規(guī)劃型鐵路編組站列車集結(jié)理論與方法

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目()資助出版

2018YFB1201401

規(guī)劃型鐵路編組站

列車集結(jié)理論與方法

林楓鄭平標(biāo)徐利民著

中國鐵道出版社有限公司

年北京

2022·

內(nèi)容簡介

本書分析貨車采用定時(shí)定編集結(jié)在編組站的作業(yè)特點(diǎn)利用隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論簡稱

、,“”(

排隊(duì)論建立貨車在集結(jié)編組出發(fā)系統(tǒng)和到達(dá)解體系統(tǒng)內(nèi)的排隊(duì)模型通過

“”)“——”“—”,

補(bǔ)充變量法和嵌入馬爾可夫鏈的技術(shù)方法計(jì)算得到貨車在編組站內(nèi)采用定時(shí)集結(jié)相比

“”“”,

定編集結(jié)節(jié)省的總平均停留時(shí)間加開列車數(shù)以及定時(shí)集結(jié)欠軸率和欠軸車數(shù)然后根據(jù)

、,。,

定時(shí)相比定編集結(jié)變化的指標(biāo)值應(yīng)用支出率法計(jì)算兩種集結(jié)模式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)適用條件

,。

本書可供鐵路運(yùn)輸專業(yè)的學(xué)生和從事鐵路運(yùn)輸工作的工程技術(shù)人員管理人員和科研人

、

員學(xué)習(xí)參考

、。

圖書在版編目CIP數(shù)據(jù)

()

規(guī)劃型鐵路編組站列車集結(jié)理論與方法林楓鄭平標(biāo)徐利民

/,,

著北京中國鐵道出版社有限公司

.—:,2022.4

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目資助出版

(2018YFB1201401)

ISBN978-7-113-27470-2

規(guī)林鄭徐鐵路運(yùn)輸貨物運(yùn)輸

Ⅰ.①…Ⅱ.①…②…③…Ⅲ.①--

車輛集結(jié)研究

-Ⅳ.①U294.1

中國版本圖書館數(shù)據(jù)核字第號

CIP(2020)240369

書名:規(guī)劃型鐵路編組站列車集結(jié)理論與方法

作者:林楓鄭平標(biāo)徐利民

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封面設(shè)計(jì):尚明龍

責(zé)任校對:焦桂榮

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印刷:北京建宏印刷有限公司

版次:年月第版年月第次印刷

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書號:

ISBN978-7-113-27470-2

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近年來,我國致力于構(gòu)建發(fā)達(dá)、完善、高質(zhì)量的國家綜

合立體交通網(wǎng)?！秶揖C合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》提出,到

年,國家綜合立體交通網(wǎng)實(shí)體線網(wǎng)總規(guī)模合計(jì)

2035

萬左右,其中鐵路萬左右,我國將基本建成

70km20km

便捷順暢、經(jīng)濟(jì)高效、綠色集約、智能先進(jìn)、安全可靠的現(xiàn)

代化高質(zhì)量國家綜合立體交通網(wǎng),實(shí)現(xiàn)國際國內(nèi)互聯(lián)互

通、全國主要城市立體暢達(dá)、縣級節(jié)點(diǎn)有效覆蓋,有力支撐

“全國出行交通圈”和“全球快貨物流圈”。鐵路

123123

作為國家綜合立體交通網(wǎng)的骨干,“十三五”時(shí)期鐵路網(wǎng)特

別是高速鐵路網(wǎng)規(guī)模和質(zhì)量實(shí)現(xiàn)重大躍升,“四縱四橫”高

速鐵路網(wǎng)提前建成,“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)加快成型。截

至年底,我國鐵路營業(yè)總里程已突破萬,規(guī)模

202115km

居世界第二,其中高速鐵路營業(yè)里程超過萬,居世界

4km

第一。全國鐵路網(wǎng)對萬人口以上城市覆蓋率達(dá)到

20

%,“八縱八橫”高鐵網(wǎng)對萬人口以上城市覆蓋率

99.150

達(dá)到%。路網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化的同時(shí),我國鐵路貨運(yùn)組

89.9

織發(fā)展形勢如下:

鐵路貨運(yùn)站規(guī)模不斷擴(kuò)大,技術(shù)站功能趨于集中。

年底,全路路網(wǎng)性、區(qū)域性、地方性三大類編組站超過

2020

Ⅰ

個,區(qū)段站超過個,為全路南來北往的車流組織提供支撐,將區(qū)

70300

域經(jīng)由的零散車流組織成列。為滿足地區(qū)之間貨物的交流,編組站主

要分布在大量車流集散的地方以及路網(wǎng)重要節(jié)點(diǎn),為不同方向的貨運(yùn)

交流提供保證。而我國當(dāng)前貨運(yùn)需求主要集中在東部、中部地區(qū),相對

而言我國鐵路技術(shù)站分布不均衡。我國東部地區(qū)路網(wǎng)密度大、網(wǎng)絡(luò)復(fù)

雜,貨運(yùn)需求旺盛且波動性強(qiáng),但服務(wù)東部路網(wǎng)的編組站、區(qū)段站相對

較少,占比不高。而西部地區(qū)路網(wǎng)密度低,但編組站、區(qū)段站相對密集。

部分技術(shù)站偏離貨運(yùn)主通道,形成折角運(yùn)輸,各種作業(yè)干擾嚴(yán)重,不利

于運(yùn)輸組織。根據(jù)作業(yè)量和車站總體改編能力分析,向塘西、喬司、南

京東等編組站總體改編能力不能滿足高峰作業(yè)需要,哈爾濱南上行系

統(tǒng)、蘇家屯上行系統(tǒng)能力緊張,濟(jì)西、藍(lán)村西到發(fā)線能力不足,裕國、長

春北、衡陽北、石家莊南、南寧南、龍川北分類線不足,不能適應(yīng)編組去

向多的要求。

運(yùn)輸時(shí)效性差、貨物積壓導(dǎo)致編組站改編能力緊張是制約鐵路貨

運(yùn)發(fā)展的主要因素。因此,加快貨物的集結(jié)和送達(dá)速度,保障貨物運(yùn)到

時(shí)限是提升鐵路貨物運(yùn)量、提高路網(wǎng)綜合運(yùn)用效率的有效措施。由于

大部分鐵路貨物列車需要經(jīng)編組站進(jìn)行改編作業(yè),優(yōu)化貨物列車在編

組站的作業(yè)效率是一個亟待解決的問題,最關(guān)鍵的解決方案是對現(xiàn)有

的組織型行車組織模式進(jìn)行改革。

在編組站內(nèi),將現(xiàn)有定編集結(jié)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎〞r(shí)集結(jié)模式,對于指導(dǎo)

編組站行車組織模式改革、提高貨物運(yùn)輸時(shí)效性具有顯著效果。為了

得到定時(shí)、定編集結(jié)模式的經(jīng)濟(jì)適用條件,從理論上深入研究了影響定

時(shí)、定編集結(jié)模式技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素,針對不同情況提出經(jīng)濟(jì)上

節(jié)約成本、技術(shù)上先進(jìn)的最優(yōu)集結(jié)模式。

為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo),基于隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論(或排隊(duì)理論),構(gòu)建了貨車

采用定時(shí)、定編集結(jié)模式在集結(jié)編組系統(tǒng)以及前方編組站解體系統(tǒng)的

Ⅱ

排隊(duì)模型,計(jì)算得到貨車采用定時(shí)集結(jié)相比定編集結(jié)節(jié)省總平均停留

時(shí)間以及加開列車數(shù)。應(yīng)用支出率法,計(jì)算不同去向車流采用定時(shí)集

結(jié)相比定編集結(jié)節(jié)省的貨車技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,并分析不同車流量和定編

集結(jié)開行列車使用系數(shù)對定時(shí)集結(jié)節(jié)省技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的影響,從而確

定定時(shí)集結(jié)模式的經(jīng)濟(jì)適用條件。

本書包括六章,具體內(nèi)容如下:

第章為鐵路貨物運(yùn)到期限及其影響因素研究。分析鐵路貨物運(yùn)

1

到期限的主要影響因素,探索行車組織模式、集結(jié)模式等因素對編組站

作業(yè)的影響,從而得出保障貨物運(yùn)到時(shí)限的主要策略和組織方法。

第章為編組站排隊(duì)系統(tǒng)分析。主要闡述編組站系統(tǒng)的特性和構(gòu)

2

成,以及隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)的構(gòu)成和特征,從而得出編組站具有隨機(jī)服務(wù)系

統(tǒng)的特征,因此可以采用隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論建立編組站的排隊(duì)過程,分

析貨物列車在編組站內(nèi)的排隊(duì)指標(biāo)。

第章為編組站集結(jié)模式分析與車流到達(dá)規(guī)律研究。當(dāng)編組站采

3

用規(guī)劃型行車組織模式時(shí),集結(jié)模式為定時(shí)集結(jié);當(dāng)編組站采用組織型

行車組織模式時(shí),集結(jié)模式為定編集結(jié)。本章分析兩種集結(jié)模式的作

業(yè)特點(diǎn)和適用性,并統(tǒng)計(jì)分析編組站內(nèi)車流到達(dá)規(guī)律,為建立排隊(duì)系統(tǒng)

提供理論支撐。

第章為集結(jié)編組出發(fā)系統(tǒng)排隊(duì)模型。將集結(jié)、編組和出發(fā)系統(tǒng)

4

作為一個整體研究,分析貨車在該系統(tǒng)的作業(yè)特點(diǎn),基于排隊(duì)論理論,

分別建立貨車采用定時(shí)、定編集結(jié)在該系統(tǒng)的排隊(duì)模型,并求解定時(shí)、

定編集結(jié)貨車平均停留時(shí)間,定時(shí)集結(jié)出發(fā)列車的欠軸率和平均欠軸

車數(shù),以及定時(shí)集結(jié)加開列車數(shù)等相關(guān)指標(biāo)值,之后定量分析車流量和

開行列車使用系數(shù)對所求指標(biāo)值的影響。

第章為到達(dá)解體系統(tǒng)排隊(duì)模型。將到達(dá)、解體系統(tǒng)作為一個整

5

體研究,分析貨車在該系統(tǒng)的作業(yè)特點(diǎn),基于排隊(duì)論理論,分別建立貨

Ⅲ

車采用定時(shí)、定編集結(jié)在該系統(tǒng)的排隊(duì)模型,并計(jì)算定時(shí)、定編集結(jié)貨

車平均停留時(shí)間、駝峰解體調(diào)車時(shí)間等指標(biāo)值,之后定量分析車流量對

上述指標(biāo)值的影響。

第章為相關(guān)因素影響分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算。依據(jù)“指標(biāo)因

6

素影響分析法”,將相關(guān)指標(biāo)分為積指標(biāo)和商指標(biāo)兩類,根據(jù)微分求解,

計(jì)算“車流量、開行列車負(fù)荷、定時(shí)集結(jié)平均編成輛數(shù)”等因素對所求指

標(biāo)值的影響值,從而得出指標(biāo)值的主要影響因素排序,以及各種指標(biāo)值

隨不同因素的變化規(guī)律,并為定時(shí)、定編集結(jié)模式經(jīng)濟(jì)適用條件分析提

供影響因素集和決策依據(jù)。應(yīng)用支出率法計(jì)算定時(shí)、定編集結(jié)模式的

技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,從而確定兩種集結(jié)模式的適用條件。

本書由中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司林楓、鄭平標(biāo)、徐利民撰

寫。其中,第章、第章由鄭平標(biāo)撰寫;第章、第章、第章由林楓

12345

撰寫;第章由徐利民撰寫。

6

本書編寫資料得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“高速鐵路成網(wǎng)條件下

鐵路綜合效能與服務(wù)水平提升技術(shù)()”的支持。

2018YFB1201401

本書編寫歷時(shí)三年多,由于中國高速鐵路網(wǎng)快速拓展,鐵路運(yùn)輸組

織技術(shù)隨之不斷變化,理論研究與現(xiàn)場實(shí)際也不斷探索中,編寫時(shí)間仍

顯緊促,錯誤和疏漏在所難免,熱誠歡迎各位專家和同行批評指正,以

便修改完善。

著者

年月

20221

Ⅳ

1鐵路貨物運(yùn)到期限及其影響因素研究……………

1

鐵路貨物運(yùn)到期限及其影響因素分析……

1.11

行車組織對編組站作業(yè)影響分析…………

1.23

國內(nèi)外編組站集結(jié)模式優(yōu)化研究現(xiàn)狀……

1.36

2編組站排隊(duì)系統(tǒng)分析………………

12

編組站系統(tǒng)的特性及構(gòu)成…………………

2.112

隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)………………

2.216

3編組站集結(jié)模式分析與車流到達(dá)規(guī)律研究………

23

貨車集結(jié)模式概述…………

3.123

車流到達(dá)規(guī)律統(tǒng)計(jì)分析……

3.228

4集結(jié)編組出發(fā)系統(tǒng)排隊(duì)模型………

49

貨車在集結(jié)編組出發(fā)系統(tǒng)的排隊(duì)作業(yè)過程………………

4.149

貨車在集編系統(tǒng)內(nèi)采用定編集結(jié)模式的排隊(duì)模型………

4.256

貨車在集編系統(tǒng)內(nèi)采用定時(shí)集結(jié)模式的排隊(duì)模型………

4.368

Ⅰ

5到達(dá)解體系統(tǒng)排隊(duì)模型……………

90

貨車在到達(dá)解體系統(tǒng)的作業(yè)過程…………

5.190

解體系統(tǒng)排隊(duì)模型…………

5.292

解體排隊(duì)系統(tǒng)內(nèi)兩種集結(jié)模式平均停留時(shí)間計(jì)算方法……

5.3100

6相關(guān)因數(shù)影響分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算………

108

定時(shí)集結(jié)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益影響因素分析…

6.1108

兩種集結(jié)模式技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的分析計(jì)算………………

6.2126

定時(shí)集結(jié)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的因素影響分析………………

6.3133

參考文獻(xiàn)………………

140

Ⅱ

鐵路貨物運(yùn)到期限是鐵路運(yùn)輸合同的重要組成部分是保障客戶

,

合法權(quán)益的關(guān)鍵鐵路部門應(yīng)當(dāng)在鐵路運(yùn)輸合同規(guī)定的運(yùn)到期限以內(nèi)

,

將承運(yùn)的貨物送達(dá)目的站運(yùn)到期限是鐵路部門給予客戶的時(shí)間承

。

諾本章通過分析貨物運(yùn)到期限的主要影響因素探索行車組織模式

。,、

集結(jié)模式等因素對編組站作業(yè)效率的影響從而得出保障貨物運(yùn)到時(shí)

,

限的主要策略和組織方法

。

1.1鐵路貨物運(yùn)到期限及其影響因素分析

鐵路貨物運(yùn)到期限是指鐵路在現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備條件以及運(yùn)輸組織水

平的基礎(chǔ)上根據(jù)貨物運(yùn)輸種類和運(yùn)輸條件將貨物運(yùn)送一定距離而規(guī)

,,

定的時(shí)間[1]影響鐵路貨物運(yùn)到期限的因素主要包括以下四個方面

。:

貨物組織水平

1.

參考國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)在鐵路貨運(yùn)市場中鐵路煤炭礦

,,、

石石油等大宗商品貨物的運(yùn)輸量占比較大而對時(shí)效性要求較高的高

、,

附加值集裝箱貨物運(yùn)輸?shù)谋戎貐s較小雖然年集裝箱貨運(yùn)量較

,2019

年所占比重略有提升但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足在電子電器藥品等高附加

2018,。、

值貨物全社會運(yùn)量比重大幅增長的大環(huán)境下鐵路貨物運(yùn)輸在電子產(chǎn)

,

1

品紙制品建筑材料醫(yī)藥用品等高附加值貨物的裝車數(shù)占總裝車數(shù)

、、、

的比重略有下降[2]

。

究其原因是鐵路在進(jìn)行此類貨物的運(yùn)輸時(shí)沒有能夠很好地保證

,,

此類貨物運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性便捷性使得此類貨主不愿意將貨物交由鐵路

、,

負(fù)責(zé)輸送因此鐵路在制定運(yùn)到期限時(shí)首先要對貨物的品類進(jìn)行分

,,,

類對于時(shí)效性高附加價(jià)值高的小品類貨物應(yīng)考慮采用不同的鐵路

,、,

貨物裝運(yùn)方案有針對性地進(jìn)行鐵路運(yùn)輸組織產(chǎn)品設(shè)計(jì)貨物的運(yùn)到期

,,

限應(yīng)按貨物種類分別設(shè)定

。

此外就同種類貨物而言貨源地的不同也會導(dǎo)致貨物在運(yùn)輸時(shí)路徑選

,,

擇的不同不同路徑上運(yùn)輸設(shè)備和能力也限制了貨物運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間因此良

,。,

好的貨物組織水平能夠縮短貨物的運(yùn)輸時(shí)間提高貨物的運(yùn)輸效率

,。

編組站集結(jié)模式

2.

編組站作為車流集結(jié)和疏散的關(guān)鍵點(diǎn)其設(shè)備能力和作業(yè)組織水

,

平對貨物在站停留時(shí)間有很大影響縱觀編組站整個到解集編發(fā)

。、、、、

作業(yè)到達(dá)作業(yè)和出發(fā)作業(yè)的時(shí)間消耗最少可優(yōu)化空間較小而貨車

,,,

在編組站停留時(shí)間的不確定性以及時(shí)間消耗主要集中在貨車的解編和

集結(jié)作業(yè)之中此外將到達(dá)編組站進(jìn)行中轉(zhuǎn)作業(yè)的貨車按照作業(yè)性

。,

質(zhì)可分為有調(diào)中轉(zhuǎn)車和無調(diào)中轉(zhuǎn)車其中無調(diào)中轉(zhuǎn)車只在編組站進(jìn)行

,

簡單的到達(dá)及出發(fā)作業(yè)作業(yè)流程相對簡單且用時(shí)較短

,。

現(xiàn)階段編組站普遍采用滿軸的集結(jié)方式集結(jié)時(shí)間較長使得車列

,,

在集結(jié)過程中耗費(fèi)大量的時(shí)間用于等待大大降低了鐵路貨物運(yùn)輸?shù)?/p>

,

時(shí)效性參照我國部分主要編組站的作業(yè)時(shí)間統(tǒng)計(jì)集結(jié)時(shí)間一般約

。,

占改編作業(yè)總時(shí)間的%%因此對集結(jié)過程的優(yōu)化空間較大且

40~50,,

優(yōu)化效果明顯此外優(yōu)化編組站車列集結(jié)模式相較于滿軸為條件的

。,,

剛性集結(jié)采用滿足最小編成輛數(shù)的柔性集結(jié)可以有效縮短車輛在站

,

停留時(shí)間縮短貨物運(yùn)到期限提高鐵路貨物的運(yùn)輸效率增強(qiáng)鐵路與

,,,

2

其他運(yùn)輸方式相比的競爭力

。

行車組織模式

3.

當(dāng)前我國主要采用組織型的行車組織模式來進(jìn)行貨物運(yùn)輸生產(chǎn)

,,

具體的行車工作主要按照調(diào)度給予的日常運(yùn)輸工作計(jì)劃來執(zhí)行同時(shí)

,

在貨物列車的調(diào)度指揮中把運(yùn)能發(fā)揮最大設(shè)備能力充分利用放在主

,、

要位置這導(dǎo)致在進(jìn)行貨車調(diào)度時(shí)很難保證貨物列車的正點(diǎn)到發(fā)此

,,。

外我國鐵路貨物列車的等級及編組原則除行包專列等特殊專列外

,,,

主要依據(jù)的是貨物的流向和流距即按去向距離區(qū)段站分工以及列

,、、

車編組計(jì)劃來對列車進(jìn)行集結(jié)編組而沒有將貨物的品類以及客戶對貨

物時(shí)效性的要求作為考慮的重點(diǎn)基本上仍屬于生產(chǎn)管理型的運(yùn)輸組

,

織方式對市場的適應(yīng)能力較弱在作業(yè)流程上串聯(lián)的作業(yè)方式使得

,。,

各項(xiàng)作業(yè)必須依次完成且整個過程需要多個部門協(xié)調(diào)進(jìn)行這些都限

,,

制了鐵路運(yùn)輸效率的提升

。

人員因素

4.

鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)離不開鐵路人員的操作鐵路人員

。

的車流組織水平調(diào)度水平會在一定程度上對貨物時(shí)效性造成影響

、。

因此在主觀方面運(yùn)輸部門需要強(qiáng)化貨物及時(shí)送達(dá)方面的考核規(guī)定

,,,

提高車流組織方面的信息化水平及作業(yè)組織技能減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)中人

,

員失誤概率盡量減輕人員因素的影響

,。

綜上分析除開人為主觀因素將貨物按品類確定運(yùn)輸?shù)南群缶徏敝?/p>

,,

定相應(yīng)的運(yùn)到期限縮短貨物在編組站的停留時(shí)間優(yōu)化車列集結(jié)模式及

,,

行車組織模式都可以提高鐵路貨物的運(yùn)輸效率及質(zhì)量本書主要研究

,。

在改變已有行車組織模式的前提下優(yōu)化集結(jié)模式從而壓縮貨物在編組

,,

站的停留時(shí)間保證貨物運(yùn)到期限提高鐵路貨物的運(yùn)輸效率

,,。

1.2行車組織對編組站作業(yè)影響分析

鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)在長期的運(yùn)行過程中逐步形成了列車編組計(jì)劃和

,

3

列車運(yùn)行圖兩個基本的技術(shù)性文件和一套有效的行車組織方法[3,4]

。

根據(jù)在運(yùn)輸組織過程中對年度規(guī)劃性行車基本技術(shù)文件主要指

,(

列車編組計(jì)劃和列車運(yùn)行圖和日常調(diào)度指揮工作兩個方面?zhèn)戎氐牟?/p>

)

同胡思繼[5]將世界各國的行車組織模式大體上分為兩類即規(guī)劃型行

,,

車組織模式和組織型行車組織模式日本及德國法國等西歐國家的

。、

鐵路基本上采用規(guī)劃型行車組織模式我國及部分東歐國家鐵路則基

;

本上采用組織型行車組織模式

。

規(guī)劃型行車組織模式[6]以年度規(guī)劃性行車基本技術(shù)文件列車編

,

組計(jì)劃和列車運(yùn)行圖為組織運(yùn)輸和列車運(yùn)行的基礎(chǔ)而以日常調(diào)度指

,

揮工作作為行車組織的輔助實(shí)行規(guī)劃型行車組織模式要求鐵路的

。,

運(yùn)輸能力要有一定的富余對列車編組計(jì)劃和列車運(yùn)行圖的編制要求

,

大大提高規(guī)劃型行車組織模式以詳盡的貨流調(diào)查資料準(zhǔn)確的運(yùn)輸

。、

統(tǒng)計(jì)分析資料和車流調(diào)查資料為依據(jù)通過詳盡地規(guī)劃編制確定流線

,,

緊密結(jié)合的列車編組計(jì)劃和列車運(yùn)行圖在這一模式下對列車編組

。,

計(jì)劃和列車運(yùn)行圖的執(zhí)行較為嚴(yán)格列車運(yùn)行圖是列車運(yùn)行組織的核

,

心一旦制定具有權(quán)威性任何方面不得單方面變更運(yùn)行圖行車組織

,,,,

的職責(zé)主要在于維護(hù)列車運(yùn)行秩序保證按圖行車

,。

組織型行車組織模式[6]以日常的調(diào)度指揮工作為核心而以年度

,,

規(guī)劃性的基本技術(shù)文件為依據(jù)來組織運(yùn)輸工作在這種情況下列車

。,

編組計(jì)劃和列車運(yùn)行圖具有一定的假設(shè)性和輪廓性通常流線結(jié)合的

,

程度并不是很高組織型列車運(yùn)行圖和列車編組計(jì)劃的性質(zhì)決定了

。,

調(diào)度指揮工作在行車組織工作中的主導(dǎo)地位和重要作用即行車組織

。

在列車運(yùn)行圖和列車編組計(jì)劃的指導(dǎo)下必須根據(jù)日常運(yùn)輸工作變化

,

的情況通過調(diào)度指揮的日常運(yùn)輸工作計(jì)劃來具體組織行車工作

,。

我國當(dāng)前是采用組織型行車組織模式在這種組織體制中一方面

,,

會增加協(xié)調(diào)工作量提高管理成本另一方面在時(shí)間上致使貨物運(yùn)到

,;,

4

時(shí)間不準(zhǔn)時(shí)在這種情況下貨運(yùn)部門追蹤貨物相當(dāng)困難很難準(zhǔn)確預(yù)

,,,

測貨物到達(dá)目的地的時(shí)間同時(shí)貨物在途中轉(zhuǎn)時(shí)間增大大量時(shí)間被

。,

浪費(fèi)在裝卸站和中轉(zhuǎn)站[7]

。

通過對兩種運(yùn)輸組織模式的分析可知兩者的主要區(qū)別在于編組

,

站內(nèi)集結(jié)模式的不同我國現(xiàn)階段編組站內(nèi)采用的是定編集結(jié)模式

,。

定編集結(jié)是指按列車運(yùn)行圖規(guī)定的長度或重量標(biāo)準(zhǔn)以及列車編組計(jì)

,

劃規(guī)定的編組內(nèi)容編組列車在定編集結(jié)模式中列車發(fā)車的必要條

。,

件是集結(jié)滿軸若未能集結(jié)滿軸則車列不能按時(shí)發(fā)車這樣不僅導(dǎo)致

,,。

貨車在技術(shù)站的停留時(shí)間增加而且使得列車的運(yùn)行秩序變得混亂

,。

隨著現(xiàn)代物流業(yè)的快速發(fā)展其較強(qiáng)的時(shí)效性使得大部分貨源從鐵路

,

運(yùn)輸轉(zhuǎn)移至公路運(yùn)輸造成鐵路運(yùn)量的顯著降低

,。

因此要想解決上述問題關(guān)鍵的任務(wù)是對現(xiàn)有運(yùn)輸組織模式進(jìn)行

,,

改進(jìn)從根本上改善運(yùn)輸時(shí)效性保證列車按圖行車同時(shí)縮短貨車在

,,,

站停留時(shí)間具體方法是嚴(yán)格按照運(yùn)行圖規(guī)定發(fā)車時(shí)間和出發(fā)運(yùn)行

。,

線安排發(fā)車且車列編成輛數(shù)不允許超過各中間站與機(jī)車牽引動力等

,

條件允許的最大編成輛數(shù)剩余貨車留待下一列車發(fā)出本文將這種集

,,

結(jié)模式定義為定時(shí)集結(jié)模式

“”。

當(dāng)編組站采用定時(shí)集結(jié)模式時(shí)列車嚴(yán)格按照運(yùn)行圖規(guī)定時(shí)間出

,

發(fā)相比原有定編集結(jié)模式貨車在編組站的停留時(shí)間將減小然而定

,,;

時(shí)集結(jié)按圖行車有可能產(chǎn)生欠軸車數(shù)因此需要加開列車來完成車流

,

輸送任務(wù)加開列車將增加調(diào)車機(jī)車作業(yè)次數(shù)以及區(qū)間內(nèi)機(jī)車公里

。,、

機(jī)車小時(shí)機(jī)車乘務(wù)組小時(shí)的費(fèi)用支出

、。

由此可知采用定時(shí)集結(jié)模式雖然可以節(jié)省貨車停留時(shí)間成本提

,,

高貨物運(yùn)輸時(shí)效性但是以增加機(jī)車及工作人員的運(yùn)營成本為代價(jià)

,。

而在鐵路運(yùn)營工作中采用任何車流組織和技術(shù)措施必然要求獲得最

,,

大的經(jīng)濟(jì)效果因此有必要從理論上深入分析定時(shí)定編集結(jié)模式的

,,、

5

經(jīng)濟(jì)適用條件通過運(yùn)營工作指標(biāo)的分析與計(jì)算確定編組站改變集

。,

結(jié)模式節(jié)約的運(yùn)輸費(fèi)用支出從而選擇出技術(shù)上先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理的最優(yōu)

,、

方案為決策提供科學(xué)的依據(jù)

,。

由于編組站集結(jié)模式改變將導(dǎo)致貨車在編組站平均停留時(shí)間以及

出發(fā)列車數(shù)等指標(biāo)值的變化本書通過分析貨車采用定時(shí)定編集結(jié)在

,、

集結(jié)編組出發(fā)系統(tǒng)以及前方編組站解體系統(tǒng)的作業(yè)特點(diǎn)利用隨機(jī)

、、,

服務(wù)系統(tǒng)理論簡稱排隊(duì)論建立貨車在集結(jié)編組系統(tǒng)以及前方編組站

()

解體系統(tǒng)的排隊(duì)模型計(jì)算得到定時(shí)集結(jié)相比定編集結(jié)節(jié)省總貨車平

,

均停留時(shí)間以及加開列車數(shù)應(yīng)用支出率法計(jì)算不同去向車流采用

。,

定時(shí)集結(jié)相比定編集結(jié)節(jié)省的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益并分析不同車流量和定

,

編集結(jié)開行列車使用系數(shù)對定時(shí)集結(jié)節(jié)省貨車技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的影響

,

從而確定定時(shí)集結(jié)模式的經(jīng)濟(jì)適用條件

。

1.3國內(nèi)外編組站集結(jié)模式優(yōu)化研究現(xiàn)狀

運(yùn)輸組織模式分為規(guī)劃型和組織型兩種區(qū)別主要體現(xiàn)在編組站

,

內(nèi)集結(jié)模式的不同因此集結(jié)模式的優(yōu)化屬于編組站運(yùn)輸組織優(yōu)化的

,

主要內(nèi)容本書主要論述國內(nèi)外編組站運(yùn)輸組織優(yōu)化以及集結(jié)模式優(yōu)

。

化的研究現(xiàn)狀根據(jù)貨車在編組站作業(yè)流程及特點(diǎn)編組站可以看作

。,

串并聯(lián)的隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)因此早期國內(nèi)外學(xué)者主要采用隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)

,,

理論排隊(duì)論對編組站單個系統(tǒng)的作業(yè)過程進(jìn)行描述這樣不僅可以

(),

識別系統(tǒng)的瓶頸還可以得到較為精確的貨車平均停留時(shí)間等參數(shù)值

,。

通過分析系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)的影響得到不同集結(jié)模式的經(jīng)濟(jì)有利性條件

,。

也有部分學(xué)者采用仿真的方法建立車流在編組站各系統(tǒng)的作業(yè)過程

,

從而分析不同集結(jié)模式的經(jīng)濟(jì)效益下面將分別介紹國內(nèi)外學(xué)者采用

。

排隊(duì)論方法以及仿真方法建立編組站各系統(tǒng)作業(yè)模型的研究現(xiàn)狀

。

6

1.3.1應(yīng)用排隊(duì)論的集結(jié)模式優(yōu)化研究現(xiàn)狀

國外學(xué)者應(yīng)用排隊(duì)論對集結(jié)模式優(yōu)化的研究起步較早[8]

。Petersen

利用經(jīng)典排隊(duì)模型建立了貨車在不同類型編組站中的停留時(shí)間分布的

預(yù)測函數(shù)應(yīng)用實(shí)際算例論證了所提出的預(yù)測函數(shù)具有較高的精度

,。

之后[9]應(yīng)用所建排隊(duì)模型針對不同設(shè)備配置的編組站的作

,Petersen,

業(yè)流程進(jìn)行了定量分析從而得知編組站的作業(yè)瓶頸并確定編組站的

,,

能力等[10]分析研究得到貨車在編組站的主要停留時(shí)間發(fā)生

。Turquist

在等待解體和集結(jié)過程中并應(yīng)用排隊(duì)論建立了貨車在兩個作業(yè)環(huán)節(jié)

,

的數(shù)學(xué)模型之后分析在不同駝峰負(fù)荷和車流量的情況下編組站采用

,,

定時(shí)和定編集結(jié)的適用條件但前提條件是假設(shè)定時(shí)集結(jié)模式不加開

,

列車這不符合實(shí)際情況

,。

此外一些學(xué)者針對編組站解體系統(tǒng)的作業(yè)規(guī)律令解體作業(yè)時(shí)間

,,

服從愛爾朗分布并建立系統(tǒng)馬爾可夫鏈求解得到系統(tǒng)平均隊(duì)長以及

,,

平均停留時(shí)間等參數(shù)[11-17]等[13,14]應(yīng)用排隊(duì)論研究編組站解體

。Wang

系統(tǒng)作業(yè)模型時(shí)假設(shè)到達(dá)流服從泊松分布而服務(wù)時(shí)間服從愛爾朗分

,,

布服務(wù)員依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)停留顧客數(shù)來進(jìn)行服務(wù)的中斷或開始等[15]

,;Jain

研究單一服務(wù)員且服務(wù)時(shí)間服從愛爾朗分布的解體排隊(duì)系統(tǒng)且當(dāng)系

,

統(tǒng)空閑時(shí)駝峰休息當(dāng)系統(tǒng)繁忙時(shí)駝峰有可能發(fā)生故障中斷服務(wù)

,。

在我國黃家厚[16]將編組站看成由到達(dá)解體集結(jié)編組和牽出發(fā)

,、

車個排隊(duì)系統(tǒng)構(gòu)成的綜合系統(tǒng)假設(shè)每個系統(tǒng)的到達(dá)流服從低階愛

3,

爾朗分布系統(tǒng)作業(yè)時(shí)間或服務(wù)間隔時(shí)間服從高階愛爾朗分布并建立

,,

了個系統(tǒng)的排隊(duì)模型從而確定不同負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)需要的設(shè)備數(shù)量以

3,

及主要設(shè)備的合理負(fù)荷范圍毛保華[17]針對定編集結(jié)模式的作業(yè)特

。

點(diǎn)應(yīng)用排隊(duì)論理論分別建立了編發(fā)系統(tǒng)和出發(fā)系統(tǒng)的排隊(duì)模型而編

,;

組站采用定時(shí)集結(jié)模式時(shí)通過理論分析的方法得到貨車在編發(fā)系統(tǒng)

,

的主要停留時(shí)間由集結(jié)時(shí)間和附加集結(jié)時(shí)間兩部分構(gòu)成而在研究最

。

7

優(yōu)出發(fā)策略時(shí)從宏觀的角度說明解體系統(tǒng)對最優(yōu)出發(fā)策略的影響很

,

小主要將車流采用不同集結(jié)模式在編發(fā)系統(tǒng)內(nèi)的停留時(shí)間變化作為

,

決定最優(yōu)出發(fā)策略的關(guān)鍵因素最后得到當(dāng)車流量較大系統(tǒng)負(fù)荷較

。、

高時(shí)定時(shí)出發(fā)策略具有較強(qiáng)的優(yōu)越性吳家豪[18]應(yīng)用排隊(duì)論描述了

,。

車流在編組站到達(dá)解體子系統(tǒng)編組子系統(tǒng)出發(fā)子系統(tǒng)的作業(yè)特

—、、

點(diǎn)并給出一般情況下的平均停留時(shí)間公式最后以所求系統(tǒng)的參數(shù)值

,,

為依據(jù)對編組站系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化作了詳細(xì)的闡述

,。

陳小斌[7]對編組站定時(shí)定編集結(jié)模型進(jìn)行了較為深入的研究該

、。

文獻(xiàn)首先對某編組站集結(jié)車流的到達(dá)規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析并對

,

車流到達(dá)間隔時(shí)間以及車組大小分布進(jìn)行了χ2檢驗(yàn)之后應(yīng)用概率論的

;

方法得到定編集結(jié)模式下的滿軸集結(jié)概率晚點(diǎn)概率和集結(jié)車小時(shí)以及

、,

定時(shí)集結(jié)模式下車列包含車組數(shù)的概率出發(fā)列車的最小編成輛數(shù)以及

,

集結(jié)車小時(shí)最后計(jì)算定時(shí)集結(jié)模式的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

。。

朱曉立等[19,20]分析了列車提速對技術(shù)站工作影響的基礎(chǔ)上到解系

,

統(tǒng)和出發(fā)系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備的匹配協(xié)調(diào)程度并應(yīng)用排隊(duì)論建立兩個系統(tǒng)的

,

排隊(duì)模型基于所得結(jié)果提出了提高到解系統(tǒng)和出發(fā)系統(tǒng)能力的有效措

,

施王慈光[21]對貨車集結(jié)理論作了大量的工作建立了描述簡單貨車集

。,

結(jié)過程的群論模型為建立貨車集結(jié)過程的排隊(duì)模型奠定了基礎(chǔ)

,。

李夏苗等[22]建立了編組站定時(shí)定編發(fā)車模式的經(jīng)濟(jì)模型并分析了不

、,

同參數(shù)對定時(shí)定編發(fā)車模式經(jīng)濟(jì)適用性的影響王如義[23,24]為了準(zhǔn)確

、。

計(jì)算發(fā)車模式不同產(chǎn)生的運(yùn)輸成本的變化綜合分析了不同發(fā)車模式對

,

編組站工作組織的影響通過仿真的方法研究了最小編成輛數(shù)變化對列

,,

車出發(fā)秩序和出發(fā)均衡性的影響計(jì)算貨車在解體系統(tǒng)和編發(fā)系統(tǒng)的停

。

留時(shí)間時(shí)王如義[23,24]和李夏苗[22]直接引用[10]中的有關(guān)公式

,Turquist。

1.3.2基于仿真集結(jié)模式優(yōu)化的研究現(xiàn)狀

國外研究中等[25]將編組站系統(tǒng)劃分為若干子系統(tǒng)并分

,Shughart,

8

析了貨車在各系統(tǒng)的作業(yè)過程對每個子系統(tǒng)的目標(biāo)約束和仿真規(guī)則

,、

進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)最后給出了具體算例的實(shí)施過程

,。

在我國不同學(xué)者對編組站各子系統(tǒng)和整體系統(tǒng)的仿真模型做了大

,

量的研究其中對編組站各個子系統(tǒng)采用仿真方法的研究成果較為豐富

,。

陶德高等[12]應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)得到輸入流服從伽馬分布列檢輸出流

,

服從指數(shù)分布以及列檢和解體時(shí)間服從高階愛爾朗分布的基礎(chǔ)上應(yīng)

,

用排隊(duì)理論和蒙特卡洛理論建立了采用雙溜放駝峰作業(yè)方案的到解系

統(tǒng)計(jì)算機(jī)模擬模型通過對不同參數(shù)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論駝峰采用

,:

雙溜放作業(yè)方案優(yōu)于傳統(tǒng)的單溜放作業(yè)方案劉晨崔園園等[26,27]以