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第一章国内外铁路重载运输发展概述1 国外铁路重载运输发展概况1.1 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20世纪50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20世纪50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。
20世纪60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1960年只有1条固定的重载单元列车运煤线路，年运量不过120万t；而到1969年，重载煤炭运输专线增加到293条，运量占铁路煤炭运量的近30%。
前苏联在20世纪60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“蓝色列车”和重载技术考察研究综述钱征宇1，吕忠扬2（1.中国国家铁路集团有限公司科技和信息化部，北京100844；2.浩吉铁路股份有限公司，北京100073）摘要：以高端豪华客车装备和宾馆化服务为标志的“蓝色列车”及高效的窄轨重载运输是南非铁路的2项创新，通过对南非铁路“蓝色列车”和重载技术现场考察与交流，为我国铁路旅游和重载技术发展提供借鉴。
介绍南非铁路网和运营管理的基本情况，重点阐述南非“蓝色列车”的发展历程、装备特点和旅客服务，以及南非矿石专线和煤炭专线重载铁路线路装备、运输组织和关键技术创新，为我国铁路旅游和重载技术发展创新提出建议。
关键词：南非；蓝色列车；重载铁路；宾馆化服务；电控制动中图分类号：U293.1；U296 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2024）02-0012-08 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2023.10.10.0030 引言南非铁路网是非洲规模最大的铁路网，其客货运输具有两大特点：一是铁路旅游与宾馆服务相结合，在主要旅游线路开行豪华列车，“蓝色列车”是其著名品牌；二是窄轨重载运输发达，开行大编组、多机牵引的万吨重载列车，承担煤炭和铁矿石出口的绝大部分运量。
为了解南非铁路高端旅游列车与重载运输技术装备及运营管理情况，添乘体验了开普敦—比勒陀利亚间运行的“蓝色列车”，参观了铁矿运输专线萨尔达尼亚港装卸作业，与南非铁路公司及铁矿运输公司技术人员就“蓝色列车”经营服务和重载运输技术进行了深入交流。
南非同行对中国铁路的快速发展给予高度评价，希望加强与中国铁路的合作交流，学习中国铁路先进技术和管理，为中国与南非深化铁路领域合作提供新的机遇。
1 南非铁路概况1.1 南非铁路网 南非位于非洲大陆的最南端，矿产资源丰富，是非洲最早修建铁路的国家之一。
早在1860年，英国殖第一作者：钱征宇（1963—），男，副主任，正高级工程师。
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。
重载铁路电力机车坡道起车操作方法探究与运用1. 引言1.1 研究背景研究背景：随着铁路运输的不断发展，铁路电力机车作为重要的运输工具在铁路运输中扮演着重要角色。
铁路电力机车的起车操作方法对于确保列车的安全运行和正常发车至关重要。
在铁路运输中，坡道起车是一项常见的操作，但由于坡道的特殊性，坡道起车操作相比平地起车更加复杂和具有挑战性。
目前，关于铁路电力机车坡道起车操作方法的研究还比较有限，存在着一些问题和不足之处。
坡道起车操作中常常会遇到牵引力不足、防抱死系统故障等问题，这些问题直接影响列车的安全和正常运行。
有必要对铁路电力机车坡道起车操作方法进行深入研究和探讨，以提高铁路运输的安全性和效率性。
本研究旨在探究铁路电力机车坡道起车操作方法的问题，分析其影响因素并提出优化方案，以提高坡道起车操作的稳定性和安全性，为铁路电力机车的正常运行提供技术支持和指导。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探究重载铁路电力机车坡道起车操作方法，从而提高机车在坡道起点的起车效率和安全性。
通过对相关操作方法的研究分析，可以更好地了解铁路电力机车在坡道起车过程中可能遇到的问题和挑战，为解决这些问题提供有效的方法和建议。
研究目的还在于优化坡道起车操作方法，使其更加适应不同坡度和载重条件下的实际情况，提高机车的起动性能和牵引力，从而提高列车的运行效率和安全性。
通过本研究的开展，可以为铁路运输行业提供更加科学和实用的坡道起车操作指导，推动铁路电力机车技术的进步，提升铁路运输的整体水平。
1.3 研究意义铁路电力机车在运输行业中扮演着重要的角色，其坡道起车操作方法的研究与探究具有重要的意义。
通过深入研究铁路电力机车的坡道起车操作方法，可以提高机车的起车效率，减少起车时间，提高运输效率，降低运输成本，提高铁路运输的竞争力。
坡道起车是铁路电力机车运行中的关键环节，只有掌握了科学合理的坡道起车操作方法，才能确保机车和列车的安全稳定运行，减少事故发生的风险。
53年第期1概述与国外重载线路行车密度不高、路网结构简单不同，我国重载铁路轴重较小、牵引质量高、行车密度大。
大秦铁路采用25t 轴重、载重80t 的重载列车，在开行2万t 列车的基础上，2011年已完成了4.4亿t 的年输送能力；朔黄铁路在进行3.5亿t 年输送能力的扩能改造的同时，已成功地开行了万吨重载列车。
大轴重、高牵引质量、大运量是我国铁路重载运输发展的方向。
铁路重载运输是一项综合性的系统工程，牵涉到铁路设计、施工、运营与养护维修的全过程，给列车动力学、轮轨关系、轨道、桥梁、路基等提出了许多新的课题。
重载铁路与一般铁路的主要差别是桥梁、路基所受的动载强度加大，受载频率高，引起荷载效应加大、材料应力幅加大，导致既有铁路桥梁和路基以及轨道的使用寿命缩短，结构的强度、刚度、稳定性等方面的安全储备下降，各种病害出现的几率加大、危害性加剧。
如我国承担重载运输线路的大秦、朔黄线经过几年的重载运行，已经产生了桥梁横隔板断裂、梁体裂纹、墩台裂损、梁端顶死、支座倾斜、涵洞裂损、涵洞变形以及桥涵过渡段路基下沉、区间路堤和路堑地段下沉、路肩宽度不足、基床翻浆冒泥及道床板结、排水不良等多种类型病害。
随着我国铁路重载运输轴重的加大、牵引质量的不断提高，以及行车密度的不断增加，既有铁路桥梁和路基的使用条件将更加恶化，桥梁和路基病害产生的几率将进一步加大。
重载铁路发达的国家都制定了较高的桥梁和路基技术标准，并对重载铁路桥梁和路基的运营状态有成熟的检测、评估与强化技术，研制了先进的检测设备和路基强化机械。
而目前我国的重载桥梁和路基检测及加固技术无论从检测手段、检测效率还是自动化水平都不能适应高行车密度的要求，相关的理论研究、状态检测、评估与强化技术才刚刚起步，加快这一领域的科学研究对提高我国重载重载铁路桥梁和路基检测与强化技术研究基金项目：国家高技术研究发展计划（63计划）专题课题《重载铁路桥梁和路基检测与强化技术研究》（Z ）。
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“重载专用线智能牵引方式的研究”是太原局集团公司2019年立项研究的重载专项课题。
该项目结合太原局重载专用线运输组织特点，通过了解运煤专用线和大宗货物装车点用户需求，从环保性、经济性与运输效率的角度考虑，提出牵引万吨列车的智能调车绞车系统，代替部分现有的机车牵引，优化专用线运输组织和牵引
装车方式，保障作业安全、高效，有效提升了专用线牵引作业智能化、信息化水平。
该系统主要由电机减速装置、牵引铁牛、浮动张紧机构、张紧滑车、托辊、导向轮、重锤支架、电控系统和钢丝绳等组成，加装电控系统、自动提钩及太阳能供电装置,实现装车系统自动化控制，并能与装车计量系统实现集中控制，相比机车牵引，更加体现出专用线装车系统的完整性、协调性与连贯性，提高了装车效率，满足现代化装车需要，并可积极服务于《山西省推进运输结构调整实施方案》中铁路专用线的建设，社会效益显著。
(重载铁路技术研究中心周康报道）。
重载铁路的研究进展 1．什么是重载铁路运输？ 铁路重载运输定义：用于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。运输量5000t以上，总重1～2万吨，轴重25t以上，年运量2亿吨以上。重载铁路是一种效率甚高的运输方式。重载列车需着重研究的问题是运行管理、轨道的适应性，以及大宗散货的装卸等。 重载运输开始于 20世纪60年代开始，美、加、俄、巴西、南非、澳大利亚领先，美国运煤列车长6500m，重44000t，500车辆、6台机车；南非矿石列车，长7200m，重71600m，660车辆；俄国重载列车长6500m，重43000t，400车辆，4台机车；澳大利亚2001年6月创新的世界记录，列车长7353m，总重99734t，682车辆，8台机车；我国第一条重载铁路大秦铁路，2002年实现1亿吨年运量设计能力，2004年实现1.5亿吨年运量，2005年实现2亿吨年运量，2006年实现2.5亿吨年运量，2007年实现3亿吨年运量，3亿吨创国际年运量最高记录。未来目标40000 t。 2．重载铁路运输方式 重载列车种类：单元式、整列式、合并式。 单元式重载列车是把大功率机车双机或多机与一定编成辆数的同类专用货车固定组成一个运输“单元”（unit），并以此作为运营计费的单位。单元式重载列车特点：固定机车车辆编组，固定发站和到站，固定运行线路，运送单一品种的货物列车。它在装卸站间往返循环运行，中间无改编作业。（大秦铁路） 组合式重载列车是由两列及其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。机车分别挂于各自的物货列车首部，由最前方货物列车的机车担任本务机车，运行至前方某一技术站或终到站后，分解为普通货物列车。 整列式重载列车是由挂于列车头部的大功率单机或双机牵引，采用普通货物列车的作业组织方法，牵引重量达到5 000 t及其以上的列车。 1）单元重载列车是加速货物送达和机车车辆周转的有效运输组织形式。在货源充足、品类单一、产销关系稳定的大宗散堆装货物(如煤炭、矿石、粮食等)，可组织开行装卸车地之间的单元式重截列车。但是，这种重载运输方式要求装、运、卸各环节技术设备协调配套，装车采用不停车作业方法，设置装车环形线及高效率装车设备，卸车地采用不摘钩卸车作业方法，设置卸车环形线及高效率卸车设备(翻车机、车底开门车辆等)。 2）整列式重载列车是既有繁忙干线发展重载远输的主要形式．适量延长全线一部分既有车站到发线的有效长，采用大功率机车牵引。能大幅度地提高铁路输送能力。可在车流集中地，组织开行装卸本地之间，技术作业站之间的整列式重载列车。 3）合并式重载列车对设备要求简单，具有一定的扩能效果，做为辅助手段，发挥可分可合灵活机动特点。 3．世界铁路重载运输发展过程
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。2001年6月21日澳大利亚西部的BHP铁矿集团公司在纽曼山—海德兰重载铁路上创造了重载列车牵引总重99734t的世界纪录。2004年巴西CVRD铁矿集团经营的卡拉齐重载铁路上，开行重载列车的平均牵引重量已达39000t。南非Orex铁矿重载线是窄轨铁路(1067mm轨距)，开行重载列车的平均牵引重量为25920t。美国最大的一级铁路公司联合太平洋铁路(UP)经营的铁路里程为54000km，其所有列车的平均牵引重量已达14900t，一般重载列车的牵引重量普遍达到2～3万t，其复线年货运量在2亿t以上。 2005年国际重载运输协会(IHHA)的巴西年会上已对重载运输的定义作了新的修订：重载列车牵引重量至少达到8000t(以前为5000t)；轴重(或计划轴重)为27t及以上(以前为25t)；在至少150k上年运量m线路区段超过4000万t(以前为2000万t)。 而随着重载运输推广范围日益扩大，欧洲已在客货混运干线上开行重载列车。 重载运输技术在越来越多的国家推广应用。不仅在幅员辽阔的大陆性国家(如美国、加拿大、澳大利亚、南非等国)重载铁路上大量开行重载列车，而目前在欧洲传统以客运为主的客货混运干线铁路上也开始开行重载列车。德国铁路从2003年开始在客货混运的既有线路(如汉堡—萨尔兹特)上开行轴重25t、牵引重量6000t的重载列车，最高运行速度80km/h(重车)，同时开行200～250km/h速度的旅客列车。2005年9月开始，法国南部铁路正式开行25t轴重的运送石材的重载列车。芬兰铁路正在研究开行30t轴重的重载列车。欧盟经过研究认为，欧洲铁路客运非常发达，每年运送90亿人次、6000亿人公里。但欧洲铁路货运同样也很繁忙，货运量占全世界铁路货运总量的30%，而且每年还以4.4～7.5%的速度增加。欧洲铁路的货运量中有30%重载运输潜力。2001年以欧洲铁路为主体的国际铁路联盟(UIC)以团体名义加入国际重载运输协会(IHHA)、成为团体理事成员。由此可见欧洲铁路发展重载运输的战略已定局。 美国也已在高速既有铁路东北走廊上开行30t轴重重载列车。2003年美国在东北走廊高速铁路的巴尔的摩和Rerryville间不仅开行240km/h的Acela高速列车，还同时开行轴重为30t、平均速度为80km/h的重载列车。Acela高速列车的动力车轴重为25.5t，高速客车轴重为15.9t。这是世界既有线高速铁路同时开行重载货物列车轴重最大的一条铁路，其年货运量达3700万t，年客运量2650万人，每天开行122列客货列车。 4．我国重载铁路运输发展过程 我国重载铁路运输的发展经历了三个阶段，采取了三种相应的重载运输模式。 第一阶段自1985至1993年，通过旧线改造，发展组合式重载列车。在一系列试验的基础上，北京铁路局于1985年3月正式开行了大同—秦皇岛的组合式重载列车，列车总至7400t，双机牵引。采用了高摩合成闸瓦、103型制功阀、滚动轴承及13号车钩等多项新技术。 为了扩大重载列车的开行范围，并能普遍推广组合式重载列车，发展了“非固定”式的重载组合列车，即不受车底、车型、车钩及缓冲器的限制。沈阳、北京、济南、郑州及上海等铁路局先后组织开行了组合列车，有效地缓解了运输能力紧张的局面，同时也暴露了技术滞后，并且不配套等问题。 第二阶段自1990年至1992年，大秦铁路的建成开通后，进行了大量的单项试验、综合试验及开行试验，并于1992年分别正式开行／单机牵引6000t、双机牵引10000t的单元式重载列车，采用120型制动机、高强度旋转式车钩及大容量缓冲器等多项新技术，车辆轴重为2lt。 第三阶段为1992年以后。对沿海繁忙干线进行技术改造，开行整列式重载列车，牵引重量为5000t及其以上。整列式重载列车的运输织方式与普通列车基本相同，机车挂于列车头部，列车的运行、到达、装卸和机车的换挂都采用通常的办法，但在列车编组时要对旧型车辆进行限制，列车的操纵也有严格要求。这种重载列车模式对繁忙干线的扩能具有普遍意义。 2007年实现3亿吨年运量，车辆轴重25吨，延米重量7吨，单车最重达20000吨，每天开行49对列车。 5. 世界铁路重载运输技术的最新进展
5.1 重载机车新技术 为了适应重载运输，对铁路的固定设施和移动设备必须进行一定的技术改造，其中作为载运工具的铁路车辆应具备一些特殊的结构性能，主要表现在下面几个方面：大吨位、低自重系数、大延米荷载、低重心高度、便于迅速装卸、减少纵向冲动、加强纵向力的承受能力、低动力作用转向架。 5.1.1 采用IGBT、IPM大功率变流器的交流传动技术 20世纪70年代末欧洲开始发展交流传动技术，至20世纪90年代，大功率交流传动内、电机车已成为世界重载牵引动力的发展趋势。美国铁路已拥有4000多台重载交流传动内燃机车，GM-EMD公司生产了SD70Ace、SD90MAC、GT46MAC、DE30AC/DM30AC等型交流传动内燃机车，GE公司生产了ES44AC、AC6000CW、AC4400CW等型交流传动内燃机车，已在美国，加拿大，澳大利亚，巴西等国重载铁路批量投入运营。GE公司制造的AC6000型机车主发电机输出功率达6000马力，持续牵引力达738kN，超动牵引力800kN，粘着系数利用值可达0.37以上。德国西门子公司为欧洲制造的BR186型及BR189型重载交流传动电力机车、轴功率已达1400kW、在欧洲批量投入运营。最近西门子公司为满足中国重载运输牵引动力需求而设计的DJ4型交流传动电力机车，轴功率已达1600kW。 重载机车交流传动采用的新技术包括： (1) 三相交流异步电机轻量化。电机单位重量功率已达0.81kW/kg，甚至可达1kw/kg，机车单位重量功率可接近75kW/t。 (2) IGBT(IPM)大功率牵引变流器的采用。同等容量的IGBT变流器的体积和重量比GTO变流器减少1/3～1/2，IGBT具有驱动简单、保护容易、不用缓冲电路、开关速度高等优点，目前BR185.2型电力机车、SD70MAce、ES44AC型内燃机车均批量采用IGBT变流器。 (3) 采用基于网络(现场总线)的控制系统。其特征是：采用基于网络通信的控制，通信协议大多采用TCN国际标准，用模块化、通用化、分布式将主变控制、辅变控制和微机网络控制统一在一个平台上，并具有智能化故障诊断功能。 5.1.2 径向转向架技术 大功率交流传动内燃机车和电力机车采用径向转向架成为国际重载机车发展趋势，尤其在美国、加拿大、澳大利亚等国的大轴重的重载线路上，径向转向架技术越来越成熟。GE、GM-EMD等大公司生产的机车基本均采用径向转向架。我国主要机车制造厂如大连、戚墅堰、紫阳等工厂均开始小批量生产带径向转向架的重载机车。 据美国GM-EMD公司的HTCR径向转向架长期运营数据表明，径向转向架减少轮对与轨道间的冲角，比传统的转向架的轮轨冲角减少75%，有效地降低轮轨间横向作用力，减少轮轨磨耗及阻力，提高运行稳定性；机车车轮寿命延长10%，在0.35粘着系数利用值条件下，转向架的轴重转移从35%减少到10%。 5.1.3 重载列车网络控制技术 随着重载运输发展，新型重载机车越来越多采用先进的列车网络控制系统，借助于网络传递重联控制信息，逻辑顺序控制信息及牵引、制动和速度控制信息。而重载列车中各车辆或部件的工作状态也需要通过网络传送到主控机车上以用于状态监视和故障诊断。实际运用表明基于计算机网络的列车控制与故障检测技术的运用，不仅可以提高重载列车系统的集成度、可靠性和可维修性，而且可以节省列车连线，减轻列车重量。 重载列车网络控制系统在国际上主要有两种发展模式，一种是欧洲模式，其列车通信网络速度较高，实时性较强，具有代表性的是TCN网络，已形成ICE61375列车通信网络的国际标准。一种是北美模式，可以分为有线列车通信网络和无线列车通信网络2种。有线车载网络基于LonWorks现场总线，基础标准是IEEE1473列车通信网络协议。主要供应商有Webtec和NYAB公司；无线车载网络供应商主要是GE公司。
