王春毅
（朔黄铁路发展有限责任公司，河北 肃宁 062350）
摘 要：朔黄铁路是神华集团铁路板块的重要组成部分，更是我国“西煤东运”的第二大通道，自2000年开通至今，年运量以千万级增长，截至2016年朔黄铁路年运量已达2.7亿t。然而朔黄铁路公司管内各车站技术设备自2011年实施3.5亿t扩能改造后再无较大革新，随着运输压力的不断攀升、车流密度的日益饱和，整个运输组织面临越来越大的压力。结合朔黄铁路既有技术、设备，总结分析现有运输组织中存在的不足，为朔黄铁路远期5亿t运输目标的实现提供优化建议。
关键词：朔黄铁路；运输组织；2万t列车；5亿t运输目标
朔黄铁路发展有限责任公司（简称朔黄铁路公司）是神华集团铁路板块的重要组成部分，自1998年2月成立至今，本着“源于国铁、优于国铁”的发展理念，形成了一条独具特色的“朔黄模式”发展之路。作为我国“西煤东运”的第二大通道，朔黄铁路西连神朔、准池铁路，东接黄骅港、神港，源源不断将陕西、内蒙古、山西的煤炭运往华东、华南地区，截至2016年底完成运量已超过20亿t，为我国东部地区发展提供了重要的能源保证。
朔黄铁路主要承担朔黄线、黄万线、黄大线（在建）的运营任务。朔黄线西起山西省神池县，东至河北省黄骅港，全长597.3 km，属国家Ⅰ级、双线、电气化、重载铁路，共设33个车站，其中技术站3个（神池南、肃宁北、黄骅港）。黄万线线路全长81.278 km，设7个车站，其中技术站1个（神港站）。
自2011年朔黄线3.5亿t扩能改造完成后，神池南站、肃宁北站及黄骅港站已具备编组开行2万t列车的条件，部分中间站也拓长了原有到发线以备2万t列车的临时停靠。2014年下半年基于TD-LTE-R网络的2万t组合列车综合试验成功，标志着朔黄铁路重载运输翻开一个新的篇章。
朔黄铁路公司现有电力机车318台，其中交流机车88台、直流机车230台，为了使机车能够得到最大限度的利用，现将交流机车全部用于编挂开行2万t列车。朔黄铁路公司现有机车最大输送能力分析见表1。
由表1可以看出，朔黄铁路公司现有机车最大年运量可达3.62亿t，其中直流机车可完成年运量2.05亿t，交流机车可完成1.57亿t。在车流密度饱和的情况下，实现5亿t运输目标要求朔黄铁路不断提高列车载重系数，规模化开行2万t列车势在必行。朔黄铁路公司日均可使用交流机车台数为52台，可编组开行2万t列车26对，交流机车能力远远不能满足规模开行2万t列车、实现5亿t运输目标的要求。
表1 朔黄铁路公司现有机车输送能力汇总表
机车类型 现有机车/台 列车编组/万t 所需机车/（台·列-1） 机车检修率/% 牵引载质量/t 机车周转系数 纯运行时间/d 年运量/亿t交流机车 88 2 2 10 17 280 1.5 344 1.57直流机车 230 1 2 10 8 640 1.5 344 2.05总计 3.62
目前运用自备车体共计45 048辆，其中C64车体15 477辆、C70车体8 571辆、C80车体21 000辆，现有车体能够完成的最大年运量见表2。
表2 朔黄铁路公司现有车辆输送能力汇总表
车辆类型 现有数量/辆 周转时间/d 纯运行时间/d 年运量/亿t C80 21 000 3.5 344 1.65 C70 8 571 3.5 344 0.59 C64 15 477 3.5 344 0.96总计 3.20
由表2可以看出，朔黄铁路公司现有车体最大年运量为3.20亿t，其中C64、C70车体可完成年运量1.55亿t，C80车体可完成年运量1.65亿t。朔黄铁路适合编组2万t列车的车型为C80车型，规模化开行2万t列车需要大量的C80车体。然而朔黄铁路现有C80自备车体共21 000辆，日均编组开行2万t列车能力27对，车体能力不足以支持5亿t远期运输目标的实现。
目前朔黄铁路列车追踪间隔时间为普通列车8 min、万吨列车11 min、2万t列车15 min。根据列车运行对数写实分析得出，朔黄铁路日均开行2万t列车、万吨列车、普通列车占列车总列数的比例分别为18%、50%、32%。
朔黄铁路全年天窗时间为342 h，现将天窗时间分摊到全年中，在不考虑其他限制因素的情况下，朔黄铁路日线路通过能力为[1]：
式中：N为朔黄铁路列车日线路通过能力，列；T为朔黄铁路列车日运行时间，min；T天窗为朔黄铁路日天窗时间，min；I为朔黄铁路列车追踪间隔时间，min。
则朔黄铁路全年输送能力为：
式中：G为朔黄铁路列车全年输送能力，万t；φ为列车平均载重系数；Q为列车总质量，t；k波为货运量波动系数。
由上述推算可以看出，朔黄铁路在现有设备和运输组织模式下，年线路通过能力约为3.52亿t。
神池南站西咽喉神朔、准池方向列车可实现平行进路接车，且神朔方向列车可实现联三线、联四线交替接车；东咽喉也可联二线、联五线交替使用同时发车。咽喉能力满足未来5亿t车流通过要求。
神池南站重车场到发线有12条，根据现有技术设备和作业方法，一条到发线一昼夜可办理普通列车18列（4、6道）、组合万吨列车9列（7、9、10、12、13道）、2万t列车6列（15、16、18、19、21道），则神池南站到发线能力为每昼夜办理2万t列车30列、万吨列车45列、普通列车36列。
按目前神华集团天窗时间设置，在扣除天窗时间后（纯运行时间为344 d），神池南站预计全年完成运量能达：（30×17 280+458 640+36×4 320）×344≈3.66亿t（普通列车每列运量为4 320 t）。神池南站通过能力主要受限于车站到发线能力不足。
黄骅港站列车站停技术作业时间见表3。由表3可以看出，黄骅港站卸车作业从对位到重新编组完毕（卸车机占用时间）约为143 min。神港站现有翻车机4台，黄骅港站13台。在不考虑翻车机检修率的情况下，神港站年卸车能力约为0.57亿t，黄骅港站年卸车能力为1.85亿t，神港站和黄骅港站年总卸车能力约为2.42亿t。
黄骅港站到达重车对位卸车前以及卸车完毕重新编组后，需进行人工技检作业，延迟列车站停时间约为58.7 min，增加了港口站到发线使用压力，延长了机车周转时间，不利于全线车流的顺畅运转。
朔黄线2011年实施3.5亿t扩能改造后，可满足2万t列车停靠的车站仅有10个。朔黄线2万t列车停靠站站间距离见表4，朔黄线2万t列车停靠站及到发线数量统计见表5[2]。
表4 朔黄线2万t列车停靠站站间距离
由表4可以看出，各2万t列车停靠站站间最大距离为89.6 km，最短也为40.7 km，且有3个2万t列车停靠站站间距离超过80.0 km，停靠距离过远不利于2万t列车的安全运行且对线路及车站通过能力影响较大。
由表5可以看出，除3个技术站——神池南、肃宁北和黄骅港外，7个中间站共设置重车方向2万t列车到发线20条。随着朔黄铁路运输任务的不断加大，2万t列车势必会大量开行，朔黄线既有2万t列车停靠站已经不能满足实现5亿t运输目标的需求。
表3 黄骅港站列车站停技术作业时间表
表5 朔黄线2万t列车停靠站及到发线数量统计
序号 车站 车站性质重车方向2万t列车到发线数量／条到发线有效长／m 1 神池南 技术站 18 2 800 2 原平南 中间站 3 2 800 3 东冶 中间站 2 2 800 4 小觉 中间站 1 2 800 5 西柏坡 中间站 1 2 800 6 定州西 中间站 2 2 800 7 肃宁北 技术站 7 2 800 8 沧州西 中间站 2 2 800 9 黄骅南 中间站 9 2 800 10 黄骅港 技术站 12 2 800合计 57
3.1.1 上游车流分配规划
根据目前运输形势，朔黄铁路要想实现年运量5亿t的目标，神朔线运量需达到3亿t（不包括大新线运量），准池线需达到2亿t。为了最大限度提升朔黄铁路的通过能力，C70、C64型自备车全部以万吨模式在神朔线开行，C80型自备车全部以单元万吨模式由神朔线、准池线按运量需求分摊开行。
上游车流规划为日接神朔线C80单元万吨列车49列、C64万吨列车35列、C70万吨列车21列；日接准池线C80单元万吨列车67列。上游车流到达神池南站后C80车体编组2万t列车开行，则朔黄线日均需通过2万t列车58列、C64万吨列车35列、C70万吨列车21列，共计114列。
3.1.2 下游车流分配规划
实现朔黄铁路年运量5亿t运输目标，需要黄骅港年卸车能力达到3亿t、肃宁北发往京九线年运量2 000万t、黄大线年运量8 000万t、黄万线年运量8 000万t、沿线货场及专用线年卸车销售2 000万t。
下游车流分配规划为：神池南—黄骅港日开行2万t列车51对；神池南发往下游沿线销售日开行C64万吨列车7列；神池南—黄骅南日开行C64万吨列车28对（改编后发往黄万线），C70万吨列车24对、2万t列车3对（改编后发往黄大线）；神池南—肃宁北日开行2万t列车4对（改编后发往京九线）。
随着运输压力不断增大、车流密度日益紧张，朔黄铁路实现远期5亿t运输目标，需要大力发展重载运输，持续增加2万t列车的编组与开行。围绕如何实现2万t列车的规模化开行以及提高车站、区间通过能力，提出以下建议。
3.2.1 增加2万t列车机车的匹配力度，量化开行2万t列车
根据上述朔黄铁路现有机车能力分析可得出，朔黄铁路公司现有机车年运力为3.62亿t，需量化开行2万t列车才能满足5亿t运输任务要求，则还需投入交流机车台数约为：
3.2.2 优化车流结构，增加适用编开2万t列车的C80车体
现有C64、C70、C80车体最大年运量为3.2亿t，在现有C64、C70车体数量不变的情况下，为保证2万t列车的规模化开行，以实现朔黄铁路5亿t运输目标，还应在现有C80车体总数的基础上再购入C80车体辆数为：
神华集团C64、C70自备车体不适合编组2万t列车，应考虑将其逐步淘汰。
3.2.3 提高区间通过能力
若C64、C70车体数量不变且全部开行万吨列车，日均需开行C64万吨列车35列、C70万吨列车21列。根据朔黄铁路列车追踪间隔时间标准，万吨列车列车追踪间隔时间按11 min计算，C64、C70万吨列车日均占用时间为616 min，则C80 2万t列车日均运行时间为824 min。在C64、C70车体数量不变且全部开行万吨列车的情况下，C64、C70车体可完成最大年运量为1.55亿t（见表2），要完成朔黄铁路5亿t年运量运输目标，则C80 2万t列车需完成3.45亿t年运量。
日均开行C80 2万t列车列数为：
式中：n1为若C64、C70车体数量不变且全部开行万吨列车，日均开行C80 2万t列车列数，列；G能1为在C64、C70车体数量不变且全部开行万吨列车所完成的年运量外，为完成年运量5亿t的运输目标，C80车底2万t列车所需要完成的年运量，t。
对应的C80 2万t列车列车追踪间隔时间应为：
式中：I1为若C64、C70车体数量不变且全部开行万吨列车，日开行C80 2万t列车列车追踪间隔时间，min；T1为若C64、C70车体数量不变且全部开行万吨列车，日均开行C80 2万t列车运行时间，min。
若将C64、C70车底列车全部淘汰后，全部开行C80 2万t列车，则日均开行C802万t列车列数为：式中：n2为若将C64、C70车底列车全部淘汰后全部开行C80 2万t列车，则日均开行C80 2万t列车列数，列；G能2为若将C64、C70车底列车全部淘汰后全部开行C80 2万t列车，C80 2万t列车年运量，t。
对应的C80 2万t列车列车追踪间隔时间为：
式中：I2为若将C64、C70车底列车全部淘汰后全部开行C80 2万t列车，日开行C80 2万t列车列车追踪间隔时间，min；T2为若将C64、C70车底列车全部淘汰后全部开行C80 2万t列车，日均开行C80 2万t列车运行时间，min。
通过上述分析，在保持C64、C70车体数量及追踪时间不变的情况下，完成5亿t运输目标需将C80 2万t列车追踪时间压缩到13 min，这与朔黄铁路C80 2万t列车追踪间隔15 min存在2 min的差距，不利于列车安全运行。若将C64、C70车体全部淘汰后，全部开行C80车底的2万t列车，则既可完成运输任务也能保证列车运行安全。
3.2.4 优化车体结构、强化行车组织、推进机车长交路落实，提高神池南站通过能力
神池南站2万t列车技术作业过程及时间标准见表6。由于C80、C70、C64 3种车型的列车中，C70、C64万吨列车均需占用1条2万t列车到发线办理接发车作业，造成到发线空费严重，极大限制了到发线的通过能力。若将C64、C70车体全部淘汰后，神池南站12条到发线全部编组开行2万t列车，则年完成运量可达4.28亿t，尚不能满足5亿t运输需求。因此，应逐步推进神朔、准池线部分机车实现在原平南站换班，减少神池南站机车换挂环节，从而有效减少接发车与机车转线的交叉，缩短列车占用到发线时间。
表6 神池南站2万t列车技术作业过程及时间标准
顺序 作业项目 作业时间/min 1第一列万吨列车接车 10 2列车接续时间 15 3第二列万吨列车接车 10 4对位 6 5摘机车 10 6技检作业 50 7等待挂车 25 8挂机车12 24 10 牵引组合连挂9充风14 11 充风5 12 简略试验、同步及列尾试验15 13 准备发车11 14 发车（腾空股道）10总计占用到发线 217
神池南站重车到达后，需进行人工技检作业，占用到发线时间约为50 min，若重车全部采用TF机检后，可将2万t列车站停时间缩短为154 min，则神池南站1条到发线每昼夜可接发2万t列车7.5列。神池南站Ⅱ场具备编组2万t列车到发线共计12条，神池南站全部开行2万t列车，则年完成运量为：7.5×12×17 280×344≈5.34亿t。
车站值班员应积极组织行车，压缩列车发车间隔时间，合理使用联二线交替发车，提高咽喉利用率。
3.2.5 提高港口站卸车效率，加大配套设施投入
港口站现行卸车作业中，卸车后编组作业占用时间为卸车机占用总时间的22%[3]。因此，应积极采取措施，通过优化编组作业时间，压缩卸车机占用时间。若将卸车占用时间压缩在1.5 h以内，则黄骅港站年卸车能力可达3.09亿t，神港站年卸车能力可达0.95亿t。若保持卸车作业时间不变，则需要为黄骅港站再配备翻车机8台、神港站2台才能匹配上述下游车流分配规划。
3.2.6 择优选择中间站持续推进5亿t配套设施改进
朔黄铁路实行垂直天窗，根据上述上游车流分配规划神池南站日均需开出2万t列车58列。朔黄线既有2万t列车到发线共计57条，然而神池南、黄骅港和肃宁北站这3个技术站由于机车摘挂转线等调车作业需占用三分之一的到发线，则3个技术站可用2万t列车到发线为25条，朔黄线实际可用2万t列车到发线仅有45条。由上述分析可以看出，天窗时间内有13列2万t列车没有车站可供停靠。
朔黄铁路原平分公司管内由于线路情况复杂，所经区域山区较多，桥梁、隧道及长大下坡道分布较为密集，不利于2万t列车区间停车等天窗安排。因此最优措施为合理选择几个中间站扩能改造，将到发线延长至2 800 m以适应2万t列车的停靠。
中间站扩能改造选用规划：将灵寿站既有万吨到发线拓长，将2 800 m到发线增设至5条；安国站在既有到发线基础上扩建2万t列车2 800 m到发线3条；行别营站扩建2万t列车2 800 m到发线2条。这样朔黄铁路2万t列车停靠车站将增加到13个，中间站2 800 m到发线将增加至30条，既可在一定程度上缓解天窗时间内13列2万t列车无站可停靠的困难，同时可将2万t列车停靠站站间距离超过80 km区间缩减至1个，其余站间距离多为40～50 km，一定程度上可解决2万t列车区间运行的安全隐患。
3.2.7 增加新技术、新设备的投入和使用，逐步创建神华铁路板块信息互通机制
进一步研究和改进车辆智能防溜装置、5T系统、无线视频传输、无线列车控制、列车智能化操作等新技术、新设备，从而减轻作业人员劳动强度，提高车站到发线使用率及港口站卸车能力。
朔黄铁路西接神朔、准池铁路，东连天津港、黄骅港，是神华集团铁路板块的重要枢纽，朔黄铁路运营畅通关系着整个神华集团铁路板块的正常运行。因此应由集团牵头协调神朔、准池、朔黄3家铁路公司统一行车调度指挥、列车控制、机车信号、无线列调等设备，实现神华铁路板块列尾、通信技术、列车信息传输系统的共融、互通、共享。
结合朔黄铁路既有技术和设备现状，分析既有运输能力，提出实现5亿t运输目标的几点建议，既要从硬件上对部分中间站进行2万t列车站场扩能改造，增加机车车辆数量，增加新技术投入，又要从运输组织上做好上下游车流分配规划，增加2万t列车开行数量，优化车站作业组织、提高效率，旨在为朔黄铁路公司在新形势下制定合理对策、提升市场竞争力提供借鉴和参考。
参考文献
[1]杨芳. 线路通过能力利用率的研究[D]. 兰州：兰州交通大学, 2012.
[2]何宇强，李志辰，尹成斐. 优化朔黄铁路2万吨列车开行方案的研究[J]. 铁道运输与经济，2014(5)：25-29.
[3]王春雷. 采用翻车机卸车的重载铁路卸车站设计探讨[J]. 铁道货运, 2013, 31(8)：20-25.
Discussion on Traffic Organization Plan for Capacity Expansion Target of 500 Million Tons on Shuohuang Railway
WANG Chunyi
（Shuohuang Railway Development Co Ltd，Suning Hebei 062350，China）
Abstract：Shuohuang Railway is an important part of SHENHUA GROUP and also the second largest corridor in China carrying coals of western areas to the eastern coastal areas. Since its opening in year 2000, the railway has seen its annual traffic volume soaring and by the end of 2016, its annual traffic volume had hit 270 million tons. However, the increasing volume and traffic flow density require updating of station equipment which were upgraded in 2011 for the capacity expansion to 350 million tons. The paper analyzes the disadvantages of existing traffic organization on the basis of existing technologies and equipment, providing suggestions for realizing the capacity expansion target of 500 million tons in the future.
Keywords：Shuohuang Railway；traffic organization；20,000 t train；capacity expansion target of 500 million tons
中图分类号：U296
文献标识码：A
文章编号：1001-683X（2017）12-0078-06
DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2017.12.078
作者简介：王春毅（1968—），男，工程师，本科。 E-mail：203834142@qq.com
责任编辑 杨晓莉
收稿日期 2017-11-02
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