铁路行车组织
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典型工作任务2 车站的运输设备及其运用认知

教学目标

1.能力目标

了解车站运输设备的用途及运用方法;理解列车编组计划对于车站调车作业组织的重要作用。

2.知识目标

了解铁路线路按其功能划分为不同的车场;掌握车流组号概念、依据列车编组计划划分车流组号的方法和调车场线路的固定使用及活用方法。

3.素质目标

认识技术站运输设备的运用方法应当与其担负的作业任务相适应。

相关理论知识

为了完成列车和车辆的各项技术作业,保证客货运输任务的完成,车站根据其技术作业特点和作业量的大小配备相应的技术设备。在各站的《车站行车工作细则》(以下简称《站细》)中对于本站设备都有详尽的描述,其内容主要包括线路、调车设备、信号、联锁、闭塞、通信、照明、供电、给水、信息管理、客货作业设备等。

一、车站的运输设备

1.线路

铁路线路分为正线、站线、段管线、岔线、安全线及避难线。

正线是指连接车站并贯穿或直股伸入车站的线路。

站线是指到发线、调车线、牵出线、货物线及站内指定用途的其他线路。

段管线是指机务、车辆、工务、电务、供电等段专用并由其管理的线路。

岔线是指在区间或站内接轨,通向路内外单位的专用线路。

安全线是为防止列车或机车车辆从一个进路进入另一列车或机车车辆占用的进路而发生冲突的一种安全隔开设备。

避难线是在长大下坡道上能使失控列车安全进入的线路。

编组站、区段站和其他线路较多的车站,可根据线路的用途按线群划分车场。车场一般分为下列几种:

(1)到达场:办理接入到达解体列车作业的车场。

(2)出发场:办理编组始发列车作业的车场。

(3)到发场:兼办列车到达与出发作业的车场。

(4)直通场:办理无改编中转列车作业的车场。

(5)调车场:办理列车的解体与编组作业、集结各去向出发车流和到达本站作业车的车场。

(6)编发场:兼办列车编解、车流集结与出发列车作业的车场。

(7)货场:专门办理货物装卸作业的车场。

为了保证作业安全、提高作业效率,车场内的线路应指定固定的用途,并将其纳入《站细》,在日常运输生产中按照线路的用途使用线路。

2.调车设备

(1)固定调车设备

车站用于调车的固定设备有两类,即驼峰和牵出线。

①驼峰

驼峰是利用车辆本身的重力并辅以机车推力,主要用以分解车列的调车设备,按其技术设备和制动工具的不同,分为简易驼峰、非机械化驼峰、机械化驼峰、半自动化驼峰和自动化驼峰。

a.简易驼峰

大多利用原有牵出线平地起峰,因而推送坡较陡、峰高较低(1.5~2.0m),只设一股推送线和一股溜放线,道岔采用电气集中或人工就地操作,峰下不设制动位,采用铁鞋制动。这种形式的驼峰设备简单、投资省、见效快,比牵出线解体能力有了较大的提高,曾在我国广泛采用,但安全性和作业效率都难以保证,现已逐步淘汰。

b.非机械化驼峰

非机械化驼峰到达场标高高于调车场,道岔采用电气集中或自动集中,溜行车组的速度和间距依靠驼峰线路平、纵断面的变化调整,峰下未设车辆减速器,调车场内采用人工下铁鞋或人力制动机制动。

c.机械化驼峰

道岔控制采用驼峰自动集中,在峰下咽喉区设有两组人工控制的减速器,分别称为第一制动位和第二制动位,用于控制车辆溜行速度、调节车组间隔、车场股道采用人工下铁鞋调速。

机械化驼峰的纵断面和调车场头部平面的设置比较合理,能够保证难行车在最困难条件下溜到难行线的计算点,在使用减速器条件下能在前后车组最不利的排列时,仍可保证必要的安全间隔。机械化驼峰在分解车列时,通常以5km/h左右的速度定速推峰。

d.半自动化驼峰

半自动化驼峰是在机械化驼峰的基础上装设了半自动控制设备,调车线内安装两级制动位、测重、测速及测长等设备。在分解列车时,测重、测速、测长等设备自动显示所得数据,作业人员根据这些数据给定各个制动位车辆减速器的出口速度,半自动控制系统据此自动控制车辆减速器,使溜行车组的速度达到人工给定的出口速度,安全地停留在指定的调车线上。由于车辆减速器的出口速度是人工给定的,而车辆减速器的制动和缓解是由控制系统自动控制的,所以称为半自动化驼峰。

e.自动化驼峰

采用道岔自动集中,在驼峰溜放部分和调车场内线路上设有各种类型的调速工具,实现了驼峰进路、车列推送速度和车组溜放速度的自动控制,利用计算机和进路储存式道岔自动集中设备实现解体调车钩计划的自动传递、进路命令自动储存,进行溜放进路命令的传递与跟踪,对溜放过程进行监测,利用自动测速、测重、测阻、测风、测温、测长设备和驼峰机车无线遥控及推送速度自动控制装置,自动调整推峰速度和车辆溜行速度。

自动化驼峰调车场由于实现了进路自动控制和车辆溜放全过程的自动控制,能够实施变速溜放,保证车组安全连挂,因而具有更高的作业能力。

②牵出线

牵出线是供调车机车牵出车列进行解体、编组等调车作业的线路。纵列式车站的牵出线设在调车场尾部,与出发场相连;横列式车站的牵出线则设在调车场的一侧或两侧,并与到达场和出发场相连。

牵出线调车是我国铁路目前最基本的调车方式,即使在设有驼峰的车站上,车列编组和转线、车辆摘挂和取送等作业也要利用牵出线进行。

牵出线有平面牵出线和坡度牵出线之分。我国铁路车站上设置的是平面牵出线。

(2)活动调车设备

①调车机车

调车机车是专门用于调车作业的机车,一般采用液力传动或电力传动内燃机车,其工作特点是频繁地起动和停车。因此,调车机车应具有足够的黏着重量和较大的起动加速度,便于通过道岔及半径较小的曲线,司机室的设置须便于反复换向。因此,这种机车的车身较短,且为外走廊结构,单司机室,启动牵引力较大,但最大运行速度较低。

②无线调车灯显设备

进行调车作业时,应采用无线调车灯显设备(机车摘挂、转线等不进行车辆摘挂的作业,列车在到达线路内拉道口、直接后部摘车除外),并使用规定频率,其显示方式须符合有关要求。无线调车灯显设备应与列车运行监控装置配合使用。

无线调车灯显设备具有调车作业指令无线传输功能,能将调车指挥人通过专用电台发出的调车指令以不同颜色的灯光显示在机车控制器上,指挥机车乘务员、调车组作业(通过语音合成技术,在将调车指令显示于机车控制器的同时,辅以语音提示),还具有调车组、机车乘务组及调车领导人之间通话功能。为防止信号的串扰,每套无线调车灯显设备都有自己固定的频点,同一调车组人员所使用的每部电台均有相应的编码,当某一制动员发出紧急停车指令后,只有该制动员发出解锁指令才能解锁,其他任何人的指令均不可能使其解锁。另外,当调车长按压电台指令键后,发生调车长电台故障或电力不足等情况,造成不能发出指令时,机车控制器可测出上述故障,同时自动发出“故障停车”的指令。该设备可与列车运行监控装置连接,将各种调车指令转换为列车运行监控装置控制机车作业的数据、指令。该设备还具有数据采集和记录系统,可以记录调车指令的内容、发出时间,采集调车速度,以便分析作业情况。

3.信号、联锁和闭塞设备

信号是指示列车运行及调车作业条件的命令;联锁设备是车站范围内用以保证行车和调车安全,实现信号机、道岔、进路之间联锁关系的设备;闭塞设备用以确定列车占用区间的顺序,以保证行车安全。

(1)信号设备

信号装置分为信号机和信号表示器两类。

信号机按类型分为色灯信号机、臂板信号机和机车信号机。信号机按用途分为进站、出站、通过、进路、预告、接近、遮断、驼峰、驼峰辅助、复示、调车信号机。

信号表示器分为道岔、脱轨、进路、发车、发车线路、调车及车挡表示器。

(2)联锁设备

在车站,列车的进站、出站和通过以及调车车列运行的径路,称为进路。通常,在进路的始端,设有信号机进行防护,以表示进路的特征并指示是否准许列车或调车车列进入该进路。为了保证列车和调车车列在进路上运行的安全,车站范围内的信号机与其防护的进路上的道岔、进路的占用状态,防护其敌对进路的信号机和相关道岔之间都具有相互制约的关系。这种相互制约的关系称为联锁。为了实现联锁关系而安装的技术设备称为联锁设备。

目前我国铁路主要采用集中联锁(计算机联锁和继电联锁),只有极少数运量不大的岔线车站采用非集中联锁(色灯电锁器联锁和臂板电锁器联锁)。

编组站、区段站和电源可靠的其他车站,采用集中联锁。列车调度指挥系统(TDCS)和调度集中系统(CTC)区段,车站应采用集中联锁。

集中联锁设备应保证:当进路建立后,该进路上的道岔不能转换;当道岔区段有车占用时,该区段的道岔不能转换;列车进路向占用线路上开通时,有关信号机不能开放(引导信号除外);能监督是否挤岔,并于挤岔的同时,使防护该进路的信号机自动关闭,被挤道岔未恢复前,有关信号机不能开放。集中联锁设备,在控制台(或操纵、表示分列式的表示盘及监视器)上应能监督线路与道岔区段是否占用、进路开通及锁闭,复示有关信号机的显示。

非集中联锁设备,应保证车站值班员能控制接、发车进路和信号机的开放与关闭,在控制台上应有接、发列车的进路开通表示;采用色灯电锁器联锁时,还应有进站信号机的开放、关闭和出站信号机、引导信号的开放表示;到发线设有轨道电路时,应有到发线的占用表示。

(3)闭塞设备

在正常情况下,列车运行采用区间(或闭塞分区)间隔行车的方法,即同一时间同一区间(或闭塞分区)内的一条正线上,只准许一个列车运行,以防止同向列车追尾或对向列车正面冲突。使列车间保持一定间隔安全运行的设备称为闭塞设备。

我国铁路现行的闭塞设备主要有自动闭塞、自动站间闭塞和半自动闭塞三种。

4.信息处理设备

随着现代科学技术在铁路上的广泛应用,我国铁路车站已经实现了信息处理与生产管理的自动化,包括列车确报系统、车号自动识别系统、车站货车追踪系统、作业计划编制系统和18点统计信息系统等。

二、车站调车机车和调车场线路的运用方法

在有两台及以上调车机车作业的车站,机车分区作业、调车场线路固定使用是我国铁路采取的保证调车作业安全、提高调车作业效率的基本策略。

(一)车站调车区

在调车作业繁忙、配线较多、需要两台及以上调车机车作业的车站,为保证作业安全、避免相互干扰,可以把车站的线路划分为几个调车区、为每台调车机车指定固定的作业区域。为每台机车划分的固定作业区域称为调车区。正常情况下,每个调车区只允许一台调车机车作业(驼峰采用双推单溜或双推双溜方案者除外)。

1.调车区的划分

可按车场配置和调车作业任务划分:

(1)对于调车作业互不干扰,设有牵出线和一定数量调车线的独立车场,可单独划区管理,例如货场调车区。

(2)两端均设有牵出线的横列式车站,可横断车场划区。横向划区时,两调车区之间应设立不少于20m的安全区。为了保证重点和适应不同作业的需要,通常把分界线划在靠近担负编组或辅助工作的一端,尽量使担负解体或主体调车一端保有较长的线路。作业时两端均可向同一线路溜放、推送和连挂,但均不得侵入安全区,越区作业时,要得到对方的同意;或以一端为主、另一端为辅,并根据具体情况在《站细》中规定分界车组:在空线上,只准许主端作业,辅端必须事先取得主端同意并在主端停止作业之后才能进行作业;当线路上停留车辆时,两端均可向该线作业,但不得触动分界车组,如须连挂或推动分界车组时,须征得对方同意,此时相对方向应停止该线作业。

(3)在到达场、调车场、出发场纵列配置的车站,可在调车场的适当位置划界,将到达场和驼峰头部划分为解体调车区,而将峰尾和出发场划分为编组调车区;在采用双推双溜驼峰作业方案的车站或峰尾有两条及以上牵出线时,通常纵向划分调车区。

没有做好防护,不准放行越区车。调车机车越区作业的联系和防护办法,应在《站细》中明确规定。

调车工作要固定作业区域、线路使用、调车机车、人员、班次、交接班时间、交接地点、工具数量及存放地点,便于工作人员熟悉情况,保证作业安全。

2.越区作业的要求

越区作业是指调车机车由本调车区到其他调车区进行的调车作业。越区调车影响到其他调车区的作业,如果没有做好联系和防护可能危及行车安全。因此,要求调车机车在越区作业时,两区调车领导人之间必须事先做好联系,作出调车作业书面计划,下达给参加调车作业的有关人员,并做好防护。没有做好联系和防护,不准放行越区车。

越区作业要做好以下工作:

(1)越区作业前,调车领导人先将越区的时间、地点、辆数及有关事项,与进入调车区的调车领导人联系,取得同意后,再向本区有关人员布置;

(2)越出、进入或经由调车区的信号员或扳道人员,应按本调车区调车领导人的布置,停止相抵触的作业,确认线路空闲,并准备进路;

(3)越出区的信号员或扳道员,在接到进入区进路准备妥当的通知后,方可通知本区调车指挥人指挥越区作业;

(4)划分调车区的车站,不论有无固定信号设备,均应制定越区作业的联系办法,纳入《站细》。作业时,必须按照《站细》中的有关规定办理。

(二)调车场线路的固定使用和活用

调车场是用于集结出发车流和到达本站作业车流的车场:在到达场完成到达作业的终到列车中编挂的车辆和从货物作业地点、车辆检修地点取回的车辆经驼峰或牵出线解体进入调车场集结;调车场中集结满重或满长的车列由尾部牵出线编组成列车转出发场出发,调车场内集结的本站货物作业车和检修车按照车辆取送计划由取送调机送作业地点。

为了提高作业效率,应当统筹安排车站的调车作业,解体照顾编组、方便取送,取送为编组供流。为此,我国技术站普遍施行调车场线路固定使用和活用的调车作业组织方法。

1.车流组号的划分

在列车编组计划中,对列车编成站规定的,其出发重车流的一个到达站及其中转范围称为该站的一个车流组号。显然,同一技术站各车流组号包含的车流内容不能有重复,并且同一技术站所有车流组号包含的全部车流内容必须覆盖全国路网除本站以外的所有营业站。例如,天水站在路网中的位置和列车编组计划如图2-2-1和表2-2-1所示。图中给出的摘挂列车作业站范围是区段内两端办理货运业务的第一站。

图2-2-1 天水站在路网中的位置

表2-2-1 天水站列车编组计划

列车编组计划规定天水区段站开行至宝鸡东的区段列车和摘挂列车、至兰州北的区段列车和摘挂列车,共4个列车到达站。

开行到宝鸡东的两个列车到达站:区段列车编组内容为“宝鸡东及其以远”;摘挂列车的编组内容为“社棠—福临堡间”,编组要求为“到站成组”,可以用区段车流补轴。

天水开往兰州北、编组内容为“兰州北及其以远”的列车到达站,由于规定“准机次成组加挂陇西、骆驼巷卸的重车流,甩车站用兰州北及其以远和空车补轴”,因而该到达站的列车需要在陇西站进行改编,相当于把两个区段列车到达站衔接起来,所以不算直通列车。“骆驼巷卸”重车作为加挂车组可以作为一个组号单独集结。如果线路富裕,“陇西卸”重车也可以作为一个组号单独集结。

天水—兰州北摘挂列车编组内容为“南河川—鸳鸯镇间”,编组要求为“站顺”,可以加挂区段车流“陇西及其以远”。该到达站的列车需要在陇西站整编。根据陇西站的列车编组计划,列车从陇西站出发时的编组内容为:“1.云田乡—兰州东间站顺;2.兰州北及其以远。”所以,该摘挂列车到达站,实际上是考虑到天水—陇西和陇西—兰州北两个区段有比较密切的车辆交流,而将两个区段的摘挂列车到达站衔接起来。

可以看出,天水站的出发重车流可以划分为以下6个组号:

(1)宝鸡东及其以远;

(2)社棠—福临堡间(东摘挂车流);

(3)兰州北及其以远

(4)陇西及其以远;

(5)南河川—鸳鸯镇间(西摘挂车流);

(6)骆驼巷卸。

由于全国路网的环状结构,该站“宝鸡东及其以远”和“兰州北及其以远”两个组号范围的划分,需根据《全国环状车流径路图》和《全国车流特定径路》文件加以确定。

2.调车场线路专门化

为了提高列车编组作业的效率,把列车的解、编作业有机地结合起来,车站的出发重车流应按列车编组计划规定的组号、空车按车种、作业车和扣修车按装卸或检修地点集结,而且每一组号的重车流和各车种的空车流在编组场内都应有固定的集结线路。为保证作业安全,装载爆炸品、气体类危险货物的车辆必须有专门的停留线路,不能与其他车辆混合集结。

调车场的每一条线路都分配有固定的用途称为调车场线路专门化。

调车场线路固定使用方案在《站细》中明确规定,是车站组织运输生产的一项基础性制度。只有当列车编组计划或车站的到发车流、运输设备发生了重大变化,原先的线路固定使用方案已不能适应新的情况,需要调整时,才加以修改。

调车场线路的主要用途是按照列车编组计划规定的编组去向集结车辆,其次还要集结空车、本站到卸重车、扣修车及场间交换车等。

(1)确定调车场线路专门化的依据

①本站作业车、扣修车、空车集结及装载爆炸品、气体类危险货物车辆所需要的线路数γ

②列车编组计划规定的编组到达站数、车流组号数及车流强度;

③各组号车流的车辆基本走行性能,难行车、易行车比例;

④调车场的线路数、各线容车数及平、纵断面;

⑤调车场与到、发场及货物作业、车辆检修地点的相对位置及径路。

(2)确定调车场线路专门化的方法

调车场线路固定使用方案的确定一般分两步进行,即先确定各种用途应分配的线路数,然后为调车场的每一条线路选定具体用途。

①确定各种用途应分配的线路数

a.计算可供集结各组号出发重车流使用的线路数

γ

式中 γ——调车场中可用来集结各组号出发重车流的线路数;

γ——调车场全部线路数;

γ——集结本站作业车、扣修车等地方车流和空车及装载爆炸品、气体类危险货物车辆所需要的线路数。

b.为各组号车流分配线路数

当调车场线路比较充足时,每一组号可固定一条线路,个别车流强度特别大的组号拨给两条或多条线路,摘挂列车每一方向划给一条线路。

在一般情况下,调车场线路数都不够富余,一些组号的车流必须合并使用线路。这样,在编组列车时,就会产生挑选车组的重复分解作业。调车场线路固定使用的方案应当使这种额外的改编作业量减少到最低限度。显然,应当单独集结车流量较大的组号、合并集结车流量较小的组号。在一条线路上混合集结的组号数量不能太多,以两个车流量较小的组号为宜,一般不要超过三个,否则将会引起多次重复分解,降低作业效率。

确定了各种用途应分配的线路数以后,还需要将其与编组场的具体线路联系起来。

②为调车场每一条线路选定用途

固定调车场线路的用途主要从以下几个方面考虑:

a.避免调车作业干扰

当调车场尾部有两条及以上牵出线时,各作业区的编组、转场、车辆取送等作业应避免相互干扰;

b.均衡各牵出线的作业负担

调车场尾部有两条及以上牵出线时,应使每一编组调车区的作业量大致相等,避免忙闲不均或机车去外区取车的作业干扰和延误。例如尾部有两条牵出线时,可将调车场尾部和出发场纵向划分为上行编组区和下行编组区,由两台编组调车机分别担任上、下行出发列车的编组任务,车流量较小的牵出线可另分配部分取送工作以均衡作业负担。

c.线路长度与车流强度相适应

列车重量标准和车流量较大的的组号尽可能拨给位于中间的线束中容车数较大的线路,以便于编组和转场;而车流量较小的组号则配给容车数较小、作业条件相对较差的线路。

d.照顾车辆走行性能

把经过曲线和道岔较少的易行线分配给难行车比重较大的组号,防止因车速过低而形成堵门车影响车列溜放或形成过多的“天窗”不得不增加整场次数。

e.方便车辆编组、转场、取送等作业

同一组号的车流分配了两条及以上集结线路或一个列车到达站包含集结在不同线路上的两个及以上组号时,应选择同一线束的相邻线路集结这些车流,以减少取车的走行;场间交换车停留线要固定在便于转场的线路上;将到卸重车和检修车分配在靠近其作业地点、取送径路顺畅的线路上集结。

f.有利于作业安全

装载爆炸品、气体类危险货物及超限货物的车辆宜停留在比较偏僻,对其他线路影响较小,有利于保证安全的线路;站修线则应安排在线间距较宽、靠近车辆段或站修所的边线。

以天水站为例,该站为二级二场纵列式区段站:Ⅰ场为上行直通列车到发场;Ⅱ场1~8道为下行直通列车、上下行方向区段列车和摘挂列车到发线,9~17道用作调车场,其站线固定使用方案如表2-2-2所示。

表2-2-2 天水站Ⅱ场线路固定使用方案

续上表

该站在调车场中:为停放地方车流(到卸重车、检修车)和装载危险品的车辆划出了3条线路(9、16、17道);宝鸡东及其以远流量较大,拨给2条线路,且分配在同一线束的相邻股道;东摘挂车流和兰州北及其以远各分配一条线路;流量较小的西摘挂车流和区段车流陇西及其以远车流合并使用一条集结线路。

3.调车场线路的活用

调车场线路固定使用,使车站的解、编、取送井然有序,提高了编组和取送作业的效率,因而车列的解体工作必须按照调车场线路固定使用的方案进行。

但是,另一方面,车站的到达车流及货物作业和车辆检修地点取回的转场车流的去向和数量分布不是一成不变的,调车场线路固定使用的方案不可能完全适应每天各阶段的作业情况,需要实时做出调整。实践证明,我国铁路长期采用的“定而不死、活而不乱”的调车场线路使用原则能较好地适应车流的日间波动。

在日常工作中,遇下列情况,可临时活用线路:

(1)某一车流组号的固定集结线路满线

此时,为继续溜放可借用线路长度尚有宽余的邻近线路。借用线路时,应尽量借用空线或停留车辆较少的线路,避免混线车流与本线车流插花集结、过多地增加额外改编工作量,还要考虑后续到达车流的情况,防止连环借用线路。

(2)为方便峰尾编组作业

解体照顾编组,例如,对于包含两个及以上组号车流的列车到达站,在不影响驼峰解体和车流不混的条件下,可以在一个组号的集结线路上溜入另一组号的车流,以免去编组时去另线挂车的作业,或利用空线为峰尾送去编组列车急需的车流。

线路数量比较宽裕的编组站也可以划出几条线路不固定集结去向,在日常工作中根据具体情况机动使用。

活用线路弥补了调车场线路的不足,方便了编组作业,但如有不慎也容易引起混乱,所以只是一种临时性措施。一旦条件允许应立即恢复线路的固定使用,做到不混线。如在交班前不能恢复时,应在交接班登记簿上明确记载,并向接班人员交代清楚,以防发生误编、误送。

近年来,许多编组站不再硬性要求活用后恢复线路固定使用,而是采用“线路活用表”记录线路活用的情况,继续溜放时按“活用表”规定的线路用途集结车辆。例如天水站《站细》规定12道集结兰州北及其以远车流,如到达车列解体时12道已满线而14道空闲,此时可以将兰州北及其以远车流分解到14道,此后12道因集结的车辆编组成出发车列转出发场而空闲后,可以修改“线路活用表”为:14道“兰州北及其以远车流”,而12道为“宝鸡及其以远”,待方便时再转回原固定使用。这样做可以避免或减少恢复线路固定使用的额外调车作业。

但是,由于不同去向列车的编成辆数可能不同、调车场线路的有效长、调车径路及车辆在其上运行的基本阻力也可能不同,这种线路固定使用的置换应当受到一定的限制,需要事先在《站细》中规定哪几条线路之间可以相互替换,而与其他线路的用途则不能互换。

复习思考题

1.车站划分调车区的目的是什么?怎样划区?

2.什么是车流组号?车站出发车流组号依据什么确定?

3.调车场线路固定使用的原则是什么?怎样活用?