柳州南站系統(tǒng)能力協(xié)調優(yōu)化研究

周浩斌

（南寧鐵路局 運輸處，廣西 南寧 530029）

柳州南站是全路主要編組站之一，擔負著衡陽、貴陽、懷化、黎塘 4 個方向的車流改編任務。隨著國民經(jīng)濟持續(xù)快速增長和少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，柳州南站的運輸需求不斷增加，在雙向調車系統(tǒng)實現(xiàn)前，既有系統(tǒng)的運輸能力面臨著越來越大的壓力，因此進一步提高車站系統(tǒng)的能力，滿足不斷增長的運量需要，對路網(wǎng)運能的提高具有重要的現(xiàn)實意義。

1 編組站系統(tǒng)特征

按照車輛在編組站的技術作業(yè)流程，編組站單向系統(tǒng)由串聯(lián)的到解、編組、出發(fā)3個子系統(tǒng)組成，如圖1所示。各子系統(tǒng)構成一個相互聯(lián)系的排隊系統(tǒng)，亦可以看做一個動態(tài)變化、影響因素很多的隨機服務系統(tǒng)。在這個隨機服務系統(tǒng)中，上游子系統(tǒng)的輸出作為下游子系統(tǒng)的輸入，同時下游子系統(tǒng)的系統(tǒng)容量和服務速度又反饋并影響上游子系統(tǒng)的輸出。子系統(tǒng)內(nèi)部服務機構遵循一定的排隊規(guī)則，按照作業(yè)工序依次展開各環(huán)節(jié)作業(yè)，作業(yè)環(huán)節(jié)是不可逾越的。鐵路編組站的作業(yè)環(huán)節(jié)多、過程復雜，只有使作業(yè)環(huán)節(jié)、工種、人機資源、外部環(huán)境等形成良好的協(xié)調關系，編組站才能充分發(fā)揮作用，實現(xiàn)作業(yè)能力和效率最大化，同時有助于降低運營成本和提高運輸效益。

2 編組站系統(tǒng)能力協(xié)調優(yōu)化的原則

2.1 到解子系統(tǒng)

到解子系統(tǒng)能力協(xié)調的基本原則是實現(xiàn)不間斷接車，線路數(shù)量、列檢班組和調機作業(yè)能力等應滿足列車密集到達階段車列停放和作業(yè)的需要。在計算設備數(shù)量時，到解子系統(tǒng)的作業(yè)能力應以駝峰能力為基準進行配置和協(xié)調，到達場線路接車能力應大于列車密集到達階段的區(qū)間通過能力，也大于駝峰解體能力，能夠發(fā)揮“蓄洪”的作用；到達列檢和放風人員的作業(yè)能力均應大于駝峰調機作業(yè)能力，盡可能減少駝峰調機的等待時間。如果駝峰解體能力是編組站改編能力的瓶頸，則通過減少駝峰調機承擔的作業(yè)項目及作業(yè)組織優(yōu)化措施提高系統(tǒng)能力。

2.2 集結子系統(tǒng)

車輛集結能力和線路設置除滿足編組計劃規(guī)定的車流集結外，還應滿足地區(qū)車流、交換車流、空車分類、待修車輛、危險品車輛、特殊車輛等的集結需要，以及滿足高峰時期到達列車的車輛集結需要，當與車輛段的維修基地相連接時，還應考慮大量待修車的停留需要。

2.3 編發(fā)子系統(tǒng)

編發(fā)子系統(tǒng)能力協(xié)調的基本原則是滿足密集發(fā)車階段不間斷發(fā)車的需要，線路數(shù)量、牽出線、調機臺數(shù)、列檢班組等應滿足列車密集出發(fā)階段車列停放及作業(yè)的需要。直通列車到發(fā)線應相對固定，滿足無調中轉列車密集到發(fā)的需要；自編始發(fā)列車發(fā)車線通過能力應有一定富余，滿足區(qū)間通過能力緊張時發(fā)車延誤對出發(fā)線的需要。在編發(fā)子系統(tǒng)能力協(xié)調時，應以出發(fā)場線路通過能力為基準協(xié)調配置其他設備能力，編組調機作業(yè)能力、列檢組作業(yè)能力均應大于出發(fā)場通過能力。出發(fā)場發(fā)車咽喉能力通常是能力的瓶頸，在規(guī)劃設計編組站時，應合理設置機車出入段走行線和機待線，并實現(xiàn)出發(fā)場兩端進出機務段。

圖1 編組站的技術作業(yè)流程圖

2.4 編組站系統(tǒng)能力協(xié)調

調車場集結能力除應滿足車流集結需要外，還應滿足列車密集到達、出發(fā)列車晚點等車流緩沖需要。編組站改編作業(yè)調機配置，因單列車編組作業(yè)時間大于單列車解體作業(yè)時間，以及編尾調機要承擔作業(yè)車和交換車的取送作業(yè)，因此編組調機臺數(shù)應多于解體調機臺數(shù)。并且出發(fā)場線路應比到達場線路多 2～3 條，因為出發(fā)場列車占用時間長，而且出發(fā)場還要辦理直通列車的到發(fā)作業(yè)。此外，實現(xiàn)編組站系統(tǒng)能力協(xié)調還要發(fā)揮作業(yè)組織的作用。當系統(tǒng)解體能力緊張時，編組調機可承擔取送作業(yè)車、整場、推送禁溜車等作業(yè)；當編組摘掛列車或本地車流時，駝峰調機可發(fā)揮快速分解車組的優(yōu)勢，協(xié)助編組調機作業(yè)；在出發(fā)咽喉通過能力緊張時，可通過本務機車提前出段、成組出段、立即折返等方式，緩解出發(fā)咽喉能力不足。

3 柳州南站子系統(tǒng)能力分析

3.1 到解子系統(tǒng)能力及負荷分析

柳州南站到解子系統(tǒng)整體作業(yè)能力由到達咽喉、到發(fā)線、列檢、駝峰、調機等單項能力及系統(tǒng)間協(xié)調程度決定，系統(tǒng)負荷最緊張的單項能力往往成為制約系統(tǒng)整體能力的瓶頸。根據(jù) 2010 年調研查實資料，柳州南站到解子系統(tǒng)各單項作業(yè)能力與實際作業(yè)量的對比分析如表1所示。

由表1可知，柳州南站到解子系統(tǒng)中解體調機能力最為緊張，駝峰解體調機能力是制約到解子系統(tǒng)能力的瓶頸。

3.2 編發(fā)子系統(tǒng)能力及負荷分析

柳州南站編發(fā)子系統(tǒng)整體作業(yè)能力由出發(fā)咽喉、到發(fā)線、出發(fā)列檢、編尾牽出線、編組調機等單項能力及子系統(tǒng)間協(xié)調程度決定，作業(yè)負荷最緊張的單項能力視為制約編發(fā)子系統(tǒng)能力的瓶頸。根據(jù) 2010 年調研查實資料，柳州南站編發(fā)子系統(tǒng)中到發(fā)線系統(tǒng)負荷最為緊張 (見表2 )。同時編發(fā)系統(tǒng)受區(qū)間能力的限制也制約了編發(fā)系統(tǒng)的發(fā)車數(shù)量。

表1 柳州南站到解子系統(tǒng)各單項作業(yè)能力分析表

表2 柳州南站編發(fā)子系統(tǒng)各單項作業(yè)能力分析表

4 柳州南站系統(tǒng)能力協(xié)調優(yōu)化措施

4.1 到解子系統(tǒng)能力協(xié)調

柳州南站到解子系統(tǒng)中咽喉通過能力比較富余，作業(yè)能力瓶頸是解體調機作業(yè)能力，為此應提高調機能力。首先，壓縮調機固定作業(yè)時間，如減少交接班時間、輪換吃飯、調機入段整備時采用備用調機等；其次，減少調機與解體無關的作業(yè)項目，如整場、取送車、推送交換車等；再次，加快車列解體進度，如大組車快速推峰，減少駝峰間隔時間等。

采用2臺解體調機的作業(yè)能力基本上與駝峰解體能力相近，如果增加1臺調機，采用三推單溜作業(yè)方式，則駝峰解體能力成為系統(tǒng)能力的瓶頸，在作業(yè)時間標準、作業(yè)妨礙時間等條件不變的情況下，駝峰的最大解體能力理論上可達到131.3 列，提高解體能力9.5列。

列檢能力與調機能力相比，單項設備能力調機大于列檢，但從運營成本分析，列檢組只有人員成本，而調機包括設備、燃油、人員工資、維修等多種成本，調機的運營費用遠高于列檢組。因此，為了保證在列車密集到達階段不會產(chǎn)生待檢現(xiàn)象，列檢能力應大于調機能力。

到達場放風摘管作業(yè)時間大于列檢時間，運營成本相當，因此，放風班組數(shù)量不應少于列檢組數(shù)量。

在解體能力特別緊張時可采用雙溜放作業(yè)方式，但需要在調車場設置交換車停留線，并且駝峰進路控制系統(tǒng)應具備雙溜放功能。

4.2 編發(fā)子系統(tǒng)能力協(xié)調

由表2可知，編發(fā)子系統(tǒng)中咽喉通過能力最大，但繁忙咽喉道岔的利用率已達 0.81 以上，通常大于到發(fā)線的利用率，又因進路沖突等，出發(fā)咽喉能力非常緊張。采取各種措施緩解咽喉能力是編組站作業(yè)組織的重點之一。

在設備能力中，調機作業(yè)是能力瓶頸，提高能力可通過壓縮固定作業(yè)時間，或者在調機入段整備時采用備用機車，以及提高尾部編組作業(yè)效率。有些車站設有輔助調車場，用于完成摘掛列車和地區(qū)列車的編組作業(yè)，對提高改編能力比較有效。

4.3 駝峰解體能力與編組能力的協(xié)調

在作業(yè)協(xié)作方面，如果駝峰調機能力緊張而編組調機能力寬松時，可以采用替代方式，將駝峰調機的作業(yè)由編組調機承擔，如整場、推送禁溜車、本站作業(yè)車取送等。如果駝峰調機能力寬松，則可輔助編組作業(yè)，如分解摘掛列車等。

由于一臺駝峰調機能力大于一臺編組調機作業(yè)能力，因此擔當編組作業(yè)的調機臺數(shù)應不少于駝峰調機數(shù)量才能保證調車場頭尾作業(yè)平衡。

4.4 系統(tǒng)能力總體協(xié)調

除了編組站內(nèi)各子系統(tǒng)能力協(xié)調外，還要考慮編組站與區(qū)間線路能力的協(xié)調關系，盡量實現(xiàn)點線能力匹配。在到達車流的分布方面，應通過運輸組織措施，盡可能使列車均衡到達，以減少車站設備能力的虛糜；在出發(fā)場方面，應加強機列協(xié)調，在機車機型、出段時間等方面緊密配合，提高列車運行線的兌現(xiàn)率。

此外，通過進一步提高無調列車比重，可以有效緩解編組站改編系統(tǒng)的壓力，并結合出發(fā)場機列組織和列線協(xié)調，滿足運輸需求不斷增長的需要。

5 結束語

近年來，柳州南站圍繞能力制約因素，采取了很多先進的組織措施并收到了良好的效果，在全路三級三場縱列式布局的編組站中，其運輸指標長期保持先進水平，通過總結其作業(yè)方法和管理經(jīng)驗，可為其他編組站提供有益的參考。同時，柳州南站在實現(xiàn)雙向系統(tǒng)改造前，隨著作業(yè)需求的增長，研究提高柳州南站的系統(tǒng)能力，對提高西南區(qū)域路網(wǎng)的運能具有顯著的效果。