大準(zhǔn)鐵路單線運(yùn)輸組織優(yōu)化研究

齊佩鐸

摘 要：隨著改革開放以來，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)，煤炭使用量逐漸增加，使得大準(zhǔn)鐵路的運(yùn)輸量不斷增加，這就要求大準(zhǔn)鐵路有更高的運(yùn)輸能力，即對(duì)大準(zhǔn)鐵路單線運(yùn)輸組織能力有更高要求。文章主要是對(duì)目前大準(zhǔn)鐵路基本狀況，以及大準(zhǔn)鐵路單線運(yùn)輸現(xiàn)狀進(jìn)行研究，主要是針對(duì)目前九蘇木至天成、天成至丹洲營(yíng)、丹洲營(yíng)至十九溝、十九溝至燕莊等單線區(qū)段的運(yùn)輸時(shí)間以及運(yùn)輸能力進(jìn)行分析。然后根據(jù)其中存在的問題，在運(yùn)輸設(shè)備潛能挖掘，運(yùn)輸組織增強(qiáng)，運(yùn)輸方式等方面提出優(yōu)化措施，在運(yùn)輸效率提高的基礎(chǔ)上，使效益最大化。

關(guān)鍵詞：大準(zhǔn)鐵路；單線運(yùn)輸；優(yōu)化措施

當(dāng)今世界上，我國(guó)不僅是最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)，也是最大的煤炭消費(fèi)國(guó)。煤炭產(chǎn)業(yè)是我國(guó)主要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，國(guó)內(nèi)一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)中70%以上是煤炭。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的煤炭?jī)r(jià)格不斷攀升，煤炭供需缺口呈現(xiàn)擴(kuò)大趨勢(shì)。這就對(duì)大準(zhǔn)鐵路線上運(yùn)輸需求量的要求有所提高，而九蘇木至燕莊間單線運(yùn)輸區(qū)段能力受限問題日益凸顯。為了加強(qiáng)大準(zhǔn)鐵路單線運(yùn)輸能力，對(duì)其單線運(yùn)輸能力進(jìn)行計(jì)算分析，通過設(shè)備潛能挖掘、運(yùn)輸組織模式、鐘擺式運(yùn)行模式以及天窗檢修方式等方式對(duì)運(yùn)輸組織進(jìn)行優(yōu)化。

一、大準(zhǔn)鐵路基本概述

隨著我國(guó)改革開放，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)煤炭能源的需求不斷增長(zhǎng)，國(guó)家和地方政府加大了以山西、陜西、內(nèi)蒙古西部為代表的“三西”地區(qū)的煤炭開發(fā)力度。但是由于該地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善，煤炭運(yùn)輸效率和運(yùn)輸能力低下。為此，自二十世紀(jì)80年代末，鼓勵(lì)和推動(dòng)以神華集團(tuán)、伊泰集團(tuán)為代表的國(guó)有企業(yè)和民營(yíng)企業(yè)開展煤炭專用鐵路的建設(shè)，目前運(yùn)營(yíng)的有大準(zhǔn)、準(zhǔn)東、包神等多條煤炭專用鐵路，運(yùn)營(yíng)里程在300公里以上。

大準(zhǔn)鐵路是國(guó)家準(zhǔn)格爾項(xiàng)目一期工程中的主體工程之一，東起山西省大同市，西至內(nèi)蒙古鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗薛家灣，途徑兩省六旗縣（市）。于1990年大準(zhǔn)鐵路開建，總投資為33.4億元，鐵路正線全長(zhǎng)約為264km，運(yùn)營(yíng)里程在300km以上。目前，大準(zhǔn)鐵路歸屬于神華集團(tuán)自營(yíng)鐵路之一，在我國(guó)西煤東運(yùn)中起著重要的作用，也是我國(guó)煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)中最長(zhǎng)的企業(yè)自建自管的專用鐵路。

大準(zhǔn)鐵路作為西煤東運(yùn)的主要運(yùn)輸通道，在滿足神華自有煤礦煤炭外運(yùn)需求的同時(shí)，兼顧蒙西地區(qū)地方用戶煤炭外運(yùn)需求，為該地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展提供了可靠保障。自1994年臨管運(yùn)營(yíng)以來，大準(zhǔn)鐵路運(yùn)量持續(xù)增長(zhǎng)，年貨物增長(zhǎng)量達(dá)500萬-1000萬噸，大準(zhǔn)鐵路貨物發(fā)送量由1994年的68萬噸增長(zhǎng)至2016年的1.22億噸，截止2016年累積發(fā)送貨物9.35億噸，其中2015年貨物發(fā)送量首次突破億噸大關(guān)，全年貨物發(fā)送量達(dá)到1.11億噸，正式邁入“億噸時(shí)代”。

二、擴(kuò)能改造之路

進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求不斷增大，煤炭行業(yè)步入了“黃金十年”，煤炭開采規(guī)模和開發(fā)力度進(jìn)一步增加。在此背景下，各地方煤炭專用鐵路不約而同地開展了擴(kuò)能改造，通過提升鐵路運(yùn)輸能力不斷滿足持續(xù)增長(zhǎng)的煤炭外運(yùn)需求。

1、為適應(yīng)鐵路貨車發(fā)展進(jìn)行適應(yīng)性改造。隨著鐵路重載技術(shù)的不斷發(fā)展，為滿足大秦鐵路2萬噸重載列車開行需要，我國(guó)于2003年研究開發(fā)了C80型鋁合金和C80B型不銹鋼專用運(yùn)煤敞車，并在大秦線開始大規(guī)模應(yīng)用，該車型采用25噸軸重轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架，比既有的C63A型運(yùn)煤敞車提高運(yùn)能31.1%，提高了重載列車的運(yùn)輸效率。為了與大秦鐵路煤炭運(yùn)輸體系相匹配，大準(zhǔn)鐵路開展了重載鐵路改造，確保路基、軌道、橋涵等基礎(chǔ)設(shè)施滿足25t軸重貨車開行的需要。

2、為滿足萬噸列車開行進(jìn)行改造。隨著國(guó)內(nèi)煤炭市場(chǎng)持續(xù)旺盛，大準(zhǔn)鐵路運(yùn)輸能力與煤炭外運(yùn)需求之間的矛盾日益加劇，開行萬噸列車成為了提升鐵路運(yùn)輸能力的有效途徑，為滿足列車開行及會(huì)讓需要，不斷建設(shè)萬噸列車區(qū)段站和中間站（即到發(fā)線有效長(zhǎng)1700m），提升萬噸列車開行對(duì)數(shù)和會(huì)讓能力。

3、復(fù)線改造。煤炭專用鐵路經(jīng)過重載線路改造和萬噸站到發(fā)線延長(zhǎng)改造后，線路通過能力進(jìn)一步提升，不斷突破和刷新國(guó)內(nèi)單線運(yùn)輸能力新紀(jì)錄。但是運(yùn)力不足和煤炭外運(yùn)需求之間的瓶頸仍難以打破，只有通過復(fù)線改造，開展增二線建設(shè)，才能大幅度提升運(yùn)力，打破運(yùn)力不足與運(yùn)輸需求之間的瓶頸。考慮復(fù)線改造投資過大，結(jié)合各個(gè)區(qū)段運(yùn)力與運(yùn)輸需求，為實(shí)現(xiàn)投資效益最大化，分段進(jìn)行增二線建設(shè)成為復(fù)線改造的有效途徑。

三、單線區(qū)段運(yùn)輸能力分析

1、單線區(qū)段運(yùn)輸條件。大準(zhǔn)鐵路九蘇木至燕莊段共計(jì)9個(gè)車站，（如圖1）萬噸車站（到發(fā)線1700米）與非萬噸車站（到發(fā)線1050米）交替分布，且中間站到發(fā)線設(shè)置數(shù)量為2條。同時(shí)已經(jīng)完成了丹洲營(yíng)至燕莊間單線雙向自動(dòng)閉塞改造，九蘇木至丹洲營(yíng)段仍為半自動(dòng)閉塞。

圖1

大準(zhǔn)鐵路九蘇木至燕莊單線區(qū)段作為能力限制區(qū)段，通過利用運(yùn)行圖模擬鋪畫與公式計(jì)算相結(jié)合的方式，對(duì)單線限制區(qū)間（即丹洲營(yíng)至天成）運(yùn)輸能力進(jìn)行分析，計(jì)算公式為：

采用的計(jì)算公式及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：

后備系數(shù)，一般單線取0.20，雙線取0.15；

：月間貨運(yùn)量波動(dòng)系數(shù)

=列車平均載重

取值4min

取值2min

=10min ；

丹洲營(yíng)至天成段列車運(yùn)行及起停時(shí)分見表1。

表1

上行 站名 下行

停車

附加 起車

附加 運(yùn)行

時(shí)分 運(yùn)行

時(shí)分 起車

附加 停車

附加

3 丹洲營(yíng) 2

9 9

2 3 樊家 2 2

8 8

5 天成 2

2、單線成對(duì)非追蹤運(yùn)行（如圖2）。

圖2endprint

=17+2+2+17+2+4=44min

N=1440/44=32.7對(duì)

3、單線成對(duì)追蹤運(yùn)行（追蹤1列），如圖3。

圖3

=8+9+4+3+9+4+4+9+8+2+3+8+2+4=77min

對(duì)；

四、鐘擺式行車組織方式（即追蹤運(yùn)行）的特點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)：提升單線運(yùn)輸能力。在單線區(qū)段組織鐘擺式行車，能夠增加行車密度，以丹洲營(yíng)至天成這一區(qū)段為例，單線成對(duì)非追蹤運(yùn)行時(shí)，列車運(yùn)行對(duì)數(shù)為32.7對(duì)/日；采用單線成對(duì)追蹤運(yùn)行（追蹤1列），列車運(yùn)行對(duì)數(shù)增加至37.4對(duì)，單線區(qū)段通過能力由7736萬噸提升至8848萬噸，提升14.4%。

2、缺點(diǎn)：裝車站上煤組織困難。為滿足地區(qū)環(huán)保要求，當(dāng)前各煤炭裝車專用線基本上采用筒倉裝車模式，裝車站列車集中到達(dá)，因貨主、煤種不同，煤炭灌倉時(shí)間緊，同時(shí)造成列車在裝車站裝車時(shí)間長(zhǎng)、停時(shí)大，貨車延時(shí)占用費(fèi)增加，增加了貨主組織裝車的人力和煤炭發(fā)運(yùn)成本。

3、缺點(diǎn)：機(jī)車運(yùn)用不均衡性增大。采用列車追蹤運(yùn)行，增加了機(jī)車出入庫的不均衡性，以入庫時(shí)間間隔為例，非追蹤運(yùn)行機(jī)車入庫時(shí)間為44分鐘，追蹤運(yùn)行時(shí)間間隔為10分鐘、77分鐘，一方面影響乘務(wù)人員休息時(shí)間，兩班作業(yè)人員休息時(shí)間間隔差距超過1小時(shí)；另一方面增加機(jī)車庫停時(shí)間，降低機(jī)車運(yùn)用效率。

五、大準(zhǔn)鐵路單線運(yùn)輸組織優(yōu)化措施

針對(duì)九蘇木至燕莊段單線運(yùn)輸區(qū)段的運(yùn)輸能力提出以下幾點(diǎn)優(yōu)化措施：

（一）設(shè)備潛能挖掘

為了提高大準(zhǔn)線的信息化水平。截至目前大準(zhǔn)線已經(jīng)全線裝備了TDCS、DMIS和運(yùn)輸分析軟件系統(tǒng)，這一措施的上線，有助于列車運(yùn)行管理，實(shí)現(xiàn)了列車運(yùn)行圖編制優(yōu)化。目前，單線運(yùn)輸區(qū)段為單線自動(dòng)和半自閉交錯(cuò)。隨著丹洲營(yíng)至燕莊段進(jìn)行單線雙向自動(dòng)閉塞改造，

單線區(qū)段將具備CTC設(shè)備的安裝和使用條件，這對(duì)大準(zhǔn)鐵路的運(yùn)輸能力會(huì)得到質(zhì)得提升。

為了保證在運(yùn)輸過程中行車設(shè)備的良好運(yùn)行，在行車前需要檢查行車的設(shè)備質(zhì)量，降低設(shè)備故障率，保證今年的設(shè)備故障流程必去年降低10%。在運(yùn)輸過程中，科學(xué)編組，保證運(yùn)輸效率。讓SH 8型電力機(jī)車牽引和萬噸站到發(fā)線以及外西溝兩萬噸線的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，在保證行車安全的情況下，提高設(shè)備的潛在能力。

（二）運(yùn)輸組織加強(qiáng)

在對(duì)國(guó)內(nèi)外的數(shù)字鐵路建設(shè)進(jìn)行分析評(píng)估，結(jié)合大準(zhǔn)線的鐵路編組方式的特點(diǎn)，采用以計(jì)劃主導(dǎo)型運(yùn)輸?shù)慕M織模式。在這種運(yùn)輸組織模式下，以和運(yùn)輸過程中的數(shù)據(jù)為依據(jù)，充分的利用了運(yùn)輸分析軟件系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)形成編制流、線結(jié)合的列車運(yùn)行圖和列車編組。在運(yùn)輸過程中，嚴(yán)格按照列車編組和列車運(yùn)行圖進(jìn)行運(yùn)行，這樣能消除部門之間的隔閡，使運(yùn)輸整體的利益組大化，對(duì)現(xiàn)有資源的運(yùn)用最優(yōu)化。

列車運(yùn)行圖是整個(gè)運(yùn)輸過程中的核心的部分。每一級(jí)生產(chǎn)運(yùn)輸部門都要嚴(yán)格圍繞著列車運(yùn)行圖進(jìn)行，保證列車運(yùn)行圖的任務(wù)能夠按時(shí)完成。列車運(yùn)行圖協(xié)調(diào)好整個(gè)運(yùn)輸之間的配合，維護(hù)列車秩序，使車輛按圖運(yùn)行。在非特殊情況下，整個(gè)運(yùn)輸區(qū)間不需要人為干預(yù)，車流能夠相互續(xù)連，沒有差錯(cuò)。計(jì)劃主導(dǎo)型運(yùn)輸?shù)慕M織模式，使整個(gè)運(yùn)輸過程中具有安全性和高效性。

1、對(duì)車流結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在運(yùn)輸之前，調(diào)整好入車數(shù)量和入車比例，加大對(duì)鐵路運(yùn)輸過程中的協(xié)調(diào)，做到對(duì)整個(gè)運(yùn)輸過程中的情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證在遇到特殊情況能夠及時(shí)的做好應(yīng)對(duì)措施。調(diào)整好運(yùn)輸量，讓列車有足夠的時(shí)間進(jìn)行施工安排和故障檢修。這樣能夠保證運(yùn)輸任務(wù)的完成。

2、對(duì)機(jī)車?yán)寐实奶岣摺Ｔ趯?duì)機(jī)車的使用上，充分發(fā)揮機(jī)車的潛能，在保證機(jī)車安全性的情況下，減少在機(jī)車在庫中、機(jī)務(wù)段和折返區(qū)間的停留時(shí)間，在對(duì)機(jī)車裝備檢查維修的作業(yè)時(shí)間上應(yīng)該做到一定的優(yōu)化。加強(qiáng)對(duì)司機(jī)的要求，保證司機(jī)按時(shí)交接班，減少因?yàn)樗緳C(jī)的問題對(duì)生產(chǎn)運(yùn)輸情況的拖延。著樣能夠充分提高機(jī)車的利用率

3、對(duì)行車的合理組織?？茖W(xué)的鋪畫列車運(yùn)行圖，將小行列車和萬噸級(jí)列車結(jié)合緊密，組織好長(zhǎng)交路，使列車能夠安全準(zhǔn)確的通過。在有空車進(jìn)站的情況下，調(diào)度系統(tǒng)把握好不換乘原則，這樣不僅能提高運(yùn)輸效率，也能緩解車站發(fā)車緊張的情況。在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)特殊的天氣情況，要時(shí)刻觀察列車的行駛狀況，保證在遇見事故時(shí)能夠有時(shí)間做出合理的應(yīng)對(duì)措施，將損失降到最小化。

4、對(duì)萬噸列車的優(yōu)化。為了保證作業(yè)效率，貨主與列車調(diào)度系統(tǒng)需要精密協(xié)調(diào)，對(duì)萬噸列車進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，用來保證安排的準(zhǔn)確率和及時(shí)率。對(duì)列車的裝貨資源做到實(shí)施掌握，將對(duì)資源裝車速度快的列車全速放行。對(duì)故障車，需要清理的列車要和其他作業(yè)的列車統(tǒng)一安排到一個(gè)車站進(jìn)行作業(yè)，減少其他車站列車停留造成的擁擠。提高司機(jī)的業(yè)務(wù)技能，在保證列車安全行駛的情況下，提高列車運(yùn)行速斷，縮短列車在站內(nèi)不必要的停留時(shí)間。

5、對(duì)技術(shù)作業(yè)時(shí)間的優(yōu)化。在對(duì)機(jī)車進(jìn)行作業(yè)時(shí)，對(duì)各種工種的作業(yè)階段進(jìn)行時(shí)間優(yōu)化，減少不必要的作業(yè)流程，作業(yè)員要合理有效的組織安排作業(yè)時(shí)間。保證最大限度的減少作業(yè)時(shí)間，提高運(yùn)輸過程中的效益。

（三）“鐘擺式”列車運(yùn)行模式

在列車行駛中，有意識(shí)的采取了“鐘擺式”列車運(yùn)行模式，在大準(zhǔn)線進(jìn)行二線施工時(shí)，由于任務(wù)繁重，天窗內(nèi)的施工安排無法得到滿足。調(diào)度站需要對(duì)從大局考慮，在保證完成接車任務(wù)的同時(shí)，也要使裝車過程不能間斷。在對(duì)運(yùn)量不進(jìn)行降低的情況下，減少車流密度，有目的性組織長(zhǎng)距離列車“鐘擺式”的運(yùn)行。對(duì)空出的時(shí)間做出合理的安排，安排維修作業(yè)和增二線施工。保證生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行，在保證生產(chǎn)質(zhì)量的情況下，縮短全年的施工周期，將空余出的時(shí)間全部投入到生產(chǎn)運(yùn)輸中。采取“鐘擺式”列車運(yùn)行模式，每日在各臺(tái)安排出2-3項(xiàng)施工作業(yè)。這對(duì)提高運(yùn)輸產(chǎn)量有著重大的提高。

（四）“天窗”檢修方式

在大準(zhǔn)線上，所運(yùn)用的是“垂直型天窗”，“垂直型天窗”擁有很多優(yōu)點(diǎn)。比如時(shí)間集中，保證施工人員的安全，以及白天施工等。但是在通過能力上也有著很大問題，對(duì)站之間距離較長(zhǎng)的區(qū)間也有著影響。這使得整個(gè)運(yùn)輸過程中增加很多額外的停留時(shí)間，對(duì)機(jī)車的周轉(zhuǎn)也有著影響。所以在天窗檢修方式上，在使用“垂直型天窗”的同時(shí)，也有選擇使用“V型天窗”。

（五）優(yōu)化乘務(wù)員值乘制度

隨著大準(zhǔn)-準(zhǔn)池復(fù)線通道建成，當(dāng)前主要有復(fù)線追蹤行車模式和單線鐘擺式行車兩種行車組織模式，為減少對(duì)機(jī)車運(yùn)用的干擾，提升機(jī)車運(yùn)用的靈活性，建議將既有乘務(wù)制度由包乘制改變?yōu)檩喅酥啤?/p>

六、總結(jié)

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展日新月異的當(dāng)下，大準(zhǔn)鐵路面臨貨物運(yùn)輸需求與運(yùn)輸能力間的矛盾。問了能夠保證鐵路公司運(yùn)輸?shù)慕?jīng)營(yíng)效益，就要對(duì)大準(zhǔn)鐵路運(yùn)輸組織采取優(yōu)化措施，主要是對(duì)大準(zhǔn)鐵路單線運(yùn)輸組織進(jìn)行優(yōu)化。該研究對(duì)大準(zhǔn)鐵路運(yùn)輸能力的提升具有促進(jìn)作用，也為了使大準(zhǔn)鐵路能夠適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，立足于當(dāng)下，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

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