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
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
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
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。既有轨道结构强化涉及客货车速度匹配和曲线超高设置、道岔结构优化、扣件系统强化、特殊区段轨道结构整体强化，可通过既有轨道结构对大轴重适应性评估分析，识别轨道结构薄弱环节，进而完善客货共线曲线超高设置方案，优化道岔尖轨导曲线线形，研制强化扣件，并对小半径曲线、大坡道、过渡段、道床病害等特殊地段，从保证横向稳定性和提高承载能力方面采取合理的强化措施。
（6）大能力煤运通道新建技术。关键技术问题主要与基础设施设计、建造相关，应着重解决大轴重线路平纵断面、桥梁设计荷载设计标准、重载轨道结构配置和重载路基设计标准。通过比较研究，重载线路平纵断面参数方面，新建煤运通道最大限制坡度不宜超过12‰，最小曲线半径不小于1 000 m，相邻坡段代数差可取重车方向限制坡度2倍，需设置竖曲线时，竖曲线半径取15 000 m。新建煤运通道桥涵结构设计活载应采用ZH活载图式，并据轴重不同选取相应Z系数，如轴重为30～35 t时，可采用荷载系数Z=1.3～1.4；动力系数、离心力系数可基本采用《铁路桥涵设计基本规范》，特殊情况应适度放大；制动力或牵引力系数应进一步提高，作用位置应取轨顶以上2.2 m。重载轨道结构应采用75 kg/m、微合金热处理高强度钢轨，屈服强度大于1 200 MPa，需新研制重载混凝土轨枕和扣件，对于隧道内无砟轨道设计宜将道床板厚度适当加厚，以提高道床板抗弯刚度。重载路基基床应按变形控制原则设计，选用优质填料，严格控制基床压实标准和路肩宽度。
（7）重载轮轨关系。基于我国铁路在轮轨关系领域所开展的相关研究，在轮轨材质改进方面已取得初步成果基础上，应重点解决重载轮轨型面匹配、轮轨摩擦管理、轮轨维修管理这些关键技术。重载轮轨型面匹配应首先通过大量实测重载运营货车车轮踏面和现场在役钢轨型面，分析各自磨耗规律，确定改善轮轨接触参数的主次（侧重轨头抑或车轮踏面），再以减小轮轨横向力和冲角、降低轮缘与钢轨侧面接触的可能性、降低轮轨接触应力为优化目标，通过理论分析优化不同运营条件的轮轨接触最佳型面。轮轨摩擦管理可完全参照北美重载铁路实践经验，优选不会导致“楔切”效应的轨角固体润滑剂、轨顶摩擦控制剂，根据润滑膜有效性科学制定润滑周期，确保钢轨轨角处轮轨界面摩擦系数严格控制在0.25以下、轮轨界面摩擦系数控制在0.35～0.40。轮轨维修管理应吸收TTCI所开发的轮轨管理（WRM）系统思想，以我国重载货车和重型75 kg/m钢轨轨道结构为对象，优化钢轨轨头和LM型踏面尺寸，分析不同轮轨型面匹配状态下轮轨相互作用特征，以维持轮轨最佳性能为原则，研究确定轮轨不同磨耗状态下钢轨打磨、车轮镟修技术条件，进而实施轮轨型面状态修。
（8）重载线路养护维修技术。采用预防性线路维修策略，着力研究与制定适合我国重载运输条件的钢轨打磨与润滑技术和标准。具体到我国重载铁路钢轨打磨技术研究，应通过钢轨表面疲劳裂纹萌生预测仿真分析和不同通过总重条件下的钢轨裂纹金相观测，分析不同磨耗状态下轮轨型面匹配关系，优选轮轨最佳接触性能的钢轨打磨模板，根据裂纹发展（长度与深度）与磨耗（轨头型面）变化规律，确定合理的预防性钢轨打磨量和打磨周期。重载钢轨打磨策略分新轨预打磨、预防性打磨、修理性打磨。在重载铁路轮轨润滑方面，应着重解决好润滑剂选型、润滑方式与润滑周期确定。在润滑剂方面，应选择以含有石墨的半流体润滑脂为主，含有二硫化钼或不含固体填料的润滑脂为辅；在润滑装置方面，应以车载式轮轨润滑系统为主，道旁固定式钢轨润滑器为辅；在润滑周期确定上，应强调润滑膜有效性，视不同环境和运输条件，以实测轮轨界面摩擦系数变化作为润滑膜是否失效的依据，因地制宜地制定润滑周期。
（9）设备状态检测与监测技术。为促进我国重载铁路预防性维修技术发展，及时可靠地反映设备服役状态，应在既有“地对车”、“车对地”安全检测与监测系统基础上，创新研究和解决无缝线路状态实时监测、轨道结构与关键部件（道岔）状态实时监测、通用桥梁
与墩台状态实时监测、路基/隧道状态实时监测关键技术和工务设备状态监测网络应用管理技术。开展无缝线路状态实时监测，应重点研究解决无缝线路锁定轨温、钢轨温度应力、钢轨横向和纵向累积变形、轨排横向累积变形等关键参数的测试技术。开展桥梁和墩台状态实时监测应具体研究桥梁梁体变形和应力状态、桥梁支座变形和墩台变形、桥梁与桥上轨道动态相互作用参数测试技术、无线数传技术、桥梁与墩台状态评估技术等。开展轨道结构关键部件（含道岔）实时监测研究，应着重解决典型轨道结构动态响应测试、计轴判辆、数据自动采集和处理、无线数传、道岔部件应力应变测试、道岔关键部位累积变形测试、关键参数自动评判和实时报警系统。研究建立路基状态监测系统时，应着重研究路基承载能力、路基应力、沉降等力学和长期累积变形参数测试技术。研究建立隧道状态监测技术时，因着重研究隧道结构物应力应变变化、裂纹检测、隧道渗水等关键参数检测技术。研究建立工务设备状态监测网络应用系统，应着重研究工务设备状态检测信息网络管理技术、设备状态评估和专家决策技术。5 结论
以上分析表明，我国铁路重载运输应在客货分线的基础上，大力进行既有普速路网的强化改造，提高整体重载运输能力，同时合理规划新建重载线路。基于我国国情和现状，重载铁路技术应重点研究路网、通道运输能力匹配和运力布局，加快研发大功率机车技术，大力开展先进的27 t通用货车和30 t专用货车技术研发，不断优化完善机车牵引制动控制技术，积极采纳既有线工务工程强化技术进行设备改造，强力推进大能力煤运通道新建技术，同时要重视重载轮轨关系的研究和应用，全面提升重载线路养护维修技术水平和采用预防性线路维修策略，通过采用设备状态检测与监测技术以提升关键技术研发和推广应用。
责任编辑 杨倩
收稿日期 2013-04-12
浅谈铁路通信信号一体化技术赵永旺 发表时间：2019-07-24T15:51:34.720Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：赵永旺 [导读] 摘要：随着计算机及网络技术的快速进步，推动了信号系统的发展，在发展的过程中，通信系统、信号系统以及信息化系统之间逐渐的实现了融合及组合，向着数字化、智能化的方向发展，而这也是铁路通信信号系统发展的趋势。 赤峰市阿鲁科尔沁旗天山镇查布嘎电务工区内蒙古赤峰市 025550 摘要：随着计算机及网络技术的快速进步，推动了信号系统的发展，在发展的过程中，通信系统、信号系统以及信息化系统之间逐渐的实现了融合及组合，向着数字化、智能化的方向发展，而这也是铁路通信信号系统发展的趋势。在本文中，介绍了当前通信信号设备的现状，接着阐述了通信信号一体化系统结构及关键技术。 关键词：铁路通信信号；一体化技术；发展 一、通信信号设备现状 （一）机车信号与超速防护（ATP） 第一，轨道电路制式多。在当前的铁路通信系统中，通信的制式比较多，而且所采用的轨道电路制式也比较多，这种状态导致在传输信号时十分的混乱。第二，站内轨道电路电码化困难。站内电码化是一个过程，需要逐步的进行完善，不过在最初进行设计时，存在着许多的问题，比如兼容性差、协调性弱等。第三，站内干扰严重，站内轨道电路在工作时，经常会受到同频干扰、外界干扰等不同的干扰，从而导致电路经常问题。 （二）调度集中 目前，我国的铁路行业进行调度时，采用的方式为集中调度，这是一种传统的调度方式，效果并不理想，而且随着铁路现代化、信息化的发展，集中调度的方式已经不能满足铁路快速发展的需求。 （三）无线列调 第一，技术落后，在进行通信时利用模拟单信道，通信质量比较差，而且受到的干扰非常的严重；第二，能力饱和，我国现有的无线列调能力已经达到了饱和，因而无线列调就没有能力再进行列车控制、移动通信等业务；第三，效率低下，在专用系统中，各个部门在工作时，都是独立开展的，缺乏有效地沟通及联系性。 二、现代铁路信号 1949年后，60年来，随着我国铁路事业翻天覆地的变化，中国铁路信号也已经从零发展成为世界铁路信号的强国。今天的现代铁路信号系统，已经成为计算机、现代通信和控制技术在铁路运输生产过程中的具体应用，铁路信号的功能也从传统的保障铁路运输安全的“眼睛”，扩展为保证行车安全、实现集中统一指挥、提高运输效率、改善劳动条件和提升运营管理水平。现代信号技术已成为实现列车有效控制、提高铁路区间通过能力和编组能力、向运输组织人员提供实时信息的必备手段，是铁路的“中枢神经”，是铁路列车提速与发展高速铁路的关键技术之一。 三、通信信号一体化的优势及其系统结构 3.1通信信号一体化的优势 与传统的轨道电路传送信号相比，通信信号一体化具有五大优势：第一，传输可靠性高，传统的轨道电路在传输信号时，传输者只管发送，接受者是否接到信号无法得知，而实现了一体化之后，有效的实现了双向通信，从而保证了信号传输的可靠性；第二，运输效率高，通信信号一体化采用的通信方式为无线通信，这样一来，在传送信号时，实现了移动自动闭塞，使运输效率得到了有效的提高，武县城在设备系统接收信息具有较高的实时性与准确性；第三，传输信息量大，传统的轨道电路在传输信号时，载体是铁轨，这种方式虽能传输的信息量比较小，随着列车速度与目的的不断增加，列车控制信号不断增加，而实现通信信号一体化之后，由于是无线通信，所能传输的信息量大增；第四，降低工程投资和生存期成本，信息传输的方式发生了改变之后，所需要进行的工程投资也相对减少，信息传输不再依赖轨道电路，设备主要集中在室内与机车上，从而实现了投资的降低与故障面的减少；第五，具体有通用性和灵活性，在系统中，只需要保持原有的设备就可以实现双向运行，这样有效的保证了系统的性能和安全，由于系统中采用的是通用组件，所有未来相互独立的子系统升级或者换代时不会对列产的控制产生影响。 3.2通信信号一体化的系统结构及关键技术 从广义上来说，信号系统主要包含四层，从高到低的顺序分别为：第一层，局（部）调度中心，该层的主要作用是进行宏观决策；第二层为分局（局）调度中心，在该层中，包含着许多的结构，主要有调度集中、电力调度、机车调度、车辆调度、设备维修中心；第三层为安全控制设备，主要的作用就是保证安全，车站联锁、道口安全控制等都设置在该层；第四层为最低层，现场的信号机、机车信号等都归属于该层。 四、我国铁路通信、信号系统的发展方向 随着我国高速铁路的跨越式发展，铁路通信信号作为高铁核心技术的重要组成部分，也迎来了高速发展的黄金时期。目前，我国铁路通信信号技术已经迈上了新的台阶，尤其是通过引进吸收国外先进技术、我国已研发出了CTCS、TDCS、等一大批有自主核心技术的铁路通信、信号控制系统，在利用计算机、控制技术方面取得了长足的进步。中国高速铁路的发展需求决定了铁路通信信号的发展方向，不仅对行车安全保障有了更高的标准，还要求通信信号技术能够实现高速铁路站间接发车作业和区间运行的自动化，提高通过速度与列车密度，大大增强高铁运营效率。 4.1铁路通信的发展方向 （1）大力发展GSM-R技术 目前我国铁路对GSM-R技术应用的还不够充分，如有的线路利用GSM-R技术参与列车运行控制，而有的线路仅将其作为一种进行数据传输的移动通信手段。今后我国应重点围绕客运专线建设，做好对GSM-R移动通信核心网的整体布局规划并加大沿线无线网络的建设，全面推进高速铁路无线通信设备的技术进步。 （2）建设综合视频监控技术平台 为满足安全监控需要，需要建设综合视频监控技术平台，主要应用在几点：对铁路重点线路设备的监控；对客运车站重点区域的监
中国高铁核心技术 高速铁路从技术体系上讲大致可以分为这样一个板块：公路工程，牵引供电、运行控制与通信、高速列车、客运服务、综合维修、安全防灾和应急处理、工务工程。1、工务工程。工务工程一般包括轨道结构、路基、桥梁、隧道、房建工程等各个子系统，我国铁路建设在公路工程方面主要依靠技术创新。我们国家的高速铁路一般采用全线高架、无砟轨道、高速道和超长无缝钢轨等技... 高速铁路从技术体系上讲大致可以分为这样一个板块：公路工程，牵引供电、运行控制与通信、高速列车、客运服务、综合维修、安全防灾和应急处理、工务工程。 1、工务工程。工务工程一般包括轨道结构、路基、桥梁、隧道、房建工程等各个子系统，我国铁路建设在公路工程方面主要依靠技术创新。我们国家的高速铁路一般采用全线高架、无砟轨道、高速道和超长无缝钢轨等技术。京津城际采用CRTS-II型板式无渣轨道结构，6.5米轨道板纵向连接，专业化制造，加工机施工安装精度高。运营一年表明，无砟轨道京都高稳定性好，刚组均匀。我们的无缝线路，采用60公斤/米、100米定尺、U71Muk高性能钢轨。现场焊接、弹性扣件、轨温锁定技术。跨区间超长无缝路线。 高速道岔。大号码高速道岔，直向通过速度350km/h，侧向通过速度120-250km/h。 中国高铁技术适应复杂地形。日本国土面积小，铁路所跨越的地区气候和地质条件比较类似。而中国国土面积大，地形复杂，横跨多个不同的气候和地质区域，因此在高铁的实际建设中完全照搬引进日法德的技术显然行不通，技术必须进行创新。因此，作为应对复杂地形方面，贯穿辽阔国土面积的中国高铁，在设计上自然有更多的实际经验，技术上也比日本具有更多的优势。 铁道部总工程师何华武就指出，中国京津、武广、郑西高速铁路非常典型：京津城际是软土路基，武广高铁是岩溶路基，郑西高铁是黄土湿陷性路基，这样的地质条件下建铁路，尤其是建高速铁路，需要处理好地基以及路基的填入技术。而日本、法国、德国都没有这样的地质条件。 “中国的综合能力超过他们。”许克亮表示：“如果说中国的‘线上’（主要指机车）是走‘引进、消化、吸收’之路，那么线下工程（主要指土建）则是由中国人自己创造的一个完整系统的标准。中国高铁经过的地方地质难度较大，要穿越水下60米深的浏阳河，还要从70多米高的地方跨越山谷等，地质的难度，决定了中国高铁的线下功夫。” 2、牵引供电。由电力、接触网、变电、供电、远动等构成。外电110kv/22Okv接入变
中国高速铁路发展历程 2010年12月03日 12月3日，中国自主研发的"和谐号"CRH380高速动车组列车在京沪高铁枣庄至蚌埠段试验运行最高时速达486.1公里。这是中国铁路创造的世界纪录，更是世界铁路发展史上值得书写的重要章节，因为，高速铁路是人类文明与智慧的宝贵结晶，是人类社会走向现代化的重要标志和有力支撑。 目前，中国高速铁路建立了较为完善的运营管理体系，确保了运营持续安全，取得了良好的经营业绩，提供了安全、快捷、舒适、经济的运输服务，有力地促进了经济社会又好又快发展。如今，中国铁路每天开行"和谐号"高速动车组列车1000多列，发送旅客近百万人。而且高速铁路开通后，既有铁路通道的货运能力得到了巨大释放，为实现货运增量、丰富货运产品体系、提升货运服务质量奠定了坚实基础。 中国人在建设和发展高速铁路的历史进程中，不仅在技术上取得了重大突破，在营业里程上不断快速扩展，而且锤炼了"勇攀科技高峰，争创世界一流"的高速铁路精神，形成了以"运行高速度、安全高可靠、服务高品质"为基本内涵的高速铁路文化体系。 作为带动性产业、战略性新兴产业，高速铁路不仅大大加快了中国铁路现代化建设进程，而且对国家新兴产业的发展和产业结构的优化产生了积极影响，在加快转变经济发展方式、促进经济社会又好又快发展中发挥了重要作用，对政治、经济、文化、社会等诸多领域产生了重要而深远的意义，是加快实现国家现代化的助推器。 中国高速铁路发展的历史起点 在中国，铁路是国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化交通工具，在综合交通运输体系中处于骨干地位。新中国成立以来，尤其是改革开放以来，中国铁路取得了长足进步，为经济建设做出了重要贡献。但与其他行业相比，铁路发展相对滞后，运输能力严重不足，"一票难求、一车难求"的现象十分突出，铁路成为制约经济社会发展的"瓶颈"。 从世界范围看，速度作为交通运输现代化的重要标志之一，往往在很大程度上影响着某种运输方式或某种交通工具的兴衰。铁路自诞生以来，正是由于它在运输速度和运输能力上的巨大优势，才在很长的历史时期内成为世界各国交通运输的骨干，极大地推动着社会进步和历史进程。曾几何时，由于忽视了普遍提高行车速度，铁路在速度方面的优势迅速缩小，甚至消失。速度慢成了阻碍铁路发展的重要因素之一。 20世纪中叶以来，世界铁路以高速客运为突破口开始了新一轮的复兴。高速铁路的问世，使一度被人们称为"夕阳产业"的铁路焕发了青春，出现了新的生机。客运高速化是世界铁路发展的趋势。在许多国家，越来越多的旅客把乘坐舒适便捷的高速列车作为出行的首选。 建设现代化的中国铁路，必须在速度上"突出重围"。高速铁路具有速度快、运量大、节约土地、节能环保等明显优势。发展高速铁路，符合中国经济社会发展需要，对于构建现代综合交通运输体系，实施可持续发展战略，建设创新型国家具有重要作用。 2003年，中国政府从落实科学发展观、实现国民经济又好又快发展的战略全局出发，做出了加快发展铁路的重要决策，中国铁路进入加快推进现代化的历史阶段。 七年来，铁路系统自觉践行科学发展观，立足中国国情和路情，着眼快速扩充铁路运输能力、快速提升铁路技术装备水平，中国铁路现代化建设取得了重大进展，高速铁路、机车车辆、高原铁路、既有线提速、重载运输等技术迈入世界先进行列，运输效率世界第一，为经济社会发展作出了重要贡献。这其中，最大的亮点就是高速铁路的发展成就。中国铁路坚持原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，推动我国高速铁路发展取得了举世瞩目的成就，实现了由追赶者到引领者的历史性跨越。
第7篇铁路货物重载运输 要点：阐述铁路重载运输的定义及组织形式，国内外铁路重载运输发展概况，单元式、组合式重载运输组织方法以及重载运输对铁路技术装备的要求。 第19章重载运输概述 19.1铁路重载运输的定义及组织形式 19.1.1铁路重载运输的定义及特点 铁路重载运输是指行驶列车总重大、行驶轴重大的货车或行车密度和运量特大的铁路运输。铁路重载运输的主要特点，是在一定的铁路技术装备条件下，扩大列车编组长度，不降低行车速度，大幅度提高列车重量，充分利用运输设施的综合能力，采用大功率内燃或电力机车（一台或多台）牵引达到一定重量标准的运输方式，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。 由于各国铁路运营条件、技术装备水平、发展重载运输的着眼点不一样，采用的重载列车运输类型和组织方式也各有特点。对于重载列车的重量过去并没有规定统一的标准，都是开行重载列车的国家根据各自的具体技术条件和运营需要，按照相对于普通列车的重量和长度进行确定的。 为了促进各国铁路重载运输的发展，1986年10月在加拿大温哥华召开的第三届国际重载会议上，在综合各国铁路重载运输发展水平的基础上，国际重载协会通过了铁路重载运输的定义：线路年运量在2000万t及其以上，列车牵引重量至少为5000t，列车中车辆轴重达到21t。具备上述三个条件之二者，可视为铁路重载运输。 1994年6月国际重载运输年会上，对铁路重载运输的定义作了一些修改。凡具备以下三个条件之二者，可视为铁路重载运输线路： (1)经常、定期或准备开行总重最少为5000t的单元或组合列车； (2)在长度至少为150km的铁路区段上，年计费货运量最少达到2000万t及其以上； (3)经常、定期或准备开行轴重25t及以上的列车。 重载运输在运送大宗货物上显示出高效率、低成本的巨大优势，是铁路运输规模经济和集约化经营的典范。铁路重载运输已成为许多国家追求的现代货运方式。 19.1.2 重载列车的组织形式 目前，国内外铁路开行的重载列车组织形式主要有单元式、整列式和组合式重载列车三种。 （1）单元式重载列车 单元式重载列车的概念最早是在美国提出的，它是以固定的机车车辆（大功率机车＋一定编成辆数的同一类型的专用货车）组合成为一个运输单元，并以此作为运营计费单位，在装卸车站间循环直达运行的货物列车。其特点是：实行“五固定”，即固定机车、车底、货种、装车站、卸车站；货物装卸时不摘机车整列装卸；运行过程中不进行改编；按规定走行公里整列入段检修。在机车车辆充足的情况下,采用这种重载运输组织模式可以最大限度地减少运营支出,大幅度降低运输成本；但要求货源充足,货物品类单一,货物到发地点统一,机车车辆、线路站场、装卸仓储等设备要配套，并要采取最合理的运行图及最佳周转方案。 这种重载运输方式目前运用范围最广，经济效益也最显著。在路网规模大、行车密度小、货运比重大、运能较富裕的美国、加拿大、澳大利亚等国，组织开行从装车地到卸车地之间的重载单元列车，通过货物集中发送、快速装卸、加速机车车辆周转来降低成本，从而获得较大的效益，提高了与其他运输方式的竞争能力。我国大秦重载运煤专线上也有重载单元列车的开行。 （2）整列式重载列车
铁路信号技术及其发展应用 当前，对于铁路信号技术人们有不同的理解。有人仅将铁路信号技术解读为为了保证铁路运输过程的安全和设备；有人则将铁路信息技术解读为向行车人标示下达行车条件的命令；还有些人则把铁路信号技术解读为铁路信号就是铁路上一系列如连锁、闭塞设备、信号显示等设备的总称。 从十八世纪二十年代开始，世界上的第一列列车在英国开始运行，当时选择的方法是人工持信号旗骑马在前方引导列车前进的方式。之后一百多年里，铁路技术发生了翻天覆地的变化。中国铁路于十九世纪初期初次在大连---长春线路间开始装设壁板信号机。十九世纪二十年代，色灯信号机第一次投入使用。后来在中华人民共和国成立后，铁路信号技术终于开始了飞速发展。五十年代，在京广线的衡阳车站装设了中国自己设计、自己制造、自己施工的进路继电式集中连锁，此后在全国的铁路线上相继装设了半自动闭塞、自动闭塞、车站电气集中联锁和调度监督等设备，并建成机械化和半机械化驼峰调车场。此外，在北京的地下铁道上还成功地装设了行车自动指挥和列车自动控制系统。 在这一百多年，形成了今天的现代铁路信息系统。它是计算机、现代通信和控制技术三方面在铁路运输过程中的具体应用，在铁路运输的生产过程中，隶属信息与控制学科范畴。它为铁路列车提供了基本的安全保障，这些措施都是建立在以人为主体的基础上的安全保障体系。 一、铁路信息技术的发展历史 在党的十六大胜利闭幕之后，铁道部提出了铁路建设跨越式展规划，即要建设一个发达完善的现代化铁路网，以去适应国民经济发展背景下的总体要求。通过铁路运输的实践，即便是铁路路线、列车、桥梁等设备完好的情况下，也会发生列车冲突和颠覆之类的重大事故。
浅谈中国铁路重载运输与重载车辆 摘要：对国内外铁路重载运输的发展情况进行了简要回顾，并对我国重载铁路发展历程进行了总结和分析，在此基础上，对我国重载车辆的发展和现状进行了介绍，并以C100A(H)三支点车为例对我国发展多轴重载车的情况进行分析和展望。 关键词：铁路重载运输车辆三支点 目前，世界范围内的货物列车重载运输技术迅速发展，重载运输的国家已经遍及五大洲和几乎所有的铁路大国。重载运输技术已被国际公认是铁路货运发展的方向，重载运输取得的效益已由各国的实际运输业绩所证实。提高轴重是世界各国重载运输一致采用的一项重要举措，长期的运行考核证明这项措施既提高了运输收入，又降低了维修成本。同时，提出进一步强化新技术、新装备的研究开发，推动重载运输取得更大的进展。 1铁路重载运输的概述 1.1 铁路重载运输的含义 铁路重载运输是指行驶列车总重大、行驶轴重大的货车或行车密度和运量特大的铁路运输。 1.2铁路重载运输的标准 1994年6月国际重载运输年会上，对铁路重载运输作了最新定义。凡具备以下三个条件之二者，可视为铁路重载运输线路： 1.2.1经常、定期或准备开行总重最少为5000t的单元或组合列车； 1.2.2在长度至少为150km的铁路区段上，年计费货运量最少达到
2000万t及其以上； 1.2.3经常、定期或准备开行轴重25t及以上的列车。 1.3 重载列车的组织形式 目前，国内外铁路开行的重载列车组织形式主要有单元式、整列式和组合式重载列车三种。 1.3.1 单元式重载列车。单元式重载列车是以固定的机车车辆（大功率机车＋一定编成辆数的同一类型的专用货车）组合成为一个运输单元，并以此作为运营计费单位，在装卸车站间循环直达运行的货物列车。这种重载运输方式运用范围广，经济效益显著。美国、加拿大、澳大利亚等国均采用此方式，我国大秦重载运煤专线上也有重载单元列车的开行。 1.3.2 整列式重载列车。整列式重载列车是采用普通列车的组织方法，由挂于列车头部的大功率单机或多机牵引，由不同型式和载重的货车车辆混合编组，达到规定载重量标准的列车。在我国繁忙干线上开行的重载列车主要为这种模式，其它国家应用较少。 1.3.3 组合式重载列车。组合式重载列车是由两列及以上同方向运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列车。这种重载运输方式始于1964年前苏联。我国大秦线进行的20000 t重载列车采用该形式。 2 世界铁路重载运输发展概况 2.1 国外铁路重载运输发展概况 世界铁路重载运输是从20世纪50年代开始出现并发展起来的，以开行长大列车为主要特征的重载运输开始出现；20世纪60年代中后期重载运输开始取得实质性进展，美国、加拿大及澳大利亚等国铁路相继在运输大宗散装货物的主要方向上开创了固定车底单元列车循环运输
国地域宽阔，大宗货物的运输需要发展重载铁 路。为满足我国铁路发展25~35 t大轴重运输的需 要，近年来，在重载铁路轮轨关系，钢轨新材质、新工艺等方面进行了持续不断的研究，并取得一些阶段性成果。钢轨是重载技术的重要组成部分。结合大秦重载铁路，针对钢轨的主要伤损类型即钢轨的侧磨和剥离掉块、疲劳核伤及焊接接头的伤损，提出钢轨伤损的预防对策，并加以 重载铁路钢轨技术的研究 周清跃：中国铁道科学研究院金属及化学研究所，研究员，北京，100081张银花：中国铁道科学研究院金属及化学研究所，研究员，北京，100081陈朝阳：中国铁道科学研究院金属及化学研究所，副研究员，北京，100081刘丰收：中国铁道科学研究院金属及化学研究所，助理研究员，北京，100081俞 喆：中国铁道科学研究院，硕士研究生，北京，100081 摘 要：为满足重载铁路发展的需要，对钢轨和道岔用轨进行持续不断的研究，并取得一些阶段性成果：采用钢轨预打磨和设计新的轨头廓形，使轮轨在轨头踏面中心区域接触，或形成共形接触，可有效降低轮轨接触应力；高强耐磨新钢种钢轨和道岔用轨的研制和应用、钢轨焊接技术的优化、打磨技术的科学应用，可显著提高钢轨和道岔用轨的耐磨、抗疲劳性能，大幅提高钢轨的使用寿命、延长换轨大修周期。 关键词：重载铁路；轮轨接触关系；高强耐磨；钢轨焊接；钢轨打磨；钢轨大修周期 实施。这些措施可归纳为改善轮轨接触关系以降低外力、研制高强耐磨抗疲劳钢轨以提高内部抗力，为钢轨的使用寿命由9亿t延长至15亿t以上指明了方向[1]。 1 改善重载铁路轮轨接触关系 1.1 轮轨接触关系研究 针对新轮新轨形面匹配不良的情况，提出优化轮轨形面，使轮轨接触发生在轨头踏面中心区域或形成共形接触，避免形成两点接触或轨距角单点接触，以降低轮轨接触应力。 在重载铁路上应同时提高轮轨的硬度以满足重载高载荷工况的需要。在曲线上钢轨磨耗严重，应以提高钢轨硬度为首选；在直线上应以提高钢轨耐疲劳性能为主。为此提出了研制高强耐磨钢轨（强度等级大于1 300 MPa，轨面硬度大于370 HB）在曲线上使用，研制适当硬度钢轨在直线上铺设（轨面硬度大于300 HB）的技术思路。 我
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。实际生产中，企业要想实现重载铁路技术的全面发展及改进，只依靠自己的力量很难实现，必须获得企业之外各种资源的协助才能实现更快的发展。 二、实现重载铁路的关键技术 （一）径向转向架技术 为实现重载铁路的运输，燃料、电力等铁路运输机车都广泛采用径向转向架技术，这项技术在国际已得到广泛认可并取得很大成就。在实际应用中，径向转向架能够缓冲车轮与轨道之间的横向力，进而减小车轮与轨道之间的摩擦程度，大大提高机车的运转效率，这项技术也可以辅助解决机车遇到的各种问题。 （二）加大车辆轴重 随着对重载铁路运输需求的不断增长，车辆的轴重已不能承载当前的负荷，因此必须对其进行改进优化，提高机车的运输能力，满足重载铁路的发展需求。目前国外在车辆轴重方面发展较先进，那些先进国家已经实现30t的轴重数值，在特殊情况下轴重会达到40t，目前关于更大轴重的机车正处于研制开发中。而我国目前重载铁路使用的最大轴重是25t，还落后于发达国家，因此，我国必须
欧洲铁路信号系统概况 欧洲是世界上铁路最发达的地区之—。欧洲国家多，国土面积小，各国内部的铁路网很密集。近几年来，欧洲铁路公司和信号公司在对各自的既有信号系统进行升级或者技术改造的同时，在欧盟(EU)委员会和国际铁路联盟(UIC)的推动下，欧洲7大铁路信号公司，如法国的Alstom(阿尔斯通)公司、瑞典的Adtranz公司、德国的Siemens(西门子)公司、法国的Alcatel(阿尔卡特)公司、意大利的Ansaldo(安萨尔多)公司(含法国CSEE公司)、英国WestingHouse(西屋)公司，以及Invensys公司，联合起来为信号系统的互联和兼容问题制定信号标准，并制造了相关的产品： 在较大范围内开发并应用新型计算机辅助铁路运输管理系统； 在进路控制方面，随着区域计算机联锁技术逐步取代陈旧技术，自动化系统得到广泛应用； 在列车防护和控制系统方面，研制了基于通信的列车控制系统(CBTC)； 为了欧洲铁路信号系统的互联和兼容问题，制定了统一的、开放性信号系统标准，从而实现欧洲各国铁路互通运营。 本章根据搜集到的有关欧洲铁路信号系统的论文、报道和技术资料，对它们进行了归纳整理，从列车运行控制系统、欧洲统一先进的列车运行控制系统(即ETCS)、联锁系统、行车指挥系统、高速铁路，以及磁悬浮铁路等方面介绍欧洲铁路信号系统的现状和发展，有关法国、英国和德国的铁路信号系统的详细情况在另外章节专门介绍。 第一节列车运行控制系统 一、种类繁多的列控系统 欧洲有7大铁路信号公司（Alstom、Adtranz、Siemens、Invensys、Alcatel、Ansaldo、WestingHouse，它们都是UNIFE的成员），它们研制生产的列车运行控制系统（ATP/A TC）有十余种，如德国的LZB系列和FZB系列、法国的TVM系列等。这些运行控制系统有的适用于中速铁路，有的适用于高速铁路。在欧洲铁路网上，各个国家的铁路部门使用各自不同的信号制式管理列车的运营。 二、基于通信的列车运行控制系统 近年来，几乎所有欧洲国家铁路都在建立列车运行管理和保证行车安全系统方面寻求新的经济有效的技术方案，其中包括地区性线路。德国铁路和Adtranz公司共同研究制定了无线通信管理列车运行（FFB）地区性线路运营规划，在建立的列车运行管理系统中，几乎全部通过无线通信系统来实现通信服务联系，完全不用地面信号和监督线路空闲的线路设备，保证在任何线路上的列车运行安全。基于通信的列车控制系统（CBTC）按欧洲统一的安全标准设计，系统符合欧洲PrEN50129和PrEN50128标准设计的一体化安全要求（SIL4，安全完善度等级4）。 三、列车控制系统向标准化、统一化发展 目前，欧洲由于种类繁多的铁路信号帛式互不兼容，影响了欧洲铁路跨国运输的效率。在欧盟（EU）和国际铁路联盟UIC的支持下，欧洲铁路制定了统一的列车运行管理系统ERTMS（欧洲铁路运输管理系统），包括欧洲列车运行控制系统ETCS（欧洲列车控制系统）、列车与地面的双向无线通信系统GSM-R和欧洲运输管理系统ETMS。
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
第一章国内外铁路重载运输发展概述 国外铁路重载运输发展概况 发展历程 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，特别是在一些幅员辽阔、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，发展尤为迅速。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趋势。 世界铁路重载运输是从世纪年代开始出现并发展起来的。第二次世界大战后的经济复苏以及工业化进程的加快，对原材料和矿产资源等大宗商品的需求量增加，导致这些货物的运输量增长，给铁路运输提出了新的要求，而大宗、直达的货源和货流又为货物运输实现重载化提供了必要的条件。铁路部门从扩大运能、提高运输效率和降低运输成本出发，也希望提高列车的重量。同时，铁路技术装备水平的不断提高，又为发展重载运输提供了技术保障。 从世纪年代起，一些国家铁路就有计划、有步骤地进行牵引动力的现代化改造，先后停止使用蒸汽机车，新型大功率内燃和电力机车逐步成为主要牵引动力。由于内燃、电力机车比蒸汽机车性能优越，操纵便捷，采用多机牵引能获得更大的牵引总功率，这为大幅度提高列车的重量提供了必需的牵引动力。从而，以开行长大列车为主要特征的重载运输开始出现。但这一时期的重载技术尚不配套，长大列车货车间的纵向冲动、车钩强度、机车的合理配置、同步操纵及制动等技术问题都没有得到很好的解决。 世纪年代中后期，重载运输开始取得实质性进展，并逐步形成强大的生产力。美国、加拿大及澳大利亚等国铁路相继在运输大宗散装货物的主要方向上开创了固定车底单元列车循环运输方式，而且发展很快。美国年只有条固定的重载单元列车运煤线路，年运量不过万；而到年，重载煤炭运输专线增加到条，运量占铁路煤炭运量的近。前苏联在世纪年代末为解决线路大修对运输的干扰，在通过能力紧张的限制区段组织开行了将两列普通货车连挂合并的组合列车，这种行车组织方式后来成为提高繁忙运输干线区段能力的重要措施。 南非铁路在世纪年代末开始引进北美重载单元列车技术，并从年代开始在其窄轨运煤和矿石的线路上，逐步把列车重量提高到和，并不定期开行总重的重载列车。巴西铁路是从世纪年代中期开始，通过借鉴、引进北美和南非的技术，开行重载单元列车。另外，德国、波
关于重载铁路运输组织模式的探讨 摘要：重载运输是当代铁路运输的一种重要运输组织方式，也是目前提高铁路 运输效率的重要手段，不仅能够缓解铁路运力紧张，提高线路输送能力的目的， 同时还能够较大的降低铁路运输成本，特别是对于煤炭这类大宗货物的运输，更 显示出了独特的优势。 关键字：重载扩能技术要求 1 研究背景 国外重载直达运输具有路网密度小，运输组织简单的特点，因此研究的重点 集中在线路设备、装卸设备和现代化管理设备以及机车车辆的研究上。我国大秦 铁路是第一条双线电气化开行重载单元货车列车的煤运线路，不但担负大同地区 与秦皇岛港之间的煤炭运输，而且是我国山西、内蒙古等地区煤炭外运的大通道，其车流组织的复杂性、车流密度和运输强度等都远远超过国外的重载铁路。 2 重载列车类别 2.1 单元式重载列车 单元式重载列车时以固定的机车车辆组成为一个运输单元，并以此作为运营 计费单位，在装卸站间循环直达运行的货物列车。在机车车辆充足的情况下，采 用种重载运输组织模式可以最大限度地减少运营支出，大幅度降低运输成本，但 要求货源充足、类品单一，货物到发地点统一，机车车辆、线路站场、装卸仓储 等设备要配套，并要采用最合理的运行图及最佳周转方案。 2.2 整列式重载列车 整列式重载列车是采用普通列车的组织方法，由挂于列车头部的大功率单机 或多机牵引，由不同型式和载重的货车车辆混合编组，达到规定载重量标准的列车。这种列车的运输特点和普通列车一样，采用一般列车的作业方法，列车到达 解体、编组、出发、取车、送车、装卸车和机车换挂等作业均与普通列车相同。 2.3 组合式重载列车 组合式重载列车可分为两种类型。第一种类型组合式重载列车时由两列及以 上同方向运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列车。机车分别挂于原各自 普通货物列车首部，由最前方货物的机车担任本务机，运行至前方某一技术站或 终到站后，分解为普通货物列车。第二种类型组合式列车时由两列及以上的同方 向运行单元重载列车首尾相接、合并组成的列车，根据需要，机车有不同的联挂 方式。大秦线所开行2万吨重载列车就是采用的这种组合形式。 3 重载铁路技术要求 3.1重载铁路运输技术路线 实现重载运输有两种基本途径。一是扩大列车编组，增加列车长度，开行长 大列车；二是提高轴重，加大车辆的每延米重量，发展大型货车。从世界重载运 输技术的发展趋势来看，尽可能提高列车每延米的有效载重，充分利用现有站线 长度，已逐渐成为今后重载铁路运输的主流方向。目前，美国和加拿大重载运输 线上的货车轴重一般为30t，正在研制轴重35t、总重140t的大型车辆；澳大利 亚重载铁路轴重一般为30—32．5t，现在也逐渐提高到35t。甚至有发展至40t 的计划；俄罗斯重载列车的轴重在1992年已达25t，1993年试验轴重达到27t； 南非窄轨重载铁路也采用了大型货车，平均轴重为26t。 由于以上各国在重载铁路上广泛使用大轴重的大型货车，都有效地提高了列 车每延米的重量，一般达到8—9t／m，运输效率得到大幅度提高。我国目前繁忙
国内铁路信号技术发展及趋势 铁路运输与其他各种现代化运输方式相比较，具有受自然条件影响小、运输能力大，能够负担大量客货运输的显著特点。迫于运输市场愈演愈烈的竞争，各国铁路部门都在积极采取铁路新科技来提升铁路的运输能力。而在实现高速、重载运输的同时，要保证列车的行车的安全，就不能不提到铁路信号。铁路信号设备是保证列车行车安全的重要基础设备，其技术水平发展直接影响到了行车安全水平和铁路运输效率。 1.铁路信号的定义 铁路信号是用特定的物体（包括灯）的颜色、形状、位置，或用仪表和音响设备等向铁路行车人员传达有关机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车的指示和命令等信息。铁路信号是铁路运输系统中，保证铁路行车安全、提高区间和车站通过能力以及编解能力的手动控制及远程控制的技术和设备的总称；是在行车、调车工作中，用于向行车人员指示行车条件而规定的符号；是显示、联锁、闭塞设备的总称。 2.铁路信号作用及发展历程 铁路信号的最主要的功能就是保证铁路行车安全。 随着列车运行速度的不断提升，从最初的人持信号旗、骑马前行、引导列车前进；到逐渐发展的球形固定信号装置、电报信号、连锁机、轨道接触器、自动停车装置；到后来出现的车内信号、调度集中控制、行车指挥自动化等设备。 每一次铁路速度的提升就会要求一种新型铁路信号的出现；每次铁路信号的革新，就会给铁路运输带来一次质的飞跃。随着铁路信號技术的发展和铁路信号的广泛应用，铁路信号的发展也成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益的一种现代化技术手段。 3.铁路信号的组成
3.1信号控制设备 信号控制设备是指信号联锁系统，是保障铁路运输安全的核心，是铁路信号中最重要的组成部分。信号控制设备通过信号传输设备接收和发送不同的信息，经由联锁关系来控制信号设备及各种信号的显示。 3.2信号显示设备 信号显示设备指接收来自于信号控制设备的信息，通过信号机，机车信号，控制台、显示器，音响等设备，采用声、光等信息，来实时反应列车和相关信号设备状态的铁路信号设备。 3.3信号传输设备 指服务于信号控制系统与信号显示系统之间，进行各种信息互通的传输设备及媒介。 3.4信号防干扰措施及设备 指为防止信号被其他因素干扰而产生错误的信号显示而设立的防干扰设备及措施。 4.国内铁路信号技术及发展趋势 4.1信号控制设备的技术发展 信号控制设备中的核心是联锁系统。 国内联锁系统发展主要历经了早期的继电器联锁，90年代时期的计算机联锁加安全型继电器执行形式的控制系统，以及目前在广泛推广的计算机联锁系统。 计算机联锁除了自身的联锁系统管理之外，还可以向旅客服务系统、列车运行监督系统以及列车指挥系统等提供信息，加快铁路运输管理的一体化的实现。随着计算机技术的迅速发展，尤其是对于可靠性技术和容错技术的深入研究，计算机联锁技术日趋成熟，我国的计算机联锁也逐步开始由计算机联锁加安全型继电器控制型向全电子计算机联锁转变。 全电子计算联锁系统是基于未来铁路及城市轨道交通联锁设备集成度高、安装速度快、维护方便的使用需求而研制；具有模块化程
高速重载铁路运输对钢轨的技术要求 我国铁路现有营业里程67000km，每年新线投产约1000km，其中60kg/m以上钢轨铺设38500km，约占正线延展长度的49.6%。今后相当长的一段时间内，60kg/m钢轨将是铁路采用的主轨型。 国产钢轨牌号主要有U74、U71Mn、PD2、PD3和BNbRE，强度级别为800、900MPa 和1000MPa级。钢轨淬火后，强度可达到1100-1200MPa或1200-1300MPa级。其中PD2为普碳钢SQ工艺全长淬火钢轨；PD3为高碳微钒低合金钢轨，BNbRE为含铌稀土处理低合金钢轨。 世界上开行200km/h以上高速铁路的国家有5个，即日本的新干线、法国的TGV、德国的ICE、意大利的ETR和西班牙的A VE。 全部采用60kg/m的轨型。 为保证高速列车运行的平稳性和旅客的舒适性，高速铁路的平顺性是很重要的指标，国外高速铁路采用断面尺寸公差和平直度要求很高的长定尺钢轨并焊接成超长无缝线路。 为保证高速铁路的运行安全，国外高速铁路用钢轨采用各种冶金技术最新发展的成果来生产。钢轨生产厂普遍采用铁水预处理，转炉或电炉炼钢、炉外精炼、真空脱气等先进工艺。钢水浇铸则全部采用连铸。钢中硫、磷含量一般小于0.02%；氢含量小于1.5× 10-6；高倍夹杂物B、C、D类≤1.0级，A类≤1.5级。 万能轧机轧制是提高尺寸精确度和表面质量的关键。 我国铁路发展提速、重载运输后，有4个特点影响到钢轨的服役状态。 高密度、高速度、高牵引定数和大轴重并举： 提速后，四大干线旅客列车速度达到140~160km/h，货物列车速度达到80-85km/h。 四大干线已开行牵引定数5000t的重载列车。大秦线运煤单元列车全列重量10000t。 新设计生产的重载货车轴重达25t，增加了轮轨间接触应力和疲劳负荷。 曲线外轨超高位置： 由于我国铁路系统是客、货列车混跑，使得轮轨之间的接触偏离设计状态，使得钢轨的服役条件更加苛刻。 内燃电力牵引比例增加： 轴重与轮径之比P/D较蒸汽机车大，由于减小了轮轨之间的接触面，增加了接触应力。 蛇行运动： 列车速度提高后，两侧钢轨造成不均匀的磨耗和剥离。 技术条件指标 ⑴ 化学成分和残留元素：200km/h钢轨化学成分采用U71Mn，UIC900A，PD3 和BNbRE四个钢种，300km/h钢轨采用欧洲标准EN260，但其成分含量比原钢号成
重载运输及其对铁路现有技术设备的要求 吕佰铨 （哈尔滨铁路局减速顶调速系统研究所，黑龙江哈尔滨 150006） 摘 要：为了解决重载运输问题，要研究重载运输的意义和开行条件，明确对现有铁路设备的要求和影响，特别是对编组站调车作业的影响，进一步探讨编组站调速技术及设备的改进、创新和提高，从而满足高速重载对编组站现代化的要求和需要。关键词：铁路编组站；重载运输；调速技术；减速顶 1 重载运输是铁路跨越式发展战略的要求 铁路跨越式发展战略要求全面调整生产力布局，快速扩充运输能力和快速提高技术装备水平，确保运输安全与稳定。为了满足这一要求，充分发挥铁路运输的优势，提高铁路在国内运输业的市场份额和竞争力，在铁路旅客运输方面进行了旅客列车5次大提速，开行了大量的夕发朝至、朝发夕至等特快旅客列车，春运、暑运及两个长假增开了大量的临时旅客列车；在铁路货物运输方面，开行了大量的行包快运列车、鲜活货物直达快车等。从上述客货运输的新变化可以看出，铁路运输正在形成新的发展格局。在列车区间通过能力方面日益紧张。在编组站方面表现为原有的均衡运输格局被打破，不均衡到达的车流，造成编组站阶段性能力紧张。 为了缓解紧张的区间通过能力，应对不均衡到达的车流，一是要强化编组站的功能，通过对编组站的技术设备进行改造，加强编组站驼峰单位时间内的解体能力和车辆存储能力，避免车流集中到达时造成到达场"堵塞"，打乱区间的正常运营秩序；二是要借鉴国外铁路的发展经验，大力发展重载运输，提高运输能力。从美国和欧洲铁路运输的发展经验看，重载运输是提高铁路运输能力的积极有效的技术措施。美国最重的单辆货车总重为143短吨（约合130吨），货运列车的编组辆数达到100辆以上。俄罗斯等欧洲国家最重的单辆货车总重也在90吨以上。因此根据我国铁路机车车辆、线路设备和货物运输等情况，通过相应地改革运输组织方法，在一些运输能力紧张的线路上实行了重载运输（即提高机车的牵引定数或增加编组列车的长度），提高铁路运输能力。 2 重载运输及其开行条件
朔黄重载铁路延长钢轨使用寿命技术措施 薛继连1，贾晋中1，孟宪洪1，徐涌2，张格明2，翟婉明3，许玉德4， 马战国2，李伟2 （1.朔黄铁路公司，北京；2.铁道科学研究院，北京；3.西南交通大学，成都；3.同济大学，上海） 摘 要：朔黄重载铁路年运量已突破1.8亿吨，但山区大量小半径曲线75kg/m钢轨过度疲劳伤损和严重磨耗已阻碍朔黄铁路运能进一步提高，为此，朔黄铁路公司联合国内科研院 校开展了为期两年多的系统试验研究，从重载铁路轮轨相互作用关系源头出发，着重 开展了曲线设置参数、轮轨型面匹配关系的优化和分析，以及钢轨打磨、曲线钢轨润 滑技术的研究与试验工作，提出了延长朔黄重载铁路钢轨使用寿命的综合技术措施， 并经过现场实际应用考核，证实了其有效性和实用性。 关键字：铁路；重载；钢轨；寿命 1 概述 朔黄重载铁路西起山西省神池县神池南站，东至河北省黄骅市黄骅港口货场，正线总长近600公里，是我国西煤东运的第二条重载运煤铁路。朔黄重载铁路于2000年5月18日建成通车，新建时为60kg/m配套轨道结构，600kg/m、U71Mn、25m标准轨、II型混凝土轨枕、轨枕配置1840根/公里、I型弹条、II级碎石道床，道床厚550mm，道床顶宽3.1m、边坡1:1.75。自2005年5月19日开始，朔黄重载铁路上行线进行跨区间或区间无缝线路改造，钢轨更换为U75V 75kg/m钢轨，2005年11月底全部完成正线换铺工作，换轨总长557.5km，其中在半径800m及以下曲线地段铺设了强度等级高的全长淬火钢轨（1180MPa）。 朔黄重载铁路上行线自2005年开始更换U75V 75kg/m钢轨后，运营半年左右时间，小半径曲线（R500m~R800m）内股钢轨轨面表层开始出现鱼鳞状裂纹，并逐步发展成鱼鳞状剥落掉块，到2006年2月底已发现有30条曲线共计4.571km钢轨出现大范围的剥落掉块，而且发展趋向严重。小半径曲线外股钢轨也同样出现裂纹掉块，但出现时间晚于内股，其发展情况与外股基本相同。 曲线钢轨磨耗和疲劳伤损是世界各国重载铁路钢轨病害的基本形式，但在如此短的在役时间和较小的累计通过总重情况下，朔黄铁路上行线75kg/m钢轨病害形成和发展速度如此之快，病害程度如此之严重，预示着朔黄重载铁路75kg/m钢轨线路与运行的机车车辆间存在极为不利的相互作用，为此，朔黄铁路公司于2006年联合北京铁路局、中国铁道科学研究院、西南交通大学、同济大学协同研究延长朔黄铁路钢轨使用寿命技术措施。 2 朔黄铁路75kg/m钢轨伤损