鐵路運用車優(yōu)化分布模型研究

曾衛(wèi)東

（鐵道部 運輸局，北京 100844）

鐵路運用車優(yōu)化分布模型研究

曾衛(wèi)東

（鐵道部 運輸局，北京 100844）

為提高運用車保有量計算的科學(xué)性、合理性和準(zhǔn)確性，并充分反映鐵路運輸生產(chǎn)實際，提出運用車優(yōu)化分布模型的總體思路，以裝車及使用車去向計劃、列車編組計劃、施工運行圖、貨車停留時間標(biāo)準(zhǔn)、貨車運用與貨物作業(yè)統(tǒng)計，以及鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為模型計算依據(jù)。并且對鐵路局管內(nèi)重車車輛日和空車車輛日的確定給出具體計算方法與計算過程，從而得到各鐵路局管內(nèi)運用車車輛日，即最小日運用車數(shù)量。

鐵路；運用車；保有量；車輛日

隨著鐵路的快速發(fā)展，為充分滿足貨主的運輸需求，提供較好的運力保障，在保證重點物資運輸?shù)那疤嵯?，對鐵路運用車合理利用提出了更高的要求。既有運用車保有量計算方法主要依據(jù)每日的工作量和貨車周轉(zhuǎn)時間，而每日工作量和貨車周轉(zhuǎn)時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)受到統(tǒng)計時間、計算區(qū)域、空重車比例等多種因素的影響，往往具有較大的模糊性，難以真實反映全路或各鐵路局的運輸生產(chǎn)實際。為了提高運用車保有量計算的科學(xué)性、合理性和準(zhǔn)確性，并充分體現(xiàn)鐵路運輸生產(chǎn)實際，提出基于車輛日的運用車優(yōu)化分布計算思路與模型。

1 運用車優(yōu)化分布模型的總體思路

由于不同時期影響鐵路運用車分布的因素有所不同，單純依靠本月的統(tǒng)計數(shù)據(jù)推算下月的運用車保有量，會產(chǎn)生較大的偏差。為了準(zhǔn)確反映下月各種因素對運用車保有量的影響，需要綜合考慮運輸計劃的波動性、施工計劃的影響等因素。因此，對運用車保有量的計算思路主要依據(jù)本月制定的下月裝車計劃、既有車流徑路和列車編組計劃、考慮下月施工計劃的列車運行圖等基礎(chǔ)文件，從重車保有量和空車保有量兩大方面分別建立重空運用車計算模型，其主要思路如下。

1.1 重車保有量的計算思路

根據(jù)全路下月的裝車及使用車去向計劃 (OD流)、既有車流徑路和列車編組計劃、下月的施工運行圖 (考慮下月維修施工計劃后的列車運行圖)、重車流經(jīng)由技術(shù)站的中轉(zhuǎn)停留時間 (有調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間、無調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間)、裝卸站的貨物作業(yè)時間標(biāo)準(zhǔn)和裝卸次數(shù)等因素，推算出各鐵路局管內(nèi)一日的重車車輛小時，并換算成車輛日，即為該鐵路局下月最小的重車保有量，也就是理想狀態(tài)下的最小重車運用車數(shù)。

1.2 空車保有量的計算思路

在已知重車保有量計算的各相關(guān)參數(shù)條件下，根據(jù)空率參數(shù)，可計算空車保有量。

1.3 運用車保有量的計算思路

運用車優(yōu)化分布模型的計算目標(biāo)是：

min(運用車保有量)＝min(重車保有量)＋min (空車保有量)

即：平均總運用車車輛日＝重車車輛日＋空車車輛日。

2 模型計算依據(jù)

（1）下月的裝車及使用車去向計劃。通過本月匯總的下月裝車及使用車去向計劃、車流徑路可以確定鐵路局管內(nèi)工作車的數(shù)量 (即管內(nèi)各站一日內(nèi)自裝的管內(nèi)工作車數(shù)和一日內(nèi)由局間分界口接入的管內(nèi)工作車數(shù)之和)、移交重車的數(shù)量 (即一日內(nèi)鐵路局自裝的移交重車數(shù)和由局間分界口接入的移交重車數(shù)之和)，以及各支重車流經(jīng)由的路徑。

（2）既有列車編組計劃。列車編組計劃中可以確定列車的始發(fā)、終到站，編組輛數(shù)，車流的有調(diào)和無調(diào)作業(yè)站，各技術(shù)站的中轉(zhuǎn)作業(yè)車數(shù)等。

（3）下月的施工運行圖。從根據(jù)下月施工計劃編制的列車運行圖，可以確定出各 OD 點、各種車流編入列流的數(shù)量和時間分布情況，列車中重車流的旅行時間、無調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間和列車從分界口接入或交出的時間。

（4）貨車在站停留時間標(biāo)準(zhǔn)。貨車在站停留時間標(biāo)準(zhǔn)主要包括貨車在各技術(shù)站的有調(diào)停留時間和無調(diào)停留時間標(biāo)準(zhǔn)、在各主要裝卸站的貨物作業(yè)停留時間標(biāo)準(zhǔn)。

（5）貨車運用與貨物作業(yè)日常統(tǒng)計結(jié)果。在推算下月日均運用車的車輛日過程中，根據(jù)上月各裝卸站每日貨物作業(yè)情況的統(tǒng)計結(jié)果，推測出下月各裝卸站的貨物作業(yè)情況；在確定局間分界口接入或交出重空車數(shù)量和時間時，假定相同 OD 點的重車流到達局間分界站是均勻分布在運行圖規(guī)定的運行線上；并且考慮空車走行公里和空車走行率等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

（6）現(xiàn)有鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)有鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以確定出各鐵路局分界口的位置、線路里程、主要技術(shù)站、貨運站及裝卸點的位置。鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在短時期內(nèi)一般不會有大的變化。

3 鐵路局管內(nèi)重車車輛日的確定

3.1 計算方法

在現(xiàn)有鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，根據(jù)本月匯總的下月裝車及使用車去向計劃推算出管內(nèi)裝車、接入重車數(shù)量，以及重車流的 OD 點 (裝卸站)；根據(jù)車流徑路和列車編組計劃推算出重車流的產(chǎn)生區(qū)段、可編入列車的始發(fā)和終到站、編組輛數(shù)、經(jīng)過的有調(diào)和無調(diào)作業(yè)站；根據(jù)本月制定的下月施工運行圖推算出重車流可以編入的列車、列車數(shù)量、列車時間分布、列車的旅行時間、無調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間，以及從局分界口接入和交出的時刻、裝車完畢后發(fā)車和到達卸車站的時刻；各主要技術(shù)站的中轉(zhuǎn)停留時間標(biāo)準(zhǔn)則根據(jù)車站的統(tǒng)計結(jié)果查定；各主要裝卸站的貨物作業(yè)時間標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果查定。

在確定重車流一日內(nèi)可編入列車的分布時 (組流上線時)，可以按照列車編組輛數(shù)、車流量、列車數(shù)量等進行平均分配。

確定上述參數(shù)后，將全部重車流在鐵路局管內(nèi)運行區(qū)段的旅行車輛小時、在技術(shù)站的中轉(zhuǎn)車輛小時、在裝卸站的貨物作業(yè)車輛小時相加，即得到全部重車車輛小時，將其除以 24 h 即為鐵路局管內(nèi)重車車輛日。

3.2 計算過程

3.2.1 計算鐵路局管內(nèi)的重車旅行車輛小時

根據(jù)裝車及使用車去向計劃確定每日的裝車數(shù)和接入重車數(shù)，以及其 OD 點，然后根據(jù)車流徑路、貨物列車編組計劃和列車運行圖，確定出其所經(jīng)由的徑路和可編入的列車，以及列車在運行圖中的分布情況。計算各運行線在一日內(nèi)各區(qū)段的列車旅行時間與該區(qū)段重車數(shù)量乘積的總和，即可計算得到鐵路局管內(nèi)總的重車流旅行車輛小時。

對于在一個區(qū)段內(nèi)列車編組內(nèi)容基本不變的技術(shù)直達列車、直通列車和區(qū)段列車，根據(jù)該區(qū)段相應(yīng)時段的貨物列車運行線，預(yù)計列車進入該區(qū)段的時刻和到達該區(qū)段終點站的時刻，推算出列車在該區(qū)段的車輛小時。對于在區(qū)段內(nèi)運行的摘掛列車和小運轉(zhuǎn)列車，以區(qū)段內(nèi)作業(yè)量較大的貨運站為分界點，根據(jù)列車編組內(nèi)容和中間站的待掛運重車情況，確定列車的作業(yè)站，結(jié)合列車運行圖中摘掛列車和小運轉(zhuǎn)列車的車站作業(yè)時間標(biāo)準(zhǔn)，分析得出列車在該區(qū)段的車輛小時。

（1）根據(jù)裝車及使用車計劃確定鐵路局管內(nèi)每日裝車數(shù)和接入重車數(shù)，以及其 OD 點。

（2）根據(jù)貨物列車編組計劃和列車運行圖，確定每支OD重車流可編入的列車運行線。

（3）根據(jù)列車運行圖確定列車運行線的經(jīng)由區(qū)段，以及經(jīng)過各區(qū)段分界點的時刻。

（4）根據(jù)列車運行線在各主要技術(shù)站的時刻，分區(qū)段計算列車旅行時間。

（5）分區(qū)段計算重車流的旅行車輛小時。

（6）匯總各區(qū)段重車流的旅行車輛小時，得到總的重車流旅行車輛小時。

3.2.2 計算鐵路局管內(nèi)重車中轉(zhuǎn)停留車輛小時

重車流在編組站的作業(yè)分為兩種：無調(diào)中轉(zhuǎn)作業(yè)和有調(diào)中轉(zhuǎn)作業(yè)。因此，重車流在編組站的車輛小時包括無調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時和有調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時兩部分。

（1）無調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時的推算。在編組站進行無調(diào)中轉(zhuǎn)作業(yè)的列車，根據(jù)列車到達時刻，參考《車站行車工作細(xì)則》中無調(diào)作業(yè)時間標(biāo)準(zhǔn)和基本運行圖中預(yù)計列車出發(fā)時刻，進行無調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時的推算。對在編組站進行少量補減軸作業(yè)的列車，還應(yīng)考慮附加相應(yīng)的調(diào)車作業(yè)時間。

根據(jù)裝車及使用車去向計劃和列車編組計劃推算出鐵路局管內(nèi)各技術(shù)站一日內(nèi)重車流無調(diào)中轉(zhuǎn)車數(shù)，再根據(jù)列車運行圖推算出重車流在技術(shù)站的無調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間，取兩者的乘積進行累加即可得到各鐵路局管內(nèi)總的重車流無調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時，即：

（2）有調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時的推算。對于編組站和較大的區(qū)段站，按照到達—解體—集結(jié)—編組—出發(fā)的作業(yè)過程進行分析。一般根據(jù)車站存車和作業(yè)進程，按照貨物列車編組計劃，對到達車站的每一車輛進行作業(yè)流程的統(tǒng)計分析，由預(yù)計到達車站的時間估算出該方向車流的集結(jié)時間和列車出發(fā)時刻。

根據(jù)以往的統(tǒng)計數(shù)據(jù)查定各主要技術(shù)站的有調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)貨物運輸計劃和列車編組計劃推算出鐵路局管內(nèi)各技術(shù)站一日內(nèi)重車流有調(diào)中轉(zhuǎn)車數(shù)，取兩者的乘積進行累加即可得到鐵路局管內(nèi)總的重車流有調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時，即：

（3）總中轉(zhuǎn)停留車輛小時的推算。為了簡化模型的計算過程，在實際推算中，按照各技術(shù)站日常統(tǒng)計的中轉(zhuǎn)停留時間標(biāo)準(zhǔn)取值，即根據(jù)各主要技術(shù)站的中轉(zhuǎn)停留時間標(biāo)準(zhǔn)，以及根據(jù)裝車及使用車去向計劃、列車編組計劃推算出鐵路局管內(nèi)各技術(shù)站一日內(nèi)重車流的中轉(zhuǎn)車數(shù)N中i，取兩者的乘積并進行累加即可得到鐵路局管內(nèi)總的重車中轉(zhuǎn)停留車輛小時，即：

3.2.3 計算鐵路局管內(nèi)重車貨物作業(yè)停留車輛小時

根據(jù)重車在裝卸站的入線前停留時間、站線作業(yè)停留時間或?qū)Ｓ镁€作業(yè)停留時間等查定貨物作業(yè)停留時間，即根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果查定各主要裝卸站的貨物作業(yè)停留時間標(biāo)準(zhǔn)Tzi，根據(jù)貨物運輸計劃和列車運行圖推算出鐵路局管內(nèi)各裝卸站一日內(nèi)的裝卸車次數(shù)Czi，取兩者的乘積進行累加即可得到鐵路局管內(nèi)總的重車貨物作業(yè)停留車輛小時，即：

式中：Czi為裝卸站 i 一日內(nèi)裝卸車次數(shù)，根據(jù)列車編組計劃對各支車流的徑路分析，以及貨物運輸計劃推算出一日內(nèi)在貨物作業(yè)站的裝卸車次數(shù)；Tzi為裝卸站 i 一次貨物作業(yè)平均停留時間標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果查定。

3.2.4 計算鐵路局的重車車輛日

將鐵路局管內(nèi)一日內(nèi)的重車流在區(qū)段的總旅行車輛小時、在技術(shù)站的總中轉(zhuǎn)停留車輛小時、在裝卸站的總貨物作業(yè)停留車輛小時，三者累加求和，并將其除以 24 h 即可求出該鐵路局的重車車輛日。

4 鐵路局管內(nèi)空車車輛日的確定

4.1 計算方法

按照模型研究思路，在未知空車調(diào)整計劃的前提下，采用空車走行率計算參數(shù)，推算鐵路局管內(nèi)空車車輛小時?？哲囋阼F路局管內(nèi)的車輛小時，通常包括空車旅行車輛小時、在技術(shù)站的中轉(zhuǎn)車輛小時、在裝卸站的空態(tài)停留車輛小時。考慮到空車調(diào)配往往采取就近的原則，通過技術(shù)站進行中轉(zhuǎn)的空車數(shù)量較少，產(chǎn)生的空車中轉(zhuǎn)時間也較少，該部分空車對運用車的估算影響較小，因此在空車車輛小時推算中，對在技術(shù)站產(chǎn)生的平均中轉(zhuǎn)車輛小時這部分時間因素可暫忽略不計。同時，由于空車在裝卸站的空態(tài)停留時間，一般已包括在車站貨物作業(yè)平均停留時間中，可不再單獨計算。因此，鐵路局管內(nèi)的空車車輛小時主要取決于空車在鐵路局管內(nèi)的旅行時間。其計算方法是根據(jù)鐵路局管內(nèi)重車走行公里、空車走行率推算出該鐵路局管內(nèi)的空車走行公里，然后根據(jù)貨物列車旅行速度等參數(shù)，推算出鐵路局管內(nèi)一日內(nèi)的空車車輛小時。

4.2 計算過程

（1）計算鐵路局管內(nèi)總的空車走行公里。通過計算運用車的各種重車指標(biāo)，獲取重車走行公里ΣN重S重的數(shù)值，利用統(tǒng)計查定的鐵路局空車走行率φ，根據(jù)空車走行公里＝空車走行率×重車走行公里，計算得到空車走行公里ΣN空S空，即：

（2）計算鐵路局管內(nèi)空車車輛小時。鐵路局管內(nèi)的空車流旅行車輛小時根據(jù)空車走行公里和列車旅速計算得出，即：

（3）計算鐵路局總的空車車輛日。

將空車流在鐵路局管內(nèi)的空車車輛小時除以 24 h 即可求出該鐵路局總的空車車輛日。

5 鐵路局管內(nèi)運用車車輛日的確定

將前述推算出的鐵路局管內(nèi)重車車輛日與空車車輛日兩者的數(shù)值相加，即為該鐵路局下月應(yīng)該保有的最小運用車車輛日，即最小的日運用車數(shù)量。

6 結(jié)束語

基于車輛日的運用車保有量計算模型綜合考慮了鐵路運用車配置過程中的多種因素，將鐵路運輸計劃、車流徑路、列車運行圖、施工計劃等融為一體，真實反映了鐵路運營實際，其計算出的運用車保有量貼近運輸生產(chǎn)實際，具有很強的實用性，為合理掌握運用車分布、優(yōu)化鐵路運力資源配置，提高車輛運用質(zhì)量奠定了理論基礎(chǔ)，在確保滿足運輸需求的同時，減少車輛資源浪費，實現(xiàn)車輛資源利用的效率最大化。

1003-1421(2011)01-0018-04

U292.6+2

B

2010-12-24

責(zé)任編輯：林 欣