鐵路通道能力計(jì)算和運(yùn)輸提效的實(shí)踐與應(yīng)用

馮斌、謝迎春、孫欣、折震宇

（陜西榆橫鐵路有限責(zé)任公司，陜西榆林719000）

0 引言

煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)不可替代的地位，近年來在國家公轉(zhuǎn)鐵政策引領(lǐng)和能源保供新環(huán)境的要求下，鐵路煤炭運(yùn)輸將擔(dān)負(fù)著更為重要的能源保供任務(wù)，陜西榆橫鐵路有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)靖神鐵路運(yùn)輸組織工作，按照靖神鐵路的情況進(jìn)行分析，為實(shí)現(xiàn)靖神鐵路“精準(zhǔn)”提效需具體研究以下三方面：浩吉鐵路方向列車通過能力計(jì)算；小保當(dāng)車站、郭家灘車站最大裝車能力測算；浩吉鐵路方向貨車全周轉(zhuǎn)時(shí)間測算[1]。

1 通過能力計(jì)算

1.1 靖神本線區(qū)段通過能力計(jì)算

在一定鐵路基礎(chǔ)設(shè)施和裝備，列車開行方案的前提下，按照一定列車運(yùn)行工作質(zhì)量要求計(jì)算一個(gè)區(qū)間在列車運(yùn)行圖的有效時(shí)間內(nèi)可放行的列車對數(shù)，及區(qū)間通過能力，即為鐵路線路區(qū)間通過能力，計(jì)算公式如下：

式（1）中：N——使用通過能力；

I圖——列車運(yùn)行圖平均最小間隔時(shí)間；

△t額外——按實(shí)用條件計(jì)算的平均列車額外占用區(qū)段時(shí)間；

rnf——必要的平均運(yùn)行圖緩沖時(shí)間。

列車有效時(shí)間是指一晝夜間扣除天窗時(shí)間等必要的施工時(shí)間后可供列車運(yùn)行的時(shí)間。即T有效＝1440-T天窗。

靖神線每日天窗按照3h，180min 計(jì)算。

T有效＝1440-180min＝1260min

I＝I間-tr

I——最小列車間隔時(shí)間；

I間——列車間隔時(shí)間；

tr——緩沖時(shí)間。

靖神鐵路最大區(qū)間為大海則—小紀(jì)汗北區(qū)間，該區(qū)間全長為33.302km，所以選取該區(qū)間為限制區(qū)段，并以此計(jì)算靖神鐵路靖邊東方向的通過能力。

通過對大海則至小紀(jì)汗北區(qū)間列車間隔時(shí)間的統(tǒng)計(jì)平均每列列車間隔為29min，帶入公式得出：I＝I間-tr＝29-0＝29min。

△t額外＝t運(yùn)行+t連發(fā)間隔，具體時(shí)間如下：

由于車站只有單方向列車開行，只考慮區(qū)間的運(yùn)行時(shí)分和連發(fā)時(shí)間兩個(gè)因素，經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，得出區(qū)間運(yùn)行時(shí)分為29min，由于是單線半自動(dòng)閉塞區(qū)段不存在連發(fā)的情況，故連發(fā)最小時(shí)間為0min。

△t額外＝t運(yùn)行+t連發(fā)間隔＝29+0＝29min。

rnf 必要的平均運(yùn)行圖緩沖時(shí)間。如表1所示。

表1 列車運(yùn)行數(shù)據(jù)表

隨機(jī)抽取18∶00～8∶00 之間的部分列車運(yùn)行數(shù)據(jù)。

rnf＝（4+4+4+12+10）/5＝6.8≈7min。

I圖＝（27+27+27+27+27）/5＝28.2≈29min。

將以上數(shù)據(jù)代入公式：

N大海則至小紀(jì)汗北＝（1440-T天窗）/（I圖+△t額外+rnf）＝（1440-180）/（29+29+7）＝19.38≈19（對／日)。

由此計(jì)算大海則至小紀(jì)汗北區(qū)間通過能力為19對/日。

1.2 其他區(qū)段通過能力計(jì)算

在靖神主線運(yùn)輸通道外，與其接軌的榆橫鐵路也可分流限制區(qū)段部分列車，同樣通過以上計(jì)算方式，可以得出1 對/日的迂回通過能力，結(jié)合上述計(jì)算，通過能力N＝靖神本線+迂回進(jìn)路＝19+1＝20 對/日，即靖神鐵路開往浩吉鐵路方向的通過能力為20對/日。

2 最大裝車能力測算

2.1 車站技術(shù)作業(yè)時(shí)間

靖神鐵路裝車站為小保當(dāng)車站、郭家灘車站，因裝車站各作業(yè)環(huán)節(jié)不確定因素較多，測算前置條件為：兩礦煤源充足；雙環(huán)線均能正常投用；調(diào)車機(jī)車、交路機(jī)車充足；接空發(fā)重均衡，則技術(shù)作業(yè)時(shí)間為表2。

表2 車站技術(shù)作業(yè)時(shí)間表 單位：min

技術(shù)作業(yè)時(shí)間：小保當(dāng)T停時(shí)＝380min(6h20min)

郭家灘T停時(shí)＝420min(7h)

2.2 裝車能力測算

小保當(dāng)車站：小保當(dāng)車站設(shè)股道10 條，靖邊東方向除11 道（開通錦東方向）、5 道（正線）、并預(yù)留2 股機(jī)車走行線外，可有效運(yùn)用裝車作業(yè)的到發(fā)線為6條，裝車作業(yè)期間，每列車占用到發(fā)線時(shí)間為380min，則1440min 每條到發(fā)線可完成裝車3.7 列，6 條股道可完成裝車22 列百輛空車，考慮目前加固能力限制，該站最大裝車能力測算為1440min/120min＝12 列萬噸列車。

郭家灘車站：郭家灘車站設(shè)股道9 條，靖邊東方向除7、8、9 道（預(yù)留郭家灘礦方向）、6 道（正線）、并預(yù)留1 股機(jī)車走行線外，可有效運(yùn)用裝車作業(yè)的到發(fā)線為3 條，裝車作業(yè)期間，每列車占用到發(fā)線時(shí)間為420min，則1440min 每條到發(fā)線可完成裝車1440min/420min＝3.4 列，該站最大裝車能力測算為3×3.4＝10 列萬噸列車。

3 貨車全周轉(zhuǎn)時(shí)間測算

測算目的：通過對小保當(dāng)、郭家灘兩裝車站往靖邊東方向列車全周轉(zhuǎn)時(shí)間測算，理論查定每日開行20對列車所需的全周轉(zhuǎn)時(shí)間。

數(shù)據(jù)構(gòu)成：全周轉(zhuǎn)時(shí)間T全周轉(zhuǎn)＝交接站停時(shí)T交接+區(qū)段周轉(zhuǎn)時(shí)間T周轉(zhuǎn)+裝車站停時(shí)T停時(shí)。

數(shù)據(jù)來源：本次測算所有數(shù)據(jù)來自鐵路技術(shù)設(shè)備參數(shù)、鐵路行業(yè)作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合現(xiàn)場積累寫實(shí)大數(shù)據(jù)。

3.1 交接站停時(shí)

根據(jù)靖邊東站技術(shù)作業(yè)條件概況，靖邊東車站作業(yè)能力充足，可不考慮影響時(shí)間，T交接時(shí)間取值40min。

3.2 區(qū)段周轉(zhuǎn)時(shí)間

對區(qū)段周轉(zhuǎn)時(shí)間T 周轉(zhuǎn)進(jìn)行分析，得出T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會(huì)讓+T換班。

交路機(jī)車主要技術(shù)參數(shù)：

CEA1A1 型電力機(jī)車

軸數(shù)：12 軸，額定功率：14400kW，自重：300t，傳動(dòng)方式：交直交傳動(dòng)，起動(dòng)牽引力：1140kN，持續(xù)牽引力：798kN，持續(xù)速度：65km/h，最大電制力：691kN，構(gòu)造速度：120km/h。

HXD1 型電力機(jī)車

軸數(shù)：8 軸，額定功率：9600kW，自重：200t，傳動(dòng)方式：交直交傳動(dòng)，起動(dòng)牽引力：760kN，持續(xù)牽引力：532kN，持續(xù)速度：65km/h，最大電制力：461kN，構(gòu)造速度：120km/h。

DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車

軸數(shù)：6 軸，機(jī)車換長：2.2，自重：138t，額定功率：3680Kw，持續(xù)速度：31.2km/h，最高速度：100km/h，最大恒功速度：90km/h，最大起動(dòng)牽引力：520kN，持續(xù)牽引力：340kN，燃油箱容量（可用）：9000L，制動(dòng)距離≤1100m，構(gòu)造速度：100km/h。

暫不考慮特殊環(huán)境下機(jī)車輪對黏著力下降的前置因素，區(qū)間周轉(zhuǎn)時(shí)間基礎(chǔ)參數(shù)按照《列車牽引計(jì)算》與寫實(shí)大數(shù)據(jù)：

小保當(dāng)站-靖邊東站周轉(zhuǎn)基礎(chǔ)時(shí)間分別為：

單CEA1A1 型電力機(jī)車：上行214min、下行217min，即T運(yùn)行＝214+217＝431min（7h11min）/對。

單HXD1 型電力機(jī)車：上行217min、下行218min，即T運(yùn)行＝217+218＝435min（7h15min）/對。

雙DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車：上行234min、下行234min，即T運(yùn)行＝234+234＝468min（7h48min）/對。

郭家灘站-靖邊東站周轉(zhuǎn)基礎(chǔ)時(shí)間分別為：

單CEA1A1 型電力機(jī)車：上行189min、下行192min，即T運(yùn)行＝189+192＝381min（6h21min）/對。

單HXD1 型電力機(jī)車：上行192min、下行193min，即T運(yùn)行＝192+193＝385min（6h25min）/對。

雙DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車：上行208min、下行208min，即T運(yùn)行＝208+208＝416min（6h56min）/對。

天窗附加時(shí)分：天窗時(shí)間按照工作量不同用時(shí)有所變化，暫按照綜合天窗T綜合＝180min 取值，即全天1440min，列車區(qū)間有效運(yùn)行時(shí)間取均值420min，則20對列車受天窗影響均時(shí)為T天窗＝420/1440×20×T綜合/20＝52.5min/對。

會(huì)讓附加時(shí)分：停啟附加時(shí)分牽引定數(shù)≤6000t 取值5min，牽引定數(shù)≥6000t 取值12min，本次會(huì)讓考慮牽引定數(shù)≤6000t 取值5min，上下行列車運(yùn)行取值26站，每天開行20 對列車，則測算列車會(huì)讓均時(shí)T會(huì)讓＝20/20×26×5≈130min/對。

機(jī)車乘務(wù)員換班附加時(shí)分：靖邊東方向機(jī)車交路采用循環(huán)式運(yùn)轉(zhuǎn)交路，按交路機(jī)車臺數(shù)充足考慮，乘務(wù)員換班地點(diǎn)分別為孟家灣站、黃蒿界站，單次換班技術(shù)作業(yè)時(shí)間為20min，每對列車換班2 次，換班時(shí)間T換班＝20×2＝40min/對。

依據(jù)區(qū)間周轉(zhuǎn)時(shí)間基礎(chǔ)參數(shù)T 運(yùn)行不變，T天窗不變，T會(huì)讓＝20/20×26×5＝130min/對，T換班不變。

則小保當(dāng)站-靖邊東站

CEA1A1 型電力機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會(huì)讓+T換班＝431+52.5+130+40＝653.5min＝10h54min/對。

HXD1 型電力機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會(huì)讓+T換班＝435+52.5+130+40＝657.5min＝10h58min/對。

DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會(huì)讓+T換班＝468+52.5+130+40＝690.5min＝11h31min/對。

則郭家灘站-靖邊東站

CEA1A1 型電力機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會(huì)讓+T換班＝381+52.5+130+40＝603.5min＝10h04min/對。

HXD1 型電力機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會(huì)讓+T換班＝385+52.5+130+40＝607.5min＝10h08min/對。

DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車：T周轉(zhuǎn)＝T運(yùn)行+T天窗+T會(huì)讓+T換班＝416+52.5+130+40＝638.5min＝10h39min/對。

3.3 裝車站停時(shí)

日均裝車20 列，小保當(dāng)車站、郭家灘車站到發(fā)線和站內(nèi)作業(yè)能力不受限制，裝車站停時(shí)仍取值：小保當(dāng)T停時(shí)＝380min(6h20min)、郭家灘T停時(shí)＝420min(7h)

綜上日均開行20 對列車，靖邊東站-小保當(dāng)站全周轉(zhuǎn)時(shí)間為：

CEA1A1 型電力機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T 停時(shí)＝40+653.5+380＝1073.5＝17h54min

HXD1 型電力機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T停時(shí)＝40+657.5+380＝1077.5＝17h58min

雙DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T停時(shí)＝40+690.5+380＝1110.5＝18h31min

郭家灘站-靖邊東站全周轉(zhuǎn)時(shí)間為：

CEA1A1 型電力機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T停時(shí)＝40+603.5+420＝1063.5＝17h44min

HXD1 型電力機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T停時(shí)＝40+607.5+420＝1067.5＝17h48min

雙DF8B 型內(nèi)燃機(jī)車T全周轉(zhuǎn)＝T交接+T周轉(zhuǎn)+T停時(shí)＝40+638.5+420＝1098.5＝18h19min

綜合以上三部分內(nèi)容，基本可以得出以下

其一，靖神鐵路往浩吉鐵路方向通道能力為：本線19 對，迂回1 對，最大能力為20 對/日。

其二，小保當(dāng)車站最大裝車能力12 列萬噸，郭家灘車站最大10 列萬噸。

其三，靖神鐵路往浩吉鐵路日均開行20 對列車：小保當(dāng)方向開行電力機(jī)車牽引全周轉(zhuǎn)技術(shù)時(shí)間17h56min；小保當(dāng)方向開行內(nèi)燃機(jī)車牽引全周轉(zhuǎn)技術(shù)時(shí)間18h31min；郭家灘方向開行電力機(jī)車牽引全周轉(zhuǎn)技術(shù)時(shí)間17h46min；郭家灘方向開行內(nèi)燃機(jī)車牽引全周轉(zhuǎn)技術(shù)時(shí)間18h19min。

4 結(jié)語

通過對鐵路通道能力進(jìn)行計(jì)算，對鐵路運(yùn)輸各項(xiàng)作業(yè)技術(shù)時(shí)間進(jìn)行分解測算，并結(jié)合寫實(shí)數(shù)據(jù)，基本可以得出較為精準(zhǔn)的鐵路運(yùn)輸能力和運(yùn)輸效率參數(shù)，這對鐵路運(yùn)輸企業(yè)的運(yùn)營投入成本測算、發(fā)運(yùn)能力預(yù)估以及精準(zhǔn)保供等方面都有較大實(shí)踐參考價(jià)值。