朔黃鐵路5億t運輸組織方案研討

王春毅

（朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司，河北 肅寧 062350）

朔黃鐵路5億t運輸組織方案研討

王春毅

（朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司，河北 肅寧 062350）

朔黃鐵路是神華集團鐵路板塊的重要組成部分，更是我國“西煤東運”的第二大通道，自2000年開通至今，年運量以千萬級增長，截至2016年朔黃鐵路年運量已達2.7億t。然而朔黃鐵路公司管內(nèi)各車站技術(shù)設(shè)備自2011年實施3.5億t擴能改造后再無較大革新，隨著運輸壓力的不斷攀升、車流密度的日益飽和，整個運輸組織面臨越來越大的壓力。結(jié)合朔黃鐵路既有技術(shù)、設(shè)備，總結(jié)分析現(xiàn)有運輸組織中存在的不足，為朔黃鐵路遠期5億t運輸目標的實現(xiàn)提供優(yōu)化建議。

朔黃鐵路；運輸組織；2萬t列車；5億t運輸目標

1 朔黃鐵路概況

朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司（簡稱朔黃鐵路公司）是神華集團鐵路板塊的重要組成部分，自1998年2月成立至今，本著“源于國鐵、優(yōu)于國鐵”的發(fā)展理念，形成了一條獨具特色的“朔黃模式”發(fā)展之路。作為我國“西煤東運”的第二大通道，朔黃鐵路西連神朔、準池鐵路，東接黃驊港、神港，源源不斷將陜西、內(nèi)蒙古、山西的煤炭運往華東、華南地區(qū)，截至2016年底完成運量已超過20億t，為我國東部地區(qū)發(fā)展提供了重要的能源保證。

朔黃鐵路主要承擔朔黃線、黃萬線、黃大線（在建）的運營任務。朔黃線西起山西省神池縣，東至河北省黃驊港，全長597.3 km，屬國家Ⅰ級、雙線、電氣化、重載鐵路，共設(shè)33個車站，其中技術(shù)站3個（神池南、肅寧北、黃驊港）。黃萬線線路全長81.278 km，設(shè)7個車站，其中技術(shù)站1個（神港站）。

自2011年朔黃線3.5億t擴能改造完成后，神池南站、肅寧北站及黃驊港站已具備編組開行2萬t列車的條件，部分中間站也拓長了原有到發(fā)線以備2萬t列車的臨時?？?。2014年下半年基于TD-LTE-R網(wǎng)絡(luò)的2萬t組合列車綜合試驗成功，標志著朔黃鐵路重載運輸翻開一個新的篇章。

2 最大運能分析及實現(xiàn)5億t運輸目標的困難

2.1 機車能力不足制約2萬t列車的規(guī)?；_行

朔黃鐵路公司現(xiàn)有電力機車318臺，其中交流機車88臺、直流機車230臺，為了使機車能夠得到最大限度的利用，現(xiàn)將交流機車全部用于編掛開行2萬t列車。朔黃鐵路公司現(xiàn)有機車最大輸送能力分析見表1。

由表1可以看出，朔黃鐵路公司現(xiàn)有機車最大年運量可達3.62億t，其中直流機車可完成年運量2.05億t，交流機車可完成1.57億t。在車流密度飽和的情況下，實現(xiàn)5億t運輸目標要求朔黃鐵路不斷提高列車載重系數(shù)，規(guī)模化開行2萬t列車勢在必行。朔黃鐵路公司日均可使用交流機車臺數(shù)為52臺，可編組開行2萬t列車26對，交流機車能力遠遠不能滿足規(guī)模開行2萬t列車、實現(xiàn)5億t運輸目標的要求。

表1 朔黃鐵路公司現(xiàn)有機車輸送能力匯總表

2.2 自備車體運能推算及C80車體不足

目前運用自備車體共計45 048輛，其中C64車體15 477輛、C70車體8 571輛、C80車體21 000輛，現(xiàn)有車體能夠完成的最大年運量見表2。

表2 朔黃鐵路公司現(xiàn)有車輛輸送能力匯總表

由表2可以看出，朔黃鐵路公司現(xiàn)有車體最大年運量為3.20億t，其中C64、C70車體可完成年運量1.55億t，C80車體可完成年運量1.65億t。朔黃鐵路適合編組2萬t列車的車型為C80車型，規(guī)?；_行2萬t列車需要大量的C80車體。然而朔黃鐵路現(xiàn)有C80自備車體共21 000輛，日均編組開行2萬t列車能力27對，車體能力不足以支持5億t遠期運輸目標的實現(xiàn)。

2.3 線路通過能力推算

目前朔黃鐵路列車追蹤間隔時間為普通列車8 min、萬噸列車11 min、2萬t列車15 min。根據(jù)列車運行對數(shù)寫實分析得出，朔黃鐵路日均開行2萬t列車、萬噸列車、普通列車占列車總列數(shù)的比例分別為18%、50%、32%。

朔黃鐵路全年天窗時間為342 h，現(xiàn)將天窗時間分攤到全年中，在不考慮其他限制因素的情況下，朔黃鐵路日線路通過能力為[1]：

式中：N為朔黃鐵路列車日線路通過能力，列；T為朔黃鐵路列車日運行時間，min；T天窗為朔黃鐵路日天窗時間，min；I為朔黃鐵路列車追蹤間隔時間，min。

則朔黃鐵路全年輸送能力為：

式中：G為朔黃鐵路列車全年輸送能力，萬t；φ為列車平均載重系數(shù)；Q為列車總質(zhì)量，t；k波為貨運量波動系數(shù)。

由上述推算可以看出，朔黃鐵路在現(xiàn)有設(shè)備和運輸組織模式下，年線路通過能力約為3.52億t。

2.4 神池南站通過能力

神池南站西咽喉神朔、準池方向列車可實現(xiàn)平行進路接車，且神朔方向列車可實現(xiàn)聯(lián)三線、聯(lián)四線交替接車；東咽喉也可聯(lián)二線、聯(lián)五線交替使用同時發(fā)車。咽喉能力滿足未來5億t車流通過要求。

神池南站重車場到發(fā)線有12條，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備和作業(yè)方法，一條到發(fā)線一晝夜可辦理普通列車18列（4、6道）、組合萬噸列車9列（7、9、10、12、13道）、2萬t列車6列（15、16、18、19、21道），則神池南站到發(fā)線能力為每晝夜辦理2萬t列車30列、萬噸列車45列、普通列車36列。

按目前神華集團天窗時間設(shè)置，在扣除天窗時間后（純運行時間為344 d），神池南站預計全年完成運量能達：（30×17 280+458 640+36×4 320）×344≈3.66億t（普通列車每列運量為4 320 t）。神池南站通過能力主要受限于車站到發(fā)線能力不足。

2.5 港口站卸車能力及到發(fā)線使用情況

黃驊港站列車站停技術(shù)作業(yè)時間見表3。由表3可以看出，黃驊港站卸車作業(yè)從對位到重新編組完畢（卸車機占用時間）約為143 min。神港站現(xiàn)有翻車機4臺，黃驊港站13臺。在不考慮翻車機檢修率的情況下，神港站年卸車能力約為0.57億t，黃驊港站年卸車能力為1.85億t，神港站和黃驊港站年總卸車能力約為2.42億t。

黃驊港站到達重車對位卸車前以及卸車完畢重新編組后，需進行人工技檢作業(yè)，延遲列車站停時間約為58.7 min，增加了港口站到發(fā)線使用壓力，延長了機車周轉(zhuǎn)時間，不利于全線車流的順暢運轉(zhuǎn)。

2.6 朔黃線2萬t列車?？空静蛔?/h3>

朔黃線2011年實施3.5億t擴能改造后，可滿足2萬t列車?？康能囌緝H有10個。朔黃線2萬t列車?？空菊鹃g距離見表4，朔黃線2萬t列車停靠站及到發(fā)線數(shù)量統(tǒng)計見表5[2]。

表4 朔黃線2萬t列車停靠站站間距離

由表4可以看出，各2萬t列車停靠站站間最大距離為89.6 km，最短也為40.7 km，且有3個2萬t列車?？空菊鹃g距離超過80.0 km，?？烤嚯x過遠不利于2萬t列車的安全運行且對線路及車站通過能力影響較大。

由表5可以看出，除3個技術(shù)站——神池南、肅寧北和黃驊港外，7個中間站共設(shè)置重車方向2萬t列車到發(fā)線20條。隨著朔黃鐵路運輸任務的不斷加大，2萬t列車勢必會大量開行，朔黃線既有2萬t列車?？空疽呀?jīng)不能滿足實現(xiàn)5億t運輸目標的需求。

表3 黃驊港站列車站停技術(shù)作業(yè)時間表

表5 朔黃線2萬t列車?？空炯暗桨l(fā)線數(shù)量統(tǒng)計

3 優(yōu)化措施及建議

3.1 優(yōu)化上、下游車流分配規(guī)劃

3.1.1 上游車流分配規(guī)劃

根據(jù)目前運輸形勢，朔黃鐵路要想實現(xiàn)年運量5億t的目標，神朔線運量需達到3億t（不包括大新線運量），準池線需達到2億t。為了最大限度提升朔黃鐵路的通過能力，C70、C64型自備車全部以萬噸模式在神朔線開行，C80型自備車全部以單元萬噸模式由神朔線、準池線按運量需求分攤開行。

上游車流規(guī)劃為日接神朔線C80單元萬噸列車49列、C64萬噸列車35列、C70萬噸列車21列；日接準池線C80單元萬噸列車67列。上游車流到達神池南站后C80車體編組2萬t列車開行，則朔黃線日均需通過2萬t列車58列、C64萬噸列車35列、C70萬噸列車21列，共計114列。

3.1.2 下游車流分配規(guī)劃

實現(xiàn)朔黃鐵路年運量5億t運輸目標，需要黃驊港年卸車能力達到3億t、肅寧北發(fā)往京九線年運量2 000萬t、黃大線年運量8 000萬t、黃萬線年運量8 000萬t、沿線貨場及專用線年卸車銷售2 000萬t。

下游車流分配規(guī)劃為：神池南—黃驊港日開行2萬t列車51對；神池南發(fā)往下游沿線銷售日開行C64萬噸列車7列；神池南—黃驊南日開行C64萬噸列車28對（改編后發(fā)往黃萬線），C70萬噸列車24對、2萬t列車3對（改編后發(fā)往黃大線）；神池南—肅寧北日開行2萬t列車4對（改編后發(fā)往京九線）。

3.2 加強朔黃鐵路5億t配套設(shè)施建設(shè)

隨著運輸壓力不斷增大、車流密度日益緊張，朔黃鐵路實現(xiàn)遠期5億t運輸目標，需要大力發(fā)展重載運輸，持續(xù)增加2萬t列車的編組與開行。圍繞如何實現(xiàn)2萬t列車的規(guī)?；_行以及提高車站、區(qū)間通過能力，提出以下建議。

3.2.1 增加2萬t列車機車的匹配力度，量化開行2萬t列車

根據(jù)上述朔黃鐵路現(xiàn)有機車能力分析可得出，朔黃鐵路公司現(xiàn)有機車年運力為3.62億t，需量化開行2萬t列車才能滿足5億t運輸任務要求，則還需投入交流機車臺數(shù)約為：

3.2.2 優(yōu)化車流結(jié)構(gòu)，增加適用編開2萬t列車的C80車體

現(xiàn)有C64、C70、C80車體最大年運量為3.2億t，在現(xiàn)有C64、C70車體數(shù)量不變的情況下，為保證2萬t列車的規(guī)?；_行，以實現(xiàn)朔黃鐵路5億t運輸目標，還應在現(xiàn)有C80車體總數(shù)的基礎(chǔ)上再購入C80車體輛數(shù)為：

神華集團C64、C70自備車體不適合編組2萬t列車，應考慮將其逐步淘汰。

3.2.3 提高區(qū)間通過能力

若C64、C70車體數(shù)量不變且全部開行萬噸列車，日均需開行C64萬噸列車35列、C70萬噸列車21列。根據(jù)朔黃鐵路列車追蹤間隔時間標準，萬噸列車列車追蹤間隔時間按11 min計算，C64、C70萬噸列車日均占用時間為616 min，則C802萬t列車日均運行時間為824 min。在C64、C70車體數(shù)量不變且全部開行萬噸列車的情況下，C64、C70車體可完成最大年運量為1.55億t（見表2），要完成朔黃鐵路5億t年運量運輸目標，則C802萬t列車需完成3.45億t年運量。

日均開行C802萬t列車列數(shù)為：

式中：n1為若C64、C70車體數(shù)量不變且全部開行萬噸列車，日均開行C802萬t列車列數(shù)，列；G能1為在C64、C70車體數(shù)量不變且全部開行萬噸列車所完成的年運量外，為完成年運量5億t的運輸目標，C80車底2萬t列車所需要完成的年運量，t。

對應的C802萬t列車列車追蹤間隔時間應為：

式中：I1為若C64、C70車體數(shù)量不變且全部開行萬噸列車，日開行C802萬t列車列車追蹤間隔時間，min；T1為若C64、C70車體數(shù)量不變且全部開行萬噸列車，日均開行C802萬t列車運行時間，min。

若將C64、C70車底列車全部淘汰后，全部開行C802萬t列車，則日均開行C802萬t列車列數(shù)為：式中：n2為若將C64、C70車底列車全部淘汰后全部開行C802萬t列車，則日均開行C802萬t列車列數(shù)，列；G能2為若將C64、C70車底列車全部淘汰后全部開行C802萬t列車，C802萬t列車年運量，t。

對應的C802萬t列車列車追蹤間隔時間為：

式中：I2為若將C64、C70車底列車全部淘汰后全部開行C802萬t列車，日開行C802萬t列車列車追蹤間隔時間，min；T2為若將C64、C70車底列車全部淘汰后全部開行C802萬t列車，日均開行C802萬t列車運行時間，min。

通過上述分析，在保持C64、C70車體數(shù)量及追蹤時間不變的情況下，完成5億t運輸目標需將C802萬t列車追蹤時間壓縮到13 min，這與朔黃鐵路C802萬t列車追蹤間隔15 min存在2 min的差距，不利于列車安全運行。若將C64、C70車體全部淘汰后，全部開行C80車底的2萬t列車，則既可完成運輸任務也能保證列車運行安全。

3.2.4 優(yōu)化車體結(jié)構(gòu)、強化行車組織、推進機車長交路落實，提高神池南站通過能力

神池南站2萬t列車技術(shù)作業(yè)過程及時間標準見表6。由于C80、C70、C643種車型的列車中，C70、C64萬噸列車均需占用1條2萬t列車到發(fā)線辦理接發(fā)車作業(yè)，造成到發(fā)線空費嚴重，極大限制了到發(fā)線的通過能力。若將C64、C70車體全部淘汰后，神池南站12條到發(fā)線全部編組開行2萬t列車，則年完成運量可達4.28億t，尚不能滿足5億t運輸需求。因此，應逐步推進神朔、準池線部分機車實現(xiàn)在原平南站換班，減少神池南站機車換掛環(huán)節(jié)，從而有效減少接發(fā)車與機車轉(zhuǎn)線的交叉，縮短列車占用到發(fā)線時間。

表6 神池南站2萬t列車技術(shù)作業(yè)過程及時間標準

神池南站重車到達后，需進行人工技檢作業(yè)，占用到發(fā)線時間約為50 min，若重車全部采用TF機檢后，可將2萬t列車站停時間縮短為154 min，則神池南站1條到發(fā)線每晝夜可接發(fā)2萬t列車7.5列。神池南站Ⅱ場具備編組2萬t列車到發(fā)線共計12條，神池南站全部開行2萬t列車，則年完成運量為：7.5×12×17 280×344≈5.34億t。

車站值班員應積極組織行車，壓縮列車發(fā)車間隔時間，合理使用聯(lián)二線交替發(fā)車，提高咽喉利用率。

3.2.5 提高港口站卸車效率，加大配套設(shè)施投入

港口站現(xiàn)行卸車作業(yè)中，卸車后編組作業(yè)占用時間為卸車機占用總時間的22%[3]。因此，應積極采取措施，通過優(yōu)化編組作業(yè)時間，壓縮卸車機占用時間。若將卸車占用時間壓縮在1.5 h以內(nèi)，則黃驊港站年卸車能力可達3.09億t，神港站年卸車能力可達0.95億t。若保持卸車作業(yè)時間不變，則需要為黃驊港站再配備翻車機8臺、神港站2臺才能匹配上述下游車流分配規(guī)劃。

3.2.6 擇優(yōu)選擇中間站持續(xù)推進5億t配套設(shè)施改進

朔黃鐵路實行垂直天窗，根據(jù)上述上游車流分配規(guī)劃神池南站日均需開出2萬t列車58列。朔黃線既有2萬t列車到發(fā)線共計57條，然而神池南、黃驊港和肅寧北站這3個技術(shù)站由于機車摘掛轉(zhuǎn)線等調(diào)車作業(yè)需占用三分之一的到發(fā)線，則3個技術(shù)站可用2萬t列車到發(fā)線為25條，朔黃線實際可用2萬t列車到發(fā)線僅有45條。由上述分析可以看出，天窗時間內(nèi)有13列2萬t列車沒有車站可供?？?。

朔黃鐵路原平分公司管內(nèi)由于線路情況復雜，所經(jīng)區(qū)域山區(qū)較多，橋梁、隧道及長大下坡道分布較為密集，不利于2萬t列車區(qū)間停車等天窗安排。因此最優(yōu)措施為合理選擇幾個中間站擴能改造，將到發(fā)線延長至2 800 m以適應2萬t列車的停靠。

中間站擴能改造選用規(guī)劃：將靈壽站既有萬噸到發(fā)線拓長，將2 800 m到發(fā)線增設(shè)至5條；安國站在既有到發(fā)線基礎(chǔ)上擴建2萬t列車2 800 m到發(fā)線3條；行別營站擴建2萬t列車2 800 m到發(fā)線2條。這樣朔黃鐵路2萬t列車停靠車站將增加到13個，中間站2 800 m到發(fā)線將增加至30條，既可在一定程度上緩解天窗時間內(nèi)13列2萬t列車無站可停靠的困難，同時可將2萬t列車?？空菊鹃g距離超過80 km區(qū)間縮減至1個，其余站間距離多為40～50 km，一定程度上可解決2萬t列車區(qū)間運行的安全隱患。

3.2.7 增加新技術(shù)、新設(shè)備的投入和使用，逐步創(chuàng)建神華鐵路板塊信息互通機制

進一步研究和改進車輛智能防溜裝置、5T系統(tǒng)、無線視頻傳輸、無線列車控制、列車智能化操作等新技術(shù)、新設(shè)備，從而減輕作業(yè)人員勞動強度，提高車站到發(fā)線使用率及港口站卸車能力。

朔黃鐵路西接神朔、準池鐵路，東連天津港、黃驊港，是神華集團鐵路板塊的重要樞紐，朔黃鐵路運營暢通關(guān)系著整個神華集團鐵路板塊的正常運行。因此應由集團牽頭協(xié)調(diào)神朔、準池、朔黃3家鐵路公司統(tǒng)一行車調(diào)度指揮、列車控制、機車信號、無線列調(diào)等設(shè)備，實現(xiàn)神華鐵路板塊列尾、通信技術(shù)、列車信息傳輸系統(tǒng)的共融、互通、共享。

4 結(jié)束語

結(jié)合朔黃鐵路既有技術(shù)和設(shè)備現(xiàn)狀，分析既有運輸能力，提出實現(xiàn)5億t運輸目標的幾點建議，既要從硬件上對部分中間站進行2萬t列車站場擴能改造，增加機車車輛數(shù)量，增加新技術(shù)投入，又要從運輸組織上做好上下游車流分配規(guī)劃，增加2萬t列車開行數(shù)量，優(yōu)化車站作業(yè)組織、提高效率，旨在為朔黃鐵路公司在新形勢下制定合理對策、提升市場競爭力提供借鑒和參考。

[1]楊芳. 線路通過能力利用率的研究[D]. 蘭州：蘭州交通大學, 2012.

[2]何宇強，李志辰，尹成斐. 優(yōu)化朔黃鐵路2萬噸列車開行方案的研究[J]. 鐵道運輸與經(jīng)濟，2014(5)：25-29.

[3]王春雷. 采用翻車機卸車的重載鐵路卸車站設(shè)計探討[J]. 鐵道貨運, 2013, 31(8)：20-25.

Discussion on Traffic Organization Plan for Capacity Expansion Target of 500 Million Tons on Shuohuang Railway

WANG Chunyi
（Shuohuang Railway Development Co Ltd，Suning Hebei 062350，China）

Shuohuang Railway is an important part of SHENHUA GROUP and also the second largest corridor in China carrying coals of western areas to the eastern coastal areas. Since its opening in year 2000, the railway has seen its annual traffic volume soaring and by the end of 2016, its annual traffic volume had hit 270 million tons. However, the increasing volume and traffic flow density require updating of station equipment which were upgraded in 2011 for the capacity expansion to 350 million tons. The paper analyzes the disadvantages of existing traffic organization on the basis of existing technologies and equipment, providing suggestions for realizing the capacity expansion target of 500 million tons in the future.

Shuohuang Railway；traffic organization；20,000 t train；capacity expansion target of 500 million tons

U296

A

1001-683X（2017）12-0078-06

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.12.078

王春毅（1968—），男，工程師，本科。 E-mail：203834142@qq.com

責任編輯 楊曉莉

2017-11-02