曾衛(wèi)東

（鐵道部 運(yùn)輸局，北京 100844）

鐵路運(yùn)用車優(yōu)化分布模型研究

曾衛(wèi)東

（鐵道部 運(yùn)輸局，北京 100844）

為提高運(yùn)用車保有量計算的科學(xué)性、合理性和準(zhǔn)確性，并充分反映鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)實(shí)際，提出運(yùn)用車優(yōu)化分布模型的總體思路，以裝車及使用車去向計劃、列車編組計劃、施工運(yùn)行圖、貨車停留時間標(biāo)準(zhǔn)、貨車運(yùn)用與貨物作業(yè)統(tǒng)計，以及鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為模型計算依據(jù)。并且對鐵路局管內(nèi)重車車輛日和空車車輛日的確定給出具體計算方法與計算過程，從而得到各鐵路局管內(nèi)運(yùn)用車車輛日，即最小日運(yùn)用車數(shù)量。

鐵路；運(yùn)用車；保有量；車輛日

隨著鐵路的快速發(fā)展，為充分滿足貨主的運(yùn)輸需求，提供較好的運(yùn)力保障，在保證重點(diǎn)物資運(yùn)輸?shù)那疤嵯?，對鐵路運(yùn)用車合理利用提出了更高的要求。既有運(yùn)用車保有量計算方法主要依據(jù)每日的工作量和貨車周轉(zhuǎn)時間，而每日工作量和貨車周轉(zhuǎn)時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)受到統(tǒng)計時間、計算區(qū)域、空重車比例等多種因素的影響，往往具有較大的模糊性，難以真實(shí)反映全路或各鐵路局的運(yùn)輸生產(chǎn)實(shí)際。為了提高運(yùn)用車保有量計算的科學(xué)性、合理性和準(zhǔn)確性，并充分體現(xiàn)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)實(shí)際，提出基于車輛日的運(yùn)用車優(yōu)化分布計算思路與模型。

1 運(yùn)用車優(yōu)化分布模型的總體思路

由于不同時期影響鐵路運(yùn)用車分布的因素有所不同，單純依靠本月的統(tǒng)計數(shù)據(jù)推算下月的運(yùn)用車保有量，會產(chǎn)生較大的偏差。為了準(zhǔn)確反映下月各種因素對運(yùn)用車保有量的影響，需要綜合考慮運(yùn)輸計劃的波動性、施工計劃的影響等因素。因此，對運(yùn)用車保有量的計算思路主要依據(jù)本月制定的下月裝車計劃、既有車流徑路和列車編組計劃、考慮下月施工計劃的列車運(yùn)行圖等基礎(chǔ)文件，從重車保有量和空車保有量兩大方面分別建立重空運(yùn)用車計算模型，其主要思路如下。

1.1 重車保有量的計算思路

根據(jù)全路下月的裝車及使用車去向計劃 (OD流)、既有車流徑路和列車編組計劃、下月的施工運(yùn)行圖 (考慮下月維修施工計劃后的列車運(yùn)行圖)、重車流經(jīng)由技術(shù)站的中轉(zhuǎn)停留時間 (有調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間、無調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間)、裝卸站的貨物作業(yè)時間標(biāo)準(zhǔn)和裝卸次數(shù)等因素，推算出各鐵路局管內(nèi)一日的重車車輛小時，并換算成車輛日，即為該鐵路局下月最小的重車保有量，也就是理想狀態(tài)下的最小重車運(yùn)用車數(shù)。

1.2 空車保有量的計算思路

在已知重車保有量計算的各相關(guān)參數(shù)條件下，根據(jù)空率參數(shù)，可計算空車保有量。

1.3 運(yùn)用車保有量的計算思路

運(yùn)用車優(yōu)化分布模型的計算目標(biāo)是：

min(運(yùn)用車保有量)＝min(重車保有量)＋min (空車保有量)

即：平均總運(yùn)用車車輛日＝重車車輛日＋空車車輛日。

2 模型計算依據(jù)

（1）下月的裝車及使用車去向計劃。通過本月匯總的下月裝車及使用車去向計劃、車流徑路可以確定鐵路局管內(nèi)工作車的數(shù)量 (即管內(nèi)各站一日內(nèi)自裝的管內(nèi)工作車數(shù)和一日內(nèi)由局間分界口接入的管內(nèi)工作車數(shù)之和)、移交重車的數(shù)量 (即一日內(nèi)鐵路局自裝的移交重車數(shù)和由局間分界口接入的移交重車數(shù)之和)，以及各支重車流經(jīng)由的路徑。

（2）既有列車編組計劃。列車編組計劃中可以確定列車的始發(fā)、終到站，編組輛數(shù)，車流的有調(diào)和無調(diào)作業(yè)站，各技術(shù)站的中轉(zhuǎn)作業(yè)車數(shù)等。

（3）下月的施工運(yùn)行圖。從根據(jù)下月施工計劃編制的列車運(yùn)行圖，可以確定出各 OD 點(diǎn)、各種車流編入列流的數(shù)量和時間分布情況，列車中重車流的旅行時間、無調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間和列車從分界口接入或交出的時間。

（4）貨車在站停留時間標(biāo)準(zhǔn)。貨車在站停留時間標(biāo)準(zhǔn)主要包括貨車在各技術(shù)站的有調(diào)停留時間和無調(diào)停留時間標(biāo)準(zhǔn)、在各主要裝卸站的貨物作業(yè)停留時間標(biāo)準(zhǔn)。

（5）貨車運(yùn)用與貨物作業(yè)日常統(tǒng)計結(jié)果。在推算下月日均運(yùn)用車的車輛日過程中，根據(jù)上月各裝卸站每日貨物作業(yè)情況的統(tǒng)計結(jié)果，推測出下月各裝卸站的貨物作業(yè)情況；在確定局間分界口接入或交出重空車數(shù)量和時間時，假定相同 OD 點(diǎn)的重車流到達(dá)局間分界站是均勻分布在運(yùn)行圖規(guī)定的運(yùn)行線上；并且考慮空車走行公里和空車走行率等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

（6）現(xiàn)有鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)有鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以確定出各鐵路局分界口的位置、線路里程、主要技術(shù)站、貨運(yùn)站及裝卸點(diǎn)的位置。鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在短時期內(nèi)一般不會有大的變化。

3 鐵路局管內(nèi)重車車輛日的確定

3.1 計算方法

在現(xiàn)有鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，根據(jù)本月匯總的下月裝車及使用車去向計劃推算出管內(nèi)裝車、接入重車數(shù)量，以及重車流的 OD 點(diǎn) (裝卸站)；根據(jù)車流徑路和列車編組計劃推算出重車流的產(chǎn)生區(qū)段、可編入列車的始發(fā)和終到站、編組輛數(shù)、經(jīng)過的有調(diào)和無調(diào)作業(yè)站；根據(jù)本月制定的下月施工運(yùn)行圖推算出重車流可以編入的列車、列車數(shù)量、列車時間分布、列車的旅行時間、無調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間，以及從局分界口接入和交出的時刻、裝車完畢后發(fā)車和到達(dá)卸車站的時刻；各主要技術(shù)站的中轉(zhuǎn)停留時間標(biāo)準(zhǔn)則根據(jù)車站的統(tǒng)計結(jié)果查定；各主要裝卸站的貨物作業(yè)時間標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果查定。

在確定重車流一日內(nèi)可編入列車的分布時 (組流上線時)，可以按照列車編組輛數(shù)、車流量、列車數(shù)量等進(jìn)行平均分配。

確定上述參數(shù)后，將全部重車流在鐵路局管內(nèi)運(yùn)行區(qū)段的旅行車輛小時、在技術(shù)站的中轉(zhuǎn)車輛小時、在裝卸站的貨物作業(yè)車輛小時相加，即得到全部重車車輛小時，將其除以 24 h 即為鐵路局管內(nèi)重車車輛日。

3.2 計算過程

3.2.1 計算鐵路局管內(nèi)的重車旅行車輛小時

根據(jù)裝車及使用車去向計劃確定每日的裝車數(shù)和接入重車數(shù)，以及其 OD 點(diǎn)，然后根據(jù)車流徑路、貨物列車編組計劃和列車運(yùn)行圖，確定出其所經(jīng)由的徑路和可編入的列車，以及列車在運(yùn)行圖中的分布情況。計算各運(yùn)行線在一日內(nèi)各區(qū)段的列車旅行時間與該區(qū)段重車數(shù)量乘積的總和，即可計算得到鐵路局管內(nèi)總的重車流旅行車輛小時。

對于在一個區(qū)段內(nèi)列車編組內(nèi)容基本不變的技術(shù)直達(dá)列車、直通列車和區(qū)段列車，根據(jù)該區(qū)段相應(yīng)時段的貨物列車運(yùn)行線，預(yù)計列車進(jìn)入該區(qū)段的時刻和到達(dá)該區(qū)段終點(diǎn)站的時刻，推算出列車在該區(qū)段的車輛小時。對于在區(qū)段內(nèi)運(yùn)行的摘掛列車和小運(yùn)轉(zhuǎn)列車，以區(qū)段內(nèi)作業(yè)量較大的貨運(yùn)站為分界點(diǎn)，根據(jù)列車編組內(nèi)容和中間站的待掛運(yùn)重車情況，確定列車的作業(yè)站，結(jié)合列車運(yùn)行圖中摘掛列車和小運(yùn)轉(zhuǎn)列車的車站作業(yè)時間標(biāo)準(zhǔn)，分析得出列車在該區(qū)段的車輛小時。

（1）根據(jù)裝車及使用車計劃確定鐵路局管內(nèi)每日裝車數(shù)和接入重車數(shù)，以及其 OD 點(diǎn)。

（2）根據(jù)貨物列車編組計劃和列車運(yùn)行圖，確定每支OD重車流可編入的列車運(yùn)行線。

（3）根據(jù)列車運(yùn)行圖確定列車運(yùn)行線的經(jīng)由區(qū)段，以及經(jīng)過各區(qū)段分界點(diǎn)的時刻。

（4）根據(jù)列車運(yùn)行線在各主要技術(shù)站的時刻，分區(qū)段計算列車旅行時間。

（5）分區(qū)段計算重車流的旅行車輛小時。

（6）匯總各區(qū)段重車流的旅行車輛小時，得到總的重車流旅行車輛小時。

3.2.2 計算鐵路局管內(nèi)重車中轉(zhuǎn)停留車輛小時

重車流在編組站的作業(yè)分為兩種：無調(diào)中轉(zhuǎn)作業(yè)和有調(diào)中轉(zhuǎn)作業(yè)。因此，重車流在編組站的車輛小時包括無調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時和有調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時兩部分。

（1）無調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時的推算。在編組站進(jìn)行無調(diào)中轉(zhuǎn)作業(yè)的列車，根據(jù)列車到達(dá)時刻，參考《車站行車工作細(xì)則》中無調(diào)作業(yè)時間標(biāo)準(zhǔn)和基本運(yùn)行圖中預(yù)計列車出發(fā)時刻，進(jìn)行無調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時的推算。對在編組站進(jìn)行少量補(bǔ)減軸作業(yè)的列車，還應(yīng)考慮附加相應(yīng)的調(diào)車作業(yè)時間。

根據(jù)裝車及使用車去向計劃和列車編組計劃推算出鐵路局管內(nèi)各技術(shù)站一日內(nèi)重車流無調(diào)中轉(zhuǎn)車數(shù)，再根據(jù)列車運(yùn)行圖推算出重車流在技術(shù)站的無調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間，取兩者的乘積進(jìn)行累加即可得到各鐵路局管內(nèi)總的重車流無調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時，即：

（2）有調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時的推算。對于編組站和較大的區(qū)段站，按照到達(dá)—解體—集結(jié)—編組—出發(fā)的作業(yè)過程進(jìn)行分析。一般根據(jù)車站存車和作業(yè)進(jìn)程，按照貨物列車編組計劃，對到達(dá)車站的每一車輛進(jìn)行作業(yè)流程的統(tǒng)計分析，由預(yù)計到達(dá)車站的時間估算出該方向車流的集結(jié)時間和列車出發(fā)時刻。

根據(jù)以往的統(tǒng)計數(shù)據(jù)查定各主要技術(shù)站的有調(diào)中轉(zhuǎn)停留時間標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)貨物運(yùn)輸計劃和列車編組計劃推算出鐵路局管內(nèi)各技術(shù)站一日內(nèi)重車流有調(diào)中轉(zhuǎn)車數(shù)，取兩者的乘積進(jìn)行累加即可得到鐵路局管內(nèi)總的重車流有調(diào)中轉(zhuǎn)停留車輛小時，即：

（3）總中轉(zhuǎn)停留車輛小時的推算。為了簡化模型的計算過程，在實(shí)際推算中，按照各技術(shù)站日常統(tǒng)計的中轉(zhuǎn)停留時間標(biāo)準(zhǔn)取值，即根據(jù)各主要技術(shù)站的中轉(zhuǎn)停留時間標(biāo)準(zhǔn)，以及根據(jù)裝車及使用車去向計劃、列車編組計劃推算出鐵路局管內(nèi)各技術(shù)站一日內(nèi)重車流的中轉(zhuǎn)車數(shù)N中i，取兩者的乘積并進(jìn)行累加即可得到鐵路局管內(nèi)總的重車中轉(zhuǎn)停留車輛小時，即：

3.2.3 計算鐵路局管內(nèi)重車貨物作業(yè)停留車輛小時

根據(jù)重車在裝卸站的入線前停留時間、站線作業(yè)停留時間或?qū)Ｓ镁€作業(yè)停留時間等查定貨物作業(yè)停留時間，即根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果查定各主要裝卸站的貨物作業(yè)停留時間標(biāo)準(zhǔn)Tzi，根據(jù)貨物運(yùn)輸計劃和列車運(yùn)行圖推算出鐵路局管內(nèi)各裝卸站一日內(nèi)的裝卸車次數(shù)Czi，取兩者的乘積進(jìn)行累加即可得到鐵路局管內(nèi)總的重車貨物作業(yè)停留車輛小時，即：

式中：Czi為裝卸站 i 一日內(nèi)裝卸車次數(shù)，根據(jù)列車編組計劃對各支車流的徑路分析，以及貨物運(yùn)輸計劃推算出一日內(nèi)在貨物作業(yè)站的裝卸車次數(shù)；Tzi為裝卸站 i 一次貨物作業(yè)平均停留時間標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果查定。

3.2.4 計算鐵路局的重車車輛日

將鐵路局管內(nèi)一日內(nèi)的重車流在區(qū)段的總旅行車輛小時、在技術(shù)站的總中轉(zhuǎn)停留車輛小時、在裝卸站的總貨物作業(yè)停留車輛小時，三者累加求和，并將其除以 24 h 即可求出該鐵路局的重車車輛日。

4 鐵路局管內(nèi)空車車輛日的確定

4.1 計算方法

按照模型研究思路，在未知空車調(diào)整計劃的前提下，采用空車走行率計算參數(shù)，推算鐵路局管內(nèi)空車車輛小時?？哲囋阼F路局管內(nèi)的車輛小時，通常包括空車旅行車輛小時、在技術(shù)站的中轉(zhuǎn)車輛小時、在裝卸站的空態(tài)停留車輛小時?？紤]到空車調(diào)配往往采取就近的原則，通過技術(shù)站進(jìn)行中轉(zhuǎn)的空車數(shù)量較少，產(chǎn)生的空車中轉(zhuǎn)時間也較少，該部分空車對運(yùn)用車的估算影響較小，因此在空車車輛小時推算中，對在技術(shù)站產(chǎn)生的平均中轉(zhuǎn)車輛小時這部分時間因素可暫忽略不計。同時，由于空車在裝卸站的空態(tài)停留時間，一般已包括在車站貨物作業(yè)平均停留時間中，可不再單獨(dú)計算。因此，鐵路局管內(nèi)的空車車輛小時主要取決于空車在鐵路局管內(nèi)的旅行時間。其計算方法是根據(jù)鐵路局管內(nèi)重車走行公里、空車走行率推算出該鐵路局管內(nèi)的空車走行公里，然后根據(jù)貨物列車旅行速度等參數(shù)，推算出鐵路局管內(nèi)一日內(nèi)的空車車輛小時。

4.2 計算過程

（1）計算鐵路局管內(nèi)總的空車走行公里。通過計算運(yùn)用車的各種重車指標(biāo)，獲取重車走行公里ΣN重S重的數(shù)值，利用統(tǒng)計查定的鐵路局空車走行率φ，根據(jù)空車走行公里＝空車走行率×重車走行公里，計算得到空車走行公里ΣN空S空，即：

（2）計算鐵路局管內(nèi)空車車輛小時。鐵路局管內(nèi)的空車流旅行車輛小時根據(jù)空車走行公里和列車旅速計算得出，即：

（3）計算鐵路局總的空車車輛日。

將空車流在鐵路局管內(nèi)的空車車輛小時除以 24 h 即可求出該鐵路局總的空車車輛日。

5 鐵路局管內(nèi)運(yùn)用車車輛日的確定

將前述推算出的鐵路局管內(nèi)重車車輛日與空車車輛日兩者的數(shù)值相加，即為該鐵路局下月應(yīng)該保有的最小運(yùn)用車車輛日，即最小的日運(yùn)用車數(shù)量。

6 結(jié)束語

基于車輛日的運(yùn)用車保有量計算模型綜合考慮了鐵路運(yùn)用車配置過程中的多種因素，將鐵路運(yùn)輸計劃、車流徑路、列車運(yùn)行圖、施工計劃等融為一體，真實(shí)反映了鐵路運(yùn)營實(shí)際，其計算出的運(yùn)用車保有量貼近運(yùn)輸生產(chǎn)實(shí)際，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，為合理掌握運(yùn)用車分布、優(yōu)化鐵路運(yùn)力資源配置，提高車輛運(yùn)用質(zhì)量奠定了理論基礎(chǔ)，在確保滿足運(yùn)輸需求的同時，減少車輛資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)車輛資源利用的效率最大化。

1003-1421(2011)01-0018-04

U292.6+2

B

2010-12-24

責(zé)任編輯：林 欣