黄铁路是我国“西煤东运”第二通道，西起山西省神池南站，东至河北省黄骅港 站，正线总长约600 km，为国家Ⅰ级干线铁路，担负着内蒙、山西、陕西地区的煤炭出海运输任务。随着能源需求的不断扩大，为完成煤炭运输保障任务，在列车密度趋于饱和的情况下，量化开行2万t重载列车将成为必然选择。 1 2万t重载列车开行概况
1.1 集疏运基本情况
朔黄铁路上游集运线为神朔铁路和准池铁路[1]。其中，神朔铁路为双线电气化Ⅰ级铁路，车站到发线有效长为1 800 m，目前开行由2台直流机车牵引的普通列车（简称“2+0”普通列车）、由3台交流机车牵引的单元万吨重载列车（简称“3+0”单元万吨列车）以及由前部2台 直流机车+中部2台直流机车牵引的组合万吨重载列车（简称“2+2”组合万吨列车）；准池铁路为双线电气化Ⅰ级铁路，车站到发线有效长为1 800 m，目前开行由1台直流机车牵引的普通列车和由2台直流机车牵
引的单元万吨重载列车（简称“2+0”单元万吨列车）。朔黄铁路下游直达黄骅港，黄骅港拥有4台O型四翻式翻车机，具备万吨列车整列卸车条件[2]。朔黄铁路集疏运线路示意见图1。
朔黄铁路量化开行2万t重载列车
运输组织研究
王春毅
（朔黄铁路发展有限责任公司，河北 肃宁 062350）
作者简介：王春毅（1968—），男，工程师，本科。摘 要：量化开行2万t重载列车是提高朔黄铁路运输能力的主要途径。根据朔黄铁路未来一段时期3.5亿t 的运输需求，测算量化开行2万t重载列车的数量；结合当前试验开行2万t重载列车的经验，分析量化开行2万t重载列车存在的不足，并提出针对性解决措施，为朔黄铁路量化开行2万t重载列车提供参考和借鉴。
关键词：朔黄铁路；量化开行；2万t重载列车；万吨列车；输送能力
中图分类号：U296；U292.4 文献标识码： A 文章编号：1001-683X（2018）07-0048-06DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2018.07.048
朔图1 朔黄铁路集疏运线路示意图
神朔铁路
准池铁路
神池南站
朔黄铁路黄骅南站
黄万铁路
黄大铁路
神港站
黄骅港站
纸币清分机大家洼站
注：黄大铁路在建
1.2 开行基本条件
2016年3月，朔黄铁路开始试验开行2万t重载列车，开行基本条件如下：
（1）开行区段。暂在神池南—肃宁北—黄骅港上行方向开行。
（2）列车编组。采用“交流机车+108辆C80型车辆+交流机车+108辆C80型车辆+可控列尾”编组形式。
1.3 组合与分解作业方案
1.3.1 神池南站2万t重载列车组合作业方案
从上游来车可知，2万t重载列车集结的车底来源有神朔铁路“3+0”单元万吨列车、“2+2”组合万吨列车和准池铁路“2+0”单元万吨列车，因此神池南站2万t重载列车组合作业主要有4种方案。
方案1：单元万吨列车+单元万吨列车。第1列“3+0”或“2+0”单元万吨列车接入到发线AB段停车，第2列“3+0”或“2+0”单元万吨列车接入到发线CD 段停车，转出机车后开始技检。技检结束后，AB段、CD段分别转入2万t主控、从控机车，从控机车牵引连挂完成2万t重载列车组合作业。
方案2：单元万吨列车+组合万吨列车。第1列“3+0”或“2+0”单元万吨列车接入到发线AB段停车，转出机车后开始技检；第2列“2+2”组合万吨列车接入到发线CD段停车，第1小列和从控机车前带，自中腰岔转出从控机车后，由主控机车向后顶送与第2小列连挂，完毕后转出机车开始技检。技检结束后，AB 段、CD段分别转入2万t主控、从控机车，从控机车牵引连挂完成2万t重载列车组合作业。
方案3：组合万吨列车+单元万吨列车。第1列“2+2”组合万吨列车接入到发线AB段停车，自中腰岔转出从控机车后，由主控机车向后顶送与后列连挂并前带，完毕后转出机车开始技检；第2列“3+0”或“2+0”单元万吨列车接入到发线CD段停车，转出机车后开始技检。技检结束后，AB段、CD段分别转入2万t 主控、从控机车，从控机车牵引连挂完成2万t重载列车组合作业。
方案4：组合万吨列车+组合万吨列车。第1列“2+2”组合万吨列车接入到发线AB段停车，自中腰岔转出从控机车后，由主控机车向后顶送与后列连挂，完毕后转出机车开始技检；第2列“2+2”组合万吨列车接入到发线CD段停车，第1小列和从控机车前带，自中腰岔转出从控机车后，由主控机车向后顶送与第2小列连挂，完毕后转出机车开始技检。技检结束后，AB 段、CD段分别转入2万t主控、从控机车，从控机车牵引连挂完成2万t重载列车组合作业。
1.3.2 黄骅港站2万t重载列车分解作业方案
2万t重载列车到达黄骅港站后，需进行分解作业，然后由翻车机完成卸车作业。黄骅港站目前有9台C感应钎焊
型双翻式翻车机和4台O型四翻式翻车机，其中，四翻式翻车机具备万吨列车整列卸车能力，双翻式翻车机需要将万吨列车分解为普通列车进行卸车，因此黄骅港站2万t重载列车分解作业主要有3种方案。
方案1：全部由O型四翻式翻车机完成卸车作业。2万t重载列车整列进入港前作业区股道后，分解为A、B 2列单元万吨列车，再进入港口作业区对位卸车。
方案2：由O型四翻式和C型双翻式翻车机共同完成卸车作业。2万t重载列车整列进入港前作业区股道后，分解为A、B 2列单元万吨列车，A列单元万吨列车再分解为a、b 2列普通列车或B列单元万吨列车分解为c、d 2列普通列车，分别由本务机和调车机牵引进入港口作业区对位卸车。
方案3：全部由C型双翻式翻车机完成卸车作业。2万t重载列车整列进入港前作业区股道后，分解为A、B 2列单元万吨列车，再分别分解为a、b和c、d 4列普通列车，分别由本务机和调车机牵引进入港口作业区对位卸车。
2 2万t重载列车量化开行能力需求
2.1 列车输送能力
根据铁路输送能力计算公式G=365NφQ/（k×104）计算各类列车输送能力[3]。式中：G为年输送能力，万t；N为列车数量，列；φ为列车净载质量系数，即列车净质量与总质量之比，一般取0.70～0.80；
Q为货物列车牵引总质量，t；k为月间货运量波动系数，一般取1.0～1.3。
2.1.1 普通列车年输送能力
朔黄铁路现阶段运行的普通列车一般采用66辆C64型车辆固定编组，C64型车辆自质量21 t、载质量61 t，列车牵引总质量为5 412 t，平均载质量系数约为
0.74，月间货运量波动系数取1.0，G 普通列车=365NφQ /（k ×104）=365×1×0.74×5 412/（1.0×104），由此可知1列普通列车年输送能力为146万t。
2.1.2 万吨列车年输送能力
万吨列车一般采用116辆C 70型车辆固定编组或108辆C 80型车辆固定编组，C 70型车辆自质量21 t、载质量70 t，C 80型车辆自质量20 t、载质量80 t，根据配属车辆车型比例，全列列车平均总质量约为10 556 t，平均载质量系数约为0.78，月间货运量波动系数取1.0，
G 万吨列车=365NφQ /（k ×104）=365×1×0.78×10 556/
（1.0×104），由此可知1列万吨列车年输送能力为300万t。
2.1.3 2万t重载列车年输送能力
2万t 重载列车采用216辆C 80型车辆固定编组，C 80型车辆自质量20 t 、载质量80 t ，列车牵引总质量21 600 t ，平均载质量系数0.80，月间货运量波动系数取1.0，G 2万t 重载列车=365N φQ /（k ×104）=365×1×0.80×21 600/（1.0×104），由此可知1列2万t重载列车年输送能力为630万t。
2.2 2万t重载列车开行数量
随着能源需求的不断扩大，朔黄铁路运量不断增长，2015—2017年煤炭运量见图2。按此增长趋势，未来一定时期内将达到线路的设计能力3.5亿t。
根据双线平行运行图能力计算公式N =（1 440-精准灌溉系统海棠>裂隙水
t 天窗）/I 计算一昼夜列车数量。式中：N 为列车数量，列；t 天窗为天窗占用时间，min；I 为列车追踪间隔时间，min。
朔黄铁路施行垂直天窗，分为冬季天窗、夏季天
窗和集中天窗。11月、12月和次年的1—3月为冬季天窗，每周1次，每次3 h；4月和6—9月为夏季天窗，每周2次，每次4 h；5月和10月为集中天窗，每周3次，每次4 h。全年共92次天窗，342 h，考虑天窗前后影响运输时间各1 h，平均每日天窗占用时间为86 min。
普通列车追踪间隔时间为8 min，全部开行普通列车，可开行普通列车N 普通列车=（1 440-t 天窗）/I 普通列车，经计算为169列。按照85%的能力利用率计算为144列。朔黄铁路年最大输送能力G 总=N 普通列车G 普通列车，经计算为21 024万t，不能满足3.5亿t运输能力需求。因此，必须增开万吨或2万t重载列车。受到发线、货物线、牵出线、卸车设备等条件限制，为保障朔黄铁路沿线列车分流顺畅，平均每日必须保证开行普通列车35列，以供朔黄铁路沿线列车分流，其他开行重载列车。
万吨列车追踪间隔时间为11 m i n ，根据公式
N 万吨列车I 万吨列车=N '普通列车I 普通列车可计算出万吨列车开行数量N 万吨列车=N '普通列车I 普通列车/I 万吨列车，经计算为79列，式中：N '普通列车为满图减去35列后的普通列车数量，即109列。
仅开行普通列车和万吨列车，朔黄铁路年最大输送能力G 总=N 普通列车G 普通列车+N 万吨列车G 万吨列车，经计算为28 810万t，仍然不能满足3.5亿t运输能力需求。
因此，必须增开2万t重载列车。2万t重载列车较万吨列车全年输送能力增加330万t，综合比较，2万t 重载列车输送能力较万吨列车输送能力增加330×（11÷15）=242万t。
为实现3.5亿t运输能力，仅开行普通列车和万吨列车还缺少35 000-28 810=6 190万t运输能力，因此需要开行2万t重载列车为6 190÷242≈26列。
防尘接线盒
2万t重载列车追踪间隔时间为15 min，根据公式
N '万吨列车I 万吨列车=N 2万t重载列车I 2万t重载列车可计算出因开行2万t
重载列车而少开行的万吨列车数量，式中：N '万吨列车为少开行的万吨列车数量，N '万吨列车=N 2万t重载列车I 2万t重载列车/
I 万吨列车，经计算为35列，仍需开行的万吨列车为N 万吨列车=79-35=44列。
因此在普通列车、万吨列车、2万t 重载列车混合开行情况下，朔黄铁路年最大输送能力G 总=
N
普通列车
G
普通列车
+N
万吨列车
G
万吨列车
+N
2万t 列车
G
耐高温油墨2万t 列车
=
35×146+44×300+26×630=34 690万t，基本满足3.5亿t 运输能力需求。
图2 2015—2017年朔黄铁路煤炭运量
运量/万t
35 00030 00025 00020 00015 00010 0005 000
年份
2015 2016 2017
3 2万t重载列车量化开行需解决的问题
每日量化开行26列2万t重载列车还存在以下问题需要解决。
3.1 机车车辆不足
截至2017年三季度末，朔黄铁路发展有限责任公司（简称公司）拥有担当2万t重载列车能力的交流机车76台，其中公司配属40台、联合运输单位配属36台；拥有运用车辆45 048辆，其中C64型车辆15 477辆、C70型车辆8 571辆、C80型车辆21 000辆。
按照2万t机车使用系数1.5计算，考虑10%的检备率，需要机车26×2×1.5×（1+10%）≈86台，缺口机车10台。
所有车辆按照周转系数3.5计算，考虑10%的检备率，开行35列普通列车，需要C64型车辆35×66×3.5×（1+10%）≈8 894辆，现有C64型车辆能够满足需要，还有富余。
现有C70型车辆能够开行万吨列车8 571×（1-10%）÷116÷3.5≈19列。其余25列万吨列车及26列2万t重载列车均需要使用C80型车辆，共需要25×108×3.5×（1+10%）+26×216×3.5×（1+10%）≈32 017辆，缺口C80型车辆11 017辆。
3.2 停靠车站数量不足
目前满足2万t重载列车停靠需求的车站有10个，神池南站为始发站，共有到发线18条；黄骅港站为终到站，共有到发线12条；途中停靠站8个[4]，共有到发线27条。超过80.0 km的大区间有3处：神池南—原平南，里程为84.3 km；定州西—肃宁北，里程为87.0 km；肃宁北—沧州西，里程为89.6 km。
日均开行26列2万t重载列车，即平均每0.92 h 需要开行1列2万t重载列车。神池南—黄骅港里程为594 km，列车技术速度约为59 km/h，全程运行时间约为10.00 h，该时间段内共有10.00÷0.92≈11列2万t重载列车在途运行，当开设垂直天窗时所有在途列车必须停止运行，因此需要11个停靠车站，如果考虑运输的不均衡性，至少需要12个停靠车站，在现有10个车站的基础上，还需要增加2个停靠车站。
3.3 关门车数量超标
为保障2万t重载列车运行安全，试运行期间对关门车的编挂要求为：关门车数量不得超过车辆总数的6%，并按万吨列车分别掌握。但上游铁路开行的万吨列车仍然按照《铁路技术管理规程》规定，关门
车数量超过车辆总数的6%时计算闸瓦压力，填发制动效能证明书。因此神池南站能够组合为2万t重载列车的有效车底减少，制约了2万t重载列车的量化开行。据不完全统计，2017年第三季度上游日均到达5.3列关门车数量超过车辆总数6%的万吨列车，最多达到14.0列。
3.4 神池南站到发线能力紧张
神池南站用于朔黄方向重车到发的线路为4—21道，共18条线路，均按三线一束设计，实际可有效利用到发线条数为18÷3×2=12条。根据车站写实查定，普通列车、万吨列车、2万t重载列车到发线占用时间分别为117、140、240 min，办理35列普通列车、44列万吨列车、26列2万t重载列车占用到发线时间为：35×（117÷60）+44×（140÷60）+26×（240÷60）≈275 h，全部到发线能力利用率超过95%。
3.5 黄骅港站卸车能力紧张
26列2万t重载列车可分解为52列万吨列车，黄骅港站现有4台四翻式翻车机，根据能力查定，1台四翻式翻车机一昼夜可翻卸10列万吨列车，4台四翻式翻车机一昼夜最多可翻卸40列万吨列车，不能满足2万t重载列车全部分解为万吨列车的卸车作业需求，还有6列2万t重载列车需要分解为普通列车由双翻式翻车机完成卸车作业。
3.6 安全情况
根据统计分析，截至2017年三季度末，共试验开行2万t重载列车4 346列，发生影响2万t重载列车正常运行的安全事件84件。
影响2万t重载列车正常运行的安全事件主要分为设备故障、人为操纵、路外干扰和其他4类，各类占比见图3。其中设备故障是影响2万t重载列车正常运行的主要因素，占比86%。设备故障分类中机车、机车无线重联同步控制系统、车辆问题占比较大，分别为40%、18%和18%（见图4）。
4 2万t重载列车量化开行加强措施
（1）增加交流机车及C80型车辆。对现有交流机车进行适应性改造或新购交流机车；逐步报废到期的
C 64型车辆，新购静载质量大、适宜重载列车开行的C 80型车辆，填补机车、车辆缺口。
（2）增加区间停车点。对超过80 km的3处大区间临时增加区间停车点，优化调度组织，压缩天窗日2万t 重载列车开行数量，解决停车点不足问题。
（3）开展超编试验，扩大关门车编组数量限制。朔黄铁路对2万t重载列车C 80型车辆关门车超编6%进行了试验，试验结果表明：在2万t重载列车关门车数量不超16辆（超过车辆总数6%，但不超过车辆总数8%）的情况下，能够满足列车循环制动、平稳操纵、不同减压量下制动距离等运行要求。根据试验结果，可以开行关门车超编6%的2万t重载列车。
（4）优化神池南站作业。根据写实查定，神池南站2万t重载列车组合作业方案1—方案4总用时分别为189、213、189、213 min，因此应优先采用方案1或方案3，同时协调增加上游神朔铁路分公司、大准铁路公司2公司单元万吨列车数量，并加快2万t重载列车车底衔接。
（5）优化黄骅港站作业。根据写实查定，黄骅港站2万t重载列车分解作业方案1—方案3总用时分别为38、53、66 min，方案1比方案3节省近一半的时间，因此车站应加强卸车作业组织，优先采用方案1，最大限度利用四翻式翻车机能力。
（6）提高运营安全性。开展科技攻关，解决影响机车、机车无线重联同步控制系统等方面的问题；提高供电、工务、信号等行车设备的日常检修和维护质量，提高设备稳定运行能力；线路两侧安装刺网、平网双层防护网，并实现区间站内无缝连接，形成防止路外安全的设备屏障；加强对2万t重载列车机车乘务
员的培训，在取得驾驶证的基础上进行上岗前考核鉴定，鉴定合格方准许上岗[5]。
5 结束语
量化开行2万t重载列车，存在机车、车辆、停靠车站不足等现实问题，通过购置机车、车辆，车站扩能改造等针对性措施，能够实现量化开行，满足3.5亿t运量需求。但要继续增加2万t重载列车开行数量，
以降低车流密度，增加设备检修维护时间或为发展大物流运输增加运行线，则要进一步考虑组合及分解站作业能力、分界口新增分解作业能力、途中停靠站数量、机车及车辆数量等因素。
参考文献
[1] 高国良. 关于朔黄铁路2万t重载列车开行方案的探 讨[J]. 内蒙古科技与经济，2013(11)：87-88.[2] 张琦，周合亭. 黄骅港O型四翻式翻车机安装工艺[J]. 中国港湾建设，2013(S1)：55-59.[3] 杨浩. 铁路运输组织学[M]. 北京：中国铁道出版 社，2011.
[4] 何宇强，李志辰，尹成斐. 优化朔黄铁路2万t重载列
车开行方案的研究[J]. 铁道运输与经济，2014， 36(5)：25-29.
[5] 靳新元．朔黄铁路2万t重载列车区间停车原因分析
及对策[J]. 中国铁路，2018(3)：59-64.
责任编辑 李凤玲收稿日期 2018-02-12
图3 各类安全事件占比图4 各类设备故障占比
7%
6%1%
86%
设备故障人为操纵路外干扰其他原因
■■■
■■
■■
■■1%
1%3%
7%
12%
18%
18%
40%
机车机车无线重联同步控制系统车辆列尾设备信号设备
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