丁亮

（铁道部工程设计鉴定中心提高工资待遇高级工程师，北京 100038）

关于新时期铁路编组站设计

丁亮

（铁道部工程设计鉴定中心提高工资待遇高级工程师，北京 100038）

铁路编组站设计是站场设计的重要内容之一，从编组站的站型、驼峰类型，到自动化管理，正在逐步走向成熟，并形成符合中国国情的自动化编组作业体系。随着路网的建设，有的编组站在路网中的作用逐渐减弱；而有些在路网中起着重要作用的编组站，由于衔接线路的增加，作业量增加幅度较大。随着枢纽客内货外布局的优化，对编组站的站位及规模将会作出新的调整。结合新的发展要求，探讨新时期铁路编组站设计。

铁路编组站；设计；分析

0 引言

铁路编组站设计是铁路车站设计中最复杂、技术含量最高的工作，是衡量站场设计水平高低的标志。因为，设计编组站要讲究货车的作业流程，从货车到达、编组，到最后出发，所有的作业功能都有，车场规模也大，线路数量又多，在以前往往倍受建设和运营部门的关注。为了提高编组效率，曾经研究了像箭翎线、子场、燕尾式等多种站型，尽管推广的不多，但也是始终保持发展的前沿。近几年来，随着客运专线的大力发展，站场设计的重点转向了客运站及枢纽格局的调整，编组站的设计从点连式半自动化到自动化，平纵断面设计已经走向成熟，再加之采用计算机辅助设计，设计手段发生了重大变化，设计效率有了明显提高，编组站的设计工作量得到大大简化，甚至有些已成为模式化。编组站的进一步发展主要落在管理系统的整合与优化上，对站场平面站型的发展论述的不多。但实际上引入既有编组站的线路在不断增加，编组站的作业量也在大幅的增加，有些枢纽编组作业分散产生的重复作业量太大，已经不适应低能耗、高效率的铁路发展，其中一些正在有秩序地整合。有些路网上重要节点的编组站如西安、武汉、成都、重庆、兰州等枢纽既有编组站能力已远不适应运输发展的需要，又无法原址扩能。结合路网规划线路的实施和枢纽结构的调整，新建新丰镇、武汉北、成都北、重庆兴隆场、兰州北等大型综合化编组站，其中部分编组站对场型做了适应性的优化，投入运营后，效果很好。这些改变与客运专线一样，符合时代发展要求，为铁路大动脉作用的发挥，构建了新的平台。

1 影响编组站发展的主要因素

铁路的发展不可能不影响编组站的建设与发展，归纳起来，有以下几个方面。

第一个方面，城市发展对编组站位置的影响。虽然以前确定的编组站都在城市外围或城市边缘，但是城市人口和建设规模都在扩大，有些离城市较远的编组站已经靠近新城区的边缘，有些甚至被扩大的城市所包围。编组站扩建的场地受到制约，城市发展空间也受到限制。随着人们对城市居住环境的更高要求、土地的增值、车站周围土地性质的改变，以及编组站自身发展的客观要求，这类编组站迟早会向新城区的外围调整。

第二个方面，来源于枢纽格局的变化。客运专线引入枢纽考虑到人们出行的便利，将会把位于城市内的既有铁路通道资源和站场资源让给与城市人流相关的客运系统，与人流无关的货运系统会向城外调整，这也就是所谓“客内货外”格局。这种资源的分配同样会引起编组站的调整，将既有编组站改变功能，或作为新建客站场址，或作为动车组存车场，在城市外围新建编组站，如原西安东、兰州西、成都东、重庆西等编组站。

第三个方面，是车流组织方式和作业效率对编组站的影响。这方面主要针对那些一个枢纽内有多个编组系统的情况。这类枢纽由于路网发展的阶段性和作业能力的需要，在不同的线路衔接点设置了规模大小不同的解编系统。但是，随着路网的进一步完善，各方向线路能力的进一步提高，既有的分散解编系统存在着大量的重复作业，作业能力不均衡，作业效率低，能耗大，也不符合资源利用最大化的原则。当枢纽解编作业量进一步加大，枢纽内某个编组系统能力满足不了运输要求时，就会想到优化资源，提高效率，采用集中解编作业的方式新建编组系统。

第四个方面，是作业量的增加对编组站的影响。这方面是编组站自身的能力问题。在过去的路网中，只有几个大型枢纽才设置双向解编系统，大部分都是设置单向解编系统，有些规模还是一级三场站型。随着路网的发展，除了新建一些铁路以外，既有干线单线铁路将逐步扩能为双线，铁路通道能力得到大幅度提高。为了提高列车开行质量，延长机车交路，将过去在区段站解编作业的列车逐步集中在枢纽编组站作业，增加直通和通达列车数量，这使得编组站解编作业列车数量有大幅度增加，既有编组站解编能力明显不足，不得不扩建，或结合枢纽格局的调整另址新建。

总之，编组站向前发展是必然的，这是编组站向集约化、效率化、规模化发展的自身需要，同时由于客观条件和需求不同，又会形成新时期编组站建设的客观规律。

2 编组站位置的选择

对于铁路枢纽来说，编组站是组织货物列车的心脏，其位置对枢纽的格局、各方向引入线路的走向、联络线的数量和能力都非常重要。目前所有铁路枢纽都有编组站，无论大小，都承担着枢纽改编列车作业功能，但是枢纽布局正在调整，枢纽的车站分布正在变化，以适应“客内货外、大出大进、快进快出”的格局。这些变化除了编组站原址扩建外，新建编组站、合并编组站都会涉及位置的选择问题。

过去的枢纽都是客货共线，只有客站与编组站并列的枢纽如郑州枢纽，才在车站进出站段局部采用客货分线。枢纽衔接的线路方向少，有些枢纽就是一条客货共用的轴线。由于编组站很重要，站位设在轴线上或干线上是自然的，所以在过去研究的编组站设计工具书和规范中，只对编组站的图型有详细的论述，对编组站的位置没有专门的说明。在具体设计中也有习惯的做法，如编组站应设在主要车流方向的干线上；应设在进出枢纽的出入口处，以起到把口作用；应该符合城市规划等等。有些编组站位置选择不合适，最终还是调整移位新建。由于土地资源有限，编组站衔接的线路越来越多，牵一发动全身，调整越来越困难，付出的代价越来越高。因此要做好编组站，首先要选好位置。

从目前新建和改建的编组站情况来看，影响编组站的位置有以下几个方面。第一是枢纽格局。以前的枢纽基本上是客货共线时代形成的格局，选择编组站只考虑设在主流的干线上，或所谓的把口位置，许多编组站与客站在同一条轴线上，距离又很近。客货分线或新线引入，编组站与客站之间无法疏解，最后只能在轴线上保留客站，编组站向枢纽外调整，如兰州枢纽、成都枢纽等。因此应有长远的眼光，选择的编组站位要考虑客货分线的发展趋势，要选择在枢纽的货车环线或货车径路的主要通道上，可以靠近货运站，但必须与客站有一定的距离。第二是城市规划。建设一个编组站，占地较多，再加上引入线的线位，在位置的选择上不可能不考虑城市规划，减少拆迁、少占农田、远离城市等因素。城市的发展不是无限的，但是城市规划却是发展变化的，尤其是在经济快速发展的过程中，用地空间越来越有限的情况下更是如此。就拿远离城市的观点来说，从表面上分析只要处在城市规划主城区的外围就是远离城市，这是不够的。如果城市规划变了，也许就不是外围了。因此，最好从城市规划的发展趋势上进行分析，从用地功能上进行判断。编组站设在城市外围属于工业区、仓储区等非住宅和商业区的方向比较合适，设在靠山、低丘、荒地等有天然屏障，城市明显不会延伸发展的地方是比较合理的。给城市留出空间也是给自身的发展留出空间。第三要考虑自然条件。编组站的车站范围很大，站线数量多，衔接的线路方向也多，由于作业的特殊性，车场内不可能有隧道，车场之间也不可能设置很大的坡度。一个编组站如果设在丘陵区，要上千万方土石方，局部还要高填深挖。选择的场址要考虑地质条件，避开大江大河。

实际上，要找到满足以上所有因素的地方是很困难的，这就要求具体问题具体分析，以城市的发展、路网的发展、编组站作用的发挥为前提进行判断，选择编组站的思路要适当地扩展。尤其是对于客货分线的枢纽，除了从编组站适应引入线的角度分析，也可以将编组站的站位确定后，通过修建必要的联络线或货车环线优化枢纽布局。

3 编组站的规模

编组站的规模以往的做法是先从运量分析，再分析车流、列流，根据近远期需要的解编作业量，确定站型，是双向、还是单向，是一级场、二级场、还是三级场；然后根据办理的列车对数，按规范里表中的数据确定各车场的到发线数量；根据引入线的方向和每方向的车流量确定编组线的数量；根据各方向的技术标准确定到发线和编组线的有效长度。这种方式是合理的，也是达成了共识的，那么对编组站的规模还思考什么？思考的是发展问题。一个编组站按到发线有效长850 m计算，如果是三级三场从列车到达方向入口到编成列车出发方向的出口，全长要6 km多，单向编组站横向宽度也要300多米。这么大的场地车场与车场、联络线与正线、线路与车场一环扣一环。如果延长有效长要动几个咽喉区，改动太大，既有设施废弃、投资浪费不说，就是过渡也非常困难。因此，出现了所谓的搭架子按远期，上设备按近期的说法。搭架子，就是确定车场的场型，驼峰头部的平面，正线的线位，机务、车辆设施的布局。所谓上设备就是近期要建的站线数量，机务、车辆设施的近期规模。既然是搭架子就要有点发展眼光，只靠远期的运量和车流分析是不够的。因为提供远期的运量是设计院按照当时规划的路网条件，以当时的社会经济发展状况，分析产生的结果，其变化的可能性是极大的。比如，社会经济发展状况，设计者远期预测的是20年后社会经济状况，预测准确非常不容易。再如路网规划，增加新的通道，提高现有通道的能力都是在合理的变化范围之内。从过去已建成编组站衔接的线路情况来看，无论是线路标准还是数量都有变化，而且变化较大。再如，即便远期预测的20年是准确的，一个编组站的使用寿命也不止20年。因此要从编组站在路网中的地位进行分析，从编组站的作用进行判断。主要抓住五个方面的问题。

第一是场型。场型是搭架子的根本。路网性编组站和在路网上比较重要的具有明显的组织车流的节点，应尽量采用流线顺畅的双向解编系统。其他编组站只要满足功能和作业量的需要就可以，但要使主要车流方向作业顺畅。如果既有编组站场型不合理，或车流方向相反，也可考虑按照规模较小的双向系统改建，不应该教条地强调多少作业量只能什么场型而大拆大改。充分利用既有设施，利用好土地资源，用最少的投入发挥最大的效益才是合理的。

第二是到发线有效长度。确定了到发线有效长度，就意味着确定了每个车场的长度，以及车场之间的相互位置。如果到发线有效长度改变了，几个车场都要变，而且道岔区也要调整，其动作是全面的。因此，一开始就要确定好到发线有效长度。从目前货车牵引质量来说，到发线有效长度基本上有两个系列，一个是850 m，另一个是1 050 m。对于一条线的中间站，到发线有效长从850 m延长至1 050 m是比较容易做到的，办法也多，可以只延部分车站或部分股道。但对于编组站来说，如果采用有效长都是850 m，一旦衔接的线路扩能有效长为1 050 m，或引入新线有效长1 050 m，再延长编组站的到发线非常困难，废弃工程很大。因此，新建编组站无论近期衔接线路到发线有效长是不是1 050 m，新建车场到发线有效长应满足1 050 m，至少也应部分满足1 050 m。至于目前有些货运重载的铁路到发线有效长万吨1 700 m和2万吨2 800 m，由于这种列车从作业效率和运输组织上都不可能也不应该进编组站作业，只能从货源装车地或集结地到卸车地组织直达运输。因此可不考虑这种重载列车对编组站到发线有效长度的影响。

第三是各车场的股道数量。编组站各车场的股道数量在设计规范里也有明确规定。需要多大的编组能力就需要多大的编组场，就能接多少改编列车，同时也确定了到发场和出发场需要多少条到发线。至于有的编组站通过的无改编列车很多，要设直通场或在出发场设直通线那是另外的问题，要么交路延伸不了，要么补机换挂等，这与编组作业无关。按道理，这种列车应开行通过编组站的直达列车，没必要在中途停站作业，这类列车在改革提效中，是最容易延伸和改变作业方式的。

过去双向编组站以郑州北为代表，编组场最大规模是36条线，双向日均办理2.4万辆，其中解加编约1.8万辆。单向编组站以襄樊北为最大，编组场有42股道预留6股道，日均办理1.7万辆，其中解加编约1万辆。从新丰镇北开始，考虑到编组场建成后扩建很困难，作为路网主要编组站其解编作业应有较大的能力，但其超过32股道的上限很难确定，按照每束8条为一个单元，32股道是4束，那么超过32股道可以有5束共40股道、6束48股道、7束56股道……。编组线超过48股道在国内没有实践的经验，而且扩大到56条，驼峰头部咽喉区太长，最易行线与最难行线高差太大，难以控制，反而影响溜放效率。因此，按照襄樊北成熟的48股道确定编组站一个方向编组场的规模，双向编组站的编组线共计96条。其他编组站大部分双向的一个编组场为36条或32条，个别区域性编组站由于受地形限制设成24条。实际上，既有编组站扩建，调车线不一定非要套上24、30、36、48几个等级中的一个。将调车线分束是必要的，这样有利于从头部到尾部调速器的分布与速度控制的均衡性。一般一个线束不少于4条，不大于8条，但是在扩建条件因难时，个别线束也可以5或7条。至于到达场及出发场的规模按规范确定，一般到达场设8～12条，出发场设12～15条。

第四是机务和车辆设施的位置。机务和车辆设施的位置不仅涉及机务和车辆本身的发展问题，更重要的是涉及机车车辆走行线的位置和数量，以及机车车辆作业与其他作业之间的交叉关系。如果是新建编组站，无论近期是什么场型，机车车辆的位置都要按照预留的最终规模确定。这样做有可能机车车辆位置布置得远了点，有时不被理解，但是除非今后没有发展，否则坚持合理的布局是非常必要的。有些编组站机车车辆位置不合理，产生机车车辆迂回走行，而且出入段与其他作业还交叉。机车车辆设施无论大小，建成后改变位置和径路都是不容易的，更何况会产生不必要的废弃和过度工程。因此，确定好位置就会创造相互发展的条件。

第五是关键交叉点的处理。对于编组站来说，关键的交叉点主要在进出站疏解和峰下机走线。路网上重要编组站衔接的方向多，要理顺不同线路之间进站与出站的疏解关系，不能出现两条线进出站的交叉。对于同向的进站或出站，要将通过列车较多的正线布置在编组场的外侧，避免大量的通过列车与其他线始发或终到列车的交叉。对于机走线来说，无论近期机车走行次数多少，都应避免机车迂回走行，充分利用地形高差，设置峰下机走线，至少留出设峰下机走线的条件。对于双向规模较大的编组站，由于到发列车数量较大，尤其是密集到发时段，机车的快进快出往往影响到发线的使用效率，因此应设二条或先设一条预留一条峰下机走线。

4 编组站平面布置

编组站平面布置有传统的场型，如单向一级二场、单向二级二场、单向一级三场、单向二级三场、单向二级四场、单向三级三场、单向三级四场，双向混合二级五场、双向混合二级六场、双向三级六场、双向混合三级六场等等。如果说编组站的站位和规模随着路网的发展在发生变化，那么编组站的站型和车场布置是不是没有变化了呢？显然不是。因为，编组站的变化不是在站位上简单的调整、合并，在规模上简单的扩大，对于优化后在路网上不承担主要编组作业的编组站其功能将逐渐萎缩，而对于路网上组织列车重要的编组站，其解编作业的列车数量将有大幅度增加，改编车、直通车、折角车流的数量明显增多，这些数量的变化将会导致对编组站的布置有新的认识。如在正线引入编组站的布局方面，随着路网的变化，在一些主要枢纽实现了客货分线，无论是新建编组站还是既有编组站改扩建，如果再采用较大半径的客车线外包编组站，就会产生很大的三角地，浪费土地资源，因此，不应采用客线外包编组站的方式。这种编组站的引入线进路会适当调整，编组站外侧的正线主要是为通过的货物列车使用。在作业能力方面，对于以办理直通车作业为主的编组站，应加强到发场的能力，进出站线路尽量疏解顺畅，多方向引入时，应直接引入车站，尤其是到达方向，避免到发列车等待。对于以办理改编列车为主的路网性或区域性编组站，尽量采用作业流线顺畅的编组站型，除了提高进出站能力外，应加强调车场的存车能力和头尾部解编能力。在场型方面，一级三场、二级三场、二级四场，以及三级三场的场型没什么变化，但对于一级三场有条件时远离机务段的到发场尽量采用设峰下机走线的方式。因为一级三场的能力毕竟受解体列车转线影响较大，而设驼峰牵出线与设峰前到达场对于整个车站的长度来说差别不大，很容易扩建成二级三场，届时再改设峰下机走线，涉及驼峰头部纵断面，甚至影响到机务段的位置，因此，对这种投资不大但影响布局的次要站线最好一次到位。对于上下行解编系统分设的双向系统编组站，在布置上要尽量减少折角车流的重复解编和反复转线，在两编组场之间不是简单地设交换车场，应将两编组场适当错开布置，使得两编组场相邻的部分股道可以互通，也就是一个系统将交换车溜至编组场靠近相邻系统编组场的股道后，机车可以从这股道直接拉向另一个系统的驼峰（如图1），不需要折角转线后再拉向驼峰。在车场内的进路方面，更多的是需要加强进出站线和机车走行线的能力，缩短转场的距离。在双向大型编组站，交换车作业和机车出入作业频繁，应避免机车走行穿越两系统间的交换场，充分利用峰下机走线。在编组站的房屋布局上，除功能上需要邻场设置的设备房屋外，其他管理和行车房屋等尽量集中，因为随着编组站综合自动化系统的完善，完全可以实现集中控制各场的行车和调车作业，这不仅极大地提高作业效率，加强不同作业区域的指挥协调，而且也减少了房屋数量。

5 结束语

过去的编组站设计对于站场专业来说，是技术水平的体现，现在虽然不引人注目，但对于铁路的发展和路网货运功能的发挥仍是至关重要的。因此，对新时期铁路编组系统的研究是新时期铁路建设的重要组成部分，再成熟的产品也是与时代的发展相呼应的，时代发展了，解决新出现的问题是必然的。本文仅对编组站发展中的部分问题作一些分析。具体设计时根据不同的问题，不同的外部条件，以有利于运营为出发点，采用不同的设计方案，以更好地适应未来的发展。

[1]铁路车站及枢纽设计规范[M].北京：中国计划出版社，2006

[2]铁路工程技术手册站场及枢纽[M].北京：人民铁道出版社，1977

Railway marshalling station design is one of the important parts of station and yard design,which is gradually becoming matured in terms of station type,hump type and automatic management.However,marshalling station development is far from ending,with the road network expands,some marshalling station is playing a less important role while some station are undertaking more and more operation work because of new connecting lines.With the optimization of passenger-freight layout in the terminal,marshalling stations'location and scale will be adjusted.The article discusses the modern marshalling station design in line with the new requirement.

railway marshalling station;design;analysis

A

1004-9746（2011）01-0001-05

魏艳红）

2010-12-29）