（交通运输规划与管理专业论文）重载运输装车区车流组织的研究与探讨.pdf

中文摘要 摘要：大秦线是我国第一条重载铁路煤运专线，代表着我国重载运输理论和实践 的最高水平。大秦线不仅担负大同地区与秦皇岛港之间的煤炭运输，而且是我国 山西、陕西和内蒙广大地区煤炭外运的大通道。这就意味着对大秦线的运输组织 计划性和协调性的要求更高。大秦线装车区的车流组织是整条重载线路运输的起 点，是煤炭运输的源泉，更是我们要研究的重点对象。要达到年运量4 亿吨甚至 超过4 亿吨的目标，首先就要对装车区车流组织进行深入的研究。本文紧密结合 我国铁路重载化、直达化和高速化的发展形势，对装车区重载运输组织的相关理 论进行了较为全面深入的研究。 本文首先分析了人秦线装车区现有的车流组织形式，从中找到了制约条件， 选取战略装车点，深入分析了装车区的车站和线路的技术作业条件，着重研究了 湖东站的作业组织，对了i ：行列车的组织模式进行了分析，最后根据以上条件，构 建了符合实际情况的最小费用最大流的模型，并通过适合的算法得出了结论。 大秦重载铁路挑战和机遇并存，世界金融风暴使得能源需求减少，同时大秦铁 路的改革让整条线路的资源充分利用，这也是本文研究的出发点与基础。规划好 装车区的车流组织，充分利用集疏运一体化的思想，优化每个环节，建立高效、 集约的新式大秦重载铁路运输，是本文的主要研究意义。 关键字：重载运输；装车区；战略装车点；最小费用最大流 a b s t r a c t d a t o n g - q i n h u a n g d a ol i n ei sc h i n a sf i r s tc o a lr a i l w a yl i n eh e a v yh a u l ，a n di t r e p r e s e n t st h eh i g h e s tl e v e lo fc h i n a sh e a v yh a u lt r a n s p o r t a t i o nt h e o r ya n dp r a c t i c e d a - q i nl i n e i sn o to n l yr e s p o n s i b l ef o rc o a lt r a n s p o r t a t i o nb e t w e e nd a t o n ga n d q i n h u a n g d a o ，b u ta l s ot h em a j o rc o a ls i n o t r a n st h o r o u g h f a r eb e t w e e ns h a n x i ， s h a n x io fc h i n aa n di n n e rm o n g o l i ao fl a r g ea r e a s a n di tr e q u e s t sm o r ed e m a n d i n go f p l a n n i n ga n dc o o r d i n a t i o no fd a q i nr a i l w a yt r a n s p o r to r g a n i z a t i o n d a q i nr a i l w a y l o a d i n ga r e aw a g o nf l o wo r g a n i z i n gi st h es t a r t i n gp o i n tf o rt h eh e a v yh a u ll i n ea n di sa s o u r c eo fc o a lt r a n s p o r t a t i o n ，b u ta l s ow eh a v et os t u d yo ni tm o r e t oa c h i e v et h eg o a l s o f4 0 0m i l l i o nt o n si nc a p a c i t ya n de v e nm o r et h a n4 0 0m i l l i o nt o n s ，w em u s ti n - d e p t h s t u d yl o a d i n ga r e aw a g o nf l o wo r g a n i z i n g t h i sp a p e r c l o s e l yi n t e g r a t e s c h i n a s h e a v y - d u t yo ft h er a i l w a y , a n dh i g h p e e dd i r e c t a c c e s st ot h ed e v e l o p m e n to ft h e s i t u a t i o n ，a n da n a l y z e st h ei n h e r e n tl a w so fh e a v yh a u lr a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n t h i sp a p e ra n a l y z e se x i s t i n gf o r mo fw a g o nf l o wo r g a n i z a t i o ni nd a - q i nl i n e l o a d i n gz o n e ，i no r d e rt of i n dt h ec o n s t r a i n t sa n ds e l e c ts t r a t e g i cl o a d i n gp o i n t ，a n a l y z e t h el o a d i n ga l e ao ft h es t a t i o na n dl i n eo p e r a t i n gc o n d i t i o n s a tt h es a m et i m ei tf o c u s e s o nt h e o p e r a t i o n o fh u d o n gs t a t i o no r g a n i z a t i o n s ，a n da n a l y z e st h et r a i no f o r g a n i z a t i o n a lp a t t e r n a tl a s t ，w eb u i l tt h em i n i m u mc o s tm a x i m u mf l o wm o d e l ， a c c o r d i n gt o t h ea c t u a lc i r c u m s t a n c e s ，a n dw ed r a wac o n c l u s i o nt h r o u g ht h e a p p r o p r i a t ea l g o r i t h m d a t o n g q i n h u a n g d a or a i l w a yf a c e sh e a v yc h a l l e n g e sa n do p p o r t u n i t i e s ，a n d w o r l d sf i n a n c i a lt u r m o i lh a sr e d u c e dt h ed e m a n d i n g a tt h es a m et i m e ，t h er e f o r mo f d a - q i nr a i l w a yl i n e st a k ef u l la d v a n t a g eo ft h er e s o u r c e s ，t h i si sa l s ot h es t a r t i n gp o i n t o ft h i sp a p e r , a n di st h eb a s i so fa r t i c l ei d e a s w em u s tp l a nt r a f f i cl o a d i n ga r e a o r g a n i z a t i o n s a n dm a k ef u l lu s eo ft h ei d e ao fi n t e g r a t i o na s s e m b l i n ga n de v a c u a t i n g a n dt r a n s p o r t i n g ，a n do p t i m i z ee v e r ya s p e c t ，t h e ne s t a b l i s h m e n te f f i c i e n t ，m o d e m ， i n t e n s i v ed a - q i nh e a v yr a i lt r a n s p o r t a t i o n k e y w o r d s ：h e a v y h a u lt r a n s p o r t a t i o n ；l o a d i n ga r e a ；l o a d i n gp o i n ts t r a t e g y ；c o s t s t r a t e g yf o rm a x i m u mf l o w 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同上作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 4 9 签字嗍叩年月7 n 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 躲胆叭 签字醐：1 “月7 日 导师签名： 七呕 签字日期：吵7 年乡月7 日 致谢 本论文的工作是在导师赵鹏教授的悉心指导下完成的，赵鹏教授严谨的治学 态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来赵老师对 我的关心和指导。 赵鹏教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予 了我很大的关心和帮助，在此向赵老师表示衷心的谢意。 赵鹏教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心 的感谢。 在撰写论文期间，王爽师姐、王伟师兄，丁洁冰、石博、史晨锦、何润珠、 陈旭、赵虎等同学，对我论文中的结构和模型研究t 作给予了热情帮助，在此向 他们表达我的感激之情。 另外也感谢李清和我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我 的学业。 1 绪论 1 1 研究的背景 根据铁路中长期规划，“十一五 期间铁路建设的重点之一是围绕煤炭运输基 地煤炭运输通道，建设运力强大的重载煤炭运输网络。我国是一个资源分布和工 业布局很不均衡的国家，煤炭、矿石大都分布在西部、而消耗这些物资的工业大 都在东部、南部地区。因此，我国铁路将长期承担大宗货物的长途运输。开展重 载运输，提高输送能力不仅是适应国家经济社会发展要求，也是提高铁路自身企 业效益的需要。 而大秦线j 下是我国重载运输体系中的代表，是我国第一条以丌行重载列车为 主的双线电气化铁路，是为西煤东运而修建的一条运煤专用干线铁路【l 】。大秦线的 建设对于缓解我国北部铁路煤炭运输运力不足的紧张状况，加速山西、陕西、内 蒙西部地区煤炭基地的开发，畅通煤运通道，满足华东沿海地区经济发展对煤炭 的需求，促进煤炭出口和国民经济建设的需要，发挥了不可替代的重要作用。 所以大秦线扩能势在必行，而且在过去的几年中，大秦线已经实现了跨越式 的发展，集疏运一体化理念的提出和发展，为大秦线提高运量，超额完成预期目 标提供了优良的保障条件。装车区的优化组织是大秦线运输组织的重要组成部分， 对保证完成大秦线运输任务具有重要意义。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外重载运输发展概况 纵观世界各国铁路重载运输，根据货源、货流的具体情况采取的不同组织模 式分为三种。分别是p a h t , 美为代表的单元式重载列车( 包括美国、加拿大、巴西、 澳大利亚、南非等国) ；以前苏联为代表的组合式( 合并) 超重、超长重载列车和整 列式重载列车。 当前世界范围内重载运输技术水平集中体现在三个方面【2 】： 一是提高轴重。提高轴重是重载列车降低运行成本的最有效的措施。2 0 0 3 年 国际重载专家技术会议上提到了当前国际重载铁路最大轴重已达3 5 7 吨，正在积 极研究3 9 吨轴重的可行性。目前美国、加拿大、澳大利亚等国的重载铁路轴重普 遍达到3 2 5 吨3 5 7 吨，瑞典、巴西重载列车轴重已提高到3 0 吨，南非重载列车 轴重已提高到2 6 吨) ，而俄罗斯正在将重载货车轴重提高到2 7 吨，加紧研究3 5 吨轴重的轨道部件。 二是提高列车牵引质量。目前重载列车牵引质量普遍在2 万吨左右。美国、 加拿大等重载单元列车牵引重量有向更重方向发展的趋势，南非、澳大利亚的重 载单元列车牵引质量已超过2 万吨。澳大利亚b h p 重载铁路已经完成8 2 0 0 0 吨牵 引重量的单元列车试验。中国召开的2 0 0 9 年重载大会上，世界重载运输的国家齐 聚一堂，交流经验，互相学习。 目前，美国、加拿大、澳大利亚等国外重载铁路均是从一个装车区到一个卸 车区的点对点的运输方式，所运输的货物均为单一品种、同一品名的物资，具备 组织单元循环运输的条件【3 】。 综合国外研究，目前国际重载铁路的建设目标主要是在提高运量方面，即加 大轴重、提高列车牵引质量和增大列车_ 丌行密度。国外的组织模式对装车区运输 组织要求不高，在装车站运出的车辆只要按照固定的线路达到目的地即可，没有 考虑装车区在不能组织点对点运输的情况下，车流的组织情况，也没有考虑重载 列车在装车区的直达方式和列车的开行模式，更没有重视装车区的车流组织优化， 来节约资源，这与国内重载运输发展是不符合的，不适合中国的国情，更不能解 决大秦线这条主要的重载线路的实际问题，也不能从根本上做到重载运输现代化。 1 2 2 国内重载运输发展概况 我国重载铁路运输通过二十几年的发展，取得了显著的成效，特别是大秦线 的开通和几大干线重载列车的开行，极大地缓解了我国铁路运能紧张的状况。随 着国民经济的迅猛发展，大秦线煤炭运输需求快速上升，在铁道部统一部署下， 大秦线于2 0 0 2 年开始进行了年2 亿吨运量的技术改造，2 0 0 4 年完成1 5 亿，2 0 0 5 年完成2 亿，2 0 0 6 年完成2 5 亿，2 0 0 7 年完成3 亿吨，2 0 0 8 年完成3 4 亿吨， 2 0 0 9 年预计可完成运4 亿吨，实现了运输能力的大跨越。 大秦线运输组织模式具有如下几方面的特点： 1 ) 大秦线列车组织为装车地始发直达和基地直达列车，一部分在湖东站组合， 另一部分在湖东站不改编，直接通过外包正线到达卸车地。 2 ) 列车的牵引重量有5 千吨、1 万吨、2 万吨重载列车。运输组织方式包括单 元式和组合式两种。 3 ) 大秦线为“三西”煤炭外运的主要通道，煤炭来源主要是所衔接的北同蒲 线、大同枢纽、大准线，而且由于煤炭用途不同，对煤炭又划分为不同种类，造 2 成所运输的煤炭种类繁多，装车点分布广泛，难于组织单元循环装车的运输组织 方式。 以上特点分析表明：国外重载铁路与我们已建成的大秦铁路有明显的区别， 现在的大秦铁路，不同于国外的重载铁路，而它是一条高密度、大重量，大能力 的铁路。同时又需要相邻铁路的运输组织紧密配合，是一条中国式的重载铁路。 随着大秦线扩能改造的完成，对大秦线后方装车站能力及布局必须进行合理调整， 以提高装车效率，适应大秦线运输需求。 目前国内研究的重点也主要集中于大秦线上的运输组织的研究，从列车的密 度、质量、速度方面综合考虑。近几年大秦线需求运量猛增的情况下，装车区的 车流组织也得到了明显的重视。 文献 4 从重载运输通过能力出发，详细分析了发展重载运输的意义，着重介 绍了重载运输的纽钐：模式，以及在大秦线上适合的模式。文章分析了各个车站的 通过能力，以及大秦线的追踪时间，即速度、密度、质量之问的密切关系，得出 了优化的结论，但是在能源分配不平衡的现在，研究内容不能够深入细节，在集 疏运方面没有详细介绍，尤其是在集( 装车区) 方面的研究不够深入。 文献 5 用系统的方法和观点，对铁路重载运输系统进行结构分析，确定其相 关的影响因素，并以大秦线为例对列车开行条件进行分析研究，运用线性规划建 立模型，求解各类重载列车的开行数量。但是，由于在建立模型的时候，掌握实 际的条件不够全面，所以构造的模型具有一定的局限性，并且在模型的求解后， 没有找到大秦线运输环节的制约条件，还需进一步分析研究。 文献 6 从装车地直达着手，建立了装车地直达运输组织方案优化模型，并考 虑了在途中技术站开行重载列车的情况。但是对装车区综合运输直达方式没有详 细的进行分析，对装车区复杂系统的研究不够深入。 文献 7 详细分析了重载运输装车区车流组织原理，在同时考虑开行重载列车 和非重载运输的费用、重载列车较非重载列车取得的净收益的基础上，建立了重 载运输装车区重载列车优化分布模型，得出结论。但是文章研究是在开行重载运 输之前的理论研究，实际应用中，尤其是在大秦线运输能力紧张的情况下，研究 结论缺乏说服力。 文献e 8 主要从重载运输的装车区直达方案进行优化，分析了装车区的直达方 式的最优方案，并根据大秦线的运输组织情况，案例分析得到了较优的结果，然 而文献在阐述现有的大秦线的运输和技术条件状况下所需要的最优组织方案方 面，没有深入分析，并且建立的方案模型与大秦线现有的条件不是十分的吻合， 这也是本文研究的一个重要方面。 纵观目前国内外重载运输发展状况，因各条重载铁路所衔接装车点技术装备 3 和条件差异较大，没有可比性，大秦线所衔接装车点布局调整及装车机具改进没 有成熟经验可借鉴采用。而装车区车流组织的研究更是没有先例可参考，在国内 外研究重载运输的时候，整个集疏运系统都需要重视，每个环节的优化组织更是 重中之重，本文要研究的装车区组织是整个运输系统的源泉。 1 3 主要研究内容 国家要实现年运量4 亿吨要求整个重载线路各个环节上紧密、默契的配合， 即要实现集疏运一体化。而装车区车流组织是整个大秦铁路重载运输的基础，本 文的重点就是研究装车区车流组织的模型建立和优化，使整个大秦线提高效率， 节省能源，运输环节顺畅运行，最后达到能源供给平衡。主要研究内容如下： ( 1 ) 大秦线装车端的现行状况分析 根据现有的条件，从战略装车点的选取、装车站的技术作业条件、湖东编组 站的作业组织等方面综合分析大秦线的装车区技术作业条件。 ( 2 ) 装车区组织模式分析 从重载运输直达方式方面，分析大秦线的运输组织模式和装车端的直达运输 方式，并确立符合大秦线装车端的车流组织模式。 ( 3 ) 提出了重载运输装车区车流组织的模型 在确立直达方式的基础上，本文构建最小费用最大流的模型，并在传统模式 的基础上进行改进。并对模型的结果进行评价，最后得出最优的结果。 本文的具体研究内容步骤如下图所示： 4 图1 1 论文研究内容结构图 f i g u r e1 1t h es t r u c t u r eo f r e s e a r c hi nt h i sp a p e r 5 2 大秦线装车区组织分析 2 1 重载运输装车区车流组织概念 车流组织是铁路行车组织的一项重要工作，它包括车流径路的选择、货物列 车编组计划的制定以及只常车流推算与控制等主要内容。在铁路网上，装车站把 装出的重车向卸车地点输送就构成了重车流。流向有同有异、流量有大有小、流 程有长有短且各站设备条件和作业能力又不尽相同，如何把这些重车合理地组织 成列流，以保证各站所产生的车流都能迅速而又经济地送到其目的地，这就是车 流组织要解决的核心问题。 装车区车流组织的主要任务是通过规定到达装车区内的各空乍流、各装车点 装出的重车流的组织方案和始发列车编组计划等措施，力求做到充分发挥装车区 内各项技术设备潜力，减少装车区内各装车点车流改编作业并最大限度地缩减车 辆在装车区内的运行时间、集结停留时间和保障装车区内畅通并有良好的运行秩 序【钔。 装车区内的车流组织具体办法体现在装车区列车编组计划中，装车区内的车 流可大致分为：到达装车区准备装车的空车流和各装车点装出的重车流。一般应 经由联络线、环线直接送到装车站而不在编组站进行作业，接入装车区内装车的 其它空车则须在装车区临近编组站进行改编作业，依所需车种、车数选编成组由 小运转列车转送至装车站或装车点。 重载运输装车区是指在货流和技术设备条件上都满足组织重载列车的各相邻 装车站组成的区域( 范围) 。优化重载运输装车区车流组织的目的就是要在一定的 运输设备和一定的运输任务条件下，合理地规划与选用运输设备，制定出最优的 装车区直达车流组织优化方案，使得装车区总的经济效益达到最大，这不仅涉及 到装车区直达列车编组计划的编组，而且装车区直达运输方案的编制也很重要。 2 2 大秦线装车区范围的界定 要对大秦线的装车区进行研究，首先就要对装车区的吸引范围进行确定，本 文就从实际地形和运输组织管理方面综合考虑，进行了大秦重载运输装车区范围 的界定。 重载运输装车区范围的界定，是研究该部分内容的首要任务。其中界定的依 6 据主要有货源条件、线路技术条件两个方面。本文下面就这两种条件进行详的分 析，并得出了本文要研究的大秦线装车区的范围。 具体选取步骤如下： ( 1 ) 货源充足 进行装车区范围的界定首先要考虑货源，只有充足的货源才能构成车流量， 才能满足运输组织的要求。作为晋煤外运的重要通道，大秦线吸引地区煤炭资源 储量丰富，煤炭大型企业的可持续发展能力较强。在晋北地区大秦线吸引范围内 的煤炭运输流，主要分布在北同蒲线、云岗支线、口泉支线上，共有煤炭发运企 业1 9 家。1 9 家煤炭企业具有煤炭生产能力的有1 1 家，剩余8 家企业主要靠收买 当地煤炭，进行经营，虽然资源量、产量不大，但可以形成一定的铁路需求。l l 家有煤炭资源的企业，煤炭总储量6 4 0 0 多亿吨，可丌采量3 4 6 0 多亿吨。但是对 于4 亿吨和以后更多的年运量而言，货源仍是必须考虑的关键问题，要实现运量， 必须引流上线，使“三西地区的煤炭资源更多的通过大秦线运输。 ( 2 ) 线路技术条件满足运量要求 与大秦线衔接的各条线路基本情况如下【1 8 】： 1 ) 北同蒲线 北同蒲线平旺至大新间为双线电气化铁路，设车站1 3 个，到发线有效长1 7 0 0 m ， 其中怀仁、北周庄、大新站部分线路有效长2 8 0 0 m ；行车闭塞方式为自动闭塞，线 路最大坡度为6 5 ，牵引动力为d j 。型电力机车，牵引重量2 0 0 0 0 吨。 2 ) 云岗支线 云岗支线为单双线电气化铁路，设车站5 个，到发线有效长1 7 0 0 m ，除云岗站 外其余4 站均有部分线路有效长达到2 8 0 0 m ；行车闭塞方式为半自动闭塞，牵引动 力为d j 。型电力机车，牵引质量2 0 0 0 0 吨。 3 ) 口泉支线 口泉支线为双线电气化铁路，行车闭塞方式为自动闭塞，牵引动力为s s 。、8 k 型电力机车，牵引重量1 0 0 0 0 吨。 4 ) 大包线 大包线为双线铁路，行车闭塞方式为自动闭塞，牵引动力为s s 。b 型电力机车， 牵引重量5 0 0 0 吨， 5 ) 大准线 大准线及湖大联络线为单线电气化铁路，行车闭塞方式为半自动闭塞，牵引 动力为s s 4 型电力机车，牵引重量5 0 0 0 、5 5 0 0 吨。 图2 1 是在大秦线年运量2 亿吨的情况下的各个装车站和线路的煤炭构成。 7 i 大_ ，_ l 万 l i 吉信。t 舅， 一吨 一飞d 熬 、，i 圯 a 矗 、 i 万啊啊u 月i _ 矿l j i 、f 飞e 二l 巫大砸；l 口 、f 舭云囊钥圜细籼，4 醛 j ；、 丈奉缝 焖咚 | 灌 大一啊3 刀- 飞 省多售2 万i s 宙抖幺一l 万 枇d 鼬n ； ；嚣曼 索囊ai 万 玎曩期团礓露一i 飞k 房圣村盔 囊托3 万嚏 。、j 平i f 溉| 营_ 一 弧rr i 士j c 溜| 用曩 _ 一 西吣喃吣惑dm 轧 ，：研矿l ，刀吨 珏 大用市3 0 0 刀嚏 爨l i i ，翻落锲赢 獭 出口l 万吃 夏童静噶罄矽p ，蕾直2 刀吃 f 戮l 矿 冀索岭 雾 卫夫用啪万吨 l _ 、- - - 、奎留妻苎哩：1 1 。 1 8 8i 知日万气l 宋家邑 省辨么一1 0 0 ，j 嚏； 一 一_ ，出口6 万一 忒 !吣。奢i a 万吨 、。i 、早期囊。、零| 二睡 。”一 鲤l 太r z 早r i 驺男吨 熊s l 研西i 涩 小喀r 万吨 j _ ， 1l 朔州 i 力电 r 一l ， ”3 、：竺曩棚_ l 班m 耳嚏l2 2 心 神华 l 磁l另吖 2 1 0 0 万吃l 督岚 争式 翻l 、- 图2 1 年运量2 亿吨煤炭构成图 f i g u r e2 1m a po f v o l u m e2 0 0m i l l i o nt o n si nc o a lc o m p o s i t i o n 在年运量为2 亿吨的时，图中可以清楚地看到主要的装车站和装出的量，大 秦线的来源就是包括以上各个线路，并且有充足的货源的情况下我们规定了北同 蒲线、云岗线、口泉线、宁岢线和地方铁路大准、神朔线以古店口接入为装车区 的范围。 以上我们根据装车区范围界定的依据，和大秦线以往的装车情况，得出本文 所要研究的装车区具体的范卧1 8 】如图2 2 所示： 图2 2 大秦线吸引区煤炭运输资源地分布示意图 f i g u r e2 2d a q i nd i s t r i c tl i n ea t 协a c f i n gr e s o u r c e st ot h ed i s t r i b u t i o no fc o a lt r a n s p o r t a t i o n 2 3 现行装车区组织的特点分析 大秦线实现年运量3 4 亿吨，远期实现4 亿吨目标的基础就是在装车区很好地 完成车流组织，超额完成预期运量的基础上实现的。 9 2 3 1 现行运行图 以下是2 0 0 8 年大秦线的运行图，具体如下： ( 1 ) 北同蒲线 大同( 湖东) 大新间安排货物列车9 1 对：大同大新间安排2 5 对；湖东大 新间安排6 6 对，其中点对点2 万吨列车u 对( 韩家岭l 对，里八庄2 对，怀仁l 对，金沙滩2 对，北周庄5 对) ，单元万吨列车2 5 对，小列3 0 对。 ( 2 ) 云冈支线 安排货物列车2 7 对：大同新高山间安排8 对；湖东新高山问安排1 5 对， 其中点对点2 万吨列车4 对( 云冈西始发) ，单元万吨列车1 对，小列1 0 对；房- 了 村( 二电厂) 新高山间安排4 对。 ( 3 ) 口泉支线 安排货物列车3 3 对：大同口泉间安排1 7 对；湖东口泉问安排1 6 对， 其中单元万吨列车5 对，小列1 1 对。 ( 4 ) 湖大线 安排货物列车2 3 对：其中单元力吨列车l l 对，小列1 2 对。 ( 5 ) 大同西湖东间 安排货物列车3 4 对：其中单元万吨列车l o 对，5 0 0 0 吨列车2 4 对。 2 3 2 运行图特点分析 从铁道部的运行图铺画中可以看出，装车区的运输特点如下： ( 1 ) 列车数量大 从上述运行图中，北同蒲线装出的列车数最多( 9 1 对) ，其他几条线相对平均， 而云冈支线的新高山站的列车数是比较多的。这就要求我们在制定装车区车流组 织方案的时候，重点考虑北同蒲线的运行状况( 可能是制约运量的环节) ，还有保 障各个支线上运量较大的站的装车顺利进行。 ( 2 ) 车流量路径统一 在运行图中，都是在装车站装出列车，经过各自与湖东站的连线运送到湖东 站( 编组站) 再到卸车站，这就是在装车区组织直达列车时，都要到第一编组站 进行作业。我们在研究大秦线重载运输装车区组织的时侯，就要考虑到这个编组 站的技术作业条件甚至其通过能力。 ( 3 ) 点对点运输较多 在铁道部给定的运行图中，点对点运输的列车占有很大一些比例，这跟我国 1 0 能源构成和消耗地的地理位置有很大关系。这种运行图的组织模式给装车区组织 提出了更高的组织装车作业，在组织装车选择路径的时候铁道部充分考虑了点对 点的车辆的组织情况和装车区直达运输方式，做到重点突破，保障货源充足，也 在很大程度上体现了装车区车流组织的重要性。这为本文的研究奠定了良好的基 础，提供了合理的组织依据，指明了研究方向。 ( 4 ) 单元式列车为主，组合式为辅 所有的5 千吨和部分l 万吨列车，在湖东站进行集结组成l 万吨和2 力吨列 车。比如2 力吨列车和部分万吨列车，在中间站不进行技术作业，并且在编组站 湖东站不进行改编直接经过车站外包正线通过，这种单元和组合是当今装车区作 业组织比较常见的模式，尤其是在重载运输上更是适用，在制定运输组织方案的 时候要体现在有利于节省时间消耗和车站作业占用，提高设备利用率和车辆周转 率，有利于优化整体运输组织等方面上，这也正是本文研究的一个主要目的。 要满足大秦线的年运量接近和超过4 亿吨，必须开行人量的2 万吨和万列车， 若在装车区没有足够的能力开行单元2 万吨式列车，只能是在湖东站进行编组， 开行组合式2 万吨列车。 2 4 装车区装车点的现有技术条件分析 2 4 1 战略装车点的选取 ( 1 ) 战略装车点的意义及要求 我国铁路建设长期落后于社会经济的发展，提高运输生产效率成为解决当前 运能供需矛盾的关键所在。发展战略装车点不同于普通意义的货运集中化，它必 须要有稳定的货源，以科学选点与布局为前提，以现代化的作业设施为基础，以 信息技术为主要手段，改进货运作业流程，采用高效的运输与管理模式，以提高 企业产品价值，服务国民经济的发展为主要目标【2 3 1 。 战略装车点的建设不具有普遍性和广泛性，它只适应于部分符合要求的车站。 首先是运量，战略装车点的选定要以稳定的货源条件为基础。大宗物资货源量原 则上达到日均1 列以上，目前单一品类年运量达到1 5 0 万吨以上的装车点原则上 全部纳入战略装车点。对于货源较大、去向集中的点，将与之相连的专用铁路和 专用线规划为战略装车点，进行改扩建；对品类不一、货源相对分散，但总运量 较大的站点，可将车站货场改建成为战略装车点。对同一区段内多站发送同一品 类货物的，可在本区段选一个吸引力较强的点规划并建成战略装车点，关闭相邻 站同一品类货物货运业务。最后是设备要求，按照规定，战略装车点的货物仓储 能力应大于整列装卸量，有效长要能直接满足直接接发列车的条件，同时，战略 装车点要具备自动计量器具的装卸设备、货运计量安全检测设备等以保证快速安 全装车。同时还应设有相关信息系统端口和通讯系统以保证信息的顺利流通。 ( 2 ) 大秦线战略装车点的选取 1 ) 从货源基础角度 首先要考虑稳定的货源条件，而住大秦线上年产量的多少就直接影响着战略 装车点的选取，而且还要考虑到货源的允足供应。如金沙滩、里八庄站等的年产 量都在3 0 0 万吨以上，怀仁站年产量8 3 0 力吨，完全符合战略装车点的基本要求。 2 ) 从设备技术作业条件角度 装车点的装车能力和技术站作业条件，这样才能保证重载运输装车区的组织 管理能够满足大秦线的年运量的要求。而装车能力除了受装车点周围矿区个数和 产量限制，还要受列车出发车站的技术f l _ q k 条件，包括车站的线路、装车设备、 和组织管理等多方面的影响。其次在大秦线运输背景下，点对点运输较多的条件 下，即装车站和卸车站在一定时问范围内是固定联系的。 比如在铁道部2 0 0 8 年运输组织管理下，其中点对点2 万吨列车1 1 对( 韩家岭 1 对，里八庄2 对，怀仁1 对，金沙滩2 对，北周庄5 对) ，单元万吨列车2 5 对， 小列3 0 对。这充分说明了战略装车点正确、合理地选取是非常有必要的。 3 ) 从车站位置角度 大秦重载运输支线众多，而每条支线上又有很多装车站，这就要我们充分考 虑车站的地理位置来选取战略装车点。在云冈支线上，云冈西站连接的矿点较多， 并且所处支线的中间，这样容易连接该直线上其他矿点和站点。 综上所述，我们根据实地情况和战略意义选取了以下的战略装车点，具体情 况如表2 1 和表2 2 所示。 1 2 表2 1 大秦线万吨战略装车点统计表 t a b l e 2 1m i l l i o nt o n so fd a t o n g - q i n h u a n g d a ol i n el o a d i n gp o i n t 序号发站发货单位序号发站发货单位 l新高山燕子山矿2 9大新朔州井坪集运站 2新高山 麻脊梁矿 3 0 宁武宁武集运站 3新高山 店湾煤站 3 l 北周庄观音堂煤运公司 4 云岗两四台沟矿 3 2 大同南大同南郊集运站 5 云岗两云冈矿 3 3 怀仁怀l = ：南窑集运站 6 云岗西青瓷窑煤站 3 4 岱岳朔州岱岳运销站 7 湖尔湖尔秦嘉煤站 3 5 马邑马邑煤集运站 8 云岗两上深涧集运站3 6金沙滩方川公司 9 韩家岭落里湾集运站 3 7 里八庄津生公司 1 0 平旺马军营集运站3 8宋家庄王坪集运站 1 l 平旺矿区联营煤站3 9阳方口阳方口站 1 2 新高山旧高山集运站4 0阳原乾元煤站 1 3 新高山雀儿山集运站 4 l 袁树林中煤大同公司 1 4 新高山东周窑集运站4 2北周庄中煤顺通公司 1 5韩家岭城区煤站4 3大准线点岱沟 1 6韩家岭大同市南郊城区站4 4新高山小京庄煤运公司 1 7大新 安太堡矿 4 5北周庄北周庄洗煤厂 1 8大新安家岭矿4 6北周庄金海洋能源集团 1 9大新平朔刘家口4 7大新 朔州井坪集运站 2 0新高山大同新高山能源公司4 8宁武宁武集运站 2 l大新刘家口集运站4 9北周庄 观音堂煤运公司 2 2大新 木瓜界煤站 5 0 大同南大同南郊集运站 2 3 东榆林东榆林煤站 5 l 怀仁怀f ：南窑集运站 2 4 金沙滩金沙滩集运站 5 2 岱岳朔州倚岳运销站 2 5 韩家岭大同玉源煤运销公司 5 3 马邑马邑煤集运站 2 6 阳原京原煤站 5 4 金沙滩方川公司 2 7 解家庄华南公司5 5里八庄津生公司 2 8 里八庄国怀精煤公司5 6宋家庄王坪集运站 1 3 表2 2 大秦线2 万吨战略装车点统计表 t a b l e 2 2s t a t i s t i c so f l o a d i n gp o i n t so f2 0 ，0 0 0t o n si nd a q i nl i n e 序号发站发货单位 l 里八庄怀仁县国怀精煤有限公司 2韩家岭大同市落里湾煤集运站 3怀f ：山西中联煤业有限公司 4新高山 人同市旧高山煤集运站 5 云岗曲大同市上深涧煤集运站 6 怀t ：山煤南窑出口煤站 7 韩家岭大同煤业股份有限公司 8 金沙滩朔州矿业公司金沙滩煤集运站 2 4 2 战略装车点装车作业条件 战略装车点建成以后，通过其大容量的仓储能力和规模化的作业方法大幅度 提高了全路的装车效率。各装车点都配备有大容量的仓储设备筒仓，然后基于各 站点的站型和装车线路条件决定其装车线的形式，通常有贯通式装车和环形装车。 大秦线煤炭主要来源于云冈支线、北同蒲线和平朔线，在这些线上集中了一些主 要战略装车点【1 0 1 ，其装车设备和线路装车形式如表2 3 所示。 表2 3 主要装车点设备 t a b l e 2 3e q u i p m e n to ft h em a i nl o a d i n gp o i n t 线路车站装车设备装车线 云岗西站定量漏斗、筒仓、皮带机尽头式、环式 云岗定量漏斗、筒仓、漏仓、皮带 新高山站尽头式、环式 支线机、装载机 云岗站皮带机、装载机尽头式 韩家岭站定量漏斗、皮带机、装载机尽头式、环式 北同怀仁站定量漏斗、装载机环式 蒲线金沙滩站定量漏斗、装载机尽头式、环式 北周庄站 装载机 尽头式、环式 店坪站 筒仓环式 平朔 木瓜界站 筒仓环式 线 安家岭站筒仓环式 1 4 对于万吨装车点，要保证万吨列车一次送进、装车、直接始发的条件，其装 车线有效长不低于1 7 0 0 m ，其中环线装车点是机列连挂、匀速运行不问断装车，有 效长须3 4 0 0 m 以上。各车站线路数量和长度有所不同，仓储设备的数量以及装车 线的形式有所差异，导致各车站装车能力的不同。 ( 1 ) 云岗支线 云岗支线上主要有云岗西站、新高山站、云岗站和四台沟站。 云岗矿、四台沟矿、上深涧煤集运站各有装车线l 条，分别为站内7 道、站 内4 道和上深涧，有效长分别为1 9 1 3 m ，1 7 9 2 m ，3 1 5 7 m ；一次最大库存能力分别为 1 6 8 万吨，1 8 5 万吨，9 0 万吨；姜家湾煤矿有3 条装车线，分别为站内4 道、5 道和8 道，有效长分别为5 3 8 m ，5 9 4 m ，5 3 8 m ；一次最大库存能力可达1 6 7 万吨； 南郊云西发运站有2 条装车线，分别为站内1 道和2 道，有效长为1 0 9 2 m ，主要装 卸设备为皮带机，一次最大库存能力可达3 0 万吨； 新高山站装车点的4 个装车站：一次最大库存能力分别为1 2 7 万吨、1 8 5 万 吨、3 0 万吨和6 0 万吨。 云岗站战略装车点的两个装车站一次最大库存能力皆为l o 万吨。 ( 2 ) 北同蒲线 北同蒲线上主要有韩家岭站、怀仁站、金沙滩站和北周庄站。 韩家岭站装车点的3 个装车点一次最大库存能力分别为5 0 万吨、2 0 万吨和 3 5 万吨；塔山煤集运站和玉源煤运销有限责任公司均有2 条装车线，一次最大库 存能力分别为2 0 万吨和3 0 万吨。 怀仁站装车点的3 个装车点各有1 条装车线，一次最大库存能力分别为4 0 万 吨、6 0 万吨和7 0 万吨。 金沙滩站装车点的两个装车点的一次最大库存能力为1 2 0 万吨和1 6 0 万吨。 北周庄站装车点的四个装车站一次最大库存能力为1 0 0 万吨、5 0 万吨、3 0 万 吨和5 0 万吨。 ( 3 ) 平朔线 平朔线上主要有店坪站、木瓜界站、安家岭站。 店坪站一次仓储量7 0 0 0 吨，可边装边补，每小时上煤4 0 0 吨。 木瓜界站一次仓储量7 0 0 0 吨，可边装边补，每小时上煤2 5 0 吨。 安家岭站缓冲仓储量5 0 0 吨，可边装边补，每小时上煤4 0 0 0 吨。 除上述3 个站点外，安太堡站到发线2 、3 道为1 0 5 0 m ，9 、1 0 、1 1 道均为1 7 0 0 m ， 由于其环线为无电区，装车使用矿方机车，不准铁路机车进入，而且受筒仓高度 限制，挂网改造也不能实现，平朔线四站点仅有三站点可在同一天同时装车。 1 5 2 5 装车区最大运输量 2 5 1 大秦线装车区吸引范围的总运量 根据大秦线的地理位置及运输径路比较，大秦线除目前主要承担“三西 北 路煤炭至秦皇岛港及沿线电厂的运输任务外，与目前运量构成相比，还可进一步 分流丰沙大线煤炭运量。未来主要分流量可由三部分构成：一为蒙西、晋北至天 津港运量，目前，蒙西和晋北至天津港煤炭由于蓟港铁路单线能力有限，基本都 由丰沙大线承担；二为到达秦皇岛港和出关的部分煤炭，目前这部分流量丰沙大 线正逐年减少，转由大秦运输；三为晋北供唐山地区港口，目前唐山地区港口煤 炭下水主要依靠京山铁路和公路运输，且受运输条件限制，港口能力较小、无法 发展，若从大秦线开口修建便捷通路至港口( 迁曹铁路) ，这部分铁路流量应主要 由大秦承运。另一方面，根据对海铁联运与铁路、公路运价的比较分析，“三西 北路煤炭经铁路至秦皇岛、天津等港口转海运到达华东、中南等沿海经济发达地 区，是最为经济合理的运输方式。此外，目前大秦线运量构成中，含有部分通过 茶坞口到北京地区以及通过大石庄口转京秦供冀东地区的部分煤炭。 根据我国煤炭产需总量分析，以及我国煤炭工业布局和经济发展布局、“三西” 地区煤炭产运平衡分析等，大秦线在“三西 煤运中所占比重在未来发展前期将 迅速提高，而后随着其它铁路煤运通道的完善，其所占比重略为下降，并基本保 持平衡。预计大秦线2 0 0 9 年煤炭运量占“三西 煤运比重分别为3 8 5 1 、3 7 6 1 、 3 6 5 9 。 “三西 的煤炭铁路外运系统中，由大秦线、丰沙大线、京原线、集通线和 神朔黄线构成的北通路地位重要，2 0 0 3 年北通路运量已占“三西”煤炭铁路外运 量的6 4 。同时，大秦线目前运量大约占整个北通路的4 9 。 2 0 0 5 年大秦线共输送煤炭2 亿吨。从煤炭来源看，古店口接入呼和局煤炭2 3 2 7 万吨，大准线2 0 0 0 万吨，大同枢纽发送5 6 0 7 万吨，北同蒲线8 7 1 3 万吨，如表2 4 所示。第二步改造完成后，2 0 0 7 年大秦铁路运量已突破3 亿吨，2 0 0 8 年完成3 4 亿吨，2 0 0 9 年预计运量4 亿吨目标。根据现有和未来运量研究预测，得出以下大 秦线煤炭运量构成如表2 4 所示： 1 6 表2 4 大秦线煤炭运量构成表单位：万吨 t a b l e 2 4c o a lt r a f f i cc o n s t i t u t e so f d a q i nl i n eu n i t ：1 0 ，0 0 0t o n s 线路装车点 2 0 0 72 0 0 82 0 0 9 大秦大秦大秦 里八庄7 0 07 5 0 8 3 0 怀1 1 _ ：5 6 06 0 06 5 0 宋家庄 4 5 04 8 05 5 0 金沙滩 1 5 02 5 03 0 0 北周庄6 5 07 0 08 3 0 岱岳 8 01 2 02 0 0 东榆林 l o o1 2 01 5 0 袁树林 5 05 05 0 马邑 1 0