沈陽西編組站改編能力查定方法研究

謝迎春，馮俊杰，劉婉玲，鄒兆朗

（遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，1.工程師，2.教授，遼寧　錦州　121000；沈陽鐵路局沈陽西站，3.工程師，遼寧　沈陽　110000）

?

沈陽西編組站改編能力查定方法研究

謝迎春1，馮俊杰2，劉婉玲2，鄒兆朗3

（遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，1.工程師，2.教授，遼寧錦州121000；沈陽鐵路局沈陽西站，3.工程師，遼寧沈陽110000）

摘要：本論文以沈陽西站為背景，在對車站的調(diào)車設(shè)備和作業(yè)組織方式進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，提出了利用駝峰控制系統(tǒng)電務(wù)查詢終端查詢駝峰設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)數(shù)據(jù)為主，寫實(shí)調(diào)車機(jī)為輔的方法查定編組站改編能力。并提出了計(jì)算改編能力的算法，繪制查標(biāo)數(shù)據(jù)處理流程圖，最后利用仿真軟件定標(biāo)。該查標(biāo)方案通過了現(xiàn)場查標(biāo)驗(yàn)證收到了較好的效果。

關(guān)鍵詞：編組站；改編能力；查定方法；數(shù)據(jù)處理

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.03.004

車站改編能力是衡量一個(gè)技術(shù)站的站場規(guī)模、生產(chǎn)能力的基本指標(biāo)，準(zhǔn)確查定技術(shù)站的改編能力，對指導(dǎo)車站合理使用技術(shù)設(shè)備、科學(xué)組織各項(xiàng)作業(yè)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)能力的薄弱環(huán)節(jié)具有重要意義。

編組站改編能力包括調(diào)車場頭部的解體能力和調(diào)車場尾部的編組能力，我國現(xiàn)有的編組站改編能力查定方法有2種，一種是傳統(tǒng)的人工查標(biāo)方法〔1〕，另一種是在人工查標(biāo)方法的基礎(chǔ)上利用車站微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的回放功能輔助查標(biāo)的半自動(dòng)查標(biāo)方法〔2〕。人工查標(biāo)方法具有完善的查標(biāo)體系，但是查標(biāo)方法落后于設(shè)備更新速度，存在誤差較大、效率和安全系數(shù)較低，對鐵路現(xiàn)場工作影響大等缺點(diǎn)；半自動(dòng)查標(biāo)方法是在人工查標(biāo)方法的基礎(chǔ)之上，引入了利用微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的回放功能進(jìn)行查標(biāo)〔2〕，仍然采取人工回放錄像的方式獲取查標(biāo)數(shù)據(jù)，該方法在寫實(shí)效率和安全系數(shù)上有了顯著提高，但是依然存在較大誤差〔3〕。隨著鐵路信息化設(shè)備的廣泛使用以及與信息化設(shè)備相適應(yīng)的運(yùn)輸組織方式的變化，原有的能力查定方法已經(jīng)不適合當(dāng)前自動(dòng)化編組站的需求。在自動(dòng)化駝峰設(shè)備以及相應(yīng)的調(diào)車組織方法條件下，如何準(zhǔn)確采集各種作業(yè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行安全、高效查標(biāo)的工作，成為確定編組站改編能力的一項(xiàng)迫切任務(wù)。

本文在研究沈陽西站查標(biāo)工作的基礎(chǔ)上，分別從車站設(shè)備、作業(yè)組織、查標(biāo)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的處理、仿真軟件的編制等幾個(gè)方面，全面研究在自動(dòng)化駝峰條件下查定編組站改編能力的方案。

1　沈陽西站主要設(shè)備和作業(yè)情況查定

1.1沈陽西站主要設(shè)備及使用方案沈陽西站為路網(wǎng)性編組站，主要擔(dān)當(dāng)沈大、京哈、沈山、高新、沈吉、蘇撫線上、下行直達(dá)、直通、區(qū)段、摘掛列車及沈陽樞紐小運(yùn)轉(zhuǎn)列車的編組、解體任務(wù)；站型為雙向二級(jí)六場混合式，正線外包車站，上、下行方向各自分別設(shè)置有到達(dá)場、編發(fā)場、直通場。如圖1所示。

圖1　沈陽西站車場示意圖

各方向到達(dá)解體列車均接入峰前到達(dá)場；各方向無調(diào)中轉(zhuǎn)列車、部分改編中轉(zhuǎn)列車在直通場進(jìn)行接發(fā)及相關(guān)作業(yè)；各方向編組始發(fā)列車采用編發(fā)線的形式，由編發(fā)場出發(fā)。

1.2與改編能力相關(guān)的作業(yè)組織及查定方法駝峰控制系統(tǒng)能夠記錄設(shè)備狀態(tài)變化的數(shù)據(jù)情況，例如進(jìn)路形成時(shí)間、進(jìn)路占用時(shí)間等，為編組站查標(biāo)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。生產(chǎn)過程中由于規(guī)章和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的限制，一些必要的作業(yè)環(huán)節(jié)不能反應(yīng)到設(shè)備狀態(tài)的變化上，例如交接班時(shí)間、確認(rèn)信號(hào)時(shí)間等，需要寫實(shí)查標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)充。自動(dòng)化駝峰查標(biāo)法是將采集駝峰控制系統(tǒng)中設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)與查標(biāo)寫實(shí)相結(jié)合，通過計(jì)算機(jī)模擬程序進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，最后確定編組站改編能力的方法。下面根據(jù)沈陽西站的作業(yè)組織情況確定其查標(biāo)方法。

1.2.1接發(fā)列車作業(yè)組織及查定沈陽西站辦理的貨物列車的類型主要有無調(diào)中轉(zhuǎn)列車，部分改編列車、到達(dá)解體列車和編組始發(fā)列車。無調(diào)中轉(zhuǎn)列車在直通場進(jìn)行到、發(fā)及中轉(zhuǎn)作業(yè)；部分改編列車在直通場進(jìn)行到、車組甩掛調(diào)車、發(fā)車作業(yè)；到達(dá)解體列車在到達(dá)場進(jìn)行到達(dá)作業(yè)；編組始發(fā)列車的出發(fā)作業(yè)在編發(fā)場進(jìn)行。

部分改編中轉(zhuǎn)列車占用直通場時(shí)間包括：接車占用時(shí)間、車組摘掛調(diào)車作業(yè)時(shí)間、待發(fā)時(shí)間、發(fā)車時(shí)間；其中接車占用時(shí)間、作業(yè)時(shí)間、發(fā)車時(shí)間，可由駝峰控制系統(tǒng)電務(wù)查詢終端導(dǎo)出，待發(fā)時(shí)間可由人工寫實(shí)獲得。

解體列車占用到達(dá)場時(shí)間包括：接車占用時(shí)間、到達(dá)作業(yè)時(shí)間、待解時(shí)間占用時(shí)間。其中接車占用時(shí)間和轉(zhuǎn)線占用時(shí)間可由駝峰控制系統(tǒng)電務(wù)查詢終端導(dǎo)出，解體列車到達(dá)作業(yè)時(shí)間和待解時(shí)間通過寫實(shí)獲得。

始發(fā)列車占用編發(fā)場時(shí)間包括：集結(jié)時(shí)間、編組時(shí)間、出發(fā)作業(yè)時(shí)間、待發(fā)時(shí)間以及發(fā)車時(shí)間。其中集結(jié)時(shí)間、編組時(shí)間、發(fā)車占用時(shí)間可由駝峰控制系統(tǒng)電務(wù)查詢終端導(dǎo)出，始發(fā)列車出發(fā)作業(yè)時(shí)間以及待發(fā)時(shí)間由寫實(shí)獲得。

1.2.2調(diào)車技術(shù)作業(yè)的時(shí)間組成及查定為了有效的進(jìn)行編組、解體、摘掛、取送等調(diào)車作業(yè)，除了必要的生產(chǎn)時(shí)間之外，還必須有輔助生產(chǎn)時(shí)間。

1.2.2.1生產(chǎn)時(shí)間生產(chǎn)時(shí)間指調(diào)移車輛消耗的時(shí)間。其具體作業(yè)時(shí)間如下所示：

1）編組作業(yè)時(shí)間：選車；連掛；空鉤。查標(biāo)方式：電務(wù)查詢終端導(dǎo)出。

2）解體作業(yè)時(shí)間：空鉤；推峰；分解。

查標(biāo)方式：確認(rèn)信號(hào)由人工寫實(shí)；其余由電務(wù)查詢終端導(dǎo)出。

3）取車作業(yè)時(shí)間：去程走行；撤除防溜；收集車輛；回程走行；分解。

查標(biāo)方式：撤除防溜、確認(rèn)信號(hào)由人工寫實(shí)；其余由電務(wù)查詢終端導(dǎo)出。

4）送車作業(yè)時(shí)間：挑選車組；去程走行；對貨位；安設(shè)防溜；回程走行。

查標(biāo)方式：對貨位、安設(shè)防溜、確認(rèn)信號(hào)由人工寫實(shí)；其余由電務(wù)查詢終端導(dǎo)出。

5）整場時(shí)間：空程；掛車；推進(jìn)；空程；返回。

查標(biāo)方式：確認(rèn)信號(hào)由人工寫實(shí)；其余由電務(wù)查詢終端導(dǎo)出。

6）摘掛作業(yè)時(shí)間：補(bǔ)軸；減軸；換掛車組；安設(shè)防溜。

查標(biāo)方式：確認(rèn)信號(hào)由人工寫實(shí)；其余由電務(wù)查詢終端導(dǎo)出。

1.2.2.2輔助生產(chǎn)時(shí)間輔助生產(chǎn)時(shí)間指為生產(chǎn)做準(zhǔn)備工作，必須消耗的時(shí)間。包括：交接班時(shí)間、吃飯時(shí)間、傳達(dá)計(jì)劃時(shí)間、準(zhǔn)備作業(yè)的時(shí)間、調(diào)車機(jī)整備時(shí)間。查標(biāo)方式為寫實(shí)。

1.2.2.3非生產(chǎn)時(shí)間包括由于敵對進(jìn)路交叉所產(chǎn)生的各種妨礙時(shí)間以及待業(yè)、等信號(hào)、等列檢、等貨檢、等解體、等編組等消耗的時(shí)間。查標(biāo)方式為寫實(shí)。

2　改編能力的確定

車站改編能力是在合理使用技術(shù)設(shè)備條件下車站固定調(diào)車設(shè)備一晝夜所能解體或編組各方向的貨物列車數(shù)或車數(shù)。對于沈陽西站來說，到達(dá)場的接車能力，編發(fā)場的編發(fā)能力和駝峰及牽出線的改編能力，都會(huì)影響車站的最終改編能力。

2.1到達(dá)場接車能力接車能力的計(jì)算公式為

式中：T總為晝夜解體列車的到達(dá)作業(yè)以及機(jī)車走行占用到達(dá)場的總時(shí)間。其計(jì)算公式為：

其中：γ空為空費(fèi)系數(shù)；

m到為可用于接發(fā)解體列車的到發(fā)線數(shù)目；

n解、n機(jī)為占用到達(dá)場的解體列車和單機(jī)數(shù)；

t解占為解體列車平均占用到達(dá)線的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)；

t機(jī)占為接圖定貨物列車及單機(jī)占用到發(fā)線的總時(shí)間；

Σt固為固定作業(yè)占用到達(dá)場的總時(shí)間；

Σt其他為其他作業(yè)占用到達(dá)場的總時(shí)間；

N接為到達(dá)場接車能力；

n接為到達(dá)場圖定接車數(shù)。

2.2編發(fā)場的發(fā)車能力〔4〕發(fā)車能力計(jì)算公式為

式中：M為編發(fā)線數(shù)；

t編發(fā)為一個(gè)列車平均占用編發(fā)線的時(shí)間，其值為：

t編發(fā)=t預(yù)占+t分解+t集占+t待編+t編+t出技+t待發(fā)+t發(fā)+t其它

其中：γ空為空費(fèi)系數(shù)；

t預(yù)占為開始向編發(fā)線解體前預(yù)先辦理進(jìn)路時(shí)間；

t分解為解體一列車平均占用時(shí)間；

t集占為集結(jié)一列車平均占用時(shí)間；

t待編為集結(jié)完畢后等待編組的時(shí)間；

t編為編組作業(yè)時(shí)間；

t出技為列車出發(fā)技術(shù)作業(yè)占用時(shí)間；

t待發(fā)為列車待發(fā)時(shí)間；

t發(fā)為列車發(fā)車占用時(shí)間；

t其它為分?jǐn)偟矫苛姓加镁幇l(fā)線的其他作業(yè)時(shí)間。

2.3駝峰及牽出線改編能力的確定

2.3.1駝峰解體能力當(dāng)配備兩臺(tái)調(diào)機(jī)，采用雙推單溜作業(yè)方案時(shí)，駝峰的解體能力為：

式中：Σt固為兩臺(tái)調(diào)機(jī)雙推單溜的固定作業(yè)時(shí)間， 其計(jì)算方法為：

t交接、t吃飯、t傳達(dá)計(jì)劃、t準(zhǔn)備作業(yè)為調(diào)車組人員交接班、吃飯、傳達(dá)計(jì)劃、準(zhǔn)備作業(yè)的時(shí)間；

t分解、t禁溜、t整場、t妨礙為調(diào)車作業(yè)中分解、解禁溜車、整場、交叉妨礙占用駝峰的時(shí)間。

2.3.2牽出線編組能力沈陽西站編發(fā)場集結(jié)并出發(fā)順駝峰方向的有調(diào)中轉(zhuǎn)車流，只進(jìn)行選編車組和連掛作業(yè)，不需要轉(zhuǎn)線作業(yè)，減少了轉(zhuǎn)線過程中的交叉干擾。一般采用編發(fā)線的組織方式，解體和編組能力相匹配。

可以通過增加尾部牽出線調(diào)機(jī)臺(tái)數(shù)使使改編能力不受編組能力限制。

2.3.3改編能力的確定縱列式編組站駝峰擔(dān)當(dāng)解體、尾部牽出線擔(dān)當(dāng)編組作業(yè)時(shí)的改編能力，按經(jīng)過合理調(diào)整峰上、峰尾作業(yè)負(fù)擔(dān)后的駝峰解體能力、尾部編組能力二者中較小者的兩倍計(jì)算。

式中n部為直通場辦理的部分改編中轉(zhuǎn)列車數(shù)。

2.4空費(fèi)系數(shù)和妨礙系數(shù)的確定

2.4.1空費(fèi)系數(shù)的確定

2.4.2妨礙系數(shù)的確定α妨妨礙系數(shù)根據(jù)作業(yè)內(nèi)容不同可分為：駝峰妨礙系數(shù)和編組妨礙系數(shù)。

駝峰妨礙系數(shù)：

式中：t解占為解體列車平均占用到發(fā)線時(shí)間；

t機(jī)占為接 單機(jī)平均占用到發(fā)線時(shí)間；

編組妨礙系數(shù)：

2.5最終改編能力調(diào)車系統(tǒng)的改編能力取決于調(diào)車駝峰的解體能力、調(diào)車場尾部編組能力。而對于編組站來說到發(fā)線接發(fā)解編列車的能力也直接影響到編組站的改編能力。車站最終改編能力為接車能力、發(fā)車能力、改編能力中的最小值。

N=min（N接+N發(fā)，N改編）

式中：N為車站最終改編能力；

N接、N發(fā)、N改編為到達(dá)場接車能力、編發(fā)場發(fā)車能力和駝峰及牽出線改編能力。

3　仿真軟件的編制

3.1查標(biāo)數(shù)據(jù)流處理流程查標(biāo)數(shù)據(jù)流分為到達(dá)場能力數(shù)據(jù)流和駝峰及牽出線能力數(shù)據(jù)流2個(gè)部分。駝峰和牽出線能力分為固定作業(yè)和改編作業(yè)2個(gè)部分。查標(biāo)數(shù)據(jù)的分析流程如圖2所示：

圖2　到發(fā)線、駝峰、牽出線查標(biāo)數(shù)據(jù)處理流程

3.2編制仿真軟件駝峰控制系統(tǒng)電務(wù)查詢終端導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，格式固定，數(shù)據(jù)中存在大量冗余信息。格式固定為仿真軟件批量及自動(dòng)計(jì)算提供了可能性。大量冗余信息不能夠直接用于查標(biāo)計(jì)算，有必要用仿真軟件進(jìn)行分析處理。

3.2.1仿真軟件設(shè)計(jì)應(yīng)具有的特性為了使仿真軟件能夠更好的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，仿真軟件的設(shè)計(jì)應(yīng)該有如下特性：

1）通用性。仿真軟件以沈陽西為原型進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是不局限于沈陽西站，應(yīng)適用于其他編組站和技術(shù)站的查標(biāo)。2）可擴(kuò)展性。仿真軟件要有升級(jí)擴(kuò)展的空間。3）方便靈活性。仿真軟件要易于操作，易學(xué)易用，使用方便。

3.2.2仿真軟件功能設(shè)定

1）系統(tǒng)設(shè)置功能：設(shè)置車站調(diào)車作業(yè)信息，車站設(shè)備信息，改編能力查定信息；

2）信息錄入功能：能夠人工錄入，改編能力查定信息、調(diào)車作業(yè)計(jì)劃信息、設(shè)備采集信息；

3）計(jì)算功能：能夠計(jì)算解體時(shí)間、編組時(shí)間、取送時(shí)間、摘掛時(shí)間，到發(fā)線接發(fā)列車能力、調(diào)車線集結(jié)能力，駝峰和牽出線改編能力等；

4）參數(shù)估計(jì)及設(shè)定功能。能夠分析車站作業(yè)情況，分析空費(fèi)系數(shù)和妨礙系數(shù)。

4　結(jié)束語

通過和沈陽西站技術(shù)科合作，采用該查標(biāo)方案在現(xiàn)場查標(biāo)收到很好的效果：一是安全系數(shù)高。查標(biāo)對作業(yè)干擾小，有效的保證查標(biāo)人員的安全。二是采集數(shù)據(jù)精確，查標(biāo)結(jié)果準(zhǔn)確。采集數(shù)據(jù)以電務(wù)采集數(shù)據(jù)為主仿真軟件自動(dòng)測算，采集數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果精度高。三是資源消耗小。和以往查標(biāo)相比需要的專業(yè)查標(biāo)人員少。四是仿真數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)匹配。仿真軟件計(jì)算結(jié)果經(jīng)沈陽西站技術(shù)科認(rèn)定符合實(shí)際生產(chǎn)。

本次的查標(biāo)方案在改編能力的計(jì)算上還沿用常規(guī)的計(jì)算公式，對于空費(fèi)系數(shù)和妨礙系數(shù)的確定還需在后續(xù)的研究中進(jìn)一步探索。

參考文獻(xiàn)：

〔1〕張敏、穆立民.車站技術(shù)作業(yè)過程和能力查定手冊〔M〕.中國鐵道出版社，2004.70-110

〔2〕李映紅，王慈光，唐優(yōu)華，楊運(yùn)貴.技術(shù)站改編能力查定方法的改進(jìn)〔J〕.鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2004，07:78-80.

〔3〕唐濤.技術(shù)站改編能力查定及軟件開發(fā)研究〔D〕.西南交通大學(xué)，2014.

〔4〕區(qū)星照編著.站細(xì)編制與學(xué)習(xí)問答〔M〕.中國鐵道出版社，2010.464-466

中圖分類號(hào)：U291.4+7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-8686（2016）03-0008-04