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第１章绪论
选题的背景及意义
目前我国正处在新一轮经济增长,随着经济持续、快速、协调发展,运输市场需求将进一步增长。
铁路运输已经对国民经济发展形成制约。
这种状况明年可能更加突出，铁路运输将面临严峻挑战,从长远看,需加强铁路建设，扩大路网规模,推进技术装备现代化,实现铁路跨越式发展。
从眼前,需挖掘运输潜力,提高运输效率,扩大运输能力,尽最大努力减少对国民经济和社会发展的制约。
实施第六次大提速和调图是铁路企业立足现有基础，扩充运输能力，努力实现国民经济和社会发展对铁路运输要求的重要举措。
199７年以来，铁路运输收入年均增长100亿元，但每年的赢利微乎其微，生存与发展问题，始终非常尖锐地摆在我们铁路面前。
从哈尔滨铁路局情况看,省内多条高等级公路相继开通，以行成覆盖全省的完善公路网，高密度、城市点对点的短途运输越来越多,市场的激烈竞争已经残酷地摆在我们面前,我们要想生存下去,就必须推出运输产品,提速、实施货运机车重载、长交路等，因此如何提高货运机车运用效率对实现扩充货运运输能力具有重要意义。
第六次全路调图货运交路有较大跨度延长,全路六大干线直通货运机车交路由２82公里延长到519公里。
实施后其经济效益将有显著提高。
正是基于以上对机车在整个铁路运输系统中的地位与作用的认识，论文选题确定为“提高货运机车运用效率相关问题研究”，其理论及现实意义具体表现在以下几个方面:
1、提高货运机车运用效率的手段与方法
即研究如何使用较少的机车完成同样多的运输任务，或使用同样多的机车完成更多的运输任务。
这一目标的实现将直接关系到铁路运营与管理中固定资产投入的降低，从而有利于节约成本。
1．2施货运机车长交路的优点
实行长交路是铁路提速提效的必由之路。
它在当前改革开放、与时俱进的新形势下，尤其在铁路完成了重型设备类型转化以后,对于铁路提速提效有着十分重要的现实意义。
第一,长交路、轮乘制机车交路方式有利于铁路提速。
机车交路延长了以后,列车速度就有了很大的提高空间。
所以,在铁路提速工作中,除了在车、机、工、电、辆各部门提高设备类型级别以外，在运输组织方面进行革新，大胆实行长交路的机车交路方式，无疑对提高铁路列车旅行速度有着巨大的促进作用。
第二，长交路的机车交路方式有利于铁路提效。
长交路可以提高机车运用效率。
长交路也可以使内燃、电力机车的优势得到充分发挥。
从机车的技术性能来看，一次性连续运行距离内燃、电力机车是蒸汽机车的３-5倍。
所以，启用内燃、电力机车就必须实行长交路的机车交路方式。
只有这样,才能发挥内燃、电力机车强大优势，提高铁路在牵引动力方面的投资效果。
第三，长交路可以减少机务设施，可以节省运输生产人员。
第四,长交路有助于机车乘务工艺革新和有利于安全生产。
1.2.1运输效率进一步提高
充分利用第六次大面积提速调图创造的运能增长空间，全国铁路不断深化内涵扩大再生产,大力实施“一主两翼、两线三区域”战略，进一步优化列车运行图、编组计划和车流径路,创造了时速2０0公里及以上动车组列车、50０0吨一650０吨级货物列车、双层集装箱列车与其他不同速度值客货列车共线运行的快速、重载、密度相协调的运输组织方式,分别建成战略装、卸车点300个、4５０个，运输效率全面提高，实现了效率效益双丰收。
全国铁路日均装车完成１３9362车，比上年增加10232车，增长７．9%。
货车平均静载重完成6１.3吨,比上年提高0.4吨。
货车周转时间完成4．76天，比上年缩短０.7天,相当于节省货车近１.5万辆。
１．２.2实现机车连续循环运用
推行“长交路、车循环、轮乘制”的机车运用模式,成效明显根据机车油箱最大容量和一次整备后的保障能力,科学设计机车交路和循环区段,突破了单一交路的机车运用模式,实现了机车可在全局范围内连续循环运用。
全路干线货运机车交路延长了８0公里,达到了３18公里;
六大干线列检平均保证距离延长了117公里,达到了5４1公里。
日均运用机车13７8６.７台，比上年增加354台，增长2.6%；
货运机车日车公里4８0公里，比上年增加巧公里,增长3．2%;
货运机车日产量120.4万吨公里,比上年提高６.1万吨公里,增长5．３％；
货运列车平均总重31９3吨,比上年提高８8吨，增长2．8%;
机车总走行公里27.4５亿公里,比上年增加1．2９亿公里，增长4．9%。
机车交路的不断延长,大幅度提高了机车运用效率,减少了机车使用台数。
1.2．3运输生产的规模化集约化
运输生产的规模化集约化促进了客货运输能力和线路利用率的有效提高。
20０7年，全国铁路平均运输密度3978万吨公里/公里，比上年增加２７１万吨公里/公里，增长７.3W0。
其中:
客运密度926万人公里/公里，比上年增加67万人公里/公里，增长７.８0/０;
货运密度305２万吨公里/公里，比上年增加204万吨公里/公里,增长7.2％。
１．2.4运输安全相对稳定
以规范铁路运输安全管理为主线,全面贯彻《铁路交通事故应急救援和调查处理条例》、《铁路运输安全保护条例》,重新制定了《铁路交通事故调查处理规则》。
铁路运输安全执法工作取得新进展,铁路沿线治安环境得到明显改善,铁路交通事故死亡人数同比下降。
第2章货运机车交路的分析
2.１铁路货运机车交路的种类及特点
机车交路与区段站的布置、机车车辆周转时间、客货列车旅行速度和直达速度等密切相关，直接影响铁路的运输效率和经济效益。
机车交路由于交路类型、运转方式和乘务制度不同,而有多种形式,其交路距离也各不相同,主要有：
肩回式短交路、肩回式长交路、循环式短交路、半循环式短交路、两处驻班制超长交路、中途驻班制超长交路、随乘制超长交路等。
机车交路应与交路类型、机车运转方式和乘务制度一起选定。
机车交路类型：
按牵引任务分为客机交路、货机交路、补机交路和小运转交路等；
按牵引区段长度分为短交路、长交路和超长交路。
短交路指的是一个往返交路由一班乘务组承担。
长交路指的是一个单程交路由一班乘务组承担。
超长交路指的是一个单程交路由两班乘务组承担。
机车运转方式:
主要有单回运转制、肩回运转制、循环运转制、半循环运转制、环形运转制五种。
单回运转制:
单回运转制是指机车牵引列车在给定的交路上往返运行。
肩回式：
机车返回区段站均要入段整备。
循环式：
指机车在相邻两个短交路内往返行驶，在区段站上机车不摘钩在到发线上整备。
半循环式：
指机车在相邻两个短交路内往返行驶，每一循环入段整备一次。
环形运转制：
机车由本段所在站A牵引列车出发，运行至B站,摘掉车辆,然后立即牵引反方向运行的列车返回A站。
乘务制度：
有包乘制和轮乘制两种。
包乘制:
机车由固定的乘务组驾驶称为包乘制。
轮乘制:
机车不固定包乘组,由不同乘务组分段轮流驾驶,相应采用超长交路，适用于电力和内燃牵引。
采用超长交路和轮乘制，可以缩短机车在区段站非生产停留时间，加速机车车辆周转，机车日车公里客运可提高40%以上,货运可提高8%以上，运用机车也可减少,运输成本也有所降低。
目前中国正积极推行这种乘务制度。
2.1.1设置机车交路的目的
机务段所担当机车牵引交路的数量,通常是机务段在路网中的位置和自身规模及运输任务决定的。
少则一个,多则几个不等。
设置机车交路,其目的主要有下列5项：
（ｌ）机车固定在某一区段上工作,使机车乘务员充分熟悉线路和站场情况,有利于发挥操纵技术保证行车安全;
（2）可以为机车乘务员创造良好的工作和休息条件；
（3）对机车乘务员进行有效的组织和管理;
（4）便于及时对机车进行保养；
（5）作为确定机车运用指标，考核机车运用工作的基本依据。
2.1.2确定机车牵引交路的原则
确定机车牵引交路,是一项比较复杂的工作,对新线来说,其实质就是要确定机务段和折返段在路网中的位置。
这直接关系到机车运用效率和铁路运输能力的问题。
在新线设计中,应结合线路情况、牵引动力、战场布局、货流方向、沿线自然条件和生活条件等情况,进行全面考虑，综合比较，尽可能延长机车交路,以降低线路建设投资和运营费用。
选出技术上可行、经济上合理的方案。
机车牵引交路的选择，通常遵循以下原则：
（１）运输生产的需要。
凡始发和到达列车比较多的地方,如、大、中城市、港口码头和大的工矿区等,这些地方旅客来往人数多,货物装卸量大，通常可以考虑设置机务段或折返段，以此确定机车交路，满足铁路运输的需要。
（2）线路布局的需要。
两条及两条以上铁路汇交点、重大的变坡点、铁路线路的始发站或重点站及路网中的主要站,也可以考虑设置机务段或折返段，以此确定机车交路。
（3）机车方面的需要。
机车总类不同,每次整备之后，能牵引列车作业的距离也不同,应充分发挥内燃机车牵引长距离运行的特点,尽可能延长机车交路。
（4）适应铁路发展需要。
机车交路的确定,还应本着节约投资的方针，少花钱多办事,努力提高线路的通过能力。
同时,近期与远期目标相结合，适应铁路发展的长远规划。
机车交路的选择，应以提高机车运用效率，减少辅助工作时间，加速机车车辆的周转为准则。
同时还应满足机车整备需要,并认真考虑机车乘务员的联系工作时间和休息时间。
２.1.３机车牵引交路的总类
机车牵引交路，简称机车交路。
它是指机车担当运输任务的固定周转区段，也称为机车牵引区段。
货运机车交路按区段长度不同分为一般（短）机车交路和长机车交路;
凡跨越一个以上乘务区段的交路称为长交路，凡只有一个乘务区段的交路称为一般交路。
根据铁路技术政策，内燃机车尽量采用长交路。
按机车运转制还可分为循环制、半循环制、肩回制和小运转制交路等。
由上述可知,机车交路长度，是以乘务组的最大连续工作时间和机车连续工作能力为划分标准的。
若能更换新型机车，提高列车在区段内的运行速度,减少机车乘务员在本、外段的辅助走行时间,将能有效地延长接车交路长度,提高铁路运输效率。
2．1.４机车运转制
机车在交路上从事列车牵引作业方式,称为机车运转制。
它是组织机车运用,确定机车整备设备的布局,决定机车周转时间，并影响铁路运输效率的重要因素之一。
机车运转制可分为以下5种:
（１）单回运转制:
单回运转制是指机车牵引列车在给定的交路上往返运
行,即由机务本段所在站A牵引列车行至折返段所在站Ｃ入段整备之后，再牵引反方向运行的列车由C站运行到A站，然后再入本段整备。
这种运转制多用于机务段设在港口码头和线路终端的区段上。
（２）肩回运转制:
机务段担当两个相邻的机车交路,机车出段后，由Ａ站牵引列车到达折返段所在站B，整备后,牵引反方向的列车回到机务段所在站A，进入机务段进行整备作业之后,在由Ａ站牵引列车运行至C站，整备之后,由C站牵引列车运行至A站,这种机车在两个相邻的交路上交替运行,在其中的每一个交路上进行一次往返牵引作业后,即入本段进行整备作业的方式，称为肩回运转制。
（３）半循环式运转制：
如图2一３，机务段担当两个相邻的机车交路A一B、
A一C，机车由机务段所在站Ａ，牵引列车到达Ｂ站，摘掉车辆,换挂另一列反方向运行的列车,由B站运行到A站后，机车并不摘解车辆,仅在A站上进行毕业的技术作业后,继续牵引列车运行到C站，又挂一反方向运行的列车,再回到A站后,摘掉车辆入库整备。
这种机车牵引列车在相邻的两个交路上运行，到达本段所在站时，只在一个运行方向上入库,而另一运行方向上则不入段，这种运转方式称为半循环运转制。
半循环运转制与单回运转制比较,减少了机车出入库次数，也减少了列车在机务本段所在站的停留时间，对加速机车车辆周转,提高机车运用效率比较有利。
同时机车在两个相邻交路上完成一个循环作业之后，可以入段整备作业，与间回运转制比较，对于机车保养质量也不会带来明显影响。
半循环运转制多用在一个方向直通列车较多,而另一方向上必须中途进行列车编组的区段。
（４）循环式运转制:
如图2一4所示,机务段担当两个相邻的机车牵引交路A一B、A一Ｃ。
机车由机务本段所在站A牵引列车在相邻的Ａ一B和Ａ一C。
两个交路上循环运行，每次途经本段所在站A时也不回段整备（中检或进入修理时除外）,仅在Ａ站进行必要的作业后，仍牵引本次列车继续向前运行。
机车每次在A站的停留仅是为了进行列车的技术作业、乘务组的换班作业以及对机车的部分整备作业。
这种机车牵引列车在相邻的两个交路内交替地继续运行的运转方式叫做循环运转制。
它与其它运转制相比，循环式运转制有如下优点：
一是减少机车出入库次数,减轻了出入段咽喉道岔的负担,同时缩短了机车周转时间,提高了机车运用效率。
二是机车乘务员每次出乘和退乘辅助工作时间减少，可以相应地延长机车交路。
三是直通列车省掉摘挂机车时间，可以加速车辆周转,提高运用效率。
但是，实现了循环式运转制之后，机车没有入段保养时间,故对机车质量提出了较高的要求,必须保证机车能在一个中间技术检查期之内不发生入段临修。
这样,机务段所在的车站上还要设置部分整备设备和燃料油库,使站场布置复杂化。
要实现循环式运转制，还必须有稳定的车流,能够实现两个折返段Ｂ一C之间的直达列车，这样，循环式运转制才会有实际意义。
（5）环形运转制:
机车由本段所在站A牵引列车出发,运行至B站,摘掉车辆,然后立即牵引反方向运行的列车返回Ａ站。
这时乘务员不退乘，机车不入库,再次牵引另一次列车重新开往B站，之后又牵引反方向运行的列车回到Ａ站，如此往复几次之后，才入段进行整备作业的运转制叫环行运转制。
环行运转制,仅适合交路比较短、车流密度比较大的区段，常用于小运转列车、市郊列车等。
不同的运转制，机车的运用效率往往不同，对机车整备作业的地点、内容、要求也不尽相同,因而对机车整备的能力与布置的要求也不相同。
选择机车运转制时应进行全面分析比较，在保证机车乘务员正常休息的条件下。
尽量发挥机车牵引能力，提高机车运用效率，同时也要注意到机务段设备的配置、车流组织的特点，以及建设投资等各方面。
２.２ 货运机车交路情况分析及存在的问题
铁路过去实施的货运机车交路普遍采用一般（短）交路,单回运转制,机车乘务组包乘制,外段驻班方式,牵引区段在2０0ＫM左右，有的区段不足2００KM。
2.2.１短交路
短交路是全路各机务段普遍运用的,机车周转快、便于机车保养质量、机车乘务员劳动时间能够得到保证,有利于安全生产和管理。
但是,由于交路短增加折返段数量及相应人员,增大投资，增加成本；
增加机车辅助工作时间,直接或间接地浪费机车，造成巨大经济浪费;
增加列车在折返段所在站空气制动停车、启车次数造成燃油、润滑油、闸瓦磨耗损失，造成的经济浪费；
不能发挥内燃机车的牵引特性,降低了机车的运用效率和线路的通过能力。
2.2.2单回运转制或肩回运转制
机车牵引列车在机务本段与折返段之间,每次经过机务段或折返段所在站时，机车必须入库，进行整备作业且交路比较短。
因此,增加机车入库次数，增加机车在机务本段停留时间,降低机车车辆周转，浪费机车,加大了运输成本。
但是对于机车保养质量有利，便于机车运用、安全、人员等管理。
２.２.3机车乘务组包乘制
包乘制是将每台机车部分配给固定地机车乘务组。
由包乘组负责本台机车的运用、保养和管理。
包乘组有三班、三班半、四班包乘三种形式。
各机务段均采用四班包乘制具有以下特点一是乘务组与机车相互固定配置，能强化机车的保养工作,保证机车处于良好的技术状态;
二是乘务员能掌握机车的性能特点，便于故障处理和操纵技术的提高。
但由于包乘制乘务员与机车的固定配置关系，机车的利用程度必然要受到包乘组休息时间的限制。
也就是说，为了保证乘务员有固定的休息时间。
机车有时就必须在段内停车等待，这样的机车的利用率得不到充分提高，必然造成机车运用效率降低。
当机车故障或转入修程时，部分乘务员就留段等待,又造成乘务员劳动效率降低。
某一机务段根据自己担当交路特点采用轮乘制,轮乘就是机车不分配给固定的乘务组,而由各乘务组按照先后顺序，轮流担当乘务作业。
与包乘制相比较,轮乘制有以下优点：
一是由于乘务组和机车没有固定配置关系。
机车工作时间的利用不受乘务组休息时间的影响。
从理论上讲，当车流密度足够大时,机车工时利用率达到1００%。
二是施行轮乘制,能够实现机车长交路运行，这样能够提高列车旅行速度,加速车辆周转提高线路通过能力。
三是机车交路的延长，减少了机务段的数量,可以节约基本建设的投资。
而机车的集中维修作业,则能提高检修设备的利用率和检修人员的劳动生产率。
四是能有效地组织和调配乘务人员,以较小的机车完成较多的工作量，提高乘务人员的劳动生产率。
五是能有效地组织直通和直达列车,提高列车旅行速度，加快机车车辆的周转。
轮乘制有明显的优越性,是国家积极推广采用的乘务方式。
《运规》第１0条规定:
“为了发挥内然、电力机车优势，提高运输能力和运输效率,内然、电力机车应有计划地逐步施行长交路、轮乘制。
”但是由于轮乘制乘务员和机车之间无固定配置关系,这对机车的保养质量和乘务员的技术业务水平都提出了更高的要求。
轮乘制时,乘务组的中心工作就是驾驶机车，并对运行中的机车故障及时处理,同时机车的保养维护不再由乘务组负责，而是由专门的人员承担，这样就需要增加辅助人员。
这给传统的机务工作的专业分工和管理制度带来一系列的冲击。
因此,施行机车轮乘制时，应加强对机车乘务员的技术业务培训，同时还应建立健全一套行之有效的组织机构和管理制度。
２.２.4机车乘务员外段换班制
1.立即折返制
在行车密度大的“一般交路上”，机车在折返段等待工作时间短，乘务员不需要在折返段休息,可以立即折返。
采用这种出乘方式的优点是机车在折返段停留时间短，机车运用效率高。
同时乘务员能返回本段休息,参加段内的活动和学习,便于机务段的组织管理工作。
2.外段调休制
包乘组一般出乘后，在折返段不换班，只是在折返段进行必要的休息,机车也随之停留等待，直到乘务员休息完毕之后，再原班原机牵引列车返回本段。
采用折返段调休制有一定的缺点，如机车在外段停时长,导致运用效率低；
同时乘务组有部分时间在外段休息，生活条件不够好。
3.外段驻班制
采用外段驻班制时，预先派一个乘务组驻在折返段;
这个组叫做驻班乘务组。
当原班乘务组牵引列车到达折返段后，机车进行必要整备作业，交由驻班乘务组立即牵引列车返回机务段。
当机车再次从机务段出发时，则由另一乘务组担当牵引作业,到折返段后换班,如此轮流上车，轮流在折返段休息。
外段驻班制适用于行车密度大的交路,而且机车运用效率比较高,缺点是乘务员经常在外段驻班，生活、学习上条件不够好。
在采用包乘制时,当机车转入修程或恢复运用时，都要安排乘务员便乘。
４.中途换班制
采用途中换班制时，在机务段与折返段之间的适当车站上设立换班地点。
当机车牵引列车时,从机务段所在站到中途换乘站时,原班乘务员退乘，在换乘站休息。
由中途换乘站驻班乘务员接车继续运行，到达折返段所在站之后，立即牵引反方向运行的列车回到中途换乘站,在由原班乘务员接班继乘返回机务段。
中途换班的优点是机车交路长，机车运用效率显著提高。
其缺点主要是驻班乘务员长期在段外工作，生活条件不够好，对乘务员管理也不方便,同时在换班车站上还需设置乘务员公寓。
５.随乘制
采用随乘制时,机车后部附挂一辆宿行车，乘务组的全员均随乘出乘。
先由一组乘务员担当牵引作业，其余人员在宿行车上休息，经过一段时间,在指定的停车站一次轮流换班作业。
随乘制的优点是机车运用效率高,工作比较灵活，机车交路比较延伸。
但乘务员的休息条件,宿行车还要增加运营费用，故一班很少采用。
２.3提高运用机车经济效益的途径
第六次大提速以来，各铁路局结合实际，调整运输生产力布局，加快了生产资源和劳动组织的整合,不但提高了资源的使用效率,而且扩充了运输能力、提升了运输效率。
科学设计机车交路和循环区段，突破了单一交路的运用模式,坚持把提高机车牵引定数作为内涵挖潜的主攻方向，本着“尊重科学、循序渐进、不断突破”的原则,不断提高机车牵引定数，使机车潜能得到充分利用。
2．3.1提高机车牵引重量
列车牵引重量的提高可以使机车日产量提高。
这方面的措施有:
采用大功率机车,满轴运行，有条件时超轴，必须开单机时尽量组织挂车,进一步优化编组站分工,减少列车编组次数，释放线路运输能力，大幅增加重载列车开行数量。
从2006年８月巧日开始，全路广泛开展了“多拉满载、挖潜提效”活动，努力提高列车牵引定数。
２０06年８月15日至年底，全路列车平均总重达到２988吨，比活动前的1月至7月份增加８6吨。
京沪、京广、陇海、京山、沈山、哈大等繁忙干线普遍增开５0００吨系列重载列车，运输能力得到较大提升。
2.3.2加速机车周转
贯彻系统优化、提高效率方针，积极推进管理，努力改进运输经济增长方式，实现运力配置合理化、运输组织高效化、经营效益最大化。
积极适应新运行图,努力做到机车合理运用。
加大机车调整力度，尽量满足新运行图需要；
从强化调度指挥入手，均衡组织上下行车流，努力减少单机运行;
大力压缩机车外停时间,有的由入段换班改为立折，有的由停车换乘改为直通，有的由立折改为直通，重新优化调车作业区域。
如秦皇岛东站的调车机换班地点由折返段内改为作业区，整备加油次数由每日3次改为3日１次，有效提高了作业效率。
机车运用管理方面,有条件的区段进行轮乘制、单司机值乘试点。
同时要向提高效率要能力。
加强运输指挥，减少运输组织中间环节,如郑州铁路局要求货车周转时间控制在2.9２天之内。
加快推进机车车辆修程修制改革，大力压缩机车检修停时，努力使机车中修、小辅修停时郑州铁路局由2０04年的１６天和36小时分别压缩到现在的13天和30小时；
车辆段修辅修“修时”也由２006年的２.8天和23小时分别压缩到现在的2.5天和1８小时，切实提高了机车的运用效率。
总之，要适应列车速度提高、直达特快列车长距离快速运行、机车交路延长的变化,对机车车辆修程修制进行改革发展方向是建立检修基地，实行专业化集中修，提高机车检修质量。
2.3．3挖潜提效的运输组织措施
推广机车长交路、轮乘制。
在运输繁忙区段,有条件的地方可以将机车交路由肩回交路改为半循环制交路或全循环交路，减少机车出入段次数，减轻咽喉能力干扰,提高到发线利用率。
加强重点区段的机车组织,优化列车和机车开行方案,组织好列车和机车工作计划的衔接，压缩机车在段停留时间，减少单机走行;
合理安排联调机车,保证中间站有足够的调机。
这些都是提高机车运用效率的运输组织措施。
第3章 机车值乘方式和运转制的研究
３.１机车值乘方式
长交路是今后机车交路的发展方向,然而长交路下机车乘务制度与乘务方式需做相应的调整，才能进一步发挥长交路的优势,进一步提高机车运用效率和乘务员的劳动生产率。
机车乘务制度在铁路运输持续发展和不断改革的长期进程
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