基于模糊評價的鐵路擴能方案分析與比選

摘要：近年來，呼局管內集寧-二連浩特鐵路運量逐年增長，而現有運輸能力相對嚴重不足，運能與運量之間的矛盾日益凸顯，擴能改造勢在必行。通過分析集二線既有線線路技術標準、設備條件及運輸組織情況，篩選出若干擴能改造方案，建立了方案備選集；引入模糊綜合評價理論，構建方案優選的綜合評價模型，給出綜合評價的方法步驟，以達到對集二線方案優選的目的。

關鍵詞：擴能改造；模糊綜合評價；能力分析

1 引言

擴能即指在原有鐵路設備基礎上，通過改造舊設備、增添新設備等方法，擴大鐵路通過能力，以滿足鐵路運量增長的需要[1-2]。

隨著周邊路網內相鄰線路運能的提高，集二線也應同步擴能以保證路網統一性。同時，集二線擴能改造是盡快擴大二連口岸后方通道能力的需要，是加快構建沿線地區社會經濟和諧發展的需要，是落實鐵路中長期規劃的重要舉措，是促進我國經濟平穩、快速發展的需要，是我國國防建設的需要。綜上，需對集二線擴能改造進行全局的、長遠的規劃與設計。

本文引入模糊評價的基本原理，對提出的多種適應當前線路發展需要的擴能方案進行優化比選。通過確定模糊優化參數，構建擴能方案綜合優選模型。根據現場實際調研，最大限度將定性指標量化，以保證模型求解的客觀性和適應性，最后獲得適用于集二線當前發展的滿意的擴能方案。

2 能力控制因素分析

制約集二線能力的限制因素主要包括：部分區間通過能力緊張，全線通過能力均衡性差；現行線路技術標準過低，制約客貨運量增加，尤其無法適應開行重載列車的需求；針對集二線的位置及作用，其口岸站辦理業務具有一定的特殊性，而車站現行技術作業過程、車站布局以及站內線路標準都成為制約車站能力的原因，導致集二線從端點處即產生問題。歸納如下：

2.1 部分區間通過能力緊張、均衡性差

集二線賁紅～二連浩特段為單線，區間通過能力緊張，限制區間能力利用率達95.0%。而且，賁紅～二連浩特段各區間能力均衡性較差，最大能力阿貴圖～土牧爾臺為48.0對，限制區間楚魯圖～郭爾奔敖包僅為21.2對，能力差值接近30對。受賁紅～二連浩特段單線運能限制，集寧～賁紅雙線能力利用率僅達到33.8%，造成極大程度的能力虛糜。

全線的能力限制部分在賁紅～二連浩特單線段，同時，單線地段的能力限制因素又在區間能力利用率基本已飽和的限制區間楚魯圖～郭爾奔敖包段。由于單線的均衡性明顯比雙線要差，因此可以考慮修建復線的方案，此類方案難點在于實施年的確定，以及初期、近期的實施年問題等。

2.2 現狀技術標準低

列車牽引質量是限制運能的主要因素之一，而造成牽引質量不高的主要因素：1）DF4系列機車設備技術情況；2）站內到發線有效長。

集二線采用DF4系列作為牽引機車，現有牽引質量為單機2800t，雙機4000t，DF4系列機車的計算速度偏低，增加了線路區間運行時分，嚴重影響了區間能力，并增加了旅客、司機、貨物的在途時間，降低了運輸效率，使鐵路的市場競爭能力下降。

集二線現有到發線有效長為850m。集二線近期（2013）開行5000t，遠期（2015）開行萬噸列車是發展趨勢所在。因此，延長站內到發線有效長滿足重載列車站內作業需要是集二線擴能改造，實行重載運輸的重要措施之一。

2.3 口岸站作業能力差、效率低

二連口岸站與蒙古國的扎門烏德口岸站間由寬、準軌兩條線路連接，雙方鐵路的過境運輸，采用換裝或換輪的方式組織運輸，雙方口岸站擔當各國出口貨物的運輸與進口貨物的換裝工作。二連站還承擔著旅客列車與油罐車換輪工作。

主要存在問題如下：

1）車站作業過程復雜，需要海關、邊檢、檢驗檢疫部門及蒙方交接人員密切配合，協調工作，作業環節多、周期長，平行作業能力差，調機走行距離長，車站作業能力受制約、效率低。

2）寬軌二調取送作業時需穿越準軌出國正線，作業交叉干擾多，等待時間長。

3）寬牽一和寬牽二無平行作業，在調車場只能是1臺調車機作業完成后，另1臺調車機才能開始作業，嚴重影響調車作業效率。

4）機械換裝區股道有效長度過短，換裝一列車需調機多次取送作業。

以上問題嚴重影響了二連站的作業效率，導致站內作業能力差，效率低，是限制集二線運輸能力的薄弱環節之一。

3 擴能改造方案的評價分析與優化比選

3.1 可能擴能方案分析

根據集二線未來線路發展定位中運量對于運能的要求以及區域路網內與相鄰線路保持路網統一性的要求，提出如下三種擴能方案，如表3-1所示：

4 結語

本文對鐵路既有線線路的擴能改造方案優選的方案設計進行了分析及討論，以集二線為例，提出運用模糊評價的基本原理，建立方案優選模型，并通過集合運算得到了最佳擴能方案——方案Ⅰ：初期單線內燃5000t，增設會讓站，近期修建復線。

采用模糊綜合評價的理論，把影響方案的諸多因素進行意義評價和排序，確定目標函數和約束條件，進而構建模糊優選的模型。這一過程將不確定的信息用定量的辦法加以處理，變定性決策為定量決策，增加判斷的直觀性和準確性。

但在運用模糊評價方法解決問題時，同樣存在如下問題：目標函數因為是討論的中心問題，往往能準確的確定，而約束條件即制約因素由于彼此間的相互聯系及影響，因此在選擇和歸類時存在著深遠的研究問題，對于約束條件的選擇應根據工程不同情況和建設情況而定。

參考文獻

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[2]王智業.大秦線擴能站場改造方案探討[J].鐵道運輸與經濟，2005，

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[3]李亞南.對西安樞紐綜合能力的探討[J].鐵道工程學報，1999，（3）：86-89.

[4]王保林.成渝線成都至內江段擴能改造方案優選及經濟評價[D].西南交通大學，2009.

作者簡介：付建軍（1974，4-），男，內蒙古準格爾旗人，神華新準鐵路有限責任公司，工程師，博士研究生。