湖集中心站通过能力影响因素分析及对策探讨

查伟雄，郑开娣，严利鑫

（华东交通大学 交通运输与物流学院，江西 南昌 330013)

0 引言

湖集中心站位于安徽省淮北市境内，车站中心位置在青芦铁路小临海、小童段、小前段的汇合处，是企业南部矿区铁路专用线的重要咽喉通道。湖集中心站属于企业的铁路车站，其线路结构组成复杂，除一般铁路线路结构还有装卸专用线，办理作业不仅需要完成小运转列车的到发编解作业，还需要完成取送车作业，以及一些危险品运输作业。因此，有针对性地分析湖集中心站通过能力的影响因素，有利于提高湖集中心站的运输能力与运输效率。

在有关车站的研究中，Mussone等[1］将车站划分为若干区域，计算列车在每一区域内正常运行时间和非正常运行时间的概率，据此计算一定时间段内车站通过能力；颜颖等[2］基于周期化模式优化高铁车站通过能力及作业组织；赵鹏等[3］在安全作业前提下，将到发线和咽喉区作为整体以进路运用均衡为目标进行优化；白紫熙等[4］基于拉格朗日松弛模型对车站作业问题进行优化；刘敏等[5］将车站通过能力分层并提出不同的通过能力计算方法；马国忠等[6］结合经济学原理和系统方法，分析宝钢铁路机车和到发线的能力。徐磊[7］对朔黄企业铁路区间和车站的通过能力进行适应性分析，从列车编组等方面提出运输组织方案；杨竟洵[8］从场站布局和通过能力的角度分析长沙南站通过能力的主要影响因素并提出对应的扩能措施；邓珺文等[9］建立量化模型并进行仿真实验，评估高速铁路列车到发分布对高铁车站通过能力的影响。

目前，国内外研究多集中在咽喉区、到发线通过能力及高速铁路车站的通过能力上，而有针对性地对企业的铁路车站通过能力的整体研究较少。因此，结合湖集中心站的车站设备及作业情况，探讨影响湖集中心站通过能力的原因及相应对策。

1 湖集中心站站场现状

企业铁路专用线总运营里程达500余km，承担着矿区繁忙的煤炭产品运输任务。湖集中心站连通多个矿区，办理到发、装卸、编组等多种作业，运输量大，站场设备复杂。

（1）湖集中心站基本情况。湖集中心站现为一站五场混合式车站，Ⅱ场、Ⅰ场、Ⅲ场为纵列式，Ⅳ场、Ⅴ场与Ⅰ场为横列式，其中Ⅳ场、Ⅴ场是尽头式车场。由于生产需要，运输任务重，线路利用率高，车流较为复杂。目前月均完成运输任务均在200万t以上，由于站场规模大、作业分工复杂，车站通过能力受到各方面因素的制约。湖集中心站站场示意图如图1所示。

该站场区经常有各种车辆集结，Ⅰ场、Ⅱ场、Ⅳ场和Ⅴ场是装卸场区，Ⅰ场、Ⅱ场、Ⅲ场负责列车的到发、中转与编组作业。其中，Ⅰ场位于各场中间，连接Ⅱ场、Ⅲ场、机辆段、新线、电车库5个方向。Ⅲ场是该站目前调车作业量最大、接发列车对数最多的场区，也是湖集中心站最繁忙的地方。湖集Ⅲ场连接了青町、青东、袁店、Ⅰ场、Ⅳ场、Ⅴ场6个方向，各方向到发车辆混杂。Ⅴ场暂未投入使用。

（2）主要技术指标。湖集中心站所在的青芦铁路全线为有砟轨道，为单线半自动闭塞。湖集到芦岭方向采用25 m长50 kg/m标准轨，湖集到青町方向采用25 m长60 kg/m 标准轨。区段限制坡度为上行8‰、下行6‰。

（3）线路情况。湖集中心站各车场线路情况及其接发列车能力如表1所示。

图1 湖集中心站站场示意图Fig.1 Layouts of Huji Center Station

表1 湖集中心站各车场线路情况及其接发列车能力Tab.1 Capacity of receiving and dispatching trains in each yard

2 湖集中心站通过能力影响因素分析

2.1 车站通过能力计算

湖集企业车站的运输通过能力小于运输需求，可以采用利用率法计算咽喉道岔组通过能力，咽喉道岔组通过能力利用率 计算公式为

式中：T为咽喉道岔组一昼夜被各项作业占用的总时间；为固定作业占用咽喉道岔组的总时间；r空为咽喉道岔组空费系数。

表2 各车场咽喉道岔组通过能力利用率Tab.2 Utilization rate of throat turnout capacity in each yard

到发线通过能力利用率K'的计算公式为

式中：T'为场站所有到发线的总占用时间；M'为用于接发列车的到发线条数；为固定作业占用到发线的总时间；为到发线空费系数。

到发线通过能力计算公式为

式中：为场站i的接车能力；为场站i的接车数；为场站i的到发线通过能力利用率；为场站i的发车能力；为场站i的发车数。

湖集中心站到发线每次接、发车作业占用到发线的时间均为15 min，空费系数= 0.2，每日固定作业占用到发线的总时间按公式 ⑵、公式 ⑶ 计算得到各车场到发线利用率及通过能力如表3所示。

最终得到湖集中心站通过能力为427.1对/d。由表2及表3可知，除Ⅳ场外其余车场实际通过能力与理论通过能力均有较大差距，咽喉道岔组利用率和到发线利用率不高，由于牵出设备不足、空费时间内咽喉区无法多接发列车等原因导致到发线能力的浪费。

表3 各车场到发线利用率及通过能力Tab.3 Utilization rate and carrying capacity of arrival and departure lines in each yard

2.2 影响因素分析

根据计算分析可知限制湖集中心站通过能力的瓶颈主要在咽喉区道岔及到发线与牵出线。结合车站现状具体分析，影响湖集中心站通过能力的主要因素如下。

（1）咽喉区、到发线利用率不均衡。Ⅰ场连接5个方向，除Ⅲ场外其余几个厂均在Ⅰ场东侧，一旦一个方向来车或发出列车，势必影响其他线路列车或车列运行情况。遇到调车作业、机车出入库，经由Ⅰ场转场列车，从而导致Ⅰ场可能满线。Ⅲ场是该站调车、接发车作业量最大的场区，车辆的混杂、股道的利用情况导致Ⅲ场运输效率低下，咽喉道岔组利用率和到发线利用率均是最低的一个场区。湖集Ⅲ场连接6个方向，各方向到发车辆混杂，咽喉道岔组利用率仅达0.375。Ⅲ场没有固定的调车线路和牵出线，加之车辆集中到达，货物不能及时装卸，导致线路长时间处于饱和状态，到发线利用率仅达0.349。Ⅳ场仅有2条到发线，到发线利用率达到0.766，线路使用已趋于饱和。

（2）站场布局限制。由于站场布局的限制导致车站调车线和到发线分工不明确。目前，该站除了Ⅱ场、Ⅳ场部分线路有明确分工外，其他各场的线路基本上没有明确的分工，调车作业与接发列车作业会产生相互干扰。Ⅲ场到Ⅳ场只有一条线路连接(图1中绿色标注线路)。遇Ⅲ场、Ⅳ场到咽喉区有调车作业时，不能进行转场作业，反之亦然。由表2可知，Ⅲ场的咽喉道岔组利用率仅达到0.375，而Ⅳ场咽喉道岔组利用率达到0.567。这种情况下，现场作业效率与车站通过能力严重依赖车站值班员的业务能力，如果计划编制不合理或作业时间冲突，则会降低机车利用率及人员工作效率。

（3）牵出线设备不足。除Ⅱ场外，该站其余各场区均没有专用的调车作业牵出线，调车作业占用到发线或正线。其中Ⅲ场西端未设牵出线，遇到调车作业必然占用正线，使得到发列车作业和调车作业严重冲突。遇两车场在同一咽喉区作业时，相互影响也很大。由表2可知，Ⅲ场的到发线利用率仅达到0.349。

（4）闭塞设备薄弱。铁路区间通过能力往往是铁路通过能力的薄弱环节，目前该站与相邻车站区间均为单线区间，闭塞方式为半自动闭塞，限制了区间通过能力，造成发车密度低下，也影响了车站设备的利用率。

3 提高湖集中心站通过能力对策

根据对影响湖集中心站通过能力的因素分析可知，湖集中心站通过能力主要受咽喉区、到发线以及站场布局等影响因素制约，对此提出技术组织和改建2类措施如下。

3.1 技术组织措施

（1）充分发挥站场的作用。全站的线路都较为紧张，但各场的线路使用仍不均衡。对于编好但暂时不能发出的列车，值班员应根据下阶段的计划合理地将其安排在暂没有计划的站场，以此来平衡车站线路压力、提高线路整体利用率。Ⅲ场作为编组场，应尽量避免车辆在Ⅲ场占用线路等待，增加Ⅲ场与Ⅰ场间咽喉作业进路的选择性、提高咽喉利用率。

（2）缓解咽喉区作业压力。合理运用咽喉区主要是要求值班员和调车区长根据调度所下达的阶段计划，合理制订出本站的阶段计划。合理制订本站的阶段计划是指能够预想到即将进行的接发车作业和调车作业，合理安排时间，避免作业的交叉，同时严格控制作业时间，督促和指挥各站场的接发车与调车作业，杜绝因人为的原因造成的作业延迟，致使部分作业必须等待，占用线路的现象。同时，值班员、调车区长要领导和指挥信号员在选排进路的时候合理运用咽喉区，尽量采用平行进路，或变更进路使转场与调车作业不冲突，尽量做到转场与调车作业同时进行，来缓解该咽喉的作业压力。

3.2 改(扩)建措施

（1）改造车站咽喉。通过增加咽喉通道减少对正线行车的干扰，有效提高车站的到发线能力和接发车灵活性，通过多种措施优化站场设计，完善运输组织模式可以有效缓解咽喉区能力限制，提高车站通过能力。

（2）优化站场布局。湖集中心站目前作业方式是新线(图1中洋红色标注线路)到达车辆部分经过Ⅰ场、Ⅲ场后折角到Ⅳ场；部分到达车辆经过Ⅰ场后折角到Ⅱ场；同样出发的车辆也需要转线后发往新线。改建后将新线连接到童亭线(图1中蓝色标注线路)，贯通Ⅱ场、Ⅳ场，新线到达车辆将直接到达相应车场，不需要进行折角转线，减少了接发车作业与调车作业的相互干扰。

（3）增设牵出线。在Ⅲ场西段增设牵出线，使得到发列车作业与调车作业分开，减少作业冲突和相互影响，同时减少了占用咽喉区的时间。

（4）采用先进的信联闭设备。远期当运输需求进一步增大时，可以考虑将单线半自动闭塞改为双线自动闭塞，提高发车密度，扩大运输能力，提高车站设备的利用率。

4 结束语

湖集中心站作为企业铁路车站各个方向衔接着不同的场矿，车站运输能力的提升对于企业生产具有重要支撑。通过湖集中心站车站通过能力影响因素分析，有利于更好地提升湖集中心站的通过能力。随着铁路信息化、快捷化的发展，还应进一步加强湖集中心站通过能力的整合优化，不断满足周围场矿的煤炭运输需求，实现湖集中心站点线能力的协调完善。