丁亮
(铁道部工程设计鉴定中心 副总工程师,北京 100844)
上世纪由于双向编组站在铁路网中占的比例较小,因此,在以往的工具书中论述双向系统编组站布置的内容并不多。随着铁路网的发展,单向三级三场或三级四场站型的大部分路网性编组站和许多区域性编组站已不适应改编车流的快速增长,陆续扩建为双向系统编组站。这些编组站建成后,通过运营实践,积累了一些经验,其中就包括对于无改编折角列车运行径路问题的解决,这是所有双向系统编组站都会遇到的难题,也是双向系统编组站设计最关心的薄弱环节。
在《铁路工程设计技术手册》中也论述到“有大量折角车流的双向编组站,可结合枢纽总布局和线路引入的某些有利条件,在车站端部设置可供折角车流顺向进出站的通路,或设置反到径路使折角通过列车得以直接出入另一调车系统的出发场。增设上述通路,可免除折角通过列车经由两端调车系统往返运行”[1],如图1。这种图型与郑州北编组站相似,但实际上枢纽的布局很少有手册中的形状,也就是某一个方向从两端引入。这不仅会增加较长的联络线,而且有些枢纽根本没有这种地形条件,大部分编组站衔接三个及以上方向时,每个方向只从编组场的一端引入。在这种情况下,如果编组站一端衔接二个方向之间有无改编折角列车,那么修建反到通路,就会因正线的线位关系出现复杂的线型及疏解问题,因此,有必要结合运营中的反馈意见,研究一下对这类问题的解决办法。
从理论上来说,如果一趟列车从组成车列的起点站到终点站之间不需要解体,那么这趟列车就不应该在沿途停车作业,除非是运输组织上的待避或会让,或者机车交路短、乘务员换乘需要停车。仔细分析列车中途停车作业的这些因素,既有列车交会越行等客观因素,也有装备上的发展变化及运营管理方式方面的因素。如在蒸汽机车时代,机车要上煤上水,运行的交路就短,所以设置了许多区段站,其功能之一就是为无改编列车机车作业。当机车改为内燃牵引后,机车只上油了,机车交路相应延长,一些区段站没有了机车停留或换挂等相关作业,弱化成了中间站。当机车改为电力牵引后,又没有了能源上的距离限制,只要是电气化铁路,牵引质量和限制坡度一致,机车交路就能延伸,机车交路再次延长。这不仅使一些区段站弱化为中间站,而且一些无改编列车直接越过途经枢纽的编组站,形成了从装车始发站至卸车终到站的高品质直达列车,如煤炭专列或集装箱班列。
按照理论分析和装备现代化的发展趋势,无改编折角列车不需要进编组站作业。如果只是换挂机车或乘务员换乘,不一定非要在编组站作业,也可以在机车换挂或换乘方便的车站作业。但实际上,还是存在较多的双向系统编组站有无改编折角列车作业,出现这个现象,主要涉及折角列车的数量、修建联络线的投资效益,以及与枢纽总图的关系问题。如果无改编折角列车的数量较大,这些列车进编组站折角显然是不合理的,在枢纽总图的结构上,就应考虑在相关的位置上修建联络线,使大量的无改编折角列车不进编组站折角,如通辽枢纽的通辽北至通辽西之间的联络线,西安枢纽何寨至零口站之间的联络线等等[2]。但如果无改编折角列车只有几对,那么除非枢纽本身在折角径路上就有便捷的通路可以兼顾,且这几对列车可以不在枢纽换机车作业,或在其他站作业也较方便,否则,在一般情况下都是进编组站作业,因为编组站内有机务设施、列检设施,换乘方便。为了这几对无改编折角列车在枢纽中修建联络线,画示意图容易,落实到具体的枢纽线位上会遇到很多问题:一是有没有合适的地形条件;二是既有线的平纵断面有没有合适的出道岔条件;三是修建联络线的投资与效益问题。比较的结果往往就是不修联络线。
因此,当无改编折角列车的数量较大时,首先考虑的是从枢纽结构上解决折角列车的径路问题;当无改编折角列车的数量很少时,才考虑进编组站的作业径路问题。换句话说,如果一个编组站办理无改编列车,那么这种列车的数量应该不会很多。在编组站建设时,从其位置的选择及相关线路引入的技术方案中,也会尽量采用使折角列车最少的方案。
所谓折角车流就是从车站一端进,又从同一端出的车流,这种车流一般出现在编组站一端衔接二个以上方向时才会出现。如编组站位于两条十字交叉枢纽的节点,编组站衔接四个方向时,在编组站一端引入的两个方向间就会出现交换车流,这种车流对于双向编组站来说就是折角车流。这种折角车流由于其编成的列车不同,车流在双向编组系统的作业特点也不同。其中一类是由折角车流组成的列车需要在编组站进行改编,其车流随列车进入双向编组站的一个编组系统的到达场,经驼峰解体后进入调车场,再通过转线进入另一个编组系统的调车场,在该调车场与相关到站的车流组成新的列车,进入该系统的出发场,最后从折角车流到达的同一端发车;另一类是折角车流组成的列车不需要在编组站进行改编,列车进入双向系统编组站后,只需在到发场或出发场进行换挂机车、列检作业后,再向列车到达的同一端往另一条线发车。
从作业方式上看,虽然有改编的折角列车在双向系统编组站的作业复杂,但列车解体后只是解决调车场之间的车流交换问题,列车行走的径路固定、简单,只要编组系统的两调车场之间有沟通就行。而无改编折角列车进入双向编组场作业虽然简单,但要使整列车折回进入端再出发,在双向系统编组站就没那么顺畅的径路了。由于双向编组站两个到达场和两个出发场分布在四个角,一个方向的无改编折角列车从可能的作业车场来说,可有进入顺向系统的到达场,或者进入顺向系统的出发场,或者进入反向系统的出发场三种情况。从列车的走行距离来说,如果可以折角,无改编折角列车进入顺向系统编组站的到达场再反向发车,或者进入反向系统编组站的出发场再顺向发车,其走行的径路最短,列车只在双向系统编组站的一端进出;而无改编列车进入顺向系统编组站的出发场再环发,其走行的径路最长,列车要经过双向系统编组站的两端咽喉区,这种情况下,其列车走行径路与编组站其他列车作业的交叉概率也最大。因此,无改编折角列车与编组站的关系主要不是作业上的关系,而是走行径路的关系,就是如何使无改编的折角列车在双向编组站系统里走行的径路最短,对编组系统其他列车的作业干扰最小,且不折角和迂回。
按照《铁路工程设计技术手册》中的图型,解决双向编组站无改编列车径路的方式有两种。一种是利用双向系统编组站的环到环发线,如使折角列车先顺向到达一个系统的出发场,作业后再通过环线向编组站的同一端发车。这种方式看上去径路顺,但是列车在编组场从头至尾走了两个来回,不仅绕行距离太多,而且到达和出发径路与其他方向还存在交叉问题,更何况有些双向编组站并不是在两端都有环线,因此,这种方式缺点比较明显。解决无改编列车径路的另一种方式,就是按图1中画的反到线,使折角列车直接接入反向系统的出发场,这种方式折角列车径路顺直、便捷,但如果枢纽总图结构不是图1中丙方向可以从编组站两端引入的情况,那么解决丙方向往甲方向的折角列车径路就得修建复杂的立交疏解。对于一天只有几对列车走行的线路,若投入资金修建联络线值不值得很难决策。双向编组站两端往往地形条件限制因素很多,不同方向进出站线疏解也复杂,再为折角列车走行修建两条反接线并不那么容易,也不会像画示意图那样修得那么短,因此,这也不是一个最好的办法。
实际上,既然无改编折角列车进入编组站的数量不多,进入双向编组站的无改编列车的径路问题就不应局限于按双向编组站的流线去解决。最好的办法,就是找到一种既利用既有径路又兼顾解决无改编折角列车径路的便捷方法。根据无改编折角列车数量很少的特点,在双线引入编组场的进站前附近设置渡线,使折角列车经渡线在很短的一段距离内反向运行进入出发场,在出发场作业后,就可以在编组系统的同一端向另一条线发车,如图2。这样既避免了无改编折角列车的迂回走行,也避免了工程较大的联络线修建问题。
这种解决方式已有先例。有的双向系统编组站建成后,运营部门提出了增加反到径路,以解决无改编折角列车问题。从示意图上看,做到这一点并不难,但在设计双向系统编组站时首先就应考虑好这种条件,因为一是要满足在有无改编折角列车作业的编组站一端的每个方向,在进站前双线间设置渡线;二是利用发车线作为反接线时,从反接渡线至出发场段的发车线纵断面要满足反接列车牵引质量的要求;三是从反接渡线至出发场要满足反向接车的信号控制条件。这种无改编折角列车直接进入另一个系统的出发场方式,也可以简称“反到顺发”方式。
实际上,从图形上分析,如果一个方向的无改编折角列车先进到达场,再通过另一方向的到达线反发,也就是无改编列车在到达场作业,也是可以的,这种方案可称为“顺到反发”方式。由于到达场接入的列车都是要解体的列车,列车推峰作业往往比较繁忙,而出发场都是编成待发的列车,从列检、乘务员出乘等作业方式看,与无改编折角列车作业相差不多,而且一般编组站的出发场到发线数量要比到达场的到发线数量多,因此,从宏观上考虑无改编折角列车在出发场作业比较合适。但这不是绝对的,有的双向系统编组站由于受既有出发线技术条件的限制,也不得不采用“顺到反发”在到达场作业的形式。
总之,如果一个双向系统编组站无改编折角列车的对数很少,在设计编组站两端进出站线路时,适当考虑这种列车的“反到顺发”或者“顺到反发”的条件,对提高运营的灵活性是极为有利的。如果无改编折角列车的数量较大,就应从枢纽格局上分析,考虑修建相关联络线的必要性,使无改编折角列车能便捷地通过枢纽,不进编组站作业。即便是需要在枢纽进行换挂机车或乘务员换乘等作业,至少也应做到不进编组站折角走行。
做好编组站的设计既要考虑宏观的布局,也要考虑微观作业径路问题。虽然这些并不会影响编组计划的实施,但具体到日常运输组织工作中,却是实实在在的作业问题。在设计时考虑得周到一些,全面一点,就会给运营带来极大的便利,同时也会减少不必要的工程投入,节省运营支出。在设计中不断总结经验,听取运营部门的意见,改进设计思路,才会更好地适应未来的发展要求。
[1]铁道第四勘察设计院.铁路工程设计技术手册:站场及枢纽[M].北京:中国铁道出版社,2004
[2]丁亮.对铁路枢纽发展变化规律的分析[J].铁道经济研究,2012(4):13-17