（交通运输规划与管理专业论文）远程货物直达列车运输组织研究(1).pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 铁路运营收益中货物运输收入占有很大一部分，如何有效地争取货源和 减少运输成本是铁路未来的发展方向。随着经济飞速发展，大区域范围内货 物交换的越来越频繁，远程货物运输需求持续增长随着铁路基础设施的改 进、车辆性能的提高、机走距离的越来越长和铁路管理水平的改善，积极组 织开行既能缓解运能运量矛盾、实现运量增长和运输效益提高又能缓解路网 压力、提高货物送达速度的远程货物直达列车是十分必要的。 本文分析了远程货物直达列车开行的紧迫性与优缺点，以及对货主产生 的影响和应实行的货运策略。在此基础上，运用系统思想，遵循货物列车编 组计划的优化思路，考虑了远程货物直达列车运行径路的选择问题，同时给 出了车流集结时间、停站时间与旅行时间的定量确定方法，并阐述了其车流 集结特点和采用机车长交路轮乘制的优越性 采用d i j k s t r a 算法和前n 条最短路径问题算法相结合，首先求解区间 运行时间最少的前n 条最短路径方案，再将这些方案与其对应的远程货物直 达列车停站方案结合，选取两者总车小时最小的径路方案作为远程货物直达 列车的运行径路。 确定远程货物直达列车的开行条件，建立该方向编组计划方案车小时节 省最大为优化目标的模型。结合0 1 整数规划问题求解算法，利用c + + 软件 开发工具编制求解该运输模型的程序，实现了对远程货物直达列车编组计划 方案的确定。 结合西南路网和成都地区经济发展情况，以成都一广州为例，优化该方 向编组计划方案，将得出的开行成都一广州远程货物直达列车的最优编组方 案与铁路现行的方案相比较，分析其车小时节省情况。 论文的研究包括了关于远程货物直达列车开行方案优化的主要相关内 容，对缓解铁路运能运量矛盾和提高货物运输效率起到一定促进作用，使更 多的远程货物实现直达运输。 关键词：远程货物直达列车：运输组织；车小时消耗；优化模型 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t f r e i i g h ti n c o m ei so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tp a r t si nt h er a i l w a yo p e r a t i o n i n c o m e ，s oh o wt og e tm o r ec a r g o sa n dr e d u c et h eo p e r a t i o nc o s te f f i c i e n t l y b e c o m e st h e t o p i c o ft h e r a i l w a yd e v e l o p m e n t i nt h ef u t u r e w i t hf a s t d e v e l o p m e n to fe c o n o m y , f r e i g h te x c h a n g ei nl a r g ea r e a sb e c o m e sm o r ea n d m o l ef r e q u e n ta n df r e i g h td e m a n di si ns u s t a i n a b l eg r o w t h n o w a d a y sr a i l w a y i n f r a s t r u c t u r e ，v e h i c l ep e r f o r m a n c e ，r u n n i n gd i s t a n c eo fl o c o m o t i v ea n dr a i l w a y o r g a n i z a t i o ni sb e i n gg r e a t l yi m p r o v e d s oi ti sn e c e s s a r yt oo p e r a t eat h r o u g h t r a i nw i t hs u p e rl o n gd i s t a n c et or e l e a s et h ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e nr a i l w a y t r a n s p o r t a t i o nc a p a c i t ya n dt h et r a f f i cv o l u m e ，r a i s e t r a f f i cv o l u m ea n dt h e t r a n s p o r t a t i o nb e n e f i t ，i m p r o v e t h ef o r w a r d - s p e e do ff r e i g h t ，a n dr e d u c et h e p r e s s u r eo ft h er a i l w a yn e t w o r k t h i sp a p e rp r e s e n t st h eu r g e n t n e s s ，a d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h r o u 曲 t r a i nw i t hs u p e rl o n gd i s t a n c e ，a n da n a l y z e st h ei m p a c to nt h ec o n s i g n e ra sw e l l a st h es u i t a b l es t r a t e g y w i t ht h ea p p l i c a t i o no fs y s t e m a t i c s ，t h i sp a p e rf o l l o w s t h eo p t i m i z i n gs t e p so fm a r s h a u i n gp l a na n dg i v e so u tt h ec h o o s eo ft r a i nr o u t eo f t h r o u g h t r a i nw i t hs u p e rl o n gd i s t a n c e ，a n dt h em e t h o da n df o r m u l af o r c a l c u l a t i n gv e h i c l ea s s e m b l i n gt i m e ，s t a t i o nd w e l lt i m ea n dt r a i nt r a v e l t i m e b e s i d e s ，i td e s c r i b e st h ec h a r a c t e r i s t i c so fv e h i c l ea s s e m b l i n ga n dt h ea d v a n t a g e s o fc r e ws h i f t i n gs y s t e mi nl o c o m o t i v ee x t e n d e dr o u t i n g c o m b i n i n gt h ed i j k s t r aa l g o r i t h mw i t ha l g o r i t h mf o rns h o r t e s tp a t h s p r o b l e m ，t h ep a p e rb e g i n sw i t ht h ec a l c u l a t i o no fn s h o r t e s tp a t h sp l a nw i t hl e a s t i n t e r v a l r u n n i n gt i m e ，t h e na p p l i e st h i sp l a nt oc o r r e s p o n d e n tl o n gd i s t a n c e t h r o u 【g hp l a n ，a n dt a k e st h es h o r t e s tp a t ha si t sr u n n i n gp a t h a c c o r d i n gt ot h eo p e r a t i n gc o n d i t i o no fl o n gd i s t a n c et h r o u g ht r a i n ，t h i s p a p e rc o n s t r u c t sam o d e lw h o s eo p t i m i z i n go b j e c ti s t om i n i m i z ec a r - h o u r so f m a r s h a l l i n gp l a n c o m b i n i n gw i t h0 - 1i n t e g e rp r o g r a m m i n g ，t h ep a p e ra l s o a c h i e v e st h ed e t e r m i n a t i o no fm a r s h a l l i n gp l a nf o rt h r o u g ht r a i nw i t hs u p e rl o n g d i s t a n c eb yu s i n gt h es o f t w a r ed e v e l o p m e n tt o o ln a m e dc + + a c c o r d i n g t ot h es i t u a t i o no fr a i l w a yn e t w o r ki nt h es o u t h w e s ta n de c o n o m i c d e v e l o p m e n ti nc h e n g d u ，t h ep a p e ro p t i m i z e st h em a r s h a l l i n gp l a no ft r a i n o p e r a t i n gb e t w e e nc h e n g d ua n dg u a n g z h o u ，a n do b t a i n st h eb e s tm a r s h a l l i n g 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 | i 页 p l a no ft h r o u g ht r a i nw i t hs u p e rl o n gd i s t a n c e t h r o u g hc o m p a r i n gt h a tw i t ht h e e u l t e n tm a r s h a l l i n gp l a no ft h er a i l r o a db u r e a u ，i ta n a l y z e sw h i c ho n ec a ns a v e m o r ec a r h o u r s t h i ss t u d yc o v e r st h em a i nc o n t e n t sr e l a t e dt ot h e o p t i m i z a t i o n o f t h r o u g ht r a i nw i t hs u p e rl o n gd i s t a n c e i tw i l lw o r k i nr e l e a s i n gt h ec o n t r a d i c t i o n o ft r a f f i cc a p a c i t ya n dt r a f f i cv o l u m e ，i m p r o v i n gt h ee f f i c i e n c yo ff r i g h t t r a n s p o r t a t i o na n dr e a l i z i n gm u c h m o r et h r o u g ht r a n s p o r t a t i o n k e yw o r d s ：t h r o u g ht r a i nw i t hs u p e rl o n gd i s t a n c e ；t r a n s p o r to r g a n i z a t i o n ； c o n s u m p t i o n o fc a r - h o u r ；o p t i m i z a t i o nm o d e l 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景 第1 章绪论 远程货物直达列车是以使更多远程货物实现直达运输为目的，扩大其车 流吸引范围，通过强化编成站的技术作业和车流组织，并实施机车长交路轮 乘制的改革举措，采取相应的保证措施，延长货物列车技术检查间隔距离， 将原来开行的在技术站无调作业的技术直达列车。组织为直通到达站( 卸车 地) 或跨越多个技术站的运输距离比一般直达列车平均距离远的高效远程货 物直达列车远程货物直达列车属于直达列车中的一种，适用于运输距离远 的货物的直达运输需求，其组织开行必须有充足的货源，且有编成站能满足 集结时间长的要求。开行远程货物直达列车能使更多的远程货物实现直达运 输，减少周转时间，降低运营成本，为货主提供一次托运、一次付费、一次 签单、一票到底、全程负责的服务。 铁路是拉动国民经济发展的主要动力之一，承担国家大部分的货物运输 量和旅客周转量。为了争取客源。铁路进行了既有线多次提速和大量修建客 运专线，以提高列车旅行速度、改善服务水平、减少运输消耗和获得较大的 运输收入。铁路在如何争取货源方面也进行了许多探索，比较成功的是开行 五定班列等快速货物列车和集装箱快运直达列车等具有特殊用途或者意义的 货物列车。五定班列的开行，适应了市场经济的发展，满足了社会的特定需 求，为铁路货物运输打开了新的篇章。多品种、少批量、多批次货物运输需 求的出现和区域间商品交换的更加频繁，给集装箱运输提供了广阔空间和充 足货源。集装箱运输促进了铁路与其他运输方式的连接，减少了衔接作业的 难度，同时为货主提供方便、安全、快捷的货物运输，提高了铁路运输的服 务质量，增强了货主对铁路运输的信赖程度，具有适应多式联运高效快速的 特点但是，集装箱运输只适用于适箱货物运输。 随着国民经济的快速发展和交通运输设施的日益完善，各地区间的货物 交流日益增多，货物的运输距离越来越远，远程货物运输需求持续增加。远 程货物采用公路运输是不经济的。公路的经济运输里程在5 0 0 k i n 以内，如果 采用公路运输，则周期比较长，货物的安全性也不高远程货物并不是高附 加值的珍贵货物，采用航空运输也是不经济的，收入远低于成本用水路运 输则局限性大，需要特定的运输装卸设备。中间的换装作业比较繁琐，运输 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 周期也是最长的积极组织开行既能缓解运能运量矛盾、实现运量增长和运 输效益提高又能缓解路网压力，使更多远程货物实现直达运输的远程货物直 达列车是十分必要的。 我国铁路基础设施得到很大改善。从1 9 9 7 年至今，既有铁路先后进行了 六次大面积提速，初步形成了“八纵八横”的提速网络，提速延展里程已经 达到1 3 0 0 0 k m ，覆盖了全国大部分地区和城市，扭转了我国铁路列车速度长 期低水平徘徊和不适应市场需求的局面。六次提速中，列车大部分更换了我 国自行研制的新型快速列车，部分线路进行了电气化改造，更换了我国自行 研制的具有国际先进水平的4 5 0 0 组新型提速道岔，大批线路桥梁进行了重新 加固，设置了防护栏提速以前，大部分线路使用的是1 2 5 米和2 5 米长的 短轨，列车通过轨缝时，会产生震动，对钢轨、车轮、轴承等都有损害。提 速后，线路全部采用无缝钢轨，最长达到3 0 k m 没有轨缝。基础线路改造中， 将小半径曲线地段全部改造成大半径或直线，使列车运行的离心率得到了有 效控制。更换的新型大号码道岔，具有电动操作、自动锁闭和平稳、快速等 功能。第五次提速后，部分列车采用调度指挥系统( t d c s ) ，能够在快速行 车时测量车辆的脱轨系数、超载、偏载、车门开闭、车轮探伤等运行情况， 并具备报警功能，使行车安全始终处于动态监控之中铁路第六次大提速于 2 0 0 7 年4 月开始，京沪、京广等六大干线全线铺设超长无缝线路，全部更换 i i i 型轨枕，改造线路平面，实现线路全封闭、道口全立交。提速后，全国铁 路时速1 2 0 公里以上的线路延展长度将达到2 2 0 0 0 多公里，其中5 3 0 0 多公里 将达到时速2 0 0 公里。 发达铁路网初具规模。“十一五”期间将建设新线1 7 0 0 0 公里，其中客运 专线7 0 0 0 公里，既有线增建二线8 0 0 0 公里，既有线电气化改造1 5 0 0 0 公里。 2 0 1 0 年全国铁路营业里程将达到9 万公里，复线和电气化比例分别达到4 5 和5 3 以上。 车辆新技术广泛应用。对车辆转向架进行技术改造，加速淘汰旧、杂型 货车，积极采用小间隙自动车钩和m t 一3 型缓冲器，将现有普通货车的构造 速度普遍提高到1 2 0 k m h 以上大量使用c 8 0 、c 7 6 等1 2 0 k m h 的货车，将 2 1 t 轴重货车转k 2 、k 4 型转向架，2 5 t 轴重货车转k 5 、k 6 型转向架。采用货 车新型空重车自动调整装置、新型制动梁等，进一步提高了车辆技术装备水 平。 铁路管理水平已经得到进一步提高。铁路部门坚持统一部署、统一指挥， 加大运用车调整力度，用车紧跟货源，使货物运输良性循环。按照效率优先 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 的原则，优先向货源充足、效率高的大客户装车站和作业点配送空车，用好、 用足运用车，提高装车水平。按照装车去向均衡组织装车，对运输能力受限 制的方向，合理组织迂回运输，加快车辆移动，提高货车使用效率。自大客 户战略实施以来，铁路克服运能紧张、运量集中、主型车不足等困难，做到 了对其优先确保配车、装车、挂运和放行。铁路局每月初根据货运计划，将 月编货运计划分装车站、车数及去向等纳入月度运输方案，并要求各站严格 组织实施。建立客户管理系统，加强铁路部门与客户密切协作，压缩装车作 业时间，提高装卸效率，为优化车流组织提供了便捷和准确的资料。 机车长交路轮乘制的实施和列车正常技术检查间隔距离的延长，使货车 无调走行距离加长。机车采用长交路，轮乘制、专业化、集中修的技术政策， 按走行公里和状态检修，努力延长检修周期和列车正常技术检查间隔距离， 缩短修理停时，降低了检修成本，延长了货车无调走行距离，提高了机车的 使用效率。 在此背景下，积极组织开行远程货物直达列车，实行机车长交路轮乘制， 分析其开行条件，优化运输组织方案，使更多的远程货物实现直达运输是十 分必要的。 1 2 研究意义 为了解决日益增长的长距离货物运输需求，必须考虑采用铁路运输。但 是，铁路现在开行的各种主要直达列车没有充分实行机车长交路轮乘制，而 且运营里程都不够长，很少达到远程货物运输的长距离要求，不能满足远程 货物的直达运输需求。远程货物如果采用一般直达列车进行运输，则需要在 沿途技术站进行多次无调作业或者有调作业才能运送到达目的地，会延长货 物的送达时问，增加在中间技术站的作业次数，影响技术站和区间的通过能 力和改编能力，增加成本，减少收入五定班列快速货物列车确定列车开行 方案，固定车次、路线、价格等运行，满足对时间要求高的快速货物运输需 求，对普通的远程货物运输不适用；集装箱快运直达列车虽然解决了列车运 行路径的优化问题，提高了列车的直达速度，但是这种列车只适合于适箱货 物运输。 现在，铁路运能运量矛盾突出，铁路输送能力不足，编组站能力紧张。 有两种解决方法：一是增添技术设备，提高线路输送能力和站场能力。这种 方法需要大量的资金和时间，在目前资金不足，材料欠缺的情况下，全面地 进行设备的扩建与改造有很大的难度，即使有条件增添设备，也存在时间问 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 题，没有一定的时间形不成能力另一个解决运能紧张的途径就是在现有技 术设备条件下，不断改进和加强运输组织工作，挖掘设备潜力，提高运输效 率因此，为了满足这些远程货物的直达运输需求，节约运输成本，获得较 大的经济效益，铁路就应该积极组织开行远程货物直达列车，并且优化其运 输组织方案 1 3 研究现状 直达列车的开行是一个系统工程，只有各环节相互衔接，才能使方案得 到顺利实施。文献“1 提出了直达列车多点装卸取送顺序优化的数学模型，论 述了表上移动法解算该数学模型的原理及方法，为取送顺序方案优化提供了 直观、间接和迅速得到最优方案的新途径。文献殂1 主要研究改编参数随改编 负荷变化情况下的技术站直达列车编组计划优化问题，分析了有调中转车辆 的费用构成，探讨该参数随改编负荷变化的特征，构造了在此类参数条件下 的编组计划数学规划模型。 文献。3 从组合优化的角度研究车流径路选择、装车地直达列车编组计划 及技术站直达列车编组计划三者的统一优化问题( 简称t r m p ) 。建立了 t r m p 的数学规划模型，并引进模拟退火算法作为寻优工具，使真实路网规 模的t r m p 优化决策成为可能。文献“们主要讨论了装车地直达列车编组计划 的优化问题。在分析组织始发直达列车的必要条件及参数选择的基础上，构 造了装车地编组计划的非线性o 1 规划模型，与现有情况相比，该模型更全 面地描述了始发车流的各种组合开行方案，从而避免丢失更好的始发直达方 案。 文献3 剖析了直达货物列车运输组织中存在的问题，分析直达列车开行 的规模经济效益特征，设计了直达列车开行方案的优化方法，并用实例对优 化方法做了检验。文献“”在现有技术直达列车编组计划研究成果的基础上， 综合考虑车站编组能力、解体能力、调车线容车数等影响因素，以技术站车 辆集结消耗、改编消耗整体最小以及技术站改编能力均衡利用为目标函数， 构建协同优化的多目标0 - 1 规划模型，提出了基于分块编码的改进型遗传算 法的优化方法。 文献”在分析组织装车地直达列车的可能性、合理性及费用参数选择的 基础上，构建了装车地直达列车开行方案非线性0 1 规划模型。模型中充分 考虑了车流在装车地的各种组合方案，并将运输与库存成本纳入同一目标函 数；以物流系统成本最优来确定货物列车开行方案。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 1 4 研究内容 车流组织包括车流径路的选择、货物列车编组计划的制定以及日常车流 推算与控制等主要内容。车流组织所要解决的核心问题是如何把重空车流合 理地组织成列流，以保证各站所产生的车流都能迅速而又经济地送达目的地。 货物列车编组计划要素主要包括：列车编组计划实行期间的计划车流，车流 径路方案，各铁路方向别列车编成辆数，集结参数，车辆无改编通过各技术 站的时间节省标准，各技术站的线路配置及改编作业能力，主要装卸站的装 卸能力。 论文将运用系统的思想，以远程货物直达列车编组计划方案的优化为基 本思路，考虑车流的集结过程、区间运行径路的选择、停站方案的优化等， 确定列车的编成辆数。采用d i j k s t r a 算法和前n 条最短路径问题算法相结合 对列车径路进行优化，得出远程货物直达列车的最佳运行路径确定远程货 物直达列车的开行条件，建立该方向编组计划方案车小时节省最大为优化目 标的模型，并对模型进行求解主要研究内容包括： ( 1 ) 对直达货物运输现状加以分析，阐述其运输组织存在的问题； ( 2 ) 分析远程货物直达列车的发展前景以及其组织开行对货主的影响； ( 3 ) 运用系统思想分析远程货物直达列车的开行过程，确定各项影响因 素： ( 4 ) 采用d i j k s t r a 算法和前n 条最短路径问题算法相结合对远程货物直 达列车的运行径路进行优化。 ( 5 ) 确定远程货物直达列车的开行条件，建立该方向编组计划方案车小时 节省最大为优化目标的模型，并对模型进行求解。 ( 6 ) 实例分析。 1 5 货物列车编组计划的优化思想 编组计划是运输组织工作的先导，在路网运输组织中起着整体优化的作 用，与线路能力、运行图、车流特点等密切相关，是扩大再生产的主要内容。 货物列车编组计划的优化思路主要有以下几点： ( 1 ) 优化编组计划需要创新概念、改进思路，发挥整体优化作用，充分利 用基础设备，提高路网输送能力 ( 2 ) 合理利用新建线路和扩能改造工程产生的运输能力，疏解车流，发挥 货运大通道和运煤通道的核心作用，提高路网运输整体效益。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 ( 3 ) 以直达运输为运输组织的核心，以货运计划为出发点，强化车流组织， 加快车辆周转时间；采用大客户独立管理战略，强化与大客户之间的承运合 同关系，抓住货源货流的核心部分，为稳定组织直达运输创造条件 ( 4 ) 加强与运行图之间的协调关系，以运行图为列车运行组织的核心，强 化分界口交接工作，搞好车流衔接，压缩远程货物直达列车和一般直达列车 的旅行时间。 ( 5 ) 及时进行路网牵引重量规划，建立重载运输网络，逐步减少列车途中 增减轴作业，有计划地提高列车牵引重量，使运能和效益同步增长。 ( 6 ) 不断增加列车品种，创新运输产品，满足用户各种运输需要，逐步提 高运输的时效性、快捷性和安全性 ( 7 ) 开行编组站间一站直达列车，减少编组站进出车辆，压缩列车无效走 行距离，降低列车运行成本。 ( 8 ) 快速增加货车保有量，增加日装车数，满足不断增长的装车量需求， 特别是快速增加紧缺类型车辆，协调货运发送量与货运车辆、货运车辆与运 营线路、货运车辆与牵引动力之间的匹配关系 ( 9 ) 强化集中调车作业，由路网编组站组织远程货物直达列车，减少中间 技术站作业，延长中转距离，减少调车成本和在途时间。 a 毋完善铁路编组站设计理念，合理规划调车场股道数量，充分考虑远程 车流集结需要，为组织远程货物直达列车创造条件。 优化货物列车编组计划的核心内容是组织直达列车。直达列车是运输过 程最快捷的、作业最简单的列车，组织直达列车可以加快车辆周转速度，用 最少的车辆完成更多的货运量。大力组织直达列车也是运输组织和车流组织 的核心。组织直达列车需要从组织货流开始，优化运输方案，调配运送车辆， 强化车辆装卸和取送环节开行直达列车可以大量节省技术站的调车费用， 节省运输成本，提高运输效益。目前，货车短缺仍然是运能的限制因素之一， 对组织直达列车也存在着较大的影响。根据统计资料，2 0 0 3 年每万吨货运量， 使用货车2 5 3 辆，每百万吨货物周转量拥有货车为o 3 1 辆。以这种比例推 算，到2 0 1 0 年货车保有量为6 6 9 1 万辆，比2 0 0 3 年增加1 5 8 8 万辆，平均 每年增加2 2 7 万辆。2 0 0 3 年全路货车保有量为5 1 0 3 万辆，2 0 0 6 年的货车 保有量为5 6 8 8 万辆，平均每年增加1 9 5 万，将出现货车严重短缺现象。 牵引重量不统一是影响开行直达列车的重要因素。我国不少线路是在不 断改造后形成的，线路条件和牵引动力的不同，造成路网牵引重量杂乱。在 编组计划编制及具体车流组织中，经常出现车流条件适合于开行直达列车， 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 但要经过数个不同牵引重量的区段，需要多次补轴减轴，造成编组站技术作 业复杂。因此，可能被中途解体，无调作业变成实际意义上的有调作业为 了车流组织的通畅及提高直达比，应该尽快进行路网牵引重量规划。根据线 路条件和车流性质，可以将路网线路分成不同的类别，对于六大干线及运煤 专线( 大秦线除外) ，可以规划为5 0 0 0t 牵引重量等级；与这些线路相邻的 干线，可以规划为4 0 0 0t 牵引重量等级；再次要的线路规划为3 0 0 0 - 4 0 0 0t 牵引重量等级。需要对线路限制坡度和到发线有效长进行改造使线路满足牵 引重量的要求，对牵引方式改造和牵引动力进行优化配置，使牵引动力满足 列车重量的要求，逐步实现全路牵引重量按不同重量等级的统一 优化货物列车编组计划的目的是为了提高货物运输组织质量和水平。虽 然货物列车编组计划属于路网车流整体计划阶段，但编组计划的实施，贯穿 于运输的全过程。不但要优化编组计划的编制，还要强化编组计划的执行环 节。可以把货物运输过程分作3 个阶段8 个环节，分别如下： ( 1 ) 运输组织整体计划阶段。包括编组计划编制和运行图铺画两个环节。 编组计划的优化过程，就是通过路网车流的整体性分析，确定车流径路和 路网车流组织方案。运行图应该与编组计划密切配合，为五定班列、直达、 直通等重点列车确定运行线，特别是安排好大型枢纽编组站的车流衔接，为 压缩货车在途运行时间和枢纽停留时间创造条件。 ( 2 ) 货运生产计划阶段。包括货运计划和技术计划两个环节。货运计划 环节在保证国家重点物资运输的前提下，组织装车、卸车、排空工作，安排 重点运输、直达运输，均衡运输、成组装车等。搞好货运计划是准确执行编 组计划的基础，货运计划应根据编组计划的规定，抓住直达货流货源和大宗 货流组织开行各种直达列车。技术计划环节是根据货运计划制定的机车车 辆运用计划，包括合理的运用车保有量、按重空车、车种别及去向别合理组 织运输。搞好技术计划是实现编组计划的源头环节，技术计划应根据货运计 划的要求合理调配机车车辆资源，压缩车辆无效走行时间，实现直达运输。 ( 3 ) 运输过程阶段。包括货物装车、运输、卸车、空车中转等4 个环节。 在运输过程阶段中，贯彻优化编组计划的主导思想，积极压缩车辆在途时间。 需要注意4 个方面：一是压缩货车一次作业停留时间，快装快卸；二是加强 车流之间的衔接，加速车辆中转过程，压缩车辆在站时间；三是监控分界口 列车交接工作，足列满轴准时完成交接，避免出现列车保留；四是优化空车 调配方案，加速空重车之间的转换，减少空车走行距离和车辆重复改编次数。 优化货物列车编组计划在不同阶段具有不同的原则。从时间顺序看，编 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 组计划包括制定、执行、考核三个阶段，每个阶段均应分层优化，准确执行 编组计划的基本原则。在编制阶段，主要贯彻路网整体性原则，通过车流的 总体优化，充分利用线路和设备能力。疏解限制区段车流，缓解能力不足编 组站解编压力，最大的提高路网运量：在编组计划执行阶段，主要贯彻直达 运输和均衡运输原则，把组织始发直达列车作为运输组织的核心，从组织货 源货流开始，到调配合适车辆、及时送达并选择运行径路、及时交出等过程， 包含众多运输环节，涉及到不同的工种。对于铁路运输过程来说，不同环节 之间往往产生等待时间，也是矛盾的集中区域，应按统一指挥、联劳协作的 原则，完成车辆的送、装、运和卸作业，尽可能压缩中转时间。在考核阶段， 主要是严格考核，保证编组计划全面实施。 改进作业组织，优化运输过程，能够压缩货车周转时间或减少车辆中转 距离，得到显著的经济效益。在目前货物运输过程中，存在着大量的车流绕 行和不少分散调车作业现象货物列车编组计划的优化，可以通过路网车流 的优化组合，加速车辆在技术站的中转，实现运输过程的时间节省；对车流 走行径路的优化，可以减少车流的绕行距离，减少运输成本和货物在途时间。 远程货物直达列车编组计划将从货源组织、车流集结、编成辆数、机车 交路、运行径路、中间技术站作业和旅行速度等方面进行分析，优化一个方 向的编组计划，得出开行远程货物直达列车的最优运输组织方案 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 第2 章直达运输发展前景分析 2 1 直达运输发展现状 2 1 1 国外直达运输发展现状 德国铁路货物运输公司从2 0 0 3 年1 月1 日起开始采用新的直达货物运输 系统，为市场提供3 类服务1 。该系统主要是针对欧洲铁路运输市场开发将 有越来越多的运输商准入，利用铁路基础设施开展经营业务面临激烈竞争而 采取的对策。新策略根据用户的不同运输要求，采用不同的方案和相应的价 格，实现比较灵活的运输组织方案。第一类是计划列车( p l a n t r a i n ) ，是最便 宜的直达运输方案。发货人可在货物发送前的两个月提出申请，通过运行图 安排的固定运行线组织运输。这种方案最适于货源和货流比较固定的煤炭、 铁矿石及其他大宗货物运输。第二类是变化列车( v a f i o t r a i n ) ，主要适用于运 输方向变化的重载货流，例如建筑材料。采用这种运输方案，发货人必须在 发运前的一定时间内提出运输申请和要求货物送达的具体时间通过运行图 安排备用直达列车组织运输。第三类是灵活列车( f l e x t r a i n ) ，主要满足贵重 商品的直达运输，要求发货人应在货物发运前2 4 小时提出运输申请。采用这 种运输方案，在一些情况下某些方向或时间存在通过能力不足的风险，所以 不能保证准确的货物送达时间。实行新的直达货物运输系统，提高了市场营 销和运输服务的质量，同时也有效地提高货物运输的运营效率和效益。 法国国营铁路从1 9 7 7 年开始组织开行整列直达运输“】整列直达运输是 由专用线到专用线的直达列车完成，适用于煤炭、矿建材料、农产品、食品、 工业半成品等大宗货物运输。整列直达运输按运送的吨位分为整车直达列车、 轻快货物列车、货物自备空载车、多组车组编成列车和专运列车。日本铁路 于1 9 8 4 年取消编组站以后，货物运输全部实现直达化，最高列车运行速度达 到l o o k m h “1 。美国的集装箱直达列车在2 0 世纪8 0 年代最高速度已提高到 l o o k m h 。 2 1 2 国内直达运输发展现状 我国输送货物的直达列车主要有两种，一种是全程固定运行线和车次的 直达列车，主要输送要求运输质量高的货物，如快运货物列车、五定班列等： 另外一种是不固定车次与运行线的装车地直达列车，主要是在货运量大、流 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 向集中的装车站组织列车，输送一些资源性货物，如煤、矿石等。直达列车 的车流编组可以按同一卸车站的不同卸车地点、同一卸车区段或枢纽内的不 同卸车站或解体站编组计划规定的组号选分成组并按规定顺序编挂，也可以 不分组混编。按直达列车的运行条件，可以是固定车底的循环直达，或不固 定车底的非循环直达：可以是变更重量的直达列车，或固定重量的直达列车； 可以是每日定期开行的直达列车，或不定期开行的直达列车。 2 2 加快远程直达运输发展的紧迫性 2 2 1 铁路货物运输需求持续增加 随着国民经济的不断快速发展和交通运输设施的日益完善，各地区间的 货物交流日益增多。为了满足这些货物的运输需求，各种运输方式充分发挥 自己的优越性，积极组织各种新的运输方式，尽力争取更多的货源。但是， 每种运输方式都有自己的经济运送距离和经济的货物运输种类，不然就会成 本大于收入。从国内经济发展趋势看，到2 0 2 0 年国内生产总值要比2 0 0 0 年 翻两番，g d p 年均增长将在7 以上，货运需求必将持续增长“。2 0 0 6 年1 至1 0 月，铁路货物发送量完成2 0 2 4 亿吨，同比增加1 1 4 亿吨，增长6 o 。 2 0 0 7 年4 月份，全国铁路货物发送量完成2 5 亿吨，伺比增长8 5 ；货物周 转量完成1 9 2 1 亿吨公里，同比增长6 至2 0 2 0 年，货运量预计达到4 0 亿 吨。煤炭等大宗货物运输仍将占较大的比重，高附加值货物、保鲜货物和快 件货物运输增长幅度较大。未来2 0 年，铁路主要品类特别是大宗货物运输仍 将保持适度增长，大宗铁路货物运输量占总量的比重不会发生根本性的变化。 煤炭运输量占总运量的比重基本保持在4 3 左右，随着主要煤运通道的建成， 大宗货物的始发直达车流和空直达车流占总车流量的比重将进一步提高，达 到4 0 以上“”。2 0 0 5 年集装箱发送量比上年增长4 9 ，与1 9 9 6 年相比增长 了1 4 倍，年递增1 2 3 2 2 2 主要通道运输能力趋近饱和 当前，铁路主要通道运输能力趋近饱和，近期没有新增运输能力，货物 运输需求持续上升，铁路运能运量矛盾更趋突出。铁路网整体能力不足，目 前全国每天货运装车的需求有1 4 万一1 6 万车，铁路只能满足6 0 左右。京沪、 京广、京哈、京九、陇海、浙赣等六大铁路主要干线，许多区段运输能力已 经饱和，长期处于超负荷运转状态京沪线以全国铁路2 的营业线路，完 成了全路1 0 2 的旅客周转量和7 6 的货物周转量，成为世界上客货运输最 繁忙的干线。 西南交通大学硕士研究生学位论文第”页 铁路在许多去向上不能适应运输需求，最突出的是西南地区在西南铁 路网中，仅有宝成南段、株六线为复线铁路，复线率仅为全国平均水平的1 3 。 近年来，西南客货运量稳定增长，平均增长幅度均高于全国平均水平。以 1 9 9 0 2 0 0 2 年为例，客货运量全路年平均增长0 6 ，西南达2 7 ：出川民 工客流基本保持在6 0 0 万人以上，形成了强大的民工流。进出西南的客车仍 然超员严重，购票难、乘车难的问题仍未得到根本解决。 2 2 3 铁路发展面临着新的机遇和挑战 随着国民经济的持续快速发展和人民生活水平的日益提高，将会对铁路 运输的快捷性、便利性、舒适性提出新的更高要求在继续实施提速战略的 同时，需要进一步改革运输组织方式，提高科学组织运输和市场配置运力的 水平，充分发挥提速效能。改进铁路货运工作，解决影响货运服务质量的各 种问题，积极推行货运规范化服务，培育和创造具有较高服务水准和质量信 誉的铁路货运品牌。 积极组织开行远程货物直达列车，实现从装车到卸车的良性循环，是增 强运输效率、节约成本开支的重要措施可以防止卸车积压，缓解编组站紧 张，增加运输收入当前，远程货物直达列车的开行要形成规模，还有很大 难度，有些车站对开行远程货物直达列车执行不力，不能按远程货物的流向 集中装车。车站应与装车地密切协作，加强宣传和组织工作，力求按图开行， 保证高质量地完成计划装车数。 2 3 开行远程货物直达列车的优缺点分析 2 3 1 开行优点分析 积极组织开行远程货物直达列车可以获得更好的运输组织成效。按照运 输支出与运输距离的关系，运输支出可分为始发到达作业费、中转作业费和 运行作业费。一方面，对于运输过程来说，由于始发到达作业费是不随运输 距离长短而发生变化的。因此，当运输距离延长时，虽然运输支出总额也会 增加，但运输单位成本分摊的这部分费用却会减少，从而使运输成本降低。 运输成本与运输支出和运输距离的关系下式所示： c e + 工+ 最 ( 2 1 ) 其中，c 为单位成本；只为每万吨货物的始发到达作业费；l 为运输距 离：只每万吨货物的运行和中转费。从上面的关系式可以看出随着运输距离 的延长，单位运输成本是逐渐降低的。 另一方面，对于远程货物直达列车而言，运输距离长，途中作业少，每 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 吨公里的运输成本会随着运输距离的增长而相应地递减。但降低的幅度越来 越小，原因是始发到达作业费的比重越来越小。 例如，当运输距离为5 0 0 k i n 时，每万吨公里的运输成本为5 0 元。其中， 始发到达作业费占2 0 ，为1 0 元。每万吨货物的始发到达作业费为5 0 0 0 元， 运行和中转作业费占8 0 ，即每万吨公里4 0 元随着运输距离的变化，每 万吨公里成本变化，如表2 - 1 和图2 1 所示“” 表2 - 1 运输距离变化与运输成本关系表 注：以远程5 0 0 k i n 的运输成本为1 0 0 远程货物直达列车的开行主要有以下特点： ( 1 ) 把一般直达列车的技术站无调作业转换成直通到达站( 卸车地) 或跨 越多个技术站的简单快速作业，变无调作业为有选择性的无调作业，使运输 时间大为减少，对沿途技术站的能力紧张状况也大为缓和，利于技术站的各 项作业组织； ( 2 ) 远程货物直达列车实行机车长交路轮乘制，途经车站采取无调中转或 者越站通过，减轻了技术站的作业负担。提高货物送达速度，缩短运输期限， 使机车和车辆的周转时间大为减少，从而用同样数量的机车和车辆，运送更 多的货物； ( 3 ) 运输距离长，具备运价优势，在全程运价上具备较强的市场竞争能力， 承包运价能为货主接受，托运人将十分方便的办理远程货物运输。为吸引远 程运量，实现门到门运输，提高铁路服务质量和水平创造了条件； “) 运输组织保障措施有力，在日常列车运行调整中按直达货物列车办 理，具有较高的正点率： ( 5 ) 可集中加强远程货物直达列车编成站和重点大、中型站的基础建设和 配套装备，使铁路建设基金得到更有效的投入与产出，发挥更大的使用效能。 ( 6 ) 运输距离远。远程货物直达列车开行的目的是使更多的远程货物实现 直达运输，为了提高送达速度，不会在运送中途进行有调作业，从而长距离 的货物采取长距离的直达列车进行运输。 ( 7 ) 车流吸引范围广。远程货物直达列车的开行距离比较远，对货物的输 送距离有严格的要求，要组织成组列车就必须把编成站周围很大区域范围内 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 的远程车流集结起来，然后组织开行远程货物直达列车。 运 输 成 本 = 兀 万 r 暑 v 1 0 05 0 01 0 0 01 5 0 02 0 0 0 图2 - 1 运输距离变化与运输成本图 2 3 2 开行缺点分析 ( 1 ) 集结时间延长 由于远程车流的集结过程比一般直达列车的车流集结过程长，而且更加 复杂，其占用编组线和到发线的时间长，消耗的集结车小时多，影响车站的 工作能力，加大车站的作业负荷。 ( 2 ) 对通过能力影响 远程货物直达列车在区间运行的时候，为高等级的货物列车，会影响到 沿途车站其他列车的会车和越行方案，从而影响区间和沿途车站的通过能力， 影响整个路网。但是，由于开行的数量有限，对车站和路网的影响也是有限 的。 ( 3 ) 对一般直达列车的影响 远程货物直达列车的开行，承担了一般直达列车的部分运输需求，集结 车组分裂成了近程车组和远程车组，减少了一般直达列车的集结车流，延长 了其集结时间 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 2 4 直达运输组织存在的问题 2 4 1 一般直达列车运输组织存在的问题 铁路虽然已经在组织开行远程货物直达列车，但是大部分远程货物仍然 由一般的直达列车运输