交通运输系统工程与信息
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有关中国铁路重载运输的探讨

  摘要: 重载运输在运送大宗货物上显示出高效率、低成本的巨大优势,是铁路运输规模经济和集约化经营的典范。铁路重载运输已成为许多国家追求的现代货运方式。


  关键词:重载运输;  重载列车一、铁路重载运输的概述(一)、铁路重载运输的含义铁路重载运输是指行驶列车总重大、行驶轴重大的货车或行车密度和运量特大的铁路运输。


  (二)、铁路重载运输的标准1994年6月国际重载运输年会上,对铁路重载运输作了最新定义。凡具备以下三个条件之二者,可视为铁路重载运输线路:


  1、经常、定期或准备开行总重最少为5000t的单元或组合列车;2、在长度至少为150km的铁路区段上,年计费货运量最少达到2000万t及其以上;3、经常、定期或准备开行轴重25t及以上的列车。


  (三)、 重载列车的组织形式目前,国内外铁路开行的重载列车组织形式主要有单元式、整列式和组合式重载列车三种。


  1、单元式重载列车。单元式重载列车是以固定的机车车辆(大功率机车 + 一定编成辆数的同一类型的专用货车)组合成为一个运输单元,并以此作为运营计费单位,在装卸车站间循环直达运行的货物列车。这种重载运输方式运用范围广,经济效益显著。美国、加拿大、澳大利亚等国均采用此方式,我国大秦重载运煤专线上也有重载单元列车的开行。


  2、整列式重载列车。整列式重载列车是采用普通列车的组织方法,由挂于列车头部的大功率单机或多机牵引,由不同型式和载重的货车车辆混合编组,达到规定载重量标准的列车。在我国繁忙干线上开行的重载列车主要为这种模式,其它国家应用较少。


  3、组合式重载列车。组合式重载列车是由两列及以上同方向运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列车。这种重载运输方式始于1964年前苏联。我国大秦线进行的20000 t重载列车采用该形式。世界范围内应用不太广泛。


  二、世界铁路重载运输发展概况(一)、国外铁路重载运输发展概况世界铁路重载运输是从20世纪50年代开始出现并发展起来的,以开行长大列车为主要特征的重载运输开始出现;20世纪60年代中后期重载运输开始取得实质性进展,美国、加拿大及澳大利亚等国铁路相继在运输大宗散装货物的主要方向上开创了固定车底单元列车循环运输方式; 20世纪80年代以后,由于新材料、新工艺、电力电子、计算机控制和信息技术等现代高新技术在铁路上的广泛应用,铁路重载运输技术及装备水平又有了很大提高。


  列车重量的提高是铁路重载运输技术发展总体水平的体现。重载运输发展40多年来,一些国家列车牵引试验牵引重量的记录不断被刷新突破:


  1、1967年10月,美国诺克福西方铁路公司(N&W)在韦尔什-朴次茅斯间开行重载列车(编组500辆、6台内燃机车、全长6 500m、总重44066 t)。


  2、1989年8月,南非铁路在锡申-萨尔达尼亚间开行重载列车(编组660辆、16台内燃机车、总长7200 m、总重71600 t)。


  3、1996年5月28日,澳大利亚在纽曼山-海德兰港间开行重载列车(编组540辆、10台Dash-8内燃机车)。


  4、2001年6月21日,澳大利亚BHP公司开行重载列车(编组682辆、8台机车、总重99734 t、总长7300 m),全列只有1名司机,另外7台机车由GE公司生产的哈里斯机车遥控系统控制。


  (二)、我国铁路重载运输发展概况同世界各国相比,我国铁路重载运输起步较晚, 1984年经国务院批准,决定在北京局管辖的丰沙大和京秦电气化铁路试验开行重载列车,从此开始了我国的铁路重载运输。我国铁路发展重载运输走两个途径:一是对既有干线铁路进行配套改造,在既有主要繁忙干线上开行5000t级整列式重载列车;二是新建能力大、标准高的重载运输专线,如大同-秦皇岛双线电气化重载运煤专线。


  我国铁路重载运输经历了三个阶段:


  第一阶段(1984~1990年)为改造旧线、开行组合式重载列车模式阶段。1984年11月在大同-沙城-丰台-秦皇岛间首次开行了由两列普通货物列车合并的重载列车,随后又在沈山线、石德线和平顶山-江岸西间开行了7000~7600t的组合列车。


  第二阶段(1990~1992年)为新建大秦铁路,开行单元式重载列车模式阶段。1992年我国建成了全长653.2km的大同-秦皇岛铁路,它是我国第一条双线电气化重载单元列车的运煤专线,单元列车的重量达到了10000 t 。它是中国铁路重载运输发展的重要标志。


  第三阶段(1992年以后)为逐步改造既有繁忙干线,开行整列式重载列车模式阶段。为在全国既有路网推行重载列车技术,铁道部有计划、分步骤地在一些主要干线(包括京广线、京沪线、京哈线等)繁忙区段组织开行了5000t级的整列式重载列车,这种扩能效果显著的重载运输方式,已成为中国发展重载运输的主要方式。


  三、 重载运输对铁路技术装备的要求铁路技术装备是发展重载运输的物质技术基础。世界各国铁路都在发展重载运输过程中,积极研究开发重载运输技术装备。


  (一)、重载运输对铁路工电设备的要求1、重载运输对铁路工务设备的要求。为保证重载列车的安全运行,减少维修成本,必须强化重载线路和桥梁的承载能力,使其具有高度的耐久性、可靠性和平顺性。


  2、 重载运输对铁路供电设备的要求。根据重载运输的特点,重载运输要求发展完善电气化铁路。电气化铁路供电系统由“外网”( 国家电力供电系统)和“内网”( 牵引供电系统)两网组成。在外网供电能力充足的情况下,铁路部门要加强内网的改造,大幅度提高铁路供电设备供电能力。根据重载列车牵引重量标准、列车追踪间隔时分等对牵引供电的需求来设计变电所容量和供电臂长度,保持供电区间长度和行车区间大小的适配关系,便于运营和检修作业的配合。


  (二)、重载运输对铁路机务设备的要求开行重载列车必须采用大功率的电力或内燃机车,牵引机车应采用电空制动方式、无线遥控同步运转的“locotrol”系统等技术方法及技术设备;同时还应具有能牵引或顶送重载列车的调车机车。


  (三)、重载运输对铁路车辆设备的要求重载货车通常采用载重量大、强度高、自重系数小的大型四轴货车。货车车体大量采用耐腐蚀的钢结构和铝合金材料,高强度、低自重、浴盆式车体,低动力作用的转向架或径向转向架,装备新型的空气制动装置、高强度车钩和大容量高性能缓冲器。


  1、提高车辆轴重。国际重载协会于1994年把重载货车的轴重标准从21t提高到了25t,有的国家已将货车轴重提高到25t,有的高达35t。更大轴重的货车经济性和适用性也在进一步研究之中。


  2、降低车辆自重。这是提高货车净载重的有效措施,主要是通过采用耐候钢、低合金钢及铝合金等轻型高强度的车体结构材料,以及采取改进车体承载型式和优化结构设计的手段来实现。


  3、降低货车动力作用。可通过车辆结构合理优化来实现。如采用铰接式转向架、自导向径向转向架、无间隙牵引杆新型结构设计、车体外形采用流线形设计、缩短车长等。


  4、提高车钩强度和缓冲器容量。加强货车车钩强度,从车钩材质的选取、结构的优化等方面提高车钩强度,从行车安全角度考虑,改善车钩纵向力,提高缓冲器的容量。


  (四)、重载运输对列车制动系统的要求铁路重载货物列车要求其制动系统更高,世界各国都在进行技术研发和创新。随着微机控制技术的发展和应用,美国、德国、日本等国都研制了用于货物列车的电空制动装置。我国重载铁路目前已引进ECP重载列车电控空气制动系统并进行试验,动车组(客车)就采用电空制动装置。


  (五)、重载运输对铁路站场改造的要求为保证重载列车正常的接发、通过、办理相关技术作业,重载运输相关车站的站场配置和线路有效长度应能满足列车牵引长度的要求,能保证重载列车的停靠和作业。如整列式重载列车的到、发、解、编和途中越行及技检作业;组合式重载列车的合并、分解和途中越行及技检作业;单元式重载列车的到发和装卸作业等。


  跨入二十一世纪,中国铁路迎来了她的“黄金发展期”,铁路重载运输也将取得突破的发展,为更好更快地建设和谐中国做出新的贡献!


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