基于高效接發車技術的到發線通過能力研究

曹海濱，謝迎鋒，王 蓉

（1.中國神華能源股份有限公司，北京 100000；2.北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100000；3.北京交通大學，北京 100000）

國內外學者對車站的通過能力進行了研究，文獻[1]對高速鐵路車站通過能力查定以及高峰期低峰期運能如何“削峰平谷”進行深入分析和研究，挖掘和提高高速鐵路車站通過能力。

文獻[2]中為提高重載鐵路車站通過能力，以到發進路與車站選擇唯一性，進路與車站匹配唯一性，構建二次“0-1”規劃模型與一次“0-1”規劃模型，應用MATLAB 與LINGO 進行數網構建與模型求解。以包神鐵路瓷窯灣站為例，對其1 d 內車站占用進行優化求解，證明了整數線性規劃模型可以對重載鐵路車站車站運用進行有效優化。文獻[3]以神朔鐵路神華號機車智能駕駛系統為例，研究了重載鐵路引入移動閉塞技術的實現方案，通過對成本和司機既有操作習慣多方面的綜合考慮，提出了分兩步走的實施方案，第一步僅實現區間移動閉塞，既能在短期內以較低的成本和較少的改動提升運營效率，又保留了未來平滑升級到完整版移動閉塞的基礎。此方案單次投入成本低，對既有運營規則沖擊小，對于大量的既有線路改造均具備推廣意義。但是上述方法對于運輸能力的提高有限。

有學者對虛擬編組技術進行了研究，文獻[4]分析既有歐洲列控系統（ETCS）在應用該技術時面臨的問題，旨在提出面向虛擬編組的列控技術實現方案。根據列車間隔控制是否由列控系統進行防護，提出兩種方案，并描述它們的基本原理和既有ETCS 規范需要變動的內容。在基于列控系統防護的方案中，引入相對制動距離的概念，并提出一種基于相對制動距離的限速曲線計算方法，為下一代列控系統的研究提供參考。文獻[5]圍繞虛擬重聯運行仿真和性能衡量，探討了虛擬重聯技術需要的安全制動模型，針對車站瓶頸區域提出了虛擬重聯模型和車站追蹤改進模型，通過數值計算和計算機仿真建模的方法，對提出的模型進行了仿真驗算，結果表明虛擬重聯模型通過能力最大，系統受到初始延誤后，虛擬重聯模型的延誤恢復能力最強，但是目前還沒有對虛擬編組接發車策略的研究。

1 概述

接車進路是由進站或者接車進路信號機所防護的進路。發車進路是由出站或者發車進路信號機所防護的進路?，F有聯鎖一般實現為，接車進路、發車進路為一條進路。進站信號機開放后，列車可以運行。待列車越過進站信號機后，信號關閉。進路隨著列車的運行而自動解鎖或者待列車完全進入股道后一次解鎖。出站信號機開放后，列車可以運行。待列車越過出站信號機后，信號關閉。進路隨著列車的運行而自動解鎖或者待列車完全進路區間之后一次解鎖。

現有的方式存在如下問題：

（1）接車效率低。只有接車進路內區段均為空閑且滿足安全防護條件時，才能辦理接車進路。

（2）發車效率低。只有發車進路內區段（含區間一離去區段）均為空閑時且滿足安全防護條件時，才能辦理發車進路。

（3）進路一次有效。一條進路僅能為一列車使用。

2 基本概念

（1）重復進路：重復進路是為群組列車使用的進路。群組的首車及中間車通過后不解鎖，尾車通過后逐段解鎖或者一次解鎖。普通進路是與重復進路相對應的，是為普通列車使用的進路。普通列車通過后逐段解鎖或者一次解鎖。

（2）匯合進路：匯合進路由至少三條短進路組成，其中兩條短進路是分別經過對向道岔的定位和反位的進路，第三條為經過對向道岔之后的公共進路。如圖1 所示：對向道岔10，經過道岔10 定位的短進路為R1，經過道岔10 反位的短進路為R2。R3 為經過對向道岔之后的公共的短進路。匯合進路由R1、R2 和R3 組成。

圖1 匯合進路

（3）分歧進路：分歧進路由至少3 條短進路組成，其中2條短進路是分別經過順向道岔的定位和反位的進路，第3條為經過順向道岔之前的公共的進路。

如圖2 所示：對向道岔9，經過道岔9 定位的短進路為R3，經過道岔9 反位的短進路為R2。R1 為經過順向道岔之前的公共的短進路。分歧進路由R1、R2 和R3 組成。

圖2 分歧進路

3 高效接發車

車站能力是指車站在現有設備條件下，采用合理的技術作業過程，于一晝夜內所能通過的貨物列車數。影響車站能力的主要因素為車站類型和咽喉區布置的特點，車站數量和有效長，信號設備類型和各項作業進路分段解鎖等。按照接發車作業類型可以分為接車作業能力和發車作業能力。

3.1 提升發車效率的方法一：多列車從同一股道發車

如圖3 所示，多列車停在同一股道ⅠG，組成一個列車群。CTC 根據運行計劃觸發CBI 排列信號機XI 至信號機SF 的發車重復進路，XI 信號機開放。群組列車首車根據收到的MA 啟動運行，進路上的區段在群組首車越過后繼續保持鎖閉狀態，不解鎖。群組跟隨車根據前車的位置，保持一定安全距離相繼發車，進路上的區段持續保持鎖閉狀態，直到尾車壓過信號機XI 后，進路上的區段隨著群組列車的尾車運行依次解鎖。

圖3 多列車從同一股道發車

3.2 提升發車效率的方法二：多列車從不同股道發車

如圖4 所示，車1 停在4G，車2 停在IIG，CTC 根據運行計劃觸發CBI 排列IIG 和4G 的組合發車進路。信號機X4 至信號機S 的進路鎖閉，X4 信號機開放。車1 根據收到的MA 啟動運行，當車1 出清6-10DG 之后，6-10DG 解鎖。車1 繼續運行，后續區段不再解鎖。6-10DG 解鎖后，CBI 辦理XII 至6-10DG 的短進路，車2 根據收到的MA 啟動運行，車2 與車1 組成一個列車群，進路上的區段隨著列車群的尾車（車2）的運行依次解鎖。

圖4 多列車從不同股道發車

3.3 提升接車效率的方法一：多列車接車進入同一股道

如圖5 所示，多列車以列車群的方式運行至X 信號機前，CTC 根據運行計劃觸發CBI 排列信號機X 至3G 的接車重復進路，X 信號機開放。群組列車首車根據收到的MA啟動運行，進路上的區段在群組首車越過后繼續保持鎖閉狀態，不解鎖。群組跟隨車根據前車的位置，保持一定安全距離相繼進站，進路上的區段持續保持鎖閉狀態，直到尾車越過信號機X 后，進路上的區段隨著群組列車的尾車的運行依次解鎖。

圖5 多列車接車進入同一股道

3.4 提升接車效率的方法二：多列車接車進入不同股道

如圖6 所示，車1、車2 以列車群的方式運行至X 信號機前，計劃車1 進站至IG，車2 進站至3G。CTC 根據運行計劃觸發CBI 排列X 至IG 和3G 的組合接車進路。信號機X至IG 的進路鎖閉，X 信號機開放。車1 根據收到的MA 啟動運行，當車1 出清3DG，3DG 保持鎖閉，作為短進路允許車2 繼續使用。車2 根據收到的MA 啟動運行，車1 繼續運行，出清5-9DG，完全進入IG 后，5-9DG 解鎖，CBI 辦理5-9DG 至3G 的短進路，車2 繼續運行進入3G。進路上的區段隨著車2 的運行依次解鎖。

圖6 多列車接車進入不同股道

4 結束語

為提高重載鐵路車站通過能力，本文提出了一種高效接發車的方法，主要闡述了多列車從同一股道發車、多列車從不同股道發車、多列車接車進入同一股道、多列車接車進入不同股道的方法。這4 種方法不需要提高軸重、加長列車長度，也能夠和既有鐵路系統兼容。通過改變現有聯鎖中進路一次有效的方式，提高既有鐵路車站的通過能力。