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铁道运输与经济RAILW AY TRANSPORT AND ECONOMY第 45 卷 第 09 期怀化铁路枢纽运输组织方案优化研究Study on Optimization of Transportation Organization Plan of Huaihua Railway Hub谢紫尧XIE Ziyao（中国铁路广州局集团有限公司 运输部，广东 广州 510088）(Transport Department,China Railway Guangzhou Group Co.,Ltd.,Guangzhou 510088,Guangdong,China)摘要：为解决怀化铁路枢纽“两线一站”项目建设造成的运能紧张问题，分析怀化铁路枢纽内部各线路以及站所布局，计算关键站、线的运输通过能力和利用率，深入探讨怀化西编组站、怀化站及部分咽喉制约枢纽运输通过能力的主要原因，在此基础上，从设备升级、车流调整、径路优化等3个维度，提出优化怀化铁路枢纽运输组织的2个方案，即：渝怀、沪昆铁路7对普速旅客列车全部由怀化站调整到怀化南站营业；调整渝怀、沪昆铁路5对普速旅客列车由怀化站到怀化南办理客运业务。经过方案的综合比选，最终采用将渝怀、沪昆铁路7对普速旅客列车调整到怀化南站的营业方案。优化方案实施后，怀化铁路枢纽运输通过能力提高了22.6个百分点。优化方案体现了将普速列车调整到高速铁路线上运行的新思路，可为全国铁路枢纽运输能力提升提供有益借鉴。关键词：铁路枢纽；运输能力；运输组织；径路优化；车流调整Abstract:To address the issue of tight transportation capacity caused by the construction of the“two lines,one station”project in the Huaihua Railway Hub,this study examined the transport capacity and utilization of key stations and lines based on the current layout of the hubs internal routes and stations.It further analyzed the main reasons behind the restricted transport capacity of Huaihuaxi Marshalling Yard,Huaihua Station,and certain bottlenecks in the hub.Based on this analysis,the study proposed two optimization solutions for improving the transportation organization of the Huaihua Railway Hub,focusing on equipment upgrades,traffic flow adjustments,and route optimization.The first solution suggested transferring all seven pairs of conventional passenger trains from Chongqing-Huaihua and Shanghai-Kunming railways to Huaihuanan Station for operation.The second solution recommended redirecting five pairs of conventional passenger trains from Chongqing-Huaihua and Shanghai-Kunming railways to Huaihuanan Station for passenger services.Through a comprehensive evaluation of the proposed solutions,the study determined that the optimal approach was to relocate all seven pairs of conventional passenger trains from Chongqing-Huaihua and Shanghai-Kunming railways to Huaihuanan Station.Implementation of this optimization plan resulted in a 22.6 percentage point increase in the transport capacity of the Huaihua Railway Hub.This optimization plan showcased a new approach of shifting conventional trains to high speed railway lines,offering valuable insights for enhancing the transport capacity of railway hubs in China.Keywords:Railway Hub;Transport Capacity;Transportation Organization;Route Optimization;Traffic Flow Adjustment 文章编号：1003-1421（2023）09-0028-06 中图分类号：U292.5 文献标识码：ADOI：10.16668/ki.issn.1003-1421.2023.09.05引用格式：谢紫尧.怀化铁路枢纽运输组织方案优化研究J.铁道运输与经济，2023，45(9)：28-33.XIE Ziyao.Study on Optimization of Transportation Organization Plan of Huaihua Railway HubJ.Railway Transport and Economy，2023，45(9)：28-33.-28谢紫尧 怀化铁路枢纽运输组织方案优化研究0引言铁路枢纽是在铁路网络的关键节点或客货运输需求密集区，由多个统一指挥、分工协作的车站、线路所以及引入线和联络线共同组成的集合体，是完成车流、客流、货流的到发和集散中转作业等各类运输组织生产的主要场所，也是铁路系统与地方经济发展相互联系的重要纽带 1。怀化市位于湖南省最西端，自古就有“黔滇门户、全楚咽喉”之称，是中国中东部地区通往大西南的“桥头堡”。沪昆铁路(上海昆明)、焦柳铁路(焦作柳州)、渝怀铁路(重庆怀化)、沪昆高速铁路(上海昆明)、怀邵衡高速铁路(怀化衡阳)和新建的张吉怀客专(张家界怀化)等6条干线铁路在怀化交汇，构成了怀化铁路枢纽的基础网络2-3。随着经济社会的不断发展，渝怀、焦柳等普速铁路运输能力和原怀化西编组站的编组解体作业能力日趋饱和，为此，国家启动渝怀铁路梅江至怀化段增建第二线、焦柳铁路怀化至柳州段电气化改造以及在怀化市西边重新选址新建怀化西编组站，并将焦柳铁路改线外绕怀化市，即怀化“两线一站”建设项目。但由于新线引入既有路网共线段，新的设施设备、路网结构和运输结构的生成，导致怀化铁路枢纽内部列车路径设计不合理、运输能力不均衡等问题愈发突出4，怀化铁路枢纽运能再度紧张，亟需优化运输组织方案，挖掘铁路枢纽的运输通过潜力，提升枢纽及区域路网的整体运行效率。1怀化铁路枢纽现状1.1枢纽概况怀化铁路枢纽现有10个车站、2个线路所：沪昆高速铁路怀化南站，沪昆铁路公坪站、怀化站、怀化东站、泸阳站，焦柳铁路黄金坳站、象鼻子站、怀化西站、鸭嘴岩站，渝怀铁路同田湾站，磨砂溪线路所和池回村线路所。其中，怀化西站是枢纽内唯一的全国区域性编组站，兼顾办理枢纽货运业务；怀化站和怀化南站为客运站；怀化东站为办理部分直通技术作业的中间站；其余车站均为越行站或会让站。新怀化西枢纽示意图如图1所示。怀化西站位于怀化市河西经济开发区，是沪昆、焦柳、渝怀、怀邵衡四大干线6个方向(株洲、贵阳、襄阳、柳州、重庆、衡阳)的交汇点，同时图1新怀化西枢纽示意图Fig.1New Huaihuaxi Hub-29谢紫尧 怀化铁路枢纽运输组织方案优化研究衔接怀邵衡铁路怀化南高铁站，在枢纽中处于核心地位，其运输组织生产作业效率直接影响整个怀化铁路枢纽乃至区域路网的运输能力利用和畅通水平。怀化西站采用单向混合式二级四场布局和编组站 综 合 自 动 化 系 统(Synthetic Automation of Marshalling yard，SAM)，是配有机务段和货车列检所的一等站，设计日办理车能力9 200辆，日均解体70列、编组70列。目前，到达场(场)股道12条，另有2条股道通过正线；下行出发场(场)股道8条，另有1条股道通过正线；上行出发场(场)股道12条(含正线1条)，编组场股道32条(含编发线6条)，货场股道11条(含8条货物线)。新怀化西站平面示意图如图2所示。怀化站是办理普速旅客列车的车站，主要承担沪昆、焦柳、渝怀铁路旅客列车的始发终到和通过作业。目前，既有正线2条，旅客到发线7条，货物到发线 1 条，机车走行线 1 条，基本站台 1 座，中间站台3座。客整所、客车段、站内段管线(水电专用线、工务专用线、采购专用线、建筑专用线)等布局在车站东咽喉接轨处；机车出入段走行线(双线)、供电段段管线布局在车站西咽喉接轨处。怀化南站是高速铁路客运站，按照沪昆高速铁路沪昆场、怀邵衡高速铁路怀邵衡场、张吉怀铁路场分场布局，总规模达9台22线。其中，沪昆场3台7线(含正线2条)，到发线有效长650 m；怀邵衡场4台11线(含正线2条)；张吉怀场2台4线，正线有效长880 m，到发线有效长650 m。1.2运输能力分析通过实地调研发现，制约怀化铁路枢纽运能提升的瓶颈在怀化站东、西两端咽喉区以及怀化西站北端咽喉区(磨砂溪线路所)，3区一昼夜被各项作业占用的总时间最长、负荷量最大。为消除该铁路运输通道能力瓶颈，需要综合运用相关分析方法，准确评价运输能力瓶颈的情况和特征，由此有针对性地提出运输组织优化方案。常用的车站通过能力计算方法有，分析计算法5-7、运行图图解法8-9，以及系统模拟仿真法10-12等。其中，分析计算法根据设备与技术作业时间长度，推算咽喉道岔能力利用率，因其简便易行且贴近现实，是常用的方法13。因此研究采用分析计算法中的利用率法，计算怀化铁路枢纽瓶颈区的咽喉道岔能力利用率。利用率法假定通过能力和利用率呈线性关系，车站各类到达和出发车流分布均匀，通过汇总计算作业占用咽喉道岔组总时间，从而求出能力利用率。结合现场调研数据，依据铁路区间通过能力计算办法等规定，计算公式为图2新怀化西站平面示意图Fig.2Sketch map of new Huaihuaxi Station-30谢紫尧 怀化铁路枢纽运输组织方案优化研究K=T-t固(1 440-t固)(1-r空)式中：T为咽喉道岔组占用总时间，包括接发列车、调车作业、单机出入库及转线作业、天窗时间等，min；r空为咽喉道岔组的空费系数，一般采用0.2；t固为固定作业占用咽喉道岔组的总时间，其中固定作业时间包括转线占用时间、天窗占用时间，min。目前，焦柳铁路列车(旅客列车近期4对/d、远期 4 对/d)经怀化站运行，货物列车(近期 24 对/d、远期30对/d)经焦柳联络线、渝怀铁路至怀化西编组站，绕避怀化站运行；东咽喉与沪昆铁路列车(旅客列车近期24对/d、远期22对/d；货物列车近期60对/d、远期65对/d)平面交叉，西咽喉渝怀与焦柳铁路间旅客列车(近期3对/d、远期2对/d)与沪昆铁路列车(旅客列车近期 24 对/d、远期 18 对/d；货物列车近期68对/d、远期63对/d)平面交叉。经计算，怀化站东西两端咽喉能力利用情况如表1所示。怀化站东西两端能力利用率均超过70%，西端更是高达80.5%，运输能力已严重饱和。另外，怀化西站北端线路主要区间近、远期能力利用情况如表2所示。通过分析怀化西站北端线路主要区间的能力利用率可以发现，近期各主要区间能力利用已趋于饱和，远期严重饱和，特别是渝怀铁路怀化至同田湾段能力最为紧张，近期能力利用率已达到80%，远期更是高达86.7%，届时将会导致枢纽内部严重拥堵。2怀化铁路枢纽存在问题综合运输能力利用情况和现场调研分析，怀化西编组站和怀化站是制约怀化铁路枢纽运输通过能力提升的关键点位，具体存在股道能力利用不均、咽喉方向多且能力受限、发车进路和进站进路过长等3大问题。（1）怀化西站下行出发场(场)运输能力虚糜。车场南端衔接焦柳铁路南端、怀邵衡铁路怀化南高铁站，北端衔接沪昆铁路东西两端、渝怀铁路、焦柳铁路北端。按现有设计，下行出发场(场)共有8条到发线，且只能向焦柳铁路南端和怀邵衡铁路怀化南站方向办理发车作业，同时编组场靠近场一端还有6条编发线可以往焦柳铁路南端和怀邵衡铁路怀化南站方向发车。怀邵衡铁路方向并没有开行货物列车，往南端具备办理列车出发的股道共计14条，日均办理列车最高可达70列/d，而焦柳铁路怀化西至柳州南下行方向最大车流量仅为每日25列/d，车场能力严重过剩。（2）怀化西站上行出发场(场)股道能力紧张。目前，上行出发场(场)图定日均办理沪昆铁路东端货物列车 30 列、沪昆铁路西端货物列车35列、焦柳铁路北端货物列车25列、渝怀铁路货物列车20列，直通5列。同时，日均需办理1列重点运输列车，日均办理列车高达116列，导致上行出发场(场)到发线运能尤为紧张，与下行出发场(场)形成“一冷一热”的鲜明对比。（3）枢纽咽喉方向多，制约通过能力提升。磨砂溪线路所负责沪昆铁路东端、渝怀铁路、焦柳铁路北端的货物列车以及焦柳铁路南端的旅客列车进出怀化西站，为多方向接发列车线路所，其中4#、5#咽喉道岔能力尤为紧张；又因为受地形原因影响，磨砂溪线路所大部分线路都在高架桥上，线路坡度大，且磨砂溪线路所往怀化方面发车设计了红灯前移，极大地制约了咽喉道岔的通过能力。表2怀化西站北端线路主要区间近、远期能力利用情况Tab.2Utilization of short-term and long-term capacity of main sections of the north line of Huaihuaxi Station区间怀化西同田湾怀化西怀化怀化同田湾上下行上行下行上行下行上行下行平图能力/(列/d)85.879.4115.085.570.5670.56近期需求/(列/d)49.249.270.653.6856.1656.16近期利用率/%57.362.061.462.880.080.0远期需求/(列/d)60.360.370.654.4861.1661.16远期利用率/%70.375.961.463.786.786.7表1怀化站东西两端咽喉能力利用情况%Tab.1Utilization of throat capacity at east and west ends of Huaihua Station咽喉东端西端近期72.180.5远期76.092.6-31谢紫尧 怀化铁路枢纽运输组织方案优化研究（4）怀化西站上行出发场(场)北端咽喉能力受限。车场北端负责4个方向的货物列车始发及直通作业，且只有16道往沪昆铁路西端发车与712道往沪昆铁路东端、渝怀铁路、焦柳铁路北端发车，才能形成平行进路。但编尾编车有较大局限，南端编尾牵出线只能往16道甩编出发列车，编组往沪昆铁路东端、渝怀铁路、焦柳铁路北端的车列无法直接编入712道。这样导致北端能够排列平行进路的几率大大降低，而实际往沪昆铁路东端、渝怀铁路、焦柳铁路北端的车流明显多于沪昆铁路西端的车流。由于平行进路不足，导致场多数情况下只能一趟一趟排队开车，北端咽喉能力发挥受到限制。（5）怀化西站上行出发场(场)北端发车进路过长。由于设计缺陷，为了解决场列车的接发问题，在场北端最外方增加1副渡线道岔，在到达场北端与怀化西沪昆下联线增加1条场间联络线，这就造成场北端 2 个进站信号机分别往外移动500 m和120 m，最终结果是怀邵衡上行线进站信号机距场股道内方出站信号机1.4 km，怀化西沪昆下联线进站信号机距场股道内方出站信号机1.8 km，造成咽喉进路过长，运输效率下降。（6）怀化站上行进站方向径路距离过长。由于将原设计在磨砂溪线路所的108#、110#道岔改由怀化站控制，导致怀化站上行进站信号机往外移动2 km，距离怀化站股道内方 2.5 km，咽喉进路拉长，对沪昆上行线的通过能力造成较大的影响。3怀化铁路枢纽运输组织方案优化针对怀化铁路枢纽内关键车站、线路所存在的具体问题，结合改造升级和优化调整条件，从设备升级、车流调整、径路优化等3个维度，提出运输组织成套优化方案，最大限度提高怀化铁路枢纽运输能力，有效破解当前运能紧张问题。（1）改造列车径路设备，提升怀化西站场办理车能力。将场与场之间的联络线(-G3)升级改造为列车径路，使其具备双向接发列车功能，从而使焦柳铁路南端解体列车通过场至到达场(场)，避免列车经场以及场北端咽喉进场，减轻对场运输能力的压力。同时，将场与场之间的联络线(I-IVG)升级改造为列车径路，使其满足双向接发列车条件，沪昆铁路东端、沪昆铁路西端、渝怀铁路、焦柳铁路北端直通折角车流经场4道、5道以列车方式经联络线接入场，并在场810道南端新建道岔与编尾迁出线相连接，满足编尾牵出线向IV场任何股道编组列车的需要。（2）优化磨砂溪线路所信号联锁功能，提升怀化站西端通过能力14。优化怀化站西端列车经磨砂溪线路所进怀化站信号联锁功能，将2处红灯设计防护方案修改为：当怀化站接车进路信号机(SL2)显示红灯时，怀邵衡沪昆联络方面进站信号机(SY)由红灯调整为黄灯，磨砂溪线路所通过信号机(SY)也相应由黄灯调整为绿灯，上行货物列车从而可以在怀化站接车径路信号机处停车，释放磨砂溪线路所4号、5号咽喉道岔运输能力。（3）实施车流调整，提高怀化西站场办理车量。将从焦柳铁路北端和渝怀铁路到达，前往沪昆铁路的直通车流(日均25列)由场调整为场到发。同时，将焦柳铁路南端到达，前往焦柳铁路北端以及渝怀铁路的直通车流也由场调整为场到发，从而释放场办理车能力，提高场作业效率。（4）调整机车径路，释放场北端咽喉能力15。合理安排机车进出库径路，当场出发机车密集出库时，将场的到达进库机车调整为经场利用机走3线进库，从而释放场北端咽喉运输能力。（5）调整旅客列车径路，提升枢纽综合通过能力16。目前，怀化站西端现有运输通过能力已经趋于饱和，同时沪昆铁路怀化至株洲北之间的列车数量已超过图定能力的21.6%，亟需减轻怀化站西端运输压力，为此提出2个调整方案。方案：将沪昆、渝怀铁路7对(广州至成都、广州至达州、深圳至成都东、惠州至万州、东莞东至兰州西、广州至重庆北、深圳东至铜仁)旅客列车由怀化站营业全部调整到怀化南站营业。优点：释放怀化站西端运输能力；怀邵衡铁路剩余能力得到合理利用；京广铁路株洲至衡阳段以及沪昆铁路怀化至株洲段最繁忙区段的普速线路运输能力得到释放；怀化至广州运行距离减少238 km，旅客列车运行时间压缩6 h以上。缺点：怀邵衡铁路客运市场需要重新培育；旅客列车的调整径路需要解决列车运行监控装置(LKJ)数据于普速和-32谢紫尧 怀化铁路枢纽运输组织方案优化研究高速场切换的问题；其中2对旅客列车运行时间与怀邵衡铁路施工天窗重叠，而重新调整怀邵衡铁路列车运行图难度较大。方案：将沪昆、渝怀铁路5对(广州至成都、广州至达州、深圳至成都东、东莞东至兰州西、广州至重庆北)旅客列车调整到怀化南办理客运业务，另外2对(惠州至万州、深圳东至铜仁)旅客列车维持现有径路不变。优点：对怀邵衡铁路客运市场影响较小、客运量的流失较少；避免了旅客列车运行时间与怀邵衡铁路施工天窗的冲突。缺点：怀化站西端和沪昆铁路运输能力没有得到全部释放；京广铁路株洲至衡阳段以及沪昆铁路怀化至株洲段运输能力紧张状况未得到缓解。综合上述分析与比选，从发展视角来看，方案能全面提高怀化铁路枢纽的运输通过能力，并且其缺点能够通过技术手段补足。建议采用将沪昆、渝怀铁路7对普速旅客列车由怀化站调整到怀化南站营业的运输方案。4结束语为提升湘、鄂、渝、黔、桂结合部铁路运输生产效率，国家启动怀化铁路枢纽“两线一站”建设，怀化铁路枢纽运能再度紧张。针对该问题，在考虑沪昆、渝怀铁路7对图定旅客列车径路问题的情况下，将普速旅客列车调整到怀化南站的运输组织优化方案最为有利，不仅利用了怀邵衡铁路运输能力，且解决了怀化西站场开车能力不足问题，充分释放了磨砂溪线路所运能。优化方案实施后，怀化西站运能得到充分释放，2022年10月1日办理车达到11 280辆，超设计能力22.6(最大日办理车设计能力为9 200辆)，湘、鄂、渝、黔、桂结合部铁路运输生产效率大幅提升，全面提高了怀化铁路枢纽的运输通过能力。在铁路枢纽运输组织优化实践中，应加强对咽喉运输能力的研究分析，以充分利用全线列车路径运输能力，为铁路枢纽运输能力的提升打下坚实基础。参考文献：1 何志工.铁路枢纽总图规划及其评价体系的思考J.铁道标准设计，2012，56(12)：5-8.HE Zhigong.Thinking on General View Planning and Its Evaluation System for Railway TerminalJ.Railway Standard Design，2012，56(12)：5-8.2 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