王 鈺

（中南大學(xué) 湘雅醫(yī)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410012 ）

既有線27t軸重鐵路貨車運(yùn)用模式研究

王 鈺

（中南大學(xué) 湘雅醫(yī)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410012 ）

通過(guò)概述世界各國(guó)鐵路軸重的發(fā)展情況，從4個(gè)方面提出我國(guó)發(fā)展27t軸重貨車的原因，分析影響既有線27t軸重貨車運(yùn)用模式的線路條件、編組站設(shè)備、機(jī)車類型、貨流需求及其他因素。從運(yùn)行區(qū)域和運(yùn)行方式2個(gè)方面研究27t軸重貨車運(yùn)用模式，其中按照運(yùn)行區(qū)域又分為固定線路運(yùn)用、全開(kāi)放運(yùn)用和區(qū)域運(yùn)用，按照運(yùn)行方式又分為直達(dá)模式、非直達(dá)模式和混編模式，最后提出適合我國(guó)鐵路現(xiàn)有情況的運(yùn)用模式發(fā)展過(guò)程。

27t軸重；鐵路貨車；適應(yīng)性；運(yùn)用模式

提高鐵路貨車軸重不僅可以提高列車牽引質(zhì)量、降低貨車自重系數(shù)，而且是提高運(yùn)輸效率和降低運(yùn)輸成本的有效方法，也是世界各國(guó)鐵路貨運(yùn)的發(fā)展方向。我國(guó)鐵路貨運(yùn)量絕大部分為大宗重質(zhì)貨物，適合采用大軸重貨車運(yùn)輸?！惰F路主要技術(shù)政策》提出，客貨共線鐵路“貨車軸重研究推廣 25 t，研究發(fā)展27 t”。目前，我國(guó) 27 t 軸重貨車的生產(chǎn)、試驗(yàn)工作已經(jīng)完成，亟需加強(qiáng)在既有線的運(yùn)用模式研究。

1 概述

1.1 世界鐵路軸重發(fā)展情況

世界上主要國(guó)家的貨車軸重基本已經(jīng)達(dá)到或超過(guò) 27 t[1]，重載鐵路成為世界鐵路貨運(yùn)的發(fā)展趨勢(shì)。美國(guó)貨物列車軸重最高達(dá)到 35.7 t，列車質(zhì)量一般介于1.75 萬(wàn)～2 萬(wàn) t 之間，單元重載列車質(zhì)量則超過(guò) 2 萬(wàn) t；加拿大列車軸重達(dá) 33 t，列車質(zhì)量介于 1 萬(wàn)～1.5 萬(wàn) t 之間；澳大利亞、巴西、瑞典等國(guó)列車軸重達(dá)到 30 t，列車質(zhì)量一般為 8 500 t 或 1 萬(wàn) t；俄羅斯、南非的列車軸重相對(duì)較低，大部分列車也達(dá)到26 t、27 t，最低為 24 t。由此可知，國(guó)際上以大宗貨物運(yùn)輸為主的國(guó)家鐵路貨車載重和軸重逐步提高是共同趨勢(shì)。美國(guó)等國(guó)家曾對(duì)提高鐵路貨車載重和軸重的利弊及效果等問(wèn)題進(jìn)行大量的論證和試驗(yàn)研究，研究和實(shí)際運(yùn)用情況表明，提高軸重是增加貨車載重最有效的途徑，而提高載重不僅能夠提高鐵路貨運(yùn)能力，增加社會(huì)效益，還能降低鐵路本身的運(yùn)輸成本，提高與其他運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。

1.2 我國(guó)發(fā)展 27 t 軸重貨車的原因

（1）發(fā)展 27 t 軸重貨車符合我國(guó)鐵路貨物運(yùn)輸需求。資源運(yùn)輸是我國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)闹饕蝿?wù)，大宗重質(zhì)貨物占鐵路每年完成運(yùn)量的絕大部分。近幾年重質(zhì)貨物占鐵路貨運(yùn)量比例超過(guò) 95%，這些貨物都適合采用大軸重鐵路貨車運(yùn)輸。相關(guān)研究[2]表明，當(dāng)貨物的裝載密度大于 0.761 t/m3時(shí)，采用27 t 軸重貨車優(yōu)于23 t 軸重貨車，而這類貨物包括煤炭、礦石、礦建、水泥、化肥等，占我國(guó)鐵路貨運(yùn)總量的 79.1%。

（2）發(fā)展 27 t 軸重貨車可有效提高我國(guó)鐵路運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益。許多國(guó)家發(fā)展重載運(yùn)輸?shù)哪康脑谟诮档统杀?。根?jù)美國(guó)和澳大利亞的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，重載運(yùn)輸相對(duì)于普通貨物運(yùn)輸，在車輛及鋼軌使用壽命、噸公里能耗、人員運(yùn)輸效率等方面均有較大幅度提升。我國(guó)大秦線重載運(yùn)輸實(shí)踐證明，提高軸重、發(fā)展重載運(yùn)輸，使大秦線運(yùn)輸能力逐年增加并且取得良好經(jīng)濟(jì)效益。

（3）發(fā)展 27 t 軸重貨車可以大幅度提升我國(guó)鐵路貨車軸重水平。我國(guó)鐵路貨車軸重由 23 t 提高到27 t，發(fā)展趨勢(shì)是逐步增加軸重，27 t 軸重貨車與 70 t級(jí)貨車相比，實(shí)際運(yùn)用軸重提高 3～3.5 t，載重可提高12～14 t，提高幅度比較明顯[3]。

（4）發(fā)展 27 t 軸重貨車將使我國(guó)鐵路達(dá)到世界鐵路重載運(yùn)輸水平。我國(guó)鐵路在 150 km 的線路區(qū)段上年運(yùn)量基本都超過(guò) 4 000 萬(wàn) t，列車質(zhì)量一般為 5 000萬(wàn)～6 000 萬(wàn) t[4]，當(dāng)軸重提高到 27 t 后，我國(guó)鐵路運(yùn)輸將全面達(dá)到世界鐵路重載運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)鐵路向重載運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。

2 既有線 27 t 軸重貨車運(yùn)用模式的影響因素

由于 27 t 軸重貨車在軸重、列車載重等方面遠(yuǎn)大于目前既有線上運(yùn)行的貨車，其要求的線路條件、編組站設(shè)備、機(jī)車類型等均與既有貨車不同，而且貨流需求、經(jīng)濟(jì)條件等也會(huì)對(duì)其運(yùn)用模式造成一定影響。

（1）線路條件。我國(guó)部分既有線已經(jīng)開(kāi)行 25 t 軸重貨車，如北同蒲線 (太原—大同)、大包線 (大同—包頭東)、包蘭線 (包頭東—蘭州)、集通線 (賁紅—通遼北) 等，但這部分線路普遍出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)劣化加速、養(yǎng)護(hù)維修工作量增加等問(wèn)題[5]。為分析既有線線路條件對(duì) 27 t 軸重貨車的適應(yīng)性，中國(guó)鐵路總公司相繼在哈爾濱鐵路局、沈陽(yáng)鐵路局、北京鐵路局和山西中南部鐵路通道進(jìn)行運(yùn)行安全性、平穩(wěn)性試驗(yàn)，以及與既有貨車混編制動(dòng)試驗(yàn)、縱向動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)等，得到較為準(zhǔn)確的研究結(jié)論：路基、軌道、隧道等經(jīng)過(guò)適當(dāng)強(qiáng)化改造后能夠滿足 27 t 軸重貨車的運(yùn)用要求，小跨度橋梁需要進(jìn)行大量橋梁結(jié)構(gòu)加固[6]，其余跨度橋梁基本滿足要求。因此，27 t 軸重貨車只能在完成小跨度橋梁改造的線路上運(yùn)行。

（2）編組站設(shè)備。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，目前編組站駝峰基本適應(yīng) 27 t 軸重貨車溜放作業(yè)，減速器和減速頂不存在系統(tǒng)性失效問(wèn)題，但重車在Ⅲ部位出口速度略高，調(diào)車場(chǎng)減速頂布頂數(shù)量不足，車輛有加速走行情況，導(dǎo)致連掛速度略有增加[7]。因此，如果要對(duì) 27 t軸重貨車編組，首先要對(duì)編組站相關(guān)設(shè)備進(jìn)行改造。

（3）機(jī)車類型。列車軸重由 23 t 提高到 27 t 后，對(duì)于 850 m 到發(fā)線，列車質(zhì)量將由 4 850 t 提高至 5 600 t，對(duì)于 1 050 m 到發(fā)線，列車質(zhì)量將由 5 850 t 提高至6 800 t 甚至 7 000 t。隨著列車質(zhì)量的提升，部分機(jī)車將產(chǎn)生加減速過(guò)程延長(zhǎng)甚至牽引力不足的問(wèn)題，如 DF8B、SS4B和 HXN 系列機(jī)車牽引 6 800 t 列車時(shí)牽引力均不能滿足要求。因此，如果 27 t 軸重貨車與其他較低軸重貨車在同一區(qū)段運(yùn)行，則應(yīng)重點(diǎn)掌握機(jī)車狀態(tài)，優(yōu)化機(jī)車交路，避免出現(xiàn)牽引力不足的情況。

（4）貨流需求。目前我國(guó)大宗貨物運(yùn)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，27 t 軸重貨車的運(yùn)用范圍應(yīng)有足夠的貨流量作為保障。除此之外，貨物流向也會(huì)影響 27 t 軸重貨車的開(kāi)行模式，當(dāng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)貨流量較大時(shí)，則應(yīng)當(dāng)開(kāi)行直達(dá)列車。

（5）其他。相鄰車輛段是否具備相應(yīng)的檢修能力也會(huì)對(duì) 27 t 軸重貨車的運(yùn)用范圍形成約束。車站是否具備 27 t 軸重貨車的裝卸能力或整列裝卸能力則是決定能否開(kāi)行 27 t 軸重裝車地直達(dá)列車的關(guān)鍵要素。由于線路改造需要大量費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)條件決定改造范圍，進(jìn)而限制 27 t 軸重貨車的運(yùn)用范圍。

3 既有線 27 t 軸重貨車運(yùn)用模式研究

目前，關(guān)于 27 t 軸重貨車在既有線的運(yùn)用模式已經(jīng)展開(kāi)一定的研究，但各種運(yùn)用模式較為繁雜，也不易區(qū)分和比較，為了對(duì)現(xiàn)有研究成果進(jìn)行梳理和歸納，27 t 軸重貨車運(yùn)用模式應(yīng)從運(yùn)行區(qū)域和運(yùn)行方式2 個(gè)方面進(jìn)行分析。運(yùn)行區(qū)域決定線橋隧需要改造的規(guī)模，而運(yùn)行方式則決定編組站是否需要改造，以及運(yùn)輸組織的復(fù)雜程度。

3.1 按照運(yùn)行區(qū)域劃分

27 t 軸重貨車運(yùn)用模式按照運(yùn)行區(qū)域可以劃分為固定線路運(yùn)用、全開(kāi)放運(yùn)用和區(qū)域運(yùn)用 3 種模式。

（1）固定線路運(yùn)用是指將 27 t 軸重貨車尤其是重車限定在固定線路上，此時(shí) 27 t 軸重貨車相當(dāng)于專用貨車，該模式相當(dāng)于目前的重載鐵路。該模式適合于沿線貨流量大、集中，并且與外部貨流獨(dú)立性較強(qiáng)的線路。該模式需要對(duì)特定線路的軌道部件、小跨度橋涵進(jìn)行改造，如果涉及沿途編組解編，還需要對(duì)編組站駝峰的減速頂、停車器等連續(xù)式調(diào)速工具和既有自動(dòng)化駝峰的參數(shù)進(jìn)行校正，但由于改造范圍僅限于特定線路，因而改造費(fèi)用在所有模式中是最少的。運(yùn)輸組織方面，由于 27 t 軸重重車僅在該線路上運(yùn)行，因而僅需要配給該區(qū)段相匹配的機(jī)車，27 t 軸重貨車的車流組織也較為簡(jiǎn)單，但該模式的擴(kuò)能效果在 3 種模式中最差，難以達(dá)到最初研發(fā)27 t 軸重貨車的目的[8]。

（2）全開(kāi)放運(yùn)用是指允許 27 t 軸重貨車在全路范圍運(yùn)行，不與其他貨車相互區(qū)分，一般采取混合編組的形式。該模式需要大量的線橋隧改造工作，全路范圍的機(jī)車也需要進(jìn)行大規(guī)模升級(jí)。運(yùn)輸組織方面，27 t軸重貨車在全路運(yùn)用后，可以因地制宜地進(jìn)行組合和分解，組織方式較為靈活，既適用于始發(fā)和技術(shù)直達(dá)列車，也適用于直通列車和區(qū)段列車；可以在裝車地或技術(shù)站組織 (空車在卸車地組織)，可以直接到達(dá)卸車站 (空車到達(dá)裝車站)，也可以到達(dá)解體站，沒(méi)有嚴(yán)格限制。車流組織也較為靈活，列車不要求同一貨主、同一車型、同一貨物，不固定機(jī)車車輛。采用該模式，運(yùn)輸組織復(fù)雜，但擴(kuò)能效果最好，也是27 t 軸重貨車計(jì)劃的最終運(yùn)用模式。

（3）區(qū)域運(yùn)用模式是指將 27 t 軸重貨車限定在一定區(qū)域內(nèi)運(yùn)用。該模式的改造費(fèi)用、擴(kuò)能效果均介于前 2 種運(yùn)用模式之間，運(yùn)輸組織方面的難點(diǎn)在于需要區(qū)分去向?yàn)閰^(qū)域內(nèi)貨流和區(qū)域外貨流，對(duì)于區(qū)域外車流應(yīng)特別注意避免使用 27 t 軸重貨車。該模式需要運(yùn)用 27 t 軸重貨車的區(qū)域相對(duì)封閉，以保證大部分貨流在其內(nèi)部流通。

3.2 按照運(yùn)行方式劃分

27 t 軸重貨車運(yùn)用模式按照運(yùn)行方式可以劃分為 27 t軸重直達(dá)列車、27 t 軸重非直達(dá)列車和混編列車 3 種。

（1）27 t 軸重直達(dá)列車模式 (以下簡(jiǎn)稱直達(dá)模式)是指將 27 t 軸重貨車集中開(kāi)行，以裝車地直達(dá)或技術(shù)站直達(dá)的方式運(yùn)行。該模式適合于兩點(diǎn)之間有固定充足的貨流且重空貨流方向固定的情況。該模式相對(duì)較為單一，有較為固定的裝車站和卸車站，同時(shí)裝車設(shè)備 (貨位、線路等) 和裝車能力應(yīng)滿足整列發(fā)車要求，始發(fā)技術(shù)站調(diào)車設(shè)備應(yīng)具有編組整列直達(dá)列車的能力，卸車設(shè)備和卸車能力滿足整列或成批接卸的要求，由于中途不需要技術(shù)改編作業(yè)，因而途中技術(shù)站的編組設(shè)備不需要進(jìn)行改造。同時(shí)，由于其他列車中不包含 27 t 軸重貨車，因而其他列車可以采用原有機(jī)車類型進(jìn)行牽引，只需要對(duì) 27 t 軸重貨車的直達(dá)列車合理安排機(jī)車周轉(zhuǎn)即可。該模式的缺點(diǎn)是 27 t 軸重貨車服務(wù)的貨流較少。

（2）27 t 軸重非直達(dá)列車模式(以下簡(jiǎn)稱非直達(dá)模式)仍然將 27 t 軸重貨車與其他軸重貨車分別編組，但 27 t 軸重貨車不再全部以直達(dá)列車的形式開(kāi)行，途中涉及解編作業(yè)。該模式略為復(fù)雜，裝卸車站較為固定，存在 27 t 軸重貨車編組解編作業(yè)的技術(shù)站需要進(jìn)行相關(guān)改造，對(duì)同時(shí)存在 27 t 軸重和其他軸重貨車裝卸作業(yè)的車站，應(yīng)具備多種車型的裝卸作業(yè)能力。該模式最大的優(yōu)點(diǎn)在于列車的機(jī)車運(yùn)用和對(duì) 27 t軸重貨車運(yùn)行區(qū)段和不運(yùn)行區(qū)段之間的貨流易于組織。由于 27 t 軸重貨車與其他軸重貨車不混編，因而所采用的機(jī)車類型易于確定，機(jī)車運(yùn)用安排較為簡(jiǎn)單，而且 27 t 軸重貨車運(yùn)行區(qū)段和不運(yùn)行區(qū)段之間的貨流可以采用其他軸重貨車編組成的列車進(jìn)行輸送。因此，該模式適合于 27 t 軸重貨車運(yùn)行區(qū)段內(nèi)及運(yùn)行區(qū)段內(nèi)外交流貨流量均較大的情況。相對(duì)于直達(dá)模式，該模式下 27 t 軸重貨車服務(wù)的貨流更大，但編組站和裝卸站的改造費(fèi)用會(huì)有所提高。

（3）混編模式將 27 t 軸重貨車與其他貨車不予區(qū)分，混合使用，27 t 軸重貨車運(yùn)用更加靈活，服務(wù)范圍更大?；炀幠Ｊ较?27 t 軸重貨車在沿途技術(shù)站存在解編作業(yè)，在各站均存在裝卸作業(yè)的可能性，因而需要對(duì)各編組站和裝卸站進(jìn)行改造?？紤]由于列車牽引質(zhì)量的提高和貨車本身質(zhì)量的不同，車鉤力分布和動(dòng)力學(xué)性能較既有列車有較大差別，無(wú)論起動(dòng)、加速和制動(dòng)，其車鉤力和動(dòng)力學(xué)指標(biāo)都可能超過(guò)現(xiàn)有規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。車鉤會(huì)影響車組在曲線、道岔段的運(yùn)行安全性，需要對(duì)混編下的車鉤受力和駝峰溜放過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，確保其安全性，方可放開(kāi)混合編組的限制。該模式的運(yùn)輸組織在 3 種模式中最為復(fù)雜，主要體現(xiàn)在裝車時(shí)的車型選擇和機(jī)車選擇 2 個(gè)方面。與不運(yùn)行 27 t軸重貨車的區(qū)段之間的交流貨流在裝車時(shí)應(yīng)當(dāng)避免選用 27 t 軸重貨車，從該角度看，混編模式適用于相對(duì)封閉、與外部貨流交流較少的線路或區(qū)域。在選擇機(jī)車類型時(shí)，應(yīng)充分考慮列車編組中 27 t 軸重貨車的數(shù)量。由于實(shí)際列車編組中 27 t 軸重貨車的數(shù)量不易控制，列車質(zhì)量變化范圍很大，因而該模式適用于 27 t軸重貨車運(yùn)行范圍內(nèi)機(jī)車牽引力均較大的情況，但同時(shí)也會(huì)帶來(lái)機(jī)車牽引力富余較多的問(wèn)題。

3.3 結(jié)論

通過(guò)以上分析可以看出，直達(dá)模式適用于擁有大量點(diǎn)到點(diǎn)貨流的固定線路、區(qū)域模式的初期運(yùn)用；非直達(dá)模式適用于存在較多與外部交流貨流的固定線路、區(qū)域模式，或者受限于機(jī)車牽引力條件時(shí)的全開(kāi)放模式；混編模式適用于較為封閉的固定線路、區(qū)域模式或全開(kāi)放模式，同時(shí)要求該線路或區(qū)域內(nèi)機(jī)車牽引力均較大的情況。由此可見(jiàn)，27 t 軸重貨車運(yùn)用范圍越封閉，運(yùn)輸組織越簡(jiǎn)單、設(shè)備設(shè)施改造越少，但運(yùn)用效果也相對(duì)越小。

我國(guó)雖然已經(jīng)針對(duì) 27 t 軸重貨車的運(yùn)用展開(kāi)研究，但由于尚未全面理清運(yùn)輸組織的相關(guān)問(wèn)題，受資金限制，設(shè)備改造和機(jī)車也難以一步到位，因而應(yīng)采取循序漸進(jìn)的發(fā)展思路。首先，27 t 軸重貨車在我國(guó)既有線上應(yīng)采用特定線路直達(dá)模式，而后根據(jù)線路與外部的貨流交流情況，選擇特定線路非直達(dá)模式，或者特定線路混編模式；然后，考慮將 27 t 軸重貨車的運(yùn)用范圍擴(kuò)展至一個(gè)區(qū)域，根據(jù)區(qū)域與外部的貨流交流情況，選擇特定區(qū)域非直達(dá)模式，或者混編模式；最后，將運(yùn)用范圍擴(kuò)展至全路，根據(jù)機(jī)車設(shè)備情況，選擇采用全開(kāi)放非直達(dá)模式，或者全開(kāi)放混編模式。具體運(yùn)用模式應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的貨流需求、資金狀況，配合機(jī)車配屬情況綜合確定，條件具備時(shí)可以跳過(guò)其中一個(gè)或幾個(gè)模式。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著鐵路貨運(yùn)組織改革深入，降低運(yùn)輸成本、提高經(jīng)濟(jì)效益成為我國(guó)鐵路貨運(yùn)重要目標(biāo)。因此，27 t 軸重貨車運(yùn)用模式研究對(duì)于我國(guó)鐵路貨物運(yùn)輸發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)綜合考慮設(shè)備設(shè)施改造、運(yùn)輸組織難度和貨流需求等因素，分析各種運(yùn)用模式優(yōu)缺點(diǎn)，提出適合我國(guó)鐵路發(fā)展的 27 t 軸重貨車運(yùn)用模式發(fā)展過(guò)程，為相關(guān)運(yùn)營(yíng)單位提供參考。

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責(zé)任編輯：馮姍姍

1004-2024(2015)08-0018-04

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2015-07-23

中國(guó)鐵路總公司科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃(2014X004-E)