張 宇

（中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司 運(yùn)輸部，北京 100860)

1 北京局集團(tuán)公司管內(nèi)石太線運(yùn)輸能力現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)狀

石太線(石家莊—太原)東起華北平原石家莊站,西至太原盆地太原站,是我國(guó)“西煤東運(yùn)”的主要運(yùn)輸通道之一,也是我國(guó)第一條雙線電氣化鐵路,全長(zhǎng)243 km。賽魚(yú)站為局間分界站,賽魚(yú)以西屬中國(guó)鐵路太原局集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“太原局集團(tuán)公司”)管轄,賽魚(yú)及其以東屬中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“北京局集團(tuán)公司”)管轄。石太線(北京局集團(tuán)公司管內(nèi),下同)營(yíng)業(yè)長(zhǎng)度119 km,線路延展長(zhǎng)共計(jì)276.3 km,其中曲線共計(jì)433條/130.53 km,最小曲線半徑280 m(程家至巖會(huì)站間),最大坡度20.5‰。

根據(jù)運(yùn)輸需要,石太線2017年完成四顯示改造并優(yōu)化車(chē)站布局,完成大站改造。2017年賽魚(yú)分界口上行接入貨物5123萬(wàn)t,白羊墅站至娘子關(guān)站限制區(qū)段貨物平均密度9576萬(wàn)t·km/km,圖定貨物列車(chē)110對(duì)/d,運(yùn)行圖能力利用率達(dá)到89.9%,仍然不能滿足運(yùn)輸需求,但已不具備全線大規(guī)模設(shè)備改造空間。北京局集團(tuán)公司管內(nèi)石太線示意圖如圖1所示。

鐵路既有線路實(shí)際運(yùn)輸能力受到線路內(nèi)作業(yè)量較大車(chē)站咽喉通過(guò)能力、解編能力、貨物裝卸作業(yè)能力以及限制區(qū)段通過(guò)能力等多項(xiàng)能力的限制[1-4]。目前石太線運(yùn)量主要由太原局集團(tuán)公司接入車(chē)流和北京局集團(tuán)公司陽(yáng)泉地區(qū)自裝車(chē)流組成。陽(yáng)泉地區(qū)煤炭裝車(chē)點(diǎn)在陽(yáng)泉礦、蔭營(yíng)礦、南莊礦、固莊礦及陽(yáng)涉線,陽(yáng)泉礦經(jīng)陽(yáng)泉礦正線、陽(yáng)簡(jiǎn)線接入陽(yáng)泉站進(jìn)入石太線,陽(yáng)涉線和南莊礦接入白羊墅站進(jìn)入石太線,蔭營(yíng)礦、固莊礦經(jīng)白蔭線接入白羊墅站進(jìn)入石太線。石太線經(jīng)歷過(guò)多次增量改造后,各方面能力基本達(dá)到飽和,如果要提高運(yùn)輸能力,需要對(duì)石太線能力限制瓶頸進(jìn)行分析。

1.2 限制瓶頸

圖1 北京局集團(tuán)公司管內(nèi)石太線示意圖Fig.1 Map of Shijiazhuang-Taiyuan Railway in China Railway Beijing Group Co., Ltd.

（1）賽魚(yú)局間分界口通過(guò)能力。賽魚(yú)站為北京局集團(tuán)公司與太原局集團(tuán)公司的局間分界站,其特點(diǎn)是“上重下空”,即上行接入主要是晉煤外運(yùn)煤炭重車(chē)流,下行主要是交出山西煤炭裝車(chē)所需空車(chē)。石太線上行重車(chē)方向?yàn)檫B續(xù)長(zhǎng)大下坡道,為實(shí)現(xiàn)安全冗余,各站上行接車(chē)進(jìn)路均設(shè)有延續(xù)進(jìn)路。賽魚(yú)站石家莊方向與陽(yáng)泉站相鄰,陽(yáng)泉站陽(yáng)泉場(chǎng)上行接賽魚(yú)方向、簡(jiǎn)子溝礦正線方向、簡(jiǎn)子溝陽(yáng)簡(jiǎn)線方向列車(chē),開(kāi)放列車(chē)信號(hào)時(shí),接車(chē)線末端設(shè)延續(xù)進(jìn)路,延續(xù)進(jìn)路占用東咽喉,影響陽(yáng)泉站上行開(kāi)車(chē)及下行站內(nèi)接車(chē)?！妒€(獲鹿至坡頭四顯示自動(dòng)閉塞特定行車(chē)辦法(試行)》規(guī)定：“陽(yáng)泉站上行以出站信號(hào)機(jī)的綠色燈光作為占用區(qū)間的憑證”,陽(yáng)泉站接入賽魚(yú)口石太上行列車(chē)延續(xù)進(jìn)路與接入陽(yáng)泉礦正線或陽(yáng)簡(jiǎn)線列車(chē)、本站上行開(kāi)車(chē)、接入下行到達(dá)列車(chē)進(jìn)路交叉,影響運(yùn)輸效率,進(jìn)而影響賽魚(yú)分界口上行接車(chē)。陽(yáng)泉站平面示意圖如圖2所示。

圖2 陽(yáng)泉站平面示意圖Fig.2 Map of Yangquan Railway Station

（2）白羊墅站作業(yè)能力。白羊墅站為一級(jí)三場(chǎng)橫列式車(chē)站,是石太線的技術(shù)站,主要擔(dān)當(dāng)石太線接發(fā)列車(chē)作業(yè),陽(yáng)涉線(白羊墅—懸鐘)、白蔭線(白羊墅—蔭營(yíng),連接蔭營(yíng)礦、天成集運(yùn)站)、蔭固線(蔭營(yíng)—固莊,連接固莊礦)、南莊線(白羊墅—南莊礦)列車(chē)的接發(fā)、技術(shù)作業(yè)、始發(fā)列車(chē)編組,以及各貨場(chǎng)、各專用線的取送作業(yè)等任務(wù)。車(chē)站設(shè)有到發(fā)線14條,編發(fā)線5條(21道至25道),調(diào)車(chē)分類線11條。車(chē)站作業(yè)量大,編發(fā)線數(shù)量少,并且有效長(zhǎng)不滿足石太線圖定70.0換長(zhǎng)要求。

（3）巖會(huì)至程家站間通過(guò)能力。石太上行線經(jīng)過(guò)亂流站后,列車(chē)密度增大。亂流至巖會(huì)站間只有2架通過(guò)信號(hào)機(jī)。巖會(huì)站(含站內(nèi))至程家站間90 km 0 m至86 km 300 m處因曲線半徑小(半徑280 m),限速50 km/h。上行列車(chē)巖會(huì)站進(jìn)站后速度降低,以綠色燈光作為進(jìn)入?yún)^(qū)間的行車(chē)憑證,前后列車(chē)追蹤間隔較小的情況將導(dǎo)致后續(xù)列車(chē)巖會(huì)站內(nèi)停車(chē),進(jìn)而影響亂流站出站信號(hào)機(jī)不具備綠燈條件,降低區(qū)段內(nèi)列車(chē)運(yùn)行速度,降低通過(guò)能力。

（4）石家莊鐵路樞紐石太線方向接車(chē)能力。京廣高速鐵路(北京西—廣州南)開(kāi)通以及石家莊鐵路樞紐改造以后,石太、石德東西方向車(chē)流的技術(shù)作業(yè)主要在石家莊西站完成,以無(wú)調(diào)中轉(zhuǎn)作業(yè)為主。受地形及城市發(fā)展條件限制,石家莊鐵路樞紐改造完成后,石家莊西站能力并沒(méi)有提升,對(duì)石太方向(對(duì)西)接車(chē)能力飽和,對(duì)石德方向(對(duì)東)開(kāi)車(chē)受石家莊北站東咽喉發(fā)車(chē)能力及石家莊樞紐能力限制,對(duì)東開(kāi)車(chē)?yán)щy時(shí)又進(jìn)一步影響對(duì)西接車(chē)。石家莊北站主要負(fù)責(zé)辦理北京、德州、太原和部分鄭州方向的旅客列車(chē)到發(fā)、中轉(zhuǎn)、機(jī)車(chē)換掛、列車(chē)補(bǔ)水作業(yè),以及石德、石太方向貨物列車(chē)的接發(fā)、會(huì)讓作業(yè)。2017年底運(yùn)行圖安排旅客列車(chē)43對(duì)/d,貨物列車(chē)上行83列/d、下行86列/d,每日旅客列車(chē)單機(jī)出入庫(kù)40臺(tái)。車(chē)站東咽喉占用率上行(13/11道岔組)達(dá)到82.7%、下行(9/15道岔組)為72.8%,客貨列車(chē)爭(zhēng)搶東咽喉(石德方向)通過(guò)能力,進(jìn)路交叉影響嚴(yán)重。石家莊鐵路樞紐示意圖如圖3所示。

綜上分析,石太線運(yùn)輸能力限制瓶頸主要在“兩區(qū)域一區(qū)間”,即陽(yáng)泉和石家莊2個(gè)區(qū)域,巖會(huì)至程家區(qū)間。

2 北京局集團(tuán)公司管內(nèi)石太線運(yùn)輸能力方案分析

2.1 方案比選

隨著國(guó)家環(huán)保治理力度加大,各地對(duì)大宗貨物公路運(yùn)輸逐步設(shè)定限制門(mén)檻,北京、天津、河北等省市先后出臺(tái)了“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)方案”,提出“公轉(zhuǎn)鐵”方案及相應(yīng)激勵(lì)獎(jiǎng)懲措施,天津港提出逐步減少公路煤炭集港運(yùn)輸。由于短期內(nèi)新增鐵路運(yùn)輸需求目前石太線運(yùn)輸能力無(wú)法滿足,可以考慮以下解決方案。

（1）方案I。進(jìn)一步進(jìn)行擴(kuò)能改造,包括對(duì)陽(yáng)泉站上行進(jìn)站方向線路降坡、增加到發(fā)線及到發(fā)線有效長(zhǎng),改造限制區(qū)段線路平縱斷面降低坡度、增加曲線半徑,增加石家莊樞紐走行徑路客貨列車(chē)進(jìn)一步分開(kāi)等。優(yōu)點(diǎn)：徹底解決石太線能力限制瓶頸,降低運(yùn)輸組織難度,滿足運(yùn)輸需要。缺點(diǎn)：石太線已經(jīng)多次改造,繼續(xù)擴(kuò)能改造空間小、難度大、成本高。按照中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司部屬,瓦日鐵路(瓦塘—日照港) 2019年預(yù)計(jì)增量4000萬(wàn)t,2020年繼續(xù)增量；唐呼鐵路(呼和浩特東—曹妃甸港) 2019年預(yù)計(jì)增量5000萬(wàn)t,2020年繼續(xù)增量；蒙華鐵路(蒙西—華中)預(yù)計(jì)2019年底開(kāi)通,初期運(yùn)量5000萬(wàn)t。以上西煤東運(yùn)、北煤南運(yùn)大通道增量以后,石太線運(yùn)量需求并不樂(lè)觀,進(jìn)一步大規(guī)模擴(kuò)能改造缺乏穩(wěn)定運(yùn)量需求支撐。

圖3 石家莊鐵路樞紐示意圖Fig.3 Map of Shijiazhuang Railway Hub

（2）方案II。維持現(xiàn)有設(shè)備狀況和運(yùn)輸組織模式不變,北京局集團(tuán)公司減少陽(yáng)泉地區(qū)裝車(chē)。優(yōu)點(diǎn)：成本低,簡(jiǎn)單易行,滿足山西省石太線煤炭運(yùn)輸需求,滿足中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司路網(wǎng)運(yùn)輸平衡和順暢。缺點(diǎn)：減少北京局集團(tuán)公司運(yùn)輸收入,同時(shí)壓縮陽(yáng)泉地區(qū)煤炭外運(yùn)通道能力,可能造成局部運(yùn)輸供給不足。2017年陽(yáng)泉地區(qū)裝車(chē)數(shù)占北京局集團(tuán)公司全部裝車(chē)數(shù)的15.1%,裝車(chē)減少將給北京局集團(tuán)公司完成運(yùn)輸任務(wù)帶來(lái)較大壓力,客觀情況和主觀意愿都無(wú)法接受這種消極的應(yīng)對(duì)措施。

（3）方案III。針對(duì)石太線“兩區(qū)域一區(qū)間”主要限制點(diǎn),本著少花錢(qián)、不花錢(qián)辦實(shí)事的原則,通過(guò)科學(xué)、合理的手段提高車(chē)站作業(yè)效率和通道運(yùn)輸能力,滿足階段性運(yùn)輸需求。主要措施包括壓縮限制區(qū)段列車(chē)追蹤間隔,提高車(chē)站作業(yè)效率和樞紐作業(yè)能力等。

綜上分析,結(jié)合石太線中遠(yuǎn)期運(yùn)能需求及預(yù)計(jì)投資收益情況,方案III更具優(yōu)勢(shì)。

2.2 方案實(shí)施

2.2.1 縮短限制區(qū)段列車(chē)追蹤間隔

2016年6月研究制定《石太線(獲鹿至坡頭四顯示自動(dòng)閉塞特定行車(chē)辦法(試行)》時(shí),貨運(yùn)需求不足,新設(shè)備(四顯示)開(kāi)通使用安全謹(jǐn)慎考慮,確定了石太線上行正方向運(yùn)行的列車(chē),以出站信號(hào)機(jī)的綠色燈光作為占用區(qū)間的憑證(《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定：“使用自動(dòng)閉塞法行車(chē)時(shí),列車(chē)進(jìn)入閉塞分區(qū)的行車(chē)憑證為出站或通過(guò)信號(hào)機(jī)顯示的允許運(yùn)行的信號(hào)”[5])。2017年底鐵路貨運(yùn)上量以后,組織相關(guān)各專業(yè)部門(mén),重新查定線路數(shù)據(jù),進(jìn)行列車(chē)牽引試驗(yàn),專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行安全評(píng)估后,通過(guò)對(duì)石太線行車(chē)辦法進(jìn)行修訂,確定陽(yáng)泉、巖會(huì)、井南、井陘、頭泉5個(gè)車(chē)站發(fā)車(chē)憑證由綠色燈光修改為綠色或綠黃色燈光(巖會(huì)站總出站由綠黃色燈光修改為黃色燈光)[6],修改后列車(chē)在上述車(chē)站發(fā)車(chē)時(shí),與前行列車(chē)間隔由至少3個(gè)閉塞分區(qū)縮短為至少1個(gè)閉塞分區(qū),追蹤間隔可以壓縮 2 ～ 2.3 min。

2.2.2 增加白羊墅站股道容車(chē)數(shù)

針對(duì)白羊墅站編發(fā)線不能滿足滿長(zhǎng)開(kāi)車(chē)問(wèn)題,組織對(duì)具備移設(shè)條件的編發(fā)線21道、22道、23道,脫軌器分別向東側(cè)外移19 m,14 m和20.5 m,外移后最大容車(chē)長(zhǎng)度分別達(dá)到782 m,777 m和771.5 m,最大容車(chē)換長(zhǎng)達(dá)到70.0,滿足石太線運(yùn)行圖滿長(zhǎng)開(kāi)車(chē)條件。編發(fā)線24道和25道脫軌器外移后最大容車(chē)長(zhǎng)度最多達(dá)到740 m和735 m,仍然不能滿足滿長(zhǎng)開(kāi)車(chē)條件。

2.2.3 增加石家莊樞紐接車(chē)能力

（1）提高石家莊西站接發(fā)車(chē)能力。①調(diào)場(chǎng)接車(chē)。在列車(chē)到達(dá)密集時(shí)段或機(jī)車(chē)階段性緊張時(shí)段,將石太線部分無(wú)調(diào)中轉(zhuǎn)列車(chē)調(diào)整到石工站進(jìn)行技術(shù)作業(yè)。2018年全年,上行車(chē)流日均調(diào)整1.1列,下行車(chē)流日均調(diào)整1.6列,緩解石家莊西站作業(yè)壓力。②進(jìn)行必要的改造。將石家莊西站I場(chǎng)上行進(jìn)站信號(hào)機(jī)外制動(dòng)距離內(nèi)超過(guò)6‰下坡道進(jìn)行降坡改造,同時(shí)將上行進(jìn)站信號(hào)機(jī)向站內(nèi)方向移設(shè),2018年9月底施工完畢后,進(jìn)站信號(hào)機(jī)制動(dòng)距離內(nèi)坡度降為6‰以下,消除超過(guò)6‰下坡道的各項(xiàng)接車(chē)限制,提高了頭泉—獲鹿—石家莊西I場(chǎng)上行通過(guò)能力。③各工種協(xié)調(diào)配合。石家莊西站行車(chē)作業(yè)人員加強(qiáng)與機(jī)務(wù)部門(mén)協(xié)調(diào)配合,開(kāi)車(chē)前提前通知司機(jī)做好開(kāi)車(chē)準(zhǔn)備。司機(jī)開(kāi)車(chē)前準(zhǔn)備工作作業(yè)時(shí)間從5 min左右,縮短至2 min以內(nèi)。石家莊西站密集時(shí)段連續(xù)發(fā)車(chē)間隔到達(dá)11 ～ 12 min,較措施實(shí)施前壓縮4 min左右。④組織補(bǔ)軸滿長(zhǎng)。在石德方向機(jī)車(chē)不足而車(chē)站有作業(yè)能力時(shí),加大列車(chē)補(bǔ)軸力度(石德線(石家莊—德州)牽引定數(shù)5000 t,石太線雙機(jī)4200 t),充分利用機(jī)車(chē)牽引能力和運(yùn)行圖通過(guò)能力。自2018年2月8日至年底,石家莊西站對(duì)上行車(chē)流日均補(bǔ)軸5.3列,有效緩解了機(jī)車(chē)緊張,提高了車(chē)站接車(chē)能力。

（2）提高石家莊北站通過(guò)能力。①2018年第一階段調(diào)圖,對(duì)石家莊北站旅客列車(chē)進(jìn)行調(diào)整,原運(yùn)行圖石德—南京廣方向的3對(duì)旅客列車(chē),僅保留天津—成都K257/8次,其他2對(duì)分別停運(yùn)、調(diào)整到石家莊站,不再經(jīng)石家莊北站運(yùn)行。②在石家莊東—良村聯(lián)絡(luò)線間架設(shè)接觸網(wǎng),石太客運(yùn)專線(石家莊—太原)部分旅客列車(chē)由石家莊北站至石德線徑路,改為經(jīng)由獲鹿線路所—石家莊客站—石濟(jì)客運(yùn)專線(石家莊—濟(jì)南西)—石家莊東站—聯(lián)絡(luò)線—石德線運(yùn)行,利用石家莊站接發(fā)車(chē)能力分流石家莊北站東咽喉壓力,提高貨物列車(chē)石家莊北站向石德方向通行能力。2018年11月聯(lián)絡(luò)線架設(shè)接觸網(wǎng)施工完畢,2018年底運(yùn)行圖調(diào)整,太原—上海K374/1 K372/3次、太原—秦皇島K520/1 K522/19次,石家莊樞紐內(nèi)不再經(jīng)石家莊北站運(yùn)行。③2次運(yùn)行圖調(diào)整減少石家莊北站東咽喉旅客列車(chē)4對(duì),運(yùn)行圖理論通過(guò)能力增加6對(duì)貨物列車(chē)(2018年石太線運(yùn)行圖旅客列車(chē)扣除系數(shù)ε客取值1.5)[7]。

2.2.4 實(shí)施針對(duì)性激勵(lì)考核

2018年下半年對(duì)石太線實(shí)行增量專項(xiàng)考核,包括：陽(yáng)泉站、白羊墅站組織快速始發(fā)列車(chē)(始發(fā)占線時(shí)間每列40 min為標(biāo)準(zhǔn)),石家莊西站組織快速中轉(zhuǎn)列車(chē)(中轉(zhuǎn)占線時(shí)間30 min為標(biāo)準(zhǔn))考核,達(dá)標(biāo)獎(jiǎng)勵(lì)；石家莊西站列車(chē)補(bǔ)軸、石家莊工業(yè)站輔助石太線接車(chē)、石太線上行到達(dá)東部地區(qū)列車(chē)石太機(jī)班直通列數(shù)考核,按列獎(jiǎng)勵(lì)；石德機(jī)車(chē)機(jī)班供應(yīng)數(shù)考核,以每天65班為基數(shù),超額獎(jiǎng)勵(lì)。這些激勵(lì)措施對(duì)石太線運(yùn)輸能力的提高奠定了良好基礎(chǔ)。

2.3 方案實(shí)施效果

“兩區(qū)域一區(qū)間”相關(guān)提效措施的實(shí)施,有效提高了石太線的通道能力,除滿足陽(yáng)泉區(qū)域裝車(chē)所增能力需求外,還為賽魚(yú)局間分界站接入太原局車(chē)流提供了保障,與2017年比較,成效顯著,提高石太線運(yùn)輸能力方案實(shí)施效果如表1所示。

石太線運(yùn)輸能力提升方案經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用在北京局集團(tuán)公司管內(nèi)唐呼(唐山—呼和浩特)、豐沙線(豐臺(tái)—沙城),唐山、邯鄲地區(qū)提效增量工作中,也取得了較好效果[8],進(jìn)一步驗(yàn)證提高石太線運(yùn)輸能力方案的可行性和有效性。

表1 提高石太線運(yùn)輸能力方案實(shí)施效果Tab.1 Implementing effect of the scheme for improving Shijiangzhuang-Taiyuan Railway transportation capacity

3 結(jié)束語(yǔ)

鐵路運(yùn)輸能力受運(yùn)行圖能力、技術(shù)站作業(yè)能力、主要站咽喉通過(guò)能力、車(chē)站裝卸作業(yè)能力等因素影響,各項(xiàng)能力計(jì)算都有成熟的研究結(jié)論和查定方法,但針對(duì)一條既有線路影響運(yùn)輸能力的因素,還應(yīng)結(jié)合一定設(shè)備條件下行車(chē)組織、作業(yè)辦法等方面進(jìn)行分析和研究。隨著我國(guó)鐵路新線建設(shè)進(jìn)程、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和區(qū)域內(nèi)貨源結(jié)構(gòu)的變化,還應(yīng)加強(qiáng)分析新的運(yùn)能限制瓶頸,為提高鐵路運(yùn)輸能力提供合理解決方案。