鐵路通道能力計算和運輸提效的實踐與應用

馮斌、謝迎春、孫欣、折震宇

（陜西榆橫鐵路有限責任公司，陜西榆林719000）

0 引言

煤炭在我國能源結構中占據不可替代的地位，近年來在國家公轉鐵政策引領和能源保供新環境的要求下，鐵路煤炭運輸將擔負著更為重要的能源保供任務，陜西榆橫鐵路有限責任公司負責靖神鐵路運輸組織工作，按照靖神鐵路的情況進行分析，為實現靖神鐵路“精準”提效需具體研究以下三方面：浩吉鐵路方向列車通過能力計算；小保當車站、郭家灘車站最大裝車能力測算；浩吉鐵路方向貨車全周轉時間測算[1]。

1 通過能力計算

1.1 靖神本線區段通過能力計算

在一定鐵路基礎設施和裝備，列車開行方案的前提下，按照一定列車運行工作質量要求計算一個區間在列車運行圖的有效時間內可放行的列車對數，及區間通過能力，即為鐵路線路區間通過能力，計算公式如下：

式（1）中：N——使用通過能力；

I圖——列車運行圖平均最小間隔時間；

△t額外——按實用條件計算的平均列車額外占用區段時間；

rnf——必要的平均運行圖緩沖時間。

列車有效時間是指一晝夜間扣除天窗時間等必要的施工時間后可供列車運行的時間。即T有效＝1440-T天窗。

靖神線每日天窗按照3h，180min 計算。

T有效＝1440-180min＝1260min

I＝I間-tr

I——最小列車間隔時間；

I間——列車間隔時間；

tr——緩沖時間。

靖神鐵路最大區間為大海則—小紀汗北區間，該區間全長為33.302km，所以選取該區間為限制區段，并以此計算靖神鐵路靖邊東方向的通過能力。

通過對大海則至小紀汗北區間列車間隔時間的統計平均每列列車間隔為29min，帶入公式得出：I＝I間-tr＝29-0＝29min。

△t額外＝t運行+t連發間隔，具體時間如下：

由于車站只有單方向列車開行，只考慮區間的運行時分和連發時間兩個因素，經過數據統計，得出區間運行時分為29min，由于是單線半自動閉塞區段不存在連發的情況，故連發最小時間為0min。

△t額外＝t運行+t連發間隔＝29+0＝29min。

rnf 必要的平均運行圖緩沖時間。如表1所示。

表1 列車運行數據表

隨機抽取18∶00～8∶00 之間的部分列車運行數據。

rnf＝（4+4+4+12+10）/5＝6.8≈7min。

I圖＝（27+27+27+27+27）/5＝28.2≈29min。

將以上數據代入公式：

N大海則至小紀汗北＝（1440-T天窗）/（I圖+△t額外+rnf）＝（1440-180）/（29+29+7）＝19.38≈19（對／日)。

由此計算大海則至小紀汗北區間通過能力為19對/日。

1.2 其他區段通過能力計算

在靖神主線運輸通道外，與其接軌的榆橫鐵路也可分流限制區段部分列車，同樣通過以上計算方式，可以得出1 對/日的迂回通過能力，結合上述計算，通過能力N＝靖神本線+迂回進路＝19+1＝20 對/日，即靖神鐵路開往浩吉鐵路方向的通過能力為20對/日。

2 最大裝車能力測算

2.1 車站技術作業時間

靖神鐵路裝車站為小保當車站、郭家灘車站，因裝車站各作業環節不確定因素較多，測算前置條件為：兩礦煤源充足；雙環線均能正常投用；調車機車、交路機車充足；接空發重均衡，則技術作業時間為表2。

表2 車站技術作業時間表 單位：min

技術作業時間：小保當T停時＝380min(6h20min)

郭家灘T停時＝420min(7h)

2.2 裝車能力測算

小保當車站：小保當車站設股道10 條，靖邊東方向除11 道（開通錦東方向）、5 道（正線）、并預留2 股機車走行線外，可有效運用裝車作業的到發線為6條，裝車作業期間，每列車占用到發線時間為380min，則1440min 每條到發線可完成裝車3.7 列，6 條股道可完成裝車22 列百輛空車，考慮目前加固能力限制，該站最大裝車能力測算為1440min/120min＝12 列萬噸列車。

郭家灘車站：郭家灘車站設股道9 條，靖邊東方向除7、8、9 道（預留郭家灘礦方向）、6 道（正線）、并預留1 股機車走行線外，可有效運用裝車作業的到發線為3 條，裝車作業期間，每列車占用到發線時間為420min，則1440min 每條到發線可完成裝車1440min/420min＝3.4 列，該站最大裝車能力測算為3×3.4＝10 列萬噸列車。

3 貨車全周轉時間測算

測算目的：通過對小保當、郭家灘兩裝車站往靖邊東方向列車全周轉時間測算，理論查定每日開行20對列車所需的全周轉時間。

數據構成：全周轉時間T全周轉＝交接站停時T交接+區段周轉時間T周轉+裝車站停時T停時。

數據來源：本次測算所有數據來自鐵路技術設備參數、鐵路行業作業時間標準，并結合現場積累寫實大數據。

3.1 交接站停時

根據靖邊東站技術作業條件概況，靖邊東車站作業能力充足，可不考慮影響時間，T交接時間取值40min。

3.2 區段周轉時間

對區段周轉時間T 周轉進行分析，得出T周轉＝T運行+T天窗+T會讓+T換班。

交路機車主要技術參數：

CEA1A1 型電力機車

軸數：12 軸，額定功率：14400kW，自重：300t，傳動方式：交直交傳動，起動牽引力：1140kN，持續牽引力：798kN，持續速度：65km/h，最大電制力：691kN，構造速度：120km/h。

HXD1 型電力機車

軸數：8 軸，額定功率：9600kW，自重：200t，傳動方式：交直交傳動，起動牽引力：760kN，持續牽引力：532kN，持續速度：65km/h，最大電制力：461kN，構造速度：120km/h。

DF8B 型內燃機車

軸數：6 軸，機車換長：2.2，自重：138t，額定功率：3680Kw，持續速度：31.2km/h，最高速度：100km/h，最大恒功速度：90km/h，最大起動牽引力：520kN，持續牽引力：340kN，燃油箱容量（可用）：9000L，制動距離≤1100m，構造速度：100km/h。

暫不考慮特殊環境下機車輪對黏著力下降的前置因素，區間周轉時間基礎參數按照《列車牽引計算》與寫實大數據：

小保當站-靖邊東站周轉基礎時間分別為：

單CEA1A1 型電力機車：上行214min、下行217min，即T運行＝214+217＝431min（7h11min）/對。

單HXD1 型電力機車：上行217min、下行218min，即T運行＝217+218＝435min（7h15min）/對。

雙DF8B 型內燃機車：上行234min、下行234min，即T運行＝234+234＝468min（7h48min）/對。

郭家灘站-靖邊東站周轉基礎時間分別為：

單CEA1A1 型電力機車：上行189min、下行192min，即T運行＝189+192＝381min（6h21min）/對。

單HXD1 型電力機車：上行192min、下行193min，即T運行＝192+193＝385min（6h25min）/對。

雙DF8B 型內燃機車：上行208min、下行208min，即T運行＝208+208＝416min（6h56min）/對。

天窗附加時分：天窗時間按照工作量不同用時有所變化，暫按照綜合天窗T綜合＝180min 取值，即全天1440min，列車區間有效運行時間取均值420min，則20對列車受天窗影響均時為T天窗＝420/1440×20×T綜合/20＝52.5min/對。

會讓附加時分：停啟附加時分牽引定數≤6000t 取值5min，牽引定數≥6000t 取值12min，本次會讓考慮牽引定數≤6000t 取值5min，上下行列車運行取值26站，每天開行20 對列車，則測算列車會讓均時T會讓＝20/20×26×5≈130min/對。

機車乘務員換班附加時分：靖邊東方向機車交路采用循環式運轉交路，按交路機車臺數充足考慮，乘務員換班地點分別為孟家灣站、黃蒿界站，單次換班技術作業時間為20min，每對列車換班2 次，換班時間T換班＝20×2＝40min/對。

依據區間周轉時間基礎參數T 運行不變，T天窗不變，T會讓＝20/20×26×5＝130min/對，T換班不變。

則小保當站-靖邊東站

CEA1A1 型電力機車：T周轉＝T運行+T天窗+T會讓+T換班＝431+52.5+130+40＝653.5min＝10h54min/對。

HXD1 型電力機車：T周轉＝T運行+T天窗+T會讓+T換班＝435+52.5+130+40＝657.5min＝10h58min/對。

DF8B 型內燃機車：T周轉＝T運行+T天窗+T會讓+T換班＝468+52.5+130+40＝690.5min＝11h31min/對。

則郭家灘站-靖邊東站

CEA1A1 型電力機車：T周轉＝T運行+T天窗+T會讓+T換班＝381+52.5+130+40＝603.5min＝10h04min/對。

HXD1 型電力機車：T周轉＝T運行+T天窗+T會讓+T換班＝385+52.5+130+40＝607.5min＝10h08min/對。

DF8B 型內燃機車：T周轉＝T運行+T天窗+T會讓+T換班＝416+52.5+130+40＝638.5min＝10h39min/對。

3.3 裝車站停時

日均裝車20 列，小保當車站、郭家灘車站到發線和站內作業能力不受限制，裝車站停時仍取值：小保當T停時＝380min(6h20min)、郭家灘T停時＝420min(7h)

綜上日均開行20 對列車，靖邊東站-小保當站全周轉時間為：

CEA1A1 型電力機車T全周轉＝T交接+T周轉+T 停時＝40+653.5+380＝1073.5＝17h54min

HXD1 型電力機車T全周轉＝T交接+T周轉+T停時＝40+657.5+380＝1077.5＝17h58min

雙DF8B 型內燃機車T全周轉＝T交接+T周轉+T停時＝40+690.5+380＝1110.5＝18h31min

郭家灘站-靖邊東站全周轉時間為：

CEA1A1 型電力機車T全周轉＝T交接+T周轉+T停時＝40+603.5+420＝1063.5＝17h44min

HXD1 型電力機車T全周轉＝T交接+T周轉+T停時＝40+607.5+420＝1067.5＝17h48min

雙DF8B 型內燃機車T全周轉＝T交接+T周轉+T停時＝40+638.5+420＝1098.5＝18h19min

綜合以上三部分內容，基本可以得出以下

其一，靖神鐵路往浩吉鐵路方向通道能力為：本線19 對，迂回1 對，最大能力為20 對/日。

其二，小保當車站最大裝車能力12 列萬噸，郭家灘車站最大10 列萬噸。

其三，靖神鐵路往浩吉鐵路日均開行20 對列車：小保當方向開行電力機車牽引全周轉技術時間17h56min；小保當方向開行內燃機車牽引全周轉技術時間18h31min；郭家灘方向開行電力機車牽引全周轉技術時間17h46min；郭家灘方向開行內燃機車牽引全周轉技術時間18h19min。

4 結語

通過對鐵路通道能力進行計算，對鐵路運輸各項作業技術時間進行分解測算，并結合寫實數據，基本可以得出較為精準的鐵路運輸能力和運輸效率參數，這對鐵路運輸企業的運營投入成本測算、發運能力預估以及精準保供等方面都有較大實踐參考價值。