铁路重载运输车流组织与编组站改编能力优化方法

铁路重载运输车流组织与编组站改编能力优化方法

贾磊

哈尔滨铁路局调度所黑龙江哈尔滨150000

摘要：考虑重载因素后，路网上的车流组织方案将发生变化，编组站的改编能力需求会随之改变；同时，编组站的改编能力配置又决定着车流组织方案的有效部署。因此，二者是相互联系、相互影响的共同体，需要进行联合优化。

关键词：铁路重载运输；车流组织；编组站；改编能力

现有研究成果在优化编组站的分工和布局时，未考虑重载与非重载列车之间的区别和联系，难以如实地反映出路网运输组织规律。一方面，重载列车较非重载列车在编成辆数上有明显提高，在集结、运行和中转的过程中费用消耗会相对上升；另一方面，由于重载运输具有规模效应，因此能够扩大市场份额，增加运输收入。

1减少重载列车对编组站作业影响的方法

在重载运输条件下，传统的车流组织模式对编组站的作业组织及设备要求有很大影响，而采用合理的车流组织模式，多组织装车地直达重载运输，减少和选取合适的重载列车技术作业停站，可以较好地解决重载运输对编组站调车系统带来的影响。近年来，铁路部门不断积极探索铁路货物运输组织模式，如“大客户战略”、“战略装车点策略”、“煤运通道建设”、“路企直通运输”等，不仅有助于发展装车地直达运输，而且有利于我国重载运输技术的推广运用。

2适应重载运输发展的编组站站场改造对策

2.1驼峰调速系统改造

2.1.1驼峰调速系统存在的问题

无论是以提高轴重方式还是以扩大列车编组方式开行重载列车，对编组站驼峰调速系统的影响都是很大的，扩大列车编组要求驼峰调速系统的速度控制范围增大，货车轴重提高要求驼峰调速系统的制动力增加。随着我国铁路货车轴重的不断提高，重载车辆的使用数量日益增大，既有驼峰调速系统的制动能力呈现不足。另外，重载车辆在驼峰溜放作业过程中对减速顶和线路的冲击与磨耗加大，使减速顶的维修量增加，减速顶的使用寿命缩短。

2.1.2提高驼峰调速系统的制动能力

（1）提高减速器制动能高。对于减速器制动能高及机械强度不能满足重载车辆需要的问题，应提高减速器对重载车组抗冲击的机械强度，适当提高减速器的单位制动能高或总制动能高，使其满足对轴重23t及以上重载车辆的控制要求。减速器的主要改进方法有：①提高制动钳组强度，制动钳组是减速器受力最大的关键部件，是其薄弱环节，通过改进结构设计，采用多种新技术，使各零部件的主要受力截面均满足大轴重载荷的强度要求；②采用合理的手段解决对车辆的制动锁闭和缓解解锁问题；③在保证减速器重载强度的条件下适当提高减速器制动能高；④采用重型制动轨，如75kg/m钢轨，以延长制动轨使用寿命，减少制动轨的更换次数；⑤采取多种措施减少易磨损零部件的损耗。

（2）提高减速顶的制动功。提高减速顶的制动功可以采用增加减速顶安装数量、提高单个减速顶的制动功及两者相结合的方法。减速顶安装数量主要取决于计算车辆总重，主要解决在股道上安装增加的减速顶问题，一是采用新型安装结构的减速顶，以降低施工难度，减少对运输生产的干扰和缩短施工周期；二是将既有减速顶的制动功标准提高。

2.2改进驼峰设计

2.2.1传统驼峰设计理念存在的不足

传统的驼峰峰高及溜放部分纵断面设计是根据原有货车车型结构，考虑难行车在不利条件下溜放到难行线计算点停车确定的，对于中行车和易行车，主要通过驼峰溜放部分纵断面设计及调速系统设计来抵消车辆溜放过程中多余的动能，从而货车能以安全连挂速度溜放到调车场中与股道内已停留车辆进行安全连挂，并停在股道中的相应位置。与将中行车或易行车作为峰高设计车型相比，采用难行车计算出来的驼峰峰高是最高的，工程费用也是最高的；相应的调速设备的制动能高也是要求最高的，即需要投入更多的调速设备及要求更大的制动能力。

大轴重货车由于质量大、阻力小，必然成为原设计规范中的易行车甚至更易行车，在原有设计峰高条件下，溜放过程中具有更多的能量需要加以抵消，从而造成既有调速系统制动能力不够的问题。如果单纯从调速系统改进考虑，不能从根本上解决问题，过多铺设减速器或减速顶，一方面会受到合适铺设位置所限，且施工对运营同样会造成影响；另一方面会增大驼峰能耗，不符合当前节能环保的社会发展趋势。因此，有必要改变传统的驼峰设计理念，从驼峰峰高及纵断面设计着手以更好地解决这个问题。

2.2.2驼峰设计理念的改进

（1）修订驼峰设计规范中的设计车型。目前，我国《铁路驼峰及调车场设计规范》计算车辆类型易行车采用总重80t满载C60，车长13.438m，受风面积7.94m2。新型C70货车总重93.6t，车长13.976m，受风面积7.94m2。两种车辆的外部参数相差不大。根据相关计算和测试，新型货车基本阻力略小。由于新型货车是今后发展的主型货车，货车载重量将逐步提高，建议驼峰设计规范中易行车的计算类型改为采用满载C70，总重按93.6t计算。中行车和难行车的设计标准也应相应改变。当改变驼峰设计车型后，驼峰峰高的设计高度将呈降低的趋势。随着车辆大型化，低载重的货车逐步淘汰后，根据新的驼峰车型设计标准，原有的中行车可能成为难行车、易行车可能成为中行车，如仍按目前驼峰设计的“三难”条件确定驼峰高度，新标准下的难行车溜放阻力减小，计算出的驼峰峰高相对原有峰高是降低的，但降低的幅度有赖于选取的设计车型。

（2）改进驼峰设计条件。从货车车辆发展的趋势看，随着车辆轴重、载重的增加，原有的难行车逐步被淘汰，而新型货车比原有的易行车更加易行。如果改变驼峰峰高设计思路，不采用“三难”条件，而选择采用折中条件，如中行车在不利条件下溜到难行线等，将使驼峰设计高度进一步降低，工程费用减少，调速系统设备数量及制动能高降低，而且货车车辆的进一步发展，通过调整加减速设备的布设实现新的调速要求相对较容易，改造费用也较少，并可以采用在溜放径路上布设适当的加速设备来解决难行车到难行线的动能不足问题。如果不对既有驼峰及调速系统进行改造，为了防止重载车辆超速连挂或溜出调车线，应降低驼峰推峰速度，但将造成驼峰作业效率下降。

2.3编组站场型设计

在重载运输条件下，重载列车的长度比普通货物列车有显著增长，在货车轴重一定的前提下，列车质量级别越高，列车长度增加的幅度越大。由于三级式的编组站布置图形本身就存在站坪长度长、占地多、选址不便的问题，此时如继续对相关车场进行延长将使此问题更加突出，且由于受到用地限制，改造起来难度较大。为了减少重载运输对编组站作业的影响，重载列车应该不进入或减少进入编组站调车系统作业，主要在到发场办理相关的技术检查及组合分解作业。因此，编组站场型改造主要是延长到发场及改变到发线的设计形式；调车系统的改造主要是驼峰及调速设备的改造及应用大功率调车机车，调车场、牵出线可以不改或改动很小。

结语

通过构建考虑重载因素的铁路车流组织与编组站改编能力联合优化模型，采用变异蚁群算法实现模型的求解，为客货分线后的运输组织优化及编组站规划布局提供了新的思路和方法。应用模型优化得到不同运量涨势下的车流组织方案及编组站的改编能力配置方案。在既有线能力释放和重载运输发展的条件下，重载直达和非重载直达去向的总量会不断增加，其中重载直达去向的涨势较为明显。重载和非重载开行方案改变后，全路的改编需求发生变化，对应生成的编组站扩能方案也不同。编组站的改编能力配置方案与车流组织方案是相互关联、一变俱变的共同体，在实际应用中要具体问题具体分析。

参考文献

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[3]马彩雯.铁路重载运输组织[M].北京：中国铁道出版社，2015：145-147.