鐵路超限超重貨物運輸優(yōu)化對策探討

李 濤，趙 杰，王永吉

(中國國家鐵路集團有限公司 運輸調度指揮中心，北京 100844)

超限超重貨物涉及的主要范圍通常是國防軍用裝備、國家和地方重點工程建設項目的核心關鍵設備，如軍工產品、發(fā)電廠和變電站建設所需的發(fā)電機定子、轉子、變壓器等大型設備，以及起重機械、輪式(履帶式)走行機械、鍋爐、大型機電設備等。因生產制造技術不斷創(chuàng)新和提高，超限超重貨物的結構日益復雜。隨著國家經(jīng)濟結構調整和發(fā)展，鐵路承擔的超限超重貨物運輸日益頻繁。大型貨物在運輸中作業(yè)環(huán)節(jié)多、組織難度大、精細度要求高，涉及到的安全因素多、運行徑路路況復雜、對運輸秩序的影響大，因而大型貨物運輸不同于普通貨物運輸?shù)募夹g條件和組織方法，應采用專用的長大貨物車，制訂特定的運輸方案和措施，按照指定條件運行以保證安全，實現(xiàn)及時運達。

1 超限超重貨物運輸現(xiàn)狀

1.1 運輸特點

貨物裝車后，車輛停留在水平直線上，貨物的任何部位超出機車車輛限界基本輪廓者或車輛行經(jīng)半徑為300 m的曲線時，貨物的計算寬度超出機車車輛限界基本輪廓者，均為超限貨物［1］。按照貨物的超限程度分為3個等級，即一級超限、二級超限和超級超限；按照貨物超限部位所在的高度分為3種類型，即上部超限、中部超限和下部超限。裝車后，重車總重活載效應超過橋涵設計標準活載(中—活載)的貨物，稱為超重貨物［1］。超重貨物分為3個等級，即一級超重、二級超重和超級超重。

超限超重貨物主要采用長大貨物車運輸。長大貨物車是供運輸重量特大或體積特大的貨物的車輛，簡稱D型車，主要用來運輸長大、超重、超限貨物，按照車輛構造特點，主要有凹底平車、鉗夾車、落下孔車、長大平車和雙聯(lián)平車等車型。

（1）凹底平車。凹底平車以凹底架作為其主要承載結構，特點是橫向剛度較大、裝載較為方便、運行平穩(wěn)度較高，是長大貨物車中品種和數(shù)量占比最大、適合運輸貨物范圍最廣的一種車型。凹底平車裝載貨物后不能通過提升機構來調整貨物距軌面間的高度。但如果距離軌面的高度過低將會影響行車安全。因其承載面需要占據(jù)一定的高度以及長度不可能太長，所以對于較高和較長的貨物不適用。當前運用中的鐵路凹底平車主要有D9A，D10，D10A，D12K，D12，D15A，D15，D2，D18A，DA21，D2A，D2G，DA25，D25A，D32，D32A，DA37等。凹底車中 DA37載重為370 t，是目前為止凹底車載重噸位最大的。

（2）鉗夾車。鉗夾車適合用于運輸體積很大、質量很重的貨物，貨物每端均與鉗夾車懸臂梁相連，成為車體的一部分。貨物距軌面的高度可以非常低，整個有效限界可以被充分利用。當前鐵路運用中的鉗夾車主要有DQ35，D38和DQ45等。其中DQ45載重450 t，是我國目前載重量最大的鉗夾貨車，它能充分利用建筑限界，具有內、中、外3種導向機構及貨物液壓升降、側移功能以避開路面障礙，并可利用本身功能協(xié)助裝卸貨物及稱重。該車功能全、結構復雜，近年來頻繁用于發(fā)電機定子的運輸。

（3）落下孔車。落下孔車的承載結構為側承梁結構，其裝載方便、寬度可調、能充分利用空間。由于自身結構特點，該車型可以最大程度地利用鐵路機車車輛限界的高度，對于截面尺寸較高的貨物適合用此車型裝載和運輸，通常用于運輸變壓器、軋機機架等。當前運用中的鐵路落下孔車主要有D17A，DK17A，DK23，DK36，DK36A，D32，D45等 。 其 中 D45是目前該類型車中載重量最大的。

（4）長大平車。長大平車與普通平車相比較，除了長大平車的底架長度較長、地板面距軌面高度較高外，在底架結構型式上是基本相同的。通常用于運輸挖掘機、小型起重機等。當前鐵路運用中的長大平車主要有D70，D22A，D22B，D23G，D26A，D26AK等。

（5）雙聯(lián)平車。雙聯(lián)平車是由兩個完全對稱的結構組成，車輛自重小，貨物裝載后可以根據(jù)貨物的具體長度靈活方便地調整支承點，達到重量的均勻分布，主要用于運輸有自承載能力、質量較重、形狀細長的貨物。雙聯(lián)平車主要是D30G，該車載重370 t。

1.2 運輸現(xiàn)狀

近年來，鐵路超限超重貨物運輸穩(wěn)中有升，2019年國家鐵路超限超重貨物裝車數(shù)約4.5萬車，其中超級超限2.5萬車、二級超限0.6萬車、一級超限1.4萬車，使用普通平車3.9萬車，使用長大貨物車0.5萬車，自輪運轉及使用其他車型約0.1萬車，其中裝卸量較大的主要有中國鐵路上海局集團有限公司、中國鐵路北京局集團有限公司、中國鐵路蘭州局集團有限公司、中國鐵路沈陽局集團有限公司等。隨著國家電網(wǎng)“六交八直”特高壓輸電通道及“西電東送”建設的推進，電廠需要的變壓器、定子等運輸需求有所增加，主要是從東部港口及有關生產廠家運送到西部地區(qū)。變壓器每件重300余t，因而應對裝載加固方案、運輸徑路、列車編組、運輸要求等提前審定，必要時按照超限專列的方式進行組織，才能確保安全及時運到。

2 鐵路超限超重貨物運輸影響因素

由于鐵路超限超重貨物普遍具有質量較重、體積龐大的特點，決定了裝載超限超重貨物的列車運行條件比較復雜，具有運行速度慢、要求條件高、各種限制多、運輸組織難度大等特點，而鐵路運輸特有的計劃有序、組織嚴密、安全可靠等特點優(yōu)于其他運輸形式，尤其近年來超限超重貨物運輸工具和裝載加固方法有了很大提高，運輸組織方式有了較大改進，計劃制訂更為細致、運輸組織更為嚴密。但是，由于超限超重貨物的特殊性，在實際運輸中存在著影響運輸秩序的諸多問題，運輸過程中一旦出現(xiàn)問題或事故，處置往往很困難，不僅極易造成貨物的損壞，中斷行車時間長，而且隨著列車速度的提高，列車密度的增大，特別是旅客列車的增多，事故造成的影響將會非常嚴重。

2.1 運輸過程安全影響因素

鐵路超限超重貨物運輸不同于普通貨物運輸。①人員素質要求。不論是管理人員、技術人員，還是具體的工作人員都要求有較全面的業(yè)務水平，較強的責任心和安全意識。②鐵路系統(tǒng)復雜性。一是鐵路是網(wǎng)絡性系統(tǒng)，線路長度達到十幾萬km，站點分散，作業(yè)人員較多，管理難度大；二是貨物在運輸過程中涉及安全有關的項點多、范圍廣，車輛、線路、橋梁、加固材料等都對安全有重要影響；三是裝載加固方案的確定、加固材料的選擇、科學合理的運輸組織方案也是保障運輸安全的關鍵；四是鐵路內部的安全管理隱患也不容忽視。③外部環(huán)境因素。鐵路是一個開放的系統(tǒng)，外部人為、自然環(huán)境等因素或多或少會直接或間接影響運輸安全，如自然災害、線路周邊環(huán)境、治安情況等。④安全管理部門協(xié)調。安全管理涉及車、機、工、電、輛、貨運等多個部門，協(xié)調好各部門之間的關系有一定的難度。

2.2 運輸徑路存在不利條件

由于超限超重貨物對正常運輸秩序影響大，運輸要求高，部分橋梁、隧道凈空小，線間距小，線路和建筑物曲線加寬不足，這部分線路不能運輸超限貨物［2］，因此不能簡單的以最短徑路來運輸。根據(jù)目前的情況分析，在運行徑路上仍存在以下問題。

（1）線路間距、接觸網(wǎng)狀態(tài)、路基狀況、曲線半徑、道岔、隧道橫斷面尺寸、橋梁承載能力等本身就有許多限制條件，影響貨物的裝載重量、裝載方式及運行速度，有時候會采取接觸網(wǎng)停電、拆除固定設備以擴大限界輪廓等措施來保障其安全通過［3］，甚至由于某些設備的限制，貨物無法通過。

（2）現(xiàn)階段主要干線都進行了多次提速，動車組、多種速度類型的客車、貨車共線運營，隨著運量的增長，行車量的激增，列車在區(qū)段內交會、避讓、停站的次數(shù)增多，對運輸安全提出了更高的要求。由于超限超重貨物運輸條件特殊因此盡量不安排在主要干線上，而是選擇迂回徑路或支線上運行。

（3）鐵路樞紐能力不適應超限超重貨物運輸，像北京、上海、廣州等大型鐵路樞紐，由于旅客列車大量開行，能力十分緊張，給予超限超重貨物列車的通過時間段較短，在運行圖上很難找到空隙，為了不對運輸秩序造成更大的影響，需要迂回運輸。

（4）超限超重貨物運輸特定線路的限界數(shù)據(jù)沒有完全實現(xiàn)信息化動態(tài)管理，由于管理和技術等方面的原因，對限界資料掌握的不充分，超限超重貨物運輸前還需要進行實際檢查，由于對線路、路基、限界尺寸、橋梁承重能力情況掌握的不準確，在運輸過程中還極易發(fā)生損壞線路、刮碰設施設備、損壞橋梁支座等事故。

2.3 運行限制影響運輸秩序

（1）運行限速影響。重車車輛的重心越高，在運行中的穩(wěn)定性就越差，如果對運行速度不加以限制，車輛就易發(fā)生脫軌或傾覆。因此，由于重車重心超高而造成的運行限速是影響超限超重貨物運行速度慢的主要原因。根據(jù)《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》規(guī)定，當貨車重車重心高度超過2 000 mm時，根據(jù)重心高度的不同，區(qū)間限速為30 ～ 50 km/h不等，最高運行速度不得超過50 km/h；行經(jīng)300 m及以下半徑曲線線路時，不得超過20 km/h；通過側向道岔時，不得超過15 km/h［4］。同時，《鐵路超限超重貨物運輸規(guī)則》中也對限速要求進行了詳細的規(guī)定。在使用長大貨物車裝載時，長大貨物車本身也有運行限速要求。超限超重貨物的運行速度受限，造成了區(qū)間通過能力降低，對正常的運輸秩序干擾較大。

（2）會車要求影響。隨著鐵路大面積提速，旅客列車的數(shù)量和運行速度大幅度增加，速度越高的旅客列車需要的安全距離也越大，與鄰線列車會車的安全條件也更嚴格。在其他運行條件不變的情況下，列車運行速度的提高對超限列車的運行及會車條件提出了更高的要求。因此，掛有超限貨物的列車往往需要限制會車，甚至禁止會車。在雙線區(qū)段，由于某些超限列車限速、禁會運行，不僅長時間占用本運行方向線路，還會使另一運行方向的列車在車站停車避讓，增加額外停站時分，甚至使另一運行方向長時間無列車運行而處于空閑狀態(tài)，造成雙方向的運能損失。

（3）固定線路辦理影響。根據(jù)《鐵路技術管理規(guī)程(普速鐵路部分)》規(guī)定，站內正線須保證能通過超限貨物列車。此外，在編組站、區(qū)段站及區(qū)段內選定的3至5個中間站上，單線鐵路應另有一條線路，雙線鐵路上、下行各另有一條線路，應能通行超限貨物列車［5］?！惰F路超限超重貨物運輸規(guī)則》中明確規(guī)定“掛有超限車的列車，按《車站行車工作細則》(以下簡稱《站細》)規(guī)定的線路辦理到發(fā)或通過”［1］。固定線路辦理超限列車對運輸效率和安全也會有一定影響。掛有超限貨物的列車在車站正線停車，則其他列車的接發(fā)作業(yè)必須在其他非正線線路上進行，車站側向道岔會限制列車的通過速度，嚴重干擾車站技術作業(yè)，既影響通過能力，又存在安全隱患；掛有超限貨物的列車在車站非正線停車，站內的調車作業(yè)或鄰線上其他列車作業(yè)可能會影響超限列車或裝載貨物的狀態(tài)，對超限列車運行組織具有潛在危險性。

2.4 運輸過程貨物裝載狀態(tài)變化

超限超重貨物在初始裝載時一般不會存在偏移、偏載、偏重現(xiàn)象，但在運輸過程中可能由于各種因素使貨物裝載狀態(tài)發(fā)生變化，如運行過程中列車制動、起停、顛簸、曲線行駛中的慣性、上下坡等。如果貨物裝載加固出現(xiàn)問題，就會產生貨物位移，破壞車輛的初始裝載狀態(tài)，引起車輛偏載，甚至使貨物超出原有限界，改變了原有的超限等級，有可能造成刮蹭站臺、信號機、站房設備等事故，甚至可能造成影響鄰線行車等較嚴重事故的發(fā)生。

3 鐵路超限超重貨物運輸優(yōu)化對策

3.1 加強規(guī)章制度管理

（1）建立健全規(guī)章制度。規(guī)章制度是鐵路安全生產的基礎，貫穿到整個運輸生產過程之中。由于運行速度大幅提高和列車密度增加而帶來新的運行要求以及技術的升級、設備的更新，不可避免地對超限超重貨物的運輸組織帶來變化，中國國家鐵路集團有限公司、鐵路局集團公司、站段應根據(jù)各自所處的層面，在考慮效率與安全兼顧的原則下，深入現(xiàn)場調研，反復論證，制訂符合自身層面的超限超重貨物運輸管理規(guī)定。在規(guī)章的制訂上要嚴格控制裝車源頭，強化途中監(jiān)控，保證卸車質量，建成一套科學規(guī)范、職責明確、操作可行、逐級細化、監(jiān)控有力的安全規(guī)章制度體系。

（2）規(guī)范規(guī)章制度管理。一是以規(guī)章制度為基礎，根據(jù)現(xiàn)場設備的特點，結合作業(yè)組織流程，細化各項制度，將管理辦法專業(yè)化、作業(yè)標準規(guī)范化、安全措施具體化，實行以領導為主的逐級負責制，強化崗位責任，從源頭上杜絕鐵路運輸安全隱患。二是規(guī)章制度的日常管理要指定專(兼)職人員負責，對規(guī)章制度要及時進行更新、修改、補充、下發(fā)、傳達，要建立紙質文檔和電子文檔分別保存并確保其完整性和有效性。三是要定期、全面地檢查主要生產崗位是否配備齊全、有效的規(guī)章制度、安全措施、明示揭掛、資料圖表等，如果發(fā)現(xiàn)有文件過期以及規(guī)章制度制訂不全、遺漏、錯誤的現(xiàn)象，要及時撤銷、更新、補充、修改，以確保一線崗位規(guī)章制度完整齊全。

（3）提高作業(yè)人員素質。定期對有關管理人員、現(xiàn)場工作人員的業(yè)務培訓，提高全體工作人員的業(yè)務水平、自覺增強遵章守紀意識。通過多種方式方法對管理人員、現(xiàn)場工作人員進行相關安全知識、業(yè)務知識和規(guī)章制度的培訓考核，提高安全意識，加強理論知識學習，豐富現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，確保運輸安全。

（4）加強安全管理手段。超限超重貨物運輸涉及到的作業(yè)環(huán)節(jié)、人員崗位較多，安全組織工作比較復雜，各個鐵路局集團公司均設立超限超重貨物運輸及限界管理委員會，制訂詳細、完善的安全管理規(guī)章和應急預案，對超限超重貨物日常運輸工作進行有效的監(jiān)管和嚴格的審核復查，遇突發(fā)問題及時采取措施解決，以確保超限超重貨物安全管理正常有序。

3.2 推進運輸徑路智能化選擇

超限超重貨物運輸徑路的選擇從很大程度上決定了運輸安全和效率，為了提高超限超重貨物運輸?shù)陌踩刂坪瓦\輸時限要求，對運輸徑路實行智能化決策尤為必要。目前全路已經(jīng)建立、完善統(tǒng)一的限界管理系統(tǒng)，橋隧、通信、信號、照明、站臺、雨棚、房屋建筑、供電、給水、安全檢測監(jiān)控、客貨運設備等相關設施設備的數(shù)據(jù)資料已經(jīng)基本實現(xiàn)了信息化管理。但是，目前該系統(tǒng)中運輸徑路的智能化決策功能還未能實現(xiàn)，限界基礎數(shù)據(jù)及變化還需依靠人工錄入，超限超重貨物的運輸徑路仍需人為選擇。隨著限界數(shù)據(jù)管理的進一步完善和系統(tǒng)應用功能的升級，逐步實現(xiàn)根據(jù)貨物的外形尺寸進行計算，自動判別超限等級，與限界數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進行比對，智能確定超限超重貨物運輸?shù)淖顑?yōu)徑路、備用徑路和運行條件，自動生成超限超重貨物超限電報，傳輸至運輸調度管理信息系統(tǒng)(TDMS5.0)，自動確定運行條件、會讓車站及車站線路運用等。

3.3 采取多種方法減少運輸影響

（1）合理選擇車輛。根據(jù)超限超重貨物的技術資料，科學合理地選擇裝運車輛，一方面要便于貨物裝載和采取加固措施，使裝載加固方案更加安全、可靠、經(jīng)濟、適用，另一方面又要盡可能地降低重車重心高度，降低超限等級，使區(qū)間限速等運行限制條件得到大幅度降低。

（2）改變貨物包裝或拆解貨件。當超限貨物的個別部位明顯突出時，可以采取改變貨物包裝或對貨件進行拆解，到站后再重新組裝的運輸措施，大幅縮小貨物包裝后外形尺寸，盡可能降低超限等級，達到將無法運輸?shù)呢浳镛D化為超級超限貨物運輸或者將超限貨物變?yōu)榉浅挢浳锏哪康模?］。

（3）嚴格按日(班)計劃組織行車。在現(xiàn)有的運輸能力條件下，合理制訂日(班)計劃，通過實施調度精細指揮，加快輸送，提高效率［7］，高質量兌現(xiàn)落實計劃，減少對運輸?shù)挠绊?。①提高?班)計劃編制質量。調度日(班)計劃包括貨運工作計劃、列車工作計劃、機車車輛工作計劃、施工日計劃等四個部分［8］。在制訂超限超重貨物的運輸計劃時，由于每個區(qū)段內超限超重貨物的數(shù)量不等，因而要利用好貨運票據(jù)電子化大數(shù)據(jù)，根據(jù)各個區(qū)段內超限超重貨物的數(shù)量、方向，及車輛、車流、機車、列車等信息，做好車流推算，全面、綜合地考慮各種因素，合理制訂運輸方案，提升日(班)計劃的編制質量。在制訂計劃時，保證各區(qū)段間的超限超重貨物保持有效運輸銜接，從源頭上最大程度減少對運輸秩序的影響，提高送達速度和運輸效率，實現(xiàn)運輸能力和運力資源的高效配置。②落實日(班)計劃高質量兌現(xiàn)。必須維護日(班)計劃的嚴肅性和完整性，尤其是對掛有超限超重貨物的列車，在編制日班計劃前已充分考慮了超限超重貨物列車限速、機列銜接、客貨車運行密度、施工等因素，因此要緊緊圍繞日(班)計劃確定的內容，時刻安排編組、掛運、運行，不得隨意變更，減少人為因素造成計劃無法兌現(xiàn)的情況，減小對運輸秩序的影響，如特殊情況確需調整時，應及時通知有關人員。

3.4 強化運輸全過程監(jiān)控

超限超重貨物在運輸途中必須要進行嚴格的監(jiān)控和檢查，這是超限超重貨物運輸中保障安全的重要措施。應采取專業(yè)技術設備監(jiān)控和人的監(jiān)督檢查相結合的方式，對貨物運輸過程進行全程監(jiān)控。

（1）貨物狀態(tài)監(jiān)測。掌握貨物裝載狀態(tài)，避免出現(xiàn)貨物裝載位置的移動是監(jiān)測的重要任務。貨物裝載狀態(tài)靜態(tài)檢查及停車時對貨物的裝載狀態(tài)進行檢查，可以依靠人工檢測。對于運行途中貨物的裝載狀態(tài)，還需要依靠技術設備來檢查貨物的狀態(tài)。通過超限貨物檢測系統(tǒng)、超偏載檢測系統(tǒng)、列車安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)等來進行檢測，并與車號自動識別系統(tǒng)結合，利用智能化、網(wǎng)絡化等技術，實現(xiàn)地面設備對運行途中貨物的動態(tài)檢測，建立數(shù)據(jù)集中、聯(lián)網(wǎng)運行、遠程監(jiān)控、信息共享的安全防范預警體系，從而利用全路貨運綜合安全監(jiān)控網(wǎng)絡，加強對超限超重貨物運輸全過程的監(jiān)控，實現(xiàn)實時跟蹤，全面提升鐵路運輸安全防范的綜合能力。

（2）車輛狀態(tài)監(jiān)測。在運輸過程中，沿途行經(jīng)的線路情況非常復雜，比如小半徑曲線、S性曲線、曲線大超高、復式交分道岔、交叉渡線等等。車輛在長時間或高頻率的使用后，會導致某些技術參數(shù)和指標出現(xiàn)逐漸下降的趨勢。因此，在車輛上需要安裝安全技術監(jiān)測的儀器和車下測試傳感器，對列車通過曲線、側線、道岔、橋梁及直線運行情況進行全程實時監(jiān)測記錄；在特殊區(qū)段、危險區(qū)段進行全程重點實時監(jiān)測記錄；通過計算機對運行中的數(shù)據(jù)進行采集和處理，實時監(jiān)測車輛在運輸過程中車體重點部位的動應力、承載結構的動應力、彈簧動撓度、車體小底架心盤加速度等參數(shù)，確認這些參數(shù)是否保持在安全限度之內，隨時提供監(jiān)測數(shù)據(jù)和建議，確保長大貨物車及超限超重貨物運輸安全。

4 結束語

超限超重貨物雖然占全國鐵路貨物運量的比重不大，但伴隨著經(jīng)濟社會發(fā)展和技術創(chuàng)新步伐的加快，大型貨物的規(guī)格變化增多，對鐵路運輸?shù)陌踩⑦\輸時限要求越來越高；同時，既有線客貨車運行速度的提高，也對超限超重貨物運輸提出了更高的要求。這些問題需要在已有的管理制度基礎上進行深入研究，通過系統(tǒng)化、科學化的管理理念，統(tǒng)一協(xié)調解決運輸生產中的矛盾和問題，全面整合系統(tǒng)資源，優(yōu)化超限超重貨物運輸組織措施，進一步適應現(xiàn)代鐵路運輸生產的需要，更好地完成運輸任務。