鐵路通道能力計算和運(yùn)輸提效的實(shí)踐與應(yīng)用

馮斌、謝迎春、孫欣、折震宇

（陜西榆橫鐵路有限責(zé)任公司，陜西榆林719000）

0 引言

煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)不可替代的地位，近年來在國家公轉(zhuǎn)鐵政策引領(lǐng)和能源保供新環(huán)境的要求下，鐵路煤炭運(yùn)輸將擔(dān)負(fù)著更為重要的能源保供任務(wù)，陜西榆橫鐵路有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)靖神鐵路運(yùn)輸組織工作，按照靖神鐵路的情況進(jìn)行分析，為實(shí)現(xiàn)靖神鐵路“精準(zhǔn)”提效需具體研究以下三方面：浩吉鐵路方向列車通過能力計算；小保當(dāng)車站、郭家灘車站最大裝車能力測算；浩吉鐵路方向貨車全周轉(zhuǎn)時間測算[1]。

1 通過能力計算

1.1 靖神本線區(qū)段通過能力計算

在一定鐵路基礎(chǔ)設(shè)施和裝備，列車開行方案的前提下，按照一定列車運(yùn)行工作質(zhì)量要求計算一個區(qū)間在列車運(yùn)行圖的有效時間內(nèi)可放行的列車對數(shù)，及區(qū)間通過能力，即為鐵路線路區(qū)間通過能力，計算公式如下：

式（1）中：N——使用通過能力；

I圖——列車運(yùn)行圖平均最小間隔時間；

△t額外——按實(shí)用條件計算的平均列車額外占用區(qū)段時間；

rnf——必要的平均運(yùn)行圖緩沖時間。

列車有效時間是指一晝夜間扣除天窗時間等必要的施工時間后可供列車運(yùn)行的時間。即T有效＝1440-T天窗。

靖神線每日天窗按照3h，180min 計算。

T有效＝1440-180min＝1260min

I＝I間-tr

I——最小列車間隔時間；

I間——列車間隔時間；

tr——緩沖時間。

靖神鐵路最大區(qū)間為大海則—小紀(jì)汗北區(qū)間，該區(qū)間全長為33.302km，所以選取該區(qū)間為限制區(qū)段，并以此計算靖神鐵路靖邊東方向的通過能力。

通過對大海則至小紀(jì)汗北區(qū)間列車間隔時間的統(tǒng)計平均每列列車間隔為29min，帶入公式得出：I＝I間-tr＝29-0＝29min。

△t額外＝t運(yùn)行+t連發(fā)間隔，具體時間如下：

由于車站只有單方向列車開行，只考慮區(qū)間的運(yùn)行時分和連發(fā)時間兩個因素，經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計，得出區(qū)間運(yùn)行時分為29min，由于是單線半自動閉塞區(qū)段不存在連發(fā)的情況，故連發(fā)最小時間為0min。

△t額外＝t運(yùn)行+t連發(fā)間隔＝29+0＝29min。

rnf 必要的平均運(yùn)行圖緩沖時間。如表1所示。

表1 列車運(yùn)行數(shù)據(jù)表

隨機(jī)抽取18∶00～8∶00 之間的部分列車運(yùn)行數(shù)據(jù)。

rnf＝（4+4+4+12+10）/5＝6.8≈7min。

I圖＝（27+27+27+27+27）/5＝28.2≈29min。

將以上數(shù)據(jù)代入公式：

N大海則至小紀(jì)汗北＝（1440-T天窗）/（I圖+△t額外+rnf）＝（1440-180）/（29+29+7）＝19.38≈19（對／日)。

由此計算大海則至小紀(jì)汗北區(qū)間通過能力為19對/日。

1.2 其他區(qū)段通過能力計算

在靖神主線運(yùn)輸通道外，與其接軌的榆橫鐵路也可分流限制區(qū)段部分列車，同樣通過以上計算方式，可以得出1 對/日的迂回通過能力，結(jié)合上述計算，通過能力N＝靖神本線+迂回進(jìn)路＝19+1＝20 對/日，即靖神鐵路開往浩吉鐵路方向的通過能力為20對/日。

2 最大裝車能力測算

2.1 車站技術(shù)作業(yè)時間

靖神鐵路裝車站為小保當(dāng)車站、郭家灘車站，因裝車站各作業(yè)環(huán)節(jié)不確定因素較多，測算前置條件為：兩礦煤源充足；雙環(huán)線均能正常投用；調(diào)車機(jī)車、交路機(jī)車充足；接空發(fā)重均衡，則技術(shù)作業(yè)時間為表2。

表2 車站技術(shù)作業(yè)時間表 單位：min

技術(shù)作業(yè)時間：小保當(dāng)T停時＝380min(6h20min)

郭家灘T停時＝420min(7h)

2.2 裝車能力測算

小保當(dāng)車站：小保當(dāng)車站設(shè)股道10 條，靖邊東方向除11 道（開通錦東方向）、5 道（正線）、并預(yù)留2 股機(jī)車走行線外，可有效運(yùn)用裝車作業(yè)的到發(fā)線為6條，裝車作業(yè)期間，每列車占用到發(fā)線時間為380min，則1440min 每條到發(fā)線可完成裝車3.7 列，6 條股道可完成裝車22 列百輛空車，考慮目前加固能力限制，該站最大裝車能力測算為1440min/120min＝12 列萬噸列車。

郭家灘車站：郭家灘車站設(shè)股道9 條，靖邊東方向除7、8、9 道（預(yù)留郭家灘礦方向）、6 道（正線）、并預(yù)留1 股機(jī)車走行線外，可有效運(yùn)用裝車作業(yè)的到發(fā)線為3 條，裝車作業(yè)期間，每列車占用到發(fā)線時間為420min，則1440min 每條到發(fā)線可完成裝車1440min/420min＝3.4 列，該站最大裝車能力測算為3×3.4＝10 列萬噸列車。

3 貨車全周轉(zhuǎn)時間測算

測算目的：通過對小保當(dāng)、郭家灘兩裝車站往靖邊東方向列車全周轉(zhuǎn)時間測算，理論查定每日開行20對列車所需的全周轉(zhuǎn)時間。

數(shù)據(jù)構(gòu)成：全周轉(zhuǎn)時間T全周轉(zhuǎn)＝交接站停時T交接+區(qū)段周轉(zhuǎn)時間T周轉(zhuǎn)+裝車站停時T停時。

數(shù)據(jù)來源：本次測算所有數(shù)據(jù)來自鐵路技術(shù)設(shè)備參數(shù)、鐵路行業(yè)作業(yè)時間標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合現(xiàn)場積累寫實(shí)大數(shù)據(jù)。

3.1 交接站停時

根據(jù)靖邊東站技術(shù)作業(yè)條件概況，靖邊東車站作業(yè)能力充足，可不考慮影響時間，T交接時間取值40min。

3.2 區(qū)段周轉(zhuǎn)時間

對區(qū)段周轉(zhuǎn)時間T 周轉(zhuǎn)進(jìn)行分析，得出T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會讓+T換班。

交路機(jī)車主要技術(shù)參數(shù)：

CEA1A1 型電力機(jī)車

軸數(shù)：12 軸，額定功率：14400kW，自重：300t，傳動方式：交直交傳動，起動牽引力：1140kN，持續(xù)牽引力：798kN，持續(xù)速度：65km/h，最大電制力：691kN，構(gòu)造速度：120km/h。

HXD1 型電力機(jī)車

軸數(shù)：8 軸，額定功率：9600kW，自重：200t，傳動方式：交直交傳動，起動牽引力：760kN，持續(xù)牽引力：532kN，持續(xù)速度：65km/h，最大電制力：461kN，構(gòu)造速度：120km/h。

DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車

軸數(shù)：6 軸，機(jī)車換長：2.2，自重：138t，額定功率：3680Kw，持續(xù)速度：31.2km/h，最高速度：100km/h，最大恒功速度：90km/h，最大起動牽引力：520kN，持續(xù)牽引力：340kN，燃油箱容量（可用）：9000L，制動距離≤1100m，構(gòu)造速度：100km/h。

暫不考慮特殊環(huán)境下機(jī)車輪對黏著力下降的前置因素，區(qū)間周轉(zhuǎn)時間基礎(chǔ)參數(shù)按照《列車牽引計算》與寫實(shí)大數(shù)據(jù)：

小保當(dāng)站-靖邊東站周轉(zhuǎn)基礎(chǔ)時間分別為：

單CEA1A1 型電力機(jī)車：上行214min、下行217min，即T運(yùn)行＝214+217＝431min（7h11min）/對。

單HXD1 型電力機(jī)車：上行217min、下行218min，即T運(yùn)行＝217+218＝435min（7h15min）/對。

雙DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車：上行234min、下行234min，即T運(yùn)行＝234+234＝468min（7h48min）/對。

郭家灘站-靖邊東站周轉(zhuǎn)基礎(chǔ)時間分別為：

單CEA1A1 型電力機(jī)車：上行189min、下行192min，即T運(yùn)行＝189+192＝381min（6h21min）/對。

單HXD1 型電力機(jī)車：上行192min、下行193min，即T運(yùn)行＝192+193＝385min（6h25min）/對。

雙DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車：上行208min、下行208min，即T運(yùn)行＝208+208＝416min（6h56min）/對。

天窗附加時分：天窗時間按照工作量不同用時有所變化，暫按照綜合天窗T綜合＝180min 取值，即全天1440min，列車區(qū)間有效運(yùn)行時間取均值420min，則20對列車受天窗影響均時為T天窗＝420/1440×20×T綜合/20＝52.5min/對。

會讓附加時分：停啟附加時分牽引定數(shù)≤6000t 取值5min，牽引定數(shù)≥6000t 取值12min，本次會讓考慮牽引定數(shù)≤6000t 取值5min，上下行列車運(yùn)行取值26站，每天開行20 對列車，則測算列車會讓均時T會讓＝20/20×26×5≈130min/對。

機(jī)車乘務(wù)員換班附加時分：靖邊東方向機(jī)車交路采用循環(huán)式運(yùn)轉(zhuǎn)交路，按交路機(jī)車臺數(shù)充足考慮，乘務(wù)員換班地點(diǎn)分別為孟家灣站、黃蒿界站，單次換班技術(shù)作業(yè)時間為20min，每對列車換班2 次，換班時間T換班＝20×2＝40min/對。

依據(jù)區(qū)間周轉(zhuǎn)時間基礎(chǔ)參數(shù)T 運(yùn)行不變，T天窗不變，T會讓＝20/20×26×5＝130min/對，T換班不變。

則小保當(dāng)站-靖邊東站

CEA1A1 型電力機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會讓+T換班＝431+52.5+130+40＝653.5min＝10h54min/對。

HXD1 型電力機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會讓+T換班＝435+52.5+130+40＝657.5min＝10h58min/對。

DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會讓+T換班＝468+52.5+130+40＝690.5min＝11h31min/對。

則郭家灘站-靖邊東站

CEA1A1 型電力機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會讓+T換班＝381+52.5+130+40＝603.5min＝10h04min/對。

HXD1 型電力機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會讓+T換班＝385+52.5+130+40＝607.5min＝10h08min/對。

DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會讓+T換班＝416+52.5+130+40＝638.5min＝10h39min/對。

3.3 裝車站停時

日均裝車20 列，小保當(dāng)車站、郭家灘車站到發(fā)線和站內(nèi)作業(yè)能力不受限制，裝車站停時仍取值：小保當(dāng)T停時＝380min(6h20min)、郭家灘T停時＝420min(7h)

綜上日均開行20 對列車，靖邊東站-小保當(dāng)站全周轉(zhuǎn)時間為：

CEA1A1 型電力機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T 停時＝40+653.5+380＝1073.5＝17h54min

HXD1 型電力機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T停時＝40+657.5+380＝1077.5＝17h58min

雙DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T停時＝40+690.5+380＝1110.5＝18h31min

郭家灘站-靖邊東站全周轉(zhuǎn)時間為：

CEA1A1 型電力機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T停時＝40+603.5+420＝1063.5＝17h44min

HXD1 型電力機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T停時＝40+607.5+420＝1067.5＝17h48min

雙DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T停時＝40+638.5+420＝1098.5＝18h19min

綜合以上三部分內(nèi)容，基本可以得出以下

其一，靖神鐵路往浩吉鐵路方向通道能力為：本線19 對，迂回1 對，最大能力為20 對/日。

其二，小保當(dāng)車站最大裝車能力12 列萬噸，郭家灘車站最大10 列萬噸。

其三，靖神鐵路往浩吉鐵路日均開行20 對列車：小保當(dāng)方向開行電力機(jī)車牽引全周轉(zhuǎn)技術(shù)時間17h56min；小保當(dāng)方向開行內(nèi)燃機(jī)車牽引全周轉(zhuǎn)技術(shù)時間18h31min；郭家灘方向開行電力機(jī)車牽引全周轉(zhuǎn)技術(shù)時間17h46min；郭家灘方向開行內(nèi)燃機(jī)車牽引全周轉(zhuǎn)技術(shù)時間18h19min。

4 結(jié)語

通過對鐵路通道能力進(jìn)行計算，對鐵路運(yùn)輸各項(xiàng)作業(yè)技術(shù)時間進(jìn)行分解測算，并結(jié)合寫實(shí)數(shù)據(jù)，基本可以得出較為精準(zhǔn)的鐵路運(yùn)輸能力和運(yùn)輸效率參數(shù)，這對鐵路運(yùn)輸企業(yè)的運(yùn)營投入成本測算、發(fā)運(yùn)能力預(yù)估以及精準(zhǔn)保供等方面都有較大實(shí)踐參考價值。