基于高效接发车技术的到发线通过能力研究

曹海滨，谢迎锋，王 蓉

（1.中国神华能源股份有限公司，北京 100000；2.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100000；3.北京交通大学，北京 100000）

国内外学者对车站的通过能力进行了研究，文献[1]对高速铁路车站通过能力查定以及高峰期低峰期运能如何“削峰平谷”进行深入分析和研究，挖掘和提高高速铁路车站通过能力。

文献[2]中为提高重载铁路车站通过能力，以到发进路与车站选择唯一性，进路与车站匹配唯一性，构建二次“0-1”规划模型与一次“0-1”规划模型，应用MATLAB 与LINGO 进行数网构建与模型求解。以包神铁路瓷窑湾站为例，对其1 d 内车站占用进行优化求解，证明了整数线性规划模型可以对重载铁路车站车站运用进行有效优化。文献[3]以神朔铁路神华号机车智能驾驶系统为例，研究了重载铁路引入移动闭塞技术的实现方案，通过对成本和司机既有操作习惯多方面的综合考虑，提出了分两步走的实施方案，第一步仅实现区间移动闭塞，既能在短期内以较低的成本和较少的改动提升运营效率，又保留了未来平滑升级到完整版移动闭塞的基础。此方案单次投入成本低，对既有运营规则冲击小，对于大量的既有线路改造均具备推广意义。但是上述方法对于运输能力的提高有限。

有学者对虚拟编组技术进行了研究，文献[4]分析既有欧洲列控系统（ETCS）在应用该技术时面临的问题，旨在提出面向虚拟编组的列控技术实现方案。根据列车间隔控制是否由列控系统进行防护，提出两种方案，并描述它们的基本原理和既有ETCS 规范需要变动的内容。在基于列控系统防护的方案中，引入相对制动距离的概念，并提出一种基于相对制动距离的限速曲线计算方法，为下一代列控系统的研究提供参考。文献[5]围绕虚拟重联运行仿真和性能衡量，探讨了虚拟重联技术需要的安全制动模型，针对车站瓶颈区域提出了虚拟重联模型和车站追踪改进模型，通过数值计算和计算机仿真建模的方法，对提出的模型进行了仿真验算，结果表明虚拟重联模型通过能力最大，系统受到初始延误后，虚拟重联模型的延误恢复能力最强，但是目前还没有对虚拟编组接发车策略的研究。

1 概述

接车进路是由进站或者接车进路信号机所防护的进路。发车进路是由出站或者发车进路信号机所防护的进路。现有联锁一般实现为，接车进路、发车进路为一条进路。进站信号机开放后，列车可以运行。待列车越过进站信号机后，信号关闭。进路随着列车的运行而自动解锁或者待列车完全进入股道后一次解锁。出站信号机开放后，列车可以运行。待列车越过出站信号机后，信号关闭。进路随着列车的运行而自动解锁或者待列车完全进路区间之后一次解锁。

现有的方式存在如下问题：

（1）接车效率低。只有接车进路内区段均为空闲且满足安全防护条件时，才能办理接车进路。

（2）发车效率低。只有发车进路内区段（含区间一离去区段）均为空闲时且满足安全防护条件时，才能办理发车进路。

（3）进路一次有效。一条进路仅能为一列车使用。

2 基本概念

（1）重复进路：重复进路是为群组列车使用的进路。群组的首车及中间车通过后不解锁，尾车通过后逐段解锁或者一次解锁。普通进路是与重复进路相对应的，是为普通列车使用的进路。普通列车通过后逐段解锁或者一次解锁。

（2）汇合进路：汇合进路由至少三条短进路组成，其中两条短进路是分别经过对向道岔的定位和反位的进路，第三条为经过对向道岔之后的公共进路。如图1 所示：对向道岔10，经过道岔10 定位的短进路为R1，经过道岔10 反位的短进路为R2。R3 为经过对向道岔之后的公共的短进路。汇合进路由R1、R2 和R3 组成。

图1 汇合进路

（3）分歧进路：分歧进路由至少3 条短进路组成，其中2条短进路是分别经过顺向道岔的定位和反位的进路，第3条为经过顺向道岔之前的公共的进路。

如图2 所示：对向道岔9，经过道岔9 定位的短进路为R3，经过道岔9 反位的短进路为R2。R1 为经过顺向道岔之前的公共的短进路。分歧进路由R1、R2 和R3 组成。

图2 分歧进路

3 高效接发车

车站能力是指车站在现有设备条件下，采用合理的技术作业过程，于一昼夜内所能通过的货物列车数。影响车站能力的主要因素为车站类型和咽喉区布置的特点，车站数量和有效长，信号设备类型和各项作业进路分段解锁等。按照接发车作业类型可以分为接车作业能力和发车作业能力。

3.1 提升发车效率的方法一：多列车从同一股道发车

如图3 所示，多列车停在同一股道ⅠG，组成一个列车群。CTC 根据运行计划触发CBI 排列信号机XI 至信号机SF 的发车重复进路，XI 信号机开放。群组列车首车根据收到的MA 启动运行，进路上的区段在群组首车越过后继续保持锁闭状态，不解锁。群组跟随车根据前车的位置，保持一定安全距离相继发车，进路上的区段持续保持锁闭状态，直到尾车压过信号机XI 后，进路上的区段随着群组列车的尾车运行依次解锁。

图3 多列车从同一股道发车

3.2 提升发车效率的方法二：多列车从不同股道发车

如图4 所示，车1 停在4G，车2 停在IIG，CTC 根据运行计划触发CBI 排列IIG 和4G 的组合发车进路。信号机X4 至信号机S 的进路锁闭，X4 信号机开放。车1 根据收到的MA 启动运行，当车1 出清6-10DG 之后，6-10DG 解锁。车1 继续运行，后续区段不再解锁。6-10DG 解锁后，CBI 办理XII 至6-10DG 的短进路，车2 根据收到的MA 启动运行，车2 与车1 组成一个列车群，进路上的区段随着列车群的尾车（车2）的运行依次解锁。

图4 多列车从不同股道发车

3.3 提升接车效率的方法一：多列车接车进入同一股道

如图5 所示，多列车以列车群的方式运行至X 信号机前，CTC 根据运行计划触发CBI 排列信号机X 至3G 的接车重复进路，X 信号机开放。群组列车首车根据收到的MA启动运行，进路上的区段在群组首车越过后继续保持锁闭状态，不解锁。群组跟随车根据前车的位置，保持一定安全距离相继进站，进路上的区段持续保持锁闭状态，直到尾车越过信号机X 后，进路上的区段随着群组列车的尾车的运行依次解锁。

图5 多列车接车进入同一股道

3.4 提升接车效率的方法二：多列车接车进入不同股道

如图6 所示，车1、车2 以列车群的方式运行至X 信号机前，计划车1 进站至IG，车2 进站至3G。CTC 根据运行计划触发CBI 排列X 至IG 和3G 的组合接车进路。信号机X至IG 的进路锁闭，X 信号机开放。车1 根据收到的MA 启动运行，当车1 出清3DG，3DG 保持锁闭，作为短进路允许车2 继续使用。车2 根据收到的MA 启动运行，车1 继续运行，出清5-9DG，完全进入IG 后，5-9DG 解锁，CBI 办理5-9DG 至3G 的短进路，车2 继续运行进入3G。进路上的区段随着车2 的运行依次解锁。

图6 多列车接车进入不同股道

4 结束语

为提高重载铁路车站通过能力，本文提出了一种高效接发车的方法，主要阐述了多列车从同一股道发车、多列车从不同股道发车、多列车接车进入同一股道、多列车接车进入不同股道的方法。这4 种方法不需要提高轴重、加长列车长度，也能够和既有铁路系统兼容。通过改变现有联锁中进路一次有效的方式，提高既有铁路车站的通过能力。