我国重载铁路技术发展趋势
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重载铁路知识及我国重载铁路发展情况重载铁路(Heavy Haul Railway)是指载重量大于一般铁路的货物运输铁路。
重载铁路为了应对大量的货物运输需求,铁路公司会采取一系列措施,包括提高铁路的承载能力、优化运行管理和维护工作等。
我国重载铁路发展情况良好,已经取得了巨大的成就。
首先,我国重载铁路的发展历史可以追溯到上世纪50年代,当时我国经济发展需要大批的煤炭和其他资源的运输,因此开展了重载铁路的建设。
在建设过程中,我国铁路工程师们采取了一系列创新的措施,包括改善铁路线路和设备、提高列车的承载能力以及优化运行管理等。
其次,我国重载铁路的特点是载重量大,可以运输大量的货物。
这在我国经济高速发展的过程中起到了至关重要的作用,特别是在长距离和大容量货物运输方面。
重载铁路能够有效地解决货物运输压力大、运输成本高等问题,为我国资源的开发利用和相关工业的发展提供了有力的保障。
再次,我国重载铁路的建设和运营水平已经达到世界先进水平。
我国铁路工程师们通过改进线路设计、提高货车的承载能力和优化列车组织等手段,使重载铁路的运行效率得到大幅度提高。
同时,我国还建设了一系列配套设施,包括维修检修车间、信号与通信设备和停车场等,以确保重载铁路的正常运行和安全。
值得一提的是,我国重载铁路在技术上也取得了重要突破。
例如,我国研发出了磷钢轮对技术,可以使列车通过曲线时减小轮对与轨道之间的摩擦,提高列车的运行速度和安全性。
此外,我国还开展了长大比高速列车的研发和试验,旨在进一步提高重载铁路的运输能力和效率。
当前,我国重载铁路建设仍在持续推进。
根据国家《铁路发展五年规划》的要求,我国将进一步扩大重载铁路的建设规模,加快重要干线和主要矿区的重载铁路建设。
同时,我国还计划加强对重载铁路的维护和管理工作,确保重载铁路的运营安全和稳定。
总之,我国重载铁路的发展情况良好,并且取得了巨大的成就。
重载铁路为我国经济发展提供了强有力的支撑,成为我国资源运输和工业发展的重要基础设施。
重载运输发展的意义及在我国的发展状况[摘要] 本文介绍了重载运输的定义,阐述了我国大力发展重载运输的必要性、重载运输的运输组织模式以及全路开行重载列车的情况,指出了通过提高轴重、增加编组数量、主要干线实现客货分离等措施促进重载运输在我国的快速发展。
最后指出重载运输在我国刚刚起步,为缓解货物运输的紧张局面,我国将在2020年形成2.8万km的重载运输网络。
[关键词] 重载运输发展设计要求铁路作为国家经济的重要基础设施、国民经济的大动脉,以其运力大、低成本、有利环保等特点在我国交通运输体系中的地位日趋重要。
重载运输技术已成为铁路货运的发展方向之一。
1.重载运输的意义重载运输是指在一定的铁路技术装备条件下,通过采取增大列车轴重与扩大列车编组长度,大幅度提高列车质量,采用大功率的机车(单机、双机或多机)牵引的运输方式。
国际铁路重载运输协会(IHHA)规定,凡满足列车重量至少5000t、车辆轴重25t及以上、在距离至少150km的线路上年运量在2000万t以上3个条件中两项的铁路即为重载铁路。
1.1我国发展重载运输的必要性发展重载运输是解决铁路运输能力紧张,适应国民经济发展最有效的方式之一。
随着我国经济的快速发展,铁路货运量将进一步增长。
据有关部门预测,2010年铁路货运量将达到35亿t,其中煤炭运量达15亿t以上;2020年铁路货运量将达到40亿t,其中煤炭运输量达16.5~17.5亿t。
作为我国能源主体的煤炭运量必将稳步增长,西煤东运,北煤南运的任务量仍将持续增加。
根据煤炭运输发展需要,围绕十大煤炭基地外运需要,建设大能力、高效率、功能完善的煤炭重载运输通道是非常必要的。
发展重载运输是实现铁路效益最大化的必然选择。
结合我国煤炭等大宗物资流量流向的运输需求,在货运专线和以货为主的大宗物资主通道,尽量多的组织始发直达列车,并通过采用先进的机车车辆设备,提高每列车的装载质量,从而提高货运主通道输送能力,使铁路运输发挥最大效益。
我国重载铁路技术发展趋势作者:折成林杨静来源:《科技创新导报》 2014年第31期折成林1 杨静2(1.神华神朔铁路分公司陕西榆林 719316;2.陕西省榆林市神木县审计局陕西榆林719300)摘要:重载铁路运输技术在世界范围内广受重视,因其为铁路运输发展的必然趋势。
由于历史原因,我国的重载铁路技术发展相对滞后和缓慢。
在各方的高度关注和努力下,利用新技术对重载铁路存在的问题不断进行改进和优化,为我国重载铁路事业发展开创新的局面。
该文分析了重载铁路技术创新原理,罗列了几项重载铁路关键技术,并对其发展趋势进行了阐述。
关键词:重载铁路技术技术创新轴重中图分类号:U211 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)11(a)-0031-01针对当前我国铁路运输缺口较大,运能增量又相对落后于运需增量的实际问题,发展重载运输成为了铁路事业的新方向之一。
重载铁路运输在我国发展较为滞后、发展中也存在不少的问题,因此其可以改进和提升的空间相对较大,同样,也会对我国的铁路事业发展产生重大影响。
当前铁路事业的现状要求必须利用新技术对重载铁路进行创新和完善,进而不断增强我国铁路技术发展水平。
1 重载铁路技术创新原理1.1 开放式原理此种创新理念于20世纪90年末开始出现,在随后的时间内不断向前发展,逐渐受到更多企业的青睐。
重载铁路技术要想在新理念的指导下获得发展,就要在原有的基础之上对其进行不断创新改进和发展。
与其有关的创新活动一般都是在企业当中完成,一般不受外部因素影响。
各种技术之间存在较为明显的差别,而且也会出现学科知识交叉的状况,其能够在现实因素的作用之下表现出很多的独特特性,因此某些类型技术之间的联系较少。
重载铁路技术的客观情况要求其必须能够在发展的过程中将原本存在的问题进行分析,而且要想实现此方面的创新,就必须在各种技术部门的相互配合之下完成。
1.2 集成式创新此种创新方式具有系统性,强调将原本不存在关联的各种要素进行重新组合,使得重组之后的系统可以具备新的功能。
浅析重载铁路技术发展趋势摘要:目前,重载铁路因其多种优点而在世界范围内备受重视,也是我国目前铁路运输发展的必然趋势。
我国的重载铁路技术兴起的较晚而且发展相对缓慢,应在发展中不断引进新技术改进、优化重载铁路存在的问题,为我国重载铁路发展开创新的局面。
本文通过分析重载铁路技术的创新原理,探讨几项重载铁路的关键技术,进一步阐述其未来发展趋势。
关键词:重载铁路;技术创新;轴重20世纪20年代重载铁路技术首次出现在美国,其因列车总重大、轴重大、行车密度及运量大等优点而引起广泛的应用与推广,尤其是在运输大宗材料货物方面具有重大运输意义。
我国在重载铁路运输方面起步晚,发展比较滞后而且还遇到很多问题,所以我国在重载铁路方面的发展和提升空间还很大,会给我国的铁路事业发展带来重大影响。
要想提高我国铁路技术的发展水平,就必须利用铁路新技术对重载铁路进行创新和完善。
一、重载铁路技术的创新原理(一)开放式原理重载铁路的创新理念自20世纪20年开始出现后,就受到很多企业的青睐并在随后的时间不断向前发展。
重载铁路技术要想在社会不断进步中积极发展,就必须紧跟发展趋势在原有技术基础上不断创新改进。
一般有关企业负责重载铁路方面的创新技术而不受外界因素的影响,而各创新技术之间往往存在很大差异,而所涉及的学科知识之间也会出现较大的交叉状况,在现实因素作用下表现出很多的独特性,因此许多类型技术之间的联系较少。
重载铁路技术发展的客观情况就要求,其必须在不断发展中发现问题并及时分析解决,吸取经验,必须有各种技术部门的相互协调合作,实现重载铁路技术的不断发展创新。
(二)集成式创新集成式创新方式注重将本来没有关系的各种要素进行系统的重新组合,使新系统具备新的功能。
重载铁路是一项具有较高要求的技术,工程建设比较复杂,需要多种高难度技术的协助才能完成。
这种情况就要求所依靠的企业必须实现自己的创新发展,充分利用集成式创新理念重新组合各种资源,实现资源的最大利用与开发,提高重载铁路的技术发展。
中国铁路重载运输近年来取得了长足的发展,在高速铁路、货运专线等领域取得了显著成就。
然而,仍存在一些问题需要解决:
1. 运力不足:随着铁路运输需求的不断增加,尤其是货物运输需求的增长,铁路运力还不足以满足需求。
这导致运输能力有限,很多地区的货物运输依然依赖公路运输,增加了公路交通压力。
2. 运输效率待提升:虽然中国铁路建设了快速客运通道和货运专线,但运输效率仍相对较低。
一方面是因为部分铁路线路还未实现高速化,受限于运力和技术条件,影响了运输效率。
另一方面,运输组织和调度方面仍存在瓶颈,导致运输不够灵活和高效。
3. 车辆设备更新和维护需加强:一些铁路线路的设备陈旧,列车速度和质量受到限制,需要更新和改造。
同时,加强车辆设备的维护和保养,提高运输安全和可靠性也是亟待解决的问题。
4. 动力来源和环保问题:铁路重载运输使用的燃料主要是煤炭和柴油,对环境造成一定的压力。
在能源结构的转型和环保意识的提升下,需要加快推广新能源和清洁能源技术,减少对环境的污染。
5. 基础设施建设不均衡:目前,一些地区的铁路基础设施建设滞后,无法与经济发展需求相匹配。
特别是西部地区,需要加强铁路基础设
施的建设,改善运输条件。
为解决这些问题,需要加大对铁路重载运输的投入,加快铁路建设和更新,优化运输组织和调度体系,推动技术进步和绿色发展,提高运输效率和质量。
同时,加强政策支持和市场监管,激发市场活力和创新动力,促进铁路重载运输持续健康发展。
最近中国成功的进行了30t轴重的重载铁路实验,这是技术上的一次突破。
我发现不少吧友对重载铁路的概念不大清晰,也对其意义不大了解,所以我以一个铁路爱好者的角度像各位解释一下这个概念。
我不是专业人士,因此如有错误,我恳请各位专业人士指点。
重载铁路,顾名思义,指的是运载量巨大的铁路。
由于铁路运输量大,价格相对便宜,速度较快,并且效率较高,在很多国家,铁路成为了物资以及旅客运输的主要方式。
由于普通铁路载重有限,因此便有了专用的重载铁路,专门运输大宗货物,提高效率。
重载铁路有这么几个特征:1•行驶列车总重大2•行驶车辆轴重大3•行车密度大并且主要运输大宗货物,尤其是原材料,如铁矿石,煤炭,石油等等这三个概念都很好理解,但首先我还是向各位介绍一下轴重的概念。
一般的车辆都有数个车轴(货车4轴居多),整个车皮的自重+最大载重除以轴数便是这个车辆的轴重例如C80型敞车自重20t,载重80t,因此轴重25t如同很多事物,重载铁路也有自己的标准。
世界重载协会在1986年1994年2005年三次修订了重载铁路标准」我们先看看1994年的(3选2)—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150公里的线路上年运量不低于2000万吨。
接下来的是2005年的(3选2)—列车重量不小于8000吨;—轴重达27吨以上;—在长度不小于150公里线路上年运量不低于4000万吨。
结合我国的实际情况,中国国内的主要干线,如京广线,京沪线,陇海线等等都能达到1994 年标准。
国内目前只有晋中南、大秦、朔黄等线路能达到2005年标准可能有人会问了:平时我们见到的火车都那么长,看起来能装不少东西,为什么还要专门搞重载运输呢]回答很简单:由于普通铁路的运输远远不能满足需求,同时效率较低,并且难以提升运量(要兼顾客运列车的运行),因此有必要修建重载铁路。
但是由于国情的不同,并不是所有国家都修建了重载铁路的。
例如西欧大部分国家铁路货运运量小,修建重载铁路的必要性不大。
我国铁路重载运输的发展随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,我国对于物流运输的需求日益增长。
铁路运输作为一种高效、安全、环保的运输方式,正成为我国物流运输领域的重要组成部分。
其中,铁路重载运输在我国的发展趋势日益明显。
首先,我国铁路重载运输的发展得益于铁路网络的全面升级。
近年来,我国铁路建设取得了巨大的成绩,铁路线路不断扩展,高铁网络不断完善,这为铁路重载运输提供了更广阔的平台。
同时,铁路线路的升级改造和技术设备的更新也使得铁路运输能够更好地适应重载运输的需求。
其次,我国铁路重载运输的发展得益于装备的提升。
随着科技的不断发展,我国铁路重载运输装备逐渐实现了全面升级,包括重载机车、货车、线路等。
一方面,重载机车的研发和生产水平显著提高,能够更好地适应运输需求,提高运输效率。
另一方面,货车的设计和制造也得到了全面改善,重载能力得到显著提升,能够更好地满足物流运输需求。
再次,我国铁路重载运输的发展得益于管理的优化。
我国铁路管理机制的不仅加快了铁路事业的发展,也为铁路重载运输的发展提供了更好的保障。
通过优化运输组织、提高运输效率,我国铁路能够更好地应对重载运输的需求,为物流运输提供更好的服务。
最后,我国铁路重载运输的发展得益于政策的支持。
政府对于铁路运输的支持力度不断加大,通过推出一系列的优惠政策和措施,鼓励铁路重载运输的发展。
例如,取消重载运输的限制,减少重载运输的成本,促进铁路货运市场的发展等。
这些政策的出台进一步激发了铁路重载运输的活力,推动了其良性发展。
总之,我国铁路重载运输的发展正处于快速发展的阶段。
铁路运输作为一种高效、安全、环保的运输方式,具有广阔的发展前景。
随着铁路网络的全面升级、装备的提升、管理的优化以及政策的支持,我国铁路重载运输未来将呈现更加繁荣的发展态势,为推动物流运输的发展发挥越来越重要的作用。
25Internet Communication互联网+通信一、重载铁路通信技术现状概述作为一种高安全性的大运载量交通工具,重载铁路交通系统具有高效益和高效率的特点,适用于运载煤炭、矿石、建筑材料和农作物等多种大宗货物。
车地通信系统是保证列车运行过程安全和高效的基础,是其核心组成部分。
然而,受气候、地形地貌、列车移动速度等多种因素的影响,重载铁路车地通信带宽常常不能满足需求,导致当前的车地通信方式往往难以为列车提供持续稳定的高速通信链路。
因此,需要采取一些特殊的优化策略来满足核心业务的运作需求,并合理分配为数不多的带宽资源。
一般重载列车在既定轨道上有序运行,其所处位置和运行时间、运行速度的对应关系非常严格,被限制在一定区间。
这些对应规则和约束条件都在列控系统中得到体现。
工程师能够通过实际测量或者理论建模等手段,基于列车控制系统,计算出车地通信带宽需求和列车位置之间的对应关系。
这个位置和带宽关系具有显著的可重复性,即每次列车出现在指定的地理位置时,均会形成同样的通信带宽。
目前,我国铁路系统广泛使用GSM-R 技术、区间通信系统、升级的LTE-R 网络技术等。
其中,我国铁路技术装备政策明确要求,必须大力发展与建设铁路专用移动通信系统(GSM-R)。
其中,速度超过300km/h 的高铁通信活动应采取以GSM-R 技术为基础的CTCS-3级列车控制系统。
我国铁路车地通信系统,大部分还是采用了窄带的GSM-R 技术,少部分线路采用了LTE-R 技术。
5G-R 作为最先进的通信技术,已有不少单位机构投入大量资源,进行深入研究,下面对这些通信系统分别介绍。
重载铁路通信技术现状与发展综述(一)GSM-R 网络我国幅员辽阔,铁路线网遍布全国,是国民经济的重要基础设施。
然而,由于地区气候环境差异等因素影响,国内铁路运行环境复杂。
为满足铁路行业中的通信需求,GSM-R 通信系统被广泛应用。
尤其在面对复杂场景的时候,需要适当优化网络,优先满足核心通信业务的需求。
重载铁路轨道技术发展趋势及需要关注的问题 赵旭峰技术与应用载运输作为铁路货运的重要发展方向,其突出的特点是货运列车轴重及运量的增加,为适应重载铁路列车的荷载特点,确保行车安全,必须采用相配套的轨道结构。
轨道结构分为有砟轨道和无砟轨道两种基本形式,重载铁路速度相对较低,在普通地段一般采用经济性好、方便维修的有砟轨道结构,因长大隧道内铺设有砟轨道,养护维修较为困难,从方便运营的角度考虑,在下部基础条件较好的隧道地段铺设无砟轨道结构具有更大优势。
重载铁路轨道技术发展趋势及需要关注的问题赵旭峰:中国国际工程咨询公司,高级工程师,北京,100048摘 要:发展重载铁路已成为国内外铁路运输的趋势,世界各地重载铁路轨道系统都相应地进行优化以适应各自的运输特点,近期我国重载铁路相比于既有大秦铁路等线路再次进行系统性的研发和试验。
在总结国内外重载铁路发展现状的基础上,结合运营实践,对新型轨道结构、钢轨和道岔等重载轨道技术发展趋势进行分析,并提出重载铁路轨道结构需要关注的问题和新技术,为我国重载铁路的发展做好技术储备。
关键词:重载铁路;轨道结构;发展趋势中图分类号:U296 文献标识码:A 文章编号:1001-683X(2014)11-0067-03重重载铁路轨道技术发展趋势及需要关注的问题 赵旭峰1 我国重载铁路轨道技术发展我国重载铁路运输近年来发展较快,以大秦铁路、朔黄铁路等为代表,轴重25 t,牵引质量达2万t。
目前正在建设的山西中南部铁路通道及蒙西至华中地区铁路煤运通道将成为我国重要的重载运输铁路,两条线路均按大轴重煤运通道进行规划设计,轨道按重型轨道设计,重车方向预留特重型轨道结构条件。
1.1 大秦铁路轨道结构大秦铁路采用75 kg/m钢轨,路基和桥梁采用Ⅲ型混凝土枕,隧道内为宽轨枕,弹条Ⅱ型扣件,双层道砟,道岔采用混凝土岔枕。
近年来,道岔区开始试用合金钢材质,提高道岔寿命,部分小半径地段设置钢轨涂油器和加强设备。
重载铁路的发展历史及重大意义铁路重载运输能够广泛应用于大宗货物的运送,具备高效率、低成本的巨大优势,因此,重载运输也成为了我国铁路运输规模经济和集约化经营的典范。
铁路重载运输组织方式成熟,运输能力提高,且成本较低,能够获得较高的经济效益。
对于一些资源丰富,需要运送大量大宗货物的国家,如美国、加拿大、澳大利亚等,铁路重载运输发展迅速,是未来铁路货运发展的重要方向,也是铁路发展的必然趋势。
1.铁路重载运输的概述1.1铁路重载运输的含义铁路重载运输指的是运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。
重载铁路较其他运输方式更为高效,重载列车的运行管理、轨道适应性以及大宗货物的装卸是目前铁路重载运输所要解决的关键问题[1]。
1.2重载列车的组织形式重载列车的组织形式主要分为三种:单元式、合并式、整列式。
单元式重载列车指的是将大功率机车双机或多机与一定编成辆数的同类专用货车绑定形成一个运输“单元”,并将其作为运营计费的单位。
大秦铁路是单元式重载列车应用的典型代表,单元式重载列车既固定了机车车辆编组,又固定了铁路运行的线路与始发站,是一种运送单一品种货物的列车,单元式列车间不需要改编作业,只要在装卸站间往返循环运行即可。
合并式重载列车指的是将至少两列的同方向运行的普通货物列车首尾相连,组合在一起的列车,本务机车由最前方的货物列车的机车担任,在列车运行到某一技术站或终点站后,合并式列车便分解成普通货物列车,而后作为普通货物列车服务[2]。
整列式重载列车指的是由挂于列车头部的大功率单机或双机牵引的列车,能够牵引重量达到5000t及其以上的列车,采用的作业组织方法与普通货物列车相同。
2.我国铁路重载运输发展历程2.1改造旧线、开行组合式重载列车模式阶段改造旧线、开行组合式重载列车模式阶段起始于1985年,我国借鉴前苏联的经验,在丰沙大线(丰台―――沙城―――大同)和京秦线(丰台―――秦皇岛)进行改造,作为试点,将同方向运行的两列普通货物列车连接在一起,机车分别挂于车列头部和中部,开行组合式重载列车[2]。
铁路货车技术发展趋势摘要:根据国家相关技术政策文件和国内铁路主要技术政策,本文对未来国内铁路货车技术发展方向进行了较为全面的研究,从适应市场发展的角度,对货车的基础试验、品种、信息化、设计、管理、制造以及检修等方面,进行了较为细致的论述。
关键词:铁路货车技术;锻造工艺;产品开发引言:铁路货车工业是新中国成立以来,为铁路货运事业发展提供非常多有用的装备,为国民经济发展提供了很大的帮助的行业,随着我国铁道路货车管理部门HMIS货车管理系统和市场经济的建立,使得货车的动态管理得以实现,提高了货车的管理水平,推动了国内铁路货车工业的发展,为了缩短国内铁路货车技术与世界先进水平的差距,必须对铁路货车技术进行与时俱进的开发和研究。
一、对国内铁路货车技术过去发展的回顾国内铁路货车产品的技术,自新中国成立以来历经了三次大的跨越发展,到上个世纪末,国内铁路货车技术性能得到了显著的提高,在技术实现第一次跨越时期,国内货车载重达到五十吨,淘汰了铸铁车轮,而采用了碾钢车轮,转向架也统一到转8型,制动机改进为GK型,而在第二次技术跨越的时候,铁路货车车体改为全钢结构,采用国产高强度耐候钢材,推出了七项新的制动技术,而在第三次铁路货车产品技术跨越发展的时候,铁路客车实现了全面提速,达到了时速12KM的速度,经过五十多年的发展,国内铁路货车技术不仅造修能力显著增长,同时在运用检修设计、开发水平、试验手段、科技含量以及制造技术等方面都得到显著的提高。
二、国内铁路货车技术未来的发展重点1、产品开发为了满足铁路货运市场需求,需要不断的进行铁路货运汽车产品开发,对现有的产品进行改进和完善,促进整车零部件以及转向架的更新换代,使开发和设计手段得到不断的提高,在未来一段时期,货车产品开发应该突出开发专用货车、快捷货车以及重载货车,在国内运输市场竞争中,快捷货物运输是很好的竞争保证,需要对货车混编技术进行深入研究,开发高附加值货物以及时速200KM的快速货车,实现城市之间的快捷客车化货物运输,通常是从运输货物的数量上来体现铁路货运的社会和经济效益的,基于当前实际,对繁忙干线的运输能力要进一步提高,一方面提高车辆的运行速度,另外一方面,对车辆结构轻量化以及货车重载技术要积极研究,使车辆载重量得到提高,对于货运质量和运输效率的提高方面,专用货车是非常重要的一个工具,开发专用货车对于多元化的国民经济发展是非常适应的,应该提高专用货车的档次,增加其品种和数量。
本刊特稿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,不仅在一些幅员辽阔、资源丰富、煤炭和矿石等大宗货物运量占有较大比重的国家(如美国、加拿大、巴西、澳大利亚、南非等)发展重载铁路,大量开行重载列车,而且在欧洲以客运为主的客货混运干线上也开始开行重载列车。
目前,重载铁路运输在世界范围内迅速发展,重载运输已被国际公认为铁路货运发展的方向,成为世界铁路发展的重要方向之一。
世界各国重载铁路借助于采用高新技术,促使重载列车牵引重量不断增加。
重载运输不仅提高运量,降低成本提高收入,而且能降低维修成本。
国外实践经验表明,增大轴重能显著提高运输效率,国外重载铁路的列车轴重大多集中在28~32.5 t,最大达40 t。
目前美国、澳大利亚、瑞典、南非、巴西、俄罗斯等国的货车轴重均达到了27 t以上,我国已经开始研发27 t及30 t轴重重载列车及其配套技术。
我国重载铁路技术发展趋势康熊:中国铁道科学研究院,研究员,北京,100081宣言:中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心,副研究员,北京,100081摘 要:介绍国外重载铁路技术特点与技术发展趋势,探讨今后我国重载运输技术发展模式,分析提高轴重的经济效益,分析我国重载铁路的关键技术问题。
研究分析表明:我国重载运输应采取既有普速路网的强化改造和合理规划新建重载线路的措施,以提高整体重载运输能力;我国重载铁路技术应重点研究运输能力匹配和运力布局,加快开展大功率机车和货车技术、牵引制动控制技术、基础设施强化技术、大能力煤运通道新建技术、重载轮轨关系技术的研究和应用,通过采用设备状态检测与监测技术、预防性线路维修等技术来全面提升重载线路养护维修技术水平和管理水平。
关键词:重载铁路;关键技术;运输能力;养护维修重我国重载铁路技术发展趋势 康熊 等1 重载铁路技术特点与发展趋势重载运输是一项综合性的系统工程,除铁路技术装备,包括牵引动力、车辆、列车制动、多机牵引同步操纵和遥控、线路结构、站场配置、供电等必须适应列车重量提高要求外,重载运输的货源货流组织、列车装卸、安全运行、运营管理等也不同于普通货物列车的传统组织方式。
1.1 技术特点国际重载铁路技术的主要特点是,在一定的铁路技术装备条件下,通过扩大列车编组长度,大幅度提高货车重量,采用单元重载列车运输模式,发挥铁路集中、大宗、长距离、全天候的运输优势,达到增加运输能力、提高运输效率、降低运输成本的目的。
集中体现在:(1)提高轴重。
重载铁路轴重普遍达到32.5~35.7 t,澳大利亚BHP和FMG已开行轴重40 t重载列车。
(2)扩大列车编组,加大牵引质量。
重载列车牵引质量一般为1万~4万t,普遍达到2万t左右。
(3)强化基础设施改造,通过线路改造、运营和养修模式改变实现重载运输。
(4)重视轮轨关系研究,把轨道-车辆作为一个系统来考虑,强调重载低轮轨作用,运营维护中对轮轨协调管理。
(5)采用预防性维修策略,加强基础设施和移动装备安全检测与状态监测。
1.2 发展趋势(1)大功率重载机车技术。
主要包括三相交流异步电机轻量化,采用IGBT大功率牵引变流器和基于网络(现场总线)控制系统,通信协议多采用TCN国际标准,具有智能化故障诊断功能。
(2)重载货车技术。
体现在大轴重、低自重、低动力作用。
货车轴重多在30 t以上,部分铁路达到40 t,普遍采用低合金钢及铝合金、不锈钢轻量化车体,配备自导向径向转向架或导向臂式转向架、高强度车钩、大容量缓冲器,部分重载货车采用牵引杆技术,提高车轮材质,增强抗剥离性。
(3)重载列车同步操纵。
采用机车无线同步操纵L O C O T R O L和电控空气制动E C P两种方式。
目前LOCOTROL已发展到第四代,接口简化且具有更高可靠性,其主要优势为可提供最佳动力分配和制动操作,减少列车在陡坡运行时的车钩受力,更快的加速和减速,增加牵引效率和减少滚动阻力,更快的制动缓解动作,可将多个短列车连接成一个长列车。
ECP采用信息技术直接用计算机控制列车中每辆货车制动缸的制动和缓解,加快了制动速度、缩短了制动距离,降低了车辆间纵向冲动力,优越性非常明显,有线通信方式适用于固定编组单元列车,无线方式比较灵活,但需在每节车辆安装电源和无线收发装置。
(4)重载列控均由调度集中控制中心指挥。
CTC 系统均采用双套设备,以确保CTC系统的高安全性、高可靠性和高可用性;调度集中系统功能齐全,显示内容丰富、显示界面灵活,CTC主要功能正向智能化、系统化、综合化方向发展。
基于无线通信的列车自动运行控制系统CBTC以GPS局部决策系统(LDS)为核心,包括决策管理、速度自动控制、列车故障控制、路旁集成检测监控、道口报警、机车动力控制及安全警报、车站进路优化、列车自动操纵(无司机)等子系统。
与传统基于轨道电路的列车控制系统比较,CBTC优势主要表现在整体性强,系统结构简洁,支持双向运行,可根据需要使用不同的调度策略,实现移动闭塞,可优化列车驾驶的节能算法,提高节能效果。
(5)工务工程。
国外对重载铁路轴重大、货运强度高的运营条件,在线路、轨道结构、路基、桥梁及设备的监测与养护等方面采取了不同技术措施,包括提高线路技术标准;重视轮轨关系,把轨道-车辆作为一个系统考虑,先从轮轨关系出发采取措施降低轮轨作用力,再考虑轨道结构的强化,在运营维护中对轮轨进行协调管理;强化轨道结构和线下基础设施,重载铁路采用预防性维修,研发先进检测和监测技术,识别车辆和线路状态及缺陷。
(6)重载线路养护维修都采用预防性维修,实行钢轨预防性打磨,通过轨承式和车载式轮轨润滑实现轮轨摩擦管理,同时也对车辆进行预防性维护,改善轮轨相互作用;加强钢轨探伤和几何状态检测,制定合理预防性维修计划,采用大机养护来保持线路的良好状态;加大检测与监测力度,为预防性维修提供设备状态依据。
2 我国重载运输发展我国客运专线网络基本建成后,既有路网实现货我国重载铁路技术发展趋势 康熊 等运为主、兼顾客运的“客货并举”策略已成必然,铁路货运能力的提升势必向重载化发展。
发展重载运输、提高铁路运输能力通常可采用增建新线、增加列车行车密度、提高牵引质量和加大轴重等主要技术措施。
基于我国国情,铁路货运大轴重重载发展主要通过2个技术途径。
一是对既有路网强化改造以适应大轴重、大运量的重载运输;二是新建大能力货运专线,开行大轴重、长编组重载单元列车。
分析既有京广、京沪、京九线路能力使用情况,在客运专线开通后,既有干线货运能力所释放的铁路运能仍无法满足煤炭等全部重载列车开行能力需求。
因此修建合理的重载煤运通道是解决运能的必然之路。
我国重载铁路的技术发展,尤其是大秦重载运输技术创新,充分体现了我国重载技术主要特点,即无论是既有路网强化改造还是新建大能力货运专线,都必须均衡提升机车车辆、线路轨道、通信信号各自技术装备,同时全面优化运输组织模式,完善调度控制,协调发展检修维护体制与装备。
3 铁路货运提高轴重技术经济性分析我国铁路货物周转量增长迅速,周转量增加主要通过增加运输密度实现;主要干线货运密度、列车平均牵引重量和平均编成辆数增长趋势显著高于全国平均水平,采用重载运输方式,在不到10%的里程上完成了大约30%的货物周转量,路网布局和运量分布存在结构性不均衡问题,少数线路承载着超过平均水平2~3倍运输量,其中近70%里程已接近或达到重载铁路标准。
基于既有基础设施和23 t轴重运输条件,假定每年更换20%新车,根据实际情况适度改造既有线,分别开行25 t轴重和开行27 t轴重货车,两种运输方案经济效益比较分析表明,使用27 t轴重敞车替代23 t轴重敞车运输大宗货物,可减少运用车数,显著增加货物运量,提高运输效率,缓解运能紧张,增加运输收入效益显著。
按照现有运量和运价推算,每年将增加17亿~20亿元收入、使运输收入总水平提高0.9%~1%。
基于新建重载线路、拟开行25 t和30 t轴重货车比较,在新建重载线路时,按照轴重30 t标准建设,比轴重25 t将更显著增加货物运量、提高运输效率、增加运输收入,经济效益明显。
按照现有运价推算,按照轴重30 t标准建设蒙西至华中地区铁路煤运通道工程,比轴重25 t标准每年将增加经济效益2.21亿元,占国家铁路货运收入的0.11%。
4 重载铁路关键技术问题及对策以大秦铁路重载技术为代表的我国重载铁路技术已取得长足进步,为我国铁路发展大轴重重载运输奠定了重要技术基础。
我国铁路进一步发展重载技术应在借鉴大秦重载技术体系基础上,开展以下9个方面关键技术问题研究工作。
(1)提高我国重载货运能力应从提高铁路运输经济效益为出发点,同时充分考虑国民经济发展和整个社会的整体效益。
我国重载铁路通过技术提升和既有货车提速改造,货车的技术速度已普遍达到120 km/h,已趋于合理,主要干线列车追踪间隔已达到6~7 min,已经相对饱和,但货运重量尚存较大发展空间。
因此,应着力提高货车轴重、扩大列车编组来提高我国重载货运能力,同时研究路网、通道运输能力匹配和运力布局。
(2)加快研发大功率机车技术。
目前,美国、加拿大等重载运输发达的国家,重载机车主要采用交流传动、径向转向架和微机控制防滑防空转系统等技术。
我国已拥有这类技术,考虑到既有到发线等设备参数,应加快研发牵引重量6 000~8 000 t单编、1.2万t单元和2.4万t组合列车的配套机车。
(3)基于我国国情,经济效益比较分析表明,应大力开展27 t通用货车和30 t专用货车技术。
车辆动力学性能方面应采用新型径向转向架及优化的悬挂系统。
采用铝合金或不锈钢等新兴材质的车体以降低车体自重。
采用高强度旋转车钩及高性能缓冲器以提升列车纵向动力学性能。
研发配套的27 t通用货车和30 t专用货车装卸装备。
(4)不断优化完善机车无线同步操纵技术或大力自主研发电空制动ECP技术。
(5)既有线工务工程强化技术。
既有线桥涵结构强化主要涉及小跨度钢筋混凝土桥涵结构承载能力和疲劳性能、中等跨度预应力混凝土梁抗裂性能、高墩桥梁动力性能,可通过强化小跨度钢筋混凝土桥涵结构和对部分特殊结构进行改造,提升既有线桥涵结构承载能力、疲劳强度、抗裂性能。
既有路网铁路隧道结构强化我国重载铁路技术发展趋势 康熊 等主要涉及隧道基底状态评估、承载能力补强,可通过既有隧道状态检测、重载列车-轨道结构-隧道结构相互作用动力学模型仿真分析,提出重载隧道基底技术条件,进而研究提升既有隧道基底承载能力、强度和安全储备的加固技术条件及加固方法。
既有路基强化主要涉及路基状态检测与评估、承载能力补强、沉降控制,既有线路基基本满足开行25 t轴重列车的条件,但需对细粒土基床上部结构进行检测评估,进一步提高轴重应对路基状态系统评估,有针对性地进行病害路基基床加固、过渡段加固、排水与边坡防护及地基加固。