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铁路编组站调车线运用方案的影响因素与优化

来源:985论文网 添加时间:2020-05-19 14:21
铁路编组站调车线运用方案的影响因素与优化
摘要
编组站是铁路运输“点线”系统中非常重要的一个环节。它是大多数货运列车首尾相接和过境的地方。编组站拥有大量的技术设备,其中调车线作为车辆分类和装配的主要场所,在编组站工作的组织中起着非常重要的作用。调车线是编组站技术和设备使用中非常重要的环节,其应用方案在很大程度上决定了编组站组织的效率。如何在给定条件下合理安排调车作业方案,保证编组站的组织效率,是相关领域学者共同关心的问题。本文在现有研究的基础上,根据调车作业的影响因素,对调车线的固定使用方案进行了分析研究。指出调车作业对编组站工作组织的影响主要集中在平行和敌对路线、调车工作量和设备平衡使用上,这些是判断调车作业质量的主要标准,并通过实际案例优化铁路编组站调车线运用方案。
关键词:编组站;调车线;车流组织;列车编组计划
前言
 
车站是铁路运输系统的基本生产单位。编组站是铁路系统“点线”结构中最大的“点”结构,也是大量货物列车的集散中心。它承载着大量货运列车的解体和编组。它是发生较大货物流或火车流的地方,或中转点,或最终到达点。编组站需要对交通流进行分类,并根据相关要求分组启动,从而承担起调节交通流和列车流量的作用。编组站的运输组织对整个网络的运输效率有很大影响。
为了保证作业组织的安全和效率,编组站经常用技术设备制定固定的作业计划。在调车线固定使用计划的确定中,编组站也有一定的明确规范和标准。调车线固定使用方式的确定通常需要考虑适应交通流强度、平衡牵引线的工作负荷、减少调车作业的干扰、照顾车辆运行性能等原则。虽然调车线固定使用的原则和方案是完全正确的,但由于编组站技术设备数量大,多系统互连,各站在制定固定使用方案时不可能符合上述所有原则。在确定调车线固定使用计划的原则上出现多个目标,必然会导致编组站使用中的冲突。而目前使用计划制定中采用的概念原则和方法,即使相关人员有丰富的经验,也会受到一些监管因素的影响和干扰,从而可能导致固定使用计划的形成质量不佳。虽然现阶段对调车场线的固定使用进行了一些研究,但大部分都不是定量分析,或者分析不够全面客观,不足以有效解决调车场线的使用问题。
因此,为了更好地保证调车作业的安全和效率,挖掘编组站技术设备的潜力,有必要进一步研究编组站调车作业方案,以协调各子系统的分工和协调。在此基础上,深入研究了编组站的技术运行过程及影响调车作业的相关因素,阐述了对编组站运输组织的认识,构建了调车作业优化模型,并以昆明东站为例验证了研究思路和解决方案的可行性。
 
第1章 编组站调车线运用概述
 
1.1 编组站生产作业流程
编组站运输的生产过程包括从待重组列车到达,经过一系列技术操作,到新列车离开编组站的全过程,其主要包括到达场作业、调车场作业、出发场作业。其主要作业过程如图1.1所示。
 
图1.1 编组站主要作业过程图
从图1.1可以看出,调车场作业主要分为两类:解体作业和编组作业。两种操作都有相应的操作计划,以确保车站操作的效率和连续性。其中,在编制解体计划和组织计划时应考虑调车作业的相关因素。
调车线作业的问题是简单地将到达车站的货车分配给调车线总成。在实际生产中,如何配置调车线作业,实现更少的车站交叉干扰,保证更多的平行路径,保证车站作业的安全和顺畅,充分发挥车站作业的作业能力,是车站作业组织的一个重要方面,同时也是保证车站作业组织能够进行的前提。
1.2 调车线用途
调车线,以前称为编组线,永久位于技术站,如区段站和编组站。它用于列车解体、车辆组装和车站列车编组。由于铁路运输组织的连续性,铁路运输经常需要修理和处理车辆等设备,调车线也经常被用作其他车辆的存放场所,如转车、倒车和扣留修车。这些调车线的主要用途如下:①供列车编组计划规定的到站或去向的车辆作业使用;②供大运转列车使用的编发线;③供空车作业使用的线路;④供本站作业车或两调车系统交换车使用;⑤供其他专门作业使用的车辆停留
 
图1.2 调车场现场图
与到达和离开路线相似,调车路线通常由许多平行路线组成,形成固定停车场,通常称为调车场。调车场场景如图1.2所示。调车场是编组站中非常重要的一个调车场。它通常位于抵离站之间和车站的中心。调车场通常有许多调车线,这些调车线的数量远大于到达线和出发线的数量,因此其应用方案比到达线和出发线更为复杂。调车线由许多道岔组连接。通常,一端与驼峰调车设备连接,另一端与调车设备连接,形成宽中窄两段的特点。
1.3 调车线特征
与其他站线类似,调车线也有自己的全长、铺轨长度、有效长度等指标。线路全长是指线路的两个基本钢轨接头之间的线路长度。铺轨长度是指铺设线路所需的轨道长度,即线路全长与道岔长度之差。有效线路长度是指在不妨碍相邻线路运行的情况下,能够停止机车和车辆的整条道路的一部分的长度。线路的有效长度通常由警告标志、轨道电路、出站信号、车块、车辆减速器等的设置决定。测定方法如图1.3所示。调车线的有效长度决定了调车线能容纳的最大车辆数量。它是调车线的重要技术指标,也是衡量调车线均衡使用的关键因素。
 
图1.3 调车线长度示意图
此外,调车线通过道岔汇集形成调车场。具有相同线束的调车线组通常只有一个车辆滑动入口和一个车辆牵引出口。同一线束中的调车线经常相互干扰很大,这使得很难形成平行路线。
由于编组站的调车线往往由普通道岔连接,普通道岔之间存在正反向差异,因此每条调车线的道岔数量和弯道角度不同,调车线解体列车的能耗也不同。根据滚动车辆所需的不同能量,调车线通常被分类。需要更多能量来滚动的线被称为难走线,能量消耗较少的线被称为易行线。
1.4 调车线运用现状
中国幅员辽阔,货物来源分散,交通流量群体众多。就成都北编组站而言,2017年4月,成都编组站扩建为三级六场区域编组站,是成渝、成昆、宝成的铁路干线,也是通往铁路的连接点。承担着我国西南地区车辆流量分配的重要任务。车站的布局如图1.4所示。根据地图,成都北站有两个调车场,下行调车场和上行调车场,各有32条调车线,共有64条调车线。然而,随着运营规模的扩大,近年来列车编组数量从38个增加到100个。在实际生产过程中,两组或多组共用一条调车线已成为普遍现象。多组共用一条分流线形成混合流道的现象越来越普遍。 
 
图1.4 成都北编组站平面示意图
越来越多的交通流组号使得调车线作业计划的确定更加困难。随着调车线数量的增加,更多的调车线需要分配多条调车线,更多的调车线出现混用现象。如何选择调车线和如何合并车流组号是日益困难的问题。如何确定调车线的固定使用方案能够提高编组站工作的安全性和效率是一个比较困难的问题。
 
第2章 调车线运用方案的影响因素分析
 
2.1 编组站站型图
根据编组站拥有的调车系统的数量,编组站可以分为两种类型:单向编组站和双向编组站。单向编组站是利用一套调车设备完成拆卸作业的编组站,是两套调车设备分别承担上下调车流程拆卸作业的双向编组站。
在单向编组站,调车场应负责上下方向的车辆组装。如图2.1所示,编组站连接的两个方向的列车到达各自的目的地并通过调车场。如果需要解体,应将两个方向的列车拖至机务段旁边的驼峰,解体驼峰,滑至同一个调车场。调车场集合车辆后,调车场通过峰尾编组线到达相应的抵离点,并通过调车场开始作业。
 
图2.1 单向一级三场横列式编组站示意图
在双向编组站中,由于存在两个调车场,可以分别负责上、下方向车辆的收集。如图2.2所示,调车场1和调车场2属于不同方向的调车作业系统,分工不同。调车场1大部分集中在B和D方向,调车场2大部分集中在A和C方向。由于双向编组站经常连接多个方向,这导致拐角交通流的产生。调车场1和调车场2必然需要处理交通流的交换。如果编组站内没有调车场,两个调车场需要在相互靠近的方向设置调车线,以存放调车;如果有调车场,如图2.2所示,调车场不需要设置专门的调车线,弯道水流可以直接进入调车场。
 
图2.2 拥有交换车场的双向三级六场纵列式编组站示意图
由上分析可知编组站调车场的作业方案与编组站的站型图相关。编组站的衔接方向、单向或双向编组站、是否存在交换车场等因素都对编组站调车线的运用有所影响。因此在确定调车线固定使用方案时应当首先确定编组站的站型图。
2.2 车流组号
车流组号是车站工作组织的一个基础工作,是铁路信息的重要基础数据。列车从接入到发出都离不开车流组号的参与。车流组号是指在列车编组计划中,对指定列车编组成站规定的,其出发重车流的一个到达站及其中转范围。车流组号作业既为后续各项工作顺利展开奠定基础,又肩负着各方向到达、出发列车进行检查把关的重要任务。编组站车流组织的根本任务是解体到达的列车,将列流转化为车流,然后再将车流转化为列流。编组站车流组织存在车流、车流组号和列流三个层次,三者关系如图2.3所示。
 
图2.3 车流、车流组号和列流关系图
车流组号介于车流和列流间,将复杂混乱的车流集中整理,为列车编组方案的实施提供了方便。车流组号是调车线运用的核心影响因素,其进行梳理后,可通过分离的调车线实现车流的分类。因此调车线运用方案即为合理地车流组号与调车线间的匹配关系。前文指出,随着我国铁路货运网络的发展,编组站的车流组号越来越多,这种情况下出现车流组号数量和调车线数量愈发不匹配的现象,这对调车线运用方案的确定提出了较高的要求。
2.3 货物列车编组计划
货运列车编组计划基于对整个道路网络的整体考虑,旨在将所有交通流的总小时消耗指数降至最低,并规定应在每个车站或过境交通流中放置何种列车。货运列车编组计划是道路交通流的组织计划。一旦确定,就需要认真执行,不应频繁更改。货运列车编组计划通常决定各种货运列车的出发、到达、编组内容和流程。它在很大程度上决定了每个车站的装卸列车数量和重组列车数量,基本上决定了车站的运营任务。
货运列车编组计划决定了车站始发列车流的合并方式,是调车作业非常重要的基础数据。例如,如果货运列车编组计划规定甲流可以与乙流混合,则联合编组构成出发列车。使用分流线时,可以将分流组号和分流组号合并,共享一条分流线。车站拉出编组时,两者可以一起拉出,不仅不占用多余的调车线,而且节省了调车车钩和本次调车所用的调车距离。但是,应该注意的是,如果编组计划中允许将A流和B流合并,但是需要根据车站顺序或分组对A流和B流进行分组,则A流和B流更有可能共享分流线,这将导致交通流的混乱,但是更难以根据要求进行分组。因此,在这种情况下,交通流组号更不适合混合共用调车线。 
2.4 货物车体种类
由于装车地的货物属性各有不同,运输货物各有不同,其货物车体也有诸多种,有敞车(C)、棚车(P)、平车(N)、冷藏车(B)、罐车(G)、漏斗车(K)、水泥车(U)、矿石车(A)、长大车(D)、家畜车(J)、特种车(T)、通风车(F)等类型。由于车体众多,调车线固定使用方案的确定中难以一一考虑,因此本文仅考虑编组站作业中最常见的车体——敞车、棚车、平车、罐车四类。其余类型的车辆算入编组站日常工作组织调整内。
由于重型车辆装载的货物有自己的目的地,即相应的车流组号,一般可根据列车编组计划进行编组,而不考虑车体类型的影响。货车车体类型主要体现在编组站空车调整上。这是因为装载的重型车辆总是有一个固定的目的地,并且有自己的交通组号。空车调整是为了合理分配和使用车辆,保证装载需要而对交通流量进行的调整。由于运输需求的不平等,某一地点的装卸需求往往不尽相同。为了保证运输过程的连续性,必须将空车连续送到装车地点,将卸货多的地区产生的剩余空车合理分配到装卸多的地区。
空车运行是一个复杂的问题。一般来说,货物列车编组站往往规定每辆空车车体的调整方向,但空车往往有多辆编组列车,甚至列车之间的线路走向和编组方向也不相同。因此,空车的行驶方向往往不明确。在此情况下,调车线运行计划往往独立考虑空车运行,将空车与重载车分开,将空车分配到独立调车线,只考虑空车与空车间的合并和混合现象;不考虑空车与重厂房的混混现象。
2.5 货物车辆类型
编组站处理的货物车辆主要有有无调整的转运车、有调整的转运车和站内作业车。其中,不可调换乘列车随不适应的换乘列车进出,车站内运行不需要通过调车线,对调车线的使用影响很小。编组站调车线涉及的主要货车有调车转运车和货运作业车。
编组站转运车的技术操作流程如图2.4所示。与调车线直接相关的作业包括解体作业、装配作业和编组作业。调整换乘列车是编组站运营面临的主要车辆,占到达交通量的绝大部分。换乘公交车的数量代表编组站的任务。如果换乘公交车的数量越多,编组站的任务就越多,编组站的效率就应该得到更多的重视。
 
图2.4 有调中转车的技术作业过程图
   车站作业车也是车站的货运作业车。这意味着货车的目的地就是车站。当货车到达车站时,它就是终点站。只需通过取货和送货操作将车辆送到货场进行装卸作业,无需再从编组站出发。技术操作流程如图2.5所示。根据装卸时间的不同,货物作业车可分为一次和两次。无论是一次还是两次,与换乘列车相比,车站作业车增加了两个重要的调车作业,即送货和接车。与单任务卡车相比,双任务卡车增加了卸载和装载区域之间的转移。
 
图2.5 本站作业车的技术作业过程图
编组站的货场和调车场属于不同的场,通常相隔很远。在该站运营的车辆通常需要组装和等待,并使用调车将车辆接至货场。
编组站的货场通常离调车场很远,所以经常需要集合等待,需要调车将卡车接至货场。由于车站作业车辆的目的地不同于其他过境车辆,因此不适合将调车线与其他交通流混合。因此,建议编组站为车站作业车辆独立设置调车线。
 
第3章 昆明东编组站调车线运用优化方案实例分析
 
3.1 昆明东编组站调车线运用模式
本文以昆明东编组站为案例进行分析。昆明东站位于云南省昆明市官渡区金马镇境内,本站中心里程位于沪昆线自上海站起2629km987m处,南昆线自南宁站起795km883m处,隶属昆明铁路局管辖。昆明东站衔接三个方向,为上行方向的成都方向,下行方向的贵阳方向和南宁方向。车站主要承担沪昆、成昆、南昆三条干线和东王支线到发列车的解编作业,不办理客运业务。技术性质为区域性编组站,业务性质为货运站,查定等级为特等站。车站站型为单向混合式三级四场。四个车场编号如下:I场:到发场;II场:调车场;III场:下行出发场;IV场:上行出发场。其车站平面示意图见附录1,车站简图见图3.1。
 
图3.1 昆明东编组站简图
本文需要着重分析其调车线作业计划。调车场二共有24条线路,其中一条为连接迂回进路的调车线。驼峰是一种双推单滑方案。驼峰的安全带在12条调车线和13条调车线之间。峰尾编组共有三条牵引线。这三条拔出管路分别位于14和15、18和19之间。详细的电路布局如图3.2所示。
 
图3.2 昆明东站调车场布置图
3.1.1 昆明东站调车线特征
调车线情况与调车线运用方案有极大的关联,这些关联主要体现在调车线的长度、线间距等基本特性。
(1)调车线有效长度及转换车数
调车线有效长度及转换车次见附件2。从附件2可以看出,调车线有效长度大致在650m~950m之间,其中最长调车线10条,有效长度945m;最短调车线1条,有效长度653m。
(2)调车线间距
调车线之间的距离见附录3。从附录3可以看出,24条调车线的相邻线间距大多为5.0米,其中小部分为6.5米,有4、5条线,12、13条线,21、22条线。从图3.2可以看出,线间距较大的位置都位于不同的线束之间。
3.1.2 昆明东站车流组号汇总 
统计汇总后得到昆明东站交通组号和交通量,见附件4。这是根据上述交通流组号的定义方法定义的。在这里,昆明东站连接成昆、沪昆、南宁三个方向。其中,成昆方向为下行,相应的交通流量首先以1表示。沪昆方向和南昆方向为上行方向,其对应的交通组号分别以2和4表示。其次,对于同一线路方向的交通流,根据与车站的距离顺序编号。由此,可以得到每个业务组号码的对应号码,如附录4所示。 
3.1.3 昆明东站列车编组计划 
昆明东站列车编组计划是昆明东站日常工作的基础性文件,详细地规定了各编组始发列车的到站、列车种类、编组内容以及编组规则,具体见附录5。
3.1.4 昆明东站调车作业模式
由昆明东站站型图显示,昆明东站有一条双峰分裂线和三条出线。根据《昆明东站细则》,昆明东站设置驼峰编组机2台,尾部编组机2台,提货作业编组机1台。由此可以看出,昆明东站采用了两个驼峰,两个驼峰引出线路。从车站的具体情况来看,昆明东站采用了双推单滑的运营方案,驼峰机组3318台,驼峰机组3280台,两者相差不大。根据驼峰编组的原则,应注意驼峰编组。
3.2 调车线运用方案的确定 
3.2.1 昆明东站特殊线路及车流的处理
(1)特殊线路的处理
从附录中可以看出,昆明东站调车场的一条调车线与一条绕行线相连,可作为特种货物作业车的存放线。由于昆明东站只有24条调车线,需要分配33个车流组号,存放4辆空车。相对而言,调车线较紧,宜同时设置一条车道作为其他专用车的存放地点。
(2)本站作业车
从附件4可以看出,全站交通量为2765.6辆,本站运营为210.6辆。可见,如果设置一条线路,本站运营车辆运行将紧张,而两条线路将过剩。根据以上分析,我们知道本站运营车辆的目的是货场,货场可以进行接送作业,“昆明东站明细”配备了固定接送机,可以随时进行接送作业。基于此分析,建议本站运营车辆只占用一条车道。通过对编组站场型的分析,货场位于靠近上行发车场的车场一侧,因此车站运营车的占用轨道可定义为2条调车线。
(3)空车处理
综上所述,调车线固定使用方案只分析了四种常见的车体类型:棚车、敞车、平车和罐车。根据车站交通统计,四种类型的车体交通量分别为70.6辆、89.4辆、35.6辆和57.8辆。四种车的到达方向不同,出发方向也不同。为统一管理,建议在上下行调车线中间放置空车,以平衡各线路方向同时使用。根据四类车253.4辆的总运量,建议四辆空车占用两条调车线,其中箱车、罐车混合占用轨道,平车、敞车混合占用轨道。
3.2.2 考虑线路方向的调车线运用方案
根据前面的分析,考虑到特殊情况,调车场采用四条调车线,其余20条调车线用于分配三个连接方向的货物流量。因此,对于编组站来说,有必要依次考虑上下方向的调车线划分、线路方向的调车线划分,然后再考虑每条线路方向上每个交通分组号的调车线分配处理。 
(1)针对上下行方向的调车线划分
根据附录2交通流组号表,我们可以得到上下游方向的总交通流。可以看出,下行方向合计为136.3辆,上行方向合计为1138.7辆,总交通量为2455辆。根据第3章的分析,可以看出,根据交通量,可以向下分配10.72个项目,向上分配9.27个项目。由于下行方向仅连接昆明线,上行方向连接上海至昆明线和南昆山线。此外,本阶段不考虑调车线长度,建议下游分配10条线,上游分配10条线。
在前面的分析中,当确定沿上下方向分配的调车线时,应考虑车站的交通流量。调车线的使用应确保编组站有更多的平行线路和更少的交叉干扰。在此基础上,分析了车站内自编上行起始流量的路径,如图3.3所示。向下自编译的起始交通流采用站内路线,如图3.4所示。
 
图3.3 下行方向自编始发车流站内走行径路
 
图3.4 上行方向自编始发车流站内走行径路
基于图3.3和图3.4的分析可知,为减少两个方向的编组在编组调车走行中的产生的调车干扰,应当将成都方向的下行出发车流分配在调车场下端,上行方向的车流分配在调车场的上端。综上分析可知,调车线应初步划分为1道为特种作业车存车线,2道为本站作业车存车线,3~12道为上行方向存车线,13~14道为空车存车线,15~24道为下行方向存车线。
(2)针对线路方向的调车线划分
由于昆明东站下行方向的衔接线路方向仅有一个方向成都方向,无需进行下行方向的衔接方向划分。但昆明东站上行方向的衔接方向有南昆、沪昆方向,有两个衔接方向,因此需要针对线路方向的二次划分。
由第一阶段的计算可知,上行方向共占用3~12道存车线,共有10条调车线。根据车流组号表,可知沪昆方向的车流量之和为706.1车,南昆的车流量之和为432.5车,上行方向的车流量之和为1138.6车。根据车流量的沪昆方向车流量分配调车线为6.2条,南昆方向的车流量分配调车线为3.8条线。基于此,建议沪昆方向的调车线为6条,南昆方向的调车线为4条。
为减少车站工作交叉干扰,需要对调车作业的走行进行分析。对于昆明东站上行出发场而言,上方出发线应负责贵阳方向、下方应负责南宁方向。相对于调车场的位置而言,上方相当于调车场的外侧,下方相当于调车场的内侧。由此分析,沪昆贵阳方向的调车应位于上行出发场的外侧,分配的调车线线路应为7~12道;南昆南宁方向的调车线应位上行出发场的内测,分配的调车线线路应为3~6道。 
3.2.3 各线路内的调车线运用方案
由上文分析可知,昆明东站共有3个线路方向,共计32个车流组号。其中成昆方向拥有13个车流组号,需要分配到15道~24道共计10条调车线。沪昆方向共有13个车流组号,需要分配至7道~12道共计6条调车线。南昆方向共有6个车流组号,需要分配至3道~6道共有4条调车线。本阶段需要在衔接线路方向内进行调车线和车流组号的匹配问题分析。
(1)南昆方向调车线运用方案分析
根据前文分析,可知需将6个车流组号分配到3~6道调车线中。模型调车线运用不平衡系数取0.2。模型设置群体规模为10,代沟为0.8,交叉概率为0.7,变异概率为0.1,迭代次数为500。模型在5s内便可求得较优解,其迭代图如图3.5所示。 
 
图3.5 南昆方向调车线运用方案算法迭代图
图3.5出现如此的算法迭代图,这与实例问题规模有关。本实例仅需考虑6个车流组号,4个调车线,依据本文的算法设计本实例仅有11个单位长,模型规模较少,且拥有一些不满足算法约束的调车线运用方案。在算法的计算初期,算法找不到算法约束的调车线运用方案,因此其结果为人为规定的极大值M=200。算法在迭代到第17代左右找到了可行的调车线运用方案,在迭代到第70代时,便已经得到了算法的较优解,其对应的调车线运用方案如表3.1所示。
表3.1  南昆方向调车线固定使用方案计划表
调车线 调车线长度 车流组号
3 749 402、403、404、405 
4 749 401、407
5 859 406
6 820 406
其对应的编组计划与调车线的对应如表3.2所示。
表3.2 南昆方向编组计划与调车线匹配关系表
编组计划编号 每日编组次数 编组内容 对应的调车线编号
2 13 406 5、6
8 8 403、404、405 3
11 4 407 4
15 7 401、407 4
16 6 405 3
17 2 401、402、405 3、4
算法求得最优解为55。该结果给调车线3道分配车流组号为402、403、404、405,给调车线4道分配车流组号401、407,给调车线5道、6道分配车流组号406。分析结果,由于车流组号406的车流量远超过其它车流,为253.5车,因此分配至两个调车线是合理的。对于401、407车流的合并,可能是由于编组计划中存在合并编组情况,也是符合逻辑的。对于402、403、404、405车流组号的合并,可能是由于这些车流量过小,需要合并方能满足调车线均衡运用。 
综上所述,该解能较好地实现调车线固定使用方案的运用,因此该结果证明了算法的合理性。
(2)沪昆方向调车线运用方案分析
根据前文分析,可知需将13个车流组号分配到7~12道调车线中。模型取调车线运用不平衡系数为0.2。遗传算法设置群体规模为50,代沟为0.8,交叉概率为0.7,变异概率为0.1,迭代次数为100。模型在5s内便可求得较优解,其迭代图如图5-6所示。
 
图3.6 沪昆方向调车线运用方案算法迭代图
本实例需考虑13个车流组号,6个调车线,依据本文的算法设计本实例对应染色体为25个单位长。由图3.6可知,算法在第63代左右达到最优解,最优解为69。最优解对应的调车线运用方案如表3.3所示。
表3.3 沪昆方向调车线固定使用方案计划表
调车线 调车线长度 车流组号
7 820 205、206、209、210
8 864 201、202、203、204、207、208、211 
9 864 212
10 945 212
11 904 213
12 904 213
其对应的编组计划与调车线的关系如表3.4所示。
表3.4 南昆方向编组计划与调车线匹配关系表
编组计划编号 每日编组次数 编组内容 对应的调车线编号
3 20 212、213 9、10、11、12
5 3 201、202、207、208、211 8
6 1 203、204、209、210 7、8
7 3 205、206 7
12 1 201 8
算法求得最优解为89。该结果将大车流212、大车流213各自分别分配两个调车线,可能是出自调车线均衡运用的约束。将车流组号205、206、209、210分配至7道调车线,应为调车线运用约束和编组计划的调车工作量目标函数共同约束的结果。将车流组号201、202、203、204、207、208、211车流合并混用调车线8道。由于这些车流均属于小车流,应当进行小车流的混用。因此这个结果证明了算法的有效性。 
(3)成昆方向调车线运用方案分析
根据前文分析,可知需将12个车流组号分配到15~24道调车线中。模型取调车线运用不平衡系数为0.2。遗传算法设置群体规模为50,代沟为0.8,交叉概率为0.7,变异概率为0.1,迭代次数为100。模型在5s内便可求得较优解,其迭代图如图3.7所示。 
 
图3.7 成昆方向调车线运用方案算法迭代图
本实例需考虑12个车流组号,10个调车线,依据本文的算法设计本实例对应染色体为23个单位长,。由图5-7可知,算法在第320代左右达到最优解,最优解为97。最优解对应的调车线运用方案如表3.5所示。
表3.5 成昆方向调车线固定使用方案计划表
调车线 调车线长度 车流组号
15 912 104、106、108 
16 912 105、109 
17 903 110
18 908 103
19 904 102
20 864 101、102、107 
21 964 111
22 909 111
23 853 111、112
24 853 112
其对应的编组计划与调车线的关系如表3.6所示。
表3.6 南昆方向编组计划与调车线匹配关系表
编组计划编号 每日编组次数 编组内容 对应的调车线编号
1 2 111、112 21、22、23、24
4 6 108、109、110 15、16、17
9 6 105、106、107、108、109 15、16、20
10 3 104、105、106、107、108 15、16、20
13 14 102、103 18、19、20
14 1 101、102 20
算法求得最优解为97。该结果将大车流111与大车流112混用一个调车线23道,可能是由于111车流和112车流同在编组计划1内,合并混用减少了编组工作。将101、102与107合并,是出于调车线均衡运用的考虑。车流105和车流109合并,是由于9号编组计划需要编组105和109的车流。车流组号104、106、108合并,是由于10号编组计划需要同时编组这些车流。同时考虑到各车流组号的车流量大小,这个调车线固定使用方案的分配是合理的。
3.2.4 调车线运用方案汇总
综上分析,可以得到调车线运用方案的汇总表,如表3.7所示。
表3.7 调车线固定使用方案汇总表
调车线 调车线长度 分配的车流组号 固定使用方案
1 653 特种作业车
2 704 本站作业车
3 749 402、403、404、405
4 749 401、407
5 859 406
6 820 406
7 820 205、206、209、210
8 864 201、202、203、204、207、208、211
9 864 212
10 945 212
11 904 213
12 904 213
13 963 棚车、罐车
14 963 敞车、平车
15 912 104、106、108
16 912 105、109
17 903 110
18 908 103
19 904 102
20 864 101、102、107
21 864 111
22 909 111
23 853 111、112
24 853 112
综合分析,本实例首先对特种货物作业车、本站作业车和空车进行处理,分配了1、2、13、14共四条调车线。处理后实例中可变更的车流组号共有32个,剩余可用调车线共有20条调车线,因此必然存在车流组号混用现象。实例针对小车流进行大量的合并,并对大车流分配2个甚至3条调车线,以均衡调车线的运用。结果显示,混用的调车线为3、4、7、8、15、16、20、23道共8条调车线,单用的调车线共为5、6、9、10、11、12、17、18、19、21、22、24道共12条调车线,由此分析调车线的混用情况并不是很多,这至少说明了模型的优化方向正确。基于此,本文认为,实例证明了模型和算法的有效性和实用性。
 
第4章 总结
本文在既有研究基础上,充分分析编组站调车线运用相关影响因素,并对车站工作组织的效率进行分析,确定了调车线运用对编组站工作组织效率等方面的影响。针对调车线运用问题,通过特殊车流分类、去向别分类,确定各线路方向对应的调车线组合。收集昆明东编组站资料,以昆明东编组站为实例进行分析,采用MATLAB编制相关的程序进行算例分析,验证了模型和算法的可行性和合理性。
 
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