民营科技2012年第7期科技论坛关于重载铁路线空车调整方法的浅谈
张世范
（哈尔滨南站，黑龙江哈尔滨150001）
1概述
空车调整是为了合理分布运用车和保证装车需要而进行的车流调整。为了保证运输过程的连续性，必须组织空车源源不断地送到装车地，从而合理有效地实现将卸车数大于装车数地区（路局、车站）所产生的多余空车配送到装车数大于卸车数的地区去。
在铁路网中，在非重载线路上运行的车辆一般为全路通用，而重载线路的车辆大部分为线路专用；半封闭式重载铁路车流在空间上表现为明显的重空车方向，即重车卸空后通过原线路回空到装车点进行装车作业，所以半封闭式重载线路的空车调整问题与非重载线路有较大区别，其空车调整问题就有必要作为重载铁路运输组织理论的一个专题进行研究。
2空车调整国内外研究现状
空车调整是为了合理分布运用车和保证装车需要而进行的车流调整，目的在于提高保证装车的稳定性和不间断地均衡地完成装车任务。我国铁路的空车调配一直保持着传统的计划形式。由于我国铁路空车资源不足，在日常的空车调配中，空车的流向是有比较严格的计划安排的。在这种背景下，国内的专家和学者在研究空车调配问题时往往是从技术计划的角度出发，通过对模型的改进和求解方法的设计来实现整个路网的空车配送。我国传统的空车调整计划制定方法为“分层次法”，是一种通过编制空车平衡调整图求解空车调整优化问题的图解法。近年来，我国学者己开始研究铁路重、空车流组织的综合优化问题，施其洲建立了路网重、空车流径路优化的多目标线性规划模型，林柏梁和牛惠民分别构造了路网和枢纽内重、空车流组织的协同优化模型。
国外空车调配研究主要包括静态空车调配、动态空车调配和随机空车调配。最早对静态空车调配问题进行建模研究的学者之一M isra，将空车调配问题视为运输问题，并提出了一个考查一段时期内空车最小费用消耗的线性规划模型。随着动态交通分配理论的兴起，动态空车调配成为众多学者关注的热点。White和Bomerault首次在空车调配问题中提出运用时空网络技术，构建了最小空车走行费用的线性规划模型。之后Jordan、Turnquist，提出了以最大化期望收益为目标，假定供需服从正态分布，走行时间服从负二项分布的空车调配随机性研究，能够进一步了解各种因素对空车调配效率的影响程度。
通过分析可以看出，我国重载铁路运输系统刚形成雏形，与之相配套的运输组织模式和方法的研究还不够系统，需要进一步深入研究；其次是国外重载铁路主要依托高新技术的优化组合，设备有充分的维护时间，运输组织（包括空车调整）反而比较简单。
3铁路空车调配原则及方法分析
在铁路运输过程中，空车是装车的保证，重车是空车的来源，最理想的空车分布应是保证每天到达各车站按车种别卸车产生的空车数，正好是各车站装车所需要的装车数。在这种情况下，可实现车辆只在站内进行连续卸装双重货物作业，不产生空车走行。它不但可保证均衡有节奏地完成运输任务，而且能最经济有效地发挥车辆的运输效率。但是，实际上每天到达各铁路局及车站按车种别卸车产生的空车数不一定正好是装车所需要的，有时可能过剩，有时可能不足。所以，进行空车调整必须基于我国铁路运输工作的特点和铁路运输市场的实际，遵循一定的基本原则。
3.1满足运输需求的原则。即保证铁路局及站段货物发送装车量所需要的空车。同时，优先保证满足重点区、重点厂矿、港口、国境站重点物资或大宗货物的装运，在一定条件下供应为装运计划外货物所需要的空车，为未来运输需求准备足够的空车。满足运输需求是空车调整的最终目的。
3.2整体利益的原则。即根据货源和路网能力的分布和变化，保证空车的合理分布，维护路网的整体利益。空车的合理分布是组织均衡运输、合理利用铁路运输能力、全面完成运输任务的重要保证。对于随时间变化而不断变化的空车分布状态，为了保持其相对平衡的合理分布，通常采用按层次分级(铁道部、路局)控制车数、按状态（重、空）和去向（交出和接入）控制车数、按主要车种（P、C、N、G、B等）控制车数的原则，通过制定和完成排空计划指标的形式来实现。而且在执行计划过程中，必须从整体利益出发，严守排空纪律，完成各级规定的排空任务。
3.3最大效益的原则。主要体现在保证装车数量最大、货物运送总量最多、货物运输营销额最高等方面。铁路货源货流的波动，包括数量和质量两个方面，而在运输过程中车辆的装、运、卸、维护等运用成本又不尽相同，所以在车辆资源有限的情况下，空车调整必须考虑货物装运和车辆利用的最大效益原则。
3.4最小费用的原则。即压缩空车走行公里，减少空车走行率。车辆在空车状态下的走行为非生产走行，而会降低车辆生产率和增加运输成本。因此，应以最小的费用实现车辆调整措施，压缩空车走行公里。通常在空车调整过程中应遵循:最大限度减少空车的调配量，对需要调配的空车由卸车地至装车地应经由最短径路；尽量消灭同种空车和可以互相代用空车在同一径路上的对流运输；在保证货物和行车安全的条件下采取车种代用方式；正确集中和调配备用车等原则，以减少空车走行公里。
以上各种空车调整方法，都是保证全路车流合理分布的重要手段，只有综合利用这些方法并按计划紧密集合起来，才能收到预期的效果。
4本文模型
显然，在重载铁路卸车端，当空车列从卸车点经组合回送时主要涉及的问题为尽可能地减少空车列组合分解次数，减少作业环节，加速车辆周转。在重载铁路装车端空车配送主要涉及的问题是：在空车列分解站将空车列送往各个装车点时，根据装车点（如煤炭生产企业）的空车请求数量、类型、到达时间等要求，合理安排空车列在各个装车点间的配合到达。卸车端空车回送问题与重车方向车流的大小息息相关，不同的重车数量决定不同的卸车端空车回送方案。因此，卸车端空车回送问题是在某一重车数量水平下所得的一个时期内的决策方案，如果重载铁路运量水平、列车结构不发生变化，则所得的卸车端空车回送方案也不变化，这意味着卸车端空车回送方案是针对重载铁路不断扩能这一特定阶段的空车调整决策方案。从上述分析可知，卸车端模型是从一个大的时间范围来考虑空车调整问题，属于计划决策问题；装车端模型则是从小的时间段来考虑空车调整问题，属于日常调整问题，两个阶段的优化目标和约束条件是根本不同的，我们需要从这两个阶段进行重点研究。
5结论
系统介绍了我国空车调整问题的原则、方法及空车调配问题的研究现状。在总结我国重载铁路集疏运体系构成的基础上，分析了我国重载铁路空车调整的特殊性，并提出了空车调整问题应从卸车端空车列车形成和在装车端空车配送两个阶段进行研究。
摘要：概述了我国重载运输的发展情况，结合国内外最新研究，分析了重载铁路空车调整问题的特殊性，提出了空车调配原则及方法。
关键词：重载运输；空车调整；方法
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