朔黃鐵路兩萬噸列車開行方式優(yōu)化研究

王志毅

摘 要：結(jié)合試驗數(shù)據(jù)及開行情況，從列車安全性、站場編組能力、咽喉區(qū)占用影響、機車運用效率等方面，對比分析1臺交流機車+1臺交流機車+可控列尾（簡稱1+1）、1臺交流機車+1臺直流機車+1臺直流機車（簡稱1+1+1），兩種不同編組的優(yōu)缺點，提出優(yōu)化兩萬噸列車編組方案的建議。

關(guān)鍵詞：列車;開行方式;優(yōu)化

0 引言

朔黃鐵路1+1模式開行后，安全風(fēng)險高、設(shè)備損傷嚴重、區(qū)間停緩多等問題突出，因此，有必要進一步研究通過開行方式優(yōu)化，提高列車運行品質(zhì)。

1 1+1模式與1+1+1模式安全性分析對比

1.1 1+1模式列車受力分析

2019年，西南交大對朔黃兩萬噸列車進行了動力學(xué)試驗。測試結(jié)果顯示列車通過北大牛站時，機車車鉤最大橫向擺角12.79°，試驗機車前部車鉤最大壓鉤力為977kN，中部車鉤最大壓鉤力為1191kN，后部車鉤最大壓鉤力為1415kN。

1.2 1+1模式列車操縱難度分析

兩萬噸列車1+1編組模式下，由于后部單元列車緩解后只能通過從控機車一個充風(fēng)點充風(fēng)，導(dǎo)致后部列車的充風(fēng)時間明顯長于前部列車，這樣的充風(fēng)特性為列車操縱埋下了安全隱患。前后部列車充氣時間差越大，列車危險性越高。

1.3 1+1+1模式列車運行安全分析

通過試驗，調(diào)速制動過程產(chǎn)生的最大車鉤力均小于1000kN，最大值僅為836kN，小于試驗建議性指標(biāo)（正常運行工況車鉤力不大于1000kN），與1+1編組相比，減小車鉤力約60%。由于縱向力的減少，進而減少了列車的橫向力，能夠保證車鉤擺角橫向大于6°，垂向大于3°，列車縱向分力不至于影響列車脫軌系數(shù)，同時減少從控機車的垂向抬升、輪重減載的發(fā)生，中部從控機車運行安全性、車鉤壓鉤力和偏轉(zhuǎn)角符合控制限度的要求。

1.4 1+1+1模式列車操縱難度明顯降低

由于該編組在列車尾部增加了1臺從控機車，顯著提高了列車的充風(fēng)能力。經(jīng)數(shù)據(jù)分析，當(dāng)列車停于12‰坡道，減壓100kPa緩解后，機車電制動給至400kN，列車運行速度達到約25km/h時，尾部風(fēng)壓可滿足再制動條件，提高了高坡區(qū)段非正常情況下的通過能力。

1.5 1+1模式與1+1+1模式安全性分析對比結(jié)論

一是1+1+1模式能夠減小列車縱向力（試驗數(shù)據(jù)中最大為984KN，遠遠小于1+1模式的最大試驗數(shù)據(jù)2024KN，也小于安全建議值1000KN的要求），從而緩解中部機車復(fù)雜受力，降低脫軌系數(shù);二是1+1+1模式充風(fēng)時間短（最少為128秒），能夠降低列車操縱難度，保證列車運行安全及提升非正常情況下的通過能力，利于安全管控，三是由于列車縱向力降低，對設(shè)備損傷較小，減小了設(shè)備更換及改造投資費用。

2 1+1+1模式對神池南車站影響

對比采用1+1+1模式與1+1模式對神池南車站股道、咽喉占用時間的影響，以判斷影響站場的使用及車站的接、發(fā)車情況。

2.1 神池南車站的線路特點

II場主要辦理神木北方向、準(zhǔn)池方向上行重車的接發(fā)，共計24條到發(fā)線（23、24道無網(wǎng)），1道辦理旅客列車及比照旅客列車辦理的列車，兼做站裝車到發(fā)線。2、3道原則上辦理大新方向上行列車的接發(fā)，兼做站裝空車到達線。4、5、6道原則上辦理大新方向下行列車的接發(fā)。7-21道原則上辦理肅寧北方向上行列車的接發(fā)。22-24道為調(diào)車線，特殊情況22道可兼做機車走行線。4-21道每3股線為一個線束，共6個線束。

2.2 1+1+1模式尾部加掛機車對神池南站的影響

根據(jù)神池南II場的線路特點，兩萬噸列車的編組只能在4-21道之間進行。根據(jù)2019年列車運行圖資料，神池南地區(qū)圖定發(fā)出兩萬噸列車32列（預(yù)留4列），即使按最高36列計算，如每列都在尾部加掛機車，每次加掛按占用10分鐘計算，實際占用360分鐘，似乎嚴重影響神池南接車，但由于線路設(shè)計的特點，在13-15道、16-18道、19-21道這三束股道間，即便是尾部加掛機車，也僅占用一束股道，并不影響其他股道接發(fā)列車。以19、20、21道線束為例，19道編組兩萬噸列車，尾部加掛的機車通過20道進行加掛，而20道本身為機車走行線，加掛機車從20道越過XII-2017轉(zhuǎn)出，在D2040前停車，換端后經(jīng)過D2064再次進入19道，在此過程中僅影響21道接車10分鐘，對其他股道接車沒有任何影響。根據(jù)現(xiàn)有資料來看，在近期一個月內(nèi)，神池南不存在兩萬噸列車，一束股道尾部接入后，另一股道連續(xù)接入的情況。在4-6道、7-9道、10-12道這三束股道間如果尾部加掛機車，將影響神池南接入神朔和準(zhǔn)池的重車，每加掛一列，則影響重車接入10分鐘。

從現(xiàn)有統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，神池南兩萬噸列車優(yōu)先接入13-15道、16-18道、19-21道這三束股道間，4-6道、7-9道、10-12道發(fā)出的兩萬噸列車日均6列。

通過以上分析可以得出結(jié)論，兩萬噸列車尾部加掛機車，通過神池南車站加強組織可以實現(xiàn)。

2.3 1+1+1模式列車對編組時間的影響。

采用1+1+1模式時，為盡量減少對車站作業(yè)時間的影響，從折返段出庫時，從1和從2可以同時出庫，在掛后半列列車時，從1和從2分解，從1掛后半列的前部，利用從1掛車和試風(fēng)的時間，從2進行后半列的尾部掛車，此種作業(yè)模式只需要車站開放從2的掛車信號即可，從而減少對車站線路的占用時間，同時在后半列與前半列連掛時，由于從2可以發(fā)揮作用，壓縮了后半列的啟動時間和掛車時間，可以節(jié)省列車編組占用到發(fā)線時間。

采用1+1模式其編組方式與1+1+1模式基本一致，只是減少了車站對從2的一次進路排列，但就車站列車編組時間對比，1+1+1模式與1+1模式基本相同。

2.4 1+1+1模式對神池南車站的影響結(jié)論

采用1+1+1模式，對車站股道的占用時間以及對東咽喉的占用時間略有縮短，但在4-12道尾部每編組一列兩萬噸，將影響接車10分鐘左右（日均6列），因此綜合考慮，無論采用1+1+1模式還是1+1模式對神池南車站占用時間趨于一致，并不會因尾部加掛機車嚴重影響神池南接入重車，并且此影響可以通過優(yōu)化組織予以解決。

3 1+1+1模式與1+1模式的兩萬噸列車對線路通過能力對比

通常而言，在固定線路、其他條件不變的情況下，列車的運行速度越高，占用區(qū)間的時間越短，其通過能力就越高，尤其是在關(guān)鍵區(qū)段，其限制作用更為明顯。

3.1 采用1+1+1模式與1+1模式對線路通過能力的影響對比

3.1.1 神池南-——寧武西運行時間的影響

神池南站為朔黃線關(guān)鍵的咽喉車站，因此采用何種編組模式，列車開行時，速度最快，對神池南站的占用時間最短，至關(guān)重要，通過數(shù)據(jù)對比，神池南-——寧武西1+1+1模式比1+1模式要快2分鐘，平均運行速度要高2km/h-3km/h。

3.1.2 神池南-——肅寧北整體線路通過能力的影響

在朔黃鐵路目前的情況下，列車越短，運行速度越高，總運行時分越短，其線路通過能力必然越高。1+1+1模式與1+1模式相比，列車長度基本相同，增加幾乎可以忽略不計，通過試驗：1+1+1模式與1+1模式相比在列車運行速度和運行時分方面，均占優(yōu)勢，采用1+1+1模式比1+1模式，其線路通過能力要強。

3.2 區(qū)間停緩對運輸?shù)挠绊?/p>

朔黃鐵路兩萬噸列車由于安全風(fēng)險高，操控難度大，列車運行過程中，因區(qū)間信號綠黃燈、制動周期調(diào)整失效等情況，造成區(qū)間停車緩風(fēng)問題較為突出。

兩萬噸列車由神池南站始發(fā)，運行到神池南至寧武西區(qū)間后，由于各種因素影響，列車空氣制動后不具備緩解條件導(dǎo)致列車停車緩風(fēng)時，將直接影響神池南站發(fā)送上行列車。1+1+1編組模式，由于緩解條件限制較少，操縱難度降低，能夠有效地減少停緩，減小對運輸秩序的干擾。

4 1+1+1模式對交路、機車、人員、運量的影響

4.1 對機車交路的影響

兩萬噸列車現(xiàn)有交路不受影響，亦可根據(jù)肅寧北上行場股道占用情況，將尾部機車直流機車摘除，此時將增加肅寧北股道占用時間。

4.2 對機車運用的影響

朔黃線現(xiàn)有的兩萬噸開行模式為交流機車+交流機車的1+1模式，需要兩臺交流機車才能夠開行兩萬噸列車，而如果變?yōu)榻涣鳈C車+直流機車+直流機車的1+1+1模式，兩萬噸開行對數(shù)將不受交流機車數(shù)量制約。

通過計算可知，在現(xiàn)有1+1模式下僅能開行35對兩萬噸列車，而改變?yōu)?+1+1模式后，可開行的兩萬噸對數(shù)為48對，增幅為37.14%。

4.3 對人員運用、運量的影響

人員運用跟機車運用密切相關(guān)，開行1+1+1模式兩萬噸列車，運用機車并未增加，因此不需要增加人員?？梢栽诓辉黾恿熊噷?shù)的情況下，通過多開行兩萬噸列車增加運量，亦可在現(xiàn)有運量下，通過多開兩萬噸列車減少列車密度，利于運量增長。

5 結(jié)束語

在不增加人員、機車的情況下，通過開行1+1+1模式兩萬噸列車，不但能夠大幅度改善兩萬噸列車的受力情況、縮短充風(fēng)時間、減小操縱難度，同時減少神池南東咽喉占用情況，減少區(qū)間停緩，提高區(qū)間運行速度及過慢行能力，而且還能夠增開兩萬噸列車和利于運量提升。其缺點為，每開行一列1+1+1模式的兩萬噸列車，需增加了神池南一臺機車轉(zhuǎn)線的工作量，同時部分股道會影響到神池南接入重車，可通過優(yōu)化組織，降低影響。目前朔黃鐵路87臺自管直流機車已經(jīng)完成LTE改造工作，具備和交流機車編組、開行兩萬噸列車條件。結(jié)合上述情況綜合考慮，開行1+1+1模式的兩萬噸列車利大于弊，因此，建議盡快組織1+1+1模式的兩萬噸列車試驗工作。

參考文獻：

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