鐵路運用車優化分布模型研究

曾衛東

（鐵道部 運輸局，北京 100844）

鐵路運用車優化分布模型研究

曾衛東

（鐵道部 運輸局，北京 100844）

為提高運用車保有量計算的科學性、合理性和準確性，并充分反映鐵路運輸生產實際，提出運用車優化分布模型的總體思路，以裝車及使用車去向計劃、列車編組計劃、施工運行圖、貨車停留時間標準、貨車運用與貨物作業統計，以及鐵路網結構作為模型計算依據。并且對鐵路局管內重車車輛日和空車車輛日的確定給出具體計算方法與計算過程，從而得到各鐵路局管內運用車車輛日，即最小日運用車數量。

鐵路；運用車；保有量；車輛日

隨著鐵路的快速發展，為充分滿足貨主的運輸需求，提供較好的運力保障，在保證重點物資運輸的前提下，對鐵路運用車合理利用提出了更高的要求。既有運用車保有量計算方法主要依據每日的工作量和貨車周轉時間，而每日工作量和貨車周轉時間的統計數據受到統計時間、計算區域、空重車比例等多種因素的影響，往往具有較大的模糊性，難以真實反映全路或各鐵路局的運輸生產實際。為了提高運用車保有量計算的科學性、合理性和準確性，并充分體現鐵路運輸生產實際，提出基于車輛日的運用車優化分布計算思路與模型。

1 運用車優化分布模型的總體思路

由于不同時期影響鐵路運用車分布的因素有所不同，單純依靠本月的統計數據推算下月的運用車保有量，會產生較大的偏差。為了準確反映下月各種因素對運用車保有量的影響，需要綜合考慮運輸計劃的波動性、施工計劃的影響等因素。因此，對運用車保有量的計算思路主要依據本月制定的下月裝車計劃、既有車流徑路和列車編組計劃、考慮下月施工計劃的列車運行圖等基礎文件，從重車保有量和空車保有量兩大方面分別建立重空運用車計算模型，其主要思路如下。

1.1 重車保有量的計算思路

根據全路下月的裝車及使用車去向計劃 (OD流)、既有車流徑路和列車編組計劃、下月的施工運行圖 (考慮下月維修施工計劃后的列車運行圖)、重車流經由技術站的中轉停留時間 (有調中轉停留時間、無調中轉停留時間)、裝卸站的貨物作業時間標準和裝卸次數等因素，推算出各鐵路局管內一日的重車車輛小時，并換算成車輛日，即為該鐵路局下月最小的重車保有量，也就是理想狀態下的最小重車運用車數。

1.2 空車保有量的計算思路

在已知重車保有量計算的各相關參數條件下，根據空率參數，可計算空車保有量。

1.3 運用車保有量的計算思路

運用車優化分布模型的計算目標是：

min(運用車保有量)＝min(重車保有量)＋min (空車保有量)

即：平均總運用車車輛日＝重車車輛日＋空車車輛日。

2 模型計算依據

（1）下月的裝車及使用車去向計劃。通過本月匯總的下月裝車及使用車去向計劃、車流徑路可以確定鐵路局管內工作車的數量 (即管內各站一日內自裝的管內工作車數和一日內由局間分界口接入的管內工作車數之和)、移交重車的數量 (即一日內鐵路局自裝的移交重車數和由局間分界口接入的移交重車數之和)，以及各支重車流經由的路徑。

（2）既有列車編組計劃。列車編組計劃中可以確定列車的始發、終到站，編組輛數，車流的有調和無調作業站，各技術站的中轉作業車數等。

（3）下月的施工運行圖。從根據下月施工計劃編制的列車運行圖，可以確定出各 OD 點、各種車流編入列流的數量和時間分布情況，列車中重車流的旅行時間、無調中轉停留時間和列車從分界口接入或交出的時間。

（4）貨車在站停留時間標準。貨車在站停留時間標準主要包括貨車在各技術站的有調停留時間和無調停留時間標準、在各主要裝卸站的貨物作業停留時間標準。

（5）貨車運用與貨物作業日常統計結果。在推算下月日均運用車的車輛日過程中，根據上月各裝卸站每日貨物作業情況的統計結果，推測出下月各裝卸站的貨物作業情況；在確定局間分界口接入或交出重空車數量和時間時，假定相同 OD 點的重車流到達局間分界站是均勻分布在運行圖規定的運行線上；并且考慮空車走行公里和空車走行率等統計數據。

（6）現有鐵路網結構。根據現有鐵路網結構可以確定出各鐵路局分界口的位置、線路里程、主要技術站、貨運站及裝卸點的位置。鐵路網結構作為基礎數據在短時期內一般不會有大的變化。

3 鐵路局管內重車車輛日的確定

3.1 計算方法

在現有鐵路網結構下，根據本月匯總的下月裝車及使用車去向計劃推算出管內裝車、接入重車數量，以及重車流的 OD 點 (裝卸站)；根據車流徑路和列車編組計劃推算出重車流的產生區段、可編入列車的始發和終到站、編組輛數、經過的有調和無調作業站；根據本月制定的下月施工運行圖推算出重車流可以編入的列車、列車數量、列車時間分布、列車的旅行時間、無調中轉停留時間，以及從局分界口接入和交出的時刻、裝車完畢后發車和到達卸車站的時刻；各主要技術站的中轉停留時間標準則根據車站的統計結果查定；各主要裝卸站的貨物作業時間標準根據統計結果查定。

在確定重車流一日內可編入列車的分布時 (組流上線時)，可以按照列車編組輛數、車流量、列車數量等進行平均分配。

確定上述參數后，將全部重車流在鐵路局管內運行區段的旅行車輛小時、在技術站的中轉車輛小時、在裝卸站的貨物作業車輛小時相加，即得到全部重車車輛小時，將其除以 24 h 即為鐵路局管內重車車輛日。

3.2 計算過程

3.2.1 計算鐵路局管內的重車旅行車輛小時

根據裝車及使用車去向計劃確定每日的裝車數和接入重車數，以及其 OD 點，然后根據車流徑路、貨物列車編組計劃和列車運行圖，確定出其所經由的徑路和可編入的列車，以及列車在運行圖中的分布情況。計算各運行線在一日內各區段的列車旅行時間與該區段重車數量乘積的總和，即可計算得到鐵路局管內總的重車流旅行車輛小時。

對于在一個區段內列車編組內容基本不變的技術直達列車、直通列車和區段列車，根據該區段相應時段的貨物列車運行線，預計列車進入該區段的時刻和到達該區段終點站的時刻，推算出列車在該區段的車輛小時。對于在區段內運行的摘掛列車和小運轉列車，以區段內作業量較大的貨運站為分界點，根據列車編組內容和中間站的待掛運重車情況，確定列車的作業站，結合列車運行圖中摘掛列車和小運轉列車的車站作業時間標準，分析得出列車在該區段的車輛小時。

（1）根據裝車及使用車計劃確定鐵路局管內每日裝車數和接入重車數，以及其 OD 點。

（2）根據貨物列車編組計劃和列車運行圖，確定每支OD重車流可編入的列車運行線。

（3）根據列車運行圖確定列車運行線的經由區段，以及經過各區段分界點的時刻。

（4）根據列車運行線在各主要技術站的時刻，分區段計算列車旅行時間。

（5）分區段計算重車流的旅行車輛小時。

（6）匯總各區段重車流的旅行車輛小時，得到總的重車流旅行車輛小時。

3.2.2 計算鐵路局管內重車中轉停留車輛小時

重車流在編組站的作業分為兩種：無調中轉作業和有調中轉作業。因此，重車流在編組站的車輛小時包括無調中轉停留車輛小時和有調中轉停留車輛小時兩部分。

（1）無調中轉停留車輛小時的推算。在編組站進行無調中轉作業的列車，根據列車到達時刻，參考《車站行車工作細則》中無調作業時間標準和基本運行圖中預計列車出發時刻，進行無調中轉停留車輛小時的推算。對在編組站進行少量補減軸作業的列車，還應考慮附加相應的調車作業時間。

根據裝車及使用車去向計劃和列車編組計劃推算出鐵路局管內各技術站一日內重車流無調中轉車數，再根據列車運行圖推算出重車流在技術站的無調中轉停留時間，取兩者的乘積進行累加即可得到各鐵路局管內總的重車流無調中轉停留車輛小時，即：

（2）有調中轉停留車輛小時的推算。對于編組站和較大的區段站，按照到達—解體—集結—編組—出發的作業過程進行分析。一般根據車站存車和作業進程，按照貨物列車編組計劃，對到達車站的每一車輛進行作業流程的統計分析，由預計到達車站的時間估算出該方向車流的集結時間和列車出發時刻。

根據以往的統計數據查定各主要技術站的有調中轉停留時間標準，根據貨物運輸計劃和列車編組計劃推算出鐵路局管內各技術站一日內重車流有調中轉車數，取兩者的乘積進行累加即可得到鐵路局管內總的重車流有調中轉停留車輛小時，即：

（3）總中轉停留車輛小時的推算。為了簡化模型的計算過程，在實際推算中，按照各技術站日常統計的中轉停留時間標準取值，即根據各主要技術站的中轉停留時間標準，以及根據裝車及使用車去向計劃、列車編組計劃推算出鐵路局管內各技術站一日內重車流的中轉車數N中i，取兩者的乘積并進行累加即可得到鐵路局管內總的重車中轉停留車輛小時，即：

3.2.3 計算鐵路局管內重車貨物作業停留車輛小時

根據重車在裝卸站的入線前停留時間、站線作業停留時間或專用線作業停留時間等查定貨物作業停留時間，即根據統計結果查定各主要裝卸站的貨物作業停留時間標準Tzi，根據貨物運輸計劃和列車運行圖推算出鐵路局管內各裝卸站一日內的裝卸車次數Czi，取兩者的乘積進行累加即可得到鐵路局管內總的重車貨物作業停留車輛小時，即：

式中：Czi為裝卸站 i 一日內裝卸車次數，根據列車編組計劃對各支車流的徑路分析，以及貨物運輸計劃推算出一日內在貨物作業站的裝卸車次數；Tzi為裝卸站 i 一次貨物作業平均停留時間標準，根據統計結果查定。

3.2.4 計算鐵路局的重車車輛日

將鐵路局管內一日內的重車流在區段的總旅行車輛小時、在技術站的總中轉停留車輛小時、在裝卸站的總貨物作業停留車輛小時，三者累加求和，并將其除以 24 h 即可求出該鐵路局的重車車輛日。

4 鐵路局管內空車車輛日的確定

4.1 計算方法

按照模型研究思路，在未知空車調整計劃的前提下，采用空車走行率計算參數，推算鐵路局管內空車車輛小時。空車在鐵路局管內的車輛小時，通常包括空車旅行車輛小時、在技術站的中轉車輛小時、在裝卸站的空態停留車輛小時。考慮到空車調配往往采取就近的原則，通過技術站進行中轉的空車數量較少，產生的空車中轉時間也較少，該部分空車對運用車的估算影響較小，因此在空車車輛小時推算中，對在技術站產生的平均中轉車輛小時這部分時間因素可暫忽略不計。同時，由于空車在裝卸站的空態停留時間，一般已包括在車站貨物作業平均停留時間中，可不再單獨計算。因此，鐵路局管內的空車車輛小時主要取決于空車在鐵路局管內的旅行時間。其計算方法是根據鐵路局管內重車走行公里、空車走行率推算出該鐵路局管內的空車走行公里，然后根據貨物列車旅行速度等參數，推算出鐵路局管內一日內的空車車輛小時。

4.2 計算過程

（1）計算鐵路局管內總的空車走行公里。通過計算運用車的各種重車指標，獲取重車走行公里ΣN重S重的數值，利用統計查定的鐵路局空車走行率φ，根據空車走行公里＝空車走行率×重車走行公里，計算得到空車走行公里ΣN空S空，即：

（2）計算鐵路局管內空車車輛小時。鐵路局管內的空車流旅行車輛小時根據空車走行公里和列車旅速計算得出，即：

（3）計算鐵路局總的空車車輛日。

將空車流在鐵路局管內的空車車輛小時除以 24 h 即可求出該鐵路局總的空車車輛日。

5 鐵路局管內運用車車輛日的確定

將前述推算出的鐵路局管內重車車輛日與空車車輛日兩者的數值相加，即為該鐵路局下月應該保有的最小運用車車輛日，即最小的日運用車數量。

6 結束語

基于車輛日的運用車保有量計算模型綜合考慮了鐵路運用車配置過程中的多種因素，將鐵路運輸計劃、車流徑路、列車運行圖、施工計劃等融為一體，真實反映了鐵路運營實際，其計算出的運用車保有量貼近運輸生產實際，具有很強的實用性，為合理掌握運用車分布、優化鐵路運力資源配置，提高車輛運用質量奠定了理論基礎，在確保滿足運輸需求的同時，減少車輛資源浪費，實現車輛資源利用的效率最大化。

1003-1421(2011)01-0018-04

U292.6+2

B

2010-12-24

責任編輯：林 欣