关于大秦铁路开行2万吨重载列车的探讨_丁志庭

关于大秦铁路开行2万吨重载列车的探讨 中国铁道学会重载委员会委员、原北京铁路局副总工程师 丁志庭

摘要：大秦线开行2万吨重载列车必须解决的铁路硬件装备和软件运输组织及协调配套问题。

关键词：大秦铁路2万吨列车探讨

大秦线于1992年底全线建成通车，该线年设计运量为近期6000万吨，远期1亿吨。开行的是单元式重载列车，单机牵引6000吨，双机牵引1万吨。大秦线开通运营后的实际运量，到2002年已达到10340万吨，达到了设计能力的水平。今年，预计将达到1.5亿吨。几年来（自1992年~1996年）共开行万吨重载列车53列。到2001年共开行6000吨重载列车71800列。其它均为4500~5500吨列车。1万吨重载列车，自从1997年以后，由于机车同步操纵、港口拨车机能力和行车安全等问题，停止了开行。6000吨重载列车，也由于SS4型电力机车的牵引力问题，到2001年以后也不开了。2002年~2003年，只开行了4500~5500吨的列车。今年开始由于运量的增加，又恢复开行了9000~10000吨双机牵引（重联）的重载列车。

“客运高速”和“货运重载”是当今世界铁路发展的两大趋势和特点，我国铁路也正在走这条路。我国铁路——大秦线要开行2万吨级的重载列车，笔者认为，必须解决诸多的技术问题。也就是说必须解决铁路硬件装备和软件运输组织及协调配套、配合等问题。

一．机车同步操纵问题

大秦线目前开行的9000多吨和1万吨重载列车，是用2台新型的DJ1型机车或2台SS4型机车，双机重联牵引（用重联线连接，使两台机车同步操纵），机车挂在列车的头部。车辆是用C62、C63、C64和新型的C76、C80型车辆。每列车挂111辆（总重为9000多吨和1万吨多一点）。现在每天开行9000多吨重载列车约23~24列，开行1万吨的重载列车2~3列。这一段，重载列车的开行情况基本正常。

但前几年，大秦线曾开行过的53列1万吨重载列车中（为组合式的重载列车），有11列发生了列车分离和断钩事故，占总开行列车数的20.8%，事故率是很高的。也就是说，有五分之一强的万吨重载列车，在运行途中发生了事故。其主要原因是由于牵引过重（100多辆）。同时，当时机车（前1台、中1台）又没有同步操纵装置（设备）。在大秦线上有较大的且多处的起伏坡道上，列车的纵向冲动力和拉伸力较大，迫使重载列车分离，甚至断钩。那时，还是开行的1万吨级的重载组合列车，况且如此。如果现在要开行2万吨级的重载列车，牵引200多辆，则问题一定更多，列车的冲动将更为严重。国外重载铁路大都是处在平川和丘陵地带，如北美、南非和澳大利亚等国，线路比较平坦和平缓，我国大秦铁路是处在典型的山区地段（大秦线共有52座隧道，特别是茶坞站以西300多公里线路，就有42座隧道，全线有桥梁460座），线路坡道较大（重车方向4‰，空车方向12‰的坡道）。如果在这种线路状况下，牵引2万吨的重载列车没有机车同步操纵装置，单凭前后机车司机互相联系和协调配合，这是不可行的，也是不可能不出事故的。最近中国铁道通信信号总公司北京全路通信信号研究设计院，研制出了列车同步操纵系统——大秦线2万吨重载列车运行安全与协调操纵控制系统，今年年底前可以出样机，进行实地操纵实验。如果试验成功，笔者认为可以不用引进或购买美国哈里斯（Harris）locotrol的机车同步操纵系统了。因为，美国生产locotrol系统的商人，得知中国铁道部需要购买他们的产品后，价格上涨了很多。而目前通

号总公司北京全路通信信号研究设计院研制的列车同步操纵系统，与locotrol系统功能差不多。系统采用无线遥控与有线遥控的复合控制方式，可以实现同步操纵。同时，还有异步牵引和异步动力制动工况以及列车同步空气制动工况。这一点很重要，也是很关键的。因为，我国铁路——大秦线地形比较复杂，前部主控机车与中部被控机车肯定有同时处在不同的坡道和操纵工况的情况。如果前中机车只能有一种同步操纵的功能，而没有异步操纵的功能，那反而会出问题或再发生断钩事故（象列车处在变坡点上，前部机车在坡下，中部机车在坡上，这时如果前中机车只能同步操纵的话，由主控机车一起制动，那肯定要发生列车分离或断钩事故）。所以，在这种情况下，必须采取异步操纵的办法，使列车前中部受力均匀，即使列车的纵向冲动力与拉伸力均匀，不至于发生断钩事故。美国locotrol系统也有异步操纵装置和功能，但其后部机车上没有司机，当异步操纵时，头部机车司机发出指令和要求，后部机车执行前部机车操纵方式。这就不如中部机车司机就地操纵更好一些。不至于由于前部机车司机精力问题，要同时操纵前部机车和中部机车而有可能会因误操纵或顾此失彼造成事故。此外，大秦线要开行2万吨级重载列车，还应制订司机具体操纵图和操纵办法，以及司机模拟操纵训练装置，并要对每一个机车乘务员都进行认真的培训。

二．机车的连挂位置问题

目前，我国大秦线开行的1万吨级和9000多吨的重载列车都是2台DJ1或2台SS4型机车双机在头部重联牵引。但要开行2万吨级的重载列车，需要4台机车牵引。这就提出了一个问题，4台机车如何连挂和连挂方式问题。显然，在我国铁路具体在大秦线上，如果4台（或5台机车）在列车头部重联，这是不行的，是要出事故和断钩的。因为在大秦线这样的坡道上13号车钩的应力不足。国外重载铁路由于线路是平道或线路条件和状况比较好，比较平坦，以及机车车辆的车钩力较大，所以一般开行几万吨的重载列车，甚至最近澳大利亚开行的近10万吨级的重载列车，8台机车头部重联，由最前部的1台机车司机1人操纵（遥控），后边的机车都没有司机。我国大秦线要开行2万吨重载列车，如4台DJ1型机车或4台SS4机车都挂在重载列车的头部，则后边的车辆车钩的应力是不足的。前一段开行的1万吨重载组合列车的实践和经验教训已经证明了这一点。那么，比较合理的和科学的机车连挂位置，应有5种方式可供选择（除不能全部挂在列车的头部外），即：2+2；2+1+1；1+2+1；1+1+2；1+1+1+1。也就是：

机车2台+ C80车102辆或C76车102辆+机车2台+C80车99辆或C76车102辆 (1)

机车2台+ C80车102辆或C76车102辆+ C80车51辆或C76车51辆+机车1台+ C80车48辆或C76车51辆 (2)

机车1台+ C80车51辆或C76车51辆+机车2台+ C80车102辆或C76车102辆+机车1台+ C80车48辆或C76车51辆 (3)

机车1台+ C80车51辆或C76车51辆+机车1台+ C80车51辆或C76车51辆+机车2台+ C80车99辆或C76车102辆 (4)

机车1台+ C80车51辆或C76车51辆+机车1台+ C80车51辆或C76车51辆+机车1台+ C80车50辆或C76车51辆+机车1台+ C80车51辆或C76车48辆 (5)

笔者认为，无论是DJ1型机车和SS4型机车牵引，第一种连挂方式较为适宜。因为上述这五种连挂方式，从机车牵引力和行车安全上都有保障，但从运输组织工作上讲，第一种机车连挂方式，从整体上是方便了车站作业，减少了调车钩数，车站能力能够适应，对全局运输组织也较为有利。如果采取最后一种机车连挂方式，即每一个小列中间挂1台机车，则对湖东编组站来说是方便一点，减少了调车作业钩数，但问题是达到终点站或卸车站后，如柳村南站就麻烦多了，要增加两倍的调车作业钩数。同时，从全局组织运输合理考虑和编组站、大站、装车站要照顾解体站、小站和卸车站这个运输组织原则考虑，第一种机车连挂方式，对解体站、小站和卸车站有利，调车作业的钩数较少。国外重载铁路，机车除全部挂在头部