铁路调车机车运用问题探讨

李志鹏

（呼和浩特铁路局，内蒙古 集宁012000）

随着铁路的跨越式发展，旅客列车的开行密度日益增大，从而使铁路设备的使用也日益增多。在节假日期间，由于大量客流集中在短时间内，铁路相关部门往往要组织加开临时旅客列车，调配相应的人员，因此，在这段时间内，列车的增多会导致铁路设备的使用更为紧张，组织工作十分繁忙，通过合理科学的调机运用计划，提高车站设备利用率和车站通过能力已成为铁路旅客运输生产工作的关键。

调车机车运用计划的关键是客运站客技线、到发线、咽喉区等各个子系统协调作业，是客运站整个作业计划中的重要内容。合理组织好调车机车运用计划，提高设备的利用率和铁路旅客运输效率已成为目前的重要课题。

20世纪60年代，Keakon从路网上几个不同站间相互协调作业的观点出发，对铁路运输计划的优化进行研究，并建立0－1规划模型。文献［2］以调机均衡使用、旅客列车晚点始发数最少为目标函数，建立具有柔性流水作业性质的车底取送模型；文献［3］在建立客运站调机作业计划编制模型时将人的因素考虑在系统中，并建立了模型间的协调机制；文献［4］采用列车过站径路优化模型与调机作业指派模型相结合，在研究的过程中分别考虑了列车过站径路方案的到发线运用效用最大和调机作业接续里程最少的问题。

1 调车机车运用中存在的问题

由于客运站的作业计划是到发线、咽喉区、调机运用等子系统协调作业的结果，调车机车取送车底计划确定了列车占用到发线、客技线的起止时间，是协调各个子系统的重要因素。因此，在客运站的调车机车运用问题中，尚未研究的相关衔接工作因素还很多，如可预见性的调车机车协调作业的到发线使用和咽喉区的干扰问题，不可预见性的天气变化、钢轨断裂等其他因素问题。

1.1 到发线使用问题

在研究调车机车运用问题中，目前尚未将到发线的使用问题与之结合。到发线是指接发旅客列车和货物列车等作业占用的线路。终到旅客列车车底在客运站到发场办理终到作业后，需要及时牵引旅客列车车底进入整备所，以便腾出客运站到发线；始发旅客列车车底在整备所经过一系列整备、检修等作业后，需要及时牵出旅客列车车底进入客运站到发线，以有充足的时间办理始发作业，保证旅客上下车。

制定旅客列车车底作业计划时，必须将客运站到发线的腾出时间、列车车底进入客运站到发线的时间考虑在内，而在实际问题中，对此时间段的掌握常有较大难度。因此，为提高客运站的通过能力，在制定旅客列车车底作业计划时，应尽可能地减少占用到发线的非作业时间。由此可见，调车机车运用问题与到发线的使用情况密切相关。

1.2 咽喉区交叉干扰问题

在研究调车机车运用问题中，目前，尚未将咽喉区交叉干扰问题与之结合。大型铁路客运站咽喉道岔区利用效率的高低将严重影响旅客列车到发作业和客运站的通过能力，一般情况下，行车作业优先调车作业。在取送旅客列车车底出入的整备过程中，交叉干扰的情况时有发生，导致调车机车车底在此等待，从而降低了设备的利用率和客运站通过能力。如果制订旅客列车车底作业计划时，在适当合理的范围内调整车底作业计划，并为此尽量减少客运站咽喉区出现交叉干扰的次数或者避免咽喉区出现交叉干扰。由此可见，调车机车运用问题与咽喉区的干扰问题密切相关。

1.3 其他尚存问题

许多学者对铁路客运站调车机车的运用优化进行了深入分析和研究，并取得了一定成果。由于铁路客运站调车机车的运用优化问题涉及的因素很多，是一个较为复杂的课题，且关于铁路客运站调车机车的运用优化问题的已有研究相对匮乏。目前，所做的研究铁路客运站调车机车的运用优化问题尚在初步阶段，仍有许多问题需今后进一步研究。主要有以下几点不足:

1）在既有的研究中深入分析了基本确定的、可预见性的因素对调车机车作业的影响，并在此基础上确定了旅客列车到发时间点的准确性也会随之受到影响。未考虑一些不确定的、无法预知因素的影响，将导致铁路旅客列车的运行时间无法控制。

2）既有研究是将铁路大型客运站的调车机车运用作为独立的一个部分进行研究，在到发线的使用问题中，并没有充分考虑到发线的数量以及空闲状态，而是在调机运用计划中，尽可能地兼顾到发线的使用，并以旅客列车车底在到发线的非作业时间进行考虑。

3）调车机车运用在咽喉区交叉干扰的问题中，既有研究中只考虑占用咽喉区无法通过空间疏解避免交叉干扰的，只能通过时间疏解来解决的交叉干扰问题，也有未考虑调车机车在非任务状态下的交叉干扰。

4）由于既有研究并未考虑到大型铁路客运站布局形式与设计的不同，同时，也未考虑到客运站的咽喉区、客技站等布局位置的不同，因而，不能准确地建立与铁路客运站布局相匹配的调车机车运用模型。

2 采取的相关措施及建议

为了对今后的研究提供一定的理论参考，对于调车机车运用中存在的问题提出以下建议:

1）实际中，调车机车的运用中应该考虑不确定的、无法预知因素的影响，使得铁路旅客列车的运行时间在一定的可控范围内。在全面分析的基础上，系统考虑运用随机概率或机会约束等方法对一些由于天气变化等无法预知因素影响进行的研究。

2）在研究调车机车的运用中，应协调考虑到发线的数量以及空闲状态，这样会使到发线和客技线的使用状态均不会处于紧张状态。可以通过进一步研究到发线与客技线协调使用问题来解决该问题。

3）在研究咽喉区对调车机车的交叉干扰问题中，可以考虑列车的进路安排方式，进一步对模型进行修改和完善，同时，也可以分析调车机车在非任务状态下的交叉干扰问题。

4）在研究调车机车的运用中，可以通过调整大型铁路客运站布局形式，建立与铁路客运站布局相匹配的实用铁路客运站调机运用模型。同时，对于与普通旅客列车不同的动车组整备问题，对调车机车的运用在以后研究中仍需进一步研究解决。

3 结 语

调车机车运用确定了列车占用到发线、客技线的起止时间，是协调各个子系统的重要因素。通过分析研究调车机车协调作业的到发线使用和咽喉区的干扰问题，提出了调车机车协调作业时应该考虑不可预见性的天气变化、钢轨断裂等其他因素问题，并在此基础上提出了相关的建议，从而为铁路工作人员提供了一定的理论参考依据。

［1］Stasys DAILYDKA，Vytautas LINGAITIS.A study on the options of means for railway passenger transportation［J］.Transport problems problemy transportu.2012，1（7）:53－61.

［2］尹元钊，何桥.我国高速铁路列车运行图现状分析［J］.交通科技与经济，2013，15（5）:5－8.

［3］郑燕.基于时间窗的铁路空箱调运问题分析［J］.交通科技与经济，2013，15（3）:104－106.

［4］雷定猷，张英贵，刘明翔.铁路客技站车底作业排序模型与算法［J］.铁道学报，2007，29（6）:1－6.

［5］吕红霞.铁路大型客运站作业计划智能编制的优化技术和方法研究［D］.成都:西南交通大学，2008.

［6］陈彦.铁路客运站列车过站径路与调机运用优化［D］.长沙:中南大学，2010.

［7］Stasys DAILYDKA，Vytautas LINGAITIS.A study on the options of means for railway passenger transportation［J］.Transport problems problemy transportu.2012，1（7）:53－61.

［8］李文权，杜文.铁路技术站调机运用模型及算法［J］.系统工程学报，2000，15（1）:38－43.

［9］徐杰，杜文，李宗平，等.基于模拟退火算法和图着色的调车机车安排研究［J］.铁道学报，2003，2（50）:24－30.

［10］曹林，赵凯，高呈.铁路集装箱空箱调运优化及相关问题分析［J］.交通科技与经济，2014，16（3）:84－87.

［11］林道.客运站列车运行调度决策优化方法研究［D］.长沙:中南大学，2010.