編組站駝峰解體效率影響因素分析

薛 坤 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司南京東站

1 問(wèn)題的提出

編組站是鐵路網(wǎng)上集中辦理大量貨物列車(chē)到達(dá)、解體、編組、出發(fā)以及直通和其它列車(chē)作業(yè)的重要節(jié)點(diǎn)。編組站的車(chē)流組織工作不僅是編組站編制日常作業(yè)計(jì)劃的核心，而且也是路網(wǎng)上車(chē)流組織工作的基礎(chǔ)。其組織效果的優(yōu)劣直接影響到編組站的工作業(yè)績(jī)和路網(wǎng)上的車(chē)流組織效果及貨物列車(chē)的開(kāi)行方案。南京東站是華東重要編組站之一，承擔(dān)京滬、寧銅、寧啟、寧西4條鐵路貨運(yùn)列車(chē)解體、編組任務(wù)。高峰時(shí)日均辦理車(chē)數(shù)到達(dá)17 000多輛，解體100多趟列車(chē)，采取有效措施提高作業(yè)效率完成繁重的運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)是各項(xiàng)工作的重中之重。

如圖1所示，解體作業(yè)在編組站技術(shù)作業(yè)過(guò)程中處于承上啟下的中心位置。解體作業(yè)的效率直接影響到車(chē)站的接、發(fā)列車(chē)作業(yè)及解、編的車(chē)輛數(shù)。反之，在一定的設(shè)備條件下，單位時(shí)間內(nèi)的到達(dá)列車(chē)數(shù)、單位時(shí)間內(nèi)的出發(fā)列車(chē)數(shù)也會(huì)反作用于駝峰的解體作業(yè)進(jìn)程。此外，運(yùn)輸生產(chǎn)實(shí)踐表明：當(dāng)解體計(jì)劃中含有較多的取送調(diào)車(chē)時(shí)，會(huì)額外增加解體作業(yè)的難度與時(shí)間，在一定程度上降低了駝峰解體作業(yè)的效率。

圖1 編組站技術(shù)作業(yè)過(guò)程順序表

綜上所示，本文認(rèn)為：?jiǎn)挝粫r(shí)間的到達(dá)列車(chē)數(shù)、單位時(shí)間內(nèi)的出發(fā)列車(chē)數(shù)及取送調(diào)車(chē)次數(shù)是影響編組站駝峰解體效率的三大因素。研究這三個(gè)因素與駝峰解體效率之間的定性或定量關(guān)系有助于揭示干擾駝峰效率的短板，也會(huì)為提高解體作業(yè)的效率提供新的思路。基于此，本文以南京東站目前的作業(yè)組織模式為背景，結(jié)合運(yùn)輸生產(chǎn)收集到的數(shù)據(jù)對(duì)駝峰解體車(chē)輛數(shù)這一能夠反映駝峰解體效率的指標(biāo)與上述三個(gè)因素之間的關(guān)系進(jìn)行了初步的分析并提出了加強(qiáng)編組站解體作業(yè)效率的改進(jìn)措施。

2 影響因素分析

2.1 單位時(shí)間內(nèi)的到達(dá)列車(chē)數(shù)

為實(shí)現(xiàn)駝峰解體的最大化，無(wú)論擁有多少股道，始終保持到發(fā)線(xiàn)的動(dòng)態(tài)滿(mǎn)線(xiàn)無(wú)疑是最佳的選擇方案。實(shí)現(xiàn)“解一列、接一列、等一列”的無(wú)縫銜接能最大程度上發(fā)揮編組站駝峰解體設(shè)備的利用率。

在駝峰解體的動(dòng)態(tài)作業(yè)中，若單位時(shí)間內(nèi)（以1 h為標(biāo)準(zhǔn)）到達(dá)的解體列車(chē)數(shù)過(guò)少，會(huì)造成解體作業(yè)的間歇性“中斷”。反之，則可能出現(xiàn)線(xiàn)路緊張或者作業(yè)人員“搶鉤”、“搶活”等現(xiàn)象，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看加大了運(yùn)輸組織的難度，也增大了運(yùn)輸安全的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，作業(yè)人員和運(yùn)輸組織的管理者都有必要根據(jù)所在編組站的實(shí)際情況合理的預(yù)估單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)的列車(chē)數(shù)，更科學(xué)的組織車(chē)流與列流，在保持運(yùn)輸暢通的情況下最大程度的利用駝峰解體設(shè)備，實(shí)現(xiàn)安全與效益的有機(jī)結(jié)合。

為了得出單位時(shí)間內(nèi)最佳的到達(dá)列車(chē)數(shù)，引進(jìn)以下三個(gè)參數(shù)：平均1 h內(nèi)駝峰可解體的車(chē)列數(shù)A，各方向可停放的不影響旅客列車(chē)通行的最大列車(chē)數(shù)B，初始滿(mǎn)線(xiàn)狀態(tài)下停放的列車(chē)數(shù)C（B>=C）。當(dāng)A>=C時(shí)，最佳到達(dá)列車(chē)數(shù)為A+B;反之，則為A+B-（C-A）=2×A+B-C。例如，南京東站平均1 h內(nèi)解體車(chē)列數(shù)為4，各方向可停放的不影響旅客列車(chē)通行的最大列車(chē)數(shù)為6。若初始滿(mǎn)線(xiàn)狀態(tài)下停放的列車(chē)數(shù)為2，則最佳每小時(shí)到達(dá)車(chē)列數(shù)為：4+6=10列。若初始滿(mǎn)線(xiàn)狀態(tài)下停放的列車(chē)數(shù)為5，則最佳每小時(shí)到達(dá)車(chē)列數(shù)為：2×4+6-5=9列。

值得注意的是，上述計(jì)算是基于駝峰解體在穩(wěn)定理想狀態(tài)下的原則性方法。在駝峰實(shí)際解體收各方面主客觀(guān)因素影響時(shí)，需要組織者根據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)控到的駝峰實(shí)際解體狀態(tài)做出階段性的調(diào)整以符合實(shí)際生產(chǎn)的需要。

2.2 單位時(shí)間內(nèi)的出發(fā)列車(chē)數(shù)

相對(duì)于單位時(shí)間內(nèi)的到達(dá)列車(chē)數(shù)對(duì)駝峰解體效率的影響，單位時(shí)間內(nèi)的出發(fā)列車(chē)數(shù)對(duì)駝峰解體效率的影響很難用具體的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行概括。導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)的主要原因有：①出發(fā)作業(yè)受人員、設(shè)備、機(jī)務(wù)、車(chē)輛等多因素的交叉影響大。②出發(fā)列車(chē)階段計(jì)劃調(diào)整的動(dòng)態(tài)性強(qiáng)。③為保證旅客列車(chē)的正點(diǎn)運(yùn)行，出發(fā)列車(chē)開(kāi)行時(shí)刻的不確定性高。

對(duì)影響單位時(shí)間內(nèi)出發(fā)列車(chē)數(shù)的因素進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)：除了人的因素外，機(jī)車(chē)交路與配屬以及編尾作業(yè)效率是影響單位時(shí)間內(nèi)出發(fā)列車(chē)數(shù)的兩個(gè)重要方面。

（1）機(jī)車(chē)交路與配屬。編組站出發(fā)的列車(chē)方向眾多，涉及到了復(fù)雜的機(jī)車(chē)交路情況。在現(xiàn)有的作業(yè)模式下，通常會(huì)面臨待發(fā)車(chē)列各項(xiàng)技術(shù)作業(yè)完成等待機(jī)車(chē)或者機(jī)車(chē)提前出庫(kù)而車(chē)體尚未作業(yè)完成這兩種狀況。第一種情形會(huì)因?yàn)榇l(fā)車(chē)列無(wú)法出發(fā)占用到發(fā)線(xiàn)而導(dǎo)致編組線(xiàn)的運(yùn)用緊張，第二種情形也會(huì)因?yàn)槌鰩?kù)機(jī)車(chē)停留或轉(zhuǎn)線(xiàn)占用到發(fā)線(xiàn)而導(dǎo)致編組線(xiàn)的運(yùn)用緊張。凡此兩種情況都會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致待解車(chē)列難以溜放下峰，繼而影響到駝峰解體作業(yè)的效率。

此外，電氣化鐵路與非電氣化鐵路相銜接的編組站會(huì)因?yàn)殡娏C(jī)車(chē)與內(nèi)燃機(jī)車(chē)到達(dá)比例的失調(diào)而致使某一屬性的機(jī)車(chē)擠壓或儲(chǔ)備不足等情況的發(fā)生，這會(huì)滯后出發(fā)列車(chē)的正點(diǎn)發(fā)車(chē)從而影響駝峰解體的效率。

（2）編尾作業(yè)效率。作業(yè)量較大的編組站受編尾調(diào)機(jī)數(shù)量少及作業(yè)環(huán)境復(fù)雜的影響導(dǎo)致駝峰解體效率低下的現(xiàn)象在南京東站、阜陽(yáng)北站、徐州北站等編組站屢見(jiàn)不鮮。特別是當(dāng)列車(chē)集中到達(dá)、編尾調(diào)機(jī)取送調(diào)車(chē)及處理折角車(chē)流等復(fù)雜情況時(shí)，對(duì)駝峰解體效率的負(fù)面影響非常大。因此，編尾作業(yè)效率也是影響駝峰解體作業(yè)質(zhì)量的重要方面。

2.3 取送調(diào)車(chē)次數(shù)

表1所示是南京東站連續(xù)8個(gè)班（白、夜）駝峰解體作業(yè)的各項(xiàng)指標(biāo)。為了揭示取送調(diào)車(chē)次數(shù)對(duì)駝峰解體作業(yè)效率的影響。選取解體車(chē)輛數(shù)為因變量y，選取取送調(diào)車(chē)次數(shù)為自變量x。利用matlab繪制了y與x對(duì)應(yīng)的散點(diǎn)在直角坐標(biāo)系中的位置關(guān)系。如圖2所示。

表1 駝峰解體作業(yè)指標(biāo)

圖2 解體車(chē)輛數(shù)與取送調(diào)車(chē)次數(shù)之間對(duì)應(yīng)的散點(diǎn)圖

一元線(xiàn)性方程反映了一個(gè)因變量與一個(gè)自變量之間的線(xiàn)性關(guān)系，當(dāng)直線(xiàn)方程y=a+bx中的a和b確定時(shí)，即為一元回歸線(xiàn)性方程。經(jīng)過(guò)相關(guān)分析后，在直角坐標(biāo)系中將對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)繪制成散點(diǎn)圖，這些點(diǎn)不在一條直線(xiàn)上，但可以從中找到一條合適的直線(xiàn)，使各散點(diǎn)到這條直線(xiàn)的縱向距離之和最小，這條直線(xiàn)的方程就叫直線(xiàn)回歸方程，能夠近似的揭示出因變量y與自變量x之間的線(xiàn)性關(guān)系。

圖3 一元線(xiàn)性方程式及因變量-自變量散點(diǎn)圖

基于解體車(chē)輛數(shù)與取送調(diào)車(chē)次數(shù)之間對(duì)應(yīng)的散點(diǎn)圖，采用一元線(xiàn)性回歸分析法對(duì)y與x之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行數(shù)值分析。利用matlab計(jì)算后得出的一元線(xiàn)性方程式是y=2278.87-43.25x。對(duì)應(yīng)的散點(diǎn)圖如圖3所示（圖3中y的單位是：輛/次，x的單位是：次）?；貧w方程表明：取送調(diào)車(chē)次數(shù)每增加一次，解體的車(chē)輛數(shù)將減少44輛（43.25取整后所得）。

3 總結(jié)與展望

3.1 總結(jié)

本文通過(guò)定性與定量分析相結(jié)合的方法對(duì)影響編組站駝峰解體效率的三個(gè)因素進(jìn)行了分析并通過(guò)分析總結(jié)了實(shí)際作業(yè)中制約駝峰解體效率提高的瓶頸。基于此，可以從以下三個(gè)方面就加強(qiáng)駝峰解體的效率進(jìn)行改進(jìn)：

（1）確定單位時(shí)間內(nèi)最佳的到達(dá)列車(chē)數(shù)，科學(xué)合理的組織車(chē)流與列流，盡可能做到“解一列、接一列、等一列”。在保證旅客列車(chē)、重點(diǎn)列車(chē)正點(diǎn)運(yùn)行的前提下最大程度的利用駝峰解體設(shè)備，使駝峰解體作業(yè)的潛力得到最大釋放。

（2）加強(qiáng)站內(nèi)作業(yè)組織，完善與機(jī)務(wù)段、車(chē)輛段等單位的聯(lián)系制度，根據(jù)機(jī)車(chē)交路與配屬優(yōu)化各出發(fā)列車(chē)的技術(shù)作業(yè)順序，組織始發(fā)列車(chē)的正點(diǎn)有序開(kāi)行，提高到發(fā)線(xiàn)的利用率。

（3）根據(jù)本文的研究：取送調(diào)車(chē)作業(yè)每增加一次，解體的車(chē)輛數(shù)約減少44輛。因此，車(chē)站要優(yōu)化作業(yè)方法，盡量減少取送調(diào)車(chē)的次數(shù)。若必須進(jìn)行取送調(diào)車(chē)時(shí)，應(yīng)合理安排作業(yè)點(diǎn)，盡量在駝峰解體空閑時(shí)段進(jìn)行。

3.2 展望

本文在研究中存在著假設(shè)簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)量少、缺乏驗(yàn)證、定量分析不足等缺點(diǎn)。在下一步的研究中，應(yīng)努力做到：

（1）采用系統(tǒng)的方法對(duì)影響編組站駝峰解體作業(yè)效率的因素進(jìn)行進(jìn)一步分析，去偽存真，使選取的影響因素更科學(xué)合理。

（2）收集更多的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，建立更加精準(zhǔn)的模型，采用更先進(jìn)的算法對(duì)模型進(jìn)行求解，使誤差率進(jìn)一步縮小，更符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。

（3）對(duì)單位時(shí)間內(nèi)出發(fā)的列車(chē)數(shù)與駝峰解體效率之間的關(guān)系只進(jìn)行了定性的分析，缺乏數(shù)量關(guān)系的支撐。

（4）本文沒(méi)有分析三個(gè)因素對(duì)編組站駝峰解體作業(yè)效率的影響權(quán)重，沒(méi)有從更宏觀(guān)的層面上對(duì)上述三個(gè)因素的重要度進(jìn)行分析。