丘征漢

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

[關鍵詞] 坡度 機外停車 牽引計算

1 前言

經(jīng)過5年的建設，海峽西岸經(jīng)濟區(qū)建設不僅推動海峽西岸區(qū)域經(jīng)濟發(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)劃建設的６大石化基地和四大國際中轉港口之一，是福建沿海最大的散貨碼頭，2006年港口吞吐量突破200萬噸，若港口全部建設完成，設計吞吐量將超過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，鐵路運輸通過能力不足所形成的“瓶頸”制約了港口經(jīng)濟的快速發(fā)展。只有改變原有的行車方式，提升鐵路運輸能力，才能提高鐵路在港口集疏運中的份額，為海峽西岸經(jīng)濟區(qū)建設貢獻一份力量。

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18個車站，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45.2km。

漳泉線貨物列車使用DF4D、DF4B型內(nèi)燃機車牽引,牽引重量分別為雙機2250噸，單機DF4D 型機車1350噸、DF4B型機車1150噸，大深至福德間使用雙機牽引；旅客列車使用DF4D客型機車牽引，牽引客車輛數(shù)為18輛，牽引重量為1000噸，全程使用單機牽引運行?？拓浟熊囋谡娜€運行時，列車放坡限制速度為：機車在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、大深站采取固定機外停車涼閘（列車在車站進站信號機外方停車，對列車制動機主要系統(tǒng)閘瓦進行降溫，以提高列車制動力）的行車方式。

3 改變行車方式的措施

通過對漳泉線進行列車牽引運行試驗，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、大深站固定機外停車的行車方式，減少區(qū)間運行時分，提高區(qū)間列車通過能力，提升線路運輸能力。牽引運行試驗主要內(nèi)容：

3.1 以機車電阻制動放坡為主，試驗輔以空氣制動放坡進行機車制動力情況。

3.2 列車在下行劍斗站進站信號機前超速時，機車監(jiān)控裝置產(chǎn)生緊急放風制動動作，試驗緊急制動停車距離。

3.3 實施空氣制動減壓停車后，試驗列車在標準充風時間內(nèi)列車速度上升情況。

4 列車制動限制速度牽引計算

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

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

4.2 根據(jù)《列車牽引計算規(guī)程》計算在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、列車制動初速50 km/h時緊急制動距離：

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—制動距離；Sk—有效制動空走距離；

Se—有效制動距離。

緊急制動初速為50 km/h，查《列車牽引計算規(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

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

5 列車運行牽引試驗情況

5.1 牽引試驗日程安排

試驗日期為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，二臺機車牽引實施放坡；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，一臺機車牽引實施放坡。

試驗列車編組情況：下行49513次列車編組40輛 3299噸，計長52.7，每百噸閘瓦壓力287.9KN，關門車2輛；上行49520次列車編組39輛 2249噸，計長45.2，每百噸閘瓦壓力367KN。

試驗機車：下行福德至劍斗由泉州鐵路責任有限公司（簡稱泉州公司，下同）DF4D型4067機車擔任本務，福州機務段DF4B型3770機車附掛，泉州公司DF4D型7492擔當補機。上行49520次，福德至大深由泉州公司DF4D型4032擔任本務，泉州公司DF4D型7489機車附掛。

參試人員：南昌鐵路局機務處、運輸處、泉州公司有關領導、專業(yè)技術人員。

5.2 福德至劍斗49513次、福德至大深49520次列車試驗情況

5.2.1福德至劍斗、福德至大深下坡道區(qū)段空氣制動試驗情況

下行感德站至劍斗站間：在K46+800公里處，列車運行速度45 km/h時，空氣制動減壓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，走行時間1分29秒。

上行福德站至小舟站間：在K31+500公里處，列車運行速度45 km/h時，空氣制動減壓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)段列車充風試驗情況

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，機車空氣制動機放運轉位緩解，列車管壓力從400千帕上升到500千帕，從《列車牽引計算規(guī)程》“貨物列車自閥在運轉位充風所需時間表”中查得充風時間1分12秒，列車速度在充風時間內(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，機車空氣制動機放運轉位緩解，列車管壓力從400 kPa上升到500 kPa，同樣從《列車牽引計算規(guī)程》查得充風時間1分12秒，列車速度在充風時間內(nèi)從0km/h上升到26km/h。

5.2.3列車超速時監(jiān)控裝置緊急制動試驗情況

下行感德站至劍斗站間：在K55+260公里處（坡度為20‰下坡）列車運行速度55 km/h時，運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)控裝置自動放風發(fā)生緊急制動，列車停在K55+644公里處，緊急制動距離384m，制動時間44秒。

5.3 取消下行劍斗站、上行小舟站、大深站固定機外停車試驗分析

福德站至劍斗站、福德站至大深站下坡道區(qū)段列車的常用制動減壓100 kPa，列車在按《列車牽引計算規(guī)程》規(guī)定的標準充風時間（1分12秒）內(nèi)，列車運行速度最高只達到30km/h，沒有超過線路允許速度（≤50 km/h），同時能保證列車充滿風。

列車超速時監(jiān)控裝置緊急制動試驗距離為384m，沒有超過《鐵路技術管理規(guī)程》規(guī)定的緊急制動距離800m，當機車的電阻制動故障時能確保列車在規(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)段使用電阻制動放坡并輔以空氣制動，制動力能確保列車運行安全。

6 取消劍斗、小舟、大深站固定機外停車的技術條件分析

6.1 使用電阻制動增大了機車制動力，是列車放坡安全的保障

電阻制動是一種獨特的制動方式，機車牽引電機轉為發(fā)電機運行，在列車隋力帶動下把列車具有的機械能轉換成電能，并通過電阻帶發(fā)熱而消耗電能，從而產(chǎn)生制動的作用。在機械制動放坡時，制動力隨速度增高而減少，放坡均采用周期制動方法，在長時間制動過程中易引起輪箍和閘瓦的摩擦發(fā)熱。而電阻制動有足夠大的制動力，保證了制動效能，從而使列車在長大坡道運行時，能以較高的速度安全運行，同時還可以獲得良好的制動力調節(jié)性（電阻制動特性）。

目前，擔當漳泉線交路的DF4B、DF4D機車都安裝了電阻制動裝置，使列車運行條件得到了極大改善，在高坡區(qū)段放坡時，可以控制列車均衡放坡，保證列車充風時間，大大提高了列車放坡安全，經(jīng)過多年的運用實踐未發(fā)生過列車制動失控現(xiàn)象。

6.2使用機車“三項設備”為取消固定機外停車提供了有效的監(jiān)控手段

無線列車調度電話的使用加強了機務與車站值班員或列車調度員在列車運行過程中，如果列車在運行途中發(fā)生故障，可以及時與車站值班員聯(lián)系，車站可以采用相應的措施保障列車運行安全，如制動機在途中故障，為避免列車停不下來闖入相鄰區(qū)間，車站通過車機聯(lián)控得到信息后，及時采取對應措施，避免更嚴重的事故發(fā)生。

機車監(jiān)控裝置是防止列車“冒進”信號的重要設備。機車監(jiān)控裝置將線路公里標、信號機距離、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車速度、地面信號及機車設備的狀態(tài)，進行比較運算分析判定機車運行情況，隨時顯示字符和簡明扼要的提示語言，及時通知乘務員采取必要措施，當區(qū)間運行列車接近超速時，該裝置會提前預警，列車超速時立即采取常用制動和強制性停車措施，為確保列車運行安全設置了安全防線。

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

7.1 牽引機車在機車整備庫內(nèi)應嚴格進行電阻制動裝置的各項檢查、試驗（最大制動電流不低于600A），嚴禁電阻制動裝置故障機車出庫牽引列車或單機運行。

7.2 列車運行中，機車使用電阻制動時，不能同時使用機車單閥制動，以防機車輪對制動力過大，使機車發(fā)生滑行擦傷輪對。

7.3 機車運行中應電阻制動與空氣制動配合使用，以電阻制動為主，空氣制動為輔為原則。

7.4 電阻制動與空氣制動配合使用中，空氣制動的緩解速度應控制在30km/h以下。

7.5 掛有補機的貨物列車在高坡地段放坡時，第二位機車或尾部補機應根據(jù)牽引噸位使用電阻制動，放坡的速度控制由本務機車掌握。

7.6 列車在高坡區(qū)段運行時，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真執(zhí)行列車制動機試驗措施。

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，確保漳泉線列車運行安全。

8 結論

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

因取消固定機外停車行車方式，壓縮了列車區(qū)間運行時分，提高了區(qū)間列車通過能力，鐵路局在2007年“4.18”列車運行圖調圖中漳泉線貨物列車由原先10對增開2對，同時全部使用雙機牽引，每趟列車牽引總重達到2250噸，全年增加進、出貨運量為328.5萬噸，并為肖厝港進一步擴能、節(jié)約運營成本創(chuàng)造了良好的條件，國外進口的鐵礦砂可在肖厝港直接通過鐵路運到福建三鋼集團，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

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

[2] 列車牽引計算規(guī)程[s]. 北京: 中國鐵道出版社, 1998.