基于列車中折角車流比例的雙向編組站接車方式選擇模型

謝飛

摘 要：隨著我國鐵路建設的高速發展，編組站在整個鐵路系統當中的地位越來越重要，但實際情況是，編組站的能力已經成為了限制鐵路運輸能力充分發揮的一個重要因素，而造成編組站能力緊張的一大原因就是折角車流對編組站能力的影響。本文以雙向編組站為例，提出了依據列車中折角車流比例的編組站接車方式選擇模型，并以成都北編組站為例驗證了這一模型，取得了較好的效果，也為此類研究提供了一個新的思路。

關鍵詞：雙向編組站；折角車流；接車方式；成都北編組站

近年來，我國鐵路的事業取得了高速的發展，新建了大量的鐵路線路，鐵路系統的運輸能力得到了極大的提高。但與此不相適應的是，車站對線路能力的影響越來越大，特別是作為鐵路系統中車流、貨流集散中心的編組站，因其能力的不能充分發揮，使其對線路能力的制約尤為明顯。造成編組站能力無法充分的原因有很多，但其中尤以車流因素最為顯著，而在這些影響編組站能力的車流當中，折角車流對編組站的影響無疑是最大的。

折角車流是指從車站一端到達，經過車站的改編作業后，仍然從車站同一端出發的車流。對于擁有兩套解編系統的雙向編組站而言，折角車流到達和出發不在同一系統，是一類需要在雙向編組站的兩套系統中都進行改編作業過后才能發出的車流。編組站折角車流數量的影響因素很多，主要包括：編組站所銜接的線路方向數、線路接入雙向編組站的接入模式、接入編組站同一系統的不同線路之間的車流量關系等。高效疏解折角車流可以較好地減輕編組站的作業負擔，使得編組站的能力能夠得到最大程度的使用，從而使得編組站和鐵路線路之間實現能力的較好協調，充分發揮鐵路系統的運輸能力，具有較為重要的意義。

1 折角車流對編組站的影響

1.1 對車站能力的影響

在雙向編組站內，每一套解編系統中折角車流都需要進行解編作業，因此會額外占用編組站的各種設備，尤其是調車設備。由于折角車流在雙向編組站內的二次解編特性，折角車流一次作業的時間就相當于是普通車流的兩倍，再加上折角車流的從一個系統轉到另一個系統所需要的轉場時間，編組站處理折角車流的時間就更加的多，由此可見折角車流對編組站能力有著極大的影響。此外，峰尾調機是主要負責折角車流轉場作業的調機，而對編組站而言，峰尾調機通常也是最繁忙的調機，所以折角車流還會增加峰尾調機的負擔，占用編組站調車能力，影響編組站車站能力。

1.2 對車站中時的影響

折角車流屬于有調中轉貨物列車范圍，由于折角車流在編組站中二次解體的特性，使得折角車流需要在編組站內經歷兩次“到、解、集、編、發”的編組站主要作業流程，在加上折角車流的轉場作業時間，使得此類車流在編組站內的停留時間大大增加，從而增加了全站的有調中時，降低了車站作業效率。

1.3 對編組站其他作業的影響

折角車流在該方面的影響主要體現在其轉場作業當中。轉場作業時，折角車流需要從一個系統流入另一個系統，在這一過程當中，折角車流的車流進路會使得編組站行程較多的敵對進路，使得編組站排列進路出現困難，影響編組站正常的解編作業。

2 雙向編組站接車方式選擇模型

編組站接車方式包括順接和反接兩種，順接是正常接車方式，即將一個系統到達車流接入該系統到達場；反接是非常規接車方式，指將一個系統到達車流接入另一系統到達場，以方便折角車流處理。本文主要通過考慮一列車中所包含折角車流比例來確定編組站接車方式，對于折角車流比例則主要從以下三種情況進行論述：

折角車流比例為0%：此類列車即是正常列車，本文不予考慮。

折角車流比例為100%：此類列車相當于全部由折角車流組成，直接反接是最好的處理方式，在此不再贅述。

折角車流比例在區間（0%，100%）之間：現實情況下的折角車流大部分都屬于此類型，對于這類車流的處理應根據一列車中折角車流比例的多少來確定順接還是反接。一般情況下，編組站順接與反接兩種方式在折角車流處理過程中所需要的時間是有差異的，基于此，本文考慮使用臨界狀態思想來建立雙向編組站接車方式選擇模型。這里所考慮的臨界狀態即是指：當一列車中折角車流比例為一定值時，編組站順接與反接兩種接車方式條件下，折角車流的處理時間是一樣的，在此情況下，編組站既可以選擇順接，也可以選擇反接。

2.1 模型的兩點假定

（1）到達列車在前方技術站編組時，均不存在違編現象，均按照要求編組，不存在由于違編而造成的額外時間耗費。

（2）車站設備設施及調機能力充足，車列在進行了上一步作業之后可以立即進入下一步作業，不存在由于能力不足造成的車列額外等待時間。

2.2 模型的建立

設某雙向編組站有A、B兩套系統，A系統到達解體列車編成輛數為N，其包含的折角車流百分比為n，A系統駝峰平均解體時間為tA解，B系統駝峰平均解體時間為tB解。則折角車流輛數為nN，由于列車編成輛數越多，解體時間越長，故按照比例關系，可認為折角車流在A系統中的解體時間tA折解=ntA解，在B系統中的解體時間tB折解=ntB解；同理，常規車流輛數為（1-n）N， 其在A系統中的解體時間tA常解=（1-n）tA解，在B系統中的解體時間tB常解=（1-n）tB解。

在順接方式下，折角車流在編組站內的作業流程如下圖所示。（以列車尾部通過到達場警沖標時起，至折角車流在另一系統解體完畢等待集結時止）

圖1 順接條件下折角車流在A系統中的作業流程圖

通過對圖1進行分析，可知順接折角車流時的時間耗費如下式所示：

（1）

式中tA技-A系統到達場技檢時間；tA連掛-A系統駝峰調機連掛時間；tA預推-A系統駝峰調機預推時間；tA解-A系統駝峰平均解體時間；tA集結-A系統交換車流平均集結時間；tA牽引-A系統峰尾調機牽引交換車流至交換線時間；tB取送-B系統駝峰調機取送交換車流至B系統到達場時間；tB預推-B系統駝峰調機預推時間；tB解-B系統駝峰平均解體時間；n-車列中折角車流百分比。

在反接方式下，編組站處理折角車流的流程類似于圖1，不同的是需要將到達列車接入編組站B系統到達場，這種情況下，列車中的正常車流對B系統而言就成為了折角車流。由此分析可知，反接折角車流時的時間耗費如下式所示：

（2）

式中tB技-B系統到達場技檢時間；tB連掛-B系統駝峰調機連掛時間；tB連掛-B系統駝峰調機預推時間；tB預推-B系統交換車流平均集結時間；tB牽引-B系統峰尾調機牽引交換車流至交換線時間；tA取送-A系統駝峰調機取送交換車流至A系統到達場時間；

其余各符號意義同公式（1）。

依照前文所述，可令T順=T反，整理得：

（3）

對于一般性雙向編組站，tA技=tB技，tA連技=tB連技，tA牽引+tB取送=tB牽引+tB取送，則公式（3）可變化為：

（4）

由公式（4）可列出列車中折角車流百分比n的表達式，如下式所示：

（5）

對于到達雙向編組站A系統的列車而言，當

時，編組站應該選擇反接方式接車；當 時，編組

站應該選擇順接方式接車；當 時，順接、反接均可。

3 雙向編組站接車方式選擇模型在成都北編組站的應用

成都北編組站是一個典型的雙向三級六場編組站，由于在設計時沒有設計交換場，因此折角車流對成都北的影響尤為明顯。

對于到達成都北上行系統的列車，tA解=17min，tB解=18min，tA集結=286min，tB集結=291min，將數據帶入公式（5），得：

即對于到達成都北上行系統的列車，當列車中折角車流比例超過65.7%時，成都北應選擇反接；當比例小于65.7%時，成都北應選擇順接，當該比例等于65.7%時，順接反接均可。

對于到達成都北下行系統的列車，tA解=18min，tB解=17min，tA集結=291min，tB集結=286min，將數據帶入公式（5），得：

即對于到達成都北下行系統的列車，當列車中折角車流比例超過34.3%時，成都北應選擇反接；當比例小于34.3%時，成都北應選擇順接，當該比例等于34.3%時，順接反接均可。

通過對成都北實地走訪調研，在了解成都北處理折角車流的方式后發現，成都北對折角車流的接車方式選擇與列車中折角車流比例之間的關系大致與前文得出的結果一致，說明了這一模型與實際情況較為符合，具有一定的實際應用價值。

4 結束語

作為對編組站能力影響最大的一類車流類型，折角車流一直都是鐵路系統管理人員和相關專家學者著力研究的方向。本文在對雙向編組站的結構以及折角車流處理方式的研究基礎上，提出了基于列車中折角車流比例的雙向編組站接車方式選擇模型，并通過成都北的實例驗證了這一模型的正確性和實用性。但在另一方面上，各個編組站的實際情況千差萬別，不可籠統的統一應用該模型來決定折角車流的接車方式，必須因地制宜，才能使模型與編組站的實際情況相契合得更好，才能更大地解放編組站能力，從而提高整個鐵路系統的運輸能力。

參考文獻

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