南倉站作業(yè)能力影響因素分析及對策探討

何宇浩

(中國國家鐵路集團有限公司 運輸調(diào)度指揮中心，北京 100844)

南倉站作為中國鐵路北京局集團有限公司(以下簡稱“北京局集團公司”)三大主要編組站之一，位于京滬線(北京—上海)和津山線(天津—山海關(guān))的交匯處，是京九線(北京—九江)引入天津樞紐的起點，承擔(dān)著經(jīng)天津樞紐地區(qū)去往國內(nèi)各方向貨物列車的編解和中轉(zhuǎn)作業(yè)任務(wù)，是華北地區(qū)乃至全國鐵路網(wǎng)中重要的區(qū)域性編組站。伴隨著京滬線等各主要干線能力的充分挖掘，線路區(qū)間能力得到釋放，而現(xiàn)階段南倉站無法有效適應(yīng)其作業(yè)需求，點、線矛盾日益突出。目前，影響南倉站作業(yè)能力的因素主要有車站作業(yè)設(shè)備能力、到達車流及出發(fā)車流的均衡性等。通過分析南倉站作業(yè)能力特點及其影響因素，探討車流不均衡產(chǎn)生的原因，進而從設(shè)備設(shè)施擴能改造、作業(yè)組織優(yōu)化調(diào)整等方面有針對性地提出對策建議。

1 南倉站主要設(shè)備設(shè)施作業(yè)能力分析

南倉站為特等站，是雙向混合式三級六場編組站，分為下行系統(tǒng)和上行系統(tǒng)。南倉站站場示意圖如圖1所示。南倉站下行系統(tǒng)有下行到達場(II場)、下行直通場(I場)、下行編發(fā)場(III場)，發(fā)車方向為天津、北塘、德州方向；上行系統(tǒng)有上行到達場(IV場)、上行編組場(V場)、上行出發(fā)場(VI場)，發(fā)車方向為北京、霸州、滄州方向。其中，下行到達場、上行出發(fā)場連接京滬線(北京方向)、南曹線(南倉—曹莊)、京九線，上行到達場、下行直通場、下行編發(fā)場連接京滬線(德州方向)、津山線、天津北環(huán)線。以2020年7月—2021年1月為統(tǒng)計時期，對南倉站咽喉通過能力、到達場接車能力、調(diào)車機改編能力進行分析。

圖1 南倉站站場示意圖Fig.1 Layout of Nancang Station yard

1.1 咽喉通過能力分析

調(diào)取列車調(diào)度指揮系統(tǒng)(TDCS)統(tǒng)計數(shù)據(jù)和現(xiàn)場寫實，重點分析上行出發(fā)場北咽喉、下行編發(fā)場及下行直通場南咽喉的通過能力。通過查閱《南倉站行車工作細則》和南倉站設(shè)計能力資料可知，上行出發(fā)場北咽喉設(shè)定通過能力為112列/d，下行編發(fā)場及下行直通場南咽喉則為131列/d。統(tǒng)計時期內(nèi)，上行出發(fā)場北咽喉實際發(fā)車107.7列/d，單日最大 111列，達到設(shè)定能力的99.1%；下行編發(fā)場及下行直通場南咽喉實際發(fā)車124列/d，單日最大129列，達到設(shè)定能力的98.5%。由此可知，現(xiàn)階段南倉站發(fā)車咽喉能力利用率均已達飽和，對車站作業(yè)的制約性非常明顯，咽喉通過能力無法滿足現(xiàn)階段作業(yè)需要，在入口車流大量涌入時，駝峰作業(yè)能力與出發(fā)場咽喉能力緊張的矛盾問題突出。

1.2 到達場接車能力分析

基于TDCS和現(xiàn)場寫實數(shù)據(jù)，研究南倉站上行到達場和下行到達場的接車能力，其中上行到達場共有11條到發(fā)線、4條機車走行線，下行到達場共有14條到發(fā)線、2條機車走行線。通過查閱《南倉站行車工作細則》和南倉站設(shè)計能力資料可知，上行到達場設(shè)定接車能力為118列/d，下行到達場設(shè)定接車能力則為145列/d。統(tǒng)計時期內(nèi)，上行到達場實際到達112.3列/d，達到設(shè)定能力的95.2%，其中單日最大116列；下行到達場實際到達138.5列/d， 達到設(shè)定能力的95.5%，其中單日最大143列。由此可知，現(xiàn)階段南倉站到達場接車能力已趨飽和，將成為瓶頸區(qū)段，無法滿足目前及未來貨運增量的作業(yè)需求，尤其當(dāng)車流不均衡集中到達時，極易造成外圍車流堵滯，給南倉站正常作業(yè)造成極大的 壓力。

1.3 調(diào)車機改編能力分析

南倉站共配備6臺調(diào)車機，其中4臺為主要調(diào)車機(即4調(diào)、5調(diào)、2調(diào)、1調(diào))，2臺為輔助整理調(diào)車機(即6調(diào)、7調(diào))。2020年南倉站調(diào)車機使用情況如表1所示。在有效生產(chǎn)時間中，以設(shè)計標準使用時間1 105 min/d為基準，作業(yè)效率最高為1調(diào)，為1 084 min/d，能力利用率高至98.1%，作業(yè)效率最低為7調(diào)，為830 min/d，能力利用率為75.1%，6調(diào)、7調(diào)能力利用低于調(diào)車機平均實際使用時間939.5 min/d。在非有效生產(chǎn)時間中，調(diào)車機實際平均使用時間312.8 min/d大幅高于設(shè)計標準時間215 min/d，其中除1調(diào)占用188 min/d低于設(shè)計標準外，其他調(diào)車機均遠高于設(shè)計標準。在停輪時間中，所有調(diào)車機實際使用時間均高于設(shè)計標準120 min/d，其中6調(diào)最高為214 min/d，1調(diào)最低為168 min/d。

2020年南倉站主要調(diào)車機的日均解編列數(shù)為下行系統(tǒng)4調(diào)解40列/d、5調(diào)編45列/d，上行系統(tǒng) 2調(diào)解42列/d、1調(diào)編48列/d。結(jié)合表1數(shù)據(jù)，根據(jù)駝峰解體能力計算公式，求得下行系統(tǒng)駝峰日均實際解體能力46列/d，上行系統(tǒng)駝峰日均實際解體能力50列/d。而根據(jù)牽出線編組列車能力計算公式，求得下行系統(tǒng)日均實際編組列車能力51列/d，上行系統(tǒng)日均實際編組列車能力55列/d。

表1 2020年南倉站調(diào)車機使用情況 min/dTab.1 Shunting machine usage at Nancang Station in 2020

由此可見，南倉站4臺主要調(diào)車機實際解編能力均未達到設(shè)計標準，這是因為到達車流中存在一定數(shù)量的違編車流和禁溜車輛，致使站整作業(yè)和送禁溜線時間增多，各方向出入庫機車交叉進路干擾嚴重，直接占用了調(diào)車機的有效作業(yè)時間，影響了解編作業(yè)效率。此外，6調(diào)、7調(diào)不但需承擔(dān)站整作業(yè)，且還需承擔(dān)場間車流交換、專用線取送作業(yè)，作業(yè)范圍遠超主要調(diào)車機，導(dǎo)致場內(nèi)和場間運行時間增加，同時等待信號和排列進路的幾率增多，等信號時間占全天作業(yè)時間的10%，對效率影響較大[1]，進而造成非有效作業(yè)時間高于其他調(diào)車機。

從上述分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段南倉站咽喉、到達場、調(diào)車機等設(shè)備使用能力均已達飽和，難以滿足鐵路日益增長的作業(yè)需求。同時，南倉站作業(yè)能力不僅取決于實際內(nèi)部設(shè)備的作業(yè)能力，也取決于到達車流和出發(fā)車流的均衡性。

2 南倉站到達與出發(fā)車流分析

通過計算時均到達或者出發(fā)的貨物列車數(shù)，分析每日不同時段列車到達或者出發(fā)的分布情況，得出南倉站到達車流與出發(fā)車流的分布特征規(guī)律[2]。整體來看，到達車流和出發(fā)車流均存在不均衡性，對南倉站作業(yè)組織影響較大，各系統(tǒng)能力不協(xié)調(diào)有可能直接影響天津樞紐甚至全路運輸生產(chǎn)秩序。

2.1 到達車流分析

2.1.1 到達車流不均衡性分析

到達車流按照車流密度，分為正常到達、密集到達和惰性到達。惰性到達車流，會導(dǎo)致設(shè)備閑置作業(yè)能力虛靡；密集到達車流，超過作業(yè)能力承受范圍，導(dǎo)致車流積壓和通道堵塞；正常到達車流，則有利于車站平穩(wěn)有序作業(yè)。

南倉站下行系統(tǒng)正常解體能力為2.0列/h，高峰為3.2列/h；上行系統(tǒng)正常解體能力為2.2列/h，高峰為3.3列/h。當(dāng)?shù)竭_車流下行小于2.0列/h、上行小于2.2列/h時，將會造成駝峰和調(diào)車機設(shè)備空閑，導(dǎo)致能力虛靡。當(dāng)?shù)竭_車流下行大于3.2列/h、上行大于3.3列/h時，將會造成到達車流在到達場積壓，難以及時推峰解體，造成階段性車流堵塞。

南倉站下行到達場每日車流正常到達時間累計11.0 h，惰性到達時間累計3.6 h，密集到達時間累計9.4 h。上行到達場每日車流正常到達時間累計9.6 h，惰性到達時間累計3.9 h，密集到達時間累計10.5 h?？芍?，每日不均衡到達的時段下行系統(tǒng)共13 h，占比54.2%，上行系統(tǒng)共14.4 h，占比60.0%。因此，南倉站存在車流到達不均衡，且上行系統(tǒng)不均衡性較下行系統(tǒng)更為明顯。

2.1.2 原因分析

導(dǎo)致車流到達不均衡主要有以下方面因素：①施工天窗時段安排不合理。與南倉站銜接的線路施工天窗都安排在第2班(6 : 00—18 : 00)，此時段車站貨物列車到達相對集中，涉及的施工線路卻無法放行列車。②京滬線、京九線、津山線3條與南倉站相關(guān)的主要干線，列車運行圖固定鋪畫的旅客列車數(shù)在第2班(6 : 00—18 : 00)比第1班(18 : 00—次日6 : 00)要多25.8%，直接擠占第2班貨物列車的通道能力。③突發(fā)事件的不利影響。例如，汛期水害造成線路斷道，致使列車運行中長時間滯留，無法正常接續(xù)，直接造成車流到達呈現(xiàn)斷崖式不均衡。 ④機車因素對貨物列車的影響。在車站作業(yè)能力和機車數(shù)量有限情況下，車站必會優(yōu)先組織有該方向機車的車流。如若缺少該方向機車，車站組織此方向車流并無太大意義，將該方向車組集結(jié)成列拉至出發(fā)場，反而易造成出發(fā)場到發(fā)線的擁堵緊張。

2.2 出發(fā)車流分析

2.2.1 出發(fā)車流不均衡性分析

從出發(fā)車流方面，南倉站下行系統(tǒng)正常編組能力為2.0列/h，高峰為3.2列/h；上行系統(tǒng)正常編組能力為2.2列/h，高峰為3.3列/h。當(dāng)出發(fā)車流下行大于3.2列/h、上行大于3.3列/h時，車流出發(fā)速率超過到達解體速率，則本系統(tǒng)處于作業(yè)暢通狀態(tài)。當(dāng)下行小于2.0列/h、上行小于2.2列/h時，車流出發(fā)速率低于到達解體速率，造成到達車流在到達場積壓，無法及時推峰解體，造成階段性車流堵塞。

南倉站下行出發(fā)場每日車流正常出發(fā)時間累計為12.2 h，集中出發(fā)時間累計為7.0 h，順延出發(fā)時間累計為4.8 h。上行出發(fā)場每日車流正常出發(fā)時間累計為10.2 h，集中出發(fā)時間累計為7.7 h，順延出發(fā)時間累計為6.1 h?？芍?，每日不均衡出發(fā)的時段上行系統(tǒng)共計為13.8 h，占比57.3%，比下行系統(tǒng)多2 h。可見，南倉站同樣存在出發(fā)車流不均衡，且上行系統(tǒng)較之下行系統(tǒng)更為突出。

2.2.2 原因分析

南倉站出發(fā)車流按照是否正點區(qū)分，分為出發(fā)正點和出發(fā)晚點。其中，出發(fā)晚點分為初始晚點和連帶晚點[3]。南倉站出發(fā)車流不均衡主要受車流出發(fā)晚點影響，其主要有以下方面原因。①車流到達晚點。南倉站車流到達不均衡，集中到達極易超過車站設(shè)備承受能力，導(dǎo)致車流積壓，致使接續(xù)車流出發(fā)晚點。②設(shè)備故障影響，分為設(shè)備老化等自身原因和自然災(zāi)害等外在原因。設(shè)備故障具有偶發(fā)性和不確定性，短時難以找到規(guī)律。③機車因素延誤。南倉站屬多方向車站，機車出入庫、轉(zhuǎn)線進路交叉干擾嚴重[4]，時常造成在出發(fā)場車流備妥的條件下，出發(fā)機車無法及時掛車出發(fā)。④站整作業(yè)影響。南倉站推峰解體因車輛本身、裝載貨物及設(shè)備天氣影響，時常進行站整作業(yè)。通過調(diào)取南倉站2020年全年駝峰作業(yè)數(shù)據(jù)可知，全站解體列數(shù)中日均站整作業(yè)次數(shù)發(fā)生率為13.1%，調(diào)車機站整作業(yè)耗時占總生產(chǎn)作業(yè)時間為6.1%。

3 提升南倉站作業(yè)能力對策建議

3.1 設(shè)備設(shè)施擴能改造

（1）出發(fā)場咽喉擴能改造?？煽紤]在上行出發(fā)場、下行編發(fā)場處各增設(shè)1條發(fā)車外包線，增加平行發(fā)車進路，減少相互交叉干擾，同時對發(fā)車端渡線與進路重新規(guī)劃調(diào)整，以便更好釋放通道能力。

（2）增加線路數(shù)量。建議下行到達場到發(fā)線由14條增至16條，上行到達場到發(fā)線由11條增至 14條。經(jīng)改造升級后，下行到達場每日線均能力由原先10.4列增至12.2列，上行到達場每日線均能力則由原先10.7列增至12.8列。此外，將下行編發(fā)場 30道、31道、32道及上行編組場21道、22道設(shè)置為專門的車流交換線，可以避免對其他分類線造成交叉干擾，為處理違編車流提供條件。

（3）上行編組場設(shè)備改造后增加直接發(fā)車功能。上行編組場增加直接發(fā)車功能有助于減輕上行出發(fā)場發(fā)車壓力，減少列車編組時間和車列轉(zhuǎn)場時間，降低調(diào)車場尾部咽喉占用次數(shù)和時間，從而提高編組場尾部作業(yè)能力。經(jīng)設(shè)備改造后，日均減少無效待編等待時間共計1 743.4 min。此外，靈活使用編組場分類線，最大限度利用分類線的能力。由于到達車流的不均衡性和違編車流的不確定性，對分類線的運用應(yīng)視情況靈活掌握。例如，在無調(diào)中轉(zhuǎn)車流集中到達而有調(diào)中轉(zhuǎn)車流不足情況下，可視情況將無調(diào)車流改為有調(diào)車流整列推峰解體。這樣可以及時騰空到達場到發(fā)線，保證外圍車流的平穩(wěn)有序接入。

（4）增設(shè)并優(yōu)化使用調(diào)車機[5]。南倉站需增設(shè) 1臺解體調(diào)車機和1臺編組調(diào)車機，根據(jù)實際作業(yè)需要，均可在上下行系統(tǒng)范圍內(nèi)使用。同時，優(yōu)化調(diào)整6調(diào)、7調(diào)的作業(yè)范圍，將6調(diào)作為場間車流交換的專用調(diào)車機，7調(diào)作為專用線取車作業(yè)的專用調(diào)車機。調(diào)車機經(jīng)優(yōu)化配置后，全站每日解編能力增容為，下行系統(tǒng)解體52.0列/d、編組60.1列/d，上行系統(tǒng)解體57.5列/d、編組63.0列/d。此外，建議合理制定調(diào)車機使用計劃和應(yīng)急預(yù)案，確保車流密集到達情況下儲備能力充足。

3.2 作業(yè)組織優(yōu)化調(diào)整

（1）優(yōu)化調(diào)整作業(yè)人員排班。根據(jù)到達車流及出發(fā)車流每日不均衡的特性，將車站值班員等作業(yè)人員排班有針對性地重新優(yōu)化調(diào)整：對于車流集中到發(fā)的時段加大作業(yè)人員投入，以更好適應(yīng)集中車流對車站作業(yè)的影響沖擊，反之在車流稀疏到發(fā)的時段適當(dāng)減少作業(yè)人員投入，亦能滿足車站作業(yè)需求。

（2）調(diào)整旅客列車運行圖結(jié)構(gòu)和施工維修天窗安排。現(xiàn)階段旅客列車運行圖結(jié)構(gòu)和施工維修天窗安排不合理是造成車流不均衡到達的主要原因之一，對此可以采取以下優(yōu)化措施：①合理調(diào)整旅客列車運行圖結(jié)構(gòu)，組織晝夜均衡運行，調(diào)整晝夜兩時段的旅客列車，京滬線、京九線、津山線旅客列車對數(shù)在原有基礎(chǔ)上第1班分別增加4對、6對、4對，同樣第2班對數(shù)進行相應(yīng)減少。②圍繞車流變化，合理調(diào)整施工維修天窗時間。建議對與南倉站銜接的線路部分施工維修天窗時間進行調(diào)整，京滬線由原先6 : 00開始往后推遲1 h；京九線由14 : 30開始調(diào)整為2 : 00開始；津山線由14 : 00開始調(diào)整至22 : 00開始。

（3）促進相關(guān)編組站、區(qū)段站合理編車。建議豐臺西站等相關(guān)車站嚴格遵守列車編組計劃，盡量避免編組違編車流，同方向的多組禁溜車輛盡可能成組編組，或編組整列到站車流，減少在南倉站的改編作業(yè)。此外，對于整列到站的直通車流，南倉站在線路條件允許情況下，直接接入到達場直通線，減少車流站內(nèi)周轉(zhuǎn)時間。建議相關(guān)單位建立考核機制，對隨意違反列車編組計劃開行違編車流列車的行為，嚴格管理和考核，為后續(xù)規(guī)范分界口列車交接打好基礎(chǔ)[6]。

（4）強化衛(wèi)星站北倉站和天津北站的輔助功能。在南倉站車流集中到達時，北倉站和天津北站可以充當(dāng)南倉站的臨時到達場功能。同時，也可放置南倉站的少量保留車和發(fā)揮臨時交換場的作用。

（5）加強作業(yè)人員管理。通過舉辦定期專業(yè)知識培訓(xùn)及崗位練技競賽，樹立專業(yè)技術(shù)能手典型，進一步提高車站現(xiàn)有作業(yè)人員整體業(yè)務(wù)素質(zhì)。建立激勵考核機制[7]，以每月或每旬為動態(tài)周期，將車站每日解編貨車輛數(shù)、裝卸車數(shù)等作為主要參考指標，對所有作業(yè)人員進行量化考核約束與獎勵。

4 結(jié)束語

南倉站現(xiàn)有作業(yè)能力已趨飽和，在未來鐵路貨運大幅增量的新形勢下，若不采取有效措施，形勢將更加嚴峻。因此，需要不斷完善車站設(shè)施設(shè)備，補充硬件短板[8]，加強作業(yè)組織優(yōu)化，消除能力瓶頸因素，同時規(guī)范相關(guān)編組站、區(qū)段站嚴格執(zhí)行列車編組計劃規(guī)定，杜絕違編車流，保證南倉站外圍車流均衡性到達，進而提高車站作業(yè)效率和優(yōu)化作業(yè)能力，使南倉站真正發(fā)揮出天津樞紐地區(qū)核心編組站的作用功能。