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    重載鐵路的集疏運系統(tǒng)協(xié)同技術分析

    2019-10-26 03:33:12於興海
    設備管理與維修 2019年10期
    關鍵詞:集疏運集運裝車

    於興海

    (朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司機輛分公司,河北滄州 062350)

    0 引言

    列車在重載鐵路集疏運系統(tǒng)中的實際調度指揮屬于較為復雜的動態(tài)過程,要求實現(xiàn)集疏運系統(tǒng)車流組織方案的制定。為了實現(xiàn)不同運量中車流組織方案制定,要實現(xiàn)集疏運系統(tǒng)作業(yè)環(huán)節(jié)分析建模,利用實際作業(yè)環(huán)境的量化能夠為運輸決策提供基礎。重載鐵路集疏運車流調度方案目的就是基于一定運輸能力,實現(xiàn)機車車輛使用的優(yōu)化,使車輛周轉率得到提高。目前,此方面的研究比較少[1]。因此,對重載鐵路集疏運系統(tǒng)協(xié)同技術的研究具有重要現(xiàn)實意義。

    1 重載鐵路集疏運系統(tǒng)的協(xié)同內容

    在重載運輸過程中,主要內容為車輛、機車、線路、車站、裝卸設備、牽引供電設備等。重載鐵路集疏運系統(tǒng)運能主要目標就是先進設備設施,在重載運輸體系中具有重要作用。在運量目標不斷提高的過程中,要實現(xiàn)相應設備設施改造,實現(xiàn)不同設備設施的能力匹配,使系統(tǒng)能力得到提高[2]。

    1.1 機車車輛

    車輛屬于重載運輸生產力,其也是重載運輸基本裝備,提高載重,降低自重,并且使車輛制動性能得到提高為今后重載車輛發(fā)展趨勢。為了使大運量需求得到滿足,我國重載鐵路一般使用全新敞車。

    1.2 車站線路

    重載列車對于車站、線路具有較高的要求,首先要對重載鐵路線橋設備使用強化措施,能夠提高軌道結構穩(wěn)定性。此種鋼軌一般都是使用到具有較大的列車牽引重量重載忒路中,其對于鋼軌抗磨特性及抗疲勞性提出了一定的需求[3]。

    1.3 通信信號設備

    此方面屬于鐵路運營基礎,2 萬t 重載列車開行對于重載鐵路通信信號提出了較高的要求。為了對長大列車運行安全性進行保證,要使用高效率、高質量的通信設備實現(xiàn)。GSM-R(Global System for Mobile Communications-Railway,一項用于鐵路通信及應用的國際無線通信標準)是世界中最為成熟的GSM 開發(fā)專用鐵路通信數(shù)字移動通信系統(tǒng),能夠實現(xiàn)鐵路運輸通信和指揮調度。另外,其還能夠釋放鐵路生產力,使運輸安全性得到提高,并且提高鐵路現(xiàn)代化水平。該系統(tǒng)的通信量比較大,還能有效滿足200~500 km/h 的高速列車運行需求,為鐵路移動通信未來的發(fā)展方向。

    2 重載鐵路集疏運系統(tǒng)協(xié)調調度的計算

    2.1 集疏運系統(tǒng)子系統(tǒng)

    重載鐵路集疏運系統(tǒng)能力確定是通過裝車點裝車、集運線路和運輸系統(tǒng)等能力所確定的,集運系統(tǒng)能力會受到車站裝車能力及集運線路輸送能力的影響,在系統(tǒng)協(xié)調過程中要能夠提高裝車點貨源供應、裝車能力及集運線路接運能力。比如集運子系統(tǒng)中的裝車點來說,以裝車點的規(guī)模,通過銜接集運線、裝車機械能力、裝車點倉儲實現(xiàn)優(yōu)化配置,從而能夠使裝車點總能力滿足集運線能力,實現(xiàn)能力匹配。其中的倉儲能力表示為n 倉,裝車能力表示為n 裝,裝車線能力作為n 接發(fā),集運線能力設置成n 聯(lián)。并且還要能夠協(xié)調集運系統(tǒng)內部能力,使其能夠滿足倉儲能力>裝車能力>裝車線能力>集運線能力的需求[4]。

    對集運系統(tǒng)來說,集運能力屬于其他能力的最小值,也可以通過以下公式實現(xiàn):

    2.2 運輸子系統(tǒng)

    在確定通過能力的過程中主要是通過區(qū)間通過、車站通過、整備設備通過、機務段設備及電氣化鐵路線供電設備的通過能力所決定的,對重載鐵路運輸子系統(tǒng)來說,通過能力和組合站、重載鐵路本線等通過能力具有密切的關系。

    2.3 輸運子系統(tǒng)

    重載鐵路集疏運系統(tǒng)車流都是到卸載段技術站中,之后直接卸車再裝船運輸,或者使用其他運輸方式流轉到沿線需求企業(yè)卸車。

    對某個卸車站來說,卸車能力指主要包括卸車線能力、倉儲能力、相鄰輸運線路疏松及卸車能力的最小值,也就是:

    3 實證分析

    某集團為將煤炭生產銷售、煤制油、發(fā)電和煤化工、港口、鐵路等運輸服務作為主要業(yè)務的綜合性大型能源企業(yè),鐵路運輸屬于集團運銷一體化經營過程中的主要環(huán)節(jié)。為了使鐵路運行能力得到進一步的提高,鐵路使用擴大列車密度,開行萬噸列車,使用大容量貨車和機車交路延長等措施,從而提高鐵路運能。但是因為所轄鐵路分裝車站點設計的標準比較低,而且缺乏設備合理設計,開行萬噸列車整列裝車的比較低,對鐵路運輸組織效率得到了制約。為了解決此問題,不僅要對貨運組織方式進行改革,還要重視貨運技術管理[5]。

    重載運輸集疏運系統(tǒng)車流方案優(yōu)化問題也是帶約束的工件排序問題,通過相應算法求解,使目標函數(shù)及約束條件成為抗原,使問題解成為抗體,解優(yōu)劣程度利用親和度函數(shù)實現(xiàn)判斷。重載鐵路車流組織方案中具有多變量,主要包括列車在各站的到發(fā)時間、裝卸站配送順序、分解和組合系數(shù)等,求解困難。但是使用免疫科隆算法中的一維向量編碼,將其優(yōu)勢充分的發(fā)揮出來。對重載鐵路集疏運調度系統(tǒng)作業(yè)流程表示,裝車區(qū)編組站及卸車區(qū)編組站列車出發(fā)順序為重載鐵路車流組織中的重點,在對出發(fā)列車作業(yè)時間地點和出發(fā)順序進行確定之后,編碼方案就能夠表示成為一維向量:

    5.4 小區(qū)與地鐵站的間距每增多1千米,住宅價格減少356元/m2;小區(qū)與主干道的間距每增多1千米,住宅價格減少59元/m2;小區(qū)與商業(yè)中心的間距每增多1千米,住宅價格減少447元/m2;小區(qū)與中學和幼兒園的距離每增多1千米,住宅價格分別減少394元/m2和4145元/m2;小區(qū)與醫(yī)院的間距每增多1千米,住宅價格減少721元/m2;居住區(qū)與海岸線的間距每增多1千米,住宅價格減少603元/m2;平均綠化率每增多1%,住宅價格增加4275元/m2;平均容積率每提升1%,房價減少163元/m2。綠化率是影響住宅價格最大的因素,主干道則是對住宅價格影響最小的因素。

    一般免疫克隆算法使用進化代數(shù)成為算法終止條件,但是確定進化代數(shù)為以問題規(guī)則反復測試,魯棒性比較差。使用計算種群平均適應度,對算法是否終止進行確定,在種群平均適應度變化比較小的時候,算法較為收斂,能夠尋找滿意解并最終得到滿意的收斂精度。

    在收斂精度比預設值要小的時候,終止算法。要不然表示算法不收斂,就要重新設置算法[6]。

    免疫克隆算法的步驟為:

    (1)初始化參數(shù),實現(xiàn)抗體種群N 的隨機產生。

    (2)對種群參數(shù)和抗原親和力進行計算。

    (3)以克隆競爭的策略,使高親和力及低抗體濃度的抗體實現(xiàn)克隆操作,得出規(guī)模為N(e)的抗體種群。

    (5)使全部抗體濃度從大到小排列,將高濃度抗體刪除,對N 種群規(guī)模進行保證。

    (6)使高親和力的抗體作為最優(yōu)解,對是否滿足算法終止條件進行判斷,如果滿足,實現(xiàn)最優(yōu)解的輸出;如果不滿足,返回第二步[7]。

    最后,對鐵路集疏運系統(tǒng)可靠性進行分析,研究的步驟為:將鐵路集疏運系統(tǒng)劃分成為A1、A2 和A2 三個事件,分別代表輸運、通道及疏運故障模塊。以狀態(tài)轉移圖創(chuàng)建馬爾可夫轉移矩陣P:

    表1 為可靠度的計算結果。

    表1 可靠度的計算結果

    從表1 可以看出來,某鐵路集疏運系統(tǒng)具有較高的可靠性,運算靈活性較高,滿足鐵路集疏運系統(tǒng)需求,系統(tǒng)獲得精準數(shù)據(jù)較為簡單[8]。

    4 結束語

    通過分析重載鐵路集疏運系統(tǒng)特點,給出疏運系統(tǒng)協(xié)調內容,對集疏運子系統(tǒng)能力進行分析,并且實現(xiàn)市政研究。這不僅能夠有效滿足運輸目標,還能實現(xiàn)鐵路運輸及集輸運子系統(tǒng)的擴能改造,從而使其滿足未來發(fā)展需求。

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