fā)黃萬方向列車能力為41.9對（見表2）。

表2 黃驊南站通過能力

2.2 黃萬鐵路輸送能力

單線半自動閉塞成對運行圖的通過能力計算公式為：式中：N貨為平行運行圖通過能力，列車對數(shù)；T天窗為施工維修天窗固定時間，min；T周為運行圖周期，min。

按照平均每周4.5次天窗，每次3h計算，每日的施工維修天窗固定時間為T天窗=（4.5×3×60）/7=115.7min。

黃驊南站為區(qū)段站，到發(fā)線有效長為2800m，咽喉較長，因此列車的起停附加時分也較長。黃萬線鐵路上行列車絕大多數(shù)為空車，運輸組織上多采用空車會重車的方式，因此黃驊南—黃驊東區(qū)間采用上行到達、下行出發(fā)的會車方式，運行圖鋪畫方案見圖3。其他區(qū)間采取一停一通的會車方式，采用下行列車不停車通過區(qū)間兩端站的運行圖鋪畫方案（見圖4）。

圖3 黃驊南—黃驊東區(qū)間運行圖鋪畫方案

圖4 其他區(qū)間運行圖鋪畫方案

運行圖周期計算公式為：式中：t運為上行或下行貨物列車區(qū)間運行時分，min；τ站為車站間隔時分，min；t起停為起停車附加時分，min。

根據(jù)式（2），計算各區(qū)間運行圖周期時間見表3。

表3 各區(qū)間運行圖周期時間 min

由表3可以看出，黃驊南—黃驊東區(qū)間為黃萬鐵路的限制區(qū)間，運行圖通過能力為：

N貨=（1440-115.7）/34=38.9（對）。黃萬鐵路輸送能力為：

式中：f為貨物列車能力利用系數(shù)，取值0.85；Q總為貨物列車牽引質(zhì)量，t；?載為貨物列車載質(zhì)量系數(shù)，即貨車靜載質(zhì)量與貨車總質(zhì)量之比值；Q總×?載為貨物列車平均靜載質(zhì)量；K波為貨物列車月間行車量波動系數(shù)，取值1.1。

2.3 西南環(huán)線鐵路輸送能力

西南環(huán)線鐵路為雙線鐵路，通過能力較為充裕，完全能夠滿足黃萬線鐵路的運量增長需求，因此暫不需要進行能力研究。

2.4 進港鐵路輸送能力

東大沽—神港區(qū)間采取下行到達、上行出發(fā)的會車方式，運行圖鋪畫方案見圖5。

圖5 東大沽—神港區(qū)間運行圖鋪畫方案

根據(jù)式（2），計算東大沽—神港區(qū)間運行圖周期為41min。

東大沽—神港區(qū)間，運行圖通過能力為：

N貨=（1440-115.7）/41=32.3（對）。

區(qū)間輸送能力：

G=32.3×0.85×4289×365/1.1

=3907.3（萬t）。

2.5 神港站

2.5.1 通過能力

神港站通過能力見表4。

表4 神港站通過能力

由表4可知，受V場到發(fā)線能力限制，神港站通過能力為31.3對。

2.5.2 翻車機卸車能力

神華天津煤炭碼頭公司負責接卸神港站到達列車，該公司現(xiàn)有4臺翻車機，其中1、2、4號翻車機翻卸C80型貨車，3號翻車機兼卸C64和C70型貨車。

翻車機卸車能力為：

式中：Pt為一條翻車機卸車線年卸車能力，t/年；Ty為卸車線年作業(yè)天數(shù)，取值360d/年；t為卸車線日工作時間，取值22h/d；P為翻車線平均卸車效率，t/h；K1為系統(tǒng)設(shè)備完好率（翻車機為0.8）；K2為輔助作業(yè)時間影響系數(shù)，C80型貨車用翻車機為0.712；Kb為鐵路到港不平衡系數(shù)，取值1.3。

不同車型對應翻車機的卸車效率見表5。

表5 不同車型對應翻車機的卸車效率

在C64型貨車編組列車和C70型貨車編組列車按照1∶1比例到達的基礎(chǔ)上，3號翻車機卸車能力為Pt=360×22×（3213×1/2+3451×1/2）×0.8×0.7/1.3=1137萬t。

1、2、4號翻車機卸車能力為Pt=360×22×3672× 0.8×0.7/1.3=1252.8萬t。

1、2、4號翻車機卸車能力之和為3×1252.8= 3758.4萬t。

各翻車機卸車能力之和為1137+3758.4=4895.4萬t。

2.6 能力比較

通過以上計算可以看出，神港站的通過能力和卸車能力與進港鐵路的輸送能力基本匹配，但小于黃萬鐵路的輸送能力和黃驊南站的通過能力，是整個黃萬線鐵路的限制區(qū)段。現(xiàn)階段黃萬線鐵路的年輸送能力為4700萬t，神港站的接卸能力為3900萬t。

3 提升方案

3.1 方案一

在不增加投資，不對設(shè)備進行改造的前提下，可通過以下措施優(yōu)化作業(yè)組織，提高黃萬線鐵路運輸能力。

（1）與天津南環(huán)鐵路公司協(xié)商，使萬家碼頭—東大沽段天窗設(shè)置與朔黃鐵路同步，每周開設(shè)2次，每次3h，這樣平均每日可壓縮天窗時間64.3min，從而提高運行圖通過能力。

（2）提高設(shè)備檢修質(zhì)量，壓縮設(shè)備故障延時，加強調(diào)度指揮能力，減少列車運行時分偏離，提高貨物列車能力利用系數(shù)。

（3）組織均衡運輸，壓縮貨物列車月間行車量波動系數(shù)。

（4）合理分流，有效利用郭莊子、萬家碼頭、東大沽等沿途卸車點，彌補神港站接卸能力不足問題。

采取以上措施后，東大沽—神港區(qū)間運行圖通過能力達到：

N貨=（1440-51.4）/41=33.8（對）。

區(qū)間輸送能力為：

G=33.8×0.9×4289×365/1.05

=4535.4（萬t）。

黃驊南—黃驊東區(qū)間，運行圖通過能力為：

N貨=（1440-51.4）/34=40.8（對）。

區(qū)段輸送能力為：

G=40.8×0.9×4289×365/1.05

=5474.7（萬t）。

黃萬線鐵路的年輸送能力可達5400萬t，神港站接卸能力可達4500萬t。

3.2 方案二

通過少量投資，提高限制區(qū)段能力，主要措施有：

（1）開通使用東大沽—神港站間預留二線，改單線區(qū)間為雙線區(qū)間，提高區(qū)間通過能力。

（2）開通神港站預留V場4道，提高車站到發(fā)線能力。

（3）加強翻車機設(shè)備的維護檢修，提高設(shè)備完好率，提高路港雙方的作業(yè)效率，提高輔助作業(yè)時間影響系數(shù)，壓縮到港不平衡系數(shù)，使翻車機的能力最大化。

采取以上措施后，黃萬線鐵路總體運輸能力不變，但神港站接卸能力大大提高，可使翻車機能力最大化，因此黃萬線鐵路的年輸送能力仍為5400萬t，神港站接卸能力可達4900萬t。

3.3 方案三

對黃萬鐵路和進港鐵路進行電化改造。改造完成后，電力機車牽引的普通貨物列車可以直接從黃驊南站通過，能夠壓縮限制區(qū)間黃驊南—黃驊東運行圖周期時間，并壓縮部分區(qū)間的運行時間，提高線路的輸送能力。另外改變機車交路后，還可取消機車在東大沽機務段的整備作業(yè)，提高機車使用效率。

改造后黃驊南—黃驊東區(qū)間，運行圖通過能力為：

N貨=（1440-51.4）/30.5=45.5（對）。

區(qū)段輸送能力為：

G=45.5×0.9×4289×365/1.05

=6105.4（萬t）。

改造完成后，黃萬線鐵路的年輸送能力可達6100萬t，神港站接卸能力達4900萬t。

3.4 方案四

在黃萬線鐵路電化的基礎(chǔ)上，對部分車站進行萬噸列車適應性改造，增加到發(fā)線長度，開行萬噸列車。并對神港站以及神華天津煤炭碼頭公司翻車系統(tǒng)進行擴能改造，提高車站通過能力和翻車機卸車能力，使黃萬線鐵路整體能力達到8000萬t以上。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段，可以采取優(yōu)化作業(yè)組織、壓縮天窗占用時間、提高貨物列車能力利用系數(shù)、壓縮貨物列車月間行車量波動系數(shù)等措施提升黃萬線鐵路的通過能力，但能力提升空間不大。若需大幅度提升黃萬線鐵路通過能力，則需要對設(shè)備進行投資改造，在當前經(jīng)濟形勢下，可以采用總體規(guī)劃、分步實施、循序漸進的改造方案，滿足黃萬線鐵路運量增加需求并節(jié)約投資。

[1] 王風，何宇強，張進川．新的經(jīng)濟形勢下朔黃鐵路運輸組織優(yōu)化[J]．中國鐵路，2015(5)：28-31．

[2] 高國良．朔黃鐵路小運轉(zhuǎn)機車交路優(yōu)化[J]．中國鐵路，2014(7)：33-36．

責任編輯 李鳳玲

On Transport Capacity Promotion for Huanghuanan-shengang Railway

Liu Yingwei
（Transportation Department of Shuohuang Railway Company，Suning Hebei 062350，China）

For recent years, the actual traffic volume of Huanghuanan-Shengang railway has exceeded its longterm designed volume and become a bottle-neck of capacity releasing of the Shuohuang Railway. In order to tackle this problem, the paper calculates the through capacities of district stations at two ends of the line and restricted sections where the line is connected with other lines to find out the key points that impede the capacity enhancement of Huanghuanan-Shengang railway and put forth solutions accordingly.

Huanghuanan-Shengang railway；transport capacity；train working diagram；unloading capacity

U292.5

A

1001-683X（2017）05-0042-05

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.05.042

1 概述

劉英偉（1977—），男，高級工程師，碩士。

E-mail：ywliu2@sohu.com萬家碼頭—東大沽為雙線、半自動閉塞、預留電氣化鐵路；進港鐵路東大沽—神港為單線、半自動閉塞、非電氣化鐵路。

2016-10-10

黃萬線鐵路南起朔黃鐵路黃驊南站，北經(jīng)天津市西南環(huán)線鐵路（原李港鐵路）終到天津港南疆港區(qū)的神港站，設(shè)計運量近遠期分別為3750萬t和4200萬t。該鐵路是神華鐵路“多路對一路、一路對三港”運輸格局的重要組成部分，實現(xiàn)了神華煤經(jīng)朔黃鐵路至天津港下水的直達運輸，極大壓縮了運輸成本，有效提升了神華煤的市場競爭力。隨著神華鐵路運輸市場的對外開放，黃萬線鐵路至天津港方向的運輸需求進一步增大，現(xiàn)有運輸能力已無法滿足需要，亟需研究提高運輸能力的有效方案[1-2]。

黃萬線鐵路由黃萬鐵路、西南環(huán)線鐵路、進港鐵路3部分組成（見圖1）。黃萬鐵路黃驊南—萬家碼頭為單線、半自動閉塞、非電氣化鐵路；西南環(huán)線鐵路