完整版兰州西编组站解编能力研究硕士研究生毕业设计.docx

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完整版兰州西编组站解编能力研究硕士研究生毕业设计

分类号______________________________密级______________________________

ＵＤＣ______________________________编号______________________________

工程硕士学位论文

兰州西编组站解编能力研究

学位申请人：

学科领域：

交通运输工程

校内导师：

教授

答辩日期：

兰州西编组站解编能力研究

经济管理学院

单超华

独创性声明

本人郑重声明：

所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

本人签名_______________日期____________

学生本人签名

日期

校内导师签名

日期

校外导师签名

日期

摘要

本文以兰州西编组站为例，对影响编组站解编能力的因素进行分析，再以分析的结果为基础，针对性的提出了兰州西编组站加强解编能力的解决措施。

论文主要从以下方面进行研究，首先介绍此论文的选题背景，对国内外编组站发展情况及研究思路与方法进行说明，并介绍了我国部分编组站能力比较紧张的现状及存在的问题；其次对编组站相关知识进行介绍，详细的对单双向编组站类型和布置、驼峰技术装备、解体列车作业过程及折角车流对编组站能力的影响及解决措施进行了说明，并对编组站能力计算公式进行了介绍；然后重点分析了兰州西编组站的地理位置及在路网中的作用，利用理论计算方法算出兰州西站的解编能力，并利用排队模型分析出，兰州西站驼峰的解体能力受到达场停放待解列车股道的限制；最后，利用层次分析法分析出影响兰州西站解编能力的因素，并提出相应的解决措施。

本文重点是对兰州西站影响解编能力的因素进行分析归类，借助层次分析法对影响编组站能力提升的各影响因素进行分析，确定各种影响因素对兰州西站解编能力的影响程度的大小，即得出制约兰州西站解编能力的主次因素。

然后从改进车站工作组织方法、强化调车作业时间、改进车站技术设备三方面提出加强兰州西站解编能力的措施。

关键词：

编组站；影响因素；解编能力；层次分析；兰州西站

ABSTRACT

ThearticlebasedontheadaptationabilityofLanzhouwestmarshallingyard,analyzestheaffectingfactorsofmarshallingyardcapacityandproposesthecorrespondingprogrammesofstrengtheningtheadaptationability,whichisbasedonanalyzedresults.

Thepaperexploresthefollowingrespects.Firstofall,tointroducetheclassificationandtechnicalequipmentofthemarshallingyard.Itanalyzesthetensercurrentsituationandexistingproblemsofseveralmarshallingyardsinourcountryandproposesthedirectionofstrengtheningtheadaptationability.Secondly,toanalyzethelocationandtheroleinthenetworkoflanzhouweststation.Itcomputestheadaptationabilitytolanzhouwest,establishesaqueuingmodelabouttheabilityofthehumpdisintegration,calculatesandanalyzestheunitsdisintegrationcapacityofthehumpaboutlanzhouweststationundertherestrictionsofthenumberofsharesSandtheallowedvalueofTofaveragetimethatatrainreachedthemarket.Finally,toanalyzetheaffectingfactorsoflanzhouweststation’sadaptationability,andmaketheappropriatesolution.

Thisarticleisfocusedontheaffectingfactorsoflanzhouweststation’sadaptationability,whichisclassifiedandanalyzed.IttakesuseofAHPmethodtoanalyzeeachaffectingfactors,determinesthesizeofimpactthatvariousfactorsaffecttheadaptationabilityofthelanzhouweststation.Inotherwords,todeterminethemainfactorwhichconstrictstheadaptationabilityofthelanzhouweststation.Andthenproposingthemeasuresfromthefollowingthreerespectstoimprovethewaysorganizingwork,tostrengthenmarshallingperiod,toimproveandrationallyusetechnicalequipmentofthestation.

KeyWords:

marshallingyard;hump;impactfactor;adaptationability;lanzhouweststation.

第一章绪论

1.1选题背景

铁路编组站是担当货物列车编解大任的“工厂”。

它通常设置在铁路交会点处，是车流集散和货物列车编解的基地，是铁路枢纽的核心。

编组站的主要任务和功能是根据列车编组计划的要求，按照运行图规定的时刻，正点接发列车，以办理大量长距离的直达列车为主，兼办直通和其他铁路货物列车编组、解体为辅，并对货物列车中的车辆进行技术检修和货运检查整理后，进行新编列车开行按排的技术作业车站。

我国铁路建设建设起步晚，编组站建设水平较发达国家低，站场布置缺少统一规划、科学设计，不能有效发挥编组站能力。

目前我国经济处于高速发展时期，物流运输蓬勃发展，铁路运输逐渐形成高速、重载、直达的新特点，同时编组站分布及站场设计也更加受到重视，铁路运输形式也不断发生变化。

目前国内大部分编组站的作业能力已接近饱和，铁路编组站必须进行扩建、调整、优化，以适应铁路运输新要求。

随着西部大开发的推进，西北地区国民经济开速发展，货物运输对铁路运输能力的要求快速增加，作为西北最大编组站的兰州西编组站，解编作业量也快速增加，兰州西解编能力已不能满足日益增长的货运的要求。

由于兰州西编组站处于兰州市商业繁华地段，周围居民动迁困难，现实问题决定要想提升作业能力，不能采用大规模的站场扩能改造来实现。

为此，本论文在复习、总结编组站能力计算的基础上，以兰州西编组站为例，对兰州西站影响解编能力的因素进行分析归类，利用一定的分析方法，确定各种影响因素对兰州西站解编能力的影响程度的大小，找出制约兰州西站解编能力的主要因素，并制定针对性解决措施。

1.2研究的意义

兰州西编组站始建于1950年，为全国铁路运输网络中最大编组站之一，随着陇海、兰新、兰青、包兰和兰州环行线等铁路建成通车，兰州西编组站逐步成为西北五省最大的客货集散和物资交流中心。

近年来，随着国家西部大开发战略的深入实施，以兰州为中心的区域经济实力迅速壮大。

但是，与经济的飞速增长相比，兰州西编组站路的建设却显得有些迟滞，相对陈旧的铁路枢纽设施与沿线持续旺盛的运输需求形成鲜明比照，编组站解编能力不足、运能受限的尴尬逐渐暴露。

兰州市“两山夹一河”的特殊地形使得兰州西编组站线路改造难度较大。

根据原铁路部《铁路中长期路网规划》，到2025年甘肃境内新规划铁路项目建成后，加之既有线，届运能需求更加旺盛，造成度编组站货流更多、解编作业更重、运输任务更重、车流密度更大，铁路运力与货物需求间矛盾更加突出。

本文重点是对兰州西站影响解编能力的因素进行分析归类，用一种分析法对各影响因素进行分析，确定各种影响因素对兰州西站解编能力的影响程度的大小，即确定出制约兰州西站解编能力的主要因素。

然后提出加强兰州西站解编能力的措施，兰州西编组站畅通作业环节，提高解编能力，使真正发挥出路网区位优势，成为通达全国的路网枢纽。

1.3国内外编组站现状对比

1.3.1国外发展概括

二十世纪四五十年代，随着世界经济的快速发展，主要经济发达国家意识到铁路运输对解决国民货物运输起到至关重要作用，国家铁路网络相续建成，同时也建成了各自的编组站，大大小小的编组站大约三千余处，主要分布在大城市周围。

由于受科学技术发展水平限制，编组站设计缺乏科学设计、整体规划，编组站场地设置、车站布局、作业组织等都相对落后，解编作业大的编组站只有一千处左右，不能充分发挥编组站解编能力。

二十世纪六十年代，发达国家铁路运量急剧增加，铁路运输成为制约国家经济发展的一重大因素，为加强铁路运输能力，压缩运营成本，各国对编组站设计重新进行研究，并制定了一些针对性解决方案，同时重视新技术、新设备的应用，重新对小型编组站进行设计改造。

国外编组站建设发展表现如下：

（1）编组站布置由双向布置向单向布置转变，部分编组站不设计专用出发场，只设计专用到达、调车作业场，减少工程规模，降低工程造价，同时还提高了编组能力。

（2）车场设置较多的股道，到达场和出发场线路大都设计8—10条及以上，有效长大都在400米以上。

调车作业场线路大都在32条以上，有效长普遍比到发线长10%左右。

（3）提高自动化水平。

在大的编组站建设自动化驼峰，实现驼峰双溜放，增加调车场、到发场股道数量，调车场尾部编组作业实现自动化。

（4）电子计算机、电气化、控制理论科研成果广泛使用在编组站管理中，作业组织逐渐向自动化方向发展。

国外实践证明，以上几种做法，能够使编组站建设运营实现少投资、提能力、保安全、增效益的目的。

近年来，铁路运输优点更加凸显，各国都投入了大量的精力、财力研究编组站的设计优化研究工作。

尤其是近一、二十年来，随着现代数学和计算机技术的广泛应用，经济发达国家在编组站优化设计方面做了大量研究工作，确定重大进步。

1.3.2我国编组站发展概括

中国铁路编组站调车设备的发展，从50年代后期开始，在短短几十年内实现了三次大飞跃，在丰台站建成中国第一个简易驼峰（也称“土驼峰”）之后，“大跃进”两年多时间，在全国修建起150多处简易驼峰，由平面调车转入驼峰调车，是调车作业技术发展的第一次飞跃。

1960年，中国设计建成第一座机械化驼峰，并首次引入安装了车辆减速器（减速器设置制动位，但场内还必须使用铁鞋制动），有效的降低了调车作业人员的劳动强度和作业量。

至六七十年代，机械化驼峰普遍在国内一些路网性编组站推广，是编组站调速技术的第二次飞跃。

1978年，中国又设计建成了第一座半自动驼峰，1979年哈尔滨站首次建成采用减速器-减速顶调速系统，到1985年，点式、点连式、连续式调速系统普遍在国内编组站推广开来，半自动和自动化调速技术迅速发展起来。

这是编组站调速技术的第三次飞跃。

1989年，郑州北站同时建成投用了车辆速度微机分布式点连式自动控制系统、驼峰溜放进路微机自动控制系统、驼峰作业过程自动控制系统和峰尾微机集中控制系统及编组站现车管理信息系统等，建成中国第一个调车作业综合自动化的编组站。

。

随着国民经济的发展，货运量的增加的趋势，编组站主要的问题很明显就暴露出来。

首先是编组站设备利用率不高、设备比较落后；到达编组站车流不均衡，尤其是折角车流对编组站的影响；编组站布局不够合理，很多编组站的能力都已经趋于饱和或已经是饱和状态，急需改、扩建以提高编组站能力；解编设备自动化程度不高，很多设备即使已经达到自动化水平，但仍需人工看守，导致设备不能实现预定的目的；编组站作业组织还不能最合理化，不仅受到设备条件的限制，同时也有人为的因素。

1.3.3国内外编组站发展对比分析

1.编组站到发线有效长。

国外编组站按照接发列车性质，通常设置重载列车（载重10000吨及其以上）到发线和普通列车（载重5000吨以下）。

如南非、澳大利亚铁路开行编组150辆的重载货物列车，在始发、到达编组站设有重载专用到发线路及相应的车场、作业设备；德国为了快速改编重载列车，加快列车周转，部分编组站设置了专用列车改编设备。

近几年我国铁路也在向重载方向发展，比较突出的是大秦、朔黄运煤专用线，都已已组织开行20000吨重载列车，目前大秦铁路正在组织试验30000吨重载牵引实验。

国内到发线有效长通常按统一长度设置，编组站根据重载列车长度，在调车场和出发场一侧改建或新建车场，单独办理重载列车作业。

2.车场布局。

国外编组站相对简单，多数编组站为单向编组站，国内编组站多数为双向编组站。

单向编组站优点是解编设备相对集中，站场规模小，缺点是折角车流的在站内走行距离较远，可能需要爬坡，对重车运行不利，这种编组站适合折角车流的较少的情况。

3.尾部调车作业。

国外编组站设置编尾辅助调车场用于处理地区或站顺车流的比例较大，比较适应地区车流较大、专用线较多的情况。

设辅助场能够提高尾部编组作业效率，减少编组作业多分类线的影响；国内尾部编组主要采用平面调车，通常不设置辅助场。

4.快运系统。

建设货物快运网络是我国铁路货运的重要发展方向，快运货物列车在编组站需要实现快速技术作业，如果列车需要改变和集结也要满足快速作业要求。

因此，设置单独车场或专用线是加快作业速度的重要条件，可在到达场、调车场、出发场设固定线路用于办理快运列车技术作业，在作业组织时优先改编快运列车，发车时固定运行线。

5.直达场。

国外编组站单独设立直通场的比例较大，可以加速直通列车的到发作业，减少直通列车对改变作业的干扰。

国内设立直通场的较少，通常将直通场与出发场合并设置，可以减少作业人员和占地，但对其他作业会有干扰。

1.3.4驼峰及调速设备

1.驼峰高度。

峰高是按难行车（阻力较大溜行较困难的车辆）在冬季、逆风在难行线或次要难行线路上进行溜放时，车辆的势能加上溜放速度所产生的动能能够克服全部阻力，到达难行线或次要难行线的计算停车点的条件设计的。

国外驼峰较高，主要是车辆重量差异较大，需要车辆溜行距离更远一些，此外，车辆构造质量较好，可以承受较大的连挂速度。

我国驼峰高度呈现下降趋势，主要是车辆重载提高了，车辆运行阻力小了，车辆走行性能更好了。

2.调速设备。

国外驼峰调车场普遍采用减速器、减速顶等设备，减速器使用较普遍。

我国调车场主要采用由减速器和减速顶构建的点连式调速系统，调车场尾部采用停车器防溜。

1.3.5作业方式

1.驼峰双溜放方式。

国外大型编组站，充分利用调车场线路多、推峰调机多、驼峰控制系统先进的特点，在作业高峰期采用多推双溜作业方式，驼峰解体效率较高。

国内编组站由于调车场分类线少、调机不足等原因，采用双溜放作业方式的驼峰还较少。

2.调车场尾部编组作业。

国外编组站多设有辅助调车场，多组列车或站顺车的调车作业可在辅助场进行，提高了调车场线路的利用率，加速了车流改编速度。

我国仅个别大性编组站设有辅助车场，大多采用平面调车的方式。

1.3.6信息处理及自动化

1.驼峰解体作业自动化。

国外大型编组站驼峰作业基本实现自动化，包括驼峰进路控制自动化、溜放速度控制自动化、调机推峰速度控制、作业计划编制与管理等功能。

我国主要驼峰自动化率在95%以上，但具备调机推峰速度无线控制的比例还不高。

2.编组站信息处理自动化。

国外从上世纪60年代开始重视和实施编组站信息处理自动化，起点较高，基本实现了列车预确报信息处理、作业计划自动编制、现车管理、统计上报等功能。

我国编组站也基本实现了以上信息处理功能。

3.编组站综合自动化。

编组站综合自动化除了驼峰作业控制自动化、编组自动化信息处理自动化外，还有列车接发控制自动化、调机控制自动化、运营管理自动化等内容。

国外编组站综合自动化功能较齐全，自动化水平较高。

我国再见的大型编组站采用了综合自动化系统，使编组站综合自动化水平处于世界先进水平。

1.3.7我国编组站普遍存在的问题

随着国民经济的发展，货运量的增加的趋势，编组站主要的问题很明显就暴露出来。

首先是编组站设备利用率不高、设备比较落后；到达编组站车流不均衡，尤其是折角车流对编组站的影响；编组站布局不够合理，很多编组站的能力都已经趋于饱和或已经是饱和状态，急需改、扩建以提高编组站能力；解编设备自动化程度不高，很多设备即使已经达到自动化水平，但仍需人工看守，导致设备不能实现预定的目的；编组站作业组织还不能最合理化，不仅受到设备条件的限制，同时也有人为的因素。

1.4研究的思路与方法

本论文是以兰州西编组站为例，运用铁路行车组织、编组站能力计算、层次分析法及编组站作业流程等专业理论知识进行计算研究。

本论文做了一下工作：

1．收集兰州西编组站各种技术资料及设计文件，包括竣工图、变更设计、车流组成、列车编组计划等。

2.重点研究分析编组站列车解编作业流程，分析各作业环节存在问题。

3.分析解编环节各种时间标准，并按照能力计算公式，计算各环节能力大小。

4.采用排队模型方法对驼峰解体能力进行分析，找出限制编组站解体能力的因素。

5.层次分析法对解编能力影响因素进行分析，找出具体影响因数当中影响力较大的因素。

6.兰州西站解编能力提升的加强措施。

第二章编组站基本情况

2.1编组站分类

编组站按照车流方向可分为单向编组站和双向编组站两大类。

根据编组站的调车系统按运行方向，分为上行系统和下行系统。

编组站的布置图型，按车场配列形式可分为横列式、混合式和纵列式三种。

2.1.1单向编组站类型和布置

（1）一级二场编组站

一级二场编组站图型是一个调车场与一个到发场并列布置的单向横列式编组站布置图型。

一级二场图型布置紧凑，用地少工程省，作业灵活，两端牵出线易于协作，便于通过列车的甩挂作业和大组车进行坐编，发展为其他站型时适应性较大。

一级二场编组站的缺点是解编车辆在站内的作业行程长，在到发线有效长为850m时，其作业路径为5.2km，解编能力不大，一般适用于解编作业量为2300~2700辆/昼夜的小型编组站。

（2）一级三场编组站

单向横列式一级三场编组站布置图型，上下行两个系统的到发场（含通过车场）分别布置于调车场两侧，设一个调车场供上下行系统解编列车共同使用。

如图2-1示：

图2-1单向一级三场编组站布置图

驼峰、调车场与尾部牵出线设在一条纵轴线上，调车场两端可以使用3~4条牵出线，因此解编能力比一级二场大。

站内正线多采用外包形式，旅客列车和无解编货物列车由外包正线通过或由外包正线进入车站到发场外侧线路（通过车场）。

（3）二级四场混合式编组站

上、下行系统共用一个到达场和一个调车场，且到达场和调车场顺序布置，车列解体时不需牵出作业。

如图2-2示：

图2-2二级四场混合式编组站布置图

上、下行方向两个出发场分别列于调车场两侧（与一级三场编组站图型相似）。

上下行方向的通过车场，分别设在出发场的外侧，供无解编中转列车的使用，利用调车场尾部牵出线进行增减轴作业比较方便。

（4）二级三场编组站

二级三场是由二级四场中的顺驼峰方向出发场取消，顺向自编始发列车全部采用调发作业方式形成的。

如图2-3示：

图2-3二级三场编组站布置图

（5）单向三级三场纵列式编组站

三级三场编组站图型设有为各方向共用的到达场、调车场和出发场，三个车场依次纵向排列，上下行调车系统共用一套调车设备。

如图2-4示：

图2-4单向三级三场编组站布置图

2.1.2双向编组站类型和布置

双向编组站图型基本上可分为双向混合式和双向纵列式两类。

（1）双向二级六场混合式编组站

双向混合式编组站布置图是有两套独立的调车系统，至少有有一个调车系统到达场与调车场纵列，并至少有一个调车系统是调车场与出发场横列的一类编组站布置图。

如图2-5示：

图2-5双向二级六场混合式编组站布置图

双向混合式编组站图型与单向纵列式图型相比，解编能力较大，解编中转列车可直接至编发场发车，提高尾部编组能力，减少解编车辆在站内的行程，加速车辆周转。

两个系统的解编车流在站内往返走行的距离较短，便于进行通过列车的成组甩挂作业。

双向混合式编组站图型存在折角车流的重复解体作业。

（2）双向三级六场纵列式编组站

双向三级六场编组站两方向都设有出发场、到达场、调车场，且纵列配置，上下行通过车场都布置在各自出发场的外侧，使集中办理列车出发技术作业，使线路使用更加灵活，方便组织甩挂作业。

如图2-6示：

图2-6双向三级六场纵列式编组站布置图

2.2驼峰调车作业

驼峰是编组站的主要特征，他是地面上修筑的犹如骆驼峰背形状的小山丘，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铺以机车推力来解体列车的一种调车设备，是编组解站解体列车的一种主要方法。

2.2.1调车驼峰按技术装备的不同分类

（1）简易驼峰——调车线为梯形布置，这类驼峰一般设在调车线小于5条，每昼夜解体车辆数不小于200辆的区段站或编组站。

溜放进路采用集中或非集中控制。

调速工具主要采用人工手闸和铁鞋。

（2）非机械化驼峰——一般设在调车线小于16条，每昼夜解体车辆数小于2000辆的中、小编组站上。

调速工具以制动铁鞋为主，溜放进路采用集中控制或半自动控制设备。

（3）机械化驼峰——一般设在调车线不小于16条，每昼夜解体车数不小于2000辆的大、中型编组站上。

调速工具以人工控制的大能力的车辆减速器为主，制动铁鞋为辅。

溜放进路采用半自动控制。

（4）半自动化驼峰——一般设在大、中型编组站上。

它是在机械化驼峰的基础上，对车辆减速器实现半自动控制。

（5）自动化驼峰——一般设在大中型编组站上。

对溜放进路、推送速度、溜放速度实现自动控制。

2.2.2驼峰解体车列的作业过程

（1）挂车，机车自峰顶至到达场入口，进入车列停留线连挂车列，在到达场与调车场平行配置时，还包括将车列牵引至峰前推送线。

（2）推峰，机车将车列推至峰顶。

（3）溜放，机车继续推送车列，使被摘解的车组脱钩溜向调车场内的指定线路。

（4）整理车场，在连续解体几个车列以后，机车下峰连挂车组并尽可能向尾部推送，为驼峰继续溜放创造条件。

2.2.3驼峰作业方案

编组站解编作业设备的运用方案主要为