襄陽(yáng)北站擴(kuò)能改造方案研究與分析

程秋平，莊 河

（1.中國(guó)鐵路武漢局集團(tuán)有限公司 調(diào)度所，湖北 武漢 430071；2.中國(guó)鐵路武漢局集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430071)

襄陽(yáng)鐵路樞紐由襄陽(yáng)北編組站、襄陽(yáng)站和襄陽(yáng)東客運(yùn)站等組成，銜接焦柳(焦作—柳州)、漢丹(漢西—丹江)、襄渝(襄陽(yáng)—興隆場(chǎng))等鐵路干線，樞紐內(nèi)同時(shí)配套有機(jī)務(wù)段、折返段、客貨車輛整備段(所)等設(shè)施，布局復(fù)雜、功能齊全、運(yùn)輸繁忙，近期正在建設(shè)的鄭萬(wàn)(鄭州東—萬(wàn)州北)、武西旅客專線(武漢—西安)、蒙華鐵路(浩勒?qǐng)?bào)吉—吉安)及襄陽(yáng)東津站，進(jìn)一步提升了襄陽(yáng)鐵路樞紐在全國(guó)路網(wǎng)中的重要地位。其中，襄陽(yáng)北編組站(以下簡(jiǎn)稱“襄陽(yáng)北站”)作為入川通道上的重要節(jié)點(diǎn)，同時(shí)承擔(dān)著東北、華北、華中、華東至西南地區(qū)的物資運(yùn)輸任務(wù)[1]。自2016年襄陽(yáng)北站增建上行系統(tǒng)后，車流量逐年攀升，運(yùn)輸能力十分緊張，而相鄰的“隴海線—新豐鎮(zhèn)站—西康線—安康站”入川通道能力也一直偏緊，導(dǎo)致該通道上的車流常經(jīng)襄陽(yáng)北站迂回運(yùn)輸，加劇了該站能力緊張狀況。同時(shí)，中國(guó)鐵路總公司《2018—2020年貨運(yùn)增量行動(dòng)方案》提出2020年鐵路貨運(yùn)量增長(zhǎng)30%的任務(wù)目標(biāo)，作為入川入渝的重要通道及蒙華鐵路的主要集散地，襄陽(yáng)北編組站在“增量方案”中將面臨更大考驗(yàn)[2]。因此，襄陽(yáng)北站應(yīng)進(jìn)行再次擴(kuò)能改造，以滿足運(yùn)輸需求。

1 襄陽(yáng)北站現(xiàn)狀分析

1.1 襄陽(yáng)北站現(xiàn)狀

襄陽(yáng)北站呈南北走向，下行系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)辦理焦柳鐵路下行、襄渝—漢丹上行車流，上行系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)辦理焦柳上行、襄渝—漢丹下行車流。作為襄陽(yáng)樞紐唯一的技術(shù)作業(yè)站，襄陽(yáng)北站擔(dān)負(fù)著鄭州北至洛陽(yáng)北、新豐鎮(zhèn)，安康東至興隆場(chǎng)和成都北，張家界北至柳州南，石門縣北至婁底，以及武漢北、荊門南至枝江等方向列車的集結(jié)、解體和編組作業(yè)任務(wù)。襄陽(yáng)北站2016年查定改編能力為287.8列，其中上行系統(tǒng)為104列、下行系統(tǒng)為183.8列。襄陽(yáng)北站改造前主要能力指標(biāo)如表1所示。襄陽(yáng)北站示意圖(站改前)如圖1所示。

表1 襄陽(yáng)北站改造前主要能力指標(biāo)Tab.1 Main capacity indicators before expansion

圖1 襄陽(yáng)北站示意圖(站改前)Fig.1 Xiangyang North Station before expansion

與所有雙向系統(tǒng)編組站一樣，折角車流是影響作業(yè)效率的主要因素，襄陽(yáng)北站的折角車流主要集中在西—北方向，而且比重較大，無(wú)論是采用環(huán)到環(huán)發(fā)、還是場(chǎng)間交換的方式，折角車流的組織既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。同時(shí)，該站上行系統(tǒng)規(guī)模只有下行系統(tǒng)的2/3，上行系統(tǒng)規(guī)模偏小，到發(fā)能力不足，也制約著車站整體能力。

根據(jù)襄陽(yáng)北站2018年1—6月各方向車流匯總統(tǒng)計(jì)分析，全站日均總出入貨車為10 021車，其中空車車流占總車流的31.1%。折角車流主要是焦柳北線與襄渝線之間的西—北方向車流，占全部重車車流的22%；全站無(wú)調(diào)比重達(dá)到42.1%。

1.2 出發(fā)場(chǎng)能力分析

目前，車站存在的主要問(wèn)題是出發(fā)場(chǎng)股道不足，致使到發(fā)能力不足。

（1）下行出發(fā)場(chǎng)(三場(chǎng))。下行出發(fā)場(chǎng)有17條到發(fā)線，扣除2條作為機(jī)車走行線和存放線外，可用15條，按車站查定的作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)并通過(guò)直接計(jì)算法求出三場(chǎng)到發(fā)能力如下。

式中：1 440為一晝夜的總時(shí)間，min；M為平行進(jìn)行同一種作業(yè)的設(shè)備數(shù)量，取15為各種固定作業(yè)占用設(shè)備的總時(shí)間，min，取0；r為該項(xiàng)設(shè)備的空費(fèi)系數(shù)或作業(yè)妨礙系數(shù)，取0.2；n固為一晝夜固定作業(yè)占用設(shè)備次數(shù)，取0；t占均為辦理一次作業(yè)(不包括固定作業(yè))平均占用設(shè)備的時(shí)間，min，查定為123.4 min[3]。

由公式(1)可得出三場(chǎng)到發(fā)能力為：(1 440×15 - 0)×(1 - 0.2) / 123.4 = 140列。2018年二季度三場(chǎng)日均開車為124列，能力利用達(dá)到89%。

（2）上行出發(fā)場(chǎng)(六場(chǎng))。上行出發(fā)場(chǎng)只有10條到發(fā)線，其中2道不能接車，只能作為機(jī)車走行線或存放線，6道、7道、8道因沒(méi)有設(shè)置接觸網(wǎng)，只能作為編發(fā)線，不能接車，3道、4道、9至12道主要用作接發(fā)無(wú)調(diào)列車使用。由公式(1)可計(jì)算六場(chǎng)到發(fā)能力為：(1 440×9 - 0)×(1 - 0.2) / 120.5 = 86列。2018年二季度六場(chǎng)日均開車78列，能力利用達(dá)到91%。

從車流結(jié)構(gòu)分析，襄陽(yáng)北站無(wú)調(diào)車流占到42%，無(wú)調(diào)中轉(zhuǎn)車車流比重大，就需要2個(gè)出發(fā)場(chǎng)有足夠的接發(fā)列車能力，否則會(huì)出現(xiàn)接車等線路或是將無(wú)調(diào)車流變成有調(diào)車流的情況，影響車站整體運(yùn)輸效率，最直觀的表現(xiàn)就是乘務(wù)員周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)車運(yùn)用效率下降[4]。

1.3 機(jī)車進(jìn)出庫(kù)能力分析

相比其他的編組站，襄陽(yáng)北站的機(jī)車交路和機(jī)型更加復(fù)雜多樣化，既有跨鐵路局集團(tuán)公司的長(zhǎng)交路，也有管內(nèi)的短交路；既有大噸位的電力機(jī)車，也有噸位較小的內(nèi)燃機(jī)車交路；既有站內(nèi)立折換乘的機(jī)車交路，也有固定在機(jī)務(wù)段或折返段整備的機(jī)車交路，還有固定區(qū)段使用的調(diào)度機(jī)車交路。全站貨物列車機(jī)車交路和牽引定數(shù)達(dá)到23種，機(jī)車交路和機(jī)型復(fù)雜的特點(diǎn)給日常運(yùn)輸組織提出了更嚴(yán)竣的考驗(yàn)。

以前作為單向編組站時(shí)，襄陽(yáng)北站的機(jī)車整備都集中在機(jī)務(wù)段，機(jī)車進(jìn)出庫(kù)、換乘換掛都有固定的進(jìn)路和股道，與其他作業(yè)間相互干擾較小。增建上行系統(tǒng)后，新建機(jī)務(wù)折返段，機(jī)車走行進(jìn)路、整備地點(diǎn)等都發(fā)生變化，由于站型設(shè)置的局限性，造成機(jī)車在站內(nèi)運(yùn)行進(jìn)路存在較多交叉干擾，整體作業(yè)效率受到一定影響，主要表現(xiàn)在以下方面。

（1）六場(chǎng)出庫(kù)線(J9)缺少平行進(jìn)路，而且機(jī)待線只有1條，連續(xù)有機(jī)車出庫(kù)時(shí)，只能逐臺(tái)放行，機(jī)車出庫(kù)能力不足。

（2）六場(chǎng)至四場(chǎng)間機(jī)車走行線(軍5道)被用作接車進(jìn)路，四場(chǎng)峰下機(jī)走線未發(fā)揮作用。按照設(shè)計(jì)，“軍5道”主要功能是機(jī)車走行線，襄陽(yáng)和襄陽(yáng)東方向接入六場(chǎng)的無(wú)調(diào)列車應(yīng)是經(jīng)聯(lián)6線—軍IV道—聯(lián)2線運(yùn)行，但由于軍IV道上需要運(yùn)行焦柳上行和漢丹下行的旅客列車，能力十分緊張，所以進(jìn)入六場(chǎng)的無(wú)調(diào)列車都是經(jīng)“軍5道”運(yùn)行(該股道具備列車進(jìn)路)，使得六場(chǎng)進(jìn)出庫(kù)機(jī)車需要變更其他進(jìn)路，增加等待時(shí)間。

（3）機(jī)務(wù)折返段在三場(chǎng)的出庫(kù)線不能直接向“下機(jī)待線”排列進(jìn)路，造成三場(chǎng)1-7道掛機(jī)車需要折返二次。出庫(kù)機(jī)車二次折返，不僅影響機(jī)車效率，也對(duì)三場(chǎng)開車造成干擾。Ⅲ場(chǎng)示意圖如圖2所示。

圖2 Ⅲ場(chǎng)示意圖Fig.2 Railway yard Ⅲ

1.4 襄陽(yáng)北站近期運(yùn)能需求分析

按照上述分析可以看出，在既有站場(chǎng)設(shè)備條件下，目前襄陽(yáng)北站能力利用已接近飽和，而近期3年內(nèi)車流量將會(huì)進(jìn)一步增長(zhǎng)，運(yùn)輸需求仍然較大，能力缺口明顯。

（1）“增量方案”對(duì)車站運(yùn)能的需求。按照中國(guó)鐵路總公司《2018—2020年貨運(yùn)增量行動(dòng)方案》，到2020年全路貨運(yùn)量要增加30%，保守估計(jì)襄陽(yáng)北站的車流量將會(huì)增加25%以上，達(dá)到日均辦理車25 000輛，目前的辦理車能力只有22 827輛，車站通過(guò)能力的缺口達(dá)到10%以上。

（2）蒙華鐵路引入對(duì)車站運(yùn)能的需求?！氨泵耗线\(yùn)”的蒙西—華中萬(wàn)噸專線鐵路即將于2020年建成運(yùn)營(yíng)，襄陽(yáng)北站緊靠該線中部的鄧湖分解站，預(yù)計(jì)將有1/3的萬(wàn)噸列車分解為5 000噸列車后再進(jìn)入襄陽(yáng)北站，因此，襄陽(yáng)北站還需要留出一部分能力以應(yīng)對(duì)蒙華鐵路建后的車流量，僅靠現(xiàn)有能力將無(wú)法適應(yīng)。

2 襄陽(yáng)北站擴(kuò)能改造方案

在2016年6月完成的增建上行系統(tǒng)工程中，襄陽(yáng)北站就對(duì)未來(lái)的發(fā)展預(yù)留了空間，為擴(kuò)能改造方案奠定了良好的基礎(chǔ)。按照“打通堵點(diǎn)、投資最優(yōu)、見效最快”的原則，中國(guó)鐵路武漢局集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“武漢局集團(tuán)公司”)和設(shè)計(jì)部門一道進(jìn)行了多次反復(fù)研究、比選，最終確定了改造方案。

（1）利用原襄陽(yáng)北站—郜營(yíng)間焦柳上行線的線路并將其改造成為北到線。目前焦柳下行郜營(yíng)口接入往襄渝線方向的整列折角車流，運(yùn)行徑路為郜營(yíng)—襄陽(yáng)北站三場(chǎng)—環(huán)發(fā)—襄陽(yáng)北站軍供站—馬棚，北到線建成以后，這股直通車流就可以調(diào)整經(jīng)郜營(yíng)—襄陽(yáng)北站六場(chǎng)—馬棚的徑路運(yùn)行，不僅在站內(nèi)運(yùn)行距離縮短60%，而且緩解了襄陽(yáng)北站三場(chǎng)股道緊張的壓力。襄陽(yáng)北站示意圖(站改后)如圖3所示。

（2）增建襄陽(yáng)北站六場(chǎng)到發(fā)線、機(jī)待線并改建機(jī)車出庫(kù)線。按照上述分析，襄陽(yáng)北站六場(chǎng)股道緊張及機(jī)待線、出庫(kù)線(J9)能力不足的問(wèn)題是制約襄陽(yáng)北站整體能力的瓶頸，因此，提升襄陽(yáng)北站六場(chǎng)能力是此次擴(kuò)能改造的重頭戲。①在原預(yù)留線位上增建5條到發(fā)線，到發(fā)線數(shù)量由10條增加到15條；②在北咽喉區(qū)增建2條機(jī)待線，從而使機(jī)待線達(dá)到3條；③在機(jī)車出庫(kù)線(J9)上增建一組渡線，增加機(jī)車出庫(kù)能力，結(jié)合上述內(nèi)容同步優(yōu)化南北咽喉區(qū)道岔，適當(dāng)增加平行進(jìn)路；④將既有3條股道進(jìn)行全股道電氣化，由僅作為編發(fā)線調(diào)整為到發(fā)線(同時(shí)具備編發(fā)線功能)。Ⅵ場(chǎng)示意圖如圖4所示。

（3）改造襄陽(yáng)北站三場(chǎng)“下機(jī)待線”。襄陽(yáng)北站下行出發(fā)場(chǎng)將其延長(zhǎng)100 m長(zhǎng)度，同時(shí)鋪設(shè)一組渡線，這樣不僅可以解決折返段出庫(kù)機(jī)車二次折返的問(wèn)題，而且長(zhǎng)度增加，一次可以放2臺(tái)機(jī)車，使用效率會(huì)更高。

（4）在原預(yù)留線路上增建東南方向到達(dá)貨車直通線。從四場(chǎng)北咽喉至軍供站間新建一條聯(lián)10線，同時(shí)與軍供站新建的新軍5道連通，形成上行系統(tǒng)無(wú)調(diào)列車的接車通道，這樣既可以將原軍5道(新軍6)的主要用途作為機(jī)車走行線，提高機(jī)車進(jìn)出庫(kù)能力，而且還可以釋放四場(chǎng)到發(fā)線的能力。

圖3 襄陽(yáng)北站示意圖(站改后)Fig.3 Xiangyang North Station after expansion

（5）襄陽(yáng)北站六場(chǎng)西發(fā)線和一場(chǎng)西到線間增加1組渡線。在兩條線的平行地段(水平高度一致、線路基本平行)增設(shè)1組渡線。這條進(jìn)路建成后，由馬棚方向接入、去往郜營(yíng)方向(西到北開)的整列折角列車就可以直接進(jìn)六場(chǎng)，然后往北開，接發(fā)車都是正方向行車，就不需要接入三場(chǎng)環(huán)發(fā)，既縮短了運(yùn)行距離，又可以充分利用六場(chǎng)股道能力，緩解三場(chǎng)環(huán)發(fā)壓力。

（6）襄陽(yáng)北站上行編組場(chǎng)(V場(chǎng))增建2條股道。既有V場(chǎng)有20條分類線，其中1道、32道主要用途為迂回線，實(shí)際能進(jìn)行溜放的只有18條，日常使用也較為緊張。本次改造在V場(chǎng)增建2條分類線，同時(shí)將原1道、32道上緩行器設(shè)備整體搬遷到新建線路上，這樣可以適當(dāng)節(jié)省投資。

圖4 Ⅵ場(chǎng)示意圖Fig.4 Railway yard VI

3 襄陽(yáng)北站擴(kuò)能改造效果分析

按照施工改造與運(yùn)輸生產(chǎn)兼顧的原則，經(jīng)過(guò)精心組織、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，襄陽(yáng)北站擴(kuò)能改造工程不到半年完成所有施工任務(wù)并順利投入運(yùn)營(yíng)[5]。開通一個(gè)月以來(lái)，經(jīng)過(guò)運(yùn)營(yíng)部門不斷適應(yīng)、磨合、優(yōu)化，運(yùn)輸效率和效益正在逐步顯現(xiàn)，為樞紐的暢通工作發(fā)揮了積極作用。

3.1 分界口貨車交接及編組站主要運(yùn)輸指標(biāo)分析

根據(jù)車站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，此次擴(kuò)能改造以后，與襄陽(yáng)北站相關(guān)的3個(gè)分界口貨車交接同比、環(huán)比均有不同程度增加，武漢局集團(tuán)公司的分界口交接列數(shù)增長(zhǎng)更明顯；同時(shí)車站辦理車、到發(fā)列等增加了4%以上，而中時(shí)列車數(shù)量反而下降，說(shuō)明襄陽(yáng)北站運(yùn)輸能力增強(qiáng)、車流周轉(zhuǎn)更快，以點(diǎn)帶線的效果更加明顯，運(yùn)輸組織更加流暢。襄陽(yáng)北站改造前后中時(shí)及辦理能力對(duì)比如表2所示。

表2 襄陽(yáng)北站改造前后中時(shí)及辦理能力對(duì)比Tab.2 Comparison of transfer time and handling ability before and after expansion

3.2 機(jī)車運(yùn)用指標(biāo)分析

襄陽(yáng)北站擴(kuò)能改造后，襄陽(yáng)機(jī)務(wù)段各項(xiàng)機(jī)車效率和效益指標(biāo)明顯好轉(zhuǎn)，機(jī)車平均周轉(zhuǎn)時(shí)間壓縮、旅行速度提高、超勞率下降，尤其是機(jī)車在站停留時(shí)間縮短，說(shuō)明擴(kuò)能改造后不僅車站作業(yè)效率更高，而且機(jī)車等待時(shí)間縮短、周轉(zhuǎn)速度更快，機(jī)車運(yùn)用效率更高、效益更加明顯。襄陽(yáng)北站改造前后本務(wù)機(jī)車主要運(yùn)用指標(biāo)對(duì)比如表3所示。

表3 襄陽(yáng)北站改造前后本務(wù)機(jī)車主要運(yùn)用指標(biāo)對(duì)比Tab.3 Comparison of main service indicators of leading locomotives before and after expansion

3.3 綜合效益指標(biāo)分析

襄陽(yáng)北站擴(kuò)能改造以后，各項(xiàng)運(yùn)輸效率指標(biāo)明顯變優(yōu)，同時(shí)效益指標(biāo)良好。例如，襄陽(yáng)機(jī)務(wù)段的機(jī)車周轉(zhuǎn)時(shí)間壓縮7 %，按每月運(yùn)用臺(tái)數(shù)4 581.3臺(tái)計(jì)算，相當(dāng)于每天節(jié)約機(jī)車10臺(tái)機(jī)車(4 581.3×7%/31)。2018年7月襄陽(yáng)北站辦理車數(shù)同比增加1 124輛/d，其中每日接入重車增加300多車，相當(dāng)于分界口接重日均增加3列(管內(nèi)裝車占到一部分)。

4 結(jié)束語(yǔ)

襄陽(yáng)北站在增建上行系統(tǒng)后，從可行性研究設(shè)計(jì)、投資決策、站型優(yōu)化等方面都值得認(rèn)真總結(jié)和思考[6]，車站規(guī)劃布局應(yīng)兼顧近期和遠(yuǎn)期，為將來(lái)的發(fā)展預(yù)留好空間，這樣后期改擴(kuò)建將更加快捷、投資也更低[7]；在功能設(shè)計(jì)上應(yīng)更加清晰、靈活。襄陽(yáng)北站擴(kuò)能改造工程的實(shí)施提升了編組站的作業(yè)能力，也為下一步優(yōu)化區(qū)域內(nèi)的運(yùn)輸組織創(chuàng)造了條件，編組站可以承擔(dān)更多的技術(shù)作業(yè)，減輕周邊車站的壓力，拉通機(jī)車交路，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)組織、提高運(yùn)輸效率[8]。