吳　琪

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，北京　100055)

煤炭集運(yùn)站到發(fā)線能力計(jì)算方法探析

吳琪

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，北京100055)

摘要：以某縱列式集運(yùn)站為例，在分析其作業(yè)流程基礎(chǔ)上，采用作業(yè)時分法、甘特圖法、全日作業(yè)圖法等方法對煤炭集運(yùn)站到發(fā)線能力進(jìn)行計(jì)算。研究結(jié)果表明，作業(yè)時分法是一種較為粗放式的計(jì)算方法，建議用于規(guī)劃階段及方案研究階段車站到發(fā)線規(guī)模的核定；甘特圖法和全日作業(yè)圖法，能力計(jì)算結(jié)果更為真實(shí)可靠，在進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段(實(shí)質(zhì)性工程設(shè)計(jì)階段)，應(yīng)采用甘特圖法和全日作業(yè)圖法確定車站到發(fā)線規(guī)模。

關(guān)鍵詞：集運(yùn)站；到發(fā)線能力；計(jì)算方法；作業(yè)時分法；甘特圖法；全日作業(yè)圖法

煤炭集運(yùn)站(也稱煤炭裝車站)是指設(shè)置在產(chǎn)生大量煤炭的礦井周邊，主要為裝車服務(wù)的車站。由于集運(yùn)站的作業(yè)流程與一般中間站、區(qū)段站不盡相同，采用常規(guī)區(qū)段站到發(fā)線能力計(jì)算方法不能準(zhǔn)確地核算車站規(guī)模是否合適，因此有必要就集運(yùn)站到發(fā)線能力計(jì)算方法進(jìn)行研究，合理確定車站規(guī)模，在滿足運(yùn)輸需求同時使工程投資最省。

1到發(fā)線能力的常規(guī)計(jì)算方法

到發(fā)線能力是指到發(fā)場中辦理列車到發(fā)作業(yè)的線路1晝夜能夠接、發(fā)各方向的貨物列車數(shù)和運(yùn)行圖規(guī)定的旅客列車數(shù)[1]。一般可采用利用率計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算[2]。

1.1到發(fā)線能力利用率的計(jì)算方法

式中K——到發(fā)線通過能力利用率；

T——各項(xiàng)作業(yè)占用的總時間(T=∑niti+∑t固+∑t其他。其中，ni為1晝夜在到發(fā)場辦理每種作業(yè)的列車數(shù)，ti為每種列車一次作業(yè)占用到發(fā)線的時間)；

M——用于辦理列車到發(fā)技術(shù)作業(yè)的線路數(shù)；

∑t固——1晝夜固定作業(yè)占用到發(fā)線的時間；

∑t其他——1晝夜其他作業(yè)占用到發(fā)線的時間；

γ——空閑系數(shù)。

1.2到發(fā)線能力的計(jì)算方法

式中Ni——接、發(fā)某種列車的通過能力；

N——全站接發(fā)列車的通過能力。

一般中間站、區(qū)段站、編組站的作業(yè)流程及時分等由鐵路多年現(xiàn)場運(yùn)營實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而來，因此常規(guī)的計(jì)算方法對常規(guī)的中間站、區(qū)段站、編組站具有普適性。

2集運(yùn)站到發(fā)線能力計(jì)算分析

2.1集運(yùn)站的作業(yè)流程分析

煤炭集運(yùn)站除與一般的中間站、區(qū)段站的到發(fā)、技檢等作業(yè)具有一定共性外[3]，在作業(yè)流程方面由于受到裝車設(shè)備的約束，又具有一定的特殊性。因此在計(jì)算集運(yùn)站到發(fā)線能力時，應(yīng)首先根據(jù)站型和裝車設(shè)備分析其作業(yè)流程和作業(yè)時分，再對車站到發(fā)線能力進(jìn)行計(jì)算。

目前采用的集運(yùn)站圖型主要分為橫列式和縱列式兩種站型[4]。橫列式站型到發(fā)線和裝車線橫列布置，車站通過牽出線實(shí)現(xiàn)到發(fā)線與裝車線間的轉(zhuǎn)線作業(yè)，折返作業(yè)較多，運(yùn)量較小且地形條件困難時宜采用橫列式站型[5]：運(yùn)量較大、地形條件允許的情況下，為提高作業(yè)效率、減少車輛在站停留時間，應(yīng)盡量采用縱列式站型或環(huán)行式[6]。

圖1　某集運(yùn)站平面布置示意

以某縱列式集運(yùn)站為例，研究集運(yùn)站的作業(yè)流程及到發(fā)線能力計(jì)算方法。車站煤炭發(fā)送量為1 450萬t，萬t列車、5 000 t車對數(shù)分別為3對、6對。車站設(shè)到發(fā)線4條，到發(fā)線有效長度滿足1 700 m；裝車線2條、機(jī)車走行線1條，有效長度滿足1 700 m；設(shè)2套定量裝車系統(tǒng)[7]，車站配內(nèi)燃調(diào)機(jī)1臺。車站平面布置示意見圖1，作業(yè)流程見圖2[8]。

圖2　縱列圖型作業(yè)流程

2.2裝車作業(yè)時分

根據(jù)鐵路局對各項(xiàng)作業(yè)一般情況下時分的要求，上述縱列式集運(yùn)站5 000、10 000 t列車裝車作業(yè)時分[9]見表1。

由表1可知，1列5 000 t列車作業(yè)占用空車線、重車線時間分別為170、143 min，1個周期時間為238 min；1列萬t列車作業(yè)占用空車線、重車線時間分別為238、210 min，1個周期時間為313 min。

2.3到發(fā)線能力計(jì)算方法

(1)作業(yè)時分法

作業(yè)時分法是指針對具體的集運(yùn)站圖型及其作業(yè)流程，分析計(jì)算各項(xiàng)作業(yè)分別占用重車線、空車線的時間，推算出1條重車線、空車線1天最多能辦理多少列列車?？偟牧熊噷?shù)除以到發(fā)場能辦理的最大列車對數(shù)得到到發(fā)線能力利用率。

式中Ni——1條到發(fā)線1天能辦理的最大列車數(shù)；

ni——各種列車列數(shù)；

Mi——各種列車需要的到發(fā)線條數(shù)。

表1　裝車作業(yè)時分

注：括號外數(shù)字為5 000 t列車作業(yè)時分，括號內(nèi)數(shù)字為萬t列車作業(yè)時分。

前述縱列式集運(yùn)站中，1條空車線每天可辦理5 000 t、1萬t列車分別為6列、4列，1條重車線每天辦理5 000 t、1萬t列車分別為7列、5列，一套裝車系統(tǒng)每天可辦理5 000 t、1萬t列車分別為5列、4列。

根據(jù)作業(yè)時分法計(jì)算結(jié)果，該集運(yùn)站設(shè)置2套裝車系統(tǒng)、2條重車線、2條空車線即可，根據(jù)作業(yè)時分能力利用率計(jì)算方法，到發(fā)線能力利用率約為0.9，能力較為緊張，考慮到列車到達(dá)不均衡性及機(jī)車走行需要[10]，應(yīng)增設(shè)1條到發(fā)線兼做機(jī)走線。

(2)甘特圖法

甘特圖是以圖示的方式通過活動列表和時間刻度形象地表示出任何特定項(xiàng)目的活動順序與持續(xù)時間，顯示結(jié)果為線條圖，橫軸表示時間，縱軸表示作業(yè)項(xiàng)目，線條表示在各個時間點(diǎn)對應(yīng)完成的各項(xiàng)作業(yè)[11]。

為簡便計(jì)算，將列車根據(jù)列車種類、萬t和5 000 t列車比例及其他特定規(guī)律理論分為若干組，利用甘特圖圖解出每一組列車完成作業(yè)所需時間及每2組列車間平行作業(yè)的時間，即得到完成所有列車作業(yè)的時間，再通過能力利用率計(jì)算法得出到發(fā)線能力利用率。

式中n——列車組數(shù)；

ti——每組列車作業(yè)時間；

t平行——每2組列車間平行作業(yè)時間。

圖3　某集運(yùn)站甘特圖

以前述縱列式集運(yùn)站為例，5 000t、1萬t列車對數(shù)分別為6對、3對，為簡便計(jì)算，可將列車?yán)碚摀Q算為3組列車，每一組為2對5 000t+1對萬t，僅對其中1組進(jìn)行甘特圖圖解，即可計(jì)算出所有列車完成作業(yè)需占用時間。其甘特圖見圖3。由圖3可知，1組列車完成作業(yè)時間為348 min，每兩組列車間平行作業(yè)時分為97 min，因此3組列車占用總時間為850 min，到發(fā)線能力利用率為0.64。到發(fā)線能力尚有富余，4條到發(fā)線能滿足作業(yè)需要。

(3)全日作業(yè)圖法

全日作業(yè)圖是將全日各種列車作業(yè)流程以圖型形式反映出來，橫軸表示時間，縱軸表示占用的到發(fā)線及裝車系統(tǒng)，能形象反映出各列車各項(xiàng)作業(yè)時間及占用的到發(fā)線或裝車系統(tǒng)，直觀精確顯示一天各項(xiàng)列車作業(yè)占用的總時間。

式中t總——全日作業(yè)時間。

圖4　某集運(yùn)站全日作業(yè)圖

前述縱列式集運(yùn)站全日作業(yè)圖見圖4。由全日作業(yè)圖法可得知前述縱列式集運(yùn)站全日作業(yè)時間為849 min，到發(fā)線能力利用率0.64。到發(fā)線能力尚有富余，4條到發(fā)線能滿足作業(yè)需要。

3集運(yùn)站到發(fā)線能力計(jì)算方法的應(yīng)用分析

上述采用多種到發(fā)線能力計(jì)算方法，對集運(yùn)站到發(fā)線能力進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)論不盡相同，分析如下。

(1)對某縱列式集運(yùn)站，采用作業(yè)時分法計(jì)算需設(shè)5條到發(fā)線，采用甘特圖法和全日作業(yè)圖法計(jì)算僅需4條到發(fā)線，兩者相差20%。

(2)作業(yè)時分法未考慮集運(yùn)站平行作業(yè)，能力結(jié)果較為保守，適用于工作伊始車站規(guī)模的初步確定。

(3)甘特圖法和全日作業(yè)圖法均根據(jù)到發(fā)線運(yùn)用方案及車站平行作業(yè)進(jìn)路進(jìn)行計(jì)算，能力計(jì)算結(jié)果基本一致，兩種方法均是對現(xiàn)場車站作業(yè)的模擬，更接近實(shí)際，計(jì)算結(jié)果更為精確，適用于對車站作業(yè)的詳細(xì)分析和能力核算。

(4)無論是甘特圖法或全日作業(yè)圖法計(jì)算結(jié)果雖然精確，但計(jì)算過程較為復(fù)雜，可借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真模擬運(yùn)算[12]，方便設(shè)計(jì)。

4結(jié)語

通過上述計(jì)算分析，作業(yè)時分法計(jì)算確定車站到發(fā)線規(guī)模是一種較為粗放式的計(jì)算方法，應(yīng)該用于規(guī)劃階段及方案研究階段車站到發(fā)線規(guī)模的核定。甘特圖法和全日作業(yè)圖法是對現(xiàn)場車站作業(yè)的模擬，能力計(jì)算結(jié)果更為真實(shí)可靠，在進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段(實(shí)質(zhì)性工程設(shè)計(jì)階段)，應(yīng)采用甘特圖法和全日作業(yè)圖法確定車站到發(fā)線規(guī)模。建議，車站到發(fā)線規(guī)模的核定應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)階段，采用不同的計(jì)算方法確定。

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Study on Calculating Siding Capacity of Coal Loading Station

WU Qi

(China Railway Engineering Consulting Group Co.， Ltd.， Beijing 100055， China)

Abstract：With reference to a tandem coal loading station and on the basis of the analysis of its operations， such three methods as Task Hours Count， Gantt Chart and Full-day Task Drawing are employed to calculate the siding capacity of the coal loading station. The results show that Task Hours Count is a rough method， which is proposed to calculate the siding scale in planning and scheme studying， while the calculations conducted with Gantt Chart and Full-Day Task Drawing are authentic and reliable， thus these two should be applied in preliminary design to calculate the siding scale.

Key words：Loading station; Siding capacity; Calculation method; Task Hours Count; Gantt Chart; Full-day Task Drawing

中圖分類號：U292.5+1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2015.06.009

文章編號：1004-2954(2015)06-0036-04

作者簡介：吳琪(1982—)，女，工程師，2005年畢業(yè)于西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，E-mail：89078508@qq.com。

收稿日期：2014-08-21； 修回日期：2014-09-12