国家能源集团产业一体化运营模式下铁路运输能力提升研究

刘文杰

(国能包神铁路有限责任公司 生产技术部，内蒙古 鄂尔多斯 017000)

1 研究背景

国家能源投资集团有限责任公司(以下简称“国家能源集团”)由中国国电集团公司和神华集团有限责任公司合并重组而成，于2017年11月28日正式挂牌成立，在2022年财富排行榜上，国家能源集团名列世界500强第85位。国家能源集团的主营业务包括煤炭、铁路、港口、船舶、电力以及煤化工等多个板块，在多年的生产运营中已经形成煤炭生产→运输→销售→转化的纵向一体化运营模式。产业一体化运营的基本内涵表现在2个方面，一是煤炭产运航电销各板块的内部化，价值链上下游企业统一纳入集团内部一体化管理，全链条的价值增值活动都尽可能被纳入企业内部进行，同时规避了一定程度上由于市场的起伏波动带来的生产成本风险和销售风险。二是各板块的全面协同化，上下游企业各生产环节高度关联，以整体价值增值为目标协同联动、优化资源配置，发挥规模效应和范围经济，从而提升了价值链上的增值潜力[1-2]。中国煤炭资源分布极不平衡，在昆仑山—秦岭—大别山以北地区，煤炭资源量占全国的90.3%，决定了我国煤炭供应“西煤东运”和“北煤南运”的基本格局。国家能源集团铁路运输系统顺应国家战略发展布局，在不断的发展中拥有了甘泉铁路(甘其毛都—万水泉南)、包神铁路(万水泉南—神东)、神朔铁路(大柳塔—朔州)、塔韩铁路(塔然高勒—韩家村)、朔黄铁路(神池南—黄骅港、天津港)、黄大铁路(黄骅南—大家洼)、巴准铁路(巴图塔—点岱沟)、大准铁路(点岱沟—燕庄)、准池铁路(外西沟—神池南)9条自营铁路，总里程达到2 408 km，拥有53 002辆自备车，年运输能力5.92亿t。国家能源集团部分自营铁路基本情况如表1所示。2020年完成铁路运量4.59亿t，2021年再创新高完成4.88亿t，2022年完成4.71亿t。其中，包神—神朔—朔黄铁路是党的十四大确定的四大跨世纪工程之一，是我国“西煤东运”的第二条大通道。对比同路径下的国家铁路与自有铁路成本，煤炭主要路径运输费用对比如表2所示[3]。

表1 国家能源集团部分自营铁路基本情况Tab.1 Basic information of some self-operated railways of China Energy Investment

表2 煤炭主要路径运输费用对比Tab.2 Comparison of transportation costs of main coal routes

随着国家经济的快速发展，能源企业重要性愈发凸显，国家能源集团作为我国最大的一次能源供应企业，煤炭、煤电、煤制油化工规模位居世界第一，承担着越来越重要的稳定煤炭市场价格、保障能源稳定供应的压舱石作用，在阶段性的保供、保电工作中，各产业以实现国家期望为唯一目标最大化规模生产、运输、销售、供电，但这时一体化运营模式各板块能力上限不匹配的问题就会显现，其中煤炭生产、销售两端受市场变化、国家政策引导等因素影响，波动较大，铁路运输作为衔接生产和销售两端的中间枢纽，受不同煤种车型需求、空重车流周转效率、列车编组模式和运行速度、铁路公司间衔接水平等因素影响，运输能力受限，从而影响一体化运营模式下的整体保供能力[4-6]。在此背景下，如何继续发挥既有运输通道经济优势，突破瓶颈限制提高铁路运输能力上限，对提升国家能源集团一体化调运效率，实现阶段性的保供、保电目标起到至关重要的作用。

2 铁路运输现状分析

2.1 国家能源集团煤炭一体化调运网络

目前，国家能源集团已形成以神东矿区为核心，以包神铁路、神朔铁路、朔黄铁路等自营铁路为主线，以黄骅港、天津码头、秦皇岛港、国投京唐港、曹妃甸港为下水销售市场延伸的煤炭一体化调运网络。国家能源集团一体化集疏运概要图如图1所示。

图1 国家能源集团一体化集疏运概要图Fig.1 Overview of integrated collection and distribution of China Energy Investment

2.2 存在问题分析

国家能源集团一体化调运指挥需要科学制定阶段计划，需要执行过程的进度管控，需要各板块生产业务的高效协同，但目前集团月计划、日计划的制定、下达、监督实施过程中的最主要手段还是业务人员的经验操作和人为控制，且按照以生产、销售需求推铁路运输计划的组织方式，面对日益复杂的市场形势变化和日益庞大的生产运营数据，实现长时间范围内较为均衡的运输效率最大化较为困难[7]。

（1）运输水平起落幅度大，存在重车保留与运输超负荷隐患。从2021年来看，煤炭价格大起大落巨幅波动严重影响外购煤采购，铁路运量也上下浮动。“十一”开始全国煤炭供应告急，保供任务硬性驱动下，铁路运量持续高位，连续3个月保持“日均百万吨”调运水平。与此同时必须看到，由于煤炭销售品种较多，造成港口堆储能力不足，在快速变化的供需形势下，运输低位时空车大量保留，最大时达到360列，运输低位时日调运量只有70万t，运输高位时就经常处于超负荷运行状态边缘，最大日调运量116.4万t。同时车体频繁保留和解保，造成机力和运能的极大浪费。

（2）煤炭运输与施工维修组织之间存在矛盾。“天窗”是指列车运行图中不铺画列车运行线或调整、抽减列车运行线，为施工和维修作业预留的时间。从运输效率最大化角度分析，当市场低迷时，要求多开天窗，但此时设备损耗相对偏低，而且管内存在大量保留车，站内施工无法全面开展；当市场恢复时，增运补欠要求缩减天窗，在施工黄金季节都难以保证大中修充足时间，但此时设备损耗相对偏高，特别是桥隧相连、长大下坡道较多的地段，天窗缩减造成设备安全可靠性降低。

（3）装车区域集中，各铁路线运量不均衡。国家能源集团一体化运营涉及煤矿23个，其中在包神铁路装车发运13个，始发站到神东站分界口平均运距38 km；在神朔铁路装车发运7个，始发站到神池南站分界口平均运距156 km。此外，国家能源集团外购煤业务集中于包神铁路巴图塔区域、乌兰木伦区域，神朔铁路朔西区域，与自有煤矿装车集中区域重合。装车区域的过于集中，运距长短差距大，在运输高位时期给上、下游的空重车周转调配带来巨大压力，整体运输结构弹性不足，天窗后空重车流顺利置换往往无法做到兼顾，遇到突发性设备故障、恶劣天气导致局部线路运行阻塞，从而形成连锁反应影响装车站股道运用，降低运输效率，后续调整、恢复正常水平难度极大[8]。

（4）车型分流不均衡，易导致神池南站拥堵。C80车体作为主流装车车型，因装载吨位高、车体状态好、加固时间短、可编组1万t或2万t重载运行、满足港口大多数翻车机作业要求等优势，在各装车点均适配，周转效率高，2021年全周时仅3.2 d。C64车体因装载吨位低、车体状态差、加固时间长、只可1小列单牵引或2小列组合运行、只能固定在黄骅港第1、第3、第6翻车线和天津煤码头第3翻车线等特殊性，目前集中在包神、神朔铁路管内装车，神池南站空车分流时无法做到均衡，经常导致C64车体在站内积压，全周时达4.4 d。2021年10月份保供工作开展以来，一体化运营产业链的上游装车端和下游销售端均有较大幅提升，铁路运输一体化调运能力成为掣肘点，持续高位状态下自备车不足的短板显现，C64车体的运用效率低下制约着铁路运能发挥。

（5）中间站能力不足、装车站到发线少、装卸车站调车机力配置不足[9]。包神铁路发往神池南以远方向的煤炭列车均采用万吨大列，而包神铁路受到发线有效长限制，管内车站到发线无法接入万吨列车，需要利用区间、专用线进行解编作业，延长车辆及货物的滞留时间。由于非均衡运输，装车站的空车有时接续不上造成等装，在天窗日更为突出。装卸车站调车机力配置不足，天窗日空重车本务机不能担当调车和对货位作业，而调车机不能及时到位进行对货位，造成空重车装卸不及时[10]。

3 铁路运输能力提升研究

在中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要中，煤炭生产在全国能源中的比重将会下降，但是总量还是会上升。为进一步提高铁路运输能力，实现一体化出区调运量常态化日均100万t以上的目标，建议从以下几个方面进行优化。

3.1 优化C64型列车运行方案

3.1.1 C64型车辆运用情况

目前，国家能源集团所属C64型车辆共17 540辆，扣除检修率(3%)，按照目前一列66辆的编组模式可编组上线运行258列，其中用于出区煤炭装运列数平均为220列，按照2021年统计的车辆周转时间4.4 d计算，日均可运行列数为50列，但目前C64型车辆日均装车42列，剩余资源可增加8列装车需求，没有得到有效利用，28列车体处在沿线保留或神池南等待挂运状态，车辆使用紧张局面加剧。

3.1.2 各铁路线C64型列车开行条件

包神—神朔铁路运行方向，C64型列车运行分为组合万吨列车和普列，据2021年统计，装车单位对该车型装车需求日均30列，实际日均运行38小列(其中万吨列车14列、普列10列)，此外包神铁路所属车站的到发线不具备C64型万吨列车分解、组合条件，神朔铁路只有朱盖塔、神木北、三岔隆泰、贺职站具备编组能力，且C64组合万吨列车到达神池南站后，需再次进行分解、机车换挂和组合作业，在包神—神朔—朔黄铁路高位运输时通过能力接近饱和的实际条件下，影响该区段列车运行密度的增加，制约国家能源集团黄金通道出区外运的整体能力。

巴准—大准—准池铁路运行方向，C64型列车日均运行4列。所辖27个车站均能容纳C64型普列，其中二道河站(Ⅳ道)、大红城站、外西沟站，满足C64型组合万吨列车停放条件。且铁路通道能力富余，通过改变部分无腰岔设备的车站联锁设备关系，股道内加装进路信号机，即可实现C64型万吨列车规模化开行条件，提高巴准—大准—准池铁路通道能力利用率。且从线路条件来看，点岱沟站至神池南站间上行方向共有4处需减压制动区段，其中最大坡度为龙王渠站一接近区段2.6 km长度和卧厂至神池南站间1.3 km长度的12‰下坡道，满足开行C64型组合万吨列车需求。

3.1.3 列车运行图的优化

在组织货物运输的生产过程中，列车运行图编制和优化是运输组织中的一个核心环节，C64型列车开行优化必须从充分利用运能、提高运输效率、保证行车安全的角度出发，安排C64型列车在各站的到发时刻和车站作业情况。C64型列车具有编组较长、解编到发线受限等特点，其复杂性使得运行图的合理编制和优化显得尤为重要。因此需要对于C64型列车区间运行时分、中间站停站时间、机车停留时间标准、列车在车站的技术作业过程和主要作业时间标准、车站间隔时间和追踪列车间隔时间等要素在既有的条件下进行必要的分析，制定合理的运行图优化方案提高线路的通过能力。结合国家能源集团所辖线路的现状合理安排万吨列车、小列的连发、会让作业，相互调整得到不同的开行方案，再通过不同开行模式的优化比选，得到最佳方案。

3.1.4 建议优化方案

为解决当前铁路运输形势下，包神—神朔—朔黄铁路资源与运力匹配度不够问题，优化C64型列车运输路径，置换C80型优质列车在资源富集区装车，同时提高神池南站作业效率，提高通过能力。建议保证包神铁路、神朔铁路装车单位对C64型列车装车的最低需求外，其他C64型列车从神池南站向运力富裕的准池铁路方向分流装车，装车完毕的重车近期内以普列方式运行，可在卧厂站停留，待形成2列后连续向神池南站发车，在神池南站内组合万吨列车后继续运行。远期可通过小幅度设备改造，在巴准—大准—准池铁路管内直接组合万吨列车。考虑朔黄铁路沿线客户需求主力是侏罗纪煤种，巴准—大准—准池铁路管内煤种全部为石炭系列，朔黄铁路沿线需求量相对较小，因此，建议从始发站至黄骅港站间开行长交路列车。

3.1.5 预期效果

通过优化C64型列车运输路径，既充分发挥巴准—大准—准池—朔黄铁路黄金通道富裕能力，组织闲置C64型列车上线运行，也通过优质车型置换优化包神—神朔—朔黄铁路黄金通道的运输结构，提高列车运行品质，车辆周时进一步压缩，一体化运营模式下铁路运输一体化调运能力得到明显提升。通过对比分析法，C64型列车运行方案优化前后运输效率对比如表3所示。

表3 C64型列车运行方案优化前后运输效率对比Tab.3 Comparison of transportation efficiency before and after optimization of C64 train operation scheme

3.2 根据运输需求协调大同东口国家铁路空车入线

国家能源集团一体化装车区域集中于包神铁路和神朔铁路，将包神—神朔—朔黄铁路黄金通道效益最大化就必须保证神池南分界口神朔方向的空、重车流交换均衡、高效。建议加强与中国铁路太原局集团有限公司大同东分界口的联系，在空车运用紧张时加大国家铁路空车入线，弥补巴准铁路、大准铁路装车需求，以此形成互补，最大化满足装车需求。

3.3 根据煤炭需求变化安排煤化工产业设备检修

国家能源集团煤化工产业作为煤炭除电力外的另一种转化形式，具有极高的战略发展意义。目前6家有相关业务的子分公司，每年需原料煤供应约4 500万t，燃料煤供应1 600万t，且随着业务扩展需求呈上升趋势。建议根据煤炭市场季节性供需关系变化，将煤化工生产设备时间较长的停工检修计划安排在煤炭市场供小于求的旺盛期，而在需求下降进而影响一体化运行水平时全力生产，在下游需求侧形成与用电企业的互为补充，提高铁路运输水平的均衡性。

3.4 科学合理调整堆场，增大港口仓储能力

我国已建成超过1亿吨政府可调度煤炭储备能力，实际存煤主要分布在有关港口，各地建设的储煤基地受储煤机制的影响储煤不足，而运输能力无法储存，是造成煤炭供需矛盾的原因之一。建议国家能源集团给予下属公司(主要是铁路和港口)一定的自主权，主要煤种分类和次要煤种分类一定要矿区和煤炭进口单位提前告知，也就是在告知总部调度的同时，也告知铁路和港口；同时，销售给什么地区和单位，也应该事先告知，以便合理配置。在此基础上，下属公司根据需求科学合理调整堆场，增大港口仓储能力，避免港口重车积压影响上游铁路运行水平。

3.5 加强困难区段运输能力

在现有设备的基础上进行提速和增加行车密度，优化装车单位工作流程、平衡空重车流；合理安排机检，优化机车运用方案，减小设备检修对运输的干扰；部分区段增加车站到发线的数量和有效长度，提高装卸车站的能力；在现有的铁路设备基础上加大投入进行技术改造，减少设备故障等突发情况干扰，从根源上加强困难区段的运输能力。

3.6 反向运输规模化、高效化推进

反向运输作为提升国家能源集团运输板块利润空间的重要环节，现阶段还没有达到规模化的经济效益，运输效率比较低，有待开发更大的潜力。

4 结束语

国家能源集团产业一体化运营模式下，铁路运输是连通上下游生产、销售产业的转运关键环节，也是发挥规模经济优势的黄金通道。铁路运输能力的高低，直接关系到一体化运营效率的高低，也是当前发展形势下的能力限制环节。基于此背景，结合国家能源集团产业一体化运营模式下铁路运输现状，深入分析存在的问题和不足，并针对性提出以优化C64型列车运行方案为主的几点优化建议，通过对比分析法展现出优化后对提高列车周转效率、提高铁路运输能力等方面的有力提升，对国家能源集团铁路运输工作具有较强的实际指导意义和价值。