蘭渝線旅客列車開行方案優化模型

劉勝元

(蘭州鐵路局 嘉峪關機務段)

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蘭渝線旅客列車開行方案優化模型

劉勝元

(蘭州鐵路局 嘉峪關機務段)

敞車是鐵路運輸的主要車型,敞車集重裝載最易引發安全事故。在鐵路貨物方面，尤其是如何避免敞車集重裝載直接影響著貨物、車輛和行車的安全,關系到國家、鐵路、托運人的利益,對鐵路運能的影響也極大,因此科學合理的避免敞車集重裝載是當前亟待解決的課題。首先通過介紹敞車的定義、車體結構特點、設計用途，考慮在裝載集重貨物時，應滿足裝車后所產生的工作彎曲力矩不大于其最大容許彎曲力矩的條件，分析了車體承受均布載荷后受力與歪曲力矩的關系，并分析了敞車中部和兩端三處承載的情況。最后，通過案例分析提出了相應的擴大貨物裝載加固方法，以供相關工作人員參考。

敞車；集重貨物；裝載；運輸安全

1 引 言

由于鐵路是我國實現國民經濟迅速增長的重要運輸平臺，因此必須要與區域經濟發展保持同步，以便在我國西部經濟建設中發揮其強大作用。蘭渝鐵路作為進出西北、西南地區的便捷通道，不但完善了我國西部地區鐵路網建設促進經濟發展，而且有效緩解了既有線運量不足的壓力。蘭渝鐵路始建于2008年9月，整個項目工程投資總額約為774億元，甘肅省共同整個線路長度為820 km，并預計將2011年底投入。依照鐵道部設計方案，在建蘭渝線為雙線電氣化國鐵I 級鐵路，旅客列車開行速度暫定為160 km/h，部分線路條件較好的區段預留速度200 km/h，此外將會修建廣元至重慶95 km支線，其設計時速為 250 km/h，蘭渝線線路如圖1所示。

圖1 蘭渝線線路圖

2 蘭渝線車站

2.1 蘭渝線線路車站分布

蘭渝線作為連接我國西南與西北的便捷通道，正線起始點為蘭州，然后經由渭源、岷縣等市縣通過甘肅隴南進入四川，途經姚木鎮后到達入川第一個大站——廣元站，廣元建有廣元東站、廣元南站、廣元西站三個大型客運站；然后依次經過蒼溪、元壩、閬中等市縣于廣安市武勝縣出川，最后穿越合川地區到達重慶。除蘭渝線正線之外，在廣元與重慶之間途經廣安還設計有廣安支線，該支線將從達成線引出，連接岳池、廣安等市縣最終將和襄渝線交匯。依照設計院設計方案，蘭渝線正線重慶-廣元區段設計時速為 250 km/h，其他部分包括支線設計時速均為160 km/h。

蘭渝線主要途經市縣有：甘肅蘭州—甘肅榆中—甘肅渭源—甘肅岷縣—甘肅宕昌—甘肅隴南—廣元青川—廣元朝天—四川廣元—廣元元壩—四川蒼溪—四川閬中—四川南部—四川南充—四川武勝—重慶合川—重慶。中間站19個：蘭州東、渭源、岷縣、哈達鋪、兩水、隴南、姚渡、羊木、廣元、太公、蒼溪、閬中、南部、南充北、武勝、合川、磨心坡、北碚、重慶北。越行站：夏官營、張家莊、楊家川、大草灘、哈達鋪、沙灣、兩水、桔柑、洛塘河、姚渡、羊木、兩河口、太公、龍桂、李渡、武勝、渭沱、磨心坡、北碚北、蔡家等20個。

為了便于鐵路企業客貨運輸組織的進行與作業計劃的安排，蘭渝線客機交路設計：蘭州機務段承擔蘭州至廣元、江北的客機交路，成都客機整備所擔負成都至廣元、蘭州的客機交路，江北機務段承擔江北至南充北、廣元的客機交路。

2.2 蘭渝線車站作業

2.2.1 中間站作業

車站設置中，為了提升鐵路線沿線客運服務能力，盡可能吸引更多的客貨流，于是設置中間站來增強區段線路通過能力，同時中間站也為安全行車提供了保障。為了滿足人們出行需求與保證貨運量，每天會有幾十對甚至上百對列車運行在鐵路線路上，大部分列車只在中間站進行會讓、越行等，因此，中間站作業主要任務為完成列車接發、旅客上下車、辦理行李物品托運業務等。部分列車還將辦理列車始發與終到技術作業等。

(1)接發列車技術作業

蘭渝鐵路信號主要采用 ITCS 系統，同時應用目前鐵路行車調度指揮主流的分散自律調度集中系統(CTC)進行列車接發和辦理區間閉塞。智能化指揮調度系統使得列車接發與開放信號作業簡單化，然而還必須要按照我國鐵路《技規》中相關接發列車的規定來辦理接發列車業務。

(2)摘掛列車技術作業

在鐵路線區段內，摘掛列車通常面向中間站進行車流輸送，主要作業為將配裝空車、卸重車送達中間站，如果摘掛列車開行方向有在站完成貨物運送的車輛，也可以將其掛走。因此摘掛列車主要技術作業為車輛摘掛。

①摘掛列車調車主要由車站值班員和機車司機共同進行，假如中間站不具有調車專用機車，那么此時運送摘掛列車作業任務也由本務機車完成。

②中間站相關負責人將會和運轉車長完成技術作業相關票據核實與交接，后者還負責對列車編組計劃進行修改。

③列車試風，完成機車、車輛制動系統檢查。

④準備發車。

2.2.2 區段站作業

蘭渝線正線只設置1個區段站(廣元南站)，廣元南站為大型客運站，建成后將是蘭渝線上標志性的車站。蘭渝鐵路廣元南區段站主要面向相鄰區段提供機車，完成機車整備作業，對無改編中轉貨運列車辦理相關業務，此外有解編任務時還要進行列車解編，并辦理部分其他業務。區段站主要技術作業有以下幾方面。

(1) 車輛檢修作業

蘭渝線地處高原地帶，絕大部分線路穿越隧道、橋梁、不良地質帶，西北、西南地區氣候多變，多雷暴雨，因此列車在長時間運行時難免會遭受振動載荷沖擊，必將導致機車、車輛走行部分出現不同程度的疲勞損傷。尤其是長距離拉閘制動后極易造成閘瓦磨損，使得剎車失效，因此出于行車安全考慮，保證列車行駛安全，必須要按規定到列檢所定期進行檢修作業。蘭渝線在列車安全檢測上配備了先進的紅外線軸溫探測系統紅外線軸溫探測設備(THDS)，貨車運行狀態地面安全監測設備(TPDS)、貨車運行故障動態檢測設備(TFDS)、貨車滾動軸承早期故障聲學診斷設備(TADS)等，利用上述先進設備就可以實時監測機車、車輛運行狀態，做到有問題早發現、早處理，保障行車安全。

(2) 貨運列車裝載狀態檢查及處理

由于蘭渝鐵路線路狀況較復雜，線路主要穿行隧道、橋梁等建筑物，列車裝載貨物遭受沿途顛簸后，裝載、捆綁狀況很可能出現異常，更甚者或許超出規定限界，可能導致行車安全事故或者貨物丟失，因此在長距離行車到達區段站后，有必要對車輛貨物運載狀態進行檢查，及時發現問題并進行處理，消除安全隱患。

(3) 票據、車列交接

在進行列車完成編組后，其編組順序表作為列車改編的主要票據，上面詳細記錄了車輛編組順序、裝載、停站情況。在技術作業過程中，為了不掛錯車輛，順序表務必要和編組車輛還有貨運票據始終保持相對應，所以，列車到達區段站后車號員與機車司機要進行票據交接，避免出現差錯。

3 蘭渝線客源及客運量結構分析

在運量預測前，準確分析蘭渝線沿線及周邊輻射區域客源與客流組成結構，就為后續客流分類與蘭渝線旅客列車開行方案中列車種類的確定提供了重要依據，此項工作也是客運量預測重要的前期工作，為運量預測做鋪墊，具有重要意義。

3.1 客源情況分析

截止2010 年底，甘肅省、四川省以及重慶市人口分別為 2 557萬人和8 076萬人、重慶市主城808萬，總數2 970萬，占全國總人口的10.15%，土地面積為45.37萬km2和48.5萬km2、8.24萬km2。兩省一市占全國總面積的10.63%。蘭渝線直接連接四川、重慶、甘肅二省一市，此三省、市人口眾多，占地面積較大，因此客運量主要組成為區域性人員流動以及去往川、隴、渝度假、旅游的各方人士，此部分客流將占有很大比例，所以從增大客運市場份額，提高服務質量角度出發，要切實為旅客換乘、中轉做好工作，提供便利條件。

3.2 客流量組成結構分析

蘭渝線屬于新建鐵路，所以客流組成也與其他新建交通運輸通道吸引交通流規律類似，通常由下面三類客流組成：

(1)直接客流。直接客流即為目前蘭渝線未開通條件下進出川、隴、渝三地的社會總客流。

(2)轉移客流。當新線路開通運營之后，憑借自身的優勢將會從其他交通出行方式中吸引部分客流，此部分客流稱之為轉移客流。

(3)誘增客流。由于蘭渝線屬于新開通鐵路線，部分人群會因為鐵路便于出行，票價低廉，或者出于好奇等原因誘發部分客流。

3.3 蘭渝線客運量預測

蘭渝線運量預測主要根據蘭渝通道以往的運量數據為基礎，通過分析蘭渝線運輸通道內鐵路客運發展趨勢以及影響要素，本文將采用比較成熟的客運量預測方法“四階段法”對蘭渝線輻射范圍內近期、遠期客運量進行預測，為后續蘭渝線旅客列車開行方案編制提供 OD 流量數據。具體預測操作步驟如下。

Step1：應用重力吸引理論建立數學模型對近期、遠期蘭渝線未開通情況下，蘭渝通道內客流量進行預測；

Step2：本文將采用多元Logit模型進行蘭渝線交通流分配，計算蘭渝線開通后各區段 OD 流即航空、公路客流轉移至蘭渝線不同區段的部分客流量；

Step3：依照蘭渝線開通運營前后可能的出行成本變化，采用 LOGSUM算子推算蘭渝線開通運營后可能產生的誘發運量的比例；

Step4：通過蘭渝線OD區段轉移客流量，根據誘發運量比率計算出蘭渝線最終客流量預測值。

技術流程與操作步驟如圖2所示。

圖2 蘭渝線客運量預測主要技術流程

4 結 論

本文首先通過介紹敞車的定義、車體結構特點、設計用途，又由于在裝載集重貨物時，應滿足裝車后所產生的工作彎曲力矩不大于其最大容許彎曲力矩的條件，然后闡述了車體承受均布載荷后受力與歪曲力矩的關系，并對敞車中部和兩端三處承載進行了分析，并且通過具體的實例用三種方法對貨物進行裝載，同時提出了合理的加固方法。最后，作者提出了解決因敞車集載能力不足而造成的虧噸問題，提出了建議。

[1] 鐵道部第一勘察設計院，蘭渝線可研性設計[R].蘭州：鐵道部第一勘察設計院，2006.

[2] 張建平.蘭渝鐵路貨物運量分析[J].山西建筑，2007.

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[5] 郝佳.客流預測與列車開行方案一體化研究[J].鐵道運輸與經濟，2006.

2015-06-05

劉勝元(1981-)，男，甘肅武威人，助理工程師。

U291

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1008-3383(2015)12-0158-02