务和相应的设备运用办法,因而它是全路车站作业分工的统一战略部署。
(3)列车编组计划是货运计划与列车运行图之间的重要联系环节,它所规定的列车发、到站、列车数量、列车种类及定期运行的列车等是编制列车运行图的基础性资料。
(4)列车编组计划是路内外联系的重要纽带,它所规定的五定班列、装车地直达列车、空车直达列车、快运货物列车等把产、供、运、销各部门联成一体,有利于促进工农业生产和社会主义市场经济的发展。
(5)在日常运输组织工作中,通过调整和适当变更列车编组计划,可以缓和能力紧张状况,起到疏导车流、保证畅通的作用。
(6)列车编组计划的优化方案是制定远期路网发展规划、确定枢纽规模和布局、进行站场改造扩建的重要依据。
第三节 列车编组计划的编制程序及编制资料
一、编制程序
列车编组计划的编制过程分为三个阶段:准备资料阶段、编制计划阶段和实行前的准备阶段。
列车编组计划的编制程序概括起来就是:
(1)审定编组计划实行期间的计划运量,确定计划重、空车流; (2)检查各方向的运输负荷,确定车流径路或制定分流办法;
(3)审定点、线能力的有关资料,包括各主要站的通过能力、改编能力、装卸能力和各项技术标准,各条线路的列车重量和换长标准,研究提高能力的可能性及补、减轴办法;
(4)编制快运货物列车编组计划,包括五定班列、集装箱快运货物列车及其他快运货物列车编组计划;
(5)编制装车地直达列车编组计划,包括一站始发直达、阶梯直达和基地直达列车编组计划;
(6)编制空车直达列车编组计划;
(7)编制技术直达列车和相邻编组站间的列车编组计划;
(8)检查并最后确定列车编组计划,计算有关指标,拟定保证措施。
二、编制资料
编制列车编组计划所需的资料主要有:
(1)车流资料——列车编组计划实行期间的货物运输计划和据以确定的计划车流。 (2)有关点、线能力的资料——各线通过能力及其利用程度,各区段长度、运行时间、货物列车牵引定数和换长,各技术站的设备、技术作业过程及时间标准、改编能力及其利用程度,各主要货物作业站的设备及装卸能力情况。
(3)计算用的各项技术标准——列车平均编成辆数,货车集结参数,货车无改编通过技术站的节省时间标准等。
(4)分析与总结——主要编组站工作情况的分析,现行列车编组计划执行情况的分析与总结等。
第四节 车流径路的选择
在编制列车编组计划之前,需要确定车流运行径路。所谓车流运行径路是指车流由始发站被输送至终到站所经由的路线,简称为车流径路。通常,车流径路应选择最短径路,因为
一般情况下,最短径路往往是经济合理的。但如果最短径路上的某些线路或区段,通过能力不能满足需要的行车量,或者由于某些特殊需要,如冷藏车的加冰、加油,阔大货物的特殊要求等,走最短径路不可行,则需指定部分车流经由另外的径路输送。此外,如果经由最短径路输送可能造成大量的折角车流重复改编作业,或造成枢纽小运转增多,运输成本增加,那么这时按最短径路输送车流就不一定是适宜的,也需要指定另外的径路。像这样对部分车流指定必须经由的路线称作特定径路,它是相对于最短径路而言的。除了最短径路和特定径路之外,还有一种所谓车流迂回径路,它是指在日常运输生产中,由于某些临时性的情况,如水害塌方、行车事故、施工封锁等,引起中断行车,短期内不能按正常径路运行,这时就需采取绕道运输的办法输送车流。
影响车流径路选择的因素主要有下列几项:
(1)运输距离,即车流自始发站至终到站全部里程,通过《货物运价里程表》查表计算求得。
(2)运送时间,即将车流自始发站运送至终到站所需的时间,记作T。计算公式为
T??l区段??t无??t有v旅 (2-1-1)
其中 l区段——车流经由的各区段长度;
v旅——各区段货物列车旅行速度;
t无,t有——车流输送途中经由的各技术站的无调中转、有调中转停留时间。
(3)各区段的通过能力、各技术站的改编能力及能力的利用程度。区段通过能力可由计算确定,车站改编能力及能力利用率可通过写实统计查定。
(4)运输费用,即车流输送过程中所需的总费用。与行车量直接相关的费用E的计算公式为
e运行? E?N(2-1-2)
其中 N——计算车流量;
???e???Me中转单机
?e?e?Me运行中转——每车分摊的途经区段运行总费用;
——每车分摊的途经技术站无调、有调中转总费用;
——单机运行总费用,其中M为途经区段对应车流N需要增加的单机数,
单机e单机为每台单机在各区段的运行费用。
需要说明的是,车流径路在编制列车编组计划之前规定,故上述公式中的一些参数(如
旅速、中时、费用等)只能根据现行编组计划、运行图和车站技术作业过程确定。
第五节 编组方案选优的三大因素
在编制列车编组计划的过程中,当车流径路确定之后,为了选择方向上经济有利的编组方案,需要计算比较各方案的车小时总消耗。为此,要确定3个重要的技术标准(简称“三大因素”):一是计划车流,二是各技术站按方向别的平均一支列流一昼夜的货车集结车小时消耗,三是各技术站平均一辆货车无改编通过所得到的车小时节省。
一、计划车流
计划车流是编制列车编组计划的基础性资料,应当尽量使之符合客观实际。然而,计划
车流是将要编制的列车编组计划在未来实行期间的平均车流,即车流的未来期望值。怎样使未来的期望值符合或大致符合未来的实际,这是一个值得深入探讨的问题。目前的基本做法是,一方面,依据现行编组计划执行期间的实绩,分析车流变化规律,特别是掌握主要大宗物资的流向和流量的规律性,结合国家宏观调控政策,进行市场预测;另一方面,深入厂矿企业进行货源调查,详细了解未来年份的生产计划和分配、销售计划,反复核实,上下结合,综合平衡,参考以往规律,最后定出切实可信的计划车流。为了使计划车流具有一定的稳定性,一般选用第三季度或第二季度的平均运量作为制定依据。
计划车流的制定过程如图2-1-3所示。 铁道部下达运输计划轮廓各铁路局进行经济调查,提出建议运量编制品类别、到局别车流计划上报铁道部综合平衡,调整计划各局制定品类别、发到站别的计划车流互相交换车流资料各局编制重车车流表编制技术站间车流表分方向绘制车流梯形图图2-1-3 计划车流制定过程示意图 制定车种别计划空车流 编制装车地直达列车编组计划所需的直达车流,从品类别发到站别的计划车流资料中查定,编制技术站间列车编组计划所需的车流,由技术站间车流表提供。跨局的技术站间车流表由有关局共同编制,表中所列站名由铁道部统一规定。
技术站间车流表是根据重车车流表编制出来的,由重车车流表到技术站间车流表的过程实质上是车流归并的过程。车流归并按上、下行方向分别进行,其方法是:
技术站发出的车流包括:本站产生的车流;与本站衔接的支线上各站产生的车流;本站与后方相邻技术站间所有各站(含衔接支线)产生的车流。
技术站到达的车流包括:本站到达的车流;与本站衔接的支线上各站到达的车流;本站与前方相邻技术站间所有各站(含衔接支线)到达的车流。
通过车流归并,数量庞大且流向分散的车流转化为数量相对较少流向较为集中的车流,有利于车流组织的顺利进行。在技术站间车流表编制完成后,即可分方向画出车流梯形图。此时要注意两点:
(1)把已被装车地直达列车吸收(包括补轴)的车流从总车流中剔除; (2)把到达技术站解体的装车地直达列车中的远程车流加到相应的技术站间车流之中。这里所谓远程车流是指,到达与列车解体站邻接的前方技术站及其以远的车流。
1,?,n?1,为统一起见,后面一律用Ai代表技术站名,当方向上有n个技术站时,i?0,Ai?Aj的车流记作?i,j?,列流记作i,j,车流量记作Nij。
A,A,A,A,A[例2-1-1] 某线路方向主要技术站43210的分布如图2.1.4所示。经过车流
A?A0技术站间车流表(下行)
归并,由重车车流表编制出4,见表2.1.2。从表中可以方便
地找到Ai?Aj的车流量Nij。例如,N43?56,N21?25,N20?83?65?,括号中数字为被装车地直达列车吸收的车流。
下行b2A4b0A0A3A2a1A1b1b3 图2-1-4
a0
A4?A0线路主要技术站分布图
表2.1.2 到 发 A4?A0下行方向技术站间车流表 A3 56 A2 25 72 A1 70 184(140) 25 A0 94 65(31) 83(65) 118 A4 A4 A3 A2 A1 A0 0下行车流梯形图由表2-1-2可以画出4(图2-1-5)。这时需要减去表2-1-2中括
号内的数字,此外,还要考虑到达技术站解体的装车地直达列车中的远程车流情况。如根据
A?AA1的始发直达列车中包含有到0和该线路方向装车地直达列车编组计划,b3~A3?AA0~b0的车流共31辆,这31辆应视作A1?A0的车流,故N10?118?31?149(辆)。
A4 56 25 70 94 72 44 34 25 18 149 A3 A2 A1 A0 图2-1-5
A4?A0线路下行车流梯形图
技术站间车流表和车流梯形图是编制技术直达列车和直通列车的基础资料。未纳入技术站间车流表的车流属于局管内的短途车流,也要加以整理,作为区段管内车流组织的依据。
在计划重车流制定完毕后,应按不同的车种分别编制计划空车流。各铁路局根据品类别发到站别的车流资料和分界口接交车资料,制定车种使用计划上报。铁道部对各局提报的空车情况分析研究,综合平衡,统一确定各分界站车种别空车接交车数,下达给各局。各局根据铁道部下达的空车调整方案,编制空车车流表及空车流梯形图。由于空车往往没有具体的到站,在确定空车流向时应考虑尽量组织直达,按最短径路调配,扩大车种代用,避免空车对流等原则。
空车车流表和空车流梯形图是编制空车直达列车编组计划的车流依据,它们在格式上与重车流的类似,不再赘述。
二、货车集结车小时
货车集结车小时消耗就是在货车集结过程中消耗的车小时。关于集结车小时消耗的计算与查定方法,在第一篇第四章已经作了介绍,这里仅将几个要点归纳如下。
(1)货车集结车小时消耗按须满轴列流(指直达、直通、区段列流)和可欠轴列流(主
要是摘挂、小运转列流)两大类分别计算确定。
(2)某支列流一昼夜的货车集结车小时消耗与该支列流平均列车编成辆数呈正相关关系,而与该支列流吸收的车流量无关。
(3)某方向平均一支列流一昼夜的货车集结车小时消耗T集与该方向列车平均编成辆 数m呈正相关关系,计算公式为T集?cm,其中货车集结参数c用式(1-4-9)计算确定。我国铁路货车集结参数的近似值,区段站可取8~10h,编组站为10~11h。
(4)若某方向一昼夜编组k支列流,则该方向一昼夜总的货车集结车小时消耗 T集总?kT集?kcm (2-1-3)
三、货车无改编通过技术站的车小时节省
技术站的中转车流分成有调中转车和无调中转车两类,二者的根本区别在于,前者要在车站进行改编调车作业,而后者不进行此项作业,习惯上称之为无改编通过。有调中转车在车站的技术作业过程包括到达、解体、集结、编组、出发等环节,无调中转车在车站只随列车在到发线上进行到发技术作业即继续运行。 显然,有调中转车平均在站停留时间大于无调中转车平均在站停留时间。因此,一支车流如果在途中某技术站无改编通过,那么相对于它在该站进行改编作业便可以获得一定的车小时节省。
如图2-1-6,Ai,Ak,Aj是某线路方向上的3个技术站,车流?i,j?经过途中技术站Ak。
i,k而在Ak站改编,尔后再纳入列流k,j运至
图中的方案①表示,车流?i,j?被纳入列流
Aj站。方案②表示,车流?i,j?被列流i,j所吸收而在Ak站无改编通过。现在分析一下,由方案①变到方案②,在Ak站究竟能节省多少车小时。
Ai①②AkNkj?NijAjNik?NijNijNikNkj图2-1-6 两个不同的编组方案
设Ak站的有调中转车和无调中转车的停留时间标准分别为t有和t无,在方案①中,车流?i,j?在Ak站总共停留Nijt有车小时,在方案②中,为Nijt无车小时,二者之差
Nijt有?t无即为车流?i,j?本身节省的车小时。
??k,j所吸收的总车流量的变
但?i,j?在Ak站由有改编作业变为无改编通过,将导致列流T集T集?t集?t集?N?NNN?NNkj。Aij减少为kj。kjij变为化,即由kj这样,k站每车集结时间由
T集t集?t?集由于同一支列流的
与该支列流吸收的车流量无关,故
。这表明,每车集结时间
延长了,由此使得车流?k,j?在Ak站的集结车小时增加,其增加值为
?TT集???Nijt集Nkj?集??N??kjNkj?Nij?
第一篇 车站工作组织
一、单项选择题
1.
( )统称为技术站。 A.区段站和中间站 C.区段站和编组站
2.
B.编组站和中间站
D.区段站、编组站和中间站
某种车站设置在机车牵引区段的分界处,它的主要工作是办理货物列车的中转作业,进行机车的更换或机车乘务组的换班,以及解体、编组区段列车,这种车站称为( )。 A.中间站
B. 区段站 B.货运站
C.编组站 C.中间站
D.越行站 D.技术站
铁路线以( )划分为区段。 A.客运站
通常设置在大量车流集中或消失的地点,或几条铁路的交叉点,它的主要工作是改编车流,即大量解体和编组各种列车的车站称为( )。 A.中间站
B.会让站 B. 客运站 B.办理车数
C.区段站 C. 客货运站 C.有调车数
D.编组站 D. 技术站 D.无调车数
一般设置在大城市、工矿地区和港口等有大量货物装卸,专门办理货物运输的车站,称为( )。 A. 货运站
车站出入车数之和称为车站的( )。 A.改编车数
若某辆货车随列车到达技术站A,在到发线进行到发技术作业后随原列车继续运行,则该辆货车对A站来说属于( )车。 A. 有调中转
B.无调中转 B.自编出发 B.只卸不装
C.一次货物作业 C.无改编中转 C.装后又卸
D. 双重货物作业 D.部分改编中转 D.卸后又装
若某列车在技术站A换挂车组后继续运行,则该列车对A站来说属于( )列车。 A.到达解体
双重货物作业车指的是在车站( )的货车。 A.只装不卸
3. 4.
5. 6. 7.
8. 9.
10. 随无改编中转列车或部分改编中转列车到运,在该站进行到发技术中转作业后,即随原列车继续运行
的货车,称为( )。
A. 有调中转车 A. 有调中转 A.自编出发列车 A.到达解体列车 A.送车 A. 站长 A. 列车前端 A. 进路 A. 办理闭塞
A.车辆技术检查和修理
B. 无调中转车 B.车站货物作业 B.到达解体列车 B.自编始发列车 B.取车
B. 运转车间主任 B. 出站信号机 B. 径路 B. 布置进路
B.货运检查及整理
C. 货物作业车 C. 接入总 C.无改编中转列车 C.无改编中转列车 C.集结 C. 车站调度员 C. 警冲标 C. 列车进路 C. 开放信号
C.车号员核对现车
D. 非运用车 D. 发出总
D.部分改编中转列车 D.部分改编中转列车 D.重复解体 D. 车站值班员 D. 尖轨尖端 D. 调车进路 D. 交接凭证 D.准备解体
11. 在车流分析时,\无调比\这一指标指的是无调中转车数与( )车数之比。 12. 在技术站进行解体的列车称为( )。
13. 在技术站需要变更列车重量、变更运行方向和换挂车组的列车,称为( )。 14. 在有调中转车的技术作业过程中,处于解体作业和编组作业之间的是( )。 15. 车站的接发列车工作,由( )统一指挥。
16. 发车进路是指从( )起至相对方向进站信号机(或站界标)。止的一段站内线路。 17. 列车在站到、发、通过所需占用的一段站内线路称为( )。
18. 在接发列车工作中,任何情况下都不得指派他人办理而必须由车站值班员亲自办理的作业是( )。 19. 到达解体列车技术作业过程包括若干作业项目,其中占用时间最长的作业一般是( )。
20. 车站办理客票发售、旅客乘降、旅客的文化和生活服务、行李和包裹的承运、装卸、中转、交付称为
( )。 A.客运作业 A. 列车编组顺序表 A. 站长 A. 车站调度员 A. 接发列车 A. 解体调车 A. 调车程 A. 调车程
28. 所谓欠轴是指( )。
A. 列车重量未达到牵引定数的要求
B. 列车长度未达到列车换长标准的要求
C. 列车重量未达到牵引定数,同时列车长度未达到列车换长标准的要求 D. 列车重量未达到牵引定数的要求,但列车长度达到列车换长标准的要求
29. 将大车组留在到发线直接编组称为( )。
A. 活用线路 A. 送车
B. 坐编 B. 取车
C. 横动 C. 调移
D. 集结 D. 转线
30. 将货车由卸车地点调到装车地点的作业称为( )。
31. 从组成某一到达站出发列车的第一组货车进入调车场之时起,至组成该列车的最后一组货车进入调车场之时止,是调车场的()。
A. 货车集结过程 A. 货车周转
B. 车列集结过程 B. 货车中转
C. 车列集结期间 C. 货车集结
D. 车列集结时间 D. 技术作业
32. 为编组出发列车,货车先到等待后到凑集满轴的过程称为( )过程。
33. 在技术站上为编组某一到达站的出发列车(或车组)。,由于在重量或长度上有一定的要求,从而使进入调车场的货车有先到等待后到凑集满重或满长的过程,称为( )。
A. 货车集结过程 A. 小于
A. 开始装卸作业 A. 货车到达车站
B. 车列集结过程 B. 等于
B. 装卸作业完了 B. 开始解体
C. 车列集结时间 C. 大于 C. 开始取车 C. 列车解体完毕
D. 货车集结时间 D. 不小于 D. 取回站内 D. 开始送车
34. 技术站编组系统基本协调条件是:一昼夜编组系统能力( )车站集结的自编出发列车数。 35. 出线后停留时间是指:由( )时起至货车从车站发出时止的停留时间。 36. 入线前停留时间是指:由( )时起至将货车送到装卸地点时止的停留时间。 37. 编制车站班计划的核心工作是( )。
A. 确定到达列车编组内容 C.确定装、卸、排计划
38. 编制车站阶段计划的工具是( )。
A. 车站行车日志 C. 车流汇总表 A. 货车集结时间
B. 货车停留时间
B. 车站技术作业图表 D. 列车编组顺序表 C. 车辆接续时间
D. 车辆等待时间
B. 确定出发列车编组内容和车流来源 D.计算班工作指标
B.货运作业 B. 司机报单 B.总工程师 B. 车站值班员 B. 调车 B. 其他调车 B. 调车钩 B. 调车钩
C.行车技术作业 C. 货运票据清单 C. 运转车间主任 C. 司机 C. 位移 C. 摘挂调车 C. 调移 C. 调移
D.中转作业 D. 调车作业通知单 D. 车站调度员 D. 调车长 D. 溜放作业 D. 取送调车 D. 集结 D. 集结
21. 列车到达车站后,车号员按( )核对现车。 22. 车站的调车工作,由( )统一领导。
23. 车站调车组在进行调车作业时,由( )统一指挥。
24. 除列车在站到、发、通过及在区间运行外,凡机车车辆所进行的一切有目的的移动统称为( )。 25. 为列车补轴、减轴、换挂车组的调车作业称为( )。 26. 机车或机车连挂车辆加减速一次的移动称为( )。 27. 机车连挂或摘解一组车辆的作业称为( )。
39. 在编制车站班计划时,每一出发列车的车流来源都必须满足( )的要求。
二、多项选择题
1.车站按技术作业性质分为( )。
A.编组站 D.货运站
2.车站按业务性质分为( )。
A. 编组站 D.货运站
3.车站的生产活动包括( )。
A. 客运作业 D. 行车技术作业 A. 办理列车接发作业 C. 列车的解体和编组作业
5.车站的货运作业是指( )。
A. 货物的承运、装车、卸车、保管与交付 B. 行李、包裹的承运、装卸、中转、保管与交付 C. 零担货物的中转
6.铁路分界点包括( )。
A. 车站 D. 客车整备所 A.运输
B.机务
B. 线路所
E. 自动闭塞区段的通过信号机
C.车辆
D.工务.
E.电务
C. 旅客乘降所
D. 货运票据的编制与处理
E. 车辆的取送
B. 货运作业 E. 机车检修作业
B. 列车的到达作业和出发作业 D. 货物的装车和卸车作业
E. 车辆的摘挂和取送作业 C. 车辆大修作业
B. 区段站 E. 客货运站
C. 客运站
B.区段站 E.中间站
C.客运站
4.车站的行车技术作业是指( )。
7.铁路运输的主要业务部门包括( )等部门。 8.下列简称中,正确的是( )
A.\铁路技术管理规程\简称为\技规\C.铁路局\行车组织规则\简称为\行规\E.一次货物作业平均停留时简称为\停时\
9.《站细》的内容主要有( )。
A.车站概况、技术设备及业务量 C.日常作业计划及生产管理制度 E.车站编组列车的牵引定数和换长标准
10.技术站包括( )。
A.中间站 A. 生产时间 D. 运行生产时间 A. 办理闭塞
D. 通知接车站发车时刻 A. 到达解体列车 D. 无改编中转列车 A. 到达作业 D. 编组作业 A. 解体调车
B.区段站
C.编组站 B. 辅助生产时间 E. 非生产时间 B. 开放信号 E. 填写行车日志 B. 自编出发列车 E. 技术直达列车 B. 解体作业 E. 出发作业 B. 编组调车
C. 摘挂调车 C. 集结过程 C. 部分改编中转列车 C. 向列车调度员报点 D.会让站
E.客运站
11.按调车机车工时性质的不同,调车作业时间分为( )。
C. 等待生产时间
B.接发列车工作、调车工作和客货运工作 D.车站技术作业过程、时间标准及能力
B.\车站行车工作细则\简称为\站细\D.中转车平均停留时间简称为\中时\
12.发车工作中,办理列车出发后的有关事项包括( )。
13.技术站办理的列车中,属于改编列车的范畴有( )。
14.技术站办理有调中转车的技术作业过程包括( )。
15.调车工作按其目的的不同,可分为( )。
D. 取送调车 A. 及时解编列车 D. 提高调车效率 A. 挂车 D. 整理 A. 单推单溜 D. 双推双溜
19.调车作业计划包括( )。
A. 日计划 D. 调车作业计划 A. 车列解体 D. 调动客车 A. 摘挂车辆 D. 卸车 A. 补轴 D. 换挂车组 A. 编组 D. 装车
A. 组织列车超轴 D. 组织快速装卸 A. 组织本站作业车补轴 D. 组织快速解编作业 A. 进行必要的技术作业 D. 列车交会或越行 A. 到解系统 D. 编组系统
A. 适应车流强度的需要 D. 照顾车辆溜行性能
E. 车列或车组转场调车 B. 及时放行列车 E. 确保调车安全 B. 推峰 E. 整备 B. 单推双溜 E. 多推多溜 B. 班计划 E. 检修车计划 B. 车列转线 E. 调动禁溜车 B. 车列转线 E. 车辆自动溜逸 B. 减轴 E. 更换乘务组 B. 解体 E. 机车出入段 B. 组织快速取送
C. 组织单机挂车 C. 取送车 C. 换挂机车 C. 对货位 C. 取送车 C. 阶段计划 C. 双推单溜 C. 溜放 C. 及时取送车辆
16.对调车工作的基本要求是( )。
17.驼峰解体调车的作业程序一般为( )。
18.驼峰作业方案分为( )。
20.下列作业中,( )不宜采用溜放调车法。
21.下列作业中,不属于调车作业的有( )。
22.下列作业中,属于部分改编调车作业的是( )。
23.下列作业中,属于调车作业的有( )。
24.站调在调度指挥工作中遇车流积压时可采取的措施有( )。
E. 利用直通或区段列车附挂到中间站的车流 B. 组织修峻车补轴 E. 组织双重作业 B. 旅客乘降,行包装卸 E. 机车乘务组吃饭 B. 取送车系统 E. 出发系统
B. 平衡牵出线的作业负担 E. 便于车辆检修和其他作业
B. 安排调车机车运用计划 D. 确定卸车计划
B. 班计划
C. 阶段计划 C. 减少调车作业干扰 C. 集结系统
C. 车辆摘挂,货物装卸 C. 组织邻近站车流补轴
25.站调在调度指挥工作中遇调车场流不足时可采取的措施有( )。
26.产生列车在中间站停站时间的原因有( )。
27.编组站排队系统包括( )。
28.确定调车场线路固定使用方案的原则有( )。
29.车站阶段计划主要解决的问题是( )。
A. 确定出发列车编组内容和车流来源 C. 确定装车计划和空车来源 E. 安排到发线运用计划
30.车站作业计划包括( )。
A. 月度货运计划
D. 调车作业计划 A. 日计划 D. 调车作业计划 A. 货运工作计划 D. 车辆检修工作计划 A.对货位 A. 取送车 A. 解体 A. 装卸车统计
D. 货物列车出发正点统计 A. 分界站货车出入统计 D. 货车运用成绩统计
E. 技术计划 B. 班计划 E. 检修车计划 B. 列车工作计划 E. 日计划指标
C.等信号 C. 机车整备 C. 整场
D.吃饭 D. 吃饭 D. 机车整备
E.交接班 E. 交接班 E. 吃饭
C. 机车工作计划 C. 阶段计划
31.车站作业计划包括( )。
32.铁路局日计划的内容包括( )。
33.下列作业中,( )属于非生产时间。
B.等装卸 B. 整场 B. 编组
34.下列作业中,( )属于辅助生产时间。 35.下列作业中,( )属于生产时间。 36.车站工作的统计主要有( )。
B. 现在车统计及车流统计 E. 货物列车运行正点统计 B. 现在车统计 E. 货物列车正点统计 三、名词解释题
1. 编组站 2. 区段站 3. 区段列车 4. 调车 5. 解体调车 6. 推送调车法 7. 单推单溜 8. 双推单溜 9. 驼峰 10. 无调中转车 11. 有调中转车 12. 车列集结过程 13. 货车集结过程 14. 货车集结时间 15. 取送调车 16. 列车进路
四、判断分析题
1. 铁路线以车站划分为区间。
2. 欠轴是指列车重量未达到牵引定数的要求,但列车长度达到列车换长标准的要求。
3. 下落列数为pk(pk=2k)时,需要有K次对口,而下落列数小于pk时,其需要的对口次数也应该小于K
次.
4. 一个列车到达站一昼夜货车集结车小时消耗,决定于货车集结参数,车列编成辆数和参加集结的车流
量数。
C. 货车停留时间统计
C. 货车停留时间统计
37.铁路局每日18小时对全日铁路生产活动的完成情况进行全面统计,主要内容有( )。
5. 由于一个列车到达站货车集结时间T集的大小与该列到达站参加集结的车流量N无关,所以,一个技
术站所消耗的总的货车集结时间也与其开行的直达列车到达站数无关。
五、简答题
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.
试画图并简述铁路运输生产的全过程。
铁路运输与其它运输方式相比较具有哪些特点? 《站细》的内容主要包括哪些? 简述车站发车工作正常的作业程序。 接发列车中办理闭塞的目的是什么?
技术站办理的货物列车和货车有哪些种类?并简述有调中转车的技术作业过程。 简述技术站办理到达解体列车的技术作业过程。 简述调车工作的基本要求。
简述调车工作的意义,调车作业按其目的可分为哪几类? 解体和编组调车的目的是什么?
驼峰作业方案有哪些?其适用条件是什么? 按车流集结过程与按调车场集结有何不同?
简述技术站日常运输生产中,压缩货车集结车小时的主要措施。 影响货车集结时间的因素是什么?
简述编组站各子系统相互协调的条件和原理。 确定调车场线路固定使用方案的原则。
编制车站阶段计划时,主要解决的问题有哪些? 车站班计划一般包括的内容有哪些?
六、综合计算题(其中1—16题利用调车表编制调车作业计划)
1. 编组摘挂列车调车作业计划,调机在右端作业,编成后车列顺序为1234……,待编车列停在10道,
编成后转往到发线5道,一次牵出分解,调车作业使用线路数量和编号不限。待编车列资料如下:7 3 6 5 2 6 4 1 3 5 4 7.
2. 编组摘挂列车调车作业计划,调机在右端作业,编成后车列顺序为1234……,待编车列停在10道,
编成后转往到发线5道,一次牵出分解,调车作业使用线路数量和编号不限。待编车列资料如下:6 5 9 1 4 2 4 8 1 7 3 6.
3. 编组摘挂列车调车作业计划,调机在右端作业,编成后车列顺序为1234……,待编车列停在10道,
编成后转往到发线5道,一次牵出分解,调车作业使用线路数量和编号不限。待编车列资料如下:8 3 5 2 7 1 4 3 5 7 6 4.
4. 编组摘挂列车调车作业计划,调机在右端作业,编成后车列顺序为1234……,待编车列停在10道,
编成后转往到发线5道,分两次牵出调车,调车作业使用线路数量和编号不限。待编车列资料如下72 22 54 12 425 11 31 23 62 31 11.
5. 编组摘挂列车调车作业计划,调机在右端作业,编成后车列顺序为1234……,待编车列停在10道,
编成后转往到发线5道,分两次牵出调车,调车作业使用线路数量和编号不限。待编车列资料如下:84 31 92 65 41 72 63 21 13 51 41.
6. 已知待编车列停于11道,调机在右端作业。要求:编成后车列顺序为123……;可利用的线路为11,
12,13,14道,编成后转往到发场5道。待编车列顺序如下:43326121135241221362514131。确定调车作业计划。
7. 单向驼峰编组站A有两条推送线和两条溜放线,驼峰机车由峰顶去到达场挂车需4分钟,推送车列到
峰顶需4分钟,溜放车组需8分钟,平均每解体3列有一台机车去编组场整理车辆,需时16分钟(包括干扰而等待的时间),整理后由编组场至峰顶走行需1分钟,峰顶作业间隔(转换道岔及信号)1分
钟。试画制两台机车双推单溜的作业方案图,并计算每列车平均占用驼峰的时间t占。
8. 技术站车流特征分析。H站车流汇总表部分数据如下表。要求:对H站车流进行分析,将结果填入下
面空格内。(1)办理车数 ,(2)中转重车数 ,(3)中转空车数 ,(4)装车数 ,(5)卸车数 ,(6)接空车数 (7)排空车数 ,(8)接入重车数 ,(9)发出重车数 ,(10)无调中转车数 ,(11)改编车数 ,(12)无调比重 ,(13)改编比重 。 往 自 U方向 V方向 计 有调车 无调车 小计 本站装出空车 合计 本站发出空车 有调 无调 小计 去 向 U方向
小计
V方向
小计
计 350 780 1130 40 1170 10 50 60 1230
本站到达 卸车 20 20 U H V 空车 30 50 80 合计 50 50 100 400 830 1230 总计 总 计
9. 计算中、停时指标。从某站非号码制货车停留时间登记表上获得如下资料。已知当班货物作业次数为
110次,计算该站当班各项指标:t货,t无,t有,t中。 上班结存 本班到达 本班发出 货物作业 车数 50 100 105 车小时 600 1520 1045 无调中转车 车数 0 220 220 车小时 0 680 475 有调中转车 车数 140 1650 1720 车小时 1680 14830 8650
10. 某编组站月度计划规定中时指标t中为5.0h,实际完成情况如下表。问该站中时是否完成月计划?
上旬 中旬 下旬 中转总车数 无调 2000 2100 2120 有调 15000 16500 17800 指标(h) t无 1.0 1.1 1.2 t有 5.8 6.5 5.5
11. 确定直达列车多点装卸时的最佳取送车顺序。 作业地点 A B C 编号 1 2 3 车数 10 15 20 取送时间 30 20 10 货物作业时间 100 130 150
12. 根据以下资料确定最佳的取送车顺序。
作业地点 D A C B
编号 1 2 3 4 车数 7 9 14 20 取送时间 50 30 20 10 货物作业时间 60 100 130 150 13. 确定列车、车流种类及在站内运行径路
方向示意图: ABDFCE
B站示意图:
CAADDC
列车编组计划 (摘录) 始发站 A A A B B B
要求:① 填写各车场名称;
② 指出B站无改编中转列车、到达解体列车和自编始发列车; ③ 指出B站有调中转车、无调中转车和本站作业车;
④ 画出A到F、F到A无调中转车,A到D、D到A,A到C有调中转车在站内的运行径路; ⑤ 填写B到F、B到D(区段)、B到D(摘挂)各去向列车的编组内容。
13. 车站技术作业过程
给定资料: (1)铁路方向示意图
到站 F B B F D D 编组内容 F及其以远 B及其以远 (1)AB车流 (2)B及其以远 列车种类 技术直达 区段 摘挂 直通 区段 摘挂 下下EDCFGBA
(2)C站示意图
FDB
(3)列车编组计划摘录如下 始发站 A A B C C C
要求:① 填写各车场名称;
② 说明上述编组计划中的列车在C站时的列车和车流种类; ③ 指出B站有调中转车、无调中转车和本站作业车;
④ 画出A-E、E-G无调中转车,A-D、D-A,有调中转车在站内的运行径路图; ⑤ 填写列车编组计划中有关三种列车的编组内容。
到站 E C C E D D 编组内容 E及其以远 C及其以远(不含E及其以远) (1)B-C车流 (2)C及其以远 列车种类 技术直达 直通列车 摘挂列车 直通列车 区段列车 摘挂列车 列车性质 车流性质
第一篇 车站工作组织
第四~七章习题
一、单项选择题
40. 从组成某一到达站出发列车的第一组货车进入调车场之时起,至组成该列车的最后一组货车进入调车
场之时止,是调车场的()。
A. 货车集结过程 A. 货车周转
B. 车列集结过程 B. 货车中转
C. 车列集结期间 C. 货车集结
D. 车列集结时间 D. 技术作业
41. 为编组出发列车,货车先到等待后到凑集满轴的过程称为( )过程。
42. 在技术站上为编组某一到达站的出发列车(或车组)。,由于在重量或长度上有一定的要求,从而使进
入调车场的货车有先到等待后到凑集满重或满长的过程,称为( )。
A. 货车集结过程 A. 小于
A. 开始装卸作业 A. 货车到达车站
B. 车列集结过程 B. 等于
B. 装卸作业完了 B. 开始解体
C. 车列集结时间 C. 大于 C. 开始取车 C. 列车解体完毕
D. 货车集结时间 D. 不小于 D. 取回站内 D. 开始送车
43. 技术站编组系统基本协调条件是:一昼夜编组系统能力( )车站集结的自编出发列车数。 44. 出线后停留时间是指:由( )时起至货车从车站发出时止的停留时间。 45. 入线前停留时间是指:由( )时起至将货车送到装卸地点时止的停留时间。 46. 编制车站班计划的核心工作是( )。
A. 确定到达列车编组内容 C.确定装、卸、排计划
47. 编制车站阶段计划的工具是( )。
A. 车站行车日志 C. 车流汇总表 A. 货车集结时间
B. 货车停留时间
B. 车站技术作业图表 D. 列车编组顺序表 C. 车辆接续时间
D. 车辆等待时间
B. 确定出发列车编组内容和车流来源 D.计算班工作指标
48. 在编制车站班计划时,每一出发列车的车流来源都必须满足( )的要求。
二、多项选择题
1.站调在调度指挥工作中遇车流积压时可采取的措施有( )。
A. 组织列车超轴 D. 组织快速装卸 A. 组织本站作业车补轴 D. 组织快速解编作业 A. 进行必要的技术作业 D. 列车交会或越行 A. 到解系统 D. 编组系统
A. 适应车流强度的需要 D. 照顾车辆溜行性能
B. 组织快速取送
C. 组织单机挂车
E. 利用直通或区段列车附挂到中间站的车流 B. 组织修峻车补轴 E. 组织双重作业 B. 旅客乘降,行包装卸 E. 机车乘务组吃饭 B. 取送车系统 E. 出发系统
B. 平衡牵出线的作业负担 E. 便于车辆检修和其他作业
B. 安排调车机车运用计划 D. 确定卸车计划
B. 班计划 E. 技术计划
B.等装卸 B. 整场 B. 编组
C.等信号 C. 机车整备 C. 整场
D.吃饭 D. 吃饭 D. 机车整备
E.交接班 E. 交接班 E. 吃饭
C. 阶段计划 C. 减少调车作业干扰 C. 集结系统
C. 车辆摘挂,货物装卸 C. 组织邻近站车流补轴
2.站调在调度指挥工作中遇调车场流不足时可采取的措施有( )。
3.产生列车在中间站停站时间的原因有( )。
4.编组站排队系统包括( )。
5.确定调车场线路固定使用方案的原则有( )。
6.车站阶段计划主要解决的问题是( )。
A. 确定出发列车编组内容和车流来源 C. 确定装车计划和空车来源 E. 安排到发线运用计划
7.车站作业计划包括( )。
A. 月度货运计划 D. 调车作业计划 A.对货位 A. 取送车 A. 解体
8.下列作业中,( )属于非生产时间。 9.下列作业中,( )属于辅助生产时间。 10.下列作业中,( )属于生产时间。
11.车站工作的统计主要有( )。
A. 装卸车统计
D. 货物列车出发正点统计
B. 现在车统计及车流统计 E. 货物列车运行正点统计 三、名词解释题
17. 车列集结过程 18. 货车集结过程 19. 货车集结时间
四、简答题
19. 20. 21. 22. 23. 24.
按车流集结过程与按调车场集结有何不同?
简述技术站日常运输生产中,压缩货车集结车小时的主要措施。 影响货车集结时间的因素是什么?
简述编组站各子系统相互协调的条件和原理。 编制车站阶段计划时,主要解决的问题有哪些? 车站班计划一般包括的内容有哪些?
C. 货车停留时间统计
五、综合计算题
14. 确定直达列车多点装卸时的最佳取送车顺序。 作业地点 A B C 编号 1 2 3 车数 10 15 20 取送时间 30 20 10 货物作业时间 100 130 150
15. 根据以下资料确定最佳的取送车顺序。 作业地点 D A C B
16. 技术站车流特征分析。H站车流汇总表部分数据如下表。要求:对H站车流进行分析,将结果填入下
面空格内。(1)办理车数 ,(2)中转重车数 ,(3)中转空车数 ,(4)装车数 ,(5)卸车数 ,(6)接空车数 (7)排空车数 ,(8)接入重车数 ,(9)发出重车数 ,(10)无调中转车数 ,(11)改编车数 ,(12)无调比重 ,(13)改编比重 。 往 自 U方向 V方向 计 有调车 无调车 去 向 U方向 小计 V方向 小计 计 350 780 本站到达 卸车 20 空车 30 50 合计 50 50 400 830 总计 编号 1 2 3 4 车数 7 9 14 20 取送时间 50 30 20 10 货物作业时间 60 100 130 150 小计 本站装出空车 合计 本站发出空车 有调 无调 小计
1130 40 1170 10 50 60 1230
20 80 100 1230 U H V 总 计
17. 计算中、停时指标。从某站非号码制货车停留时间登记表上获得如下资料。已知当班货物作业次数为
110次,计算该站当班各项指标:t货,t无,t有,t中。 货物作业 车数 上班结存 本班到达 本班发出 50 100 105 车小时 600 1520 1045 无调中转车 车数 0 220 220 车小时 0 680 475 有调中转车 车数 140 1650 1720 车小时 1680 14830 8650
18. 某编组站月度计划规定中时指标t中为5.0h,实际完成情况如下表。问该站中时是否完成月计划?
中转总车数 无调 上旬 中旬 下旬
第二篇 货物列车编组计划
一、单项选择题
1. ( )是车流组织的具体体现。 A. 月度货运计划 C. 列车运行图
B. 列车编组计划 D. 技术计划
2000 2100 2120 有调 15000 16500 17800 指标(h) t无 1.0 1.1 1.2 t有 5.8 6.5 5.5 2. 将车流合理地组织成列车流,这是( )所要解决的核心问题。 A. 货运组织
B. 车流组织
C. 列流组织
D. 运输方案
3. 分组列车是指由两个或多个到达站的车辆组成,按到达站选编成组,在途中技术站要进行( )
作业的列车。 A. 机车换挂
B. 车组换挂
C. 列车试风
D. 货物装卸
4. 循环直达列车是以固定车底在( )间循环往返运行的直达列车。 A. 编组站
B. 区段站
C. 中间站
D. 装卸站
5. 在技术站编组,通过一个及一个以上区段站不进行改编作业的列车是()。 A. 区段列车
B. 摘挂列车
C. 直通列车
D. 技术直达列车
6. 在技术站编组,至少通过一个编组站不进行改作业的列车,称为( )。 A. 始发直达列车
B. 技术直达列车
C. 直通列车
D. 区段列车
7. 在技术站编组并到达相邻技术站,在区段站内不进行摘佳作业的列车称为()。 A. 始发直达列
B. 技术直达列车
C. 区段列车
D. 直通列车
8. 在枢纽内各站间开行的列车称为( )列车。 A. 区段
B. 摘挂
C. 区段小运转
D. 枢纽小运转
9. 直通列车是在技术站编组,通过一个及其以上( )不进行改编作业的列车。 A. 编组站
B. 区段站
C. 中间站
D. 货运站
10. 单支或多支合并的远程车流,对较短直达列车到达站的( ),是其在超行区段获得的无改编通过
技术站的车小时节省大于或等于在始发站集结的车小时消耗。 A. 必要条件
B. 充分条件
C. 充要条件
D. 绝对条件
11. 任何单支远程车流在沿途任一技术站的无改编通过车小时节省都大于或等于该车流开行直达列车
到达站的集结车小时消耗,则该单支车流满足了单独开行直达列车到达站的( )。 A. 必要条件
B. 充分条件
C. 绝对条件
D. 充要条件
12. 一支远程车流或多支合并远程车流在沿途技术站无改编通过所获得的车小时节省大于或等于该车流开行直达列车到达站在始发站的集结车小时消耗,则满足了( )。 A. 必要条件
B. 充要条件
C. 充分条件
D. 绝对条件
13. 分组列车中,到达沿途技术站的近程车组称为( )。 A. 基本车组
B. 补轴车组
C. 换挂车组
D. 可调车组
二、多项选择题
1. 列车编组计划的作用体现在以下几方面:( )。
A. 起着条理车流的作用
B. 是整个路网车站分工的战略部署
C. 是货运计划和列车运行图之间的重要联系环节 D. 是铁路与国民经济其他各部门紧密联系的重要环节
E. 在日常运输中,通过调整车流径路,起到保证运输畅通的作用
2. 货物列车编组计划规定的内容有( )。
A. 在哪些车站编组列车 C. 列车种类 E. 列车编组方式
3. 区段管内货物列车的主要形式有( )
A. 区段列车 C. 区段小运转列车 E. 调车机车
4. 通常在编组站编组的列车有( )
A. 始发直达列车 C. 直通列车 E. 摘挂列车
5. 列车编组计划的要素包括( )
B技术直达列车. D区段列车.
B. 摘挂列车 D. 枢纽小运转列车
B. 编组到达哪些车站的列车 D. 列车编组内容
A. 计划车流 C. 列车编成辆数
E. 车辆无改编通过技术站的节省时间 A. 压缩发、到站 C. 调流 E. 移站
7. 影响车流径路的主要因素有( )
A. 运输距离 C. 运输费用
E. 各区段的能力及其利用程度
8. 装车地直达列车包括( )
A. 技术直达列车 C. 阶梯直达列车 E. 空车直达列车
9. 组织装车地直达列车的条件是( )
A. 货源充足,流向集中 C. 卸车能力适应
E. 与现行技术站列车编组计划相符合 A. 将直通列车的车流编入区段列车 C. 违反车流径路,将车辆编入羿方向列车 E. 将本站货物作业车与中转车混编入同一列车
11. 组织装车地直达运输的优越性体现在( )
A. 减轻技术站的作业负担
C. 促进产、运、销各部门的密切协作 E. 有利于环境保护
B. 车流径路 D. 车辆集结参数 B. 分流 D. 切割
B. 运输时间
D. 各技术站的能力及其利用程度
B. 始发直达列车 D. 基地直达列车
B. 装车能力适应 D. 空车供应有保证
B. 将摘挂列车的车流编入直达列车 D. 未按规定选分车组
6. 采用表格计算法计算列车编组计划最优方案时,可采用的方法有( )
10. 下列情况中,属于违反列车编组计划的是( )
B. 加速车辆周转及其利用送达 D. 有利于稳定列车运行秩序
12. 在编制技术站间列车编组计划时,为避免组合爆炸,通常根据车流集散规律把全路划分为多个铁路地
区或方向,使每个地区或方向具有一定数目的主要编组站--称其为支点站。选为支点站的地点一般是( )
A. 车流大量产生或消失的地点 C. 变更列车重量或换长标准的地点
E. 位于几条铁路交叉、汇合地点的枢纽编组站
13. 技术站编制单组列车编组计划的主要因素有( )
A. 技术站间计划车流 C. 集结参数
E. 货车无改编、通过技术站的节省时间
三、名词解释题
1. 2. 3. 4. 5.
技术直达列车 阶梯直达列车 列车编组计划 车流径路 装车地直达运输
B. 技术站间平均距离 D. 列车编成辆数
B. 有强大技术设备和改编能力的编组站 D. 地理上的自然分界点
四、判断分析题
1. 某一支远程车流在沿途技术站无改编通过所获得的车小时节省,大于或等于始发站的集结车小时消耗,
则该支车流应单独开行直达到车到达站。
2. 如果某一支远程车流对其中一个较短的直达列车到达站,满足了充分条件,那么该支车流应单独开行
直达列车到达站。
3. 每辆货车无改编通过技术站的节省为t节=t有-t无+γ车.
五、简答题
1. 2. 3. 4.
简述货物列车编组计划的任务和作用。 组织装车地直达运输应具备哪些条件? 影响车流径路选择的主要因素有哪些? 技术站汇聚的车流包括哪些?
六、综合计算题
1. 某站如果按编组规定应编5个到达站的列车(m=50,C=10)全天该站往各个方向编组列车的总车流是
1000车。求:(1)该站一昼夜总的集结车小时;(2)所编每个到达站每一昼夜的集结车小时;(3)全站平均每一辆车的集结时间。 2. 用表格计算法确定A3-A0铁路方向单组列车编组计划最优方案,并绘制列车到达站图(各站编组能不受限制)资料如下:
3. 用绝对计算法确定A3-A0方向单组列车编组计划最优方案,并绘制列车到达站图。资料如下(各站改
编能力不受限制):
A3
A2 A1 A0
T集 600 500
t节 4 3
50 100 100 200 100 50 A3
A2 A1 A0
T集 500 600
t节 4 3
- 120 100 - 80 - 4. 用表格计算法确定A4-A0方向单组列车编组计划最优方案,并绘制列车到达站图。资料如下(各站改
编能力不受限制):
T集 600 600 500
t节 5 5 4
-
A4
A3
A2 A1 A0
5. 用表格计算法确定A4-A0方向单组列车编组计划最优方案,并绘制列车到达站图。资料如下(各站改
编能力不受限制):
T集 560 560 560
t节 3.5 2.6 3.1
- 580 90 200 - 20 130 - 300 - A4
A3
A2 A1 A0
第二篇 货物列车编组计划
第一章 概述
第一节 车流组织概念
一、车流与列流
众所周知,铁路运输的对象是旅客和货物(含行包),铁路运输业的产品是旅客和货物的位移。大量的旅客(货物)向着某一方向流动,就形成了通常所说的客流(货流)。客流和货流形象地体现出运输业产品的位移特性,但要真正实现旅客和货物的位移,必须借助于
某种“载体”。这个载体就是车辆——客车和货车,于是产生了“车流”的概念。简言之,车流是铁路运送的具有一定去向的车辆的集合。
货物装上了货车,使得该货车具有一定的到站;空车即使没有确定的到站,也有一定的排空方向(注:回送空车不仅有方向,而且指定了到站)。所以货车无论重空,只要处于运用状态,都具有一定的去向。而客车车辆只有编挂在某一旅客列车之中才具有与该列车相同的去向,在此之前本身并不存在独立的去向,因而无所谓客车车流。说到车流,都是针对货车而言的。表示车流的大小采用“车流量”这一指标,通常以一天接、发或通过的车辆数来计量。
车辆是装载旅客和货物的工具,但铁路与公路不同,不是单个车辆在行驶,而是以列车的形式在线路上运行的。列车是铁路运输生产的基本单元。具有一定去向的列车的集合称为列车流,简称“列流”。列流的大小用“列流量”(也叫“行车量”)来衡量,以每天开行的列车数表示。车流和列流统称为运输流,合理组织运输流是行车组织这门课程的主要研究内容之一。
就货物运输而言,从货流到车流,再到列车流,最后到列车运行,实现货物的位移,是一种层层递进的关系,这中间需要进行大量的组织工作。可以说,把货流组织成车流,是货物运输计划主要解决的问题;把车流组织成列车流,是货物列车编组计划(简称“列车编组计划”,或“编组计划”)的任务;而列车流的组织,即组流上线,规划列车运行秩序,则主要靠列车运行图来完成。上述关系可以用一个图简单地表示出来,如图2-1-1所示。
货物运输计划列车编组计划列车运行图货流组流上线安排运行图2-1-1 货流、车流、列流相互关系示意图 车流列车流 图2-1-1不仅揭示了货流、车流、列车流在组织工作上的递进关系以及货物运输计划、列车编组计划、列车运行图的主要功用,而且反映了某种数量上的递推关系。例如,从需要的货流量可以推出需要的车流量,再推出需要的列流量(或者也可以直接从货流量推出列流量),然后合理安排列车运行线,这个过程与图2-1-1中的箭头所指方向是一致的。通过分析不难发现,图2-1-1中的箭头方向也可以反过来,就是从现有的列车运行图得到列流量,最后推出能够实现的货流量。事实上,前者是求需要通过能力的问题,后者是求现有货物输送能力的问题,二者的计算是互逆的。关于通过能力和输送能力的计算方法,将在第三篇详细介绍。
二、车流组织的含义及一般做法
这里,把具有相同发、到站的车辆的集合叫做“一支车流”,把具有相同发、到站的同种列车的集合叫做“一支列流”。按照所含列车种类的不同,由直达列车组成的列流称为直达列流,依此类推有直通列流、区段列流、摘挂列流等等。一支车流包含的辆数称为该支车流的车流量,一支列流包含的列车数称为该支列流的列流量。为讨论方便起见,用?i,j?表
i,j表示i?j的列流,车流量和列流量分别记作Nij和nij。
示i?j的车流,
例如图2-1-2,假定p站每天发往q站5车货物,这5辆货车便形成一支车流?p,q?,其日均车流量Npq?5辆;B站编组直通列车开往E站,平均每天8列,这8列列车便构成一支列流
B,E,其日均列流量nBE?8列。
A①pBCDEqF
图2-1-2 车流
?p,q?编挂方案示意图
由于车流是以列车的形式在线路上移动的,所以车流必须转变成列车流,然后才有可能为各种列车安排运行计划,实现车流,从而实现货流的移动。这种把车流转变成列车流的工作叫做车流组织,相应地,把车流转变成列车流的方案叫做编组方案。具体地说,车流组织主要解决两大问题:
(1)路网上各线路方向究竟开行哪些列车; (2)各支列流究竟吸收哪些车流。
把车流转变成列车流有多种做法。图2-1-2对?p,q?这支车流给出了3个编挂方案。 方案①:车流?p,q?编组p?q的始发直达列车;
方案②:车流?p,q?挂入A?B的摘挂列车,然后编入B?C,C?D,D?E的区段列车,最后编入E?F的摘挂列车运抵到站;
方案③:车流?p,q?挂入A?B的摘挂列车,然后编入B?E的直通列车,最后编入
E?F的摘挂列车运抵到站。
还可以举出一些方案,但这3个方案具有一定的代表性。方案①和方案②代表两种最简单也最极端的做法。方案①代表的是,所有车流,不管车流量大小,一律在装(卸)车站集结,编组开往卸(装)车站的始发直达(或空车直达)列车。这样做可使车流在沿途各技术站均只进行无改编中转作业,大大压缩在技术站的中转停留时间,从而有利于缩短全程旅行时间。但在始发站,如果日均车流量很小,车辆集结凑成一列车将要消耗很长的集结时间(几天,甚至几星期),这显然是不经济的,加上设备条件的限制,这种完全按发、到站编组列车的做法甚至是不可能的。与此相反,方案②代表的是,所有车流,不管车流量的大小和流程的远近,统统纳入摘挂列车和区段列车,逐段推进,直至终到站。这样做使车流在始发站的集结时间消耗不大,但在沿途各技术站都要进行改编作业,将使远程车流在途时间大为延长,同时增加有关技术站的作业负担和不必要的设备投资。这种做法显然也是不可取的。方案③在某种程度上克服了方案①和方案②的不足,同时保留了二者的优点,用它可以代表一种较为合理的车流组织方法。这种方法的基本思想是:根据车流的性质、流量的大小和流程的长短,结合各站设备条件,灵活采取不同的组织形式,以达到经济快捷地输送车流的目的。
按照这一思路,我国铁路在车流组织方面的做法大体如下: 在装车量较大的车站(或地区)组织始发直达列车;
在卸车量较大、产生空车较多的车站(或地区)尽量组织空车直达列车; 未纳入始发直达列车和空车直达列车的重空车流向就近的技术站集中,按车流去向、流量大小和流程远近分别编入各种适当的列车,主要是技术直达列车、直通列车和区段列车,逐步输送至终到站;
在中间站到发的零星车流一般用摘挂列车或区段小运转列车输送; 在枢纽地区到发的零星车流一般用枢纽小运转列车输送。
三、车流组织原则
图2-1-2所示的仅仅是一支车流的编挂方案,还不能算编组方案。编组方案是方向上全部车流的编挂方案,实质上是所有车流的组合方案。由于路网上的发、到站很多,车流、列流数量巨大,编组方案多得不计其数。既然如此,很自然地产生一个选优的问题,即从众多的编组方案中选择最佳的或满意的编组方案。这正是车流组织要解决的关键问题,也是难点之所在。
这里的所谓“最佳”包含两个方面的含义。其一是经济有利,主要体现在加速车辆周转和货物送达上,衡量的主要指标是方向上(或路网上)总的车小时消耗最小。其二是切实可行,即合理分配各站、各线的作业负荷,使改编作业量与技术站的改编能力相适应,装(卸)车作业量与装(卸)车站的货物作业能力相适应,线路的运输量与线路的通过能力相适应。因此,最佳方案实质上指的是既经济又可行的方案。
为了选出经济上有利实际上可行的方案,车流组织应当遵循下面几条原则:
(1)最大限度地组织装车地直达列车,在大量卸车的车站或地区,尽量组织空车直达列车向装车地排空,以保证装车;
(2)最大限度地减少车辆在运行途中的改编作业次数,尽量将改编调车工作集中在设备先进、能力强大的编组站进行;
(3)采用多种组织形式,尽力加速区段管内车流和枢纽地区车流的移动; (4)充分发挥车站技术设备效能,合理分配各技术站的改编作业任务;
(5)充分利用线路通过能力,合理规定车流径路,特别是合理利用平行线或联络线放行车流,以减轻繁忙干线的压力。
车流组织是一项十分繁难的工作。我国铁路目前有7万多公里营业线路,近6000个车站,路网纵横交错,车流错综复杂,编组方案多,这给整体优化带来了巨大的困难,加之设备条件各异,车流灵活多变,作业随机性强,使得参数的确定亦非易事。因此,实际上的车流组织工作采取某种简化和近似的做法,诸如:把装车地直达运输组织、空车直达运输组织和技术站车流组织分开进行;采取截流、归并、分块、分段等办法集中车流,按线路方向分别组织;单组列车和分组列车分别考虑;在参数取值上,通过调查、写实、统计平均,加上分析、预测,确定若干固定不变的参数值用于计算选优等等。事实上,这是一种定性与定量相结合进行决策的办法,这种办法在运输组织工作中是普遍采用的。
第二节 列车编组计划的内容与作用
一、编组计划的内容
分散于全路各站的重空车流,经过车流组织工作,有计划地纳入到各种列车之中,实现了车流向列车流的转变。车流组织的结果最后以表格的形式汇编成册,作为铁路运输工作的一个十分重要的技术文件,这就是货物列车编组计划,简称列车编组计划,或编组计划。
表2-1-1是成都铁路局某年列车编组计划的部分选录。从表中可以看出,列车编组计划具体回答了下列问题:
(1)在哪些车站编组列车; (2)编组到达哪些车站的列车; (3)编组什么种类的列车;
(4)列车中编挂什么去向的车流;
(5)车流编入列车的方式是怎样的——混编,抑或分组;按到站成组,抑或按站顺编组;
(6)给各种列车规定哪些车次。
上述问题也就是车流组织过程中所要解决的问题。所以说,列车编组计划是车流组织的具体体现。
表2-1-1 成都铁路局????年列车编组计划(摘录) 编 组 内 容 江村及其以远2200吨,58.0。六盘成都东 江村 水南以株洲北及其以远车流补轴,4000吨,69.0。 广汉 西安西 兰州西(或宝鸡东)及其以远,2600列车 种类 五定班列(普货) 五定班列发 站 到 站 定期 车次 附 注 81108/07 经路:大龙(内昆线) 81118/17 经路:广元、天水 成都东 燕岗 郑州北 洛阳东 防城港 昆明东 读书铺 或 兰州西 重庆西 吨,换长52.0。 (普货) 重庆西及其以远,3500吨,换长70.0。 弄弄坪站卸 五定班列(普货) 始发 直达 始发 直达 煤炭 直达 石油 直达 空车 直达 远程 直达 技术 直达 直通 80511 经路:达州(焦柳线) 弄弄坪 85078 宝鸡东 宝鸡及其以远 1.鹧鸪江或良江卸,基本组350085082 特定径路,经大六盘水 柳州南 吨; 2.怀化南及其以远补轴。 83202 龙、牙屯堡口运输。 天回镇 昆明东 1.广通及其以远; 2.昆明东及其以远 84013 两用线,特定径路,经大龙、牙屯堡口运输。 柳州南 六盘水南 空敞车 10881 (86073) 10402 10404 10372 ~10384 21052 ~21060 30082 ~30086 重庆西 襄樊北 襄樊北及其以远和空车不分组。 成都东 新丰镇 新丰镇及其以远。 成都东 宝鸡东 宝鸡及其以远。 1.南宫山及其以远; 贵阳南 南宫山 2.赶水及其以远(含重庆南、大渡口)。 1.天回镇至皂角铺间到站成组(机区段 成都东 广元南 次); 2.绵阳及其以远。 摘挂 41002 ~41006 41062 41064 成都东 江油 天回镇至三合场间到站成组。 龙潭寺、大湾镇、青白江卸及调度指定的成绵段小站车 1.小南海至大渡口间一个站; 2.重庆南、重庆卸。 重点 摘挂 小运转 枢纽小运转 成都东 青白江 经北环线运输 重庆西 重庆南 二组顺序 二、编组计划的作用
列车编组计划在铁路运输组织工作中具有十分重要的作用。这主要体现在以下几方面:
(1)列车编组计划以保证优质服务、加速车辆周转、加快货物送达为总体目标,将路网上错综复杂的车流,按照运输性质及距离远近分别组织到不同种类的列车中去,因而它是全路一定时期车流组织的基础性计划,起着条理车流、规范列流的作用。
(2)列车编组计划规定了各种列车的发站、到站、编组内容及车流编挂方式,这在很大程度上确定了各技术站、货运站的办理车数和改编车数,即各站的到、发、解、编作业任
这是由于方案变化而招致的损失,不能忽略。因此,由方案①到方案②,在Ak站获得的节
?时间为?t省为Nijt有?t无?t集车小时。于是,车流?i,j?中的每辆货车无改编通过技术站的平均节省
有??t无?t集?小时。
上面的分析仅仅着眼于车辆停留时间方面的节省。事实上,车辆无改编通过技术站,还会使该站的改编作业车数减少,从而调车工作量减少,这方面的节省也是应当考虑的。
为使改编车数与车小时具有可比性,引入改编作业当量这个概念,它是指调机平均改编1辆货车(1解1编计为1辆)所折合的车小时数,记作r车。设调机工作1小时的成本为e机时,每1货车停留车小时的成本为e车时,调机工作1小时所能改编的车数为N调,则由r车的定义,有
r车?
综合以上分析,平均每车无改编通过技术站的换算节省时间
e机时N调e车时 (2-1-4)
t节为
(2-1-5)
t节?t有?t无?t集?r车关于t节的取值,影响的因素很多,主要决定于车站的调车技术设备、作业方法、组织水平、一昼夜总车流量及有调中转车所占比重。根据有关资料,自动化和机械化驼峰编组站的t节可近似取2~3h,非机械化驼峰编组站的t节可取3~4h,区段站可取4~7h。
第二章 装车地直达列车编组计划
第一节 组织装车地直达列车的有利性及适用条件
在审定了列车编组计划所需的各项资料,并编制快运货物列车编组计划之后,接着编制的是装车地直达列车编组计划。
装车地直达列车即始发直达列车,是相对于技术直达列车而言的,它的主要特点是利用自装车流来组织直达列车,不少是中间站编组始发的。装车地直达列车可以分成多种形式。按列车产生方式的不同,有一个站组织的、邻近几个站组织的、装车基地组织的3种。为了区分,通常将它们分别称为一站始发直达列车、阶梯直达列车、基地直达列车。这是最常见的分类。按列车消失方式的不同,可对应地分成3类:直达一个卸车站的列车、到达两个或几个邻近站卸车的列车(通称“反阶梯直达列车”)和到达技术站解体的列车。按空车供应方式的不同,有空车整列到达、空车成组到达和主要利用本站卸后空车装车3种情况。按列车运行方式的不同,有固定车底循环直达和不固定车底非循环直达之分,有途中变更重量和不变更重量之分,还有每日开行和不定期开行之分。总之,装车地直达列车的组织形式是多种多样的,可以结合本地区本管内的具体情况灵活采用。
组织装车地直达列车,特别是组织从一个装车站直达一个卸车站的直达列车,可以带来多方面的经济效益。概括起来,其有利性主要表现在以下几个方面:
(1)减轻沿途技术站的改编作业负担。这一方面可以改善车站作业条件,同时可缓和编组站能力紧张状况,有利于推迟设备改造投资。
(2)加速车辆周转和货物送达,降低运输成本,节约流动资金。
(3)有利于稳定列车运行秩序。这是因为吸收到装车地直达列车中的货流,一般是大
宗物资,列车可以固定运行线每日(或定期)开行。
(4)有利于使货流与车流更好地结合起来,促进产、供、运、销各部门的密切协作,以取得整体的经济效益。
可见,装车地直达列车是一种十分经济合理的车流组织形式。但是,这并不是说,任何装车站或装车区,都应当无条件地编开装车地直达列车。要真正获得上述经济效果,还必须具备一定的条件。这些条件包括:
(1)货源货流充足,车流去向集中。
(2)装车设备(场库、储仓、货位、线路等)和装车能力能满足整列出车的要求。 (3)调车设备具有编组直达列车的能力。
(4)卸车设备和卸车能力能满足整列或成批接卸的要求。 (5)空车供应稳定可靠,数量充足,配送及时。
上述条件中,货流、车流条件起决定性作用,大宗货物(煤炭、矿石、木材、石油、矿建、粮食等)的集中运输是组织装车地直达列车的基础。不过,其他条件也不能忽视。如果装卸设备能力不足,或者空车供应不及时,即使车流较充裕,也会产生待送、待取、待装、待卸、待编等额外的车小时消耗,造成一定的损失。所以,在现有设备条件下,对自装直达车流,是组织装车地直达列车,还是送到技术站编组技术直达列车,需要进行技术经济比较确定。
第二节 组织装车地直达列车的效益分析
一、衡量直达运输效果的标准
有三种衡量直达运输效果的标准:一种是最大限度地保证紧急物资(如军用物资、抢险救灾物资、急用电煤等)的快速运送,对于其他指标较少考虑;一种是尽可能减轻有关技术站的改编作业负荷,使直达列车在能力紧张的技术站无改编通过,以尽快缓解枢纽地区运输堵塞状况;第三种标准是尽可能加速车辆周转,追求的目标是总的车小时节省最大。一般说来,前两种衡量标准带有临时的性质,而第三种则是编制直达运输计划时经常采用的标准。
但更为全面合理的标准应当是站在国民经济全局的立场,考察组织直达运输所带来的整体经济效益。这时,除了计算铁路运输部门所产生的效益外,还应考虑直达运输给物资部门带来的实际利益。
以E直达记直达运输组织方式较之非直达运输组织方式所产生的经济效益,则E直达由3部分组成。计算公式为
E直达?E运营????K基建?K流动? (2-2-1)
其中 E运营——与缩短货车停留时间和减少技术站改编作业量等有关的运营支出节省; ——铁路及物资部门因组织直达运输所引起的机车车辆、站场、仓储设备、
装卸机械等投资的节省(若增加则取“-”号);
基建?KK流动——物资部门因加速货物送达所获得的流动资金节省;
?——标准投资效益系数,一般取0.10~0.12。
上式中各参数的确定比较复杂,通常近似估算,在制定直达运输长远规划时采用。
二、组织直达列车在装车站、运行途中及卸车站的效益分析
以车小时总节省为效益衡量标准,需要分别考察组织装车地直达列车比不组织装车地直达列车在装车站、旅行途中和卸车站的节省。
(一)组织直达列车在装车站的效益
装车地直达列车在装车站的车小时消耗与多种因素有关,诸如空车供应方式、列车编成辆数、装车地点数及各点送装车数、装车线长度、仓库容量、取送车作业组织方法等。下面按两种空车供应方式进行讨论。
1.空车整列供应
直t装(1)在一个地点装车时,直达列车在站作业停留时间为
直t 装?t到?t取送?t装?t发 (2-2-2)
式中 t到——空车列车到达作业时间;
t取送——将空车送往装车地点及把装完重车取回站内的时间,送车包括挑车组、去程
走行、对货位,取车包括收集车辆、回程走行、转线;
t装——装车作业所花时间; t发——重车列车出发作业时间。
(2)在几个地点装车,由1台机车取送时,需要选择最佳的取送方案(顺序),其原理
直t装见第一篇第五章。直达列车在站作业停留时间用下式计算:
直t装?t到?2?t取送?mint等?t发 (2-2-3)
式中 t等——机车等待总时间。
(3)在几个地点(设为n个)装车,由几台机车取送时,则装车与取送作业时间之和
直t装最大的车组成为限制因素。直达列车在站作业停留时间计算公式为:
(2-2-4)
应当说明的是,因空车整列到,重车整列发,故直达列车在站作业停留时间也就是直达
i直iit装?t到?maxt取送?t装i?1,2,?,n?t发??直t列车中的每辆货车在站停留时间。按照不同情况确定装之后,即可作为空车列车到达至重
车列车出发之间的时间标准,供编制列车运行图时参照使用。
2.空车成组供应
这种情况下,空车随列车(摘挂列车、小运转列车等)成组到达,或本站作业重车在卸完之后成组利用,因此,列车解体完毕,或卸后空车取回并分解(挑车)完毕即视作空车车组产生之时。由于重车列车整列出发,空车车组陆续产生,所以自空车产生至直达列车编成之间的过程类似于货车集结过程,这一过程包括各车组的送车、装车、取车及最后连挂成一列等
直t集作业环节。以记平均每辆货车在这一过程中所消耗的时间,其值可通过统计查定。于是,直t装空车成组供应条件下直达列车中平均每辆货车在站作业停留时间的计算公式为
直直t?t?t?t到解集?t发 装(2-2-5)
其中,t到、t解指列车到达作业时间和解体时间,对本站卸后空车为取车时间和分解挑车时
间;t发为列车出发作业时间。
如果不组织装车地直达列车,则装完的重车一般挂入摘挂列车或用小运转列车送往就近
非t技术站。这时,每辆货车平均在装车站的停留时间装与一次货物作业车在货运站的停留时
间类似,用下式计算:
非t?t到?t解?t装?t取送?t集?t编?t发 (2-2-6)
装
于是,某支列流在装车站组织直达运输较不组织直达运输所产生的车小时节省F装为
F装=Nt
非装装n?n??非?直?????m直it装??N装??m直i?t装i?1??? (2-2-7)?i?1
其中 N装——装车站自装车流总数;
n——该直达列流在装车站组织的直达列车列数;
m直——直达列车编成辆数;
直t装——组织直达列车条件下每车平均停留时间,按空车供应方式的不同分别用式
(2-2-2)~(2-2-5)计算;
非?非、t装t装——组织与不组织直达列车条件下非直达车流每车平均停留时间,二者均
可用式(2-2-7)计算,主要不同之处在于t集,因非直达车流量有变化,故不相等,可分别由统计查定。
(二)组织直达列车在运行途中的效益
装车地直达列车在运行途中无改编通过技术站,较之在技术站改编,不仅可以获得车小时节省,还因为省却了解体、编组作业,使调车工作量得到减少。此外,如果直达列车的装车站、卸车站是中间站,组织装车地直达列车较之用摘挂列车输送车流还可获得旅行时间的节省。因此,装车地直达列车在运行途中的效益包括下面的3个部分。
(1)F1.无改编通过途中技术站所获得的车小时节省技
F(1)技???N直it节ji?1j?Wk
其中 N直i——第i支直达列流吸收的直达车流量;
t节j——直达车流在技术站j无改编通过所获得的节省时间标准; k——某线路方向全部组织的直达列流支数;
W——直达车流无改编通过的技术站集合(不组织装车地直达运输时也无改编通过
的技术站除外)。
(2)F2.无改编通过途中技术站所获得的调车小时节省技
F(2)技???n直i?t解j?t编j?i?1j?Wk
其中 n直i——第i支直达列流包含的直达列车列数;
t解j,t编j——技术站j解体、编组时间标准。
3.相对于摘挂列车输送所获得的旅行车小时节省F旅
装卸F旅=?N直i?t旅i??t旅ii?1k??
其中
?t装旅i——第i支直达列流由装车站至最近技术站的旅行时间节省;
卸?t旅i——第i支直达列流由终端技术站至卸车站的旅行时间节省。
(三)组织直达列车在卸车站的效益
装车地直达列车在卸车站的车小时消耗主要考察在卸车完毕之前的这段时间。车辆卸车后或用来装车,或直接排空,其车小时消耗与是否随直达列车到达没有多大的必然联系。
组织直达列车与不组织直达列车相比,在卸车站能否获得车小时节省,与多种因素有关,其中影响最大的是车站接卸能力。当车站装备有比较先进的卸车设备,具有强大的卸车能力时,通常采用整列卸车的方式。这种方式下,列车整列到达车站后,不需要解体,也不产生
车组集结待送时间,调车工作量也有所节省,因而是有利的。如果车站不具备整列卸车的条件,需要分批送卸,这时,送车有先后差别,将会产生车辆待送时间,使车小时消耗增加。当在几条专用线分别卸车,由专门的调机担当取送作业时,只要卸车能力与卸车数相适应,一般不会产生额外的车小时损失。
以F卸表示某支列流组织直达运输较不组织直达运输在卸车站所产生的车小时节省,则
非直F卸=?t卸?t卸mii?1n??
其中 t,t直卸非卸——编入直达列车和非直达列车的货车在卸车站的平均停留时间;
mi——第i列直达列车的编成辆数; n——该支列流所包含的直达列车数。
第三节 装车地直达列车编组计划的编制与执行
装车地直达运输计划分为远期计划、近期计划和月度计划。远期计划带有规划性质,根据地区经济发展远景规划预测货流量,选择合理的直达运输组织形式,确定直达运输应达到的比重,并拟定铁路和有关企业的设备改扩建计划。近期计划与技术站列车编组计划一起编制,根据现有的货流量及技术设备状况,考虑各技术站改编工作量的合理分配,对装车站提出组织直达列车的基本要求。月度直达运输计划与月度货运计划同时编制,是组织装车地直达运输的综合部署,带有执行性质,通过合理组织货源货流可以编制出高质量的计划,并在运输方案中做好日历装车安排。
装车地直达列车编组计划应以计划车流为依据,结合装卸站的设备条件和装卸能力,本着“先远后近,能高勿低”的原则来编制。具体做法是:
(1)根据市场需求,先组织“五定班列”、鲜活快运货物列车、集装箱直达列车、重载单元列车等高级别和有特定要求的直达列车,再组织一般的装车地直达列车。
(2)先组织一个发站一个发货单位的直达列车,再组织一个发站几个发货单位的直达列车,最后组织几个车站联合配开的阶梯直达列车,或在装车区(直达基地)集零成整的基地直达列车。
(3)先组织到达同一车站或同一专用线卸车的直达列车,再组织到达同一区段或枢纽内几个站卸车的直达列车,最后组织到达技术站解体的直达列车。
(4)在一定条件下组织固定车底循环直达列车。此种列车往返运行于装、卸站之间,有利于保证稳定的空车供应,加速车辆周转和提高货车载重力利用率,但可能增加空车走行公里。因此,开行这种列车有利有弊,需要进行技术经济比较权衡确定。
在日常运输生产中,应加强组织,努力使计划变成现实,并尽可能增大直达列车比重,同时严格考核,不断提高直达运输组织水平。考核的指标有:
(1)装车地直达列车吸收的车流量占总装车数的比重?总
?总? 式中
?N直U总 (2-2-8)
?N直——装车地直达列车吸收的车流量;
U总——总装车数。
(2)装车地直达列车吸收的车流量占直达车流量的比重?直
?直?
?N直U直 (2-2-9)
式中 U直——总装车数中的直达车流量。
(3)装车地直达列车的平均运程L直
L直? 式中
?nl?n直直直 (2-2-10)
?n ?n直直直l——装车地直达列车总走行公里;
——装车地直达列车列数。
(4)装车地直达列车平均无改编通过的技术站数K技
K技?
?nk?n直技直 (2-2-11)
n直k技——装车地直达列车无改编通过的技术站数。 式中
货物运输直达化是当代世界铁路货物运输的发展方向,因为它无论对铁路,还是对发、收货人,都能带来明显的经济效果。我国铁路编组站能力普遍紧张,加强装车地直达运输组织,实现“以装缓编”,更具有重要的现实意义。为此,可采取两方面的措施。一方面,加强货源组织,提高计划质量,最大限度地把货流、车流集中起来,为开行直达列车创造条件。一般说来,车流量能保证每日开行(至少是隔日开行)1列直达列车的装车站(或装车区),应组织装车地直达列车,并固定运行线,以使列车在技术站有良好的接续;一支车流量在5车以上者,应成组装车,尽可能实现几个邻近站合开阶梯直达列车,或者送到基地站编开基地直达列车。另一方面,加强装卸设备建设,主要是矿区、冶炼企业、林区、港口和储运基地的装卸仓储设备以及工业编组站(联轨站)的建设,以适应发展直达运输的需要,同时,在分散装车的汇集点或干、支线的衔接处,设立直达基地,实现集零成整,提高直达运输的比重。
为了保证装车地直达列车的正常开行,合理组织空车流的输送具有重要意义。空车直达列车在沿途不改编、不甩挂,能迅速将空车从卸车地送至装车地,有条件时应尽量采用这一组织形式。例如,在整列卸车的车站,可将卸后空车原列折返装车站;在非整列卸车但卸车量仍较大的车站,可组织几个站配合开行阶梯式空车直达列车;在大量卸车地区(或区段),可指定某站为空车汇集站,编开基地式空车直达列车。
空车直达列车应尽量根据装车地直达列车的要求单一车种编组,较常见的有空敞车直达列车和空罐车直达列车。对重点矿区的排空,还应固定运行线均衡输送。
未纳入空车直达列车的零星空车流,应按排空方向,在就近技术站集中,与重车流合并,编在一起开往前方技术站。
?第三章 技术站列车编组计划的编制
装车地直达列车和空车直达列车编组计划编制完毕后,未被装车地直达列车和空车直达列车吸收的车流,都要向就近技术站集中,到达技术站解体的装车地直达和空车直达列车中的远程车流,也要在技术站集结重新编组。所以,下一步工作是编制技术站列车编组计划。
技术站发出的车流,除了上面两类车流之外,还包括本站装卸完毕的重、空车流。经过车流归并,每一技术站发往前方技术站的车流都能确定下来。技术站列车编组计划的任务是,对技术站发出的各支车流,按照去向分别编组成不同到站、不同种类的列车。换言之,就是
把技术站发出的各支车流纳入到技术站编发的各支列流之中。
在编制技术站列车编组计划时,通常先编制单组列车编组计划,然后考虑分组列车和区段管内列车。这一章的前四节讨论单组列车编组计划的编制方法,第五、六两节分别讨论分组列车和区段管内列车编组计划的编制方法。
第一节 编制单组列车编组计划的基本原理
一、技术站车流组织的两个原则
技术站发出的车流有许多支,一般不可能每一支车流都单独形成一支列流,故有两支或多支车流合并在一起的情况,它们共同合成一支较短程的列流,开往较近的技术站。当车流合并时,不应当把同一支车流的车流量分离开来,分别与不同的车流合并,纳入几支不同的列流中。这是车流组织的一个原则,叫做同一支车流不拆散原则。例如图2-3-1,有5个技术站的线路方向共有10支车流,其中6支直达车流,4支非直达车流。按照同一支车流不拆散原则,不能从N40中抽出一部分与N41合并,纳入列流4,1,而把另一部分与N42合并,纳入列流4,2,等等。
在车流合并之后,流程较长的车流不得不“迁就”流程较短的车流,在某一技术站改编,然后继续前进。这时,长程车流便成为该技术站发出的车流的一部分,与该站相同到站的车流合并开行。这是车流组织的又一原则,称为车流接续归并原则。如图2-3-1中,若N40与
N42合并,在A2站改编,那它便加入到A2站的车流队伍中,并始终与N20合在一起开行。
A4N40N41N42N43A3A2A1A0N30N31N32N20N21N10图2-3-1 5个技术站方向的车流图
二、编组方案表示法
从上面的分析可以看出,一支列流的形成,不外乎两种可能:或者是一支车流单独形成一支列流——简称“单开”,或者是两支或多支车流合成一支列流——简称“合开”。如果把单支车流不与任何其它车流合并也视作一种车流组合方式的话,那么可以说,列流是由车流组合而形成的。因此,一个编组方案,实质上就是方向上所有车流的一种组合方式。同一技术站发出的车流相互组合形成该技术站的编组方案,方向上各技术站的编组方案配合起来构成方向上的编组方案。
技术站的编组方案用阿拉伯数字、加号“+”和逗号“,”所组成的式子表示。阿拉伯数字代表车流的到达站,“+”表示车流合并开行,“,”表示车流不合并。
以图2-3-1中的A4站为例,如果N40,N41,N42,N43都单开,则编组方案为“0,1,2,3”;
如果N40与N41合并形成列流4,1,N42与N43合并形成列流4,3,则编组方案为“0+1,2+3”。
把方向上各技术站的编组方案写在一起,中间用分号“;”隔开,便可以表示方向上的
N43单开,N30,N31合开,N32单开,N20,N21编组方案。仍看图2-3-1,若N40,N41,N42合开,
单开,N10单开,则方向上的编组方案为“0+1+2,3;0+1,2;0,1;0”,此编组方案的列流图如图2-3-2所示。这是由编组方案表达式画出对应的列流图。反过来,已知列流图,也能写出对应的编组方案表达式。应当注意的是,在画列流图确定各支列流吸收的车流内容时,必须遵循车流接续归并的原则。 A4AAAAN40?N41?NN30?NN20?NN图2-3-2 由已知编组方案画出列流图 NN21?NN10?N三、单组列车编组方案数
从图2-3-1不难看出,对有n个技术站的线路方向,除A0站外,任一Ak?k?1,2,?,n?1?站恰好发出k支车流。记Ak站的编组方案数为f?k?,这也就是k支车流的组合方案数。显然,f?1??1。为了推导公式的方便,规定f?0??1。
按照单组列车的含义,列车中车流的到站不应近于列车的到站,所以在Ak站发出的k支车流中,最短的那支车流?k,k?1?必须纳入最短的列流k,k?1中,否则不为任何列流所吸收。这意味着,在Ak站的单组列车编组方案中,总存在一支列流:k,k?1。
1,?,k?1?与除车流?k,k?1?外,Ak站还有k?1支车流,从中任意选出i支车流?i?0,车流?k,k?1?合开,有Ck?1种选法,每一种选法都可以与剩下的k?1-i支车流的组合方式
i匹配形成编组方案,而k?1-i支车流的组合方式数也就是Ak?1?i站的编组方案数
f?k?1?i?。由组合数学中的加法法则和乘法法则,可知Ak站的单组列车编组方案数为
f?k???Cki?1f?k?1?i?i?0k?1?k?2?(2-3-1)
上式是计算技术站单组列车编组方案数的递推公式。由于方向上的编组方案是由各技术站的编组方案配合而成的,故有
n?1i?1
n个技术站的线路方向上全部编组方案数q?n?为
(2-3-2)
q?n??f?n?1?f?n?2??f?1???f?i?例如图2-3-1中,A2,A3,A4站的编组方案数分别为
1f?2??C10f?1??C1f?0??2
方向上总的编组方案数为
012f?3??C2f?2??C2f?1??C2f?0??5 0123f?4??C3f?3??C3f?2??C3f?1??C3f?0??15
应当指出,公式(2-3-1)和(2-3-2)中包含了“相邻车流合并”和“不相邻车流合并”(如A4站的N40与N42合并,N41与N43合并形成的方案“0+2,1+3”是不相邻车流合并
方案)这样两类组合方式在内。在实际的运输组织工作中,用得最多的还是相邻车流合并这种方式,如表2-1-1中的“╳╳站及其以远”便蕴含此意。如果排除不相邻车流合并这种情况,那么A4站的编组方案数f??k?为 f??k??2k?1q?5??f?4?f?3?f?2?f?1??15?5?2?1?150
?k?1? (2-3-3)
?n?1??n?2?/2有n个技术站的方向上总的编组方案数q??n?为
q??n??2 (2-3-4)
表2-3-1列出了n=2~9的直线方向单组列车编组方案数。从表中可以看出,随着n的增大,方案数目爆炸式地增长。如何解决这种“组合爆炸”问题,是车流组织面临的一大难题。现在通常采用的方法是分阶段计算法,即根据车流集散规律把全路划分成多个地区或方向,使每个地区或方向包含少数几个主要编组站——通称“支点站”,第一步,计算支点站的列车编组计划,第二步,分别计算各相邻支点站之间的编组计划。支点站的选择应注意:
(1)是大量车流产生或消失的地点;
(2)具有先进的技术设备和强大的改编能力; (3)是变更列车重量(或换长)标准的地点;
(4)是地理上的自然分界点,如国际联运的口岸站,水陆联运的交接站,铁路方向的起讫点等;
(5)处于几条铁路线的交汇地点。
表2-3-1 直线方向单组列车编组方案数 n 2 3 4 5 6 7 8 9 f(n?1) 1 1 2 2 2 2 5 15 52 203 877 ≈1.39?1064 2097152 9 4140 ≈5.75?10128 268435456 12 q(n) 10 150 7800 1583400 4 8 8 16 32 32768 f?(n?1) 1 q?(n) 1 64 1024 四、总体思路
在为数极多的编组方案中选择经济有利的方案,这实质上是大规模的组合优化问题。关
于优化目标,有两种考虑,一个是以方向上总的车小时消耗最小为目标,另一个是以方向上总的车小时节省最大为目标。为简化起见,在计算方案值时,与方案变化无关的车小时消耗(或节省)均不列入计算。
关于优化算法,国内外专家学者进行了长期的研究和探索,提出了各种各样的优化方法。按其性质,可以归纳成三大类:
第一类是穷举法,习惯上称为绝对计算法,就是对所有的编组方案逐一计算其车小时总消耗,其中总消耗最小的方案即为最优方案。
第二类可称为筛选法,其要点是通过一定的判别条件来删除或排除部分不利的方案,精
简方案数,缩小搜索范围,而对未删除的方案进行分析比较,逐步选出经济有利的方案。属于这一类方法的有分析计算法、表格计算法、树形筛选法、寻求直达列车有利去向数法等,其中以表格计算法用得最为普遍。
第三类可统称为数学规划法,就是把车流组织问题化为一类数学规划问题来建模求解。属于这一类的有整数规划法、动态规划法(即图论方法)、二次0-1规划法、网络分析法等。
后面几节分别对绝对计算法、表格计算法、整数规划法和二次0-1规划法作一介绍。
第二节 绝对计算法
绝对计算法是最原始的方法,其算法思想最简单,计算工作量却最大。当支点站数达到5时,手工计算已相当困难,支点站数达到9时,即使用计算机选优也难以实现。尽管如此,对于初学者来说,掌握这个方法有助于理解编组方案的构成和方案值的计算原理,同时可为学习其他方法打下基础,所以在此仍作一简要介绍。
一、目标函数
前已指出,与方案变化无关的车小时消耗不需列入计算。在确定支点站单组列车编组计划时,从一个支点站至下一个支点站的列车是必开的,即无论什么编组方案,从一个支点站至下一个支点站的这种“非直达列流”总是存在的。它的车小时消耗便是与方案变化无关的消耗。因此,在计算时,只对直达列流计算集结车小时消耗,非直达列流不计;只对直达车流计算途中改编车小时消耗,非直达车流不计。
以F耗记方向上总的车小时消耗,绝对计算法的目标函数为
minF耗?F集?F改 (2-3-5)
其中 F集——所有直达列流在始发站产生的集结车小时总消耗;
F改——所有直达车流在途中支点站的改编车小时总消耗。
i站编发的直达列流有把编开直达列流的支点站集合记作Z,设i?Z,
记作
iT集ki支,i站的T集,则
iF集??kiT集i?Z
jt节 (2-3-6)
jNt把有改编车流的支点站集合记作G,设j?G,在j站改编的车流量为改,j站的节记
作
,则
jjF改??N改t节j?G
于是,式(2-3-5)成为
(2-3-7)
ijjminF耗??kiT集??N改t节i?Zj?G (2-3-8)
需要说明的是,式(2-3-7)中F改的确定具有相对的意义。由式2-1-3知,一支车流如
果在途中某支点站无改编通过,则相对于它在该站改编便可以获得车小时节省。反过来。这支车流若在该站改编,相对于无改编通过便要增加车小时消耗。设想存在一个每一支车流都单开的编组方案,由于每一支车流在沿途支点站都无改编通过,该方案的改编车小时消耗
F改?0。以它为基础,其它编组方案都与它比较,只要有直达车流在某站改编,该站改编
车小时消耗就大于0,所以式(2-3-7)右边实际上是相对于假想方案而增加的车小时消耗。
二、计算方法
绝对计算法的计算过程在专门设计的表格上进行。对每一个编组方案填制一张计算表格。表格分上、下两部分。
上半部分:行对应直达车流,方向上有几支直达车流就设几行;列对应沿途支点站。编组方案表达式写于右侧。若某支直达车流在某站改编,则在相应的格子内填记该直达车流量,否则填“0”,表示无改编通过。
下半部分:第1行是各支点站的改编车数第2行是各支点站的改编车小时消耗NtNj改(
j?G),最右端的格子内填记j?G?Nj改。
jj改节,最右端的格子内填写j?G?Njj改节t。第3行填An?1n-1kTkn-1集n?1n站(是方向上支点站数)编发的直达列流支数,最右端的格子内填记。以下
各行类推,直至A2站。最右下端的表格内填记该编组方案的方案值F耗。
图2-3-3画出了5个支点站方向的计算表格形式,采用的是图2-3-2提供的编组方案。上半部分表格中应填的数字可直接由方案表达式推出,不熟练者可参考图2-3-2所示的列流图。
A4N42N41A3000A2A1A00+1+2,3;N41N40N31N30N20N改N400N300+1,2;0,1;000000k4?1N41?N402?N41?N40?t节N301N30t节N41?N40?N3021?N41?N40?t节?N30t节N改t节4T集3T集2T集432T集?T集?T集2??N41?N40?t节1?N30t节k3?1k2?1图2-3-3 5个支点站的绝对计算法计算表格形式
分析编组方案的构成,我们发现,有些方案与其他方案相比是显然不利的,因而不用具体计算出方案值即可将其排除在外。产生显然不利方案的情况有两种:
(1)当远程车流与短程车流合并时,额外增加改编作业次数; (2)当远程车流与短程车流合并时,虽改编次数不变,但在t节值较大的支点站改编。 [例2-3-1] 由式(2-3-2),4个支点站的线路方向共有10个编组方案,它们的方案特征及对应的列流图如图2-3-4所示。
分析这10个方案,不难发现,方案⑨是显然不利方案,因为与方案⑧相比,
N30在A221t?t节节站徒然增加一次改编作业。另外,方案③与方案④比较,如果,则方案④是显然不
21Nt?Nt30节30节利方案,因为,反之,方案③是显然不利方案。
对全部编组方案都计算出方案值F耗之后,从中选出F耗最小的方案作为经济上最优的
方案。但我们的目的是求既经济有利又实际可行的最佳方案,因此还需把最优方案中各站的改编车数与该站的改编能力比较。如果都能满足,则最优方案也就是最佳方案,否则,只要有一个支点站的改编能力小于改编车数,就要进行调整,即找出次优方案来比较,不行还得调整,如此直至所有支点站的改编能力都不小于改编车数为止。
编组编组方案①0,1,2;0,1;00,1+2;0,1;00+1,2;0,1;00+2,1;0,1;00+1+2;0,1;00,1,2;0+1;00,1+2;0+1;00+1,2;0+1;00+2,1;0+1;00+1+2;0+1;0ANNNAAANNN②NN31?NNN21?NN③N30?NNNNN10?N④NN30?NN20?NNNN30?N31?NN20?NN21?N⑤⑥NNNNNN31?NN30?NNN20?NN10?N⑦⑧N20?N21?NN10?NN20?NN10?N20?N⑨NN30?NN20?N21?NN10?N20?N⑩N30?N31?NN20?N21?N30?NN10?N20?N图2-3-4 4个支点站的方向上单组列车编组方案及其列流图
第三节 表格计算法
一、算法原理
如同线性规划中求目标函数极小值的问题可以转化为求另一目标函数极大值的问题一样,在车流组织中,寻求车小时总消耗最小的方案,也可以转化为寻求车小时总节省最大的方案。绝对计算法着眼于前者,而表格计算法着眼于后者,二者的着眼点不同,所得的最后结果是一样的。
在介绍绝对计算法的目标函数时曾指出,公式(2-3-7)中F改的确定具有相对的意义,即假定有一个方向上每一支车流都单开的编组方案。事实上,这样的方案一般并不存在,它不过作为一个“参照系”,以便推出其他方案的改编车小时消耗。现在,仍然设立一个“参照系”:假定存在一个方向上每支车流在途中每个支点站都改编的编组方案(即一支直达列流也没有的方案)。这样,任何一个编组方案与它比较,只要有某支车流(设车流量为N通)在某支点站无改编通过,相对于这个假想的方案就有车小时节省N通t节。把方案中有无改编通过车流的支点站集合记作W,设w?W,在w站无改编通过的车流量为N通,w站的t节wt为节,则直达车流无改编通过途中支点站的车小时总节省F通为 (2-3-9)
wF通?w?W?Nww通节t
以F节表示编组方案总的车小时节省,则
F节?F通?F集
上式中的F集按式(2-3-6)计算。于是,用表格计算法选优的目标函数为
w?W
仍以图2-3-2的编组方案为例,其方案值为
maxF节??Nww通节it??kiT集i?Z (2-3-10)
就算法思想而言,表格计算法并不对全部编组方案计算方案值,而是利用几个判别条件,
把肯定有利的列流(如果存在的话)首先确定下来,把不合理的列流排除在外,对可能有利的列流,按不同的车流合并方式计算车小时节省,然后加以比较选择。这些判别条件包括绝对条件、必要条件和充分条件。
1.绝对条件
一支直达车流必须开行直达列流的绝对条件是:该支车流在沿途任一支点站无改编通过的车小时节省都不小于该车流编开直达列流在列车始发站的集结车小时消耗。
以K记直达车流?i,j?的途中支点站集合,则绝对条件可表示成下式:
kiN?mintk?K?Tij节集 (2-3-11)
T[例2-3-2] 图2-3-5表示出5个支点站方向的6支直达车流量、各支点站的集和t节。
321432F节?(N40?N41?N42)t节?(N30?N31)t节?(N20?N40)t节?T集?T集?T集
????A4T集t节N40?60N41?250N42?180600A35502.5A25003.0A1A02.0N30?130N31?100N20?300
图2-3-5 例2-3-1的各项参数
因为
324N41?mint节,t节?250?2.5?625?T集?600
12N20?t节?300?2.0?600?T集?500
??所以,车流?4,1?和?2,0?满足了绝对条件,应当开行直达列流4,1和2,0,并归入最优编组方案中。
绝对条件的道理是很明显的。比如上图,若不开行4,1这支列流,N41将与其他短程车流(或N42,或N31)合并开行,固然因为少一支列流而获得T集?600车小时的节省,
3NtNAA但41将在2站或1站改编,原来至少可以节省的41节?625车小时就会损失掉了。得
4不偿失,所以应当开行。
由绝对条件可以得到一个推论:若
kiNt?Tij节集 (2-3-12)
则车流?i,j?不应在k站改编。此时,称车流?i,j?在支点站k满足了绝对条件。
2.必要条件
一支直达车流单开的必要条件是:该支车流无改编通过沿途支点站所获得的车小时总节省不小于该车流编开直达列流在列车始发站的集结车小时消耗,即
kiNij?t节?T集k?K (2-3-13)
N)合开的必要条件是:若干支直达车流(设其中最短的车流为?i,j?,总车流量为
这些车流合并之后无改编通过沿途支点站所获得的车小时总节省不小于它们合开直达列流在列车始发站的集结车小时消耗,即
k?K (2-3-14)
必要条件的道理也是显然的。我们追求的目标是车小时节省最大,如果某车流编开直达列流得到的无改编车小时节省小于其集结车小时消耗,得到的净节省将是负值,说明开行直达列流肯定不利,所以不满足必要条件的车流不应当开行直达列流,只有满足必要条件者才可以考虑开行。
观察图2-3-5,因为
??N?tk节i?T集3214N40t节?t节?t节?60??2.5?3?2??450?T集?600
??所以,N40单开不满足必要条件,不应当单开直达列流。同理,N42和N31单开也都不满足必要条件。但N30单开满足必要条件,因为
213N30t节?t节?130??3?2??650?T集?550
??N40与N42合并,开行直达列流4,2,也满足必要条件,因为
34?N40?N42?t节??60?180??2.5?T集?600
所以,列流、4,2可以考虑开行。
3.充分条件
一支(或几支合并的)长程车流不与某支(或几支相互衔接的)短程车流合并的充分条件是:长程车流在其超行区段无改编通过支点站的车小时总节省不小于该车流编开直达列流在始发站的集结车小时消耗。这里所谓“超行区段”,是指长程车流比短程车流多运行的那部分区段。
仍观察图2-3-5,检查N40对N41是否满足充分条件。因为
14N40?t节?60?2?120?T集?600
3,0可见不满足充分条件,即可以考虑合开。同样,N30对N20也不满足充分条件。但N40与N30合并后,对N20则满足了充分条件,因为
23?N40?N30?t节??60?130??3?570?T集?550
所以,当N40与N30合并后,不应再与N20合并开行。
上述必要条件和充分条件可以用来删除某些不合理的车流组合方式,起到精减方案的作用,但是它们都不是绝对条件,都只具有相对的意义。必要条件是车流单开(或合开)直达列流所必须具备的前提条件,不满足必要条件就不应开行,满足了必要条件则可以考虑开行,但也未必一定开行,还需经过比较确定,看哪种车流合并方式节省的车小时较多。充分条件 是长程车流不与短程车流合并的条件,满足了就不应合并,但不满足是否就一定要合并,也需比较确定。只有绝对条件才是真正“绝对”的,满足了它就一定要开行直达列流,否则在经济上就是不利的。
二、算法步骤
上面介绍的目标函数(2-3-10)和三个判别条件是表格计算法计算选优的理论基础,表格计算法的具体计算过程是利用专门设计的计算表格来完成的。
计算表格分成上、下两部分。上半部分与绝对计算法表格的上半部分完全一样,但每个格子内填记的是各支直达车流量N通与途中支点站的t节的乘积N通t节。下半部分只有两行,第1行填记最优方案各支点站的改编车数,第2行填记各支点站的改编能力,目的是检查经济上有利的方案是否切实可行。
以图2-3-5的数据作为已知资料,画出表格计算法的计算表格如图2-3-6所示。
AT集t节N42?1N41?2600A5502.5A5003.0AA2.0450625150750180300390260600120N40?6N31?1N30?1N20?3改编车数改编能力250图2-3-6 表格计算法的计算表格示例 250250
在表格的上半部分填记完毕之后,选择最佳方案的工作可按下面的步骤进行。 第1步 确定初始方案
1.对满足绝对条件(2-3-11)的单支车流?i,j?,在其各格内画上“△”记号,表示列流
i,j确定开行;若某支车流在支点站k满足了绝对条件(2-3-12),亦在相应格内画上“△”
记号,表示该车流不在k站改编。
2.对满足必要条件(2-3-13)的单支车流,在其各格内画上“○”记号,表示暂定为单开。
3.对其余车流,考虑相互合并,若满足必要条件(2-3-14),在格内画“○”记号;若不满足,则考虑与已画“△”或“○”记号的车流合并,合并后也在相应格内画“○”记号。
至此,初始方案确定完毕。
但车小时损失:520+280=800,节省:350+200+240=790,净损失10车小时。方案值F节?1825(车小时)。因其较最优方案损失很小,故作为最佳方案当选。 N53?18N52?20450500300125275350200○○420240450270○○○31577041014080260○△280○○360150○175○N51?12N50?50N32?11N31?14N30?80N41?15N40?9N20?22改编车数改编能力500350图2-3-16 最佳方案
最佳方案的列流图如图2-3-17所示。 AT集t节550A5102.5A520A5003.0AA3.5200+50120+150140+8050+90+2200+18100+1804070160+8060+90+110+120图2-3-17 最佳方案列流图
上面的两个例子说明,表格计算法具有直观、简便、计算工作量小等优点,在支点站数不多且基本上呈直线的方向上,用它往往能方便地找到最优或接近最优的编组方案,因而作为一种传统的方法长期以来得到了广泛的应用。
这个方法在算法上有两个本质的缺点。一个是当初始方案形成之后,如何逐步逼近最优解,没有一个确定的规则可以遵循,这就使得方案的调整带有较大的盲目性和试探性;另一个是当方案调整到一定的程度之后,如何判别是否达到最优,没有一个确定的准则,往往依赖于人的经验和直觉,这就难以保证不漏掉最优解,特别是支点站数较多时更是如此。因此,无论从计算的复杂性或结果的可靠性而言,用表格计算法求解最佳方案,支点站数都不宜超过8个。
第四节 整数规划模型和二次0-1规划模型简介
一、整数规划模型
由运筹学我们知道,整数规划问题是一类特殊的线性规划问题,它要求全体(或部分)变量为非负整数。当把编组计划问题化为整数规划问题来研究时,不仅要求所有变量均为非负整数,还限制部分变量取值为0或1,所以实际上形成了混合型0-1整数规划问题。下面通过一个具有5个支点站方向的例子(见图2-3-18)来说明建模思想。
A4N40N41N42AAAANN图2-3-18 5个支点站方向的直达车流图 N
首先定义两组变量:
kxij1.——表示车流?i,j?(含Ai后方站发往Aj但在Ai站改编中转的车流)在Ak站改编
的车流量,这里,i?j?k,xij为非负整数;
2.xij——0-1变量,表示是否开行列流
ki,j,若开行,xij=1,不开行,xij=0,这里,
i?j。
由这两组变量及式(2-3-5),可以写出对应图2-3-18的整数规划目标函数表达式为
432minF耗??x40?x41?x42?T集??x30?x31?T集?x20T集333322222?t节?t节??x40?x41?x42??x40?x41?x30?x31
根据技术站车流组织的原则建立下面的约束条件方程。
第1组 考虑A4站发出的车流
111??x1t节40?x30?x20? (2-3-15)
N40如果单开,则x40?1?N40x40?N40;N40如果不单开,与较短车流合并,在A3,
321x?x?xAA404040?N40。或2,或1站改编(注:只考虑第1次改编),则综合这两种情况,
得
321x?x?x4040?N40x40?N40 (2-3-16) 40
同理,对N41和N42,有
32x?x?N41x41?N41 (2-3-17)4141
x42?N42x42?N42 (2-3-18)
第2组 考虑中间各支点站发出的车流
这时要注意的是,后方站发出在本站改编的车流一律加入到本站的车流中。先看N30。如果开行
33,0这支列流,则x30?1,它吸收的车流有N30,还有x40,写成式子就是
3?x3N?x4040因,所以上式变成
展开后等式左边出现了二次项:xx334030304030 34030,为了保持线性约束,把括号中的
?N?x?x?N3x40用N40替代,
3?N40?N30?x30?x40?N30
如果不开行3,0这支列流,则
21x30?x30?N30
2133xxxx?0,上式取“=”号,否则取30304040这里之所以用“?”号,是因为或中包含,当
“>”号。综合上面两种情况,得约束方程
213??x?x?N?Nx?x3040303040?N30 30(2-3-19)
NN同理,对31和20,有 23??x?N?Nx?x?N31 (2-3-20)3141313141 122??x?N?N?Nx?x?x?N20 (2-3-21)20403020204030
从式(2-3-19)的推导过程不难知道,第2组3个约束方程(2-3-19)~(2-3-21)已
经包含了长程车流压缩发站的车流合并方式,但没有包含压缩到站的情况,所以还需建立一组约束条件方程。
第3组 考虑长程车流压缩到站与较短车流合并的情况 观察图2-3-18知,只有当列流4,1,4,2,3,1至少有一支开行时,才有长程车流压缩到站的可能。
当列流4,1开行,x41?1,这时N40可以与N41合并,即压缩到站在A1改编,有
11N40x41?x140,也可以不与N41合并,则x40?0,因此,N40x41?x40,即
1Nx?x404140?0 (2-3-22)
当列流
4,2N开行,x42?1,可能压缩到站与N42合并的车流有40、N41两支,故有
22??N?Nx?x?x41424041?0 40(2-3-23)
NN当列流3,1开行,x31?1,可能压缩到站与N31合并的车流有40、30两支,故有
1??N?Nx?x?0 40303130 (2-3-24)
上式中的x30包含了x40在内。
式(2-3-16)~(2-3-24)便是用整数规划法求解5个支点站方向最优编组方案的约束条件方程组。至此,对应图2-3-18的整数规划模型便构造出来了。此模型共有16个变量,其中6个是0-1变量,9个约束条件方程。
把上面的例子推广到有n个支点站A0,A1,?,An?1的方向,得一般整数规划模型如下:
13?i?2?n?2k?n?1k?1k????minF耗??T???xij???t节???xij?i?2?j?0?k?1?i?k?1j?0? (2-3-25)
n?1i集s.t.??jNx?x?0?i?n?1,n?2,?,3;j?0,1,?,i?2?rsijis?????s?0?r?is?0?kxij为非负整数?i?n?1,n?2,?,2;j?0,1,?,i?2;i?k?j?i?k?jn?1j?1??( 2-4-26 )????xij?0 或 1?i?n?1,n?2,?,2;j?0,1,?,i?2??
上述模型共有?n?1??n?2??n?3?/6个变量,其中0-1变量?n?1??n?2?/2个,共有
j?1??x?Nx?N?i?n?1;j?0,1,?,n?3????N?x??x?N?i?n?2,?,2;j?0,1,?,i?2???x??????kijijijiiji?k?ji?1kijrjijirjrjr?n?1r?n?1?n?2?2个约束方程。利用单纯形法和分枝定界法相结合的算法求解上述模型,能够准确地
找到最优方案,不过它的计算工作量随着支点站数的增加而暴长,超过9个支点站时实际上已很困难。
在此法的基础上,不少学者进行了深入的研究,或对上述整数规划模型作出改进,或提出新的模型。二次0-1规划模型即是其中之一。
二、二次0-1规划模型
二次0-1规划模型的建立及其解法涉及一定深度的数学理论知识,本书不拟详细介绍,仅以图2-3-18为背景把模型列出,使读者对它有个大致了解,更深入的学习可参阅有关文献。
1. 0-1变量
kxij——描述车流?ij?在途中Ak站是否改编的变量,是取1,否则取0;
k1,k2xij——描述车流?ij?在途中Ak1,Ak2站是否均改编的变量,是取1,否则取0;
xij——描述列流i,j是否开行的变量,是取1,否则取0。显然,当xij?1,车流?ij?在途中任何站都不改编。
2. 线性约束条件
21,3x40?x140?x40?x40?123x41?x41?x41?13x42?x42?112x30?x30?x30?12x31?x31?1x20?x120?1k1,k2kx,x,xij?0或1 ijij (2-3-27)
3.二次目标函数
33?4k?k1213minF耗?F0??T集?N40?t节?x40?N40?t节x40x40?N40x40t节x20?t节x42k?1k?2??3?431,3k?2233?N40t节x40x31??T集?N41?t节x41x42?N41t节x41x31?x41?N41t节k?2??2?342k?2112?T集?N42t节x42??T集?N30?t节x30x31?N30t节x30x20?x30?N30t节k?1??3221?T?Ntx?T?Ntx20313120集集节节 (2-3-28)
式中,F0表示所有直达车流在沿途每一支点站都改编这一极端方案的车小时消耗,其余符
????????号(N,t节,T集等)意义同前。
从这个例子可以看出,二次0-1规划模型的约束方程结构简炼,约束方程个数等于直达车流支数,每一约束都是线性紧约束,每个变量在且仅在一个约束方程中出现一次。模型的这些特性为计算带来了很大便利。研究结果表明,运用网络解法或线性规划逼近法在计算机上求解,不仅对于支点站数较多的直线(含若干分歧)方向,而且在呈一定网状结构的路网上,均能较快地找到最优解或满足一定精度要求的满意解,从而比较有效地解决了较大规模的技术站单组列车车流组织优化问题。
第五节 分组列车编组计划
一、分组列车的特点与效果
分组列车是相对于单组列车而言的又一种车流组织形式。与单组列车相比,分组列车具有下列特点:
(1)列车中吸收的车流有一部分到达列车终到站及其以远,有一部分到达列车终到站以近;
(2)列车中的车辆必须按去向分组,到达列车终到站及其以远的车组称为基本车组,到达终到站以近的车组称为补轴车组;
(3)列车在途中技术站进行换挂车组作业,经过一次或几次换挂,分组列车逐渐变成单组列车。
分组列车编组计划一般是在单组列车编组方案基本确定的基础上,作为一种补充手段来加以考虑的,也就是检查单组列车编组方案中,把部分单组列流改变为分组列流是否更加有利。变单组列流为分组列流通常有两种方式:一是把两支(或几支)单组列流合并为一支分组列流(图2-3-19(a)),一是把两支(或几支)单组列流连接成一支分组列流(图2-3-19(b))。
A2(列车编成站)A1(车组换挂站)A0(列车终到站)A2(列车编成站)A1(车组换挂站)A0(列车终到站)N20单组分组N21N10N10?N20单组分组N21?N20N21?N20N10?N20N10?N20N21?N20
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