路局列車工作計劃輪廓確定方法研究＊

錢名軍，朱昌鋒，宋 鋼

(蘭州交通大學交通運輸學院，甘肅蘭州 730070)

路局列車工作計劃輪廓確定方法研究＊

錢名軍，朱昌鋒，宋 鋼

(蘭州交通大學交通運輸學院，甘肅蘭州 730070)

由于計劃編制理論不完善、車流推算和列車預報不準，嚴重影響了列車工作計劃的編制質量。首先，詳細分析管內各列車編成站次日出發車流的來源，分別確定了其車流量的計算方法;其次，根據各站產生次日出發車流的時機及有效性統計規律進一步分析了影響出發車流有效性的因素，并給出了確定出發車流有效率的滾動統計數學期望計算法;最后，給出了基于出發車流數量及其有效率的各技術站次日開行列車列數計算公式，并通過算例加以驗證。結果表明:利用該方法計算出來的車流量及列車列數與管內次日實際產生的數據非常接近。提出的路局列車工作計劃輪廓的編制方法為路局精確推算車流和均衡選定各區段列車運行線提供了理論依據。

調度指揮;列車工作計劃;出發車流資源;出發車流有效率;區段行車量

列車工作計劃是鐵路局調度日(班)計劃的重要組成部分。計劃調度員在當日15∶00左右開始編制次日(當日18∶00～次日18∶00)管內各列車編成站的列車工作計劃［1］時，應首先確定次日管內各列車編成站所開行的各到達站列車列數，作為制定次日貨物列車開行計劃的參照［2］。這就需要對管內各列車編成站的次日出發車流資源及其中能夠在次日由車站發出的車流進行準確推算，以保證次日管內各站自編始發列車都有足夠的車流供應且不致造成車流積壓，使所選列車運行線在列車運行圖上基本均衡。

1 研究現狀

文獻［3］主要側重于列車工作計劃自動生成系統的架構設計，對系統各子模塊具體功能的實現未作介紹，對完成列車工作計劃編制的關鍵環節——如何推算次日出發車流來源未給出具體、實用的推算方法。范英書等［4－5］研究了執行列車工作計劃時進行臨時的車流調整和車流推算的方法，而不是針對計劃編制時的車流推算進行研究。史峰等［6］通過分析區段管內車流組織的影響因素，建立了以集結車小時、停留車小時和停站次數最小的優化模型，經優化求解后取得了滿意的區段管內列車開行方案。這給計劃編制時推算管內各列車編成站的車流提供了良好的研究思路。

實際上，計劃調度員在計劃編制期間，各方面車流數據都是動態變化的［7］，依據初始收集到的車流資料來預測次日出發車流顯然不可靠，導致只能憑借經驗大致估算出次日各去向車流數值，沒有科學的計算方法，也使得計劃的指導性不強、兌現率不高。因此，本文根據管內各站出發車流的產生時間、來源類型和不同去向等特點，提出了一種準確、可行的計算方法，以解決列車工作計劃編制的難題。

2 次日管內各站出發車流來源分析

根據管內各站次日發往各列車到達站的出發車流產生時間和去向分析可知，車站次日出發車流來源主要包括其當日18∶00本站結存出發車流、本站次日自裝卸重空車流和接入中轉車流3部分。

2.1 當日18∶00本站結存車流數量確定

因計劃是從當日15∶00左右開始編制，距離本工作日結束還有3 h。這期間車站18∶00結存車數尚沒有準確數值，需要對未來3 h內的結存車數變化進行推算。

令:為車站當日18∶00結存的i去向出發車流數量;為15∶00開始推算車流時本站已集結的i去向車流現車數，其數值可由車站貨車追蹤系統獲取準確數值;為 15∶00 ～18∶00 間到達本站的i去向貨車數，可由到達列車確報獲取;為15∶00 ～18∶00 間本站裝好的i去向貨車數，可由車站貨運調度員根據車站貨運作業進度上報調度所;為15∶00 ～18∶00 間本站發出的i去向車數，由車站調度員根據車站階段計劃推算后上報調度所。則當日18∶00結存車數計算公式為:

因本工作日已進入最后階段，各環節車流數據資料都比較詳實，作業進度能精確把握，所以這部分結存車的推算結果很準確。

2.2 次日本站自裝卸車流數量確定

局管內各站次日自裝出發車流包括2部分:當日已承認但要到次日才能裝好的車流和次日承認并裝車的車流。前者是跨及兩日的裝車，可由車站貨調根據裝卸作業進度向調度所報告確定;后者可根據鐵道部輪廓計劃、管內各站上報的次日請求車計劃和路局調度所當日上午已經審批確定的各站次日承認車計劃，按其到站即可確定本站次日各去向承認車數。

令:為次日本站自裝i去向出發車流數量;為路局貨運工作計劃承認的本站當日裝車，但需到次日才能裝好的i去向車數;為局貨運工作計劃承認的本站次日i去向裝車數。則次日本站自裝i去向車數計算公式為:

而對于次日本站排空車流則可依據貨運工作計劃中制定的車站卸車計劃，結合本地裝車需要和卸車作業進度，確定次日各階段排空車的數量及去向。

2.3 次日接入的中轉車流數量確定

經分析，次日到達本站的中轉車流包括:當日18∶00時已經隨列車在管內或外局運行將于次日到達本站中轉的車流;次日管內和外局編開列車能在次日到達本站的中轉車流。

設為本站次日接入的i去向中轉車流總數和分別為當日 18∶00 管內和外局已經在途，將隨次日到達的列車送到本站進行中轉的i去向車流;和分別為次日管內和外局編開的隨次日到達列車送到本站進行中轉的i去向車流。則次日到達本站的中轉車流可按下式計算:

上式中，當日18∶00管內和外局在途列車的編組內容可通過列車預確報獲得準確數值;而次日局管內其他各站所編開列車的編組內容和外局移交列車情況則由于各局列車工作計劃都尚未編制，所以無法取得確切數據，這部分車流就需要根據各站間車流移交統計規律來計算確定。

3 出發車流有效率的統計規律

由于次日出發車流的性質不同，在站進行的作業內容和停留時間長短也就不同。所以，在車站的次日出發車流資源中，并不是全部車流都能在該計劃日由車站發出。定義次日18:00以前能完成其在站的各項作業并從車站發出的車流稱為本站該日出發車流的有效車，否則稱為無效車。各類出發車流有效車數占該類全部車流總數的比例稱為該類出發車流的有效率。

3.1 影響出發車流有效率的因素分析

根據文獻［8－9］和調研分析，次日出發車流的有效率主要與以下因素有關。

3.1.1 車流產生的時間

從文獻［8］的研究結果可知，出發車流在站產生的時間越早，次日編入列車出發的概率越高。當日18∶00已在站結存的中轉車流和自裝車流，以及當日承認裝車但到當日18∶00尚未裝車完畢的車流，一般情況下均可以在次日從車站發出，其有效率η=100%;次日車站自裝卸車流和接入中轉車流的有效率隨其加入車站車流集結過程的時間而遞減。

3.1.2 車流的來源

按來源分，技術站出發車流包括自站裝卸的本站作業車流和接入的中轉車流2類。對于自裝卸車流，車站可以根據出發列車的車流需要組織掛線作業，從而提高其有效率;而中轉車流由于其到達車站的時間不由車站控制，如果其到達車站的時刻和車流去向與車站的車流集結過程不相協調，就可能造成車流不足而丟線或車流過剩而積壓［9］。

3.1.3 列車運行圖對車流接續的組織配合程度

為技術站自編始發列車提供中轉車流的列車車次集合稱為該次列車的供流車次。如組織配合不當，車站各銜接方向到達的列車均可能成為某自編列車的供流列車，而各供流列車提供的車流數量具有很大隨機性。這種情況將增加車站中時，降低車流送達速度，減少出發車流的有效率。

所以，為了減少車輛集結時間、提高貨車運用效率，在安排列車運行線時要考慮到前一班(或階段)應盡量為下一班(或階段)自編始發列車編組提供所需車流，使某去向車流在開始編組前一段時間內集中到達，從而提高中轉車流的有效率。

3.2 出發車流有效率的計算方法

在鐵路運輸調度指揮和作業方法一定的條件下，車站出發車流的有效性呈現出隨季節波動和相對穩定的特點，且不同類型的車流，具有不同的有效率。

根據這一規律，可以利用一定時期內出發車流的滾動統計數學期望值來表示不同類型出發車流有效率:

式中:為第k類車流在第n個統計日的有效車數為第k類車流在第n個統計日的全部車數為第k類車流在第n個統計日的有效率;D為列入連續計算的天數，通常取45 d。

4 次日各列車到達站開行列車列數的計算

通過上述步驟分別確定了各類出發車流的數量及其有效率，計劃調度員即可借助公式(5)計算出本站次日i去向計劃開行的列車列數ni，作為次日開行各列車到達站列車列數的控制數字。

其中，mi為i去向列車平均編成輛數。

5 算例說明

以蘭州鐵路局某技術站為例，利用該站2011年9月份某計劃日發往某方向的車流數據進行計算驗證，見表1。根據該站貨物列車編組計劃規定發往該方向的直通列車到達站統計資料:當日18∶00結存重車次日均可發出，有效率為100%;排送空車可按部輪廓計劃要求的數量完成;自裝移交重車數量較少，采取掛線裝車措施，均可當日掛運;當日18∶00管內在途車有效率76%，外局在途車有效率54%;次日管內編組列車送達車流有效率43%，分界站接入列車送達車流有效率32%，列車平均編成輛數45。

表1 車站次日出發列車列數計算表Table 1 Calculation table on train numbers of departure train at station next day

通過表1的計算與對比，利用本方法能較準確地計算出該方向次日計劃開行列車列數。

6 結語

通過理清管內次日出發車流的來源類型及其產生時機，利用每種車流有效率對各去向出發車流量進行準確計算，從而確定計劃日管內開行的列車列數，為接下來在運行圖上均衡地選擇運行線、考慮是否加開臨時定點列車提供了可靠數據支持，很大程度上提高了列車工作計劃的指導性和計劃的兌現率。

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LIANG Dong，LIN Bo-liang.Research on the model of optimizing strategically dynamic railcar operation［J］.Systems Engineering－Theory＆ Practice，2007(1):77－84.

Method on making outline of train plan for railway administration

QIAN Ming-jun，ZHU Chang-feng，SONG Gang

(School of Traffic＆ Transportation，Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou 730070，China)

Owing to the faulty train plan making theory and the inaccurate forecast of train content，the quality of the train plan is often unsatisfactory.Firstly，the departure wagon flow resources of the stations who have the tasks to form the trains are analyzed in detail，and the method calculating the amount of the wagon flows is determined respectively.Secondly，according to their generated time and statistical laws of the effective rate for the wagon flows to be sent from the station next day，the factors that influence the effectiveness are further analyzed，and the method for quantitatively calculating the mathematical expectation of the rate is put forward.Finally，based on the amount of the wagon flows and the departing rate of wagon flows to be sent，the formula to get the number of the trains sent by each of the stations is figured out，and a case study is carried out to verify the method.The result shows that the amount of the wagon flows and the number of the trains deduced using this method is very close to the actual situation achieved next day.The method mentioned above could be used as a theoretical basis for calculating the wagon flows and selecting the train paths in the train diagram.

dispatch;train plan;resource of wagon flow to be sent;departing rate of wagon flows to be sent;traffic on sections

U292.8

A

1672－7029(2011)06－0118－04

2011－11－02

教育部人文社會科學項目(11YJAZH 132;11YJCZH170);甘肅省自然科學基金資助項目(1107RJZA166)

錢名軍(1980－)，男，江西吉水人，講師，碩士，從事交通運輸系統優化理論與方法的研究