兰渝线旅客列车开行方案优化模型

刘胜元

(兰州铁路局 嘉峪关机务段)



兰渝线旅客列车开行方案优化模型

刘胜元

(兰州铁路局 嘉峪关机务段)

敞车是铁路运输的主要车型,敞车集重装载最易引发安全事故。在铁路货物方面，尤其是如何避免敞车集重装载直接影响着货物、车辆和行车的安全,关系到国家、铁路、托运人的利益,对铁路运能的影响也极大,因此科学合理的避免敞车集重装载是当前亟待解决的课题。首先通过介绍敞车的定义、车体结构特点、设计用途，考虑在装载集重货物时，应满足装车后所产生的工作弯曲力矩不大于其最大容许弯曲力矩的条件，分析了车体承受均布载荷后受力与歪曲力矩的关系，并分析了敞车中部和两端三处承载的情况。最后，通过案例分析提出了相应的扩大货物装载加固方法，以供相关工作人员参考。

敞车；集重货物；装载；运输安全

1 引 言

由于铁路是我国实现国民经济迅速增长的重要运输平台，因此必须要与区域经济发展保持同步，以便在我国西部经济建设中发挥其强大作用。兰渝铁路作为进出西北、西南地区的便捷通道，不但完善了我国西部地区铁路网建设促进经济发展，而且有效缓解了既有线运量不足的压力。兰渝铁路始建于2008年9月，整个项目工程投资总额约为774亿元，甘肃省共同整个线路长度为820 km，并预计将2011年底投入。依照铁道部设计方案，在建兰渝线为双线电气化国铁I 级铁路，旅客列车开行速度暂定为160 km/h，部分线路条件较好的区段预留速度200 km/h，此外将会修建广元至重庆95 km支线，其设计时速为 250 km/h，兰渝线线路如图1所示。

图1 兰渝线线路图

2 兰渝线车站

2.1 兰渝线线路车站分布

兰渝线作为连接我国西南与西北的便捷通道，正线起始点为兰州，然后经由渭源、岷县等市县通过甘肃陇南进入四川，途经姚木镇后到达入川第一个大站——广元站，广元建有广元东站、广元南站、广元西站三个大型客运站；然后依次经过苍溪、元坝、阆中等市县于广安市武胜县出川，最后穿越合川地区到达重庆。除兰渝线正线之外，在广元与重庆之间途经广安还设计有广安支线，该支线将从达成线引出，连接岳池、广安等市县最终将和襄渝线交汇。依照设计院设计方案，兰渝线正线重庆-广元区段设计时速为 250 km/h，其他部分包括支线设计时速均为160 km/h。

兰渝线主要途经市县有：甘肃兰州—甘肃榆中—甘肃渭源—甘肃岷县—甘肃宕昌—甘肃陇南—广元青川—广元朝天—四川广元—广元元坝—四川苍溪—四川阆中—四川南部—四川南充—四川武胜—重庆合川—重庆。中间站19个：兰州东、渭源、岷县、哈达铺、两水、陇南、姚渡、羊木、广元、太公、苍溪、阆中、南部、南充北、武胜、合川、磨心坡、北碚、重庆北。越行站：夏官营、张家庄、杨家川、大草滩、哈达铺、沙湾、两水、桔柑、洛塘河、姚渡、羊木、两河口、太公、龙桂、李渡、武胜、渭沱、磨心坡、北碚北、蔡家等20个。

为了便于铁路企业客货运输组织的进行与作业计划的安排，兰渝线客机交路设计：兰州机务段承担兰州至广元、江北的客机交路，成都客机整备所担负成都至广元、兰州的客机交路，江北机务段承担江北至南充北、广元的客机交路。

2.2 兰渝线车站作业

2.2.1 中间站作业

车站设置中，为了提升铁路线沿线客运服务能力，尽可能吸引更多的客货流，于是设置中间站来增强区段线路通过能力，同时中间站也为安全行车提供了保障。为了满足人们出行需求与保证货运量，每天会有几十对甚至上百对列车运行在铁路线路上，大部分列车只在中间站进行会让、越行等，因此，中间站作业主要任务为完成列车接发、旅客上下车、办理行李物品托运业务等。部分列车还将办理列车始发与终到技术作业等。

(1)接发列车技术作业

兰渝铁路信号主要采用 ITCS 系统，同时应用目前铁路行车调度指挥主流的分散自律调度集中系统(CTC)进行列车接发和办理区间闭塞。智能化指挥调度系统使得列车接发与开放信号作业简单化，然而还必须要按照我国铁路《技规》中相关接发列车的规定来办理接发列车业务。

(2)摘挂列车技术作业

在铁路线区段内，摘挂列车通常面向中间站进行车流输送，主要作业为将配装空车、卸重车送达中间站，如果摘挂列车开行方向有在站完成货物运送的车辆，也可以将其挂走。因此摘挂列车主要技术作业为车辆摘挂。

①摘挂列车调车主要由车站值班员和机车司机共同进行，假如中间站不具有调车专用机车，那么此时运送摘挂列车作业任务也由本务机车完成。

②中间站相关负责人将会和运转车长完成技术作业相关票据核实与交接，后者还负责对列车编组计划进行修改。

③列车试风，完成机车、车辆制动系统检查。

④准备发车。

2.2.2 区段站作业

兰渝线正线只设置1个区段站(广元南站)，广元南站为大型客运站，建成后将是兰渝线上标志性的车站。兰渝铁路广元南区段站主要面向相邻区段提供机车，完成机车整备作业，对无改编中转货运列车办理相关业务，此外有解编任务时还要进行列车解编，并办理部分其他业务。区段站主要技术作业有以下几方面。

(1) 车辆检修作业

兰渝线地处高原地带，绝大部分线路穿越隧道、桥梁、不良地质带，西北、西南地区气候多变，多雷暴雨，因此列车在长时间运行时难免会遭受振动载荷冲击，必将导致机车、车辆走行部分出现不同程度的疲劳损伤。尤其是长距离拉闸制动后极易造成闸瓦磨损，使得刹车失效，因此出于行车安全考虑，保证列车行驶安全，必须要按规定到列检所定期进行检修作业。兰渝线在列车安全检测上配备了先进的红外线轴温探测系统红外线轴温探测设备(THDS)，货车运行状态地面安全监测设备(TPDS)、货车运行故障动态检测设备(TFDS)、货车滚动轴承早期故障声学诊断设备(TADS)等，利用上述先进设备就可以实时监测机车、车辆运行状态，做到有问题早发现、早处理，保障行车安全。

(2) 货运列车装载状态检查及处理

由于兰渝铁路线路状况较复杂，线路主要穿行隧道、桥梁等建筑物，列车装载货物遭受沿途颠簸后，装载、捆绑状况很可能出现异常，更甚者或许超出规定限界，可能导致行车安全事故或者货物丢失，因此在长距离行车到达区段站后，有必要对车辆货物运载状态进行检查，及时发现问题并进行处理，消除安全隐患。

(3) 票据、车列交接

在进行列车完成编组后，其编组顺序表作为列车改编的主要票据，上面详细记录了车辆编组顺序、装载、停站情况。在技术作业过程中，为了不挂错车辆，顺序表务必要和编组车辆还有货运票据始终保持相对应，所以，列车到达区段站后车号员与机车司机要进行票据交接，避免出现差错。

3 兰渝线客源及客运量结构分析

在运量预测前，准确分析兰渝线沿线及周边辐射区域客源与客流组成结构，就为后续客流分类与兰渝线旅客列车开行方案中列车种类的确定提供了重要依据，此项工作也是客运量预测重要的前期工作，为运量预测做铺垫，具有重要意义。

3.1 客源情况分析

截止2010 年底，甘肃省、四川省以及重庆市人口分别为 2 557万人和8 076万人、重庆市主城808万，总数2 970万，占全国总人口的10.15%，土地面积为45.37万km2和48.5万km2、8.24万km2。两省一市占全国总面积的10.63%。兰渝线直接连接四川、重庆、甘肃二省一市，此三省、市人口众多，占地面积较大，因此客运量主要组成为区域性人员流动以及去往川、陇、渝度假、旅游的各方人士，此部分客流将占有很大比例，所以从增大客运市场份额，提高服务质量角度出发，要切实为旅客换乘、中转做好工作，提供便利条件。

3.2 客流量组成结构分析

兰渝线属于新建铁路，所以客流组成也与其他新建交通运输通道吸引交通流规律类似，通常由下面三类客流组成：

(1)直接客流。直接客流即为目前兰渝线未开通条件下进出川、陇、渝三地的社会总客流。

(2)转移客流。当新线路开通运营之后，凭借自身的优势将会从其他交通出行方式中吸引部分客流，此部分客流称之为转移客流。

(3)诱增客流。由于兰渝线属于新开通铁路线，部分人群会因为铁路便于出行，票价低廉，或者出于好奇等原因诱发部分客流。

3.3 兰渝线客运量预测

兰渝线运量预测主要根据兰渝通道以往的运量数据为基础，通过分析兰渝线运输通道内铁路客运发展趋势以及影响要素，本文将采用比较成熟的客运量预测方法“四阶段法”对兰渝线辐射范围内近期、远期客运量进行预测，为后续兰渝线旅客列车开行方案编制提供 OD 流量数据。具体预测操作步骤如下。

Step1：应用重力吸引理论建立数学模型对近期、远期兰渝线未开通情况下，兰渝通道内客流量进行预测；

Step2：本文将采用多元Logit模型进行兰渝线交通流分配，计算兰渝线开通后各区段 OD 流即航空、公路客流转移至兰渝线不同区段的部分客流量；

Step3：依照兰渝线开通运营前后可能的出行成本变化，采用 LOGSUM算子推算兰渝线开通运营后可能产生的诱发运量的比例；

Step4：通过兰渝线OD区段转移客流量，根据诱发运量比率计算出兰渝线最终客流量预测值。

技术流程与操作步骤如图2所示。

图2 兰渝线客运量预测主要技术流程

4 结 论

本文首先通过介绍敞车的定义、车体结构特点、设计用途，又由于在装载集重货物时，应满足装车后所产生的工作弯曲力矩不大于其最大容许弯曲力矩的条件，然后阐述了车体承受均布载荷后受力与歪曲力矩的关系，并对敞车中部和两端三处承载进行了分析，并且通过具体的实例用三种方法对货物进行装载，同时提出了合理的加固方法。最后，作者提出了解决因敞车集载能力不足而造成的亏吨问题，提出了建议。

[1] 铁道部第一勘察设计院，兰渝线可研性设计[R].兰州：铁道部第一勘察设计院，2006.

[2] 张建平.兰渝铁路货物运量分析[J].山西建筑，2007.

[3] 杨浩.铁路运输组织学[M].北京：中国铁道出版社，2013：125-129.

[4] 宋建业，谢金宝.铁路行车组织基础[M]. 北京：中国铁道出版社，2006：111-125.

[5] 郝佳.客流预测与列车开行方案一体化研究[J].铁道运输与经济，2006.

2015-06-05

刘胜元(1981-)，男，甘肃武威人，助理工程师。

U291

C

1008-3383(2015)12-0158-02