改變行車方式，提升漳平至泉州鐵路運(yùn)輸能力

丘征漢

[摘要] 為提高漳平至泉州鐵路運(yùn)輸能力，通過取消原有下行方向劍斗站、上行方向小舟站、大深站固定機(jī)外停車的行車方式，減少區(qū)間運(yùn)行時(shí)分，提高區(qū)間列車通過能力，提升漳平至泉州鐵路運(yùn)輸能力、為海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)泉州肖厝港海鐵聯(lián)運(yùn)創(chuàng)造良好的條件。

[關(guān)鍵詞] 坡度 機(jī)外停車 牽引計(jì)算

1 前言

經(jīng)過5年的建設(shè)，海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)不僅推動(dòng)海峽西岸區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且打通了“山門”，為中部崛起和西部開發(fā)，提供了一條新的對外開放綜合通道，為兩岸交流合作搭建了更大的前沿平臺。

福建省港口資源優(yōu)勢十分明顯，泉州肖厝港區(qū)作為國家規(guī)劃建設(shè)的６大石化基地和四大國際中轉(zhuǎn)港口之一，是福建沿海最大的散貨碼頭，2006年港口吞吐量突破200萬噸，若港口全部建設(shè)完成，設(shè)計(jì)吞吐量將超過１億噸。肖厝港鐵路支線自2006年11月正式通車后，打通港口物資向內(nèi)陸腹地延伸的快速通道，但是因受漳平至泉州鐵路高坡地段行車方式制約，鐵路運(yùn)輸通過能力不足所形成的“瓶頸”制約了港口經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。只有改變原有的行車方式，提升鐵路運(yùn)輸能力，才能提高鐵路在港口集疏運(yùn)中的份額，為海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量。

2 漳平至泉州鐵路概況

漳平至泉州線路為單線Ⅱ級鐵路線路，全長187.3 km，最大坡度22.0‰，線路允許運(yùn)行最高速度：漳平至大深區(qū)段65km/h，大深至劍斗區(qū)段55km/h，劍斗至湖頭區(qū)段65km/h, 湖頭至泉州區(qū)段70km/h,共計(jì)18個(gè)車站，全線為山區(qū)鐵路，區(qū)間最大坡度在大深至劍斗（K12+249-K57+392）間，線路坡度為22‰，長達(dá)45.2km。

漳泉線貨物列車使用DF4D、DF4B型內(nèi)燃機(jī)車牽引,牽引重量分別為雙機(jī)2250噸，單機(jī)DF4D 型機(jī)車1350噸、DF4B型機(jī)車1150噸，大深至福德間使用雙機(jī)牽引；旅客列車使用DF4D客型機(jī)車牽引，牽引客車輛數(shù)為18輛，牽引重量為1000噸，全程使用單機(jī)牽引運(yùn)行?？拓浟熊囋谡娜€運(yùn)行時(shí)，列車放坡限制速度為：機(jī)車在22‰下坡道允許放坡速度客車小于等于55km/h、貨車小于等于50 km/h，并在下行方向劍斗站、上行方向小舟站、大深站采取固定機(jī)外停車涼閘（列車在車站進(jìn)站信號機(jī)外方停車，對列車制動(dòng)機(jī)主要系統(tǒng)閘瓦進(jìn)行降溫，以提高列車制動(dòng)力）的行車方式。

3 改變行車方式的措施

通過對漳泉線進(jìn)行列車牽引運(yùn)行試驗(yàn)，在符合行車安全情況下，取消原有下行方向劍斗站、上行方向小舟站、大深站固定機(jī)外停車的行車方式，減少區(qū)間運(yùn)行時(shí)分，提高區(qū)間列車通過能力，提升線路運(yùn)輸能力。牽引運(yùn)行試驗(yàn)主要內(nèi)容：

3.1 以機(jī)車電阻制動(dòng)放坡為主，試驗(yàn)輔以空氣制動(dòng)放坡進(jìn)行機(jī)車制動(dòng)力情況。

3.2 列車在下行劍斗站進(jìn)站信號機(jī)前超速時(shí)，機(jī)車監(jiān)控裝置產(chǎn)生緊急放風(fēng)制動(dòng)動(dòng)作，試驗(yàn)緊急制動(dòng)停車距離。

3.3 實(shí)施空氣制動(dòng)減壓停車后，試驗(yàn)列車在標(biāo)準(zhǔn)充風(fēng)時(shí)間內(nèi)列車速度上升情況。

4 列車制動(dòng)限制速度牽引計(jì)算

為保證列車在長大下坡道的運(yùn)行安全，應(yīng)先確定列車在任何情況下都能安全運(yùn)行的最高速度，滿足鐵道部《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定列車在緊急制動(dòng)情況下，制動(dòng)距離不大于800m。

4.1 根據(jù)鐵道部《列車牽引計(jì)算規(guī)程》有關(guān)列車制動(dòng)限速內(nèi)容，查“貨物列車及混合列車制動(dòng)限速表”可得，在22‰的下坡道計(jì)算制動(dòng)距離800M、高磷閘瓦、編組65輛、每百噸列車重量換算閘瓦壓力280KN時(shí)，列車最高允許速度68 km/h。

4.2 根據(jù)《列車牽引計(jì)算規(guī)程》計(jì)算在22‰的下坡道、高磷閘瓦、編組41輛重車、每百噸列車重量換算閘瓦壓力280KN、列車制動(dòng)初速50 km/h時(shí)緊急制動(dòng)距離：

SZ=Sk+Se

Sk=V0×tk/3.6 tk=(1.6+0.065n)(1-0.28ij)

Se=4.17V02/(1000ψhθhβc+ω0+ ij)；

n—牽引輛數(shù)； ij—線路加算坡度；

SZ—制動(dòng)距離；Sk—有效制動(dòng)空走距離；

Se—有效制動(dòng)距離。

緊急制動(dòng)初速為50 km/h，查《列車牽引計(jì)算規(guī)程》表8-1得：

1000ψhθh =49.6；ω0=1.86；βc=1；

Se=4.17×502/(49.6×1+1.86-22)=354.2m

Sk=50(1.6+0.065×41)[1-0.028×(-22)]/3.6=95.7m

SZ=354.2+95.7=450m

從以上計(jì)算可知，當(dāng)機(jī)車牽引總重3300噸，41輛重車的貨物列車在22‰ 的下坡道運(yùn)行，在沒有電阻制動(dòng)的情況下，制動(dòng)初速度50 km/h時(shí)的緊急制動(dòng)距離為450m，沒有超過規(guī)定的800m。因此，從理論計(jì)算制動(dòng)初速規(guī)定為50 km/h是可行的，能保證電阻故障后的列車運(yùn)行安全。

5 列車運(yùn)行牽引試驗(yàn)情況

5.1 牽引試驗(yàn)日程安排

試驗(yàn)日期為2007年1月5日，下行49513次貨物列車，漳泉線福德至劍斗區(qū)段，列車牽引重量為3300噸，二臺機(jī)車牽引實(shí)施放坡；上行49520次貨物列車，福德至大深區(qū)段，列車牽引重量為2250噸，一臺機(jī)車牽引實(shí)施放坡。

試驗(yàn)列車編組情況：下行49513次列車編組40輛 3299噸，計(jì)長52.7，每百噸閘瓦壓力287.9KN，關(guān)門車2輛；上行49520次列車編組39輛 2249噸，計(jì)長45.2，每百噸閘瓦壓力367KN。

試驗(yàn)機(jī)車：下行福德至劍斗由泉州鐵路責(zé)任有限公司（簡稱泉州公司，下同）DF4D型4067機(jī)車擔(dān)任本務(wù)，福州機(jī)務(wù)段DF4B型3770機(jī)車附掛，泉州公司DF4D型7492擔(dān)當(dāng)補(bǔ)機(jī)。上行49520次，福德至大深由泉州公司DF4D型4032擔(dān)任本務(wù)，泉州公司DF4D型7489機(jī)車附掛。

參試人員：南昌鐵路局機(jī)務(wù)處、運(yùn)輸處、泉州公司有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、專業(yè)技術(shù)人員。

5.2 福德至劍斗49513次、福德至大深49520次列車試驗(yàn)情況

5.2.1福德至劍斗、福德至大深下坡道區(qū)段空氣制動(dòng)試驗(yàn)情況

下行感德站至劍斗站間：在K46+800公里處，列車運(yùn)行速度45 km/h時(shí)，空氣制動(dòng)減壓100kPa，列車速度上升到47km/h后逐步下降到0km/h,列車停在K47+528公里處，走行距離728m，走行時(shí)間1分29秒。

上行福德站至小舟站間：在K31+500公里處，列車運(yùn)行速度45 km/h時(shí)，空氣制動(dòng)減壓100 kPa，列車速度上升到47km/h后逐步下降到0km/h,列車停在K31+152公里處，走行距離348m，走行時(shí)間1分02秒。

5.2.2福德至劍斗、福德至大深下坡道區(qū)段列車充風(fēng)試驗(yàn)情況

下行感德站至劍斗站間：列車減壓100 kPa在K47+528公里處（坡度為21‰下坡）停車，機(jī)車空氣制動(dòng)機(jī)放運(yùn)轉(zhuǎn)位緩解，列車管壓力從400千帕上升到500千帕，從《列車牽引計(jì)算規(guī)程》“貨物列車自閥在運(yùn)轉(zhuǎn)位充風(fēng)所需時(shí)間表”中查得充風(fēng)時(shí)間1分12秒，列車速度在充風(fēng)時(shí)間內(nèi)從0km/h上升到30km/h。

上行福德站起來至小舟站間：列車減壓100 kPa在K31+ 152公里處（坡度為19‰下坡）停車，機(jī)車空氣制動(dòng)機(jī)放運(yùn)轉(zhuǎn)位緩解，列車管壓力從400 kPa上升到500 kPa，同樣從《列車牽引計(jì)算規(guī)程》查得充風(fēng)時(shí)間1分12秒，列車速度在充風(fēng)時(shí)間內(nèi)從0km/h上升到26km/h。

5.2.3列車超速時(shí)監(jiān)控裝置緊急制動(dòng)試驗(yàn)情況

下行感德站至劍斗站間：在K55+260公里處（坡度為20‰下坡）列車運(yùn)行速度55 km/h時(shí)，運(yùn)行速度超速碰列車監(jiān)控裝置控制線（線路允許速度≤50 km/h），列車監(jiān)控裝置自動(dòng)放風(fēng)發(fā)生緊急制動(dòng)，列車停在K55+644公里處，緊急制動(dòng)距離384m，制動(dòng)時(shí)間44秒。

5.3 取消下行劍斗站、上行小舟站、大深站固定機(jī)外停車試驗(yàn)分析

福德站至劍斗站、福德站至大深站下坡道區(qū)段列車的常用制動(dòng)減壓100 kPa，列車在按《列車牽引計(jì)算規(guī)程》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)充風(fēng)時(shí)間（1分12秒）內(nèi)，列車運(yùn)行速度最高只達(dá)到30km/h，沒有超過線路允許速度（≤50 km/h），同時(shí)能保證列車充滿風(fēng)。

列車超速時(shí)監(jiān)控裝置緊急制動(dòng)試驗(yàn)距離為384m，沒有超過《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定的緊急制動(dòng)距離800m，當(dāng)機(jī)車的電阻制動(dòng)故障時(shí)能確保列車在規(guī)定的安全距離內(nèi)停車。

列車在福德站至劍斗站、福德站至大深站下坡道區(qū)段使用電阻制動(dòng)放坡并輔以空氣制動(dòng)，制動(dòng)力能確保列車運(yùn)行安全。

6 取消劍斗、小舟、大深站固定機(jī)外停車的技術(shù)條件分析

6.1 使用電阻制動(dòng)增大了機(jī)車制動(dòng)力，是列車放坡安全的保障

電阻制動(dòng)是一種獨(dú)特的制動(dòng)方式，機(jī)車牽引電機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，在列車隋力帶動(dòng)下把列車具有的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并通過電阻帶發(fā)熱而消耗電能，從而產(chǎn)生制動(dòng)的作用。在機(jī)械制動(dòng)放坡時(shí)，制動(dòng)力隨速度增高而減少，放坡均采用周期制動(dòng)方法，在長時(shí)間制動(dòng)過程中易引起輪箍和閘瓦的摩擦發(fā)熱。而電阻制動(dòng)有足夠大的制動(dòng)力，保證了制動(dòng)效能，從而使列車在長大坡道運(yùn)行時(shí)，能以較高的速度安全運(yùn)行，同時(shí)還可以獲得良好的制動(dòng)力調(diào)節(jié)性（電阻制動(dòng)特性）。

目前，擔(dān)當(dāng)漳泉線交路的DF4B、DF4D機(jī)車都安裝了電阻制動(dòng)裝置，使列車運(yùn)行條件得到了極大改善，在高坡區(qū)段放坡時(shí)，可以控制列車均衡放坡，保證列車充風(fēng)時(shí)間，大大提高了列車放坡安全，經(jīng)過多年的運(yùn)用實(shí)踐未發(fā)生過列車制動(dòng)失控現(xiàn)象。

6.2使用機(jī)車“三項(xiàng)設(shè)備”為取消固定機(jī)外停車提供了有效的監(jiān)控手段

無線列車調(diào)度電話的使用加強(qiáng)了機(jī)務(wù)與車站值班員或列車調(diào)度員在列車運(yùn)行過程中，如果列車在運(yùn)行途中發(fā)生故障，可以及時(shí)與車站值班員聯(lián)系，車站可以采用相應(yīng)的措施保障列車運(yùn)行安全，如制動(dòng)機(jī)在途中故障，為避免列車停不下來闖入相鄰區(qū)間，車站通過車機(jī)聯(lián)控得到信息后，及時(shí)采取對應(yīng)措施，避免更嚴(yán)重的事故發(fā)生。

機(jī)車監(jiān)控裝置是防止列車“冒進(jìn)”信號的重要設(shè)備。機(jī)車監(jiān)控裝置將線路公里標(biāo)、信號機(jī)距離、線路特性數(shù)據(jù)等大量參數(shù)存在存儲器中，并在行車過程中不斷測定機(jī)車速度、地面信號及機(jī)車設(shè)備的狀態(tài)，進(jìn)行比較運(yùn)算分析判定機(jī)車運(yùn)行情況，隨時(shí)顯示字符和簡明扼要的提示語言，及時(shí)通知乘務(wù)員采取必要措施，當(dāng)區(qū)間運(yùn)行列車接近超速時(shí)，該裝置會提前預(yù)警，列車超速時(shí)立即采取常用制動(dòng)和強(qiáng)制性停車措施，為確保列車運(yùn)行安全設(shè)置了安全防線。

7 取消固定機(jī)外停車后，必須嚴(yán)格執(zhí)行的安全、技術(shù)措施規(guī)定

7.1 牽引機(jī)車在機(jī)車整備庫內(nèi)應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行電阻制動(dòng)裝置的各項(xiàng)檢查、試驗(yàn)（最大制動(dòng)電流不低于600A），嚴(yán)禁電阻制動(dòng)裝置故障機(jī)車出庫牽引列車或單機(jī)運(yùn)行。

7.2 列車運(yùn)行中，機(jī)車使用電阻制動(dòng)時(shí)，不能同時(shí)使用機(jī)車單閥制動(dòng)，以防機(jī)車輪對制動(dòng)力過大，使機(jī)車發(fā)生滑行擦傷輪對。

7.3 機(jī)車運(yùn)行中應(yīng)電阻制動(dòng)與空氣制動(dòng)配合使用，以電阻制動(dòng)為主，空氣制動(dòng)為輔為原則。

7.4 電阻制動(dòng)與空氣制動(dòng)配合使用中，空氣制動(dòng)的緩解速度應(yīng)控制在30km/h以下。

7.5 掛有補(bǔ)機(jī)的貨物列車在高坡地段放坡時(shí)，第二位機(jī)車或尾部補(bǔ)機(jī)應(yīng)根據(jù)牽引噸位使用電阻制動(dòng)，放坡的速度控制由本務(wù)機(jī)車掌握。

7.6 列車在高坡區(qū)段運(yùn)行時(shí)，要確保列車每百噸閘瓦壓力不低于280kN，特別在坡前列車編組變化后認(rèn)真執(zhí)行列車制動(dòng)機(jī)試驗(yàn)措施。

7.7 漳泉線各鐵路行車站段要制定列車長大下坡道操縱辦法及安全卡控措施，確保漳泉線列車運(yùn)行安全。

8 結(jié)論

根據(jù)牽引計(jì)算、機(jī)車技術(shù)條件分析及列車牽引試驗(yàn)，在采取一定的技術(shù)組織措施后，于2007年2月1日起漳泉線取消下行劍斗站、上行小舟站、大深站固定機(jī)外停車。經(jīng)過兩年多安全運(yùn)行驗(yàn)證，該措施是可行的。

因取消固定機(jī)外停車行車方式，壓縮了列車區(qū)間運(yùn)行時(shí)分，提高了區(qū)間列車通過能力，鐵路局在2007年“4.18”列車運(yùn)行圖調(diào)圖中漳泉線貨物列車由原先10對增開2對，同時(shí)全部使用雙機(jī)牽引，每趟列車牽引總重達(dá)到2250噸，全年增加進(jìn)、出貨運(yùn)量為328.5萬噸，并為肖厝港進(jìn)一步擴(kuò)能、節(jié)約運(yùn)營成本創(chuàng)造了良好的條件，國外進(jìn)口的鐵礦砂可在肖厝港直接通過鐵路運(yùn)到福建三鋼集團(tuán)，直至江西、湖南等地鋼鐵企業(yè)，拉近了肖厝港區(qū)與省內(nèi)鐵路沿線地區(qū)乃至江西等廣闊內(nèi)地市場的距離。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S]. 北京: 中國鐵道出版社, 1999.

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