列车编组（通用5篇）
列车编组 篇1
0前言
编组站是货物列车系统中的重要单元。自19世纪以来, 多次技术和方法的革新有效的提升了其运营能力。列车编组方法在20世纪50年代和60年代的得到了大幅度改进, 其结果是编组计划可以分为单点和多点。单点编组适用于大容量的交通, 只有基本的编组要求;而多点编组适用于较低容量的交通, 但需要更高的编组要求。本文的研究重点在于多点编组。
尽管近年来多种理论方法可以有效保证良好的编组程序, 但直至今天, 常见的做法依旧沿用20世纪50年代和60年代传统的多点编组计划。为了支持将所述的理论成果从学术研究应用到实践, 依据最近的理论成果, 本文以一个实际的问题为例, 引进一个框架来制定编组计划。该框架是建立在对输入已知的基础上的, 比如编组。一旦进入的车辆顺序是已知的, 就能够制定出优于既有方法的编组计划, 同时考虑到所需编组步骤的数量。这个数量基本上决定了完成编组任务所需时间。对比传统方法, 该方法在制定计划的时候考虑了后续车辆入站的顺序。在实践中, 列车显示出高度的有序性, 因此, 此方法拥有较高的潜力, 在多数情况下能够制定出比既有方法更短的编组计划。相反地, 整数规划法不会得到比既有方法更长的编组计划。例如, 针对既有方法提出的最佳计划, 该方法也能制定出一份相同长度的计划。
论文结构概述:第1部分阐释了编组站和多点编组的基本知识, 接下来的第2部分介绍了该领域的相关工作。第3部分对文献[1]中的编组计划的编码进行了修改, 并且应用到第4部分的整数规划模型来获得编组计划。第5部分中, 洛桑编组站运用该模型有效地获得了一个改进的编组计划, 通过计算机的成功模拟证明该模型在实际中是可行的。第6部分是结束语。
1 编组站, 多点编组和术语
如图1所示, 典型的编组站布局包括到达场 (列车抵达进入) 、调车场 (列车分类解体和编组) 、出发场 (列车出发作业) 。编组站里设有一个驼峰, 它是地面上修筑的一个”小山丘” (设计成适当的坡度, 上面铺设铁路, 利用车辆的重力和驼峰的坡度所产生的位能, 辅以机车推力来解体列车的一种调车设备, 是编组站解体车列的一种主要方法) , 上面铺设铁路, 车辆可以顺坡溜放到调车场。典型的调车场如图2 (b) 所示, 不是所有的调车场都有到发线, 单点调车场如图2 (a) 所示。如图2 (c) 所示, 在驼峰相对的末端还具有第二驼峰, 其另一边具有两部分平行的驼峰线。例如洛桑编组站就是一个双端驼峰, 拥有两部分平行的驼峰线, 而没有出发场, 更多的细节将在文章第4部分和5.1中阐述。几乎所有的现代调车场都是20世纪60年代之后修建的, 其布局如图2 (a) 所示, 作为一个编组站的一个关键子结构, 接下来笔者就详细阐释多点编组是如何进行的。
图2中的抽象模型是一个实际的编组过程的简化, 并不会对最终的结果造成影响。每个多点编组的方法都包含了交替推送和牵出的顺序操作。在推送过程中, 调车机车将解编车组缓慢从驼峰线推向驼峰。车组通过交换转场, 每一列车辆被分别溜放到预先指定的牵出线。为了充分的细化推送操作, 每列车辆都需要指定相应的目标线路。在牵出过程中, 牵引机车到达牵出线将解体后的车辆拉回驼峰, 保证该条线路后续推送过程得以继续进行。单点牵出通过牵出线能够充分地被细化, 将车辆从中牵出。一次牵出紧跟一次推送叫做分步编组 (分步) , 在最初的推送过程之后紧跟了一系列h分步的编组叫做长度为h的编组计划。在调车场中, 入站列车的到达时间代表其顺序, 这个顺序就决定了列车入站的先后。此外, 用m代表出站列车的次序。入站列车的次序由牵出线来进行编组, 以便保证每一列出站列车m行驶在各自独立的轨道上。如果完成了这样的一个编组任务, 则认为这个编组计划是有效的, 例如入站列车按照规定的次序进入, 出站列车按照既定的次序各行其道的驶出。
列车牵出需要花费一个恒定时间Cpull, 它取决于牵引机车的制动距离。在一个分步驼峰内, 车组的推送时间与车辆的数量是成比例的, 取决于恒定的推送时间Cpush (解体和推送车辆) 。因此, 一个编组过程中有h分步, r车辆, 其推送时间大致为hcpull+rcpush。于是, 我们的首要目标在于尽量减少分步, 也就是计划的长度h, 这在文献[1]中也提到了。减少推送车辆的总数r代表我们接下来的目标。更为详细的编组站概述及其技术实现可参考文献[2]。
2 相关工作
自20世纪50年代和60年代开始, 多点编组方法便出现在一系列出版物上。Krell对比了两种多点编组方法———通过列车编组和常用同步方法, 以及二者的变异体———三角编组和几何编组。其中有些方法出现在Flandorffer和Pentinga早期的出版物中。Boot描述了在法国、比利时和荷兰同步方法的运行约束条件。文献[9-10]就实际运行中的不同编组站使用的方法和列车的到发时间进行了讨论。针对瑞士苏黎世利马特编组站, Baumann介绍了同步方法的可行性。在Siddiquee和Daganzo的论文中进一步介绍近年来多点编组方法。
在21世纪前10年, Dahlhaus等人从更多的理论角度研究了多点编组的变异体。他们同时从出站列车的顺序要求给出一个系统化的框架, 在文献[15]中总结了这些编组要求, 对于区分单点和多点方法提出了一个更为广泛的编组框架。多点列车编组中存在一系列调车的问题, 比如单点编组、列车匹配、阻塞和车辆块分流。在实际操作中, 这些问题与多点编组相互影响, 就好比针对一个具体的问题的解决过程中受到多个结束的限制, 需要将问题简化。Di Stefano和Gatto等人针对调车问题从理论角度做了进一步研究。
Cicerone等人提出可恢复鲁棒性的概念并将其应用到多点编组。他们认为识别入站列车、调车场的基础设施以及三个基本恢复策略当中的细小偏差, 是列车编组鲁棒性的关键第一步。
计算机仿真是一个将编组方法应用于实践前评估和优化的有效工具。在德国、斯洛伐克和瑞士, 已经做了多个仿真用以检验调车场的修改或者模拟调车场操作中的变化。本文的计算机仿真在5.3进行了展示, 通过计算机模拟系统“Villon”来验证所提出的编组计划。
3 编制编组计划
在本节中, 列车编组计划的编码源自于文献[1]。基于此编码, 引入了一个新的整数规划模型 (第5部分详细介绍) , 将其应用到实际的编组问题 (见第5部分) 。
3.1 模型和符号
以只有一个驼峰的单点调车场的布局为例, 如图2 (a) 所示 (同样的编组程序也适用于双点场, 比如洛桑编组站。此外, 洛桑编组站还具有两个平行的驼峰线, 其编码设置在4.2也适用) , 牵出线的数目称为调车场的宽度, 用W表示, 牵出线分别表示为θ0, …, θW-1, 适用于任何牵出线的最大车辆数C称为线路容量。
每一车辆用τ (τ∈N) 表示, 车辆组成的列车顺序定义为T= (τ1, …, τk) , 其中, τi∈N, i=1, …, k, 列车T中车辆的数量k指的是T的长度。入站列车按照一定顺序进入, 其串联的车辆 (根据到达调车场的先后) 也就产生了一个次序, 称为车辆的入站次序。车辆的入站次序排列为T= (τ1, …, τn) , (1, …, n) , 其中, n是车辆的总的容量。此外, 出站列车m也有其次序m。用ni表示第i列出站列车的长度, i=1, …, m, 那么, ∑im=1ni=n。于是, 可以做进一步的假设, 第一列出站列车设为 (1, …, n1) , 第二列出站列车设为 (n1+1, …, n1+n2) , 以此类推, 最后一列出站列车为 (n-nm+1, …, n) 。在编组程序中, 不同的出站列车被同步编组到对应的线路上, 叫做编组场, 每一列出站列车最终组成一个独立线路。这些线路称为目标线路。因此, 定义最优化问题如下:给定入站车辆的次序为T= (τ1, …, τn) , 出站列车m的长度为 (n1, …, nm) , 找出长度最小的有效编组计划。
3.2 编组计划的位串表示
在一次编组程序中, 推送列车与牵出列车, 一条线路可能会使用多次。在第i步牵出列车的那条线称为第i个逻辑线路。对于长度为h的编组计划, 在物理线路W中指定h条逻辑线路, 使用h线路的顺序 (θi0, …, θih-1) , 其中θik (k=0, …, h-1) 是第k步编组中的物理牵出线路。在文献[1]中, 针对无限容量的线路, 总有一个最优的计划, 其线路次序 (θi0, …, θih-1) 满足k≡ik (k=0, …, h-1) , 换言之, 在一个循环调度次序的线路中, 存着一个最优编组计划。文献[1]给出的证据是有限的, 在本文中, 只考虑容量为C的情况。
对于步长为h的任意列车编组计划, 任意车辆j的线路可以采用二进制字符串bj=bjh-1…b0j来表示, 当且仅当在第k步编组中, 第j个车辆抵达线路θik, bkj=1。第k步牵出操作后, 这一车辆被推送到线路θil, 其中l=min{k<i≤h-1|bij=1}。如果没有比特位bij=1, k<i≤h-1, 车辆被推送到目标线路到达出站列车。按照这种方式, 每一个长度为h的编组计划就可以用字符串长度为h的车辆来分配。如图3所示, 用一个单点出站列车的例子来进一步阐释。
相反地, 可以运用位串编码获得一个可行的计划。首先, 如果两列车辆与出站列车具有相同的连续目录j和j+1, 同时入站列车的次序也确定了, 他们就可以赋予相同的数值。那么, 在编组中, 这两列车辆都会被分配到相同的线路中, 他们也不会改变其相对位置直到他们在出站列车中的次序。其次, 假定两列连续的车辆j和j+1在入站时的顺序与出站时的顺序一致, 那么将bj+1分配给j+1, 其整数表示为的二进制一定严格大于bj分配给j。由此可见, 当时, bj+1>bj和k在编组中有着最显著 (最大) 的影响, 其中, bkj=0, bkj+1=1。从线路θik牵出后, 车辆j+1被送到线路θil, l>k, 也就是上一步车辆j到达的线路 (需要注意, θik必须是目标线路) 。因此, 这两列车辆在那条线路出的次序保证是正确的。由于后面编组的每一个阶段他们都没有交换其相对顺序, 因此到达最终目标线路的时候, 出站列车的次序也保持是正确的。同样道理, 如果连续两列车辆j和j+1在入站时的顺序保证了一个相对正确的次序, 如果bj<bj+1, 那么将bj+1分配给j+1, bj分配给j。
牵出线的数目或者容量是相对独立的, 因此, 车辆可以分配到位串中需要具有一个必要的顺序条件。这个条件体现了整数规划模型中最基本的约束, 将在接下来的部分介绍。
4 整数规划获得的计划
在本节中, 提出了一个整数规划模型, 并且根据洛桑编组站一天的交通流量成功获得了一个改进的列车编组计划, 将在第5部分详述 (该模型的部分可以在技术报告[26]获得) 。4.1构建了最初版本的模型, 然后4.2~4.4逐步修改, 并加入所有需要考虑到的实际约束, 有些具体的约束只存在于洛桑编组站, 有些则在其他编组站中也存在。
4.1 基本IP模型
文献[1]和第3部分介绍了将整数规划模型应用到二进制的编组计划编码。在基本模型中, 通过强制分配产生一个正确的出站列车顺序。这是非约束编组计划的唯一限制条件, 尤其是线路的数目和容量上没有任何限制。其实, 基本模型能够完成有限容量线路的编组。
引入二进制变量bij, j=1, …, n, i=0, …, h-1, 对应第i步编组中的第j个车辆 (本文在后面的部分重复的介绍二进制变量, 而没有重复二制在空间要求下的实际规划) 。最初驶出的各列列车的车辆目录集合表示为F{1, …, n}。对 (i, j) 进行转置使之成为一个指标函数, 当且仅当第i和第j个车辆在入站列车的顺序相反的时候, rev (i, j) =1。再次定义C, 表示为一条线路上能够容纳的最大数目的车辆。
该模型中的目标函数就是要将编组程序的推送车辆的总数降到最低, 也就是文章第1部分提到的第二目标。为了尽量实现首要目标, 也就是编组步骤的数量, 通过增加h的长度来减少整数规划的顺序。约束条件 (1) 将出站列车的车辆顺序固定:如果出站列车中连续两列车辆j-1和j的顺序正确, 他们可以赋予一个位串rev (j-1, j) =1, 否则, 因此根据3.2的要求, j将会赋予一个比j-1更大的位串。约束条件 (2) 限制了牵出线的容量。
4.2 平行编组程序
正如前文提到, 洛桑编组站驼峰调车场具有两平行的驼峰。采用同步方法, 也就意味着需要采用两个编组程序到这平行线路上。这两套编组程序作为两套独立的系统:每一套程序中都有一个独立的调车机车, 每一条牵出线都只用于一套程序。此外, 每一列出站列车都分别在各自的系统中分配, 从最初的推送列车到最后列车的组成。洛桑编组站中的这两套系统分别称为北分区和南分区。
列车分配到各自分区是优化过程的一部分, 采用二元变量si, i=1, …, m, 当且仅当第i列出站列车位于北分区, si=1。为了便于比较, 在测试样本空间里, 选取了24个变量si中的8个, 将在5.2中阐述。采用两级二进制变量分别对应两套程序:bij针对北分区的计划, ∧bij针对南分区的计划。最终模型中, 每一个分区具有h个编组分步, 设t (j) , j∈{1, …, n}, 表出站列车的第j个车辆。
4.3 有效牵出线
在洛桑编组站调车场中, 对多目的货物列车的多点编组方法分为两个阶段进行。首先, 列车集中到一个数量为W的预留牵出线路, 而其他的所有线路用于机车调车比如单点编组。第一阶段对应于4.1中的每一个车辆的最初的推送。其约束条件为分别对应北分区和南分区系统的线路总数量, 具体地:
最初的推送:
有这样一种特例, 也可以解决本文第5部分的例子, 其代表的意义是每一列车辆的位串不能为0, 换言之, 车辆就不能被推送到目标线路。一般地, 约束条件 (6) 和 (7) 不能限定3.1中提出到的线路数量。在第5部分改进的计划中, 任意一条线路不能被牵出两次, 因此这两个条件满足。
在第2个阶段, 这些线路被牵出组成出站列车, 通常在晚上进行, 超过W的预留线路用来进行多点编组。每一次编组之后, 就会有越来越多的线路空出来, 因此越来越多的出站列车就可以出发。在整数规划中, 都介绍了二元变量, x=1, …, m, t=0, …, h, 用以显示在北分区或者南分区中, 步骤t中的第x列出站列车是否及时出发, 具体地:
每一分步t之后, 在一定时间内, 已经编组好的出站列车的数量不能超过线路的有效数量, 这个由约束 (8) 和 (9) 来保证。在组成列车的第t分步中的第j个车辆已经启动的时候, 约束 (10) 和 (11) 用于保证每个变量uj, t的最终设定。
4.4 列车出发时间
当出站列车完成编组之后, 它不会等待所有编组程序完成之后才发车, 而是只要铁路线路空出来的时候就会离开调车场。有些出站列车甚至必须提前发车, 以保证准点到达目的地, 因此在编组程序中必须考虑最晚发车时刻。本文引入了每一分步完成所需的最大时间区间的概念, 以洛桑编组站中的30 min为例。通过这种方式, 获得一个最晚的编组分步accx, 在这区间内列车x依旧能够接收车辆。
累积完成:
在下面的章节中, 采用该模型来获取一个使用中的编组任务中的编组计划, 同时考虑约束 (3) ~ (12) 。
5 案例分析:洛桑编组站
本节中, 采用上一部分介绍的模型应用到实际使用中的交通数据。5.1详细阐述该问题例子, 5.2描述的是编组计划的制定过程, 5.3进行模拟仿真。
5.1 洛桑编组站
洛桑编组站有一个到达场, 一个调车场, 没有出发场, 如图4所示, 调车场有38条线路, 两个平行的驼峰线。其中, 预留10条线路编组多目的货物列车, 此线路上可以给最初到达的所有车辆采用多点方法编组。正如4.3中提到的, 其它线路用于机车调车。在清晨的某个时间点, 调车活动停止之后, 此时驼峰专门用于多点编组。不过, 在第一列出站列车牵出之后, 并不是所有的多目的货物列车都能够马上进行编组, 因为还没有足够多的线路。但是, 如4.3提出的每一个分步之后就会有越来越多的线路。
该问题的例子包含了2005年其中完整的一天里所有的车辆, 总共有1 346列。对于多点方法总共有452列车辆, 其中有22列出站列车具有2个以上的目的地, 2列出站列车只有一个目的地。我们选取了331列车辆来制定编组计划, 剩下的121列车辆则不包含在内, 而是通过特殊处理方式 (见5.2) 。
5.2 制定计划
所有IP的计算都在ILOG OPL Studio 3.7上完成的, 采用CPLEX9.0, 其操作系统为Linux, CPU为Intel Xeon@2.80 GHz, 内存为2 GB。
该计划最初是应用于之前描述的2005年的编组, 每个分区包含了5个分步, 对应于4.2模型中h=5。根据实际需求, 设定C, , accx的值, 而如果设h=4, 该问题模型无解。但是, 北分区采用5个分步, 而南分区只采用4个分步, 就能得到一个可行的计划。此时, 需要设h=5, 此外, 其中, i=4, 所有车辆j∈{1, …, n}。制定该计划包括其最优性的证明花了5.75 h。
正如前文所述, 在制定计划的时候没有考虑其中的121列车辆。这些车辆所属的目的地有着大量的车辆。在最初的计划中, 这些车辆并没有被推送到10条牵出线进行多点编组, 而是直接驶向他们各自的目的线路中。除了其中一种情况, 那就是必须进行调车操作。这些车辆的目的地都在各自出站列车的很前面, 因此在实际操作中这些编组程序不会受到影响。按此方法, 大量驶向目的线路的车辆不用第二次被推送到驼峰。为了进行更为简单的对比, 采用同样的方法:为了不对调车操作造成影响而采用多点编组, 对大量的目的线路选择同样的线路;这其中包括对受影响的出站列车分配给北分区或者南分区, 分别令si=0或者si=1。通过这种额外的约束实现改进。
笔者还对每个分区h=5分步和的情况下, 制定了计划, 也就是任意一分区的第一条线被牵出两次。通过撤消上一分步的编组步骤, 可以节省出两条牵出线, 但对于这样的组合还没有好的解决方案。
5.3 仿真结果
利用模拟仿真系统“Villon”对上述编组计划进行仿真。首先, 当采用计算机模拟的时候, 上述编组计划并没有产生任何冲突, 也就意味着, 在实际动作中, 该技术是可以实现的。
在整个改进的编组程序中推送车辆的总数达到1 700, 相比于之前计划的1 706, 只是一个很小的减少。然而, 文献[1]中的多点编组的理论显示在多点方法中增加分步数量h, 多于一般的最佳值可以有效减少推送车辆的总数r, 反之亦然。尽管文献[26]的实验表明针对h的减少增加一点点r, 我们的计划并不会产生任何的增加。因此, 通过对r的边际减少 (1 706减少到1 700, 减少6) 是一个巨大的成功, 因为相较于原有的计划, 不必再为过多的推送减少编组分步。这一发现也强调了编组计划在最初应用时的一个次优性。
在该编组计划中, 道岔设置的数量由原有计划的914个减少到789个, 节省了13.7% (125个) 。这也就显著降低了道岔的磨损, 节省了维护费用, 同时也减少了挂钩运动 (只有1 481次) 对于道岔的损伤 (一个挂钩连接一对车辆———如果驼峰上连续的车辆将被推送到相同的线路上, 他们就不用解体) 。相较于原有计划中的1 691个挂钩, 这个变动减少了12.4% (210个) 。
但是, 该编组计划最大的改进在于减少了一个完整的编组分步:在最初的编组程序中, 标号为“F28”的线路 (如图5所示) 上的车辆在第4分区的第5分步中被牵出。在改进的编组程序中, 当最初的推送完成之后, 这条线路便空出来了, 于是就可以用于其他用途。在最初的编组程序中, 第4分区包含了5个编组分步, 而在改进后的程序中只有4步。节省出来的第5分步可以用于其他用途, 比如, 为了提高多点编组中的交通容量的最高上限, 增加其潜在的交通容量可以提高其吸引力。同时, 该条线路也可以用于调车活动, 比如建立一条长的车组, 不受次序限制, 在车辆编组到一列列车之前, 在牵出线上将多个车辆集中到一起。
6 结论和展望
本文的结果验证了文献[1]建立的编组计划编码技术的作用。我们已经有效应用该编码建立了一个高度灵活的整数规划模型用于列车编组, 它将各种实际的约束条件考虑其中, 并强调了其在实际中的适用性。按照这一结果, 可以基于一个实际运行中的交通数据制定出列车编组计划, 以洛桑编组站调车场为例, 通过一个解体分步其计划优于当前的计划。这一计划在实际中的实施可以产生一个效率更高、机车使用更少、道岔的磨损明显减少的编组计划。更重要的是, 改进的计划能够节省一条牵出线。这将为多点编组方法自身提供更大的交通处理能力, 或者将调车方法用于平行处理中, 比如单点编组。
图5改进的编组计划中, 最初的推送之后牵出线上的车辆分布, 图的底部是北方
对于洛桑编组站中, 如5.2中提到的, 将多种列车分配给各自分区的方法也许能产生一个更好的编组计划, 可以更大的节余。除此之外, 它还能针对未来的实际数据, 制定和模拟更多的编组计划。具体而言, 将会有比洛桑编组更大的编组站, 对于多点编组拥有更大的交通容量。可以预见, 对于这样的编组站将会有更大的改进, 因此, 针对更大容量的交通、更多的编组分步、更多的线路, 运用本文成果可以产生有效的改观。
在三角编组和几何编组中, 常见的做法就是考虑出站列车的次序, 而不管入站列车的次序。这些方法统称为严重鲁棒性。然后, 实际操作中, 只有一小部分列车会有延迟, 如本文所述, 严格的鲁棒性将会浪费大量的资源。如之前所提到的, 本文的改进是基于入站列车次序的详细了解的基础上。由于列车可能产生延迟, 实际的顺序可能会有别于计划中的顺序, 期望的最优编组计划将不能得到保证。这样的缺陷可以通过实际情况的延迟, 提供一个优化的鲁棒性解决方案, 用以限制干扰情况下的恢复。这是一种严格的鲁棒性和优化非鲁棒性之间平衡的解决方案, 也许会产生一个鲁棒性的编组方法, 进一步改善当前的解决方案。
列车编组 篇2
考虑到现阶段高速列车空气动力学的发展现状, 大部分地面试验均采用缩比、短编组模型, 与实车八编组或者十六编组的真实气动环境差别较大, 难以建立合理的数据相关性模型。本文根据前期研究成果, 通过数值仿真分析研究列车不同编组情况下的气动特性和变化规律, 以得到从短编组地面试验模型到实车长大编组的气动性能数据相关性关系。
1 数值求解方法
雷诺平均的Navier-Stokes方程的通式可表为[1,5]:
采用两方程模型计算湍流运动。除了求解N-S方程的连续方程和动量方程之外, 还需求解附加的两个反映湍流运动尺度的方程, 即湍动能方程及湍动能耗散率方程。
求解高雷诺数的标准k-ε模型 (Launder&Spalding) 具有如下形式:
湍动能方程:
湍流耗散率方程:
其中:
各常数为
2 低雷诺数湍流模型
采用低Re数修正与壁面函数相结合的方法以及湍流参数合理门限设置进行两方程湍流模型的计算。
常规湍流计算采用的是高雷诺数的标准k-ε两方程湍流模型, 近壁采用壁面函数法处理。当在密网格计算时, 高Re数湍流模型已不适合, 必须考虑低Re数湍流模型。本软件采用了Jones和Launder低雷诺数湍流模型。Jones和Launder认为, 高Re数k-ε模型要推广到粘性底层 (viscous sublayer) 需进行三方面的修正:
a.在控制方程中扩散系数应同时包括湍流扩散与分子扩散两部分;
b.系数Cμ, C1, C2须考虑Ret的影响;
c.在湍动能方程中考虑壁面附近脉动动能各项异性。
湍动能方程:
湍流耗散率方程:
其中:
3 边界条件和计算工况
入流条件:密度1.225 kg/m3, 压强为1个大气压, 速度为反向列车运行速度和侧风速度的矢量和, 来流湍流度取为来流动能的0.001, 来流湍流粘性系数等于层流粘性系数。出流条件:采用线性外插。
列车表面为无滑移绝热壁面条件, 地面采用移动壁面, 移动速度为反向列车运行速度, 其它采用无滑移绝热壁面条件。
实车不同编组有侧风气动研究:实车编组分别为2、3、4、5、6、7、8、16车, 有侧风工况;车头选取两种长度的头型。
4 计算结果及分析
本计算采用的列车头型为:EMU-l, 考虑风挡、转向架, EMU-l车的实车编组分别为2、3、4、5、6、7、8、16车。
EMU-1车的侧风有三种:15、30m/s;车速有三种:300、350、380km/h。图2提供了EMU-1车在两种侧风条件下 (15 m/s、30m/s) 全车总阻力编组的变化。
5 全车阻力计算结果表明
在有侧风条件与相同车速状态下, 随着车厢节数的增加全车总阻力也基本为线性增加。
摘要：采用CFD仿真分析的方法研究不同编组列车气动性能变化规律, 仿真结果表明:在不考虑受电弓影响的情况下, 列车编组与整车的气动力成近似线性关系变化, 其线性规律与侧风状态无关。
关键词：CFD,列车编组,气动性能
参考文献
[1]李树民.低速粘流计算方法和应用研究[D].中国空气动力研究与发展中心, 2004.
[2]李树民, 王开春, 马洪林.高速动车组空气动力学特性数值计算分析[R].CARDC报告, 2010, 10.
[3]李树民, 王开春, 马洪林.ARJ21-700型飞机进场和着陆构型气动特性计算[R].CARDC报告, 2011, 10.
[4]李树民, 王开春, 马洪林.C919飞机发动机反推分析计算[R].CARDC报告, 2012, 7.
[5]陶文铨.数值传热学[M].西安:西安交通大学出版社, 1986.
列车编组 篇3
本文详细说明了信号CBTC系统和屏蔽门系统间接口的逻辑、物理和设备特性, 研究不同编组列车混跑情形下信号系统与屏蔽门接口控制方式。轨旁的区域控制器 (ZC) 与所有在其控制范围内的装备列车进行通信。它同时监测和控制轨旁设备, 如道岔、信号机和屏蔽门等。ZC通过外围板卡与外部安全设备进行接口。对于屏蔽门接口控制来说, 区域控制器由MAU/PMI (用于CBTC列车模式) 和PCU (用于后备和非通信列车模式) 组成。为了完成在CBTC通信故障或者轨旁ATP故障时的屏蔽门控制, 增加独立于CBTC通信网络的屏蔽门控制用的无线及轨旁网络。集中站的设备室室内设置屏蔽门控制单元 (PCU) 。控制单元由主处理器板和外围板构成。主处理器板为二取二的结构, 采用安全操作平台。VOBC通过PSD控制的专用无线电台与轨旁的屏蔽门控制网络与PCU建立通信。列车停准后具备开门条件时, VOBC向PCU发送开/关屏蔽门命令。PCU收到屏蔽门的开关门命令后, 驱动继电器控制屏蔽门的动作。同时PCU收到屏蔽门的状态输入, 并向VOBC报告屏蔽门的状态, VOBC监督屏蔽门的状态。区域控制器采用安全I/O开关量接口单元与PSD系统连接。
接口界面
信号系统与PSD系统的接口分界位置位于各站的PSD系统设备控制室的PSC机柜的终端。
接口说明
接口定义名称、编号、用途、位置、数量和接口类型的相关说明。
接口要求
屏蔽门必须设计允许4节车编组和6节车编组都能在双向停靠。为此, 每侧站台分为3个门组。
第一组屏蔽门 (1#--8#门) 对应1-2号车厢 (按照正常的行车方向) ;
第二组屏蔽门 (9#--16#门) 对应3-4号车厢 (按照正常的行车方向) ;
第三组屏蔽门 (17#--24#门) 对应5-6号车厢 (按照正常的行车方向) 。
信号系统前部车门包括第一组 (1#--8#门) 和第二组 (9#--16#门) ;
信号系统后部车门包括第二组 (9#--16#门) 和第三组 (17#--24#门) 。
由信号系统向每侧站台的屏蔽门控制器发送指令。
屏蔽门系统将向信号系统提供每侧站台3组门的状态。
区域控制器应能够从站台屏蔽门系统获得下列的输入:
站台屏蔽门关闭且锁闭状态 (每个站台每侧屏蔽门有3个安全输入, 每侧屏蔽门包含3组, 分别为Door Set#1, Door Set#2, Door Set#3) ;
站台屏蔽门联锁旁路状态 (各个站台每侧屏蔽门有一个安全输入) ;及在旁路旋钮未被按下情况下, 如果屏蔽门的状态不是关闭且锁闭, ZC将阻止受控列车进入车站和离开车站。司机只能通过将模式切换到RM或CUT-OUT才能进入车站或离开车站。在该旋钮激活时, 系统旁路屏蔽门的状态, 使得列车可以在进站或者是出站时忽略屏蔽门状态。
区域控制器应能够向站台安全门系统提供下列的输出:
对PSD系统的“开门”命令 (每个站台每侧安全门有两个安全输出) ;
对PSD系统的“关门”命令 (每个站台每侧安全门有两个安全输出) ;
当通信列车到达站台对齐且向ZC请求开屏蔽门时, ZC向PSD请求开屏蔽门。
当以下条件满足后, ZC向PSD请求关闭屏蔽门:列车在站台上并且正在请求关闭屏蔽门。
接口电路通常是与联锁 (继电器组合架) 设备互相传递安全信息, 它的所有输出和输入将使用双断方式。输入的最小标称电流为14m A。
PSD给ZC的安全输入:PSD状态在ZC设备室由一个安全继电器 (JWXC-1700) 复示;复示继电器电路使用PSD继电器的2个触点 (双断) ;及该电路使用的24~28VDC由ZC设备室提供。
ZC给PSD的安全输出:PSD将在其设备室复示ZC输出的继电器状态;复示继电器电路使用ZC输出状态继电器的2个触点 (双断) ;及该电路所需的24~28VDC电源由PSD设备室提供。
区域控制器应向PSD系统中站台上的每侧门发命令。
图2是一个具有两个站台的车站上屏蔽门的布置。
图3是具有一个岛式站台的车站上屏蔽门的布置。
ZC向PSD系统每个车站 (两个站台) 的输出命令应以下面顺序在相同的ZC输出卡上排列:
1 站台A前部开门命令
2 站台A后部开门命令
3 站台A前部关门命令
4站台A后部关门命令
5站台B前部开门命令
6站台B后部开门命令
7站台B前部关门命令
8站台B后部关
ZC向PSD系统每个车站的输出命令应由PMI或PCU提供。
图4为ZC向PSD系统输出命令的典型连接, 每个ZC命令继电器的线圈都应并联电阻。
区域控制器的开门/关门命令:
区域控制器将为前部或后部门提供一个安全输出以打开安全门。当ZC命令站台安全门开门时, 该命令为一个持续的高电平。同时, ZC将输出关门命令为低电平 (未发出关门命令) 。
区域控制器将为前部或后部门提供一个安全输出以关闭安全门。当ZC命令站台安全门关门时, 该输出为一个持续高电平。同时, ZC将输出开门命令为“低”电平 (未发出开门命令) 。
屏蔽门的正常开启和关闭的顺序如下:
T1-T2阶段, 开门命令有效, 大于等于500ms, PSD确认开门命令有效;
T2-T3阶段, 开门命令保持有效;门开始打开到完全打开, 关闭且锁定开关信号失效;
T3-T4阶段, 开门命令保持有效, 门保持完全打开;
T4-T5阶段, 关门命令有效, 门开始关闭;
T5阶段, 门关闭且锁紧。
注:为了实现车门与屏蔽门联动, 屏蔽门需在确认开/关门命令有效后, 对开/关门动作做相应的时延, 具体数值需配合车辆开/关门时延做相应调整。
故障状态下的区域控制器命令:
在接口故障情况下, 如果列车停靠在站台的正确位置, 车站工作人员可通过PSD就地控制盘手动操作屏蔽门的开/关。
ZC在同一个处理周期中改变两个输出信号, 外部电路和继电逻辑可能会增加一些延时, PSD可在很短的时间内检测到这些信号。
当ZC或者外部电路出现故障时, PSD系统将接收到无效组合的命令信号 (开门命令与关门命令同时为高电平或同时为低电平) 。PSD系统需要根据PSD的安全分析, 对此无效组合的命令进行响应。
PSD系统向ZC的输入
PSD系统各车站 (双站台) 向ZC的输入应按下面顺序在相同的ZC输入卡上排列:
1站台A屏蔽门Door Set#1关闭且锁闭状态
2站台A屏蔽门Door Set#2关闭且锁闭状态
3站台A屏蔽门Door Set#3关闭且锁闭状态
4站台A PSD联锁旁路状态
5 站台B屏蔽门Door Set#1关闭且锁闭状态
6 站台B屏蔽门Door Set#2关闭且锁闭状态
7 站台B屏蔽门Door Set#3关闭且锁闭状态
8 站台B PSD联锁旁路状态
从PSD系统得到的PSD状态将被输入到PMI和PCU。下图表示的是典型的从PSD系统向ZC的输入连接。
PSD系统给ZC的所有输入都采用双断连接方式。
屏蔽门关闭且锁闭状态:PSD系统每组门向ZC提供一个安全的”关闭且锁闭”输入, 若这组门中所有屏蔽门关闭且锁闭, 该输入为“高”状态。
ZC对ZC的PSD联锁旁路输入:PSD系统为每侧屏蔽门提供一个安全的“旁路”信号。
正常条件下该输入为“低”。
当值班员 (或司机) 设置了“联锁旁路”, 该输入为“高”。只有在旁路信号有效持续大于1秒钟后, “联锁旁路”信号才被认为是激活和有效。旁路信号在输入变为“低”后将立即失效。
使用非自复的旋钮。在该旋钮激活时, 系统旁路屏蔽门的状态, 使得列车可以在进站或者是出站时忽略屏蔽门状态。若列车处于ATO模式下, 车门可自动打开。
结语
本文基于已有线路不同编组列车混跑的经验, 进行了信号与屏蔽门接口的设计创新, 提出了更加灵活的开关门方案, 适用于不同编组列车头尾对标停车。为地铁运营部门更加灵活组织行车提供了更加有力的技术支持。
列车编组 篇4
高速重载化是当今铁路发展的基本方向, 货运列车载重和运行速度的增加能够提高铁路的运输能力, 降低运输成本。目前, 我国已发展到25t轴重和2×104 t牵引吨数的货运列车, 将来轴重和牵引吨数还会增加。在重载列车的实际编组中, 经常会有空重车混编的情况出现, 即非匀质列车, 随着列车空重比和编组数的增加, 车辆空重车混编问题对重载列车产生的影响会逐渐凸显出来。货车自重的逐渐减轻和载重的逐渐增加使得空重车之间的质量差别越来越大, 对重载运输的影响也越来越严重。以大秦线运煤专用敞车C80为例, 载重为80t, 自重为20t, 自重系数为0.25[1], 在列车制动时, 空车和重车的闸瓦压力相差一倍左右, 势必导致空重车减速度不一致, 引起严重的纵向冲动。本文针对空重车混合编组情况进行了仿真研究, 在同样的制动装置和操作条件下, 研究了不同的重载列车空重车混编方式对车钩压缩力的影响, 并和匀质纯重列车进行比较, 确定混编列车的合理编组方式。
1 列车纵向动力学模型
列车是由机车车辆通过车钩缓冲装置连接而成的。本文在研究列车系统纵向动力学时, 采用集中质量法, 将车体、构架、摇枕和轮对看作是一个整体, 将车钩缓冲装置简化为弹簧阻尼系统, 将列车抽象为一个多质点的质量弹簧阻尼系统[2]。取列车中的第i (i=1, 2, …, n, n为车辆编组数) 节车为研究对象, 其单车受力情况如图1所示。
第i节车的纵向动力学微分方程为:
其中:x··i为第i节车的加速度;mi为第i车的质量;Fci-1和Fci分别为第i节车的前车钩力和后车钩力;Fwi为第i节车所受的运行阻力, 包括基本阻力、坡道阻力、曲线阻力;FBi为第i节车所受的制动力;FLTi和FLBi分别为机车的牵引力和动力制动力, 仅作用于机车。
上述各力中, 除车钩力外的牵引力、阻力和制动力都可以根据机车车辆参数查得。假设车钩间隙为δ, 当两车之间的相对位移小于车钩间隙时, 车钩不传递作用力;当两车之间的相对位移大于车钩间隙时, 车钩将传递作用力, 其大小为:
其中:k、c分别为缓冲器的刚度系数和阻尼系数。
对于编组长度为n的列车, 可以建立n个微分方程, 组成一个二阶微分方程组。将式 (2) 代入式 (1) , 整理成矩阵形式为:
其中:[M]为列车系统的质量矩阵;[C]为系统阻尼矩阵;[K]为系统刚度矩阵;{P}为系统载荷矢量;分别为车辆的加速度、速度、位移矢量。对于式 (3) , 本文采用标准四阶Runge—Kutta法求解[3]。
2 程序组成
根据上述分析, 运用Fortran软件编写计算程序, 实现列车纵向动力学仿真计算。主程序流程图如图2所示。其中, v0为制动初速, v1为牵引工况结束速度, T为计算时间, H为时间步长, v为列车运行速度。主程序主要包括4个部分:从数据库中读取车辆运行基本参数;牵引和制动计算并设定计算初值;Runge—Kutta法计算车钩力;输出结果。数据库主要包括机车数据库、车辆数据库、线路数据库和制动系统数据库。其中, 机车数据库包括机车牵引力特性曲线和机车动力制动特性曲线;车辆数据库包括车辆基本参数, 如质量、长度等;线路数据库包括线路的坡度和曲线半径;制动系统数据库包括制动机制动特性曲线、闸瓦类型及数目等。
3 仿真结果分析
在1万吨重载列车的仿真计算中共采用2+0、1+1+0、1+0+1三种牵引方式, 三种牵引方式下机车车辆的序列如下[4]:
2+0牵引:2×SS4+C80×102;
1+1+0牵引:SS4+C80×51+SS4+C80×51;
1+0+1牵引:SS4+C80×102+SS4。
其中:SS4为机车, 安装有13号车钩、QKX100大容量胶泥缓冲器;C80为货车, 装有120型制动机、16号和17号车钩、MT-2缓冲器。仿真线路选取大秦线K339 (平道) , 紧急制动工况, 制动初速度为20km/h, 从控机车与主控机车同步制动;102辆C80货车为2辆空车和100辆重车。空重车混编时, 将空车置于重车的10等份处, 一共考虑了11种混合编组方式。
图3为2+0牵引方式紧急制动工况下空重车混编和纯重车的最大车钩压缩力, 图4为2+0牵引方式紧急制动列车的最大车钩压缩力。从图3可以看出, 在2+0牵引方式空重车混合编组情况下, 空车在列车后部 (4/5之后) 时, 最大车钩压缩力的数值较小, 小于纯重车编组, 这是因为当空车位于列车后部时, 后部空车的制动速度较快, 向前冲击也较小, 也正是由于这个原因, 图4中当83、84车位为空车时, 车钩压缩力相对于纯重车有明显的减小;当空车位于列车中部时, 最大车钩压缩力数值较大, 当空车位于车辆大概2/3处 (63、64为空车) 时, 其值最大, 最大车钩压缩力出现在第64位车钩处, 这是因为前部重车制动较快, 后部重车制动较慢, 对列车中部的空车造成了“前阻后涌”的作用, 使得车钩压缩力增大;当空车在列车前部时, 车钩最大压缩力与纯重车编组相比偏大, 其值介于空车位于列车中部和后部之间。
图5为不同牵引形式下不同编组方式列车在同步紧急制动工况下的最大车钩压缩力曲线, 其中, 图5 (a) 变化趋势与图3相似, 在1+1+0牵引方式、同步紧急制动、空重车混合编组情况下, 当空车位于列车后部时, 最大车钩压缩力小于纯重车编组;当空车位于列车中部时, 最大车钩压缩力数值较大, 当73、74车位为空车时, 其值最大, 车钩压缩力的最大值出现在第74位车钩处;当空车在列车前部时, 车钩最大压缩力与纯重车编组差别不大。
由图5 (b) 可以看出, 在1+0+1牵引方式、同步紧急制动、空重车混合编组情况下, 当空车位于列车后部时, 最大车钩压缩力的数值与纯重车编组差别不大;当空车位于列车大概1/2处时, 最大车钩压缩力数值较小, 当43、44车位为空车时, 其值最小;当空车位于列车前部时, 车钩最大压缩力的数值较大, 当33、34车位为空车时, 其值出现最大值。
表1为三种牵引方式下, 紧急制动不同空重车编组方式最大和最小车钩压缩力的数值及对应的空车车位。
由表1可知, 1+0+1牵引方式下出现最大和最小车钩力时的空车车位明显小于另两种牵引方式;2+0牵引方式下的最大车钩压缩力和该牵引方式下的纯重车最大车钩压缩力均远大于其他两种牵引方式;1+0+1牵引方式和1+1+0牵引方式下最大车钩压缩力相差不大。
4 结论
本文对不同空重车编组方式下的最大车钩压缩力进行了仿真计算, 结果表明, 对于不同的牵引方式, 应该采用不同的空重车混合编组方式。对于2+0和1+0+1牵引方式, 将空车编组于列车的后部, 可降低车钩压缩力;对于1+1+0牵引方式, 将空车编组于车辆1/2处最为合适;应尽量避免将空车车位与纯重车最大车钩压缩力车位重合;将空车编组于最大车钩压缩力车位之后, 可以降低车钩压缩力。
摘要：建立了1万吨级重载列车纵向动力学仿真模型, 使用Runge-Kutta法对其运动微分方程进行了求解, 并编制了Fortran软件求解程序。以紧急制动工况为例, 比较了不同空重车编组方式与纯重车的车钩最大压缩力, 对不同牵引方式下的空重车混编提出了合理建议, 有助于提高列车运行安全性能。
关键词：空重车混编,牵引方式,车钩力,纵向动力学
参考文献
[1]严隽耄, 傅茂海.车辆工程[M].北京:中国铁道出版社, 2008.
[2]翟婉明.车辆轨道耦合动力学[M].北京:中国铁道出版社, 1997.
[3]李庆扬, 王能超, 易大义.数值分析[M].北京:清华大学出版社, 2001.
列车编组 篇5
折角车流是指从车站一端到达, 经过车站的改编作业后, 仍然从车站同一端出发的车流。对于拥有两套解编系统的双向编组站而言, 折角车流到达和出发不在同一系统, 是一类需要在双向编组站的两套系统中都进行改编作业过后才能发出的车流。编组站折角车流数量的影响因素很多, 主要包括:编组站所衔接的线路方向数、线路接入双向编组站的接入模式、接入编组站同一系统的不同线路之间的车流量关系等。高效疏解折角车流可以较好地减轻编组站的作业负担, 使得编组站的能力能够得到最大程度的使用, 从而使得编组站和铁路线路之间实现能力的较好协调, 充分发挥铁路系统的运输能力, 具有较为重要的意义。
1 折角车流对编组站的影响
1.1 对车站能力的影响
在双向编组站内, 每一套解编系统中折角车流都需要进行解编作业, 因此会额外占用编组站的各种设备, 尤其是调车设备。由于折角车流在双向编组站内的二次解编特性, 折角车流一次作业的时间就相当于是普通车流的两倍, 再加上折角车流的从一个系统转到另一个系统所需要的转场时间, 编组站处理折角车流的时间就更加的多, 由此可见折角车流对编组站能力有着极大的影响。此外, 峰尾调机是主要负责折角车流转场作业的调机, 而对编组站而言, 峰尾调机通常也是最繁忙的调机, 所以折角车流还会增加峰尾调机的负担, 占用编组站调车能力, 影响编组站车站能力。
1.2 对车站中时的影响
折角车流属于有调中转货物列车范围, 由于折角车流在编组站中二次解体的特性, 使得折角车流需要在编组站内经历两次“到、解、集、编、发”的编组站主要作业流程, 在加上折角车流的转场作业时间, 使得此类车流在编组站内的停留时间大大增加, 从而增加了全站的有调中时, 降低了车站作业效率。
1.3 对编组站其他作业的影响
折角车流在该方面的影响主要体现在其转场作业当中。转场作业时, 折角车流需要从一个系统流入另一个系统, 在这一过程当中, 折角车流的车流进路会使得编组站行程较多的敌对进路, 使得编组站排列进路出现困难, 影响编组站正常的解编作业。
2 双向编组站接车方式选择模型
编组站接车方式包括顺接和反接两种, 顺接是正常接车方式, 即将一个系统到达车流接入该系统到达场;反接是非常规接车方式, 指将一个系统到达车流接入另一系统到达场, 以方便折角车流处理。本文主要通过考虑一列车中所包含折角车流比例来确定编组站接车方式, 对于折角车流比例则主要从以下三种情况进行论述:
折角车流比例为0%:此类列车即是正常列车, 本文不予考虑。
折角车流比例为100%:此类列车相当于全部由折角车流组成, 直接反接是最好的处理方式, 在此不再赘述。
折角车流比例在区间 (0%, 100%) 之间:现实情况下的折角车流大部分都属于此类型, 对于这类车流的处理应根据一列车中折角车流比例的多少来确定顺接还是反接。一般情况下, 编组站顺接与反接两种方式在折角车流处理过程中所需要的时间是有差异的, 基于此, 本文考虑使用临界状态思想来建立双向编组站接车方式选择模型。这里所考虑的临界状态即是指:当一列车中折角车流比例为一定值时, 编组站顺接与反接两种接车方式条件下, 折角车流的处理时间是一样的, 在此情况下, 编组站既可以选择顺接, 也可以选择反接。
2.1 模型的两点假定
(1) 到达列车在前方技术站编组时, 均不存在违编现象, 均按照要求编组, 不存在由于违编而造成的额外时间耗费。
(2) 车站设备设施及调机能力充足, 车列在进行了上一步作业之后可以立即进入下一步作业, 不存在由于能力不足造成的车列额外等待时间。
2.2 模型的建立
设某双向编组站有A、B两套系统, A系统到达解体列车编成辆数为N, 其包含的折角车流百分比为n, A系统驼峰平均解体时间为t解A, B系统驼峰平均解体时间为t解B。则折角车流辆数为n N, 由于列车编成辆数越多, 解体时间越长, 故按照比例关系, 可认为折角车流在A系统中的解体时间tA折解=nt解A, 在B系统中的解体时间t折B解=nt解B;同理, 常规车流辆数为 (1-n) N, 其在A系统中的解体时间tA常解= (1-n) t解A, 在B系统中的解体时间tB常解= (1-n) t解B。
在顺接方式下, 折角车流在编组站内的作业流程如下图所示。 (以列车尾部通过到达场警冲标时起, 至折角车流在另一系统解体完毕等待集结时止)
通过对图1进行分析, 可知顺接折角车流时的时间耗费如下式所示:
式中t技A-A系统到达场技检时间;tA连挂-A系统驼峰调机连挂时间;tA预推-A系统驼峰调机预推时间;t解A-A系统驼峰平均解体时间;tA集结-A系统交换车流平均集结时间;tA牵引-A系统峰尾调机牵引交换车流至交换线时间;tB取送-B系统驼峰调机取送交换车流至B系统到达场时间;tB预推-B系统驼峰调机预推时间;t解B-B系统驼峰平均解体时间;n-车列中折角车流百分比。
在反接方式下, 编组站处理折角车流的流程类似于图1, 不同的是需要将到达列车接入编组站B系统到达场, 这种情况下, 列车中的正常车流对B系统而言就成为了折角车流。由此分析可知, 反接折角车流时的时间耗费如下式所示:
式中t技B-B系统到达场技检时间;tB连挂-B系统驼峰调机连挂时间;tB连挂-B系统驼峰调机预推时间;tB预推-B系统交换车流平均集结时间;tB牵引-B系统峰尾调机牵引交换车流至交换线时间;tA取送-A系统驼峰调机取送交换车流至A系统到达场时间;
其余各符号意义同公式 (1) 。
依照前文所述, 可令T顺=T反, 整理得:
对于一般性双向编组站, t技A=t技B, tA连技=tB连技, tA牵引+tB取送=t牵B引+tB取送, 则公式 (3) 可变化为:
由公式 (4) 可列出列车中折角车流百分比n的表达式, 如下式所示:
对于到达双向编组站A系统的列车而言, 当时, 编组站应该选择反接方式接车;当时, 编组站应该选择顺接方式接车;当时, 顺接、反接均可。
3 双向编组站接车方式选择模型在成都北编组站的应用
成都北编组站是一个典型的双向三级六场编组站, 由于在设计时没有设计交换场, 因此折角车流对成都北的影响尤为明显。
对于到达成都北上行系统的列车, t解A=17min, t解B=18min, t集A结=286min, tB集结=291min, 将数据带入公式 (5) , 得:
即对于到达成都北上行系统的列车, 当列车中折角车流比例超过65.7%时, 成都北应选择反接;当比例小于65.7%时, 成都北应选择顺接, 当该比例等于65.7%时, 顺接反接均可。
对于到达成都北下行系统的列车, t解A=18min, t解B=17min, t集A结=291min, tB集结=286min, 将数据带入公式 (5) , 得:
即对于到达成都北下行系统的列车, 当列车中折角车流比例超过34.3%时, 成都北应选择反接;当比例小于34.3%时, 成都北应选择顺接, 当该比例等于34.3%时, 顺接反接均可。
通过对成都北实地走访调研, 在了解成都北处理折角车流的方式后发现, 成都北对折角车流的接车方式选择与列车中折角车流比例之间的关系大致与前文得出的结果一致, 说明了这一模型与实际情况较为符合, 具有一定的实际应用价值。
4 结束语
作为对编组站能力影响最大的一类车流类型, 折角车流一直都是铁路系统管理人员和相关专家学者着力研究的方向。本文在对双向编组站的结构以及折角车流处理方式的研究基础上, 提出了基于列车中折角车流比例的双向编组站接车方式选择模型, 并通过成都北的实例验证了这一模型的正确性和实用性。但在另一方面上, 各个编组站的实际情况千差万别, 不可笼统的统一应用该模型来决定折角车流的接车方式, 必须因地制宜, 才能使模型与编组站的实际情况相契合得更好, 才能更大地解放编组站能力, 从而提高整个铁路系统的运输能力。
参考文献
[1]高畅.成都北编组站折角车流影响分析及处理对策[J], 交通企业管理, 2011 (5) :66-67.
[2]宋晓东, 陈治亚.铁路双向编组站的折角车流研究[J], 铁道运营技术, 2009 (2) :39-42.