國家能源集團產業一體化運營模式下鐵路運輸能力提升研究

劉文杰

(國能包神鐵路有限責任公司 生產技術部，內蒙古 鄂爾多斯 017000)

1 研究背景

國家能源投資集團有限責任公司(以下簡稱“國家能源集團”)由中國國電集團公司和神華集團有限責任公司合并重組而成，于2017年11月28日正式掛牌成立，在2022年財富排行榜上，國家能源集團名列世界500強第85位。國家能源集團的主營業務包括煤炭、鐵路、港口、船舶、電力以及煤化工等多個板塊，在多年的生產運營中已經形成煤炭生產→運輸→銷售→轉化的縱向一體化運營模式。產業一體化運營的基本內涵表現在2個方面，一是煤炭產運航電銷各板塊的內部化，價值鏈上下游企業統一納入集團內部一體化管理，全鏈條的價值增值活動都盡可能被納入企業內部進行，同時規避了一定程度上由于市場的起伏波動帶來的生產成本風險和銷售風險。二是各板塊的全面協同化，上下游企業各生產環節高度關聯，以整體價值增值為目標協同聯動、優化資源配置，發揮規模效應和范圍經濟，從而提升了價值鏈上的增值潛力[1-2]。中國煤炭資源分布極不平衡，在昆侖山—秦嶺—大別山以北地區，煤炭資源量占全國的90.3%，決定了我國煤炭供應“西煤東運”和“北煤南運”的基本格局。國家能源集團鐵路運輸系統順應國家戰略發展布局，在不斷的發展中擁有了甘泉鐵路(甘其毛都—萬水泉南)、包神鐵路(萬水泉南—神東)、神朔鐵路(大柳塔—朔州)、塔韓鐵路(塔然高勒—韓家村)、朔黃鐵路(神池南—黃驊港、天津港)、黃大鐵路(黃驊南—大家洼)、巴準鐵路(巴圖塔—點岱溝)、大準鐵路(點岱溝—燕莊)、準池鐵路(外西溝—神池南)9條自營鐵路，總里程達到2 408 km，擁有53 002輛自備車，年運輸能力5.92億t。國家能源集團部分自營鐵路基本情況如表1所示。2020年完成鐵路運量4.59億t，2021年再創新高完成4.88億t，2022年完成4.71億t。其中，包神—神朔—朔黃鐵路是黨的十四大確定的四大跨世紀工程之一，是我國“西煤東運”的第二條大通道。對比同路徑下的國家鐵路與自有鐵路成本，煤炭主要路徑運輸費用對比如表2所示[3]。

表1 國家能源集團部分自營鐵路基本情況Tab.1 Basic information of some self-operated railways of China Energy Investment

表2 煤炭主要路徑運輸費用對比Tab.2 Comparison of transportation costs of main coal routes

隨著國家經濟的快速發展，能源企業重要性愈發凸顯，國家能源集團作為我國最大的一次能源供應企業，煤炭、煤電、煤制油化工規模位居世界第一，承擔著越來越重要的穩定煤炭市場價格、保障能源穩定供應的壓艙石作用，在階段性的保供、保電工作中，各產業以實現國家期望為唯一目標最大化規模生產、運輸、銷售、供電，但這時一體化運營模式各板塊能力上限不匹配的問題就會顯現，其中煤炭生產、銷售兩端受市場變化、國家政策引導等因素影響，波動較大，鐵路運輸作為銜接生產和銷售兩端的中間樞紐，受不同煤種車型需求、空重車流周轉效率、列車編組模式和運行速度、鐵路公司間銜接水平等因素影響，運輸能力受限，從而影響一體化運營模式下的整體保供能力[4-6]。在此背景下，如何繼續發揮既有運輸通道經濟優勢，突破瓶頸限制提高鐵路運輸能力上限，對提升國家能源集團一體化調運效率，實現階段性的保供、保電目標起到至關重要的作用。

2 鐵路運輸現狀分析

2.1 國家能源集團煤炭一體化調運網絡

目前，國家能源集團已形成以神東礦區為核心，以包神鐵路、神朔鐵路、朔黃鐵路等自營鐵路為主線，以黃驊港、天津碼頭、秦皇島港、國投京唐港、曹妃甸港為下水銷售市場延伸的煤炭一體化調運網絡。國家能源集團一體化集疏運概要圖如圖1所示。

圖1 國家能源集團一體化集疏運概要圖Fig.1 Overview of integrated collection and distribution of China Energy Investment

2.2 存在問題分析

國家能源集團一體化調運指揮需要科學制定階段計劃，需要執行過程的進度管控，需要各板塊生產業務的高效協同，但目前集團月計劃、日計劃的制定、下達、監督實施過程中的最主要手段還是業務人員的經驗操作和人為控制，且按照以生產、銷售需求推鐵路運輸計劃的組織方式，面對日益復雜的市場形勢變化和日益龐大的生產運營數據，實現長時間范圍內較為均衡的運輸效率最大化較為困難[7]。

（1）運輸水平起落幅度大，存在重車保留與運輸超負荷隱患。從2021年來看，煤炭價格大起大落巨幅波動嚴重影響外購煤采購，鐵路運量也上下浮動。“十一”開始全國煤炭供應告急，保供任務硬性驅動下，鐵路運量持續高位，連續3個月保持“日均百萬噸”調運水平。與此同時必須看到，由于煤炭銷售品種較多，造成港口堆儲能力不足，在快速變化的供需形勢下，運輸低位時空車大量保留，最大時達到360列，運輸低位時日調運量只有70萬t，運輸高位時就經常處于超負荷運行狀態邊緣，最大日調運量116.4萬t。同時車體頻繁保留和解保，造成機力和運能的極大浪費。

（2）煤炭運輸與施工維修組織之間存在矛盾。“天窗”是指列車運行圖中不鋪畫列車運行線或調整、抽減列車運行線，為施工和維修作業預留的時間。從運輸效率最大化角度分析，當市場低迷時，要求多開天窗，但此時設備損耗相對偏低，而且管內存在大量保留車，站內施工無法全面開展；當市場恢復時，增運補欠要求縮減天窗，在施工黃金季節都難以保證大中修充足時間，但此時設備損耗相對偏高，特別是橋隧相連、長大下坡道較多的地段，天窗縮減造成設備安全可靠性降低。

（3）裝車區域集中，各鐵路線運量不均衡。國家能源集團一體化運營涉及煤礦23個，其中在包神鐵路裝車發運13個，始發站到神東站分界口平均運距38 km；在神朔鐵路裝車發運7個，始發站到神池南站分界口平均運距156 km。此外，國家能源集團外購煤業務集中于包神鐵路巴圖塔區域、烏蘭木倫區域，神朔鐵路朔西區域，與自有煤礦裝車集中區域重合。裝車區域的過于集中，運距長短差距大，在運輸高位時期給上、下游的空重車周轉調配帶來巨大壓力，整體運輸結構彈性不足，天窗后空重車流順利置換往往無法做到兼顧，遇到突發性設備故障、惡劣天氣導致局部線路運行阻塞，從而形成連鎖反應影響裝車站股道運用，降低運輸效率，后續調整、恢復正常水平難度極大[8]。

（4）車型分流不均衡，易導致神池南站擁堵。C80車體作為主流裝車車型，因裝載噸位高、車體狀態好、加固時間短、可編組1萬t或2萬t重載運行、滿足港口大多數翻車機作業要求等優勢，在各裝車點均適配，周轉效率高，2021年全周時僅3.2 d。C64車體因裝載噸位低、車體狀態差、加固時間長、只可1小列單牽引或2小列組合運行、只能固定在黃驊港第1、第3、第6翻車線和天津煤碼頭第3翻車線等特殊性，目前集中在包神、神朔鐵路管內裝車，神池南站空車分流時無法做到均衡，經常導致C64車體在站內積壓，全周時達4.4 d。2021年10月份保供工作開展以來，一體化運營產業鏈的上游裝車端和下游銷售端均有較大幅提升，鐵路運輸一體化調運能力成為掣肘點，持續高位狀態下自備車不足的短板顯現，C64車體的運用效率低下制約著鐵路運能發揮。

（5）中間站能力不足、裝車站到發線少、裝卸車站調車機力配置不足[9]。包神鐵路發往神池南以遠方向的煤炭列車均采用萬噸大列，而包神鐵路受到發線有效長限制，管內車站到發線無法接入萬噸列車，需要利用區間、專用線進行解編作業，延長車輛及貨物的滯留時間。由于非均衡運輸，裝車站的空車有時接續不上造成等裝，在天窗日更為突出。裝卸車站調車機力配置不足，天窗日空重車本務機不能擔當調車和對貨位作業，而調車機不能及時到位進行對貨位，造成空重車裝卸不及時[10]。

3 鐵路運輸能力提升研究

在中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃綱要中，煤炭生產在全國能源中的比重將會下降，但是總量還是會上升。為進一步提高鐵路運輸能力，實現一體化出區調運量常態化日均100萬t以上的目標，建議從以下幾個方面進行優化。

3.1 優化C64型列車運行方案

3.1.1 C64型車輛運用情況

目前，國家能源集團所屬C64型車輛共17 540輛，扣除檢修率(3%)，按照目前一列66輛的編組模式可編組上線運行258列，其中用于出區煤炭裝運列數平均為220列，按照2021年統計的車輛周轉時間4.4 d計算，日均可運行列數為50列，但目前C64型車輛日均裝車42列，剩余資源可增加8列裝車需求，沒有得到有效利用，28列車體處在沿線保留或神池南等待掛運狀態，車輛使用緊張局面加劇。

3.1.2 各鐵路線C64型列車開行條件

包神—神朔鐵路運行方向，C64型列車運行分為組合萬噸列車和普列，據2021年統計，裝車單位對該車型裝車需求日均30列，實際日均運行38小列(其中萬噸列車14列、普列10列)，此外包神鐵路所屬車站的到發線不具備C64型萬噸列車分解、組合條件，神朔鐵路只有朱蓋塔、神木北、三岔隆泰、賀職站具備編組能力，且C64組合萬噸列車到達神池南站后，需再次進行分解、機車換掛和組合作業，在包神—神朔—朔黃鐵路高位運輸時通過能力接近飽和的實際條件下，影響該區段列車運行密度的增加，制約國家能源集團黃金通道出區外運的整體能力。

巴準—大準—準池鐵路運行方向，C64型列車日均運行4列。所轄27個車站均能容納C64型普列，其中二道河站(Ⅳ道)、大紅城站、外西溝站，滿足C64型組合萬噸列車停放條件。且鐵路通道能力富余，通過改變部分無腰岔設備的車站聯鎖設備關系，股道內加裝進路信號機，即可實現C64型萬噸列車規模化開行條件，提高巴準—大準—準池鐵路通道能力利用率。且從線路條件來看，點岱溝站至神池南站間上行方向共有4處需減壓制動區段，其中最大坡度為龍王渠站一接近區段2.6 km長度和臥廠至神池南站間1.3 km長度的12‰下坡道，滿足開行C64型組合萬噸列車需求。

3.1.3 列車運行圖的優化

在組織貨物運輸的生產過程中，列車運行圖編制和優化是運輸組織中的一個核心環節，C64型列車開行優化必須從充分利用運能、提高運輸效率、保證行車安全的角度出發，安排C64型列車在各站的到發時刻和車站作業情況。C64型列車具有編組較長、解編到發線受限等特點，其復雜性使得運行圖的合理編制和優化顯得尤為重要。因此需要對于C64型列車區間運行時分、中間站停站時間、機車停留時間標準、列車在車站的技術作業過程和主要作業時間標準、車站間隔時間和追蹤列車間隔時間等要素在既有的條件下進行必要的分析，制定合理的運行圖優化方案提高線路的通過能力。結合國家能源集團所轄線路的現狀合理安排萬噸列車、小列的連發、會讓作業，相互調整得到不同的開行方案，再通過不同開行模式的優化比選，得到最佳方案。

3.1.4 建議優化方案

為解決當前鐵路運輸形勢下，包神—神朔—朔黃鐵路資源與運力匹配度不夠問題，優化C64型列車運輸路徑，置換C80型優質列車在資源富集區裝車，同時提高神池南站作業效率，提高通過能力。建議保證包神鐵路、神朔鐵路裝車單位對C64型列車裝車的最低需求外，其他C64型列車從神池南站向運力富裕的準池鐵路方向分流裝車，裝車完畢的重車近期內以普列方式運行，可在臥廠站停留，待形成2列后連續向神池南站發車，在神池南站內組合萬噸列車后繼續運行。遠期可通過小幅度設備改造，在巴準—大準—準池鐵路管內直接組合萬噸列車。考慮朔黃鐵路沿線客戶需求主力是侏羅紀煤種，巴準—大準—準池鐵路管內煤種全部為石炭系列，朔黃鐵路沿線需求量相對較小，因此，建議從始發站至黃驊港站間開行長交路列車。

3.1.5 預期效果

通過優化C64型列車運輸路徑，既充分發揮巴準—大準—準池—朔黃鐵路黃金通道富裕能力，組織閑置C64型列車上線運行，也通過優質車型置換優化包神—神朔—朔黃鐵路黃金通道的運輸結構，提高列車運行品質，車輛周時進一步壓縮，一體化運營模式下鐵路運輸一體化調運能力得到明顯提升。通過對比分析法，C64型列車運行方案優化前后運輸效率對比如表3所示。

表3 C64型列車運行方案優化前后運輸效率對比Tab.3 Comparison of transportation efficiency before and after optimization of C64 train operation scheme

3.2 根據運輸需求協調大同東口國家鐵路空車入線

國家能源集團一體化裝車區域集中于包神鐵路和神朔鐵路，將包神—神朔—朔黃鐵路黃金通道效益最大化就必須保證神池南分界口神朔方向的空、重車流交換均衡、高效。建議加強與中國鐵路太原局集團有限公司大同東分界口的聯系，在空車運用緊張時加大國家鐵路空車入線，彌補巴準鐵路、大準鐵路裝車需求，以此形成互補，最大化滿足裝車需求。

3.3 根據煤炭需求變化安排煤化工產業設備檢修

國家能源集團煤化工產業作為煤炭除電力外的另一種轉化形式，具有極高的戰略發展意義。目前6家有相關業務的子分公司，每年需原料煤供應約4 500萬t，燃料煤供應1 600萬t，且隨著業務擴展需求呈上升趨勢。建議根據煤炭市場季節性供需關系變化，將煤化工生產設備時間較長的停工檢修計劃安排在煤炭市場供小于求的旺盛期，而在需求下降進而影響一體化運行水平時全力生產，在下游需求側形成與用電企業的互為補充，提高鐵路運輸水平的均衡性。

3.4 科學合理調整堆場，增大港口倉儲能力

我國已建成超過1億噸政府可調度煤炭儲備能力，實際存煤主要分布在有關港口，各地建設的儲煤基地受儲煤機制的影響儲煤不足，而運輸能力無法儲存，是造成煤炭供需矛盾的原因之一。建議國家能源集團給予下屬公司(主要是鐵路和港口)一定的自主權，主要煤種分類和次要煤種分類一定要礦區和煤炭進口單位提前告知，也就是在告知總部調度的同時，也告知鐵路和港口；同時，銷售給什么地區和單位，也應該事先告知，以便合理配置。在此基礎上，下屬公司根據需求科學合理調整堆場，增大港口倉儲能力，避免港口重車積壓影響上游鐵路運行水平。

3.5 加強困難區段運輸能力

在現有設備的基礎上進行提速和增加行車密度，優化裝車單位工作流程、平衡空重車流；合理安排機檢，優化機車運用方案，減小設備檢修對運輸的干擾；部分區段增加車站到發線的數量和有效長度，提高裝卸車站的能力；在現有的鐵路設備基礎上加大投入進行技術改造，減少設備故障等突發情況干擾，從根源上加強困難區段的運輸能力。

3.6 反向運輸規模化、高效化推進

反向運輸作為提升國家能源集團運輸板塊利潤空間的重要環節，現階段還沒有達到規模化的經濟效益，運輸效率比較低，有待開發更大的潛力。

4 結束語

國家能源集團產業一體化運營模式下，鐵路運輸是連通上下游生產、銷售產業的轉運關鍵環節，也是發揮規模經濟優勢的黃金通道。鐵路運輸能力的高低，直接關系到一體化運營效率的高低，也是當前發展形勢下的能力限制環節。基于此背景，結合國家能源集團產業一體化運營模式下鐵路運輸現狀，深入分析存在的問題和不足，并針對性提出以優化C64型列車運行方案為主的幾點優化建議，通過對比分析法展現出優化后對提高列車周轉效率、提高鐵路運輸能力等方面的有力提升，對國家能源集團鐵路運輸工作具有較強的實際指導意義和價值。