王志毅
摘 要:結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)及開行情況,從列車安全性、站場編組能力、咽喉區(qū)占用影響、機(jī)車運(yùn)用效率等方面,對比分析1臺交流機(jī)車+1臺交流機(jī)車+可控列尾(簡稱1+1)、1臺交流機(jī)車+1臺直流機(jī)車+1臺直流機(jī)車(簡稱1+1+1),兩種不同編組的優(yōu)缺點(diǎn),提出優(yōu)化兩萬噸列車編組方案的建議。
關(guān)鍵詞:列車;開行方式;優(yōu)化
0 引言
朔黃鐵路1+1模式開行后,安全風(fēng)險(xiǎn)高、設(shè)備損傷嚴(yán)重、區(qū)間停緩多等問題突出,因此,有必要進(jìn)一步研究通過開行方式優(yōu)化,提高列車運(yùn)行品質(zhì)。
1 1+1模式與1+1+1模式安全性分析對比
1.1 1+1模式列車受力分析
2019年,西南交大對朔黃兩萬噸列車進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)。測試結(jié)果顯示列車通過北大牛站時(shí),機(jī)車車鉤最大橫向擺角12.79°,試驗(yàn)機(jī)車前部車鉤最大壓鉤力為977kN,中部車鉤最大壓鉤力為1191kN,后部車鉤最大壓鉤力為1415kN。
1.2 1+1模式列車操縱難度分析
兩萬噸列車1+1編組模式下,由于后部單元列車緩解后只能通過從控機(jī)車一個(gè)充風(fēng)點(diǎn)充風(fēng),導(dǎo)致后部列車的充風(fēng)時(shí)間明顯長于前部列車,這樣的充風(fēng)特性為列車操縱埋下了安全隱患。前后部列車充氣時(shí)間差越大,列車危險(xiǎn)性越高。
1.3 1+1+1模式列車運(yùn)行安全分析
通過試驗(yàn),調(diào)速制動(dòng)過程產(chǎn)生的最大車鉤力均小于1000kN,最大值僅為836kN,小于試驗(yàn)建議性指標(biāo)(正常運(yùn)行工況車鉤力不大于1000kN),與1+1編組相比,減小車鉤力約60%。由于縱向力的減少,進(jìn)而減少了列車的橫向力,能夠保證車鉤擺角橫向大于6°,垂向大于3°,列車縱向分力不至于影響列車脫軌系數(shù),同時(shí)減少從控機(jī)車的垂向抬升、輪重減載的發(fā)生,中部從控機(jī)車運(yùn)行安全性、車鉤壓鉤力和偏轉(zhuǎn)角符合控制限度的要求。
1.4 1+1+1模式列車操縱難度明顯降低
由于該編組在列車尾部增加了1臺從控機(jī)車,顯著提高了列車的充風(fēng)能力。經(jīng)數(shù)據(jù)分析,當(dāng)列車停于12‰坡道,減壓100kPa緩解后,機(jī)車電制動(dòng)給至400kN,列車運(yùn)行速度達(dá)到約25km/h時(shí),尾部風(fēng)壓可滿足再制動(dòng)條件,提高了高坡區(qū)段非正常情況下的通過能力。
1.5 1+1模式與1+1+1模式安全性分析對比結(jié)論
一是1+1+1模式能夠減小列車縱向力(試驗(yàn)數(shù)據(jù)中最大為984KN,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1+1模式的最大試驗(yàn)數(shù)據(jù)2024KN,也小于安全建議值1000KN的要求),從而緩解中部機(jī)車復(fù)雜受力,降低脫軌系數(shù);二是1+1+1模式充風(fēng)時(shí)間短(最少為128秒),能夠降低列車操縱難度,保證列車運(yùn)行安全及提升非正常情況下的通過能力,利于安全管控,三是由于列車縱向力降低,對設(shè)備損傷較小,減小了設(shè)備更換及改造投資費(fèi)用。
2 1+1+1模式對神池南車站影響
對比采用1+1+1模式與1+1模式對神池南車站股道、咽喉占用時(shí)間的影響,以判斷影響站場的使用及車站的接、發(fā)車情況。
2.1 神池南車站的線路特點(diǎn)
II場主要辦理神木北方向、準(zhǔn)池方向上行重車的接發(fā),共計(jì)24條到發(fā)線(23、24道無網(wǎng)),1道辦理旅客列車及比照旅客列車辦理的列車,兼做站裝車到發(fā)線。2、3道原則上辦理大新方向上行列車的接發(fā),兼做站裝空車到達(dá)線。4、5、6道原則上辦理大新方向下行列車的接發(fā)。7-21道原則上辦理肅寧北方向上行列車的接發(fā)。22-24道為調(diào)車線,特殊情況22道可兼做機(jī)車走行線。4-21道每3股線為一個(gè)線束,共6個(gè)線束。
2.2 1+1+1模式尾部加掛機(jī)車對神池南站的影響
根據(jù)神池南II場的線路特點(diǎn),兩萬噸列車的編組只能在4-21道之間進(jìn)行。根據(jù)2019年列車運(yùn)行圖資料,神池南地區(qū)圖定發(fā)出兩萬噸列車32列(預(yù)留4列),即使按最高36列計(jì)算,如每列都在尾部加掛機(jī)車,每次加掛按占用10分鐘計(jì)算,實(shí)際占用360分鐘,似乎嚴(yán)重影響神池南接車,但由于線路設(shè)計(jì)的特點(diǎn),在13-15道、16-18道、19-21道這三束股道間,即便是尾部加掛機(jī)車,也僅占用一束股道,并不影響其他股道接發(fā)列車。以19、20、21道線束為例,19道編組兩萬噸列車,尾部加掛的機(jī)車通過20道進(jìn)行加掛,而20道本身為機(jī)車走行線,加掛機(jī)車從20道越過XII-2017轉(zhuǎn)出,在D2040前停車,換端后經(jīng)過D2064再次進(jìn)入19道,在此過程中僅影響21道接車10分鐘,對其他股道接車沒有任何影響。根據(jù)現(xiàn)有資料來看,在近期一個(gè)月內(nèi),神池南不存在兩萬噸列車,一束股道尾部接入后,另一股道連續(xù)接入的情況。在4-6道、7-9道、10-12道這三束股道間如果尾部加掛機(jī)車,將影響神池南接入神朔和準(zhǔn)池的重車,每加掛一列,則影響重車接入10分鐘。
從現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看,神池南兩萬噸列車優(yōu)先接入13-15道、16-18道、19-21道這三束股道間,4-6道、7-9道、10-12道發(fā)出的兩萬噸列車日均6列。
通過以上分析可以得出結(jié)論,兩萬噸列車尾部加掛機(jī)車,通過神池南車站加強(qiáng)組織可以實(shí)現(xiàn)。
2.3 1+1+1模式列車對編組時(shí)間的影響。
采用1+1+1模式時(shí),為盡量減少對車站作業(yè)時(shí)間的影響,從折返段出庫時(shí),從1和從2可以同時(shí)出庫,在掛后半列列車時(shí),從1和從2分解,從1掛后半列的前部,利用從1掛車和試風(fēng)的時(shí)間,從2進(jìn)行后半列的尾部掛車,此種作業(yè)模式只需要車站開放從2的掛車信號即可,從而減少對車站線路的占用時(shí)間,同時(shí)在后半列與前半列連掛時(shí),由于從2可以發(fā)揮作用,壓縮了后半列的啟動(dòng)時(shí)間和掛車時(shí)間,可以節(jié)省列車編組占用到發(fā)線時(shí)間。
采用1+1模式其編組方式與1+1+1模式基本一致,只是減少了車站對從2的一次進(jìn)路排列,但就車站列車編組時(shí)間對比,1+1+1模式與1+1模式基本相同。
2.4 1+1+1模式對神池南車站的影響結(jié)論
采用1+1+1模式,對車站股道的占用時(shí)間以及對東咽喉的占用時(shí)間略有縮短,但在4-12道尾部每編組一列兩萬噸,將影響接車10分鐘左右(日均6列),因此綜合考慮,無論采用1+1+1模式還是1+1模式對神池南車站占用時(shí)間趨于一致,并不會(huì)因尾部加掛機(jī)車嚴(yán)重影響神池南接入重車,并且此影響可以通過優(yōu)化組織予以解決。
3 1+1+1模式與1+1模式的兩萬噸列車對線路通過能力對比
通常而言,在固定線路、其他條件不變的情況下,列車的運(yùn)行速度越高,占用區(qū)間的時(shí)間越短,其通過能力就越高,尤其是在關(guān)鍵區(qū)段,其限制作用更為明顯。
3.1 采用1+1+1模式與1+1模式對線路通過能力的影響對比
3.1.1 神池南-——寧武西運(yùn)行時(shí)間的影響
神池南站為朔黃線關(guān)鍵的咽喉車站,因此采用何種編組模式,列車開行時(shí),速度最快,對神池南站的占用時(shí)間最短,至關(guān)重要,通過數(shù)據(jù)對比,神池南-——寧武西1+1+1模式比1+1模式要快2分鐘,平均運(yùn)行速度要高2km/h-3km/h。
3.1.2 神池南-——肅寧北整體線路通過能力的影響
在朔黃鐵路目前的情況下,列車越短,運(yùn)行速度越高,總運(yùn)行時(shí)分越短,其線路通過能力必然越高。1+1+1模式與1+1模式相比,列車長度基本相同,增加幾乎可以忽略不計(jì),通過試驗(yàn):1+1+1模式與1+1模式相比在列車運(yùn)行速度和運(yùn)行時(shí)分方面,均占優(yōu)勢,采用1+1+1模式比1+1模式,其線路通過能力要強(qiáng)。
3.2 區(qū)間停緩對運(yùn)輸?shù)挠绊?/p>
朔黃鐵路兩萬噸列車由于安全風(fēng)險(xiǎn)高,操控難度大,列車運(yùn)行過程中,因區(qū)間信號綠黃燈、制動(dòng)周期調(diào)整失效等情況,造成區(qū)間停車緩風(fēng)問題較為突出。
兩萬噸列車由神池南站始發(fā),運(yùn)行到神池南至寧武西區(qū)間后,由于各種因素影響,列車空氣制動(dòng)后不具備緩解條件導(dǎo)致列車停車緩風(fēng)時(shí),將直接影響神池南站發(fā)送上行列車。1+1+1編組模式,由于緩解條件限制較少,操縱難度降低,能夠有效地減少停緩,減小對運(yùn)輸秩序的干擾。
4 1+1+1模式對交路、機(jī)車、人員、運(yùn)量的影響
4.1 對機(jī)車交路的影響
兩萬噸列車現(xiàn)有交路不受影響,亦可根據(jù)肅寧北上行場股道占用情況,將尾部機(jī)車直流機(jī)車摘除,此時(shí)將增加肅寧北股道占用時(shí)間。
4.2 對機(jī)車運(yùn)用的影響
朔黃線現(xiàn)有的兩萬噸開行模式為交流機(jī)車+交流機(jī)車的1+1模式,需要兩臺交流機(jī)車才能夠開行兩萬噸列車,而如果變?yōu)榻涣鳈C(jī)車+直流機(jī)車+直流機(jī)車的1+1+1模式,兩萬噸開行對數(shù)將不受交流機(jī)車數(shù)量制約。
通過計(jì)算可知,在現(xiàn)有1+1模式下僅能開行35對兩萬噸列車,而改變?yōu)?+1+1模式后,可開行的兩萬噸對數(shù)為48對,增幅為37.14%。
4.3 對人員運(yùn)用、運(yùn)量的影響
人員運(yùn)用跟機(jī)車運(yùn)用密切相關(guān),開行1+1+1模式兩萬噸列車,運(yùn)用機(jī)車并未增加,因此不需要增加人員??梢栽诓辉黾恿熊噷?shù)的情況下,通過多開行兩萬噸列車增加運(yùn)量,亦可在現(xiàn)有運(yùn)量下,通過多開兩萬噸列車減少列車密度,利于運(yùn)量增長。
5 結(jié)束語
在不增加人員、機(jī)車的情況下,通過開行1+1+1模式兩萬噸列車,不但能夠大幅度改善兩萬噸列車的受力情況、縮短充風(fēng)時(shí)間、減小操縱難度,同時(shí)減少神池南東咽喉占用情況,減少區(qū)間停緩,提高區(qū)間運(yùn)行速度及過慢行能力,而且還能夠增開兩萬噸列車和利于運(yùn)量提升。其缺點(diǎn)為,每開行一列1+1+1模式的兩萬噸列車,需增加了神池南一臺機(jī)車轉(zhuǎn)線的工作量,同時(shí)部分股道會(huì)影響到神池南接入重車,可通過優(yōu)化組織,降低影響。目前朔黃鐵路87臺自管直流機(jī)車已經(jīng)完成LTE改造工作,具備和交流機(jī)車編組、開行兩萬噸列車條件。結(jié)合上述情況綜合考慮,開行1+1+1模式的兩萬噸列車?yán)笥诒?,因此,建議盡快組織1+1+1模式的兩萬噸列車試驗(yàn)工作。
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