（交通运输规划与管理专业论文）铁路编组站运营工作评价研究.pdf

摘要编组站是铁路运输企业的重要组成部分，其运营工作是通过组织、协调运输生产和编组站各个子系统的生产活动，保证铁路不问断地、安全地、有节奏地运转以及路网的畅通。随着铁路行业的快速发展，编组站系统内外部环境发生了很大的变化，影响编组站运营工作的因素愈加复杂，当前编组站运营工作的评价体系难以适应编组站运营管理的需要。为了提高编组站的管理水平，找出一种相对科学、合理的，但又简便易行的运营工作的评价方法，对车站的运营工作做出客观评估，提高编组站的工作效率，本文探讨了不均衡运输条件下编组站的运营工作评价问题。首先，分析了不均衡运输条件下编组站的运营特征及不均衡运输对编组站运营工作影响，进一步探讨了不均衡运输条件下的编组站能力计算的方法。其次，利用基于目标函数的模糊i s o d a t a 对编组站进行了聚类分析，分类后的每一类编组站在衔接区段、列车运行线分布特点、车流量大小和结构等客观条件存在很大的相似性。再次，提出了不均衡运输条件下编组站运营工作的评价指标体系。该指标体系包括了数量指标、质量指标、效率指标、安全指标、效益指标和生产投入指标，全面地反映了编组站运营工作的现状。然后，建立了基于模糊d e a 的编组站运营工作的评价模型，弥补了确定型d e a 评价模型的不足，并对i 类和i i 类共9 个编组站的运营工作进行了评价。最后，建立了基于模糊d e a 的编组站运营工作的改进模型，并以向塘西站为实例对编组站的运营工作改进进行了分析，取得了良好的效果。关键词铁路运输，编组站运营，指标体系，模糊d e a ，评价a b s t r a c tt h em a r s h a l l i n gs t a t i o ni sa ni m p o r t a n tc o m p o n e n to fr a i l w a yt r a n s p o r t a t i o ne n t e r p r i s e ，a n di t so p e r a t i o nw o r ki st oo r g a n i z ea n dc o o r d i n a t et h et r a n s p o r t a t i o n ，p r o d u c t i o na n dt h ep r o d u c t i o na c t i v i t yo fe a c hs u b s y s t e mo fm a r s h a l l i n gs t a t i o ns oa st og u a r a n t e et h er a i l w a yo p e r a t eu n i n t e r r u p t e d l y , s a f e l ya n dr h y t h m i c a l l ya sw e l la st h er a i l w a yn e t w o r ks m o o t h l y w i t ht h ed e v e l o p m e n to fr a i l w a yi n d u s t r y , t h em a r s h a l l i n gs t a t i o ns y s t e mi n t e r n a la n de x t e r n a le n v i r o n m e n t sc h a n g ee x e r t sg r e a ti n f l u e n c eo nt h em a r s h a l l i n gs t a t i o n so p e r a t i o nw o r k t h ep r e s e n tm a r s h a l l i n gs t a t i o no p e r a t i o nw o r ke v a l u a t i o ns y s t e mc a nn o ta d a p tt h en e e d so fm a r s h a l l i n gs t a t i o no p e r a t i o nm a n a g e m e n t i no r d e rt oi m p r o v et h em a n a g e m e n tl e v e lo fm a r s h a l l i n gs t a t i o n ，f i n das c i e n t i f i ca n dr e a s o n a b l ek i n do fe v a l u a t i o nm e t h o d st om a k ea no b j e c t i v ea s s e s s m e n to fo p e r a t i o nw o r ka n di m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fm a r s h a l l i n gs a t i o n ，t h et h e s i sd i s c u s s e st h ee v a l u a t i o no fo p e r a t i o no fr a i l w a ym a r s h a l l i n gs t a t i o nu n d e rt h en o n e q u i l i b r i u mt r a n s p o r t a t i o n f i r s t l y , a p p l y i n gt h et h e o r yo fs y s t e me n g i n e e r i n ga n ds c i e n t i f i ci n v e s t i g a t i o nm e t h o d s ，g e n e r a lc h a r a c t e r i s t i c sa n dm a i nf a c t o r so fi n f l u e n c i n gm a r s h a l l i n gs t a t i o n so p e r a t i o na r ea n a l y z e da n dm a r s h a l l i n gs t a t i o nc a p a c i t yc a l c u l a t i o nm e t h o du n d e rt h en o n e q u i l i b r i u mt r a n s p o r t a t i o na r ed i s c u s s e d s e c o n d l y , a p p l y i n gt h ef u z z yi s o d a t ac l u s t e r i n ga n a l y s i sb a s e do nt h eo b j e c t i v ef u n c t i o nt oc l a s s i f yt h em a r s h a l l i n gs t a t i o na g a i n e a c hk i n do ft h em a r s h a l l i n gs t a t i o ni ss i m i l a ri nt h eo b j e c t i v ec o n d i t i o no fc o n n e c t i o ns e c t i o n ，t r a i nt r a v e ll i n ed i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c ，t r a f f i cf l o wm a g n i t u d ea n ds t r u c t u r e t h i r d l y ,t h ei n d e xs y s t e mo fc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no fm a r s h a l l i n gs t a t i o n so p e r a t i o nu n d e rt h en o n e q u i l i b r i u mt r a n s p o r t a t i o ni sp u tf o r w a r d t h ei n d e xs y s t e mi n c l u d i n gt h eq u a n t i t a t i v ei n d e x ，q u a l i t a t i v ei n d e x ，e f f i c i e n c yt a r g e t ，s e c u r i t yt a r g e t ，b e n e f i ti n d e xa n dp r o d u c t i o ni n v e s t m e n ti n d e xc a nr e f l e c tt h ep r e s e n ts i t u a t i o no fm a r s h a l l i n gs t a t i o no p e r a t i o nw o r kc o m p r e h e n s i v e l y f o u r t h l y , t h ee v a l u a t i o nm o d e lb a s e do nt h ef u z z yd e aw h i c hm a k e su pt h ei d e n t i f i e dd e am o d e li sb u i l ta n dt h e n t h em o d e li sa p p l i e dt oe v a l u a t et h eo p e r a t i o nw o r ko ft h eia n di ik i n dm a r s h a l l i n gs t a t i o n a tl a s t ，t h eo p e r a t i o nw o r ki m p r o v e dm o d e lo fm a r s h a ll i n gs t a t i o nb a s e do nt h ef u z z yd e ai sb u i l ta n dt h e na p p l i e dt oe v a l u a t et h ei m p r o v e m e n to ft h eo p e r a t i o nw o r ko ft h ex i a n g t a n g x im a r s h a l l i n gs t a t i o n k e yw o r d sr a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n ，i n d e xs y s t e m ，f u z z yd e a ，e v a l u a t i o ni i io p e r a t i o no fm a r s h a l l i n gs t a t i o n ，原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：翌选竖里日期：三尘蔓年月尘日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者硌型迎导师签磁眺醴年啤日硕+ 学位论文第一章绪论第一章绪论1 1 选题背景铁路是一个庞大而复杂的系纠】，整个运输生产过程是在全国纵横交错的铁路网上进行的，从路网的结构上看，它是由点( 车站和枢纽) 和线( 线路) 两个子系统组成，在进行运输生产时，必须协调好两者的关系。目前我国铁路拥有几万公里的运营网络，几千个车站，配备大量的技术设备；设有运输、机车、车辆、工务、电务等业务部门；每天有上万台机车和几十万辆编组成数以千计的各种列车，在四通八达的铁路线上昼夜不停地运行。同时，铁路运输的作业环节多而复杂，要求各单位和各工种间密切配合，协同动作，像一架庞大的联动机环环紧扣，有节奏地工作，为此，在铁路运输组织工作中必须贯彻高度集中、统一指挥的原则。铁路运输的主要任务是合理组织运输生产过程，采取各种有力措施保证安全、迅速、经济、准确、便利地运送旅客和货物，以满足国家建设和人民的需要，提高铁路运输产品的市场竞争能力。为了更好地满足市场经济的需求，铁路部门先后进行了六次大提速，开行了大量的“朝发夕致，或夕发朝致”的旅客列车，特别是2 0 0 7 年4 月1 8 日第六次大提速还开行了时速达2 0 0 k m 的“和谐号 动车组，然而受到既有线路设备的限制，我国绝大部分线路是客货混跑，所以车站客货列车的集中和不均衡到发将成为常态，理想状态下的均衡运输将更加难以形成。铁道部多次在新列车运行图的编制理论和实践中将客货列车的分布不再以均衡运输作为基本出发点，出现了旅客列车在不同地点不同时间段密集到发的新情况。旅客列车的不均衡到发，最终加剧了编组站货物列车到发不均衡，同时部分货物列车如五定班列也考虑合理到发时间域或固定线路，不均衡运输对车站运转设备的使用、车站作业组织、车流接续及中转时间等都产生比较大的影响，编组站运输组织工作面临新的挑战。同时，生产力布局调整后，在新的管理体制下，由路局直管站段，影响编组站运营工作的因素愈加复杂，当前编组站运营工作的评价体系难以适应编组站运营管理的需要，为了持续提高编组站的科学管理水平，就有必要对编组站运营工作的合理评价问题进行研究，找出一种相对科学、合理的，但又简便易行的编组站运营工作的评价方法，不间断地对车站的运营工作做出客观评估，找出偏差，分析偏差原因并采取应对措施，牢牢控制编组站的运营工作。1 2 国内外研究现状国外铁路以“高速、重载、按图行车的为主要特征的运营管理模式对我国编组站的设备配置与运用、运营管理等有很高的借鉴价值，但我国铁路的运营组硕士学位论文第一章绪论织管理模式与国外有着很大的差异，运输密度与能力利用率均处于世界较高水平，因此，必须结合我国的实际国情来研究编组站的运营工作的评价问题。文献【5 】介绍了依靠基于d i s p o g v 的编组站控制系统，可以更有效地快速地完成编组站编组整列列车，而且站停编解时间短，费用低，作业效率高。文献 6 】介绍了新的维也纳中心编组站，由于大量采用先进设备和技术，通过计算机辅助决策和操作系统，实现了列车从到达、解编和出发作业自动化，取得了明显的经济和社会效益。由于国外铁路的自动化水平较高而且运输能力比较充裕，所以国外铁路关于编组站运营工作评价方面的研究比较少。新中国建立以来的一个相当长的时期内，我国铁路的编组站的运营工作主要借鉴前苏联的一整套运营组织模式，建立了一整套相对完善的评价指标体系( 运站报1 2 ) 。随着我国铁路的快速发展，国内学者在编组站运营方面进行了大量的研究工作。文献 7 】研究了提速导致的列车不均衡到发对编组站运营工作的影响问题，提出了新的基于列流分析的编组站运营组织模拟分析模型，揭示了变动车流条件、编组站设备与不同运输组织措施的相互关系。文献 8 分析了既有编组站运营管理中存在的问题，提出了一套以经济效益为中心，内部模拟市场经营的运营指标体系。文献【9 】分析了列车到达不均衡对编组站作业的负面影响，提出了编组站通过能力，编组站车流结构条件通过能力和驼峰小时解体能力等概念来计算编组站的能力。文献 1 0 】和文献 1 1 】探讨了新形式下我国编组站的布局与分类，剖析了传统的全路编组站的布局方案存在的问题，从我国编组站的现状出发，提出了利用模糊数学的综合评价模型对多项指标进行综合评价，从而为编组站分类提供了一种量化途径。文献 1 2 】分析了铁路运营指标体系的现状及存在的问题，提出了建立与铁路运输企业资产经营责任制相适应的配套的铁路运营新指标体系应考虑的因素、遵循的原则及构想。文献 1 3 】根据铁路国有企业资产经营责任制暂行办法和编组站生产过程及其产品特点，提出一套以经济效益为中心、内部模拟市场经营的运营指标体系。文献【1 4 就“网运分离”的铁路运营体制下，针对当前编组站经济核算中主要根据办理车数、有调车数和无调车数等非编组站自身主观努力所能改变的指标进行运输收入的核算，从而难以调动工作积极性，提出建立全路统一的编组站经济核算体系，利用经济杠杆的作用激发编组站的内在动力。文献【1 5 】对编组站建立以经济效益为中心的运营体制，把编组站的工作质量和生产实绩与经济效益挂钩等方面进行了探讨，认为调动编组站工作积极性应从编组站的运输生产任务和特点出发，逐步改变现在主要对生产指标进行考核而忽略对经济指标考核的状况。文献 1 6 】调查分析提速干线上编组站近年运营状况。应用因素分析理论，分析编组站运营指标构成因素对其变化的影响规律。发现车流量波动对中时的影响不明显；影响中时变化的主要因素是有调中时和无调2硕士学位论文第一章绪论比；非生产性停留时间是有调中时和每车停时的主要影响因素。选取多项评价指标，根据近期统计数据运用主成分综合评价法对若干编组站运营状况进行评价分析，得到各编组站的主成分及综合得分，以此可掌握编组站的运营状况，并发现货车工作量和中转车运用效率是衡量编组站运营绩效的主要因素。提出加快货车周转、提高编组站运营效果的建议。文献【1 7 】运用模糊线性回归分析方法，建立了编组站运营指标体系的模糊预测模型。国内外的有关专家学者对新时期编组站的分类、自动化运营、能力计算以及运营指标体系进行了富有成效的研究，这些研究对编组站运营工作的评价的研究具有很大的借鉴价值。但是从整体上对编组站运营工作的评价方面进行的研究较少，尤其是在铁路市场化的进程和运营管理体制的深化改革的情况下，对编组站运营工作进行合理综合评价研究的并不多。1 3 问题研究的目的和意义均衡运输可以充分利用铁路运输能力，保证良好的运输工作秩序，同时对有效利用运输资源、缓解“瓶颈”制约、提高经济效率和效益具有重要意义。目前，我国铁路运输的市场化经营处在一个运输能力与运输需求局部结构性失衡、运输生产与市场营销错综复杂的不均衡运输阶段，随着铁路运营管理体制的深化改革，外部运输需求的深刻变化，及大量新技术设备的投入应用，车站，包括各编组站的技术作业组织，必然会发生相当大的变化，影响编组站运营状况的因素愈加复杂，原有方法制定的指标就难以评价车站的运营工作现状。建立合理的评价标准，不间断地对运营工作做出客观评估，找出偏差，分析偏差原因并采取应对措施，将对车站管理与控制产生积极的影响，积极发挥作为路网节点的编组站在铁路运输中的作用。那么在新的管理体制下和外部环境下，研究编组站的运营工作评价具有很强的现实意义，主要表现在以下几个方面：( 1 ) 是我国铁路发展的内在要求随着我国铁路的迅猛发展，据有关部门统计，到2 0 0 6 年年底，我国有6 0 得编组站能力达到容量饱和，可以预计，随着国民经济的发展，我国的客货运输需求猛增，又要进行一轮大规模的铁路扩能建设。对编组站的运营工作进行科学评价，j 下是编组站适应铁路事业持续发展的内在要求。( 2 ) 是合理进行资源配置的前提科学发展观要求经济的增长从“粗放”向“集约”的转变。铁路建设投资巨大，这就要求将有限的资源配置到那些运行效率高的编组站去，以获得更高的回报。对我国编组站运营工作进行评价，参考已有的经验，也为今后编组站的改扩建提供一个良好的思路，为编组站的布局、选址作为参考。铁路部门在改扩建编组站时，应该向那些资源配置合理、运行效率高的编组站进行倾斜，以实现资源配置3硕士学位论文第一章绪论的效益最大化。( 3 ) 有利于铁路主管部门的宏观调控对编组站的运营工作进行科学合理的评价，使铁路的主管部门对行业发展有一定的把握，客货运输能力的协调，点线能力的协调都将使铁路编组站发生较大的改变以应对发展形势。为适应跨越式发展的需求，有必要对全路的编组站布局重新调整，其目的是加速车辆的周转，和公路运输争夺市场。为此，未来的路网编组站，必须有更大的编解能力和车辆存储能力，能编组出更多长距离的高质直达列车。因此，路网编组站不仅要有足够数量的股道，而且要采用更先进的站场布局，和更先进可靠的调速设备，反之区域性和辅助遍组站的数量应减少，而规模也应适当缩小，以节省运营成本。( 4 ) 有利于编组站现代化水平的提高对我国编组站运营工作进行评价，找出影响编组站运营工作的关键所在，提高编组站的现代化水平，不仅能满足运输需求，也为减少作业定员、提高车站作业量，改善工人的劳动条件提供了保障，同时还能降低劳动强度，提高劳动效率，大幅提高人车安全水平，与编组站运营工作水平的提高形成良性循环。1 4 论文研究的主要内容总体上，本文旨在研究编组站运营工作的评价问题，内容包括编组站的聚类分析，编组站的运营工作评价、运营工作改进等问题，具体有以下几方面：( 1 ) 对编组站系统结构进行了分析。介绍了编组站的概况及其分类，以及编组站的作业过程，重点介绍了按功能划分子系统的编组站系统作业过程，突出考虑到制约车流作业过程的“瓶颈”环节。( 2 ) 调查分析了不均衡运输对编组站运营工作的影响，然后分析了不均衡运输对车站能力的影响，提出了从编组站通过能力( n ) 、编组站车流结构条件通过能力( g s ，辆d ) 和驼峰小时解体能力( 坛) 三个方面来计算编组站能力。( 3 ) 在查阅有关资料和对编组站运营指标现状调查的基础上，提出评价编组站运营工作的指标体系。因各编组站衔接区段、列车运行线分布特点、车流量大小和结构等客观条件存在差异，所以先运用模糊聚类分析方法把编组站分成若干类，使得每一分类中的编组站更具有可比性。( 4 ) 建立了基于模糊d e a 编组站的运营工作评价模型，在得到极大值和极小值规划的基础上然后采取取截集的方法对模型进行求解。然后给出了编组站模糊d e a 有效性的定义，这种定义考虑了不同置信水平下的有效性，接着建立非模糊d e a 有效单元的改进模型，最后给出了一个实例进行论证并针对非模糊d e a有效的编组站的运营工作提出了改进意见。论文研究的主要框架如图1 1 所示。4硕士学位论文第一章绪论图1 - 1 论文研究框架结构图硕士学位论文第二章编组站系统分析第二章编组站系统分析铁路车站【1 8 】按其主要用途和设备，技术作业性质的不同可以分为中间站、区段站和编组站：中间站是设置在铁路区段内的车站，办理列车接发、会让作业及摘挂列车的调车作业；区段站设置在机车牵引区段的分界处，它的主要工作是办理货物列车的中转作业，进行机车更换或机车乘务组的换班，以及解体、编组区段列车和摘挂列车；编组站通常设置在有大量车流集或消失的地点，或几条铁路线的交叉点，它的主要工作是改编车流，即对大量的货物列车进行解体或编组大量的货物列车。由于区段站和编组站除办理一般车站的客、货运业务外，要进行大量的机务、车辆、运转等其它技术业务，拥有较多的技术设备，并主要办理货物列车和车辆的技术作业，故又统称它们为技术站。2 1 编组站系统概况2 1 1 系统概述系统是由相互独立且有相互联系的许多要素所构成的具有一定功能的有机整体【1 9 】，系统的一般特性如下：( 1 ) 目的性。通常系统都用既定的目的和一定的功能，这正是区别这一系统与其他系统的标志。一般来说，系统地目的不止一个，通常需要更具体的目标实现。( 2 ) 集合性。系统是由两个或两个以上的相互区别的要素所组成。系统的集合性可表达为：x = 五i 薯x ，( 江1 ，2 ，n ) n 2 ( 2 一1 )式中五系统组成要素或要素单元( 3 ) 相关性。组成系统的要素是相互联系，相互作用的，相关性说明这些联系之间的特定关系。系统的相关性可以表述为：r = x x = ( ，x j ) lx , ex ，x j x ，五= 尺( 一) ，x j = 尺( ) ，( f ，j = l ，2 ，咒，f 歹) ( 2 2 )( 4 ) 阶层性。系统作为一个相互作用的诸多要素的总体，它可以分解成为一系列的子系统，并存在一定的结构。这是系统空间结构的特定形式。在系统层次结构中，不同层次子系统之间的从属关系或相互作用关系得以表述。在不同的层次结构中，存在着动态的信息流和物质流，构成了系统的运动特性，为深入研究系统层次之间的控制与调节功能提供了条件。6硕+ 学位论文第二章编组站系统分析( 5 ) 整体性。具有独立功能的系统要素之间的相互关系( 阶层性、相关性) 是根据逻辑统一性要求，协调地存在于系统之中。就是说，任何一个要素不能离开整体去研究，要素问的联系和作用也不能脱离整体的协调取考虑，系统不是各个要素的简单集合，否则，它就不会具有作为整体的特定功能。脱离了整体性，要素的机能和要素间的作用便失去了原有的意义，研究任何事物的单独部分不能得出有关整体的结论。系统的整体性要求使系统的功能最大化，即：e = 婴呸、p ( x 。r 。g ( r ) )( 2 3 )j p j p f 月)。、，7式中f 系统在对应目标集的条件下所获得的最大整体效果；尸系统整体性结合效果函数。( 6 ) 环境适应性。任何一个系统都存在于一定的物质环境中。因此，它必然也要与外界环境产生物质的、能量的和信息的交换，外界环境的变化必然会引起系统内部各个要素之间的变化。系统必然适应外部环境的变化。不能适应外环境的变化的系统是没有生命力的，而能经常与外部环境保持最优适应状态的环境，才是理想的系统。2 1 2 编组站概述所谓编组站，就是在铁路网上以办理货物列车解体、编组作业为主，拥有比较完善的调车设备的车站。编组站与区段站的主要区别在于，区段站以办理无改编中转货物列车为主，办理一定的改编作业，而编组站是按照列车编组计划的要求，编组各种类型的列车，为全路的车流组织服务【1 8 , 2 0 - 2 1 1 。编组站主要担当货物列车的改编作业，素有铁路货物列车“制造工厂”之称。一般还担当：直通货物列车无改变通过作业；本地区到发货车改编和取送作业。供应列车机车和调车机车的整备与修理作业；办理货车的技术检查和修理作业等。它通常设置在有大量货车中转的三条及以上铁路的交汇点，或有大量车流集中到发的工矿企业、港口、大城市所在地区，我国铁路现有4 9 处编组站。当然，并不是所有到达编组站的车流都要进行改编。例如，在前方装车( 或技术站) 组织的直达列车，完全可以通过本编组站不进行任何调车作业。到达编组站的成组列车、变更列车重量或变更运行方向的列车，只需要进行部分改编作业即可。2 1 3 编组站分类编组站通常有以下几种分类方法f 1 8 】：( 1 ) 按编组站在铁路网上的地位和作用，分为：路网性编组站：这类车站一般位于主要干线汇合点，设置在3 条及以上主要铁路干线的交汇点；担当各干线间大量车流的改编任务。它除完成编组站通常7硕士学位论文第二章编组站系统分析的作业外，还承担大量远程直达车流的改编工作。编组2 个及以上远程技术直达列车( 通过1 个以上编组站) ，编组列车到站总数，达到1 5 2 0 个或更多，每昼夜改编车辆6 0 0 0 辆以及以上。它们在运营工作中属于战略布点，在地理位置上大多数又是各大区的政治经济中心。区域性编组站：这类车站一般位于干线或地方线、支线和干线的汇合点，但当路网中一定区域范围内车流的改编任务，设置在3 条及以上铁路干线的交汇点；主要编组相邻编组站间直通列车；每昼夜改编车辆在4 0 0 0 辆及以上；地方性编组站：这类车站一般设置在3 条及以上铁路干、支线交汇点，或工矿区、港湾区、终端大城市地区附近；主要编组相邻编组站、区段站、工业站、港湾站问的直通、区段、小运转列车；每昼夜改编车辆2 0 0 0 辆及以上。( 2 ) 按采用的驼峰类型，分为：自动化驼峰编组站；机械化驼峰编组站；非机械化驼峰编组站。( 3 ) 按设有的改编作业系统数量，分为：单向编组站，只设一个改编作业系统，驼峰朝一个方向；双向编组站，设两个改编作业系统。两座驼峰朝相对的两个方向。( 4 ) 按一个改编作业系统的主要车场相互配列位置不同，分为纵列式编组站，到达场、调车场、出发场顺序纵列布置，简称三级三场编组站：横列式编组站，上下行出发场横列于调车场两侧或一侧，简称一级三场或一级二场编组站；混合式编组站，到达场与调车场纵列，上下行出发场横列于调车场两侧或一侧，简称二级四场或二级三场编组站。2 1 4 编组站的主要技术作业从编组站作业的性质和数量上来看，所有铁路车站的各种作业在编组站上都有不同程度的反映。编组站的主要技术作业一般分为5 类1 4 珂2 2 】：( 1 ) 有改编列车的到达、解体、编组、出发作业，简称有调作业。按照中国铁路的运营实绩( 以下同) ，每列车到达作业：包括接车、摘机车、货车技术检查等作业，平均共需4 3 4 5 m i n ；每列车解体作业：包括调机去到达线挂车、转线( 当到达线与调车线横列配置时) ，推送车列上峰、车列从峰顶往峰下调车线解体等作业，平均共需2 0 - - , 4 0 r a i n ；每列车编组作业，包括调机挂车、编组车列，转线等作业，平均每列需3 0 , - - 3 5 m i n ；出发作业：包括出发货车技术检查、挂机车、发车等作业，平均每列共需3 4 , - ，3 6 m i n 。此外，还有货车及结成车列时分，各项作业的等待作业时分，包括：待检( 到达车辆等待技术检查) 、待解( 技检完后车列等待解体) 、待编( 货车集结够车列后等待编组) 、待转( 编成车列等待转线) 、待发( 列车技术检查完挂好机车等待发车) 等。总计以上改编8硕士学位论文第二章编组站系统分析列车每辆货车在编组站又调中转时分，平均约为3 5 0 , - 4 5 0 m i n 。( 2 ) 无改编直通货物列车的到达、摘挂( 当直通货物列车需要变更列车重量或甩车修理时) 、出发作业，简称无调作业。其中每辆无改编车辆的平均到达与出发作业所需时分，与有改编车辆基本相同；摘挂作业所需时分，视各站设备和作业具体情况而定。在一般情况下，平均每辆无改编货车通过编组站的无调作业总时分约1 5 0 1 8 0 m i n 。( 3 ) 本地区到、发货车的改编、取送作业，简称地方车作业。其所需时分视各站设备和作业的具体情况而定。( 4 ) 供应列车机车的摘( 到达货物列车) 挂( 出发货物列车) 、整备、 检修作业，简称机务作业。其所需时分视各站设备和具体作业情况而定。( 5 ) 办理货车的 技术检查作业、 修理作业，简称货车检查作业。其所需时分视各站设备和作业具体情况而定。编组站的客、货运业务所对应的业务与中间站或专业客、货运站基本相同。但是大部分编组站的客运业务很少，专业编组站几乎没有客运业务。2 1 5 编组站的主要设备为了保证完成编组站的各项作业业务，编组站一般设有下列主要设备【2 引。( 1 ) 运转设备：编组站为完成上述各项技术作业，设置到达线( 场) 、出发线( 场) 、或到达和出发作业共用的到发线( 场) 、解体和编组作业共用的调车线( 场) 、驼峰和编尾牵出线、机待线、机走线等。( 2 ) 机务设备：在编组站有的设有基本段，有的设有折返段，有的既设有一个方向的基本段又设有另一个方向的折返段。在基本段内设有机车检修、整备及转向等设备，担负检修和整备作业。折返段一般不配属机车( 调车机车除外) ，只担任整备作业。( 3 ) 车辆设备：包括站修线、列检所、车辆段，主要担负车辆的检修任务。除了上述设备之外，还有通信、信号、给水、排水、电力供应及技术办公房等。这些设备构成了编组站的实际布置，使得经过编组站的一切车辆( 列车) 作业，都在这些设备的控制( 制约) 下顺利进行。2 1 6 编组站站型和作业流程图编组站各项设备相互位置的布置是多种多样的。根据干、支线的数目，运量及车流性质、车站作业特点、城市规划要求及地质条件的不同因素。能构成不同的布置图。我国铁路编组站的布置图型，按车站平面布置可分为单向横列式、单向纵列式、单向混合式、双向横列式、双向纵列式、双向混合式等六种。也有一些其它不甚规则的图型，通常是在新建或改建铁路时受客观条件制约，为了适应9硕士学位论文第二章编组站系统分析自然地理条件而个别设计的，但一般还是常用这六种基本图形【2 3 】。( 1 ) 单向横列式图型上、下行方向的到发场横列布置在调车场的两侧，简称一级三场图型。其上、下行方向改编和无调中转的作业流程如图2 1 所示。此种图型的主要优点是：布置紧凑，作业灵活，管理方便，用地面积省，工程和运营费用少。主要缺点是：改编车辆在到发场和调车场问往返转场折角走行，作业行程长，进路交叉多，驼峰和编尾牵出线作业间隔时间长，改编作业效率低，改编能力小，只适用于改编作业量较少( 一般不大于3 0 0 0 - - 4 0 0 0 辆d ) 的编组站。尢调图2 1 一级三场横列式编组站的作业流程图编车辆调中转车辆( 2 ) 单向纵列式图形上、下行方向共用到达场、调车场、出发场顺序纵列配置，简称三级三场图型。其上、下行方向的改编和无调中转车列的作业流程如图2 2 所示。这种图型的主要优点是：上、下行方向的改编车辆都可实现“流水式 ，作业，既可缩短车列解体作业过程，又可缩短车列编组作业行程，从而可使驼峰解体能力和编尾牵出线编组能力均有较大提高。主要缺点是：站坪很长，用地面积较大，工程和运营费用较多，设备分散管理不变，而且反驼峰方向改编列车在站内走行距离很长，运营损失很大。改编作业量一般能达到6 0 0 0 辆d 。为缩短反驼峰方向自编列车在站内的走行距离，并有利于反驼峰方向无改编直通列车换挂列车机车和进行摘挂车辆作业，将反驼峰方向的出发场横列布置在调车场一侧( 行成到发场)可构成单向三级四场混合式图型。适用于反驼峰方向改编车辆和无调中转车辆较多的编组站。l o硕士学位论文第二章编组站系统分析? 二- ：一下行一无调中转车辆图2 - 2 三级三场纵列式编组站的作业流程图( 3 ) 单向混合式图型上、下行方向共用的到达场与调车场纵列配置；上、下方向的出发场( 或到发场) 横列配置在调车场两侧，简称单向二级四场图型。其上、下行方向的改编和无调中转车辆的作业流程如图2 3 所示，此种图型的主要优点是：较横列式图型消除了到达改编列车转场解体的作业过程，形成了改编车辆“半流水式”作业，从而缩短了驼峰解体作业间隔，使驼峰解体能力有较大提高。主要缺点是：还存在编成列车的转场折角走行，同时，反驼峰方向到达改编列车在站内的走行距离较长。适用于改编作业量为4 0 0 0 - - , 6 0 0 0 辆d 的编组站。顺驼峰方向不设出发场，自编列车在调车场的编发线上编组和出发的二级三场布置，也是单向混合式图型的一种。它的主要优点是：不仅可以节约用地和工程费用；而且，可减少编成车列转场的作业过程，加快顺驼峰方向自编列车的编组和出发作业，编尾牵出线作业能力也可提高。适用于面向枢纽、工矿、港湾、编组作业简单、车流去向单一集中的编组站。! 堑图2 - 3 二级四场混合式编组站内的作业流程图( 4 ) 双向纵列式图型上、下行方向各自的到达场、调车场、出发场顺序纵列配置，简称双向三级硕士学位论文第二章编组站系统分析六场站型。各方向改编车辆和无调中转车辆的作业流程如图2 4 所示。此种图型的优点是：有两个相互联系的改编作业系统可互不干扰平行地“流水作业 ，各方向改编车辆和无调中转车辆在站内的作业行程和走行距离最短，因而作业效率高，改编能力大。其主要缺点是：站坪长而宽，用地面积多，工程运营费大，员工数量多，设备分散，管理不便，适应性差。特别是双方向的折角车流较多时，对两系统的改编能力和运营费用均会造成很大损失。因此。此种图型适用于改编作业量大于1 2 0 0 0 辆d ，双方向改编车流比较均衡，且折角车流较少的编组站。一个改编作业系统的到达场、调车场、出发场顺序纵列；另一个改编作业系统到达场与编发场纵列，不设出发场，构成双向三级五场图型，以及两个改编作业系统均采用到达场与编发场纵列布置，均不设出发场，构成双向二级四场图型，都属于双向纵列式图型。下i i、图2 - 4 双向三级六场纵列式编组站内的作业流程图无调中转车辆( 5 ) 双向横列式图型两个改编作业系统各自得到发场，均衡列布置在各自调车场的一侧，简称双向一级四场图型。其有改编车辆和无调中转车辆的作业流程如单向编组站图2 1所示。此种图型的主要优点是：布黄紧凑，用地较少，投资较小，用人较少，管理方便，作业灵活；主要缺点是：车列解体、编组均需要转场，折角行程较长。改编能力低。适用于改编作业量不大于8 0 0 0 辆d 。两改编作业系统工作量均衡，且折角车流较少的编组站。( 6 ) 双向混合式图型上、下行方向各自到达场与调车场纵列布置。各自的出发场( 或到发场) 与调车场横列布置，简称双向二级六场混合式图型。其上、下行各方向的改编车辆和无调中转车辆的作业流程如图2 3 所示，此种图型和双向三级六场纵列式图型比较，1 2#硕士学位论文第二章编组站系统分析其主要优点是：缩短了站坪长度，有利于无改编直通列车进行摘挂作业，并可缩短列车机车出入段的行程；主要缺点是：增加了编成车列的转场距离，使编尾编组作业( 含转场) 时间增加，从而降低了编尾牵出线的编组能力。此种站型适用于：改编作业在1 2 0 0 0 辆d 左右，双方向改编车流均衡，无改编直通列车摘挂作业较多，且折角车流较少的编组站。有时因地形条件限制，难于采用双向三级六场，不得不采用双向二级六场图型时，需采取增强编尾牵出线作业能力和措施，使与驼峰解体作业能力相匹配。一个改编作业系统的主要车场采用混合式布置，另一改编作业系统的到达场与编发场纵列布置，不设出发场，构成双向二级五场混合式图型。2 2 按照技术作业划分编组站系统编组站技术作业系统是一个复杂的串联排队系统【1 9 】。排队系统一般由“顾客( 输入流) 和“服务员 ( 服务机构) 组成。为了获得某种服务而到达的“顾客”，在不能立即获得服务时( “服务员”未空闲) ，就须排队等待( 允许排队等待时) ，“顾客获得服务之后即离开系统，因此个简单的排队系统，可用图2 5 表示。阴r 一一1 躺r 髀场叫牵烹雌场叫酮到解系统解犏系统辅发系筑图2 - 5 编组站的排队系统的图解2 2 1 编组站技术作业系统特征编组站是一个复杂的、由串联的相互联系的多个子系统组成的服务系统，这些子系统是：到达作业系统、解体系统、编组系统、出发作业系统。各个子系统都具有排队系统的三个组成部分：输入流、服务机构和所遵循的排队规则。编组站的到达作业系统，其输入流为各方向接入到达场解体的列车，服务机构为办理到达作业的各种作业人员。由于到达作业时间决定于列检组办理车列技术检查的时间，因此到达作业系统的服务机构可以用列检组来表示( 出发作业系统亦同) 。根据列检组数量，到达作业系统可能是单通道( 单服务员) 或多通( 多服务员) 系统。1 3硕士学位论文第二章编组站系统分析根据车列在解体系统得服务机构一驼峰上顺序溜放或是平行溜放，解体系统可能是排成一队的单通道系统或是排成两队的单通道系统在各种排队系统中，“顾客”相继到达的间隔时间为顾客服务的时间往往是随机的，因此，随机性使排队系统的一个共性。正因为如此，排队系统有时候又称为随机服务系统，而且任何一个排队系统都可用下列三个要素来反映其特征：( 1 ) 输入过程反映“顾客”按怎样的规律到达系统，即“顾客 的总体是有限还是无限的，“顾客 是以单个形式到达还是以成批形式到达，“顾客”相继到达间隔时间是服从什么样的概率分布。( 2 ) 排队规则反映“顾客 接受服务的制度和次序。当“服务员”没有空闲时，到达的“顾客”即离去或排队等待，前者即为损失制，后者即为等待制。“顾客”排队等待服务还可以分为先到先服务，后到先服务，随机服务，优先权服务等等。在多服务员的情况下，“顾客”可能要排成一个队列等待服务，或者在每个“服务员”前分别排成一队等待服务。( 3 ) 服务机构反映有多少“服务员 可以同时向“顾客 提供服务，对“顾客”采取什么样方式的服务( 单个服务还是成批服务) 和服务时间服从什么样的分布规律。编组站各作业系统具有一般排队系统得特征。从总以上看，它的“顾客”即列车是无限的，并且是以单个形式到达的等待制的排队系统。按照车辆在编组站的技术作业过程，编组站作业系统可以分为到达作业子系统、解体作业子系统、编组子系统、出发作业子系统和发车子系统。这些子系统是相互关系并串联在一起的。前一子系统的输出流式后一子系统的输入流，因此前一子系统的工作状况会影响后一子系统的工作条件，而后一子系统的工作状况，在一定条件下也会影响前一子系统得工作状态。编组站排队系统可用下图表示由图2 5 可见，编组站到达作业子系统，其输入流为各方向接入到达场解体的列车，服务机构为办理到达作业的各种作业人员。由于到达作业时间决定于列检组办理车列技术检修时间，因此到达作业子系统得服务机构可以用列检组来表示( 出发作业子系统亦同) 。根据列检组的数量，到达作业子系统可能是单通道( 单服务员) 或多通道( 多服务员) 系统。根据车列在服务机构驼峰上实行顺序溜放或平行溜放，解体子系统可分为排成一队的单服务员系统和排成两队的单服务员系统，而该子系统的输入流则为技术检修完毕的车列( 到达作业子系统的输出流) 。在调车场集结成列的车列为编组子系统的输入流，服务机构为担任编组工作1 4硕士学位论文第二章编组站系统分析的调车机车。按照调车机车分工的办法，编组子系统也可能分为几个单服务员系统( 调车机车固定区域作业时) 和不能完全自由出入的多服务员系统( 调车机车不固定区域作业时) 。编组完了转入出发场的车列( 编组子系统的输出流) 以及到达的中转列车( 直通场与出发场设在一处时) ，组成了出发作业子系统的输入流，列检组是这个子系统的服务机构。按照列检组的数量，出发作业子系统可能是单服务员系统，也可能是多服务员系统。根据连接出发场的区段数，发车子系统可能是排成一队或是排成几队的单服务员系统。他们的输入流分别是发往各自区段技术检修完了的车列。从发车子系统所处的位置来看，它是车站车流改编作业过程的最后一个环节，起着联系车站和区段的作用，它的工作状况不仅决定于车站站内作业过程的节奏性，同时也决定于车站所连接区段的工作条件。由于编组站每一个作业子系统都是随机服务系统，因此可以利用排队理论来确定车站各作业系统的最优设计( 设备数量、能力大小、合理负荷) 、最优作业组织方法( 列检组的合理组织、调车机车的合理分工等) 和车辆在站停留时间标准等。但是，由于车站各个子系统又是相互联系得，排队空间也是有限的，在某些情况下( 如出发场线路不足，可能会影响列车的正常编组作业，从而影响车辆在调车场的停留时间，甚至影响驼峰正常的解体作业) ，有时不可能利用