基于目标规划的神朔铁路运行方案运输能力分析
优化运输组织实现神华铁路重载运输
表1 列车追踪时间与年运量关系表
列车追踪时间/min 年运量/亿t
11
10
9
8
1.9
2.1 2.3 2.6
3.1.2 以天窗日到发线容车数计算 以年运量为3.5亿t计算，以神池南—黄骅港间的运
神池南、肃宁北和黄骅港站的技术作业时间共约3 h， 上行列车共需12 h。目前神池南—黄骅港间有220条到发 线，列车编组有三种不同型号的货车。供电、工务施工 队在天窗点内要占用一定数量的到发线进行检修换轨等 施工，全线预计共用21条到发线；装车站和卸车站的空 重车、保留车以及故障车还要占用一定的到发线，预计 22条。
9 min 10 min 11 min 12 min 13 min 14 min
C64 7 686 4.22 3.80 3.45 3.17 2.92 2.71 C70 7 884 4.33 3.90 3.54 3.25 3.00 2.78 C80 8 798 4.83 4.35 3.95 3.62 3.35 3.11
综合三家铁路线路的特征以及相应运输组织可 知，开行万吨列车时，包神段和朔黄段采用双机牵 引，神朔段采用４机牵引，这样将增加神木北和神池 南站的有调作业量。若考虑延长机车的周转距离，那 么必然会降低机车利用率，大大增加运输成本。因 此，神木北站和神池南站将成为开行万吨列车的咽喉 站。 3.2.2 开行万吨列车运能计算及分析
中 国 铁 路 CHINESE RAILWAYS 2008/07
11
铁路运输 Railway Transportation
优化运输组织 实现神华铁路重载运输 刘瑜
基于目标规划的神朔铁路运行方案运输能力分析
基于目标规划的神朔铁路运行方案运输能力分析摘要：铁路的运行方案在不同的天窗期所能满足的运量目标，除了考虑铁路线路的通过能力，还要考虑机车约束、不同的货物列车约束等因素。
为求得满足这些目标问题的运输方案满意解，分析现行运行方案能否满足运输目标，根据这些目标问题的优先级不同，运用目标规划模型求解分析。
关键词：目标规划：神朔铁路：运输能力：重载铁路1 引言2015年，神朔铁路达到年运量2.17亿吨，未来期望最高运能3亿吨。
需根据铁路线路的能力、机车以及车辆等约束计算铁路线路能满足的最大运量，并通过分析数据，解决提升重载铁路最大运量这一问题[1，2]。
2 模型的建立2.1基于目标规划的铁路运行方案运输能力模型首先建立四个优先等级。
1.神朔铁路线年运输货物量不得少于G亿吨，取历史最高量和规划最大量。
2.列车通过能力有效度系数不得少于x%。
3.车辆使用的台数日不得超过N1辆。
4.机车使用的台数日均不超过M台。
设某重载铁路上在非天窗期和h天窗日和h天窗日上每天分别开行万吨级货物列车，，列，五千吨级货物列车，，列。
据此可用目标规划建模如下：=（非天窗期）（h天窗日）（h天窗日）（非天窗期）（h天窗日）（h天窗日）2.2 变量说明本文使用的符号变量如表1所示表1 符号变量与含义2.3 约束条件说明（1）优先等级：运量目标重载铁路专线要求年货运量不少于G亿吨，则年货运量不应少于万吨。
通常重载专线的货源充足，货流波动极小，故K可以忽略。
考虑到天窗日不同货物列车能运输的货物量不同，则重载铁路一年的货物运输量为：万吨。
由此得：=（2）优先等级：能力约束追踪列车间隔时间I，决定于同列车间隔距离，列车运行速度及车站，机务供电等能力限制，根据万吨列车和5千吨列车运行实际，在货物列车通过能力有效度系数为d的条件下，非天窗日，x小时天窗日，y小时天窗日的一昼夜能利用的时间分别为，，。
由此得约束方程为；；。
（3）优先等级：万吨级货车车辆限制设1万吨列车的车底周转时为，日均运用货车辆数与列车周转时间有关，装卸作业时间与列车中编挂的车辆数呈正相关关系。
神朔铁路扩能方案研究(交通运输规划与管理专业优秀论文)
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图１－２．３ １９９１—２００７神东原煤生产增长对比分析图
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从１９９６年开通，年其运量一直在按照１０％以上的增幅增加，在２００５年以前， 增幅一直保持在２４％以上，经过历次扩能改造，其能力逐渐得到释放和利用，到 ２００６年，增幅下降到１５．７％，２００７年刚达到预计的目标１０％，完成１１．４％的增幅。 运量的增加幅度随着线路能力的挖潜逐渐减小，也从另一个方面说明神朔铁路的 运力已经达到饱和，其变化趋势见图１．２．２。
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１．４ 神朔铁路在路网中的意义
大秦线是我国第一条以开行重载单元列车为主的双线电气化铁路，是为西煤 东运而修建的我国第一条运煤专用铁路，近年来随着我国国民经济的复苏，运量 突飞猛进，是全路主要干线中同比增长最高的。
SWOT分析在神朔铁路战略规划中的应用
WO 组合： 1. 强 化 战 略 落 地 ，优 化体制机制 2. 加 强 人 才 队 伍 建 设，增强外生动力 3. 加 强 信 息 化 建 设 ， 增强内部服务和外部 合作 4. 强 化 设 备 养 护 升 级，适应市场变化
能力
威 胁 T
1. 汽 运 发 展 势 头 迅猛 2. 外 部 物 流 质 量 提升较快 3.外部掣肘，投资 周期长 4. 其 他 物 流 通 道 威胁 5.产业结构调整
神华铁路是陕北、鄂尔多斯地区煤炭下水的最短 径路，是神华下水煤份额的重要保障。据测算，巴图 塔-黄骅港的运价率是各通道中最低，而神东、准格 尔矿区的煤炭输送径路中，通过神朔走大新口或通过
准池线走黄骅港仍然是运价率最低的径路，运距优势 明 显 。而 神 瓦 铁 路 建 成 后 ，神 木 至 日 照 港 的 运 距 为 1345km，而神木大柳塔至黄骅港的运距仅为 812km， 在地区煤源的竞争上仍具有运距优势。 3.1.5 企业改革优势
但从外部条件来看，随着国家供给侧结构性改革 的推进，煤炭在一次性能源消耗中的比重逐步下降， 而神华所在的“三西”腹地多条新建铁路抢夺资源，以 往运能不足的格局已经发生了根本性改变，未来将对 有限清洁能源运输展开激烈争夺。
从内部来看，企业面临的各种矛盾开始显现，以 往赖以生存的自产煤源随着开采年限的延长逐步减 少，煤源的保障能力开始下降；每公里用人达到 30 人 以上，以往“源于国铁、优于国铁”的人员、成本等优势 在逐渐丧失；人员缺口主要通过内部子弟及中专技校 毕业生等进行补充，外生动力不足；一些突出的矛盾 被良好的利润指标掩盖，计划不到位、责任不清、流程 不明、考核不严、组织混乱等现象成为企业长期发展 的桎梏。如何更好地应对内外部困境，跳出思维定式， 制定科学合理的企业发展战略，是神朔铁路未来能否
关于朔准铁路运输组织方案的思考
关于朔准铁路运输组织方案的思考陈建伟【摘要】朔准铁路的开通运营对于加大晋陕蒙交界产煤区煤炭外运,促进大宗货物公路转铁路运输具有重要意义.在阐述朔准铁路概况的基础上,分析朔准铁路集装能力和通道能力,从列车开行方案、机车运用方案、优化组织方案、配套保障方案4个方面对朔准铁路运输组织方案进行研究.分初期、近期和远期3个阶段制订列车开行方案和机车运用方案;从统筹定位通道功能、释放北同蒲通道能力等方面提出优化组织方案;从加快专用线建设、实施东榆林接轨、调整列车运行图等方面提出配套保障方案,以充分发挥朔准铁路运输能力.【期刊名称】《铁道货运》【年(卷),期】2019(037)004【总页数】4页(P5-8)【关键词】朔准铁路;货源运量;通道能力;运输组织;优化方案【作者】陈建伟【作者单位】中国铁路太原局集团有限公司调度所,山西太原030013【正文语种】中文【中图分类】U294.1朔准铁路(店坪南—红进塔)是国家“十二五”规划的重点工程，它的建成使我国煤炭主产地山西、陕西、内蒙古西部等地区的路网结构更加完善，有效解决准格尔、东胜煤炭外运能力紧张状况，为远景煤炭基地战略转移做好煤运大通道的准备，对于深化供给侧结构性改革，落实国家运输结构调整战略部署具有重要意义[1]。
1 朔准铁路概述1.1 概况（1）工程概况。
朔准铁路自朔州既有店坪站南侧的店坪南站引出，经山西省朔州市(朔城区、平鲁区)、忻州市(偏关县、河曲县)跨黄河，经陕西省府谷县，到达内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗红进塔站，新建线路全长214.495 km，全线共设车站14个。
（2）设计经济运量。
朔准铁路设计货流密度：红进塔—偏关近期上行3 850万t·km/km (煤炭3 520万t·km/km)、下行255万t·km/km；远期(2025年)上行5 000万t·km/km (煤炭4 390万t·km/km)；下行390万t·km/km。
神朔铁路运输能力分析
- 22 -CHINA RAILWAY 2015/12神朔铁路运输能力分析 刘凯强 等运营与维护朔铁路是我国继大秦铁路之后第二条西煤东运大通道，承担着神华自产煤炭和一小部分地方煤炭的外运任务。
正线全长270 km，西起陕西省神木县大柳塔镇，北与包神铁路相连，南与神延铁路相接，东至山西省朔州市，与北同蒲线接轨，在神池南与朔黄铁路相连，共计19个站区。
1 运输现状提高铁路运输能力的方法主要有加开列车对数和提高列车平均载重两种方法。
目前神朔铁路列车开行方案：每年非天窗日274 d，日开行111列（含58列万吨列车）；4 h天窗日69 d，95列（含40列万吨列车）；3 h天窗日22 d，97列（含42列万吨列车）。
神朔铁路运输能力分析刘凯强：中国神华神朔铁路分公司，助理工程师，陕西 榆林，719316周志龙：中国神华神朔铁路分公司，工程师，陕西 榆林，719316摘 要：2013年神朔铁路完成煤炭运量24 700.3万t，仍无法满足神华集团持续增长的运量要求，需通过提高平均载重提升运能。
结合神朔铁路煤源、装车能力、编组能力限制，计算2.8亿～3.2亿t列车开行方案，以期实现神朔铁路未来最大运能3.1亿t。
关键词：铁路运输；运行方案；平均载重；运输能力；有效度系数中图分类号：U294.1 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2015）12-0022-03神 Copyright©博看网 . All Rights Reserved.- 23 -CHINA RAILWAY 2015/12神朔铁路运输能力分析 刘凯强 等根据运输方案，计算其通过能力有效度系数，公式如下：d = n 万吨 I 万吨+ n 小列 I 小列 ， （1） 1 440-t 客式中：d 为有效度系数；n 万吨为每天万吨列车开行数量，开行方案非天窗日运输方案；I 万吨为万吨追踪间隔，取13 min；n 小列为每天小列开行数量，开行方案参照非天窗日运输方案；I 小列为小列追踪间隔，取10 min；t 客为客车运行占用时间，取46 min。
神朔线神木北站扩能建议
神朔线神木北站扩能建议摘要：神朔线是西煤东运的主要通道之一，神木北站是该线主要客货运车站和编组站，2008年计划运量1.8亿t，现有行车设备和作业方式已不能满足运量日益增长和发展的需要。
针对现有设备存在问题，提出增加和延长线路、改善咽喉结构、改变行车组织方式等扩能建议。
关建词：神木北站；设备；通过能力；建议1 神木北站设备及作业现状神朔线是西煤东运的主要通道之一，神木北站是该线主要客货运车站和编组站，车站设正线3 条;到发线11条（1～7道为空车线、8～13 道为重车线、1 4 道为机车走行线）;调车线4 条（15～18 道）;整备线1条（整1）现存放通勤车底;扣修车停留线5 条（B1～B5，B5 为救援列车停留线）;材料线2 条（材1、材2）;牵出线 4 条（牵1 为调车场南端牵出线、牵 2 为车辆段牵出线、牵 3 为调车场北端牵出线、牵4 为连接电务段、供电段）;专用线 1 条;段管线4 处（机务、供电、电务、车辆），调车机车2 台（甲调、乙调）。
车站设备等情况如图 1 所示。
图定经由神木北站的货物列车65 对，旅客列车 1 对。
2005年6月神木北站实际日均接发列车7 4对，其中无调中转列车35 对; 有调中转列车39 对;旅客列车2 对。
日均调车138钩、1 072辆。
2 神木北站的能力分析2.1 技检作业时间长神木北站一班作业中有列检7个小组，其中空车组3 个、重车组2个、简便组 2 个，《行车组织规则》规定到达与始发列车的技术检修时间原则上合计为1 小时（不包括摘挂机车时间）。
其中到达列车35min;始发列车25 min;无调中转列车为35 min;有调中转列车为40 min。
按实际车流量12 分钟到达2 列、技检梯形作业计算，1 小时空车线将全部被占用，1 小时20分钟重车线将全部被占用，只能发出1 列、接进1 列，由于技检作业时间长，影响到发线利用率和车站通过能力。
2.2 到发线通过能力不足2008年神木北站计划运量1.8亿t ，因此必须保证日均接发列车238 列才能完成，现有的作业方法及线路数量已无法满足作业需要。
浅析TMIS在神朔铁路运输生产中的应用
浅析TMIS在神朔铁路运输生产中的应用神朔铁路是连接陕西神木和山西朔州的干线铁路，全长约244公里。
它是我国西北地区的重要铁路干线，承担着重要的输煤和货物运输任务。
在这条铁路的运输生产中，TMIS 的应用起着至关重要的作用。
TMIS在神朔铁路运输生产中的应用对运输过程进行全面监控。
通过信息技术手段，铁路管理部门可以对列车的实时运行情况进行监控，包括列车的实时位置、运行速度、到站时间等信息。
这不仅可以帮助管理者实时掌握列车的运行情况，还可以及时发现和解决运输过程中的问题，确保运输任务的顺利进行。
TMIS可以对运输资源进行合理调度和利用。
通过TMIS系统对铁路运输资源进行统一管理和调度，可以提高资源利用率，降低物流成本。
可以根据实时的货物需求和运输能力进行智能调度，使得运输资源得到最大程度的利用，提高了运输效率。
TMIS系统还可以为运输生产决策提供重要依据。
通过大数据分析和挖掘，TMIS可以帮助管理者了解运输生产的各项指标和参数，帮助他们进行决策。
可以根据历史数据对未来的运输情况进行预测，从而制定更加科学合理的运输计划；也可以通过对成本、收益等数据的分析，帮助管理者制定更加合理的运输策略。
这些都为运输生产的决策提供了有力支持。
值得一提的是，TMIS在运输生产中的应用可以提高运输的安全性和可靠性。
通过对列车运行情况的实时监控和预警，可以及时发现和排除潜在的安全隐患，保障运输的安全可靠。
这对于神朔铁路这样重要的干线铁路来说，具有非常重要的意义。
TMIS在运输生产中还可以提高服务质量。
通过信息化手段，可以提高整个运输过程的信息透明度和可追溯性，使得客户可以随时了解到货物的运输情况。
这有利于提高客户满意度，提升神朔铁路的竞争力。
TMIS系统的应用还可以提升管理效率。
通过信息化手段，可以实现运输业务的自动化管理和智能化运营，极大地减轻了管理部门的工作负担。
对于神朔铁路这样的大型铁路来说，这对于提升管理效率、降低管理成本具有重要的意义。
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基于目标规划的神朔铁路运行方案运输能力分析
发表时间：2019-01-07T11:34:13.030Z 来源：《基层建设》2018年第34期作者：卢天骄[导读] 摘要：铁路的运行方案在不同的天窗期所能满足的运量目标，除了考虑铁路线路的通过能力，还要考虑机车约束、不同的货物列车约束等因素。
兰州交通大学交通运输学院甘肃兰州 730070摘要：铁路的运行方案在不同的天窗期所能满足的运量目标，除了考虑铁路线路的通过能力，还要考虑机车约束、不同的货物列车约束等因素。
为求得满足这些目标问题的运输方案满意解，分析现行运行方案能否满足运输目标，根据这些目标问题的优先级不同，运用目标规划模型求解分析。
关键词：目标规划：神朔铁路：运输能力：重载铁路 1 引言
2015年，神朔铁路达到年运量2.17亿吨，未来期望最高运能3亿吨。
需根据铁路线路的能力、机车以及车辆等约束计算铁路线路能满足的最大运量，并通过分析数据，解决提升重载铁路最大运量这一问题[1，2]。
2 模型的建立
2.1基于目标规划的铁路运行方案运输能力模型首先建立四个优先等级。
1.神朔铁路线年运输货物量不得少于G亿吨，取历史最高量和规划最大量。
2.列车通过能力有效度系数不得少于x%。
3.车辆使用的台数日不得超过N1辆。
4.机车使用的台数日均不超过M台。
设某重载铁路上在非天窗期和h天窗日和h天窗日上每天分别开行万吨级货物列车，，列，五千吨级货物列车，，列。
据此可用目标规划建模如下：
=
（非天窗期）
（h天窗日）
（h天窗日）
（非天窗期）
（h天窗日）
（h天窗日）
2.2 变量说明
本文使用的符号变量如表1所示表1 符号变量与含义
2.3 约束
条件说明
（1）优先等级：运量目标
重载铁路专线要求年货运量不少于G亿吨，则年货运量不应少于万吨。
通常重载专线的货源充足，货流波动极小，故K可以忽略。
考虑到天窗日不同货物列车能运输的货物量不同，则重载铁路一年的货物运输量为：万吨。
由此得：
=
（2）优先等级：能力约束
追踪列车间隔时间I，决定于同列车间隔距离，列车运行速度及车站，机务供电等能力限制，根据万吨列车和5千吨列车运行实际，在货物列车通过能力有效度系数为d的条件下，非天窗日，x小时天窗日，y小时天窗日的一昼夜能利用的时间分别为，，。
由此得约束方程为
；
；。
（3）优先等级：万吨级货车车辆限制
设1万吨列车的车底周转时为，日均运用货车辆数与列车周转时间有关，装卸作业时间与列车中编挂的车辆数呈正相关关系。
故实际万吨列车每天编成列车数为，得第5个约束方程为。
（4）优先等级：机车约束
设机车平均全周转时间为S小时，则需要机车系数为，为牵引1对列车所需要的机车台数。
查阅相关资料可知，1万吨列车需由2台机
车牵引，5千吨列车需由1台机车牵引，对于非天窗期有，以此类推，由此得约束方程为：
（5）优先等级：五千吨级货车车辆限制
设5千吨列车的车底周转时间为，列车编挂五千吨级货车的车辆数为，同优先级分析，可知实际5千吨列车每天编成列车数为
，得第9个约束方程为。
3 案例分析
3.1 案例简介
神朔铁路目前管内19个车站，其中万吨列车车站6个，有效长1730 m，考虑神朔铁路站场、线路、供电能力及机车牵引等因素，目前列车编组方案主要有两种：66辆C64型车辆，载质量4158 t；116辆C80型车辆，载质量9280 t，此外总牵引机车总数达到278台。
目前神朔铁路列车开行方案每年非天窗日274 d，4 h天窗日69 d，3 h天窗日22 d。
3.2 参数标定
根据本文所给出的神朔铁路相关资料，以及查阅相关文献，可得各项参数如下：
（1）天窗时间根据现行的神朔铁路运行方案知一年中无天窗日，x 小时天窗日，y 小时天窗日的时间分别为274天，4h 天窗日69天，3h 天窗日22天。
（2）平均载重系数：查阅主要参数技术表可知，C80货车自重20t ，载重80t ，货车总重100t ；C64货车自重22.5t ，载重61吨，总重
83.5t 。
平均系数为列车净重和总重之比。
故C80货车平均载重系数为=0.8，故C64货车平均载重系数为=0.73。
（3）列车追踪间隔时间：由现在的神朔铁路货物列车运行实际，1万吨和5千吨货物列车的列车追踪时间分别按13 min 和10min 计算。
（4）货物列车编成车辆数：1万吨和5千吨货物列车需要116辆C80和66辆C64。
（5）车底周转时间：1万吨和5千吨货物列车的车底周转时间分别为2天和3天。
（6）日均使用货物列车台数限制：由现行方案知，设给定C80货物列车台数限制为15500，给定C64货物列车台数限制为13000。
（7）运输目标G ：分别取2014年神朔铁路历史最高运量25000万吨，神华公司期望的神朔铁路最大运量30000万吨目标求解。
（8）火车通过能力有效度系数d ：由现行的神朔铁路运输方案，计算其通过能力有效度系数，公式为，计算得d=92.54%，为计算方便这里取93%。
（9）每天接触网及线路设备综合维修施工天窗平均时间，：由现行神朔铁路一年运输方案，知有3h 天窗日和4h 天窗日，此时
取为180，为240。
（10）客车运行占用时间：根据现在运行方案，取客车运行占用时间为46min 。
（11）日均使用机车数限制：查阅相关文献知现在的机车保留量达到278台。
（12）需要机车系数：由机车平均全周转时间S 小时，则机车需要系数，查阅相关数据得S=21，则机车系数=7/8。
将上面参数带入式（1）可得本例的目标规划模型。
（为计算方便取整数） =25000
3.3模型求解
使用cplex12.6计算得出本目标规划的满意解如表2所示。
（因为3亿吨目标大于实际运行能力，故以不同方案满足不同的优先目标）
3.4数据分析及建议
通过分析结果可以看出，要想提高总体运量，首先要解决的问题便是提高C80货车车辆数量，以确保万吨列车开行数量。
而要想达到年运量3亿万吨的最大水平，可以通过改善铁路站场，线路，供电能力和机车牵引等因素，增开行2万吨级货物列车来提高列车总体通过能力。
4 结语
重载铁路的运行方案可以归结位一个具有优先级次序的多目标问题，通过建立目标规划模型，利用相关运筹学软件计算出目标规划问题。
决策者可以通过计算结果得出神朔铁路重载线路如果要增大货运量，目前最需改进的优先目标，从而为正确决策提供条件。
参考文献：
[1]彭其渊，王慈光主编，何华武主审.《铁路行车组织》第二版[M].北京：中国铁道出版社，2014：334-350
[2]王慈光.目标规划在铁路重载运输组织中的应用[J].成都：西南交通大学学报，Hawe G I，Sykulski J。