一次運(yùn)貨3萬(wàn)噸 綿延將近5千米咆哮的鋼鐵巨龍——重載列車

王麟

2019年9月28日，我國(guó)一條很特殊的貨運(yùn)鐵路開通運(yùn)營(yíng)。這條鐵路就是5年前開工的浩吉鐵路，從內(nèi)蒙古的浩勒?qǐng)?bào)吉到江西吉安，全長(zhǎng)1813.54千米，以運(yùn)煤為主，年設(shè)計(jì)運(yùn)量2億噸。

也許有同學(xué)會(huì)問(wèn)，這條鐵路不就是線路長(zhǎng)點(diǎn)嗎，還有什么別的特殊之處呢？總結(jié)起來(lái)，浩吉鐵路有兩個(gè)特殊點(diǎn)：第一，這是一條貨真價(jià)實(shí)的重載鐵路;第二，這是一條列車軸重30噸的重載鐵路。下面我們就說(shuō)說(shuō)何為“重載鐵路”，它到底采用了哪些特殊的技術(shù)，為什么說(shuō)30噸的列車軸重很特殊？

加重載鐵路混個(gè)臉熟

對(duì)重載鐵路的解釋，以國(guó)際重載協(xié)會(huì)提供的權(quán)威定義為準(zhǔn)。多年來(lái)，國(guó)際重載協(xié)會(huì)對(duì)重載鐵路的定義一直在不斷調(diào)整，在2005年給出了最新界定：一條鐵路，經(jīng)常、定期開行或準(zhǔn)備開行總重至少為8000噸的單元列車或組合列車;在長(zhǎng)度至少為150千米的線路區(qū)段上，年計(jì)費(fèi)貨運(yùn)量至少達(dá)4000萬(wàn)噸;經(jīng)常、正常開行或準(zhǔn)備開行軸重27噸以上（含27噸）的列車。只要滿足上面3條中的2條，就可以稱之為重載鐵路。

按照國(guó)際重載協(xié)會(huì)給出的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)目前有4條晉煤外運(yùn)通道都是按照重載鐵路的標(biāo)準(zhǔn)修建的，分別是大同至秦皇島鐵路（大秦鐵路）、唐山港至呼和浩特鐵路（唐呼鐵路）、瓦塘至日照鐵路（瓦日鐵路）、浩勒?qǐng)?bào)吉至吉安鐵路（浩吉鐵路）。除了浩吉鐵路是剛開通的，其余3條重載鐵路早已兢兢業(yè)業(yè)地為我國(guó)的能源運(yùn)輸提供服務(wù)了。

尤其值得一提的是大秦鐵路，全長(zhǎng)653千米，開通于1992年，年運(yùn)量從最初的2000多萬(wàn)噸，增加到如今的4.5億噸，累計(jì)運(yùn)煤60億噸。山西省的優(yōu)質(zhì)煤炭，就是通過(guò)這條鐵路大動(dòng)脈，源源不斷地輸送到秦皇島港口，為26個(gè)省市自治區(qū)、國(guó)家六大電網(wǎng)、五大發(fā)電集團(tuán)、十大鋼鐵公司、上萬(wàn)家工礦企業(yè)提供燃料，被稱為“中華第一路”。大秦鐵路到底有多重要呢？有專家說(shuō)，大秦鐵路只要咳嗽一下，很多企業(yè)、電廠和鋼廠都要患感冒。

重載鐵路運(yùn)能大、效率高、成本低，是國(guó)際公認(rèn)的鐵路貨運(yùn)發(fā)展方向。我國(guó)幅員遼闊，發(fā)展重載運(yùn)輸十分必要。

認(rèn)識(shí)一下重載列車

顧名思義，重載鐵路上跑的火車就是重載列車，但是這種車可不一般，技術(shù)含量很高。列車的車頭要用國(guó)產(chǎn)的和諧型大功率機(jī)車牽引，車廂采用特制的C80煤礦專用敞車?！癈80”是重載列車車廂的型號(hào)，意思是凈載重為80噸的敞車。“C”就是敞口車的簡(jiǎn)寫，“80”指的是凈載重80噸。一般而言，如果線路的坡度起伏不大，一臺(tái)和諧型大功率機(jī)車就能牽引5000噸的列車。但是，一次牽引5 000噸跑幾百到干余千米實(shí)在效率太低了，所以后來(lái)就把一趟列車的重量增加到了1萬(wàn)噸、2萬(wàn)噸，目前，我國(guó)已經(jīng)掌握了重載列車牽引重量3萬(wàn)噸的技術(shù)。3萬(wàn)噸是什么概念？我們簡(jiǎn)單估算一下，一節(jié)C80敞車凈載重80噸，長(zhǎng)度12米，拉3方噸的煤炭則需要375節(jié)車廂，全長(zhǎng)4500米，這還不包括多臺(tái)牽引機(jī)車的長(zhǎng)度?？梢韵胂缶d延近5千米長(zhǎng)的鋼鐵巨龍咆哮前進(jìn)的場(chǎng)景，是多么震撼！

但是，想讓這條鋼鐵巨龍安全地運(yùn)行，那也不是一件容易事！

在農(nóng)村里，拖拉機(jī)牽引一個(gè)車斗，直接掛上即可，開快開慢都不會(huì)出什么大問(wèn)題。然而，幾百節(jié)重載車廂銜接在一起，如果不能統(tǒng)一步調(diào)、集中控制，就會(huì)出大亂子。舉個(gè)例子，一列載重2萬(wàn)噸的重載列車正在高速運(yùn)行，突然前面線路發(fā)生情況，需要緊急制動(dòng)，如果不能統(tǒng)一控制，前面的車廂已經(jīng)開始制動(dòng)，后面的車廂還在高速運(yùn)行，勢(shì)必造成車廂擠壓，發(fā)生重大事故。

怎樣才能避免發(fā)生上述事故呢？此時(shí)就需要“神器”登場(chǎng)了！這就是機(jī)車無(wú)線遙控操縱系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱“LOCOTROL”。LOCOTROL系統(tǒng)的基本工作方式是前部機(jī)車通過(guò)GSM-R系統(tǒng)，向中、后部機(jī)車發(fā)布同步牽引和制動(dòng)命令，實(shí)現(xiàn)前、中、后部機(jī)車的牽引及動(dòng)力制動(dòng)同步操縱及空氣制動(dòng)系統(tǒng)同步制動(dòng)與緩解。同時(shí)采用制動(dòng)管壓力自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)系統(tǒng)的無(wú)線通信狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

我國(guó)的大秦鐵路，在此技術(shù)上進(jìn)行了創(chuàng)新發(fā)展，采用網(wǎng)絡(luò)化無(wú)線同步操縱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了LOCOTROL技術(shù)與GSM-R技術(shù)的集成創(chuàng)新，把LOCOTROL技術(shù)由過(guò)去點(diǎn)到點(diǎn)的通信傳輸，發(fā)展為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸，解決了機(jī)車間通信距離限制的關(guān)鍵問(wèn)題。早在2006年，大秦鐵路就在世界上首次實(shí)現(xiàn)LOCOTROL技術(shù)和GSM-R平臺(tái)的有機(jī)融合，近3000米長(zhǎng)的重載列車實(shí)現(xiàn)前后同步控制，誤差僅為0.6秒。

大功率機(jī)車有何神奇之處

俗話說(shuō)： 火車跑得快，全靠車頭帶?！敝剌d列車不追求跑得快，只要拉貨多就行。要想拉貨多，也得看機(jī)車的性能。那么，承擔(dān)重任的和諧型大功率機(jī)車有何神奇之處呢？

大功率機(jī)車，就是牽引動(dòng)力比普通機(jī)車要大得多的機(jī)車。作為重載列車的動(dòng)力源和龍頭，大功率機(jī)車采用了很多新技術(shù)，最主要的有兩項(xiàng)，一是“交流一直流一交流”傳動(dòng)技術(shù)，二是徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù)。

“交流一直流一交流”傳動(dòng)技術(shù)是伴隨著大功率硅整流技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的，主要有電機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、機(jī)車黏著性能好（機(jī)車依靠黏著力才能啟動(dòng)運(yùn)行）、功率大、牽引力足、可靠性高、維修方便、效率高動(dòng)力性能好、制動(dòng)性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。

大功率機(jī)車還采用了徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù)。所謂轉(zhuǎn)向架就是將兩個(gè)及以上輪對(duì)通過(guò)專門的構(gòu)件組成一個(gè)整體部件，進(jìn)而支撐車體并使之在軌道上前進(jìn)，也就是火車車廂的腳。采用徑向轉(zhuǎn)向架，在火車通過(guò)曲線之時(shí)，保證輪子和鋼軌緊密接觸，為火車提供足夠的黏著力，使得牽引力不會(huì)降低。

在前面我們講了對(duì)重載鐵路的定義，其中一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是“經(jīng)常、正常開行或準(zhǔn)備開行軸重27噸以上（含27噸）的列車”，而我國(guó)的重載鐵路恰恰是在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上長(zhǎng)時(shí)間不能滿足要求，只滿足前兩條標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)?，我?guó)早期建設(shè)的大秦鐵路的貨車軸重是25噸，主要客貨運(yùn)干線鐵路開行的貨車的軸重大部分為21噸。很多人也許會(huì)問(wèn)，軸重為何還成了重載鐵路的一個(gè)硬性指標(biāo)了？大家可能不知道，在澳大利亞，重載列車的軸重已經(jīng)達(dá)到40噸了，一列重載列車可以拉9萬(wàn)噸貨物！

軸重為何這么重要？因?yàn)椤拜S重”是每根車軸允許分?jǐn)偟淖畲笳囍亓浚S重越大，單車載重量就越大。這不難理解，大粗腿的壯漢總比小細(xì)腿的孩子能夠扛更重的東西。為了提高單車軸重，我國(guó)先后在既有鐵路上試驗(yàn)開行27噸軸重的重載列車，取得成功后，接著又修建了國(guó)內(nèi)第一條軸重30噸的重載鐵路—一瓦日鐵路。隨著技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，國(guó)際重載協(xié)會(huì)制定的重載鐵路三條標(biāo)準(zhǔn)，我們都能滿足了。

重載鐵路除了要具備上述提到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還需要對(duì)軌道、道岔、橋梁、路基進(jìn)行強(qiáng)化和加固，采用先進(jìn)的車輛技術(shù)、列車制動(dòng)系統(tǒng)、通信信息系統(tǒng)。比如在浩吉鐵路上，就首次采用了我們引以為豪的“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)。研制的C90煤礦專用車也已經(jīng)開始試用。

未來(lái)重載鐵路需要研發(fā)更多的先進(jìn)技術(shù)，以保障運(yùn)輸安全暢通，朝著清潔化、智能化、互聯(lián)互通化發(fā)展。這就要大力研究推進(jìn)封閉型貨車、駝背運(yùn)輸車等核心裝備，發(fā)展“公鐵?！倍嗍铰?lián)運(yùn)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，全方位建設(shè)數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、平臺(tái)化的重載鐵路，實(shí)現(xiàn)鐵路重載領(lǐng)域安全、高效、節(jié)能和綠色發(fā)展，為我國(guó)的交通運(yùn)輸再創(chuàng)新佳績(jī)。

（責(zé)任編輯白玉磊 責(zé)任校對(duì)：趙夢(mèng)祺）