（交通运输工程专业论文）吉林铁路枢纽接发车能力分析.pdf

a b s t r a c t t h e c a p a c i t yo ft r a n s p o r tj o i n tt e r m i n a li s a ni m p o r t a n t c o m p o n e n to fr a i l w a yn e t w o r k sc a p a c i t y , w h i c h i s v e r y v i t a lt oa s s u r et h ec o o r d i n a t i o no fc a p a c i t yb e t w e e nl i n e s a n ds t a t i o n si nt h et r a n s p o r tj o i n tt e r m i n a la n dt oo p e r a t e w e l lt h e o r g a n i z a t i o n o ft r a n s p o r tw o r ki nt h e r a i l w a y n e t w o r k a n di ti s v e r yv i t a l t oj u d g et h ec o o r d i n a t i o no f v a r i o u s e q u i p m e n t s a n dt h e a d a p t a b i l i t y b e t w e e nt h e v o l u m eo f t r a n s p o r t a n dt h e c a p a c i t y o f t r a n s p o r t a c c o r d i n gt o i tt o o p e r a t et h e t o t a l p r o g r a m m i n go ft h e t r a n s p o r tj o i n tt e r m i n a l ，a d j u s t t h e a r r a n g e m e n t o ft h e t r a n s p o r tj o i n tt e r m i n a l s o i ti s i m p o r t a n tt oa n a l y z et h e c a p a c i t yo f r e c e i v i n ga n dd i s p a t c h i n go f t r a i n a c c o r d i n g t ot h ew h o l e s p e c u l a t i o n o f r a i l w a y t r a n s p o r t sd e v e l o p m e n t ， j i l i n r e g i o n a lr a i l w a y a d m i n i s t r a t i o nw i l ts p e e du pt h ec h a n g t ul i n e 、s h e n j i l i n e a n d j i w ul i n ef r o m 2 0 0 4t o2 0 0 5 ，m e a n w h i l ew i l la d j u s tt h e m t a n g e m e n t o fr a i l w a y t r a n s p o r t s o i th a sar e a l i s t i c m e a n i n g t oc a l c u l a t et h e c a p a c i t y o f r e c e i v i n g a n d d i s p a t c h i n go f t r a i ni nj i l i n t r a n s p o r tj o i n tt e r m i n a l t h et h e s i sa n a l y z e sa n ds u m m a r i z e st h ec o n c e p to ft h e c a p a c i t yo fr e c e i v i n ga n dd i s p a t c h i n go ft r a i n 、t h ea f f e c t f a c t o r s 、t h e c o o r d i n a t i o no fc a p a c i t yb e t w e e nl i n e sa n d s t a t i o n sa n dm e t h o d so f c a l c u l a t i o n f i n a l l y ，c a l c u l a t i n gt h e r e s t r i c t e df a c t o r so ft h e c a p a c i t y o f r e c e i v i n g a n d d i s p a t c h i n go f t r a i ni nj i l i n t r a n s p o r tj o i n tt e r m i n a l k e y w o r d s ：t r a n s p o r tj o i n tt e r m i n a l 、c a p a c i t yo fr a i l w a y t r a n s p o r t 、c a p a c i t yo f r e c e i v i n ga n dd i s p a t c h i n g o f t r a i n 北京交通人学t 程碗士论文 摘要 铁路枢纽运输能力是路网运输能力的重要组成部分，枢纽运 输能力对于保证枢纽内点线能力的协调，作好路网运输组织具有 十分重要的意义，同时也是判断枢纽内各项设备的协调性、判断 运能与运量的适应性，以及进行枢纽总体规划、调整枢纽布局的 重要依据。因此对枢纽接发车能力进行综合分析具有重要的现实 意义。 按照铁路跨越式发展的整体构想，吉林分局将在2 0 0 4 - - 2 0 0 5 年期f 刘对管内的长图、沈吉、吉五线进行全面提速改造，同时对 于吉林枢纽内的运输生产布局进行全面调整，因此，计算吉林枢 纽接发列车能力具有更加现实的意义。 本文结合吉林枢纽实际，对枢纽接发列车能力概念、影响因 素、点线能力的协调以及计算方法进行了初步分析和探讨，同时 通过计算得出了吉林枢纽接发车能力的限制因素。 关键词：铁路枢纽运输能力接发车能力 北京交通大学工程硕士论文 第一章引言 第一节铁路枢纽的作用和地位 在铁路干线、支线的交会点或终端地区，由各种铁路线路、 专业车站以及其它运输服务的有关设备所组成的总体称为铁路枢 纽。进一步而言，铁路枢纽是在铁路网线路交叉点或终端地区， 由一个或几个在统一指挥下协调工作的专业站，这些专业站包括 客货联合站或客运站、货运站、编组站等，以及相应的进出站线 路与联络线、迂回线等技术设备组成的一个铁路运输综合体。 铁路枢纽是连接铁路干、支线的中枢，是由客流、货流从一 条铁路线路转运到另外一条铁路线路的中转地区。铁路枢纽是铁 路网不可缺少的重要组成部分。铁路枢纽内设有大量的线路、车 站、机务段、车辆段以及通信信号等技术设备，用以组织办理各 衔接线路方向间和本枢纽地区的中转、到、发、客货运输，以及 办理各种列车的始发、终到、通过和改编等作业。此外，还要供 应运输动力、进行机车车辆的检修等作业。因此，铁路枢纽对于 保证铁路网和本枢纽客、货运输的四通八达、畅通无阻，有着决 定性作用。铁路枢纽往往也是铁路、公路、水运、航空等现代交 通方式所构成的综合运输体系中交通运输根纽的有机部分，同时 由于一般大的铁路枢纽都是依托于城市，所以铁路枢纽有成为了 城市交通系统中的组成部分。 铁路枢纽是路网的主要组成部分，它的建设，对路网运输， 繁荣地方经济和城市建设都具有十分重要的意义。四十多年来， 北京交通大学工程坝l 论文 我国新建、改建铁路枢纽5 5 处，增强了枢纽功能，提高了路网输 送能力和机动性，对缓和运量与运能的矛盾起到了重要作用，使 路网上编组站分布的合理性得到了改善，为组织车流更臻有效和 合理奠定了基础。通过运营检验，事实表明，统筹规划，针对问 题，采取措施，强化铁路枢纽建设成效显著，为我国新建、改建 枢纽积累了宝贵的经验。建国前，我国铁路枢纽的形成与发展是 无计划的，设备非常落后，布局极不合理，往往几条铁路汇集在 同一个地方，不能构成统一运输的铁路枢纽。比如：在北京，有 原京奉( 沈) 铁路的i e 北京站，京汉铁路的i h 北京西站，京张f 包) 铁路的西直门站，丰台站则有京汉、京沈、京包三个车场：在济南， 津浦铁路和胶济铁路各有济南站并立；在郑州，陇海铁路和京汉铁 路各有郑州站并立等等。当列车进入枢纽便到了“终点站”不能 四通八达，畅通无阻，没有起到铁路枢纽的作用。建国后，随着 社会主义经济建设发展，运输量增长迅速，铁路运能日益紧张的 问题亟待解决。为尽快改变铁路运输被动局面，及时加强既有铁 路和枢纽车站，找出问题的症结，采取可行的措施，建立新线和 新形成的枢纽，以及配合城市、重大工程和大型工矿企业建设， 还相应地进行了铁路建设，以适应客货运量增长的需要。 随着铁路线路网络、城市社会经济的快速发展，铁路枢纽也 随之不断发展和变化，。纵观国内外铁枢纽发展的实践，可以总结 出影响铁路枢纽发展的主要因素包括枢纽在路网中的重要性、枢 纽的地理位置及其经济特征、引入枢纽的铁路线路数量等几个方 面： l 、枢纽在路网中的重要性：该因素对枢纽的发展规模和设备 能力的要求有决定性的影响。枢纽按其在铁路网上的地位和作用， 3 一 北京交通人学工程母：j 。论文 一般可分为路网性、区域性和地方性三大类路网性铁路枢纽一 般都位于几条干线交叉或衔接的大城市，办理大量的跨局通过车 流和地方车流，设有较多的专业车站，其设备规模和能力都很大。 区域性铁路枢纽主要为一定区域范围的客、货运输和车流组织服 务，这种枢纽一般都位于干线和支线的交叉或衔接的大、中型城 市，办理管内的通过车流和地方车流，设备规模不大。而地方性 铁路枢纽承担的运输和车流组织任务则主要为某- - ：e 业区或港湾 等地方作业服务，一般位于大工业企业和水陆联运地区，办理大 量的货物装卸和小运转作业。 2 、枢纽的地理位置及其经济特征：该因素对枢纽的发展和布 局有着重大影响。如枢纽所在地是首都或省会，通常都是全国或 地区的政治、经济、文化中，i l 、，引入的铁路线路较多，枢纽的发 展一般都很大，枢纽内的各类车站较多，其总体布置以环形及复 合型居多。而位于一般城镇的铁路枢纽，引入枢纽的铁路线路相 应地比较少，其发展规模就相应地比较小。此外，铁路枢纽是位 于国境还是腹地，是矿山、港d 等路网的起讫点还是铁路干线汇 集处，枢纽所在地是否有江河或山丘等，都在不同程度上影响着 枢纽的发展和布局。 3 、引入枢纽的铁路线路数量：该因素对整个枢纽内的车站数 量、联络线、迸站线路和交叉疏解布置有很大影响。引入线数量 愈多，相应汇集的车流就愈大，客、货流向也相应增加，需要的 设备数量也多，将各引入线联结为整体的联络线、环线、进站线 路就越多，使枢纽的交叉疏解布置越复杂。各引入线路的技术特 征，诸如引入线坡度、牵引种类、列车重量、客货专用或客运高 速专线等等，对枢纽线路引入方式、线路交叉疏解布置、车站设 北京交通大学工程坝士论文 计、机务设备配置等，都有不同程度的影响。 4 、客货运量的流量和流向：各引入线路的客、货运量及其流 向和性质，例如是到达、发送流还是中转流；是长途、短途流还 是或市郊流，这些是在研究线路的引入方向和车站、联络线及直 径线的设黄，客、货运站和编组站的设置及布局，以及各类车站 的设计规模和股道数量等等环节是必须加以高度重视的关键因 素。 另外，如前面所述，铁路枢纽大都依托于大的城市，所以所 在地的城市总体规划，特别是城市内部交通和外部交通规划，这 些在我们分析和研究铁路枢纽的布局形式、线路引入地点、联络 线和各类车站的配置、支线和专用线的修建等等方面的的设计与 建设是，必须在城市总体规划和交通规划的大背景下来进行分析。 因此，城市规划和交通规划对铁路枢纽的发展也具有一定的影响。 第二节吉林铁路枢纽概况 吉林铁路分局地处吉林省东南部、管界跨吉、黑两省1 6 个 市、州、县：吉林枢纽位于沿江临山的第二大城市吉林市，是长 图、沈吉、吉五铁路的交汇点。辖内长图线东西横贯吉林省，西 与京哈干线相接，东连东北亚金三角地区的图们、珲春口岸；吉 五、沈吉线北接哈尔滨，南达沈阳，构成了与哈大干线并行的南 北重要通道。枢纽示意图如图l 。 一、枢纽内主要车站概况： 桁纽共有各类车站1 1 个。 北京交通_ 入学丁程坝土论义 1 、吉林站为枢纽内的客运站，枢纽内的始发、终到旅客列车 均在此办理。 2 、棋盘站为枢纽内的编组站，衔接吉长( 吉林一长春) 、吉 五( 吉林一五常) 、吉图( 吉林一图们) 、吉梅( 吉林一梅河口) 四个方向。为单向二级三场混合式编组站，担当所衔接方向的直 达、直通、区段、摘挂列车和枢纽小运转列车的解编任务。棋盘 站于2 0 0 1 年7 月进行了自动化驼峰改造，该站目前日均办理4 6 0 0 辆，其中有调3 7 0 0 辆。 3 、吉林北站为二等区段站，车站与吉林热电厂、吉化公司化 肥厂、吉化铁运公司编组站以及吉林市水泥厂等企业的专用铁道 相接轨。车站主要承担吉林铁路枢纽小运转和吉五线部分直达和 摘挂列车的编解作业以及吉林北地区专用铁道出入车列的编解作 业，为经济吸引区内六十四家大、中型企业服务，为全路较大危 货办理站。 蚓】占林铁路枢细示意剧 北京交通大学：】一程倾十论文 4 、龙潭山站为二等区段站，车站主要办理吉化炼油厂的原油 及其产品的到发运输任务，在路网中主要担负油龙列车，吉林枢 纽小运转列车的编解任务和部分货物列车的摘挂。 5 、哈达湾站为按技术作业性质为中i 到站，按业务量为二等站。 车站主要担负吉林铁合金股份有限公司、吉林炭素股份有限公司、 吉林纸业股份有限公司、冀东水泥吉林有限责任公司、吉林华锦 有限责任公司等五个较大企业的原材料和产品到发运输任务，在 吉林枢纽中主要担负小运转列车编解任务和部分货物列车的摘 挂，以及客车底取送作业等。 6 、九站、新九、江北、唐房、江密峰、北山为枢纽内三等及 以下中间站。 第三节铁路枢纽运输能力的构成及其定义 铁路枢纽是由固定设备( 主要包括枢纽内线路、车站及场库 等) 和移动设备( 包括配属机车、运用车及客车底等) 构成的一 个复杂的系统，它通过相应的运输组织工作来完成货物与旅客运 输的中转及地方作业。铁路枢纽各项设备之间必须相互协调才能 充分发挥枢纽的运输功能，任何一项设备都无法单独完成枢纽的 运输工作。这充分体现了铁路枢纽是一个综合、有机协调的运输 技术设备集合体的特征。 一、铁路枢纽运输能力的概念 铁路枢纽的运输能力，一般可解释为在一定的铁路枢纽设备 前提下，在一定的运量组成和行车组织条件下，该枢纽一昼夜能 北京交通大学丁程硕士论文 完成的发送旅客人数、办理车数和装卸货物吨数。从其定义中我 们可以看出枢纽运输能力是一定条件下的能力，不同条件下枢纽 的运输能力是不同的，离开了一定的前提条件，也就无从谈起铁 路枢纽的能力。进一步分析枢纽能力的定义可以得出，枢纽运输 能力的形成受如下三个方面条件的约束： 第一个约束条件：铁路枢纽设备的条件：是指该枢纽的固定 设备，包括该枢纽的范围，衔接干、支线方向及其技术特征，枢 纽内各站规模与布局，枢纽线路及其疏解设备，枢纽总布置图结 构等。铁路枢纽设备是枢纽运输工作的物质基础，离开了铁路枢 纽固定设备，就不可能形成枢纽运输能力，它一定程度上放映了 枢纽的数量信息。 第二个约束条件：运量组成的约束：该方面的约束往往是指 该枢纽办理的客货运量及性质，包括衔接干线的客、货运量比重， 有调、无调中转车的比重以及通过、地方作业车比重等。第一个 约束条件主要侧重于固定设备，而第二个条件主要侧重于枢纽所 承担的运输对象、移动设备的属性，它一定程度上反映了枢纽的 质量信息。 第三个约束：行车组织方法的约束：该约束是指该枢纽内各 客运站、货运站、编组站等专业站的分工方案，还包括列车编组 计划，运行图、机车交路和客、货列车在枢纽内的径路等。不同 的行车组织方法直接影响着枢纽的运输工作效率，从而得出不同 的枢纽运输能力。与枢纽设备及枢纽运量组成相比，行车组织方 法更主要的是以一种人为因素的方式影响着枢纽的运输能力。既 然主要是一种人为因素，我们就可以通过改变它而产生对我们有 利的结果。也就是通过确定合理的行车组织方式和方法，使得枢 北京交通人学丁程碱论文 纽能够在现有枢纽设备的基础上完成尽可能多的运输工作。 止l # i - 约束枢纽能力的因素还包括移动设备如机车车辆的配 属、人员的配备等，但在讨论枢纽运输能力时，我们假定移动设 备及人员配备可充分满足枢纽内办理各种作业的要求，并可根据 运量的要求随时做出调整，因此不作为枢纽运输能力的限制因累。 二、枢纽运输能力的构成 从铁路枢纽的定义可以得出，铁路枢纽是由点系统和线系统 综合构成的一个系统，由点、线系统的协调工作来完成枢纽的运 输任务，也就是说体现出枢纽运输的能力。纵观国内外在该方面 的研究资料，可以总结出铁路枢纽运输能力包括点系统能力、线 系统能力两个大的方面。下面分别阐述如下： ( 一) 点系统能力的构成 点系统能力包括解编子系统、客运子系统、货运子系统、机 务子系统等四个子系统的能力。 1 、解编子系统及其能力 解编子系统的设备构成：设备包括枢纽范围内的编组站、区 段站、工业站、港湾站、编组始发或阶梯直达列车的基地站以及 编解小运转列车的中间站等。一般在大城市铁路根纽中对枢纽运 输能力起决定作用的是编组站。在为工业企业或港口运输服务的 工业铁路枢纽和港湾铁路枢纽中，工业编组站和港湾编组站对该 枢纽的运输能力起决定作用。 解编子系统的能力构成和分析：解编子系统能力是保证各衔 接方向f 刮中转车流在枢纽内畅通的关键。按车流的性质，中转车 流司分为无调中转和有调中转两种。这两种车流在解编子系统内 的作业是不同的，完成其作业所占用的系统的设备也不完全相同， 北京交通大学工程硕+ 论文 因此解编子系统又可细分为无调中转系统和有调中转系统。决定 无调中转系统能力的有咽喉通过能力和到发钱能力，我国多数编 组站上出发兼通过场或到发场的通过能力往往成为无调中转系统 能力的限制因素。有调中转列车在枢纽解编子系统的作业流程为： 到达一解体一编组一出发，每一种作业的能力都受到相应设备能 力的限制，因此，决定有调中转系统能力的因素除到发线通过能 力和咽喉能力以外，还受改编能力影响，改编能力通常由驼峰解 体能力、调车场尾部编组能力共同确定。通常情况下，编组站的 改编能力往往成为该系统的限制因素。 根据本人工作实践和吉林铁路枢纽的实际情况，本人认为当 枢纽内除编组站担当解编任务外，还有区段站或工业站以及担当 小运转列车解编任务的中i a 站时，也应视为枢纽解编子系统能力 的组成部分。 2 、客运子系统及其能力 客运子系统设备构成：枢纽内的客运站、客车整备场、以及 候车室等主要客运设施构成了枢纽内的主要客运子系统设备。 客运子系统的能力构成和分析；运转作业、客运作业和客车 整备作业是客运予系统内的主要作业。运转作业主要指旅客列车 的接发作业，客运作业则指售票、候车、检票、行包到发等旅客 运输组织工作。客运站运转设备的能力由客运列车到发钱和咽喉 的通过能力组成。客车整备场的能力由整备线能力和咽喉通过能 力组成。客运设施的能力则出候车室、行包房、跨线设备和售票 能力等组成。由于旅客列车性质不同，始发、终到旅客列车的能 力决定于客运站的到发线、咽喉能力以及整备场的整备线能力。 我国多数客运子系统的能力取决于到发能力和整备能力。 北京交通大学工程硕士论文 3 、货运子系统及其能力 货运子系统设备构成：其设备包括枢纽内的货运站、货场及 专用线等。 货运子系统能力分析：货运设备的能力包括场库能力、装卸 能力、取送能力，通道能力等。货运子系统的能力在综合性货运 站多数情况下取决于固定设备场库的存放能力即场库的货位能 力。专业性货运站、港湾站或大宗货物装车站则往往决定于大型 装卸设备。另外，诸如调车机车、搬运货物的汽车等设备可以根 据需要随时增加，往往不会构成货运作业能力的限制环节。 4 、机务子系统及其能力 机务子系统设备构成：机务子系统设备包括枢纽内各客货机 务段、折返段的机车检修设备和整备设备。 机务子系统的能力：机务设备的能力包括检修能力、整备能 力及机车供应能力。 ( 二) 线系统能力 线系统能力包括区间子系统能力、桥隧能力等两个子系统能 力。 1 、枢纽区间子系统能力：枢纽区间子系统的通过能力与线路 区阳j 通过能力的概念相同，它与区间线路长度、坡度、闭塞方式、 列车运行速度、采用的列车运行图等因素有关。枢纽区阳j 子系统 能力指枢纽范围内正线的区涮通过能力、枢纽进出站线路疏解的 通过能力p j , a 枢纽内联络线、环线、迂回线的区间通过能力。 2 、桥隧能力：在设有大桥或长隧道的枢纽，大桥、隧道的通 过能力，有时成为枢纽能力的限制因素，其确定方法与单双线区 阳j 通过能力相同。 北京交通夫学工程f | j ；! j 。论义 第二章制约铁路枢纽运输能力因素的分析 根据前面章节对铁路枢纽运输能力的定义，可以得出制约铁 路枢纽运输能力的因素涉及多个方面，这些因素与枢纽的构成直 接相关，涉及解编系统的影响、客运系统的影响、货运系统的影 响、区间系统的影响、点线能力的协调等等诸多方面。对于一个 具体的枢纽而言，其运输能力的影响因素是各不相同的，该枢纽 的能力可能受到单的或多种因素的制约。 本章根据铁路运输组织学的基本原理，基于本人多年从事运 输管理工作的实践，运用系统工程、运筹学等理论，同时借鉴国 内在该方面的既有研究成果，从共性的角度探讨制约铁路枢纽运 输能力的因素，并对此进行一定的分析，从而为下一步针对吉林 铁路枢纽所进行的具体案例分析奠定理论基础。 第一节解编子系统及其影响分析 枢纽内解编子系统是铁路枢纽系统不可分割的重要组成部 分。编组站解编子系统是枢纽解编予系统的直接体现，它是货物 列车的生产基地。在铁路枢纽内，编组站的选址、布局，及与其 它各子系统的协调等因素，对铁路枢纽运输能力的整体发挥起到 至关重要的作用。 一、枢纽内编组站的布局对枢纽运输能力影响的分析 枢纽内编组站的布局主要是指枢纽内编组站设置的数量和编 组站在枢纽内的设置位置。编组站的设置对于枢纽的运输能力有 北京交通大学工程倾士论文 着很大的影响。就吉林铁路枢纽而言，我们重点讨论编组站在枢 纽内的设置位置对运输能力的影响。 枢纽总图结构、车流条件、城市布局及当地地形、地貌等因 素决定了编组站的设置位置。编组站设置位置不同，编组站及枢 纽的改编作业量、所产生的折角车流量、枢纽内的列车及单机走 行公里、车辆停留小时等均会有所不同，对枢纽运输能力的影响 也各不相同。 根据编组站在枢纽内的作用和性质，我们可以将枢纽内编组 站分为：主要为中转车流服务的编组站；既为中转车流服务 又为地方车流服务的编组站：主要为地方车流服务的编组站三 种。各种类型的编组站对枢纽能力的影响作用和成都市不同的， 下面分别阐述如下： 1 、为中转车流服务的编组站的设置 这类编组站的设置应与主要车流方向相配合，以满足主要车 流以最短径路通过枢纽，避免因编组站位置设置的不合理而造成 大量车流在枢纽内迂回折角，降低编组站的使用效率和枢纽的运 输能力。在有多个衔接方向的枢纽，为尽量减少折角车流在枢纽 内的迂回走行，编组站最好设在线路汇合处。 2 、为中转车流和地方车流服务的编组站的设置 因为该类编组站既为中转车流也为地方车流服务，所以确定 该类编组站的位置时，既要考虑主要径路车流在枢纽内走行的顺 直和折角车流走行的方便，又要尽量缩短枢纽小运转列车的走行 距离。但应避免为便利地方车流作业，把编组站设在装卸量大、 有货场及专用线的工业区内代替货运站或工业站的作用，这样设 置使中转车流的作业易受到地方车流的冲击和干扰，影响枢纽运 北京交通大学工程硕上论文 输能力的发挥。同时编组站可能远离线路汇合处，增加中转和折 角车流的空费走行距离。 吉林铁路枢纽即属于此种类型，枢纽内棋盘编组站位于三条 干线的交汇点，为了减少对城市的干扰，棋盘站没有设在长图本 线上，而是设在九江联络线上，为吉林化学工业公司服务的吉林 北工业站、为吉化炼油厂服务的龙潭山站通过枢纽直径线与其相 连，方便了地方车流的取送。 3 、为地方车流服务的编组站的设置 这种编组站一般均设置在港湾、大工业企业、矿山枢纽或尽 头式枢纽内，其位置应尽量设在靠近工业区、港埠区，既靠近所 服务的地区又不相互妨碍发展。 二、枢纽内编组站能力的协调性及其影响的分析 枢纽内编组站能力的协调性主要包括编组站布局的协调性、 编组站设备数量的协调性、枢纽内编组站的协调分工等方面的内 容。 1 、枢纽内编组站能力的协调性 编组站布局图形选择的不同，由于设备数量、规模及现代化 程度的不同编组站的解编能力存在一定差异。 2 、编组站设备数量的协调性 编组站的设备数量应该与其作业量相适应，设备数量的不足 和各项设备问能力的不协调将导致编组站解编能力紧张和设备负 荷偏大。要避免编组站设备数量的不足，要做到随改编作业量的 不断增加而及时增加设备的数量。 3 、枢纽内编组站的协调分工 编组站的到达、解体、集结、编组、出发各个作业蚵、节之恻 北京交通大学t 程坝士论文 是相互关联和互相影响的。为实现各环节的匹配，各项设备的能 力和负荷必须协调。在以往的编组站改扩建工作中因为忽视各环 节能力的匹配而造成了各项设备间能力的不协调，影响了编组站 能力的发挥。 2 0 0 1 年吉林铁路枢纽棋盘编组站实行驼峰自动化改造，解编 能力较大提高的同时，没有相应地详细论证到达场能力( 预留了 三条到发线) ，造成到达场能力紧张，使棋盘编组站整体能力受到 限制。 三、小运转开行方式及其影响 枢纽小运转列车是指在同一枢纽内各站间开行的列车，主要 担当着枢纽内地方车流的输送任务，它对于加速车辆周转和列车 的接续运行起着十分重要的作用。我国大型枢纽地方车流的发送 作业量占枢纽所在分局总发送作业量的5 0 左右，吉林铁路枢纽 的小运转发送作业量占吉林分局总量的约1 2 。同时小运转到车 还在枢纽内各车站间、各种列车间起着纽带作用，是一种重要的 枢纽内车流组织形式。因此，小运转列车开行方式的合理组织直 接影响到枢纽运输能力的发挥以及枢纽的畅通与否，是协调枢纽 运输能力、平衡枢纽内各车站作业量的关键。为实现枢纽运输能 力的充分发挥，在对枢纽小运转车流的径路进行合理确定的同时， 还须加强枢纽内车流的组织工作以加速小运转车流的输送，减少 编组站的改编作业。 吉林铁路分局于2 0 0 3 年按照沈阳铁路局要求核减5 台调小机 车，其中枢纽内3 台、吉林站1 台、龙潭山l 台、调度机车1 台， 直接影向了枢纽车流的迅速移动，6 8 月份棋盘编组站中时平均 延长o 3 小时，吉林北中时平均处长o 3 小时，龙潭山站中时平均 北京交通大学工程硕士论文 延长o 5 小时。因此，研究吉林铁路枢纽小运转开行方式，剔除 其不合理因素，实行枢纽内车流新的移动方式是十分紧迫和必要 的。 第二节客运子系统及其影响分析 客运站能力的大小直接影响到枢纽办理始发、终到以及通过 旅客列车的数量。客运子系统的设备包括枢纽内的客运站、客车 整备场以及客运设施等，客运子系统的能力是枢纽运输能力的 重要组成部分。客运站的布局、设备的数量，以及枢纽总图的布 置、货物列车在枢纽内的运行径路等因素直接影响到客运站的能 力。 一、客运站布局影响的分析 客运站的布局主要有通过式、尽头式、混合式三种形式。当 城市和枢纽的规模较小时，枢纽内只设一个客运站即可满足需要， 周时也便于运输组织和设备的有效利用。随着城市规模的扩大和 枢纽衔接方向的增多，所有客运作业都集中在一个客运站进行既 不方便旅客乘车，同时增加了运输组织的难度，还可能造成部分 旅客列车在枢纽内的迂回走行，此时应根据需要考虑在枢纽内设 两个以上的客运站。目前吉林铁路枢纽内只设有吉林站一个客运 站，吉林站将于2 0 0 4 年进行全面改造，增设四站台及东站房，吉 林铁路枢纽客运子系统的能力将得到进一步增强。 二、客运站通过能力影响的分析 如前所述，客运站能力大小直接影响到枢纽办理始发、终到 北京交通大学丁程硕士论文 及通过的旅客列车数量。影响客运站通过能力的影响因素包括客 车整备所的位置、机务段的位置、直通列车比例等级方面因素的 影响。 横列式和纵列式是客运站与客车整备相互位置不同的两种设 置形式。所谓纵列式就是客运站与客车整备所纵列布置，横列式 就是客运站与客车整各所横列布置。 客车整各所与客运站横列布置具有占地少，取送车底行程短， 设备集中是横列布置的突出优点，但车底取送切割正线，与列车 到发进路交叉严重，且有折返行程，车站通过能力较小，这些又 是横列式布置存在的不足。当客车整备所与客运站纵列布置式布 置时，其咽喉区的进路交叉较少，车站的通过能力较大；客车车 底的取送没有折返行程，作业方便：整各所与旅客列车到发线之 f b 】的纵向距离可远可近，便于利用地形，互不影响发展。因此， 在条件允许的情况下应该尽可能采用纵列配置的形式。 机务段的设置有机务段与客车整备所分设、客运机务段与客 车整备所合设两种不同的方案。分设于客运站两端时，车底取进 和机车出入段作业分散在两端咽喉，通过能力较大，有利于各自 的发展但这种布置用地较多，对城市干扰也大，在建筑时往往 会引起巨大的拆迁工程。合设于客运站一端时，用地较集中，对 城市干扰少，便于利用本务机车取送客车车底。因此，当客货列 车对数较多、客运站与整各所纨列布置并设置外包正线时，税务 段与客车整各所集中没于客运站一端是较为有利的。 3 、直通列车比例对客运站到发线通过能力的影响 直通列车比例是客运站到发线通过能力影响的主要因素。是 指在车站设备、列车技术作业过程一定的情况下到发线一昼夜内 北京交通大学工程硕士论文 能够接发的最多列车数。其影响因素包括各种列车占用到发线的 时间，各种列车所占的比例，列车到发的不均衡性，到发钱的空 费等因素。其中客运站通过列车所占比例对车站通过能力的影响 最大，车站通过能力随着直通列车比例的增大而显著增加。 三、旅客列车到发不均衡影响的分析 由于客运营销战略的整体要求，夕发朝至、朝发夕归等旅客 列车的开行方式不可避免地造成客运站或枢纽出现旅客列车拥到 或拥发现象。而且铁路系统进行的几次提速，也从客观上导致了 客车的不均衡到发。运输的不均衡性是客观存在的，由季节运输 的波动性到一昼夜各时间段运输的波动性，都将使车站或枢纽运 输产生较大的不均衡性。运输的不均衡产生的原因众多其中旅 客列车密集到发是主要原因之一。 客运列车密集到发，将对枢纽能力产生解编能力虚糜、客运 设备的负荷不均、不利于机车运用等负面影响，主要表现如下： 1 、解编能力虚糜。在旅客列车密集到发期间，由于编组站到 解子系统无列车可解，编发子系统有列车也不能出发，造成驼峰 解体能力虚糜，同时也延长了车辆在编组站上的停留时间。 2 、客运设备的负荷不均。在旅客列车密集到发期间枢纽客运 系统设备负荷量大，造成客运到发线能力、咽喉能力以及客车整 备能力、候车能力的全面紧张，而在非密集到发期间内客运设备 能力又虚糜浪费。例如，吉林铁路枢纽0 ：0 0 4 ：o o 间，枢纽 内客运站基本上不接发列车，这显然造成客运能力的虚糜浪费。 3 、不利于机车运用。在旅客列车密集到发的高峰期，根纽内 机务段需要配备较多的客运机车。而此时货运列车却又由于不能 及时到发，机车在自、外段的停留时间相对延长。 北京交通大学工程坝l 论文 第三节货运子系统及其影响的分析 在铁路枢纽内进出的货流包括经枢纽中转的通过流和在枢纽 装卸车的始发、终到流两部分，一部分为经枢纽中转的通过流： 另一部分为在枢纽装卸车的始发、终到流。后者按装卸作业地点 的不同又可分为在货运站( 货场) 或专用线，工业站或专用铁道 及港湾站或专用铁道内进行装卸作业的地方流三部分。 一、货运子系统设备布局影响的分析 1 、铁路枢纽内货运子系统布局的影响 铁路枢纽内货运站或货场的分布 铁路枢纽内货运站( 货场) 的分布直接影响到能否缩短货车 在枢纽内的走行旱程，减少货车取送对区间正线、编组站等设备 能力的影响；涉及到能否便利货主办理货运业务，工业企业线是 否取送方便。 铁路枢纽内货运站( 货场) 的数量 在中、小城市的铁路枢纽内集中设置一个货运站( 货场) 办 理货物运输，有利于减少车辆在编组站的改编和集结时间，加速 货车的取送作业，从而减少对枢纽运输能力的不利影响。而在大 型或特大城市地区的铁路枢纽，作业过分集中，不仅会给城市交 通带未很大压力，而且由于货运站的能力常常不能适应货运量的 要求，往往影响编组站不能及时进行取送作业，使编组站出现货 车积压或不畅通的现象，给枢纽运输造成不利影响。因此，位于 这种城市的枢纽一般根据运量的大小及作业的需要，应设置两个 以上的综合性货运站( 货场) 。 北京交通大学 一程硕十论文 2 、工业铁路枢纽内工业站布局的影响 工业站的位置应靠近货流入口或出口地点，使企业的原材 料来源和产品流向与工业企业总布置图和生产流程相适应，以避 免造成车流在枢纽内绕行，影响铁路枢纽内的区间能力。 位于枢纽内的工业站，与直接联系的编组站间应有便捷的 通路，使运行于编组站和工业站之间的小运转列车不产生折角迂 回，占用枢纽区间的能力。 二、货运站( 货场) 设备能力对枢纽运输能力的影响 铁路枢纽货运站( 货场) 设备能力包括货运站到发线通过能 力；咽喉通过能力；调车线、牵出线的改编能力；货场中场库设 备的存放能力装卸线的装卸能力：货场道路的通行能力等。这些 设备能力必须满足货运子系统内各项作业的要求，并且各设备能 力必须相互协调，才能充分发挥设备潜力，保证枢纽货运站( 货 场) 的畅通。 货运站( 货场) 的畅通与否，对铁路枢纽的能力有着重要影 响。因货运站( 货场) 设备能力紧张致使其不能接车，造成待卸 车辆在编组站及附近中间站停留，产生大量拔头，造成编组站堵 塞，甚至枢纽堵塞，会严重影响枢纽能力。因此，货运站( 货场) 设备能力对枢纽能力有着直接影响。 吉林分局吉林北站因吉林化学工业公司1 0 5 电厂电煤集中到 达，曾于1 9 9 5 年、】9 9 7 年产生两次严重压车，高峰时枢纽内压 车达5 0 0 车，造成严重的枢纽堵塞。 三、货运子系统内作业组织的影响 货运子系统内的作业组织主要包括装车作业组织、卸车作业 组织、取送车作业组织等，这些作业组织工作质量的好坏，直接 北京交通人学_ t 程坝j 论义 影响货运系统的能力，以至影响枢纽能力的发挥。 加强枢纽内的装卸车作业组织，对于加速车辆周转。提高场 库的使用率，缓解货运能力的紧缺状况，有着十分重要的意义。 增加直达车的比重，可以有效地减轻编组站的改编负荷，增强编 组站处理中转车流的能力保证枢纽运输的有序、畅通。取送车作 业是进行货物装卸作业的基础，取送车作业组织的好坏对加速车 辆和货位周转，充分发挥货运设备的能力都有着直接而重要的影 向。 第四节机务子系统影响的分析 机务子系统是枢纽系统的重要组成部分，它主要向枢纽运输 提供牵引动力。机务子系统能否及时、充足、合理地供应机车， 对于保证枢纽运输的畅通和商效低耗，有着重要的意义。 一、机车交路对枢纽运输能力的影响 机车交路按所担当的牵引任务一般分为客机交路、货机交路、 补机交路和小运转交路四种、按机车所担当牵引区段长度可分为 短交路和长交路。机车交路除直接影响沿线机务设备布局、规模 及其类型外还影响着机车运转方式和乘务制度的确定。目前我国 铁路机车运用主要有肩回运转制和循环运转制两种方式。 二、乘务制度对枢纽运输的繁响 我国铁路现行的机车乘务制度分为包乘制和轮乘制两类，两 者各有利弊。 按照吉林分局跨越式发展规划，实施机车长交路，吉林分局 北京交通九学工程硕士论文 将取消一个机务段、一个折返段，机务子系统布局将产生较大变 化。实行长交路轮乘制可以减少直通、直达列车摘挂机车的次数， 缩短中途站停时间，提高旅速，加快货物送达以及车辆的周转， 有利于枢纽的畅通，提高枢纽运输能力。 第五节线路子系统影响的分析 枢纽线路子系统包括枢纽区间、跨江河枢纽的大桥等，枢纽 内各个车站就是通过枢纽线路子系统而相互联系，进而实现车流 的交换及货物的装卸车作业等。因此线路子系统也必须保证提供 充足的通过能力并达到枢纽内的点钱能力协调，才能充分发挥枢 纽设备的作用，保证枢纽的畅通。 一、枢纽区间对枢纽能力的影响 枢纽区间包括枢纽环线、直径线、迂回线和联络线等。 1 、枢纽环线 环线将各衔接方向连接起来，形成一个整体。枢纽环线对枢 纽运输有着重要的作用。枢纽各衔接方向之间的折角直通货物列 车、小运转列车可以经环线运行而避免穿越城市，减少列车走行 公旱和对枢纽作业及城市的干扰，从而提高枢纽的运输能力，增 强枢纽运输的机动性。同时枢纽环线的存在，使得枢纽内专业车 站的设嚣更易于满足枢纽运输的需要。 枢纽环线距城市中心的半径应与城市规模、城市规划和运量 的大小相适应，半径过小或过大，对于城市的干扰、城市的发展 以及折角车流的走行、城市客、货交通运输会带来不利影响。 北京交通人学工程硕士论文 2 、枢纽直径线 枢纽直径线指环形枢纽内的直径线，它是在城市枢纽发展过 程中逐步形成的。直径线与枢纽环线相配合，可以缓解彼此的运 输压力提高枢纽的通过能力，同时也提高了枢纽运输的灵活性。 直径线一般都深入市区，在直径线上设置客运站或货运站可 以在较大程度上便利旅客或货物的运输，但需要与城市规划密切 配合，以减少对城市的妨碍。 3 、枢纽迂回线 在枢纽外围各衔接方向之间修建迂回线，使衔接方向之间的 直通货物列车和枢纽小运转列车经迂回线通过，不进入枢纽内部， 可以减轻枢纽内区间通过能力的负荷，保证枢纽畅通，同时还可 以缩短直通列车的走行里程。 4 、枢纽联络线 枢纽联络线设置在枢纽内正线的交叉会合处。联络线的设置 方便了各衔接方向之间列车的交换，消除了折角列车的运行从而 减轻了编组站的负荷，在一定程度上也提高了枢纽的通过能力。 二、大桥对跨江河铁路枢纽通过能力的影响 由于第二松花江及其支流在吉林市内穿过，使吉林枢纽成为 跨江河柄纽。吉林枢纽内4 座铁路桥，分别位于吉林一龙潭山、 吉林北一棋盘、新九站一棋盘、棋盘江密峰四个区恻内。因此 有必要把这四个区间作为枢纽线系统的重点区间进行通过能力计 算。 北京交通大学工程硕士论文 第三章铁路枢纽点线能力的协调 第一节铁路运输点线能力协调问题 运输能力协调研究领域中需解决3 个主要问题：( 1 ) 协调的概 念和原则还有待进一步澄清；( 2 ) 从动态的角度研究协调，不但要 在设备能力上协调，更要在作业过程中协调。( 3 ) 协调概念具有一 定的模糊性。也就是找出协调的隶属度( 或概率) ，或者说如何量 化协调的程度? 上述3 个问题既有区别又有某种内在联系。 把运输系统看作是一个排队系统。在系统中要求服务的顾客 数( 车流或列流) 和为其服务的机构数( 如股道数、列检组数、调机 台数等等) 是一对矛盾。对顾客来说，服务机构的数量( 或服务速 率) ，当然愈多( 高) 愈方便；而对服务部门来说，机构越多( 或服务 速率越高) ，人力、物力的支出也就越大。因此，问题就转化为如 何在顾客的等待与服务机构的数量( 或服务速率) 之间取得合理的 平衡。对大多数实际排队模型，问题的关键在于确定服务率、或 服务机构数，或确定选取顾客进行服务的规则，或确定这几个量 的某种组合，使得在某种意义上达到最优；当然也可能是确定到 达率，或与别的量的某种组合。总之，要寻求排队模型中某些参 变量的撮优值。如编组站的解编系统在改编流的强度变化或解编 设备的服务时间出现不均衡变化时，都将引起能力的不协调。由 不协调到协调，一是设备改扩建使之协调，例如增加股道数；改 建驼峰等；以适应改编作业量的要求；二是由行车指挥人员日常 作业组织进行协调，使能力富裕环节尽可能协助能力紧张环节。 二哲虽然都是用模型所求得的结果对系统进行优化，但前者是研 究设备能力在设计中如何使之相互匹配，而后者是研究如何在日 北京交通大学工程颂j j 论义 常组织指挥中尽量使各作业环节有节奏地均衡地运作。这里需区 别两种不同的情形：一种是对已有服务系统的最优运营f 控s u ) ， 称为动态最优：一种是服务系统的最优设计，称为静态最优。前 者是对现有排队系统寻求最优运营策略( 规则) ，也叫系统的实时 控制；后者是在新的服务系统设置之前或在旧有系统改造之前， 就对未来的情形有所估计，使设计人员有所依据。硬件方面的措 施如现有设备的技术改造，新站、新线的建设等显然是系统的最 优设计问题，即属于静态最优，主要是研究各种相关设备间能力 的匹配问题；而同常作业组织措施，是在系统的设备已经固定的 前提下，从行车组织上进行协调，是对系统的实时控制或处理， 属于动态最优。例如在实际运营过程中我们可采取多种措施，加 快作业节奏，以缩短服务时间。在以往的研究中，一般都直接把 协调问题归于设备数量的匹配问题，这显然属于静态最优问题。 特别是排队分析法，排队模型一般都存在一个“开始”时期，在 这个时期中，队长分布、等待时间分布、忙期分布，均依赖于系 统已运营的时间t 和初始状态( 顾客数) 。这些统称为瞬时性质，要 获得这些依赖t 的分布是很困难的。这就是说排队分析法几乎无 法对系统进行实时考察和控制。然而在许多情形下，服务系统运 营充分长的时间之后，趋于统计平衡，分布再不随时间变化，而 且初始状态的影响也趋于消失。这些都属于统计平衡性质。相对 于瞬时性质来说统计平衡性质是易于获得的，排队分析法只是求 出了运输系统排队模型的平衡解，而这些解只能用于排队系统的 设计，包括股道数量、列检组数目、调机台数等等。模拟分析法 已仞步具有了动念性，但也只是停留在设备数量的匹配上。 同时，协调是一个模糊概念。协调是一个连续变量，而不是 北京交通大学丁程硕一j 论文 “是非”二值变量。如：某编组站在一昼夜中间有5 h 出现作 业困难，后经调度采取调整措施，在剩余的时间里作业恢复正常， 那么在这一昼夜内，能力是协调呢还是不协调呢? 实际一昼夜内车 站作业是在“适应”和“不适应”之间交替变化的，而且具有连 续变化的性质。对所提的问题只能这样回答：在这一昼夜内，能 力的完满协调程度是1 9 2 4 。由于过去仅仅从静态的角度研究协 调，没有和作业