編組站作業協調性實證分析

協調是系統、事物或工作之間的相互協作和合作的測量。一般來說,需要進行協調的系統往往包含若干個相互矛盾或沖突的子系統。鐵路編組站以列車改編作業為主,通常車流需要經歷“到達技術檢查—駝峰解體—牽出線編組—出發技術檢查—發車”等數個作業環節。對于每個作業環節而言,因設備(如駝峰作業方式)或人員(如列檢組)配備數量的不同,各作業環節設備(或人員)的工作負荷強度存在差異,各作業環節的協調性也不同。1編組站相對集中到達/出發對于鐵路編組站,鐵路不均衡運輸主要表現為編組站貨物列車到發時刻分布不均。這種時空的波動性,造成貨物列車在不同時段相對集中到達或出發,不僅區間通過能力利用不均衡,還會導致編組站階段性能力緊張,列車中轉時間延長。協調度是在特定的條件下,對一種狀態的協調性度量。鐵路編組站一個大系統,由多個作業子系統組成。系統的協調度是衡量各子系統之間以及系統與外部環境之間協調關系的指標。車站能力的協調度是指對車站設備系統各作業環節間協調性的度量。2作業需求高于能力使用水平的50%對能力虛糜的不協調性任何時間段,各作業環節設備(或人員)的能力利用水平,不能超越該設備(或人員)可提供的最大服務能力,也不會因作業量過低,造成設備(或人員)服務能力的浪費。設該編組站作業系統共有n個作業環節,第j個作業環節的設計能力為N1)c2)c對于第i個計算間隔、第C式中:x本次計算均取0.5,即當作業需求低于能力使用水平的50%時,能力虛糜。由式(1),可以計算得出兩類不協調的結果:1)能力虛糜不協調性。當N2)能力超負荷不協調性。x為此,針對車站不同階段的車、列流及車站作業組織情況,可以分階段(仿真間隔)確定車站能力的協調值c根據編組站作業流程,將有調作業列車的程序歷程劃分為“到檢—解體—編組—發檢—發車”共5個工作環節,用j=1,2,…,5表示。計算周期T取一晝夜24h,計算間隔取1~3h,則m=24~8。由矩陣C1)第C2)整個車站作業的協調度為3日向東典型日運營協調分析3.1分析和計算協調性指標向塘西編組站是京九線上最大的、雙向三級七場式路網性編組站(見圖1)。向塘西站上下行系統分工明確,因此,需要系統分別計算協調性指標。由于銜接4個方向,車流波動較大,特選取2012-11共4周的車站技術作業大表資料,分析得到該站典型日的站內作業動態情況。若以3h為統計時間間隔,統計得到的向塘西編組站分時段的“到—解—編—發”各作業環節的作業動態如表1所示。3.2車站作業協調等級案例將典型日分為8個時段、5個作業環節,即m=8,n=5。根據式(1)、式(2)得到上下行系統的作業協調度矩陣為由式(3)及式(5)、式(6)得到:向塘西站上行系統各作業環節的協調度分別為0.25、0.25、0.50、0.38、0.38。向塘西站下行系統各作業環節的協調度分別為0.63、0.38、0.50、0.50、0.75。根據編組站作業特點與要求,定義的車站作業協調等級如表2所示。顯然,對比表2,向塘西站的作業系統協調性不夠理想,具體原因分析如下:1)與下行相比,在典型日作業負荷水平(日接發列車123列)條件下,向塘西編組站上行系統因為到發線、列檢組配備能力均略低,到發作業環節的協調性不如下行系統;上行系統的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ場共配備了3組列檢組,在某些時段,列檢組易發生忙閑不均現象。一旦有列車密集到、發時,列檢組則應接不暇,等待列檢作業不可避免。2)按典型日作業負荷水平(日接發列車114列)推算,向塘西編組站下行系統作業環節不協調主要制約在駝峰的頭、尾部解、編作業能力不足(協調度低于0.4),其中駝峰解體能力(47.9列/日)緊張更是重中之重;下行系統的到達和出發列檢作業雖然處于協調域中,協調度為0.6~0.8,說明因向塘西編組站車列流的不均衡到發的波動性,在各作業時段,忙閑不均現象較為明顯,有2個時段超負荷工作,有3個時段列檢能力虛糜;下行系統出發能力利用不足(協調度—失調),主要是因接續車流不足造成。3.3總體協調性差按式(3)、式(4)及式(5)、式(6)計算得到的全站典型日上下行系統各環節的協調度如表3所示。顯然向塘西編組站的總體協調性也不佳,下行系統協調性高于上行系統。既使在非飽和作業負荷的“典型日”列流量條件下,上、下行系統整體基本處于不協調狀態。面對時段波動明顯的車、列流,向塘西編組站各作業環節處理能力有限。某一個前端作業環節“超勞”,造成作業延誤,會傳遞給后端的作業環節,引發全站作業節奏的紊亂,給車站作業組織帶來極不利的影響。4提高車站運營的協調性措施4.1提高運輸總體規劃,以保證運輸安全向塘西站整體作業能力幾經改造有較大幅度提升,而車站作業協調差的最重要原因是車流出入均衡性差。因此需要做到以下幾點:1)嚴格執行列車編組計劃,按圖行車,減少違編列車對運輸均衡性的影響。2)提高調車作業計劃的編制質量,安排好調車場駝峰和編尾牽出線作業,爭取出發列車一次編成;采取措施提高駝峰解體能力,使其不小于到達場通過能力。3)當車流接續不佳時,出現兩次編組時,應做好調車計劃的銜接,減少調機(牽出線)設備的等待時間。4.2調車場整體配合,提前安排出段強化(車)站/機(務)/(車)輛間的聯勞協作與考核制度,充分發揮三家合署辦公的優勢,減少設備與人員作業能力階段性使用不均及作業延誤。主要改進措施有:1)站—機方面:合理安排調機入段的整備時間,在交接班期間,至少應保證調車場的頭、尾各有一臺調車機車能繼續作業,杜絕調機過早停輪等待交接班現象;及早與機調聯系,提前安排本務機出段,以保證出發列車能按點開車。2)站—車方面:重點抓好列車在站的列檢工作組織。一方面,出發列檢工作組的作業負荷應控制在0.75以下,以留有必要的列檢能力應對階段性的列車到、發密集需要;另一方面,堅持列檢組的“預通知、提前上道”制度,對于無改編中轉列車和自編出發列車,技術檢查時間應嚴格控制在35min和25min以內。對于自編始發列車要保證不因待檢原因而延誤列車及時出發。4.3提高下行系統可靠性由表3可知,下行系統駝峰的解體作業環節的協調度僅為0.04,協調性極差。一般點連式自動化峰解體能力為70列/日左右,而向塘西站上、下行系統駝峰卻僅為其70%~80%。為此應該做好以下兩點。1)改進設備系統。調研發現下行駝峰第二制動位出口速度采用15km/h的“定速出口”控制方式,嚴重限制了駝峰作業能力的正常發揮,需要調整、提高至25km/h為宜。2)減少折角車流二次上峰的重復解體數量,以提高駝峰作業能力的有效發揮。4.4貨運業務作業量會增加2