重載運輸 鐵路現(xiàn)代化的標(biāo)志

2009年6月21-24日，上海國際會議中心，由我國鐵道部和國際重載協(xié)會共同主辦的第九屆國際重載運輸大會將在此召開。大會以重載運輸?shù)膭?chuàng)新、實踐與發(fā)展為主題，將有來自中國、美國、南非、澳大利亞、瑞典、印度、俄羅斯、巴西、德國等國的鐵路研究人員、技術(shù)人員和管理人員代表以及世界范圍內(nèi)的鐵路產(chǎn)品供應(yīng)商、制造商和運營商代表500多人將參加大會。

作為國際重載協(xié)會的發(fā)起國之一，中國的鐵路重載運輸發(fā)展迅速，已達(dá)到國際先進(jìn)水平。這次大會將為世界各國從事重載運輸?shù)耐刑峁┮粋€交流與合作的機會，共同推動國際重載運輸?shù)陌l(fā)展。在大會召開前，本刊將向讀者介紹一個國際重載運輸和中國的重載運輸發(fā)展?fàn)顩r。

國際重載運輸發(fā)展迅速

重載運輸是除高速鐵路以外，鐵路現(xiàn)代化的又一個標(biāo)志。重載運輸是指在先進(jìn)的鐵路技術(shù)裝備下，擴大列車編

組，提高列車重量的運輸方式——即重載列車。

自1978年第一屆國際重載大會在澳大利亞佩思召開，重載運輸從概念的提出到蓬勃發(fā)展經(jīng)歷了一個技術(shù)不斷進(jìn)步的過程，已被國際上公認(rèn)是鐵路貨運發(fā)展的方向。至今發(fā)展重載運輸?shù)膰乙呀?jīng)遍及五大洲和幾乎所有的鐵路大國。

北美是重載運輸發(fā)展最早的地區(qū)。20世紀(jì)70年代末，美國一級鐵路開始了重載運輸。以1980年為指數(shù)100%，則北美一級鐵路由于大力發(fā)展重載運輸技術(shù)，1999年鐵路生產(chǎn)率(即每1美元運營成本所獲得的噸英里周轉(zhuǎn)量)提高了171%，達(dá)到271%。貨車平均容量提高15.1%，事故率降低了64%，運行成本下降了65%，在北美貨運市場的占有份額從1980年的37.5%增加到1999年的40.3%。目前北美一級鐵路的貨運收入已達(dá)到歷史最高水平。

澳大利亞的紐曼礦山鐵路全長427公里，是一條單線內(nèi)燃牽引準(zhǔn)軌鐵路，建于1969年，歸屬BHP公司。BHP公司經(jīng)營鐵礦、鐵路及港口，從1973年開始研究采用重載運輸技術(shù)，勞動生產(chǎn)率逐年提高，成本逐年下降，2000年與1980年相比，燃油消耗下降43%，每百萬噸礦石運輸所需人力從30人下降到5人。機車車輛無故障運行距離由300萬公里上升到920萬公里，可靠性上升3倍。機車車輛利用率提高了36%。車輪、鋼軌壽命提高了3-5倍。

南非有2條重載鐵路線，OREX鐵礦重載鐵路為單線準(zhǔn)軌，全長860公里，COALlink運煤重載鐵路為窄軌復(fù)線，全長600公里。這2條線由于在70年代末采用重載運輸技術(shù)，運量與效益逐年提高，2000年與1980年相比，OREX鐵礦線年運量從900萬噸提高到2600萬噸，COALlink煤運線年運量從1900萬噸提高到6800萬噸。運量成倍地提高也使效益成倍地增加?，F(xiàn)在南非鐵路已經(jīng)在其他普通窄軌線路上將軸重從16-18噸提高到20-22噸，并也開行長大編組重載列車。

瑞典鐵路北部的挪威-瑞典礦山鐵路(LKAB)全長540公里，是瑞典北部專用的礦山鐵路，經(jīng)過不斷的改造后，開始開行軸重30噸、全長740米、68輛編組、8500噸牽引重量的重載列車。開行提高軸重的重載列車使LKAB公司的運輸成本降低35%，年運量從2000萬噸提高到了3000萬噸，使LKAB公司有能力與澳大利亞、巴西、加拿大同業(yè)進(jìn)行競爭。

俄羅斯鐵路正在全國積極推進(jìn)重載運輸。印度鐵路也已開始發(fā)展重載運輸，創(chuàng)造條件在干線上開行重載列車。

目前，世界各國重載鐵路借助于采用高新技術(shù)，促使重載列車牽引重量不斷增加。2001年6月21日澳大利亞西部的BHP鐵礦集團公司在紐曼山至海德蘭重載鐵路上創(chuàng)造了重載列車牽引總重99734噸的世界紀(jì)錄。2004年巴西CVRD鐵礦集團經(jīng)營的卡拉齊重載鐵路上，開行重載列車的平均牽引重量已達(dá)39000噸。南非Orex鐵礦重載線是窄軌鐵路(1067毫米軌距)，開行重載列車的平均牽引重量為25920噸。美國最大的一級鐵路公司聯(lián)合太平洋鐵路(UP)經(jīng)營的鐵路里程為54000公里，其所有列車的平均牽引重量已達(dá)14900噸，一般重載列車的牽引重量普遍達(dá)到2-3萬噸，其復(fù)線年貨運量在2億噸以上。

隨著國際重載運輸?shù)难杆侔l(fā)展，2005年國際重載運輸協(xié)會(IHHA)的巴西年會上對重載運輸?shù)亩x作了新的修訂：重載列車牽引重量至少達(dá)到8000噸(以前為5000噸)；軸重(或計劃軸重)為27噸及以上(以前為25噸)；在至少150公里線路區(qū)段上年運量超過4000萬噸(以前為2000萬噸)。

集中國鐵路重載技術(shù)大成者：大秦鐵路

大秦鐵路是我國第一條單元電氣化重載的現(xiàn)代化運煤專線，全長653公里，它的上游連接著煤炭儲量達(dá)6000多億噸的貨源地，下游連接著世界最大的煤炭外運港口秦皇島港。它為全國4大電網(wǎng)、5大發(fā)電公司、10大鋼鐵公司、368家電廠和6000多家企業(yè)輸送生產(chǎn)用煤。

2006年，大秦鐵路一舉實現(xiàn)了2.5億噸年運量目標(biāo)，創(chuàng)下了鐵路運營密度、運輸效率、干線運量3項世界之最。2007年12月27日，成功實現(xiàn)煤炭年運量3億噸，2008年年運量達(dá)到3.4億噸！這一切都標(biāo)志著中國鐵路重載技術(shù)已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

眾所周知，列車速度、密度、重量是構(gòu)成鐵路運輸能力的三大要素，提高任何一項都能提高鐵路運輸能力。對于大秦線，在不建新線的情況下，提高列車重量是最優(yōu)的擴能方式?？墒牵诖笄鼐€大力發(fā)展重載，又談何容易？

大秦線多曲線、多隧道，山區(qū)地段達(dá)90余公里，有隧道48座，并均處于連續(xù)長大下坡道上，采用機車無線同步操縱技術(shù)開行2萬噸重載組合列車必須解決三大技術(shù)難題。

第一個技術(shù)難題是山區(qū)鐵路中的通信可靠性問題。機車同步操縱性十分關(guān)鍵，如果不同步，將影響列車安全。尤其在隧道中，無線信號傳送必須準(zhǔn)確、不間斷。

第二個技術(shù)難題是長大下坡道的周期循環(huán)制動。大秦鐵路多在山區(qū)穿行，其中重車方向就有兩段長大下坡道：一段線路長度達(dá)47公里，一段線路長50余公里，坡度都在-10‰左右。如果萬噸、2萬噸列車下坡時制動不好，很可能車毀人亡，中間的車輛甚至?xí)粩D成“鐵餅”。

第三個技術(shù)難題是長大列車的縱向沖動。2萬噸級重載列車總長達(dá)2676米，列車制動管長約3000米。如果列車前后制動力不一致，將產(chǎn)生巨大的縱向力。

為此，鐵道部提出了需求牽引、工程依托、系統(tǒng)推進(jìn)的技術(shù)創(chuàng)新思路，先后安排了60多項科研項目，以攻克三大技術(shù)難題為主要目標(biāo)，在列車同步操縱、無線數(shù)據(jù)傳輸、牽引制動技術(shù)、列車優(yōu)化操縱等方面開展了一系列科研、試驗和技術(shù)改造。

針對以三大技術(shù)難題為中心的大秦重載技術(shù)攻關(guān)，取得了一系列重大突破。LOCOTROL技術(shù)和GSM-R平臺的有機結(jié)合，實現(xiàn)LOCOTROL系統(tǒng)800M電臺與GSM-R網(wǎng)絡(luò)的自動切換，有效解決了山區(qū)鐵路的通信可靠性問題；功率達(dá)到9600千瓦至10000千瓦的和諧型電力機車的成功運行，讓大秦線重載的牽引動力更上一層樓；自重輕、載重大的新型C80型重載貨車軸重達(dá)到25噸，獨特的支撐轉(zhuǎn)向架適應(yīng)長大列車的縱向沖動；120-1制動閥、中間牽引桿、E級鋼車鉤和大容量彈性膠泥緩沖器等主要配套裝備，大幅度減少了列車縱向沖動；可控列尾裝置提高了列車制動性能；獨特的機車自動過分相裝置，讓各種組合方式的列車實現(xiàn)安全平穩(wěn)運行。此外，5T系統(tǒng)的成功應(yīng)用、ZPW2000A型移頻軌道電路四顯示自動閉塞對原三顯示自動閉塞設(shè)備的代替，以及牽引變電系統(tǒng)中采用的綜合自動保護(hù)裝置和遠(yuǎn)動系統(tǒng)，合力推動了大秦重載技術(shù)的發(fā)展。

2004年12月12日，大秦鐵路成功試驗開行中國第一列2萬噸重載組合列車。2006年3月28日，大秦線正式開行了由4臺韶山4型機車以“1+2+1”方式牽引的2萬噸重載組合列車。2007年8月5日，2臺和諧型機車牽引的2萬噸重載組合列車正式在大秦線開行。

“2萬噸重載列車的成功開行，標(biāo)志著大秦鐵路創(chuàng)造了世界重載鐵路的三個‘獨一無二’——實現(xiàn)了LOCOTROL技術(shù)和GSM-R平臺的有機結(jié)合，把機車分布式同步操縱LOCOTROL技術(shù)由過去的點到點通信傳輸，發(fā)展為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸，使得近3公里長的重載車輛，實現(xiàn)了前后同步控制，操縱誤差最少僅為0.6秒，這在世界上是‘獨一無二’的；采用2臺和諧型機車加可控列尾的方式牽引的萬噸重載組合列車，極大地提高了運輸效率，這在世界上是‘獨一無二’的；大秦鐵路年運量達(dá)到3億噸，是國外運量最高重載線路的2.3倍，這在世界上是‘獨一無二’的。”

以大秦鐵路煤炭運輸大通道為代表的鐵路重載運輸，集成了大量的高精尖技術(shù)成果，特別是在體現(xiàn)機車、車輛、通信信號、冶金等科技實力方面，被公認(rèn)為中國鐵路重載技術(shù)水平和綜合實力的重要標(biāo)志。

以大秦鐵路為標(biāo)志，中國在主要鐵路干線大量開行5000噸至6000噸貨物列車，全國可運行5000噸以上貨物列車的線路里程達(dá)到1萬多公里，鐵路重載運輸在全國蓬勃發(fā)展，為我國經(jīng)濟社會發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。

根據(jù)最近頒布的《中長期鐵路網(wǎng)調(diào)整規(guī)劃》，到2020年，全國鐵路營業(yè)里程達(dá)到12萬公里以上。2009年，鐵路將完成基建投資6000億元。今后幾年，將建設(shè)一批客運專線、城際鐵路、煤運通道和西部鐵路項目。中國鐵路的發(fā)展，為世界鐵路技術(shù)進(jìn)步注入了新的生機與活。

編輯/汪鵬

圖/趙永

鏈接

國際重載協(xié)會是一個致力于改進(jìn)重載鐵路運營、維護(hù)和技術(shù)的非政府國際組織，1986年在美國密蘇里州注冊成立，現(xiàn)有中國、美國、加拿大、澳大利亞、南非、俄羅斯、巴西、瑞典、印度九個會員國，國際鐵路聯(lián)盟國際部為該組織準(zhǔn)會員。國際重載協(xié)會的宗旨是追求鐵路重載運輸運營、維護(hù)和技術(shù)的最佳，主張通過重載解決鐵路運輸能力問題，并推進(jìn)國際鐵路以及其成員之間在重載技術(shù)上的合作和交流。國際重載協(xié)會每四年舉行一次大會，上一次第八屆國際重載運輸大會于2005年6月在巴西里約熱內(nèi)盧舉辦。