大秦线开行重载列车新技术的应用(1)
大秦铁路重载运输分析与启示
大秦铁路重载运输分析与启示胡小平;邓成尧;韩金刚;刘映安;李淑华【摘要】本文从运输经济效益、安全经济效益、社会效益等方面对大秦铁路重载运输进行了详细的分析，分析结果表明：大秦重载铁路具有世界先进的铁路重载运输技术，拥有丰富的铁路重载运输经验，是我国进入世界铁路重载运输行业的标志。
大秦重载铁路运输的成功运用经验表明，我国铁路重载运输具有光明的前景，应大力推广大秦铁路重载运输经验，加速我国铁路重载运输的发展步伐。
%The paper analyzed the situation of Da-Qin railway heavy haul transportation in transport economy benefit, safety economy benefit and social benefit in detail, and the results showed that chinese heavy-haul railway transportation advanced in technologies in the world and a lot of practice experience was accumulated. It gives a bright foreground to develop railway heavy haul transportation in China. The experience of Da-Qin railway should widely be used to accelerate the development of railway heavy haul transportation in China.【期刊名称】《交通运输工程与信息学报》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P33-38)【关键词】大秦铁路;重载运输;效益分析;启示【作者】胡小平;邓成尧;韩金刚;刘映安;李淑华【作者单位】成都铁路局，眉山车辆监造项目部，四川，眉山 620032;南车眉山车辆有限公司，四川，眉山 620032;南车眉山车辆有限公司，四川，眉山 620032;南车眉山车辆有限公司，四川，眉山 620032;南车眉山车辆有限公司，四川，眉山 620032【正文语种】中文【中图分类】U292.92+10 引言重载运输是国际公认的铁路货运发展方向，因其运能大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路的广泛重视。
大秦线列车制动同步技术的分析与研究毕业论文.doc
大秦线列车制动同步技术的分析与研究毕业论文目录1 绪论 (1)1.2 问题的提出与研究意义 (2)1.3 国内外研究现状和发展 (3)1.4 我国机车重联技术的发展概况 (4)1.5 项目的提出与本论文研究内容 (8)2 大秦线重载列车安全运行影响因素分析 (10)2.1 重载列车平稳操纵研究 (10)2.1.1 车钩间隙对列车起动的影响 (11)2.1.2 平稳调速 (11)2.1.3 复杂线路上的协调操纵 (12)2.1.4 同步制动时间差分析 (13)2.2 列车的制动 (16)2.2.1 动力制动 (16)2.2.2 常用制动及缓解 (16)2.2.3 紧急制动 (18)2.2.4 制动调速 (18)2.3 重载列车安全运行控制 (18)2.3.1 一般重载列车的控制策略 (18)3 无线遥控操纵系统（LOCOTROL） (20)3.1 LOCOTROL系统的概述 (20)3.2 LOCOTROL系统的原理 (21)3.3 LOCOTROL系统的特点 (22)4 电控空气制动系统（ECP） (23)4.1 概述 (23)4.1.1 传统空气制动存在的问题 (23)4.1.2 ECP发展历史 (24)4.2 ECP系统基本原理 (26)4.3 ECP系统基本组成 (26)4.4 ECP系统的优点 (28)4.5 LOCOTROL系统与ECP系统的对比分析 (29)5 大秦线重载列车LOCOTROL系统方案研究 (30)5.1 系统功能要求 (30)5.2 大秦线重载列车LOCOTROL系统整体设计方案 (31)5.2.1 HXD1型机车LOCOTROL系统工作原理 (31)5.2.2 系统总体结构 (32)5.3 CCBⅡ制动系统 (39)结论 (43)致谢 (44)参考文献 (45)1 绪论1.1 课题研究背景铁路是我国国民经济的大动脉，铁路的运输能力直接影响着我国国民济的发展。
从20世纪80年代起，铁道部就瞄准世界铁路科技发展前沿，把发展重载运输作为主攻方向。
大秦线重载铁路运输能力的提高措施研究
大秦线重载铁路运输能力的提高措施研究随着我国国内经济的快速发展，对铁路运输的需求也越来越高。
大秦线的建设更是让物流运输水平得到了大幅提升，然而随着发展，新的挑战也接踵而至，如何进一步提高大秦线的运输能力，成为了当前需要重点研究的问题。
一、大秦线目前的现状大秦线是一条连接陕西省宝鸡市和甘肃省兰州市的铁路，全长约917公里。
大秦线建成后，极大地缓解了西北地区的物流压力，特别是对煤炭等大宗物资的运输起到了极为重要的作用。
然而，与日益增长的货运量相比，目前的大秦线运输能力还需要进一步提高。
目前大秦线的最大运输能力在5300吨，但是随着国家经济的不断增长，支撑发展的需求将对铁路承运能力提出更高的要求。
因此，我们需要不断采取更加科学的措施，进一步提高大秦线的运输能力，以满足中国经济社会发展的需要。
二、提高大秦线运输能力的措施1. 增加车辆运输能力铁路承担了国内物流运输的重要任务，而铁路强化运输能力的核心在于车辆的数量和性能。
为了满足旅客和货物的需求，为大秦线注入更多的火车是提高运输能力最为直接、简单的方法。
通常情况下，车辆承载量越大，单个车辆的存储和移动越简单，数量也可以更少。
那么，合理安排大秦线的列车运行时间，增加列车散装化运输的比例，不断增加列车车厢的数量，是提高大秦线运输能力的重要措施之一。
2. 引入物联网技术，实现智能化物流运输通过在列车和站点的各个节点加入物联网设备，实时监测物流运输的资源和运输状态，并分析物流大数据，可以实现智能化物流运输。
这种技术的实际应用可以提高运输的效率和效果，并通过预测需要资源量和可预见的故障预警，促进物流行业的可追溯和可追踪。
例如，通过在列车上安装GPS导航和智能传感设备，可以实现不间断的位置跟踪和负载检测。
这样的实时监测可以更精确地判断货物到站时间，并为这些货物准备特定的存储空间和建立更有效的分拨系统。
3. 采用新的技术手段，改善列车的行车能力为了提高运输能力，另一个重要的措施是改进列车的行驶能力。
重载铁路（一）大秦铁路
重载铁路（一）大秦铁路大秦铁路自山西省大同市至河北省秦皇岛市，纵贯山西、河北、北京、天津，全长653千米，是中国西煤东运的主要通道之一。
大秦铁路是中国新建的第一条双线电气化重载运煤专线，1992年底全线通车，2002年运量达到一亿吨设计能力。
为最大限度发挥大秦铁路作用，有效缓解煤炭运输紧张状况，自2004年起，铁道部对大秦铁路实施持续扩能技术改造，大量开行一万吨和两万吨重载组合列车，全线运量逐年大幅度提高，2008年运量突破3.4亿吨，成为世界上年运量最大的铁路线。
2010年12月26日，大秦铁路提前完成年运量4亿吨的目标，为原设计能力的4倍。
线路介绍大秦铁路是中国第一条双线电气化开行重载单元列车的运煤专线，主要承担晋北、内蒙西部和陕北的煤炭外运任务。
1992年开通运营，1995年完成1亿吨配套，十几年来，运量逐年增长，2002年实际运量达1.034亿吨，已超过设计1亿吨的运输能力。
技术研发大秦公司通过近几年对运输设备不断的更新改造，大秦运煤专线已达到国际领先水平，尤其采用最先进的技术和设备后，极大提高了运输能力，使煤炭运输达到年运量2.5亿吨，远期目标达到4亿吨。
各专业新技术、新设备简介如下：工务大秦线是全国唯一的一条运煤重载干线，线路钢轨采用重型75kg/mPD3钢轨，重车线已全部铺设为75kg/m无缝线路，共计645公里，与之相匹配的75kg/m固定心砼枕道岔共计170组。
为了消除重载车轮对辙岔有害空间的冲击，减少伤损辙岔的频繁更换，重车线全部改铺为75kg/mSC381可动心砼枕道岔。
现已更换35组，2006年计划更换105组。
电务大秦线GSM-R系统采用了最成熟的GSM系统，与光纤数字传输系统、信息化系统、交换系统、基站系统、列车调度系统、电源系统、终端等组成了具有铁路特色的GSM-R铁路移动交换网。
大秦线传输系统与用户接入系统，用来承载信号系统CTC和集中监测系统、GSM-R 系统、牵引供电和电力远动系统、铁路信息化系统和车辆系统相关业务，为其提供传输通道。
大秦重载铁路扩能总体设计中的关键技术问题
亚哈默 利斯 铁 矿 铁 路 重 载 列 车 一 般 编 组 为 ２ ６辆 货 ２ 车 ， 引质 量 为２ ０ ； 牵 ８０ ０ｔ 巴西 维 多利 亚 ・ 纳 斯 铁 路 米
标准编 组列 车为 ３ ０辆编 组 ， ２ 列车牵 引质量 ３ ０ 。 １ ０ｔ ０
１ ２ 大 秦 重 载 铁 路 ．
织 、 线 能 力协 调 、 辆 配 套 系统 、 气化 系统 、 信 信 号 系统 、 点 机 电 通
大秦 线扩 能工 程 是一 项 大 型 的综 合 性 、 统性 工 系
程， 技术 复杂 、 涉 面广 。针 对 大 秦线 在 运 量 构成 、 牵 装
综合维修模式等方面 ， 并提 出 了相 应 的 技 术 要 求 和 建议 。 关 键 词 ： 秦铁 路 ；扩 能 ； － 设 计 大 ４体
设 计 荷 载 图 式 标 准 专 题 研 究 报 告 ［ ． 汉 ： 铁 第 四 勘 察 设 计 Ｒ］ 武 中
８ 结 语
院集 团公 司 ，０ ６ ２０ ．
广 珠城 际快 速轨 道 交 通 桥 梁 设 计 研 究 是 对 时 速 ３ ０ｋ ／ 以下 城 际铁 路 桥梁 设 计 的补 充 ， 很 多新 的 ５ ｍ ｈ 有 技术思 想通 过实 践检 验 后 ， 成 为制 定 城 际 铁路 桥 梁 将
３ ０４ ） ０ １２
程为 大秦线 成功 开行 ２万 ｔ 载 组 合 列 车 ， 现 ２ ０ 重 实 ０５ 年年运 量 ２亿 ｔ 目标 ， 提供 了技 术保 证 ； 之后 相继 实 施 了 ２亿 ｔ 能后 续 工 程 、 除部 分 中间 站 （ 扩 拆 ９座 ） 程 工 等， 大秦铁 路 ２ ０ ０ ７年年 运量 突破 了 ３亿 ｔ ０ ８年 将 。２ ０ 进行 ４亿 ｔ 能改 造 ， 扩 以确 保 ２ ０ ０ ９年 实现 ４亿 ｔ 的运
大秦铁路重载
走近两万吨重载列车在大秦铁路全长653公里的线路上，平均不到15分钟，就有一列运煤列车呼啸而过。
这些列车很长，以至于不选择一个合适的地点，从车头都看不见车尾。
这些忙忙碌碌、来去匆匆的“车影”，构成了大秦线特有的风景，也正是这些“主角”，成就了大秦铁路世界煤炭运量最大、运输效率最高的美誉。
随着我国国民经济的发展，煤炭运输需求持续增长，大秦铁路的运输任务也越来越重。
大秦铁路公司经济吸引区内已探明煤炭储量近6000亿吨，约占全国煤炭总储量的60%，承担着全国四大电网、十大钢铁公司和6000多家工矿企业生产用煤和出口煤炭的运输任务，煤运量占全国铁路总煤炭运量的近（全国铁路2007年完成煤炭运量154374万吨）。
在大秦铁路一步一个台阶的运量增长过程中，两万吨重载列车的开行，发挥了重大作用。
两万吨重载列车于2004年12月12日进行了首次试验。
当时，试验列车由四台SS4改进型电力机车分部牵引、204辆C80型煤运专用敞车组成，全长2658米，总重200余吨。
此次列车试验由湖东电力机务段承办，列车从山西朔州里八庄站出发，经过9小时40分钟（平均旅速67.5公里/小时）的运行，安全抵达位于渤海之滨的柳村南站，试验取得了圆满成功。
2006年3月28日，两万吨重载列车正式开行。
现在，大秦线两万吨重载列车的编组采用“121”模式（有变化），具体标准是列车头部有一台机车，编组102辆货车，中部有一组由两台机车组成的重联机车，再编组102辆货车（货车数会随实际情况变化），列车尾部还有一台机车。
其中，列车头部的机车为主控机车，中间和尾部的机车为从控机车。
开行两万吨重载列车需要解决一系列技术问题，实现机车同步操纵技术是关键。
大秦铁路部分线路坡道大、隧道多，有的地方甚至是“桥隧相连”，再加上大秦线上列车开行密度大，这就对两万吨重载列车的开行安全提出了更高的要求。
对此，负责列车牵引的湖东电力机务段从美国通用电气公司引进了先进的LOCOTROL系统（机车无线同步操纵系统），即列车分布式动力控制系统。
大秦线正式开行2万t重载列车
今后大秦线ｑ益 日 Ⅱ￣ 开行一列 ２ ｔ ｘ 幺 － ３ 万 列车， 并根据实际情况逐渐加开列车对数。 万 ｔ ２ 重载列车的顺利开行， 开辟了中国铁路重载 运输史上的新纪元。 （ 成双银）
～
牵引 ２ ｔ 万 列车的 Ｓ４ ５ 改型机车进 行了多项技术改造 ， 为了实现对 各分开的机车进行无 线同步控制 ， 缓解长大 列车的冲击和 不
协调， 机车加装了 Ｌ Ｃ Ｔ ＯＬ Ｏ Ｏ Ｒ 通讯控制系统和 Ｃ Ｂ Ｉ Ｃ —Ｉ 制动系统。 通过蜂窝式 Ｇ Ｍ－ Ｓ Ｒ网进行无线数据传输。同时加装了自动过 分相系统， 采用了更能抗冲击的 Ｅ级钢车钩和大容量弹性胶泥车钩缓冲器。这些新技术、 新产品的应用在一定程度上保证了 ２ ｃ 万
［ 广州地铁 四号线车辆采购合 同附件—— 技术规格书 ｆ ．０４ ４ 】 ｚ ２０ ． 】
【 广州市轨道交通线 网建设规 划调整【 ．０ ５ ５ 】 Ｚ ２０ ． 】
ｆ 广州市轨道交通线 网车辆 、 ６ ６ ］ 车辆段及 综合基地设置专题研究［】 ｚ．
２ ０４ ０ ．
．
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裁列车 。
２ ｔ 万 列车采用 ５ 台被誉为“ 大力神” Ｓ４ 的 Ｓ 改型机车， 用不同的编组方式进行牵引， 最常用的牵引方式是 ２ ２ １ － － 分布式组合， 约 ２０ Ｃ ０ ０ 节 ８ 车厢分成两部分， ５ Ｓ４ 被 台 Ｓ 改型机车以前拉后推的方式在大秦线蜿蜒前行， 总长 ２ ｍ。 ．ｋ ７
的基础 。
参考 文献 ：
［ 广州地铁一号线车辆采购合 同附件—— 技术规格书［ ．９ ４ １ 】 ｚ １９ ． 】 【 广州地铁二号线车辆采 购合 同附件—— 技术规格书【】 ０ ０ ２ 】 ｚ． ０ ． ２ 【 广州地铁三号线 车辆采 购合 同附ｆ一 ３ 】 牛 技术规格书【】 ０ ３ Ｚ． ０ ． ２
C80、C80A、C80B、C80C型系列运煤专用敞车和大秦线运用情况
❖（5） 免维修化设计及关键零部件可靠性研究。 ❖（6）铝合金专用型材、专用拉铆钉及高强度钢中梁开发研制。 ❖（7）铝合金车铆接新工艺研究、专用铆接机和高速数控组合钻 研制及批量组装生产线建设。 ❖（8）大秦线2万吨重载列车车辆强度考核标准及与秦皇岛三、四 期翻车机匹配研究。
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C80、C80H型侧墙三维示意图
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C80、C80H型侧墙二维示意图
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C80、C80H型端墙三维示意图
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C80、C80H型端墙二维示意图
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五、 C80B型不锈钢运煤敞车
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1 研制的概况
为实现大秦铁路2005年运量达2亿吨、2010年 运量达4亿吨的目标，满足大秦线开行2万吨重载列 车的运输要求，2004年铁道部科技司立项开发研制 25t轴重低空重比专用运煤敞车（合同编号 2004J010-A），以缓解我国煤电油运的紧张局面， 满足国民经济快速发展的需求。
3184
车钩中心线高(mm)
880
车轮直径(mm)
840
车辆通过最小曲线半径(m)
145
商业运营速度(km/h)
100
重车紧急制动距离(m)
≤1400
限界：符合GB146.1-1983《标准轨距铁路机车车辆限界》
的要求。
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4 主要技术特点
1．该车在我国铁路货车上首次采用了铝合金及高分子非金属 轻型新材料、国外流行的双浴盆式车体及专用拉铆钉铆接结构，大 大减轻了车辆自重，降低了车辆重心，载重达到了80t，较大秦线 现用的C63A型运煤敞车提高运能31.1%，具有显著的经济及社会效 益，是我国铁路货运发展的一次飞跃。
大秦铁路开出煤列“巨无霸”
⼤秦铁路开出煤列“巨⽆霸”2019-05-07⼀列车运煤2万吨，由4台电⼒机车牵引、201辆载重80吨的专⽤敞车组成，全长2658⽶正当⼈们为煤炭供应紧张、各地频频拉闸限电⽽⼼急如焚的时候，2004年12⽉12⽇，铁路传出⼀个⼤喜讯：装载2万吨煤的组合列车在⼤秦线运⾏试验获得圆满成功！这真是⼀趟运煤专列的“巨⽆霸”，全列由4台韶⼭4型电⼒机车牵引、201辆载重80吨的专⽤敞车组成，整个列车长达2658⽶！铁道部部长刘志军、副部长胡亚东都登上了这趟试验列车第⼀位主控机车，亲⾃指挥这次中国铁路史上迄今运量最重的列车运⾏试验。
从⼤同开到秦皇岛煤运码头，全程653公⾥，历时9⼩时20分钟，⼀路平稳。
2万吨级运煤重载列车的试验成功，是铁路实施跨越式发展战略取得的⼀个重⼤成果，对于扩⼤主要运煤通道⼤秦铁路的运输能⼒，缓解全国煤炭供应紧张状况，具有⼗分重⼤的意义。
⼤秦铁路建成于上世纪80年代，是我国第⼀条双线电⽓化、开⾏重载单元列车的运煤⼲线，设计能⼒是1亿吨，可是到2003年时，年运量已突破1.2亿吨。
2004年7⽉29⽇，总理考察⼤秦线时，要求铁路部门进⼀步挖掘潜⼒，扩⼤运能，确保电煤运输，为实现国民经济平稳运⾏多做贡献。
铁道部党组随即作出决定，把正在进⾏中的⼤秦铁路扩能改造加快进度，增加项⽬，实现各种设备的匹配，争取最⼤效益，提出：到2005年，使⼤秦铁路能开⾏2万吨级单元重载列车、年运量达到2亿吨。
⼤秦铁路⽰意图实现⼤秦铁路年运2亿吨的扩能⼯程，有机车车辆、牵引供电、线路基础、通信信号等各个环节的设备问题，还有⾏车组织、安全管理等⼯作的改进，是⼀项复杂的系统⼯程。
就以这趟试验列车来说，均匀分挂在201辆运煤专⽤敞车中的4台机车如何能保持同步操纵，就是个⼤难题，铁道部引进了美国CE公司的机车⽆线同步操纵技术，使第⼀台主控机车司机的每⼀个操纵动作都成为⼀道指令，通过⽆线传输，只需0.2秒，第⼆台机车即可⾃动完成同⼀动作，由此推进，⾄第四台机车完成同⼀动作，间隔不过0.6秒。
重载铁路知识及我国重载铁路发展情况
重载铁路知识及我国重载铁路发展情况 大秦铁路重载运输技术创新
3. 机车无线同步操纵与电空制动技术
机车无线同步操纵技术(LOCOTROL)：
1959 年 ， 美 国 首 先 进 行 了 机 车 无 线 同 步 操 纵 （LOCOTROL）系统的试验。
该系统由安装在头部本务机车上的主控设备和安装
在从控机车的受控设备及无线通信系统组成。 LOCOTROL系统产品已发展到第四代产品，在世界铁 路上仅GE公司的产品就推广应用约7000台套。
4×5000吨和2×10000吨列车为这种重载列车。
重载混编列车：单机或多机重联牵引，由不同型式和载重的 货车混合编组而成。我国京沪、京广、京哈等大干线开行的 5000吨货物列车为这种重载列车。
重载铁路知识及我国重载铁路发展情况 大秦铁路重载运输技术创新
（三）世界铁路重载运输技术发展趋势
20世纪80年代后，由于新材料、新工艺、电力电子、
重载铁路知识及我国重载铁路发展情况 大秦铁路重载运输技术创新
（二) 世界重载铁路标准与主要模式
1.重载铁路标准
国际重载协会先后于1986年、1994年和2005年三
次修订了重载铁路标准。1994年标准要求重载铁
路满足以下三条中的至少两条：
— 列车重量至少达到5000吨；
— 轴重达到或超过25吨； — 在长度至少为150km的线路上年运量不低于2000万吨。
电空制动技术(ECP)：
1995 年，美国开始研制列车电空制动系统 (ECP) ，
1997年ECP在北美开始装车试验。 ECP电控空气制动系统由机车和每辆车辆上的控制 单元及列车网络组成。 目前，美国、加拿大、澳大利亚、南非等国已在 重载铁路上采用了该项技术。
大秦线重载车辆热轴防范技术创新与实践
辆 ＲＥ型 轮对 的增 加 ， 要考 虑外 探 在 Ｒ 型轴 和 Ｒ 需 Ｄ Ｅ 型轴 上 扫 描 位 置 的 兼 容 。 目前 ， 秦 线 主 要 车 型 为 大 Ｃ。 。系列 （ ５ｔ 重 ） 采 用 的 车 轴 为 Ｒ 型轴 ， 要 轴 ２ 轴 ， Ｅ 主 承类 型为 ３ ３ ３ Ｂ。此外 ， 有 部分 ２ 轴 重 的车 如 ５１ ０ 还 １ｔ Ｃ 型 敞 车也 在 运用 ， 车 采用 的车轴 为 ＲＤ型 轴 ， 该 主
问 题 讨 论
文章 编 号 ： ０ ２７ ０ （ ０ １ ０ — ０ ５０ １ ０ —６ ２ ２ １ ） ３ ０ ２ — ５
铁道车辆 第４ 卷第３ ０１ 月 ９ 期２１ 年３
大秦 线 重 载 车辆 热 轴 防范技 术 创新 与 实践
王 启 铭 ，邢 东 ，王 保 平
（ 原铁路局 ， 西 太原 ００１） 太 山 ３ ０ ３
数 据 分 析 的 基 础 上 ， 立 了科 学 的 热轴 预 报 模 式 ， 过 技 术创 新 实 现 了大 秦 线 重 载 运 输 模 式 下 高 效 的安 全 监控 体 系。 建 通 关 键 词 ： 车 ； 轴 ； 温探 测 ； 升 货 热 轴 温
中 图 分 类 号 ： ７ ． Ｕ２ ０ ７ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
摘
要 ： 着我 国 大秦 线 重载 运输 水 平 的 不 断提 升 ， 栽 车 辆 安 全 成 为 重 中之 重 ， 外 线 轴 温探 测 系 统 （ 随 重 红 ＴＨＤＳ 在 ）
防 范 车 辆 热 轴 、 障运 输 安 全 中起 到 了重要 的作 用 。 文 章 以研 究 滚 动 轴 承 运 转 热 规 律 为切 入 点 ， 大 量 的 车 辆 轴 承 温度 保 在
１ １ 内外 双 探 ．
大秦线重载组合列车的LOCOTROL技术应用研究
・研 究开 发 ◆
大秦线重载组合列车的 Ｌ Ｃ Ｔ Ｏ Ｏ Ｏ Ｒ Ｌ技术 应用研 究
高春明 ｔ冀 彬 ｔ 波 ２马大炜 ２ ， ， 张 ，
（太 １ 原铁路局 科学技 术委 员 ， ． 会 山西 太原 ００ １；． 铁道科学研究院 铁道科 学 ３０ ３ ２中国 技术研究发展 中心， 北京 １０８） ００ １
对重载组合列 车性能 的影响 ， 针对大秦线开行 ２ ｔ 万 重载列车的安全问题提出建议 和对策 。 关键词 ： 大秦线 ； 载列车 ； 重 组合列车 ； Ｏ Ｏ Ｒ Ｌ ＬＣＴＯ 中图分类号 ：Ｕ ６ ．１ Ｕ ６ ２４９ ； ２ ６ 文献标识码： Ａ 文章编 号：１７ — １７ ２ ０ ）６ ００ — ３ ６ ２ １ ８ （０ ６ ０ — ０ ５ ０
线 电气化 铁路 ， 国北方煤炭运输 的重要通道 。 是我 根据铁 道部 作 安排 ， 为实现大 秦线 ２亿 ｔ 以上 的年运输 能力 ，
维普资讯
第２卷 第６ ９ 期 ２０ 年 １ 月 ２ ０６ １ ０日
电力机车与城 轨车辆
Ｅｌｃｒｃ Ｌ ｃ ｍｏ ｉｅ ＆ Ｍａ ｓ ｒ ｎ ｉ Ｖ ｈ ｃｅ ｅｔ ｏｏ ｔ ｓ ｉ ｖ ｓ Ｔ ａ ｓｔ ｅ ｉｌｓ
Ｖｏ． ９ Ｎ ． １２ ｏ ６ Ｎ ｖ ２ ｔ ．０ ６ ｏ ． ０Ｉ ２ ０ １
ｒｎｉｇ ｎＤ ｔｎ－ ｉｈ ａｇａ ｉ ａ ｎ ， ｅ ｙａ ｉ ｐｒ ｒ ａ ｃ ｆｒｎ ｔ ｉ ｄｆ ｍ ｔ ｎ ｒ ０ ０ ｈａｙｈｕ ｔ ｉｓｓ ｕ ｎｎ ａ ｇ Ｑｎ ｕｎ ｄｏ ａ ｗ ｙ ｉ ｔ ｎｍ ｃ ｅ ｏｍ ｅ ｆ ｉｅｅｔｒ ｎ ｅ ｒ ａ ｏｓ ０ｔ ｅｖ ａｌｒ ｎ ｏ ｏ ｒｌ ｌｅ ｈ ｄ ｆ ｎ ｏｄ ａ ｏ ｉ ｆ ２ ０ ｏ ａ ｉ
大秦线开行2万t级重载列车的关键技术问题和对策
其 中 以 Ｋ ８ （０ （ 炉村一 下 庄 ）平 均 一１ ． ｏ ２ ６～Ｉ ７ 铁 ３ ０ ５ 以 ％
上 的长 大下坡 道 区 间为大 秦 线 重 载列 车运 行操 纵 最 困
有的单机或双机重联已经不能满足 ２ ｔ 万 级列车牵 引
能 力的要 求 ，因此必 须 采用 更 多 台大 功率 的重 载 机 车
重载货车采用的 １ ２ ０型制动机是我国在 １ ０ ３型制动机
基础上 根据万 吨 列 车要 求 设 计 的新 型 货 车 制动 机 ，曾 在２ ０世纪 ９ 代通 过 大 秦 线单 编 万 吨 列 车 的运 行 试 ０年 验 ，并 经 多年运 用考 验证 明完 全 可 以满 足 大 秦 线条 件 下单编 ５ ０ ００—１ ｔ 车运 用 的性 能要 求 。２万 ｔ 重 万 列 级
重载列 车 的纵 向动 力学 主要 是 对 车 钩力 和 纵 向冲
大 秦线 西 段 有 两 段 长 大 下 坡 道 ：① Ｋ ４ １３～Ｋ ９ ， １０
平均 坡度 一８ ２ 。 ．％ ；②Ｋ ７ ２ ５～Ｋ ２ ，平均 坡 度 一９ １ ｏ ３５ ．％ ，
动不 能超 限 的要求 。众 所 周 知 ，列 车 编组 辆 数 和 牵 引 质量 的增加 ，首 先需 要 机 车 牵 引 能力 的相应 提 高 ，现
２
铁 道 机 车 车 辆
第２ ７卷
（ ）重 载列车 的制 动能力 问题 ３ 重载列 车采用 大轴 重 车辆 必然 要 求 制 动 力 的 相应 提 高 ，由于 闸瓦压 力增 加又会 导致 制动 热负 荷 的恶化 ，
可 以达 到相 当于 ５ ０ ０—１ ００ｔ 编列 车 的作 用效 果 。 ０ ０ ０ 单
恒
课题 ，例如扩充站线有效长度、加强供 电能力 、改进
重载列车技术
责任编辑：谷雨
2004年6月28—30日，北京铁道学会、天津铁道学会、中国铁道学会重载委员会在秦皇岛市联合召开“大秦铁路开行2万吨重载列车综合技术研讨会”。参加会议的有中国铁道学会理事长国林、副理事长丁圻堮、秘书长吕长青、学术交流处处长贾国平，北京铁道学会副理事长、北京铁路局副局长、中国铁道学会重载委员会主任委员王家驹，北京铁道学会秘书长时福久，铁道科学研究院党委书记陈春阳，铁道第三勘察设计院副总工程师王稳，天津铁道学会秘书长沈建明，秦皇岛港务局总工程师崔忠建，朔黄铁路有限责任公司董事长兼总经理薛继连，大同分局副分局长南杰，铁道部运输局装备部黄毅，北京铁路局、大同铁路分局老领导徐墩墉、华金梁、丁志庭，以及各单位专家、科技人员等60余人。
机车：智能动力巨无霸 “重载列车不怕电力机车拉不动，怕的是机车指令发出后万吨列车停不下来。”铁道科学研究院机车车辆研究所副所长李学峰说，大秦铁路60%的线路都是山区铁路，如果万吨、2万吨列车下坡时制动不好，很可能车毁人亡，中间的车辆甚至会被挤成“铁饼”。 为有效解决山区铁路中的通信可靠性问题、长大下坡道的周期制动问题和长大列车的纵向冲动问题，大秦铁路在世界重载铁路领域率先实现了LOCOTROL技术和GSM-R平台的有机结合。我国铁路科研人员把机车分布式同步操纵LOCOTROL技术由过去的点到点通信传输，依靠改进GSM-R综合数字移动通信系统，发展为系统网络通信传输，使得近3公里长的重载车辆实现了前后同步控制，操纵误差仅为0.6秒。 牵引动力是影响重载列车载重的关键因素。为尽快给铁路大提速提供高品质的机车，株洲电力机车有限公司在2004年引进西门子的核心技术——系统集成技术。经过机车整车试制和实践，株电公司完全消化了关键质量控制程序先进经验，基本掌握了西门子交流传动机车的系统技术，同时也为后续机车自主化研制提供了良好的部件研发平台。 在生产大功率机车的湖南株洲电力机车股份有限公司转向架生产车间，用在货运机车上的转向架居然制作得像精致的工艺品。总工程师刘能文说，没引进德国西门子技术前，我们做的转向架全是傻大黑粗的笨家伙，现在则全变了，西门子的人看了都说，这简直就是德国造！ 总经理徐宗祥说，如果说上世纪80年代前的引进技术是原样引进，90年代的引进是质量控制和工艺的话，那么这次大规模引进则是引进了一种全新的理念，引进了创新的智慧。 2007年，我国通过引进消化吸收再创新生产的HXD1型、HXD2型电力机车下线。大秦铁路以往运用的国产SS4型电力机车，功率是6400千瓦，现在的HXD1型、HXD2型电力机车功率达到9600—10000千瓦，只要一前一后两台机车牵引，就可以取代以往4台SS4电力机车牵引2万吨重载列车的模式。节省下来的机车和乘务员可以再开行更多的重载列车。 “我们已经基本建立了世界先进水平的交流传动电力机车技术平台，有20多项重大关键部件实现国产化，机车国产化率达到了72%以上。”徐宗祥自豪地说。 而且，机车上的大部分部件和原材料尽可能由公司制造或者在国内企业采购，整车制造成本大幅降低。 在关键技术引进消化吸收与国产化取得阶段性成果的基础上，铁道部联合中科院和清华大学等科研院所，以项目为纽带，构建了产学研一体的技术引进消化吸收再创新体系，着手进行再创新工作，取得重要进展。大功率机车方面，在6轴总功率7200千瓦的技术平台上，正在组织实施牵引变流器、牵引电机、车体、转向架以及整车集成技术的自主创新，机车总功率可提高到9600千瓦，成为未来牵引货物列车的主力机型。
大秦线——我国铁路重载运输的成功实践分解
一，大秦线简介 1、大秦线的建设原因： 在大秦线建设前，山西特别是大同煤炭多以公路运输为主，或者借用 其他线路铁路运输。煤炭的外运能力较弱，而市场随着经济的发展对煤炭 的需求越来越大。 2、大秦线建设： 1983年9月，中国国务院为增加晋煤外运通道，作出了修建大（同）秦 （皇岛）铁路的重大战略决策。 铁路分两期建成，一期工程于1985年1月开工，1988年12月28日开通运营； 二期工程于1988年6月开工，1992年12月21日开通运营。铁路最初的设计 能力为5000万吨/年，1997年改造后形成1亿/年的运送能力。 大秦铁路共设37个车站，在实行扩能计划中将拆除其中17个车站，以提高 列车的行进速度。
六、重载铁路运输系统的特征 重载铁路运输系统不同于一般的 铁路运输系统，它是连接内陆与港 口的运输大动脉，其实现大宗货物 长距离运输的主要干线。在系统的 整个运输体系中，重载运输铁路是 连接整个系统的纽带，是运输生产 发挥决定性作用的单位和最重要的 信息汇集中心。 系统的开放使其与外界产生了物 资、能量、信息的交流，从而使系 统能通过与外界的交流得到不断更 新，提高自身的有序性，实现不断 的发展与进步。
国际重载协会认为，重载铁路必须满足以下三条标准中的至少两条： 经 常、定期开行或准备开行总重至少为5000吨的单元列车或组合列车；在 长度至少为150公里的线路区段上，年计费货运量至少达2000万吨；经 常、正常开行或准备开行轴重25吨以上(含25吨)的列车。 重载运输”是铁路运输的一项重大改革，也是一项庞大的系统工程。 它不仅能大幅度地提高运输能力，也必将促进科学技术的进步和发展， 使铁路的机车、车辆、线路、桥梁、通信信号、材料工艺、信息控制以 及运输组织等各个领域和各类硬件设备都全面配套发展。 2、中国的重载铁路 我国铁路开行的三种重载列 车。即组合式重载列车、单元式 重载列车和单列式重载列车。我 国学习了原苏联铁路开行“合并 列车”的方法，在丰沙大线首先 开行了7400吨组合式重载列车 （即以同方向运行的两列普通货 运列车，每列3700吨首尾连接在 一起，使其间隔的时间为零）。
关于对大秦线C80重载货车实行客车化管理的创新实践
作 为 大秦 线 重载 运输 的 主型 车辆 —— ｃ 舳敞车 占 到 配属 车 总数 的 ８ ％以上 ，该 车采用 了 Ｒ Ｃ型牵 引 ０ Ｆ
杆 、 Ｔ ２型大容量缓 冲器 、２ — 阀等货车新技术 ， Ｍ一 １０ １ 又历经快装接头 、柔性支点 、心盘等 １ 余项技术改 ０
造， 安全 可靠 性 和重 载适 应性 已经达 到 了国际 先进 水
整 编
对 于 已完 成定 检 日期 整 编 的列 车 ， 在定 检 到期 需 段修时 ， 提前 预报 路局 调 度所 ， 接安 排 整列 人 段 ， 直 彻 底 消 除车 站 的解 编环 节 。另外 ， 虑 到 ｃ 考 蜘货 车采 购 、 制 造 、 厂 日期 比较 集 中 的实 际情 况 ， 避免 集 中到 出 为 期 造成 检 修能 力 不足 的 问题 ，对 于 整列 定 检到 期 车 ， 按 照前 ３后 ２的原则 ，即 Ｃ 踟型 车辆段 修 到期 时 间按 提 前 １ ３个 月 （００ — ６００公 里 ） 延 期 １２个 月 （０ ０ 或 — ４ ００
大秦 线 是全 世界 运 营密 度最 高 、运输 效 率最 高 、
干线 运量 最 高 的铁路 干 线 。生产 力 布 局调 整 以来 ， 大 秦 线 运 量 每 年 以近 ５０ ０ ０万 ｔ 的增 幅 阔 步 前 行 ，０ ５ ２０
提 高 。“ 疏运 ” 系对 通 道能 力 的高 要求 ， 集 体 给车 辆维 修体 制 的深化 改革 提 出 了新 课题 。
战略实 施 ， 吨战 略装 车点 达 到 １０多个 ， 皇 岛 、 万 ２ 秦 京
关键词 ： 重载货 车； 大秦 线 ； 运用管理 ； 车化 客
０ 引言
唐 港 、曹妃 甸 、天津 港 相 继形 成 规模 ；６ ３ ０台大 功率 ＨＸ １ Ｈ ｏ 。 、 Ｘ ２型机 车 的投 入 ，并 实现 了长距离 运 行 ； 万 吨、 ２万 ｔ 编组 列 车大 量开 行 ， 内货 车周 转 时间 不 断 管
世界铁路重载运输技术
拿大、澳大利亚等国家，径向转向架 技术日臻成熟。美国ＧＭ—ＥＭＤ、ＧＥ 等公司生产的机车均采用径向转向 架。经长期运营表明，美国ＧＭ—ＥＭＤ 公司生产的ＨＴＣＲ径向转向架可减小 轮对与轨道的冲角，与传统转向架相 比，轮轨冲角减小７５％，有效地降低 了轮轨间的横向作用力，减少轮轨磨 耗及阻力，提高了运行稳定性，机车 车轮寿命延长１０％，在０．３５黏着系数 利用值条件下，转向架的轴重转移从 ３５％减到１０％。 １。３重载列车网络控制技术
ＩＣＥ６１３７５列车通信网络的国际标准。 北美模式可以分为有线列车通信网络 和无线列车通信网络。有线车载网络 基于ＬｏｎＷｏｒｋｓ现场总线，基础标准 是ＩＥＥＥｌ４７３列车通信网络协议。 １．４ 重载内燃机车柴油机节油技 术
先进的重载内燃机车均采用柴油 机泵管嘴式电子控制喷射系统，对降 低柴油机燃油消耗和排放效果良好。 我国批量生产的柴油机没有安装电子 控制喷射系统，燃油消耗率一般在 ２０４～２０８ ｇ／ｋＷ·ｈ。美国进行过统计， １９８０年重载内燃机车未装电子控制喷射 系统，１加仑燃油平均产出５２０ ｔ·ｋｍ， 而安装后，平均可产出６４８ ｔ·ｋｍ。 １．５ 重载机车故障遥测监控技术
３．１ 电控空气制动系统（ＥＣＰ） 由于空气制动波速无法超过３００
万方数据
中国铁路ＣＨＩＮＥＳＥ ＲＡＩＬＷＡＹＳ ２００７／６
世界铁路哪
世界铁路重载运输技术 钱立新
ｍ／ｓ，重载列车在常用、紧急制动时 经常发生前后制动力不一致，造成断 钩、脱轨事故。重载列车在长大下坡 道上，由于没有阶段缓解作用，加上 充气时间过长，容易造成列车失控、 “放飚”，严重威胁安全生产，这是１万 ｔｐＡ上重载列车存在的最大安全隐患。 １９９５年，美国首先研究了ＥＣＰ技术， １ ９９ ７年开始在美国和加拿大装车试 验并取得成功。１９９９年，美国ＡＡＲ 制定了ＥＣＰ规范标准。目前，ＥＣＰ在 美国、加拿大、澳大利亚、南非等国 家的数万辆１万ｔ以上的重载列车上 应用。 ３。２ ＥＣＰ的功能和优点
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大秦线开行重载列车新技术的应用（1）
线的概况。
结合大秦线的具体特点，从机务设备、车辆、通信信号、站场及装卸车点、工务设备、供电系统和安全保障措施等7个方面，介绍了大秦线开行重载列车的新技术。
重载铁路运输因其运能大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路的广泛重视，得到迅速发展。
20世纪8O年代以后，由于新材料、新工艺、电力电子、计算机控制和信息技术等现代高新技术在铁路的广泛应用，机车、车辆、机车无线同步操纵与电空制动以及线路等方面的技术及装备水平不断发展，重载列车的牵引重量也有很大提高。
目前，国外重载列车牵引重量一般为1～3万t.我国在大秦线已开行2万t列车，列车编组为210辆C80型货车。
大秦线途经山西、河北、北京、天津四省市，全长653km，是我国第一条开行重载列车的双线自动闭塞电气化铁路运煤专线，成为我国北路煤炭运输的重要通道。
大秦线与京承、京秦、津山、迁曹等多条干线接轨，地形复杂、山区多、隧道长、站间距离大，重车线最大上坡道为4，最大下坡道为l2。
（化稍营至涿鹿、延庆至茶坞2段为长大下坡道），最小曲线半径为400m，共设有23个车站。
2004年、2005年、2006年大秦线相继进行了接触网和站场的2亿t扩能改造施工。
改造后大秦线有11个车站到发线有效长为2800m，可接发2万t列车，有3个车站到发线有效长为1700m，可接发1万t列车。
目前，大秦线全部开行1万t和2万t列车，在开行重载列车技术方面进行了大胆探索，取得了成功的经验。
1.机务设备
1.1机车采用大功率机车，轴重为23t／25t.机车装设：2000监控装置、无线通信平台（车机联控）、400K+400M电台（用于机车之间联系）、列尾控制盒、LOCOTROL控制设备（开行组合列车）及配套设备（800MHz电台、OCU设备、CCB2制动机等）、E级钢车钩及尾框、大容量胶泥缓冲器、自动过分相装置等。
单元机车采用双机重联。
1.2机务段整备场改造为具备整备双机的能力，检查坑长为80m.配设重载机车设备的各种检测设备及维修基地。
制定各种重载列车的操纵办法及编制操纵示意图。
制定重载列车的安全救援预案，建立重载乘务人员培训基地。
2.车辆
2.1采用新型车辆采用新型轴重25t的铝合金、全钢C80型及部分C76型专用敞车，C70通用敞车逐步替代C63A型车辆。
重载车辆的技术性能如下：轴重为25t（包括（C76、C80型车辆），载重7580t；车体采用铝合金、不锈钢和耐候钢等材料；钩缓装置装用16、17号E级钢车钩（最小破坏强度3500kN），在c.型车组内装用牵引杆装置；在制动装置中，重载车辆空气制动机以120型阀为主，C80型车辆装用1201型阀；空重车自动调整装置以KZW一4型为主；转向架均采用交叉支撑装置或摇动台摆式机构，部分转向架还应用了副构架结构。
2.2完善车辆系统信息化应用管理完善车辆系统信息化应用管理，充分发挥铁路信息化工作准确、及时、全面、有效的作用。
于2002年下半年开始陆续建立了铁路货车信息技术管理系统（HMIS）和车号自
动识别系统（AEI），以及包括红外线轴温探测加装车号智能跟踪系统（THDS）、货车动态故障图像检测系统（TFDS）、货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）、车辆运行地面安全监测系统（TPDS）、车辆轮对故障和尺寸动态检测系统（TWDS）的安全预警防范系统（5T 系统）。
3.通信信号
3.1通信系统大秦线的线路有一部分在山区，线路和自然条件不利于无线信号的传播，对车机联控和机车无线同步操纵影响较大。
在研制GSMR网络设备的基础上，采用同步操纵技术（Locotro1），通过800MHz 传输设备与车机联控系统、机车无线同步操纵技术相结合，解决了大秦线在山区和隧道群开行重载列车的通信问题。
实现了机车同步操控，加强和完善了GSMR无线双网系统。
3.2信号系统区间自动闭塞为集中控制四显示制式；采用ZPW一2000A无绝缘轨道电路；采用计算机联锁；道岔转辙机采用电液转辙机；站内正线及侧线轨道电路采用ZPW一2000A站内一体化轨道电路；列车信号机增加LU显示；进站信号机的接近锁闭区段改为第二、第三接近2个区段。
正线上出站及进路信号机的接近锁闭区段，在其外方信号机开放时，延长至其外方第二架信号机；控制台上增设一接近、二接近、三接近和一离去、二离去、三离去表示；反向进站信号机不设预告信号机，在反向进站外方设3块预告标，对反向进站信号机的接近区段小于1100m的车站，反向进站信号机的接近锁闭区段延长至二离去区段。
4.站场及装卸车点
4.1站场改造为配合重载列车开行，需对车站站场进行改造，到发线有效长延长到1700～2800m，到发线有效长范围内坡度不大于1.5。
同时，对到发站按2条到发线夹1条机走线的模式修建不同数量的线束。
到发线和机走线间设3组腰岔，腰岔与腰岔间有效长700m以上。
4.2扩大装卸车点能力为满足大秦线运量增长的需要，增加单元1万t及2万t列车开行，开拓了大列装车点，扩大了卸车点能力。
积极主动协调专用线产权单位及地方企业、港口，进行既有专用线的1万t、2万t改造及增加出口卸车能力。
目前，投入的1万t列车装车点45个，2万t装车点8个，卸车点增加为8个，2万t列车开行基地为5个。
5.工务设备
5.1铺设重轨和可动心道岔由于大秦线重车线和空车线运量差距较大，为减少换轨次数，对于空重车正线均换铺75kg／mPD3钢轨跨区间无缝线路，并采取双向信号显示，定期换线运行的方案。