重載運輸

國際重載協會認為，重載鐵路必須滿足以下三條標準中的至少兩條： 經常、定期開行或準備開行總重至少為8000噸的單元列車或組合列車；在長度至少為150公里的線路區段上，年計費貨運量至少達4000萬噸；經常、正常開行或準備開行軸重27噸以上(含27噸)的列車。

世界上開展重載運輸的國家還不是很多，只有澳大利亞、加拿大、中國、南非、美國、俄羅斯、巴西等國土幅員遼闊、資源豐富、鐵路較為發達、大宗貨物運輸較多的國家。當然，更主要的原因還在於重載運輸對鐵路線路、機車車輛、行車組織等方方面面的要求比較高，一般國家還難以達到。正因為如此，重載運輸才算得上未來鐵路發展的方向之一。

那麼，重載運輸對鐵路線路有何特殊要求呢。由於重載運輸的列車重量往往在5000噸以上，按每節車載重60噸計算，大約需要80多節，連接起來有1公里多長。所以停靠重載列車的車站站線有效長度基本要達到1050米，最好達到1700米。另外，重載列車拉得多，爬坡自然困難，因此線路的最大坡度不能超過8～9‰，也就是説每1000米的鐵路線的上升幅度不得超過8～9米。因為載重量大，一般的軌道無法承載，必須鋪設或更換每米重60公斤以上的高強度鋼軌，並配套同等強度的其它軌道構件。在有條件的線路地段，儘可能地鋪設全斷面淬火鋼軌無縫線路，採用彈性扣件、硬質碎石道牀、鋼筋混凝土軌枕以及強化路基等。重載運輸的機車車輛最起碼要拉得動、裝得多、經得住折騰。拉得動是指牽引機車的功率要足夠大，一台不夠就用兩台甚至三台。不過，使用的機車越多，協調越難，要求的行車技術越高。車輛要採用新材料、新結構和新工藝，儘可能減輕車輛本身的自重，增加貨物的載重量。另外在車輛體積不超過一定的輪廓範圍之內(即機車車輛限界)的同時，儘可能擴大車輛的容積。重載列車爬坡難，下坡也難。在長大下坡區段，只依靠機車的制動力很難將整個列車停住，這是因為數量眾多的車輛下滑力大大超過機車的制動力。如果車輛仍按常規設計，列車在長大下坡地段就會發生顛覆事故。為此，重載列車中的部分車輛必須安裝雙管制動系統，使一部分車輛參與機車的制動，才能和其餘的車輛下滑力相平衡，確保下坡地段的列車安全。開行重載列車的目的之一就是要降低運輸成本，提高車輛的運用率。因此，重載列車一般均是固定編組循環往復運行。這種固定編組循環運行列車的車輛結構必須牢固可靠，無需經常修理。

中國鐵路重載運輸的發展及其展望 2009-9-3

當前，世界各國鐵路發展呈現着兩大趨勢。即“客運高速”和“貨運重載”。也就是説世界鐵路向高速化和重載化發展。這是鐵路發展的方向，也是鐵路隨着時代的進步和科學技術的發展，高科技在鐵路的運用和體現。

“客運高速”旅客列車的速度，一般在200-300多公里/小時，最高速度達到了500多公里/小時（試驗）。

“貨運重載”列車，一般每列車牽引2~3萬噸，最多的重載列車牽引達到了近10萬噸。 並且開行了第二代重載列車。重載運輸的發展，不但給鐵路帶來了先進技術裝備，而且帶來了巨大的經濟效益。

“重載運輸”是鐵路運輸的一項重大改革，也是一項龐大的系統工程。它不僅能大幅度地提高運輸能力，也必將促進科學技術的進步和發展，使鐵路的機車、車輛、線路、橋樑、通信信號、材料工藝、信息控制以及運輸組織等各個領域和各類硬件設備都全面配套發展。

中國素有“地大物博、人口眾多”之稱，礦產資源豐富，特別是煤炭資源，地藏量巨大。反映在鐵路運輸組織和車流流向上，形成了（主要物資如煤炭，我國約佔全路運輸物資總量的50%及以上，還有糧食等）“北煤南運”或“西煤東運”及“南糧北調”的格局。但是，由於舊中國連遭戰爭創傷，鐵路短缺，到全國解放時——1949年只有2.1萬公里鐵路。因此，鐵路的運能與運量矛盾極為突出。特別是在上個世紀八十年代，“乘車難”和“貨運難”的局面十分嚴重，不少企業被迫“以運定產”。當時煤炭運輸已成為鐵路運輸的突出問題，鐵路也成為影響國民經濟發展的“瓶頸”。尤其是“山西”的煤炭，一方面煤礦生產出來的煤炭（運不出去）大量積壓，甚至自燃；另一方面華東、華南廣大地區大量缺煤，嚴重影響了生產和人民生活（人們需燒煤取暖）。在上個世紀八十年代初期“三西”（山西、陝西、蒙西）煤炭的外運，以每年遞增1000萬噸的速度發展。直到1985年“三西”煤炭的外運的北路通道，只有豐（西）沙（城）大（同）線一條鐵路。豐沙大線設計運輸能力為6000萬噸，而1985年的實際運量已達到6300多萬噸，超過了設計能力。在這種情況下，鐵道部組織人員多次對北美、加拿大、澳大利亞、原蘇聯、南非等重載運輸發展較快，取得經驗較多，運營收益較大的國家進行技術考察，提出了我國鐵路通過採用重載運輸的方法，來擴大煤炭運輸能力。特別是學習了原蘇聯鐵路開行“合併列車”的方法，決定在豐沙大線首先開行了7400噸組合式重載列車（即以同方向運行的兩列普通貨運列車，每列3700噸首尾連接在一起，使其間隔的時間為零）。與此同時，國家還決定修建中國鐵路第一條電氣化運煤專線——大同到秦皇島鐵路（線），開行單元式的重載列車。單元式重載列車的模式是以固定的機車、車輛合成一個運營單元的列車。並以此為運營計費單位。這種列車固定機車、固定車輛、固定編組、單一品種（煤炭）、同一到站，在裝車站到卸車站間往返循環直達運行，途中沒有任何改變作業。這種運輸方式的最大特點是在貨源集中、方向固定的情況下，可以最大限度地減少運營支出，大幅度地降低運輸成本。接着又修建了神朔黃線和大準線重載鐵路，開行5000噸到10000噸（現尚未開行）重載列車。

從1992年起，對我國鐵路東南沿海地區的繁忙幹線逐步進行重載技術改造後，又開行了5000噸級的單列式重載列車。這種重載列車是由大功率機車牽引，機車連掛於列車的頭部，車輛不固定，採用一般列車作業方法。列車的到達、解體、編組、出發、取車、送車、裝車、卸車和機車的換掛等作業，均與普通列車作業相同，就是每列車多拉運了十多節車皮、1000噸貨物（我國一般列車大部分都每列車牽引4000噸）。

以上就是我國鐵路開行的三種重載列車。即組合式重載列車、單元式重載列車和單列式重載列車。

大秦鐵路是我國自行設計修建的第一條雙線電氣化重載運煤專線，是借鑑了北美、加拿大、澳大利亞等國開行重載單元列車的經驗修建的。在大秦線的始端、大同和雁北地區，共設立了18處煤炭集運點（其中環線裝車點9處，貫通線9處），採用定量漏斗，利用低恆速（速度為0.8公里±0.2公里/小時）不停車裝車。在大秦線的終端，秦皇島港內設立了卸車環線，用撥車機撥動車輛，送上翻車機每次翻卸3輛，可不停車連續作業。6000噸列車卸車時間為60分鐘，10000噸列車卸車時間為90分鐘。1988年底大秦線西段——湖東站至大石莊站建成通車（長411公里），西段開通後，用法國引進的8K型電力機車和C63型專用車輛（裝有旋轉式車鈎、ABDW型制動機大容量緩衝器），試驗開行了單機牽引6000噸和雙機牽引10000噸的重載單元列車。1992年底，大秦線東段建成全線開通。同時秦皇島第三期煤碼頭也配套建成投產。

大秦重載鐵路西起我國煤都大同，東至秦皇島港，全長653公里。鐵路技術標準為一級線路，雙線雙向自動閉塞。列車追蹤時間設計為10分鐘。限制坡道上行為4‰（重車，秦皇島方向），下行為12‰（空車，大同方向）。最小曲線半徑：困難地區400米，一般地區800米、鋼軌為75公斤/米。

大秦線供電系統採用了“四個合一”。即：電力線與接觸網網杆合架；電力段與供電段合併；電力配電所與牽引變電所合建；電力調度與電化調度遠動裝置合併。這樣可精簡機構和大量節省電杆，減少設備和人員，減少工程投資和運營費用。大秦線基本上實現了運輸指揮自動化與運輸組織信息化。在信息化建設中，有運輸管理信息系統（TMIS）和調度指揮管理系統（DMIS），以後又採用了這兩個系統結合的列車調度指揮系統（TDCS），還有機務管理信息系統（LMIS），車輛管理信息系統（HMIS），工務管理信息系統（PWMIS）和電務管理信息系統（CSMIS）等。在調度所實現了“調度集中”（CTC），列車運行圖自動記點、畫線、生成。大秦線設計使用國產的SS4型電力機車牽引，後又引進法國製造的DJ1型機車。大秦線使用三種機車：SS4型機車，功率為6400千瓦，全長32.4米和新近我國自行研製的和諧1號機車，功率為9600千瓦，全長35米，以及和諧2號機車，功率為10000千瓦，全長38米。四種車輛：C63型（轉子鈎）車輛、靜載重65噸；C70型（轉子鈎）車輛，靜載重73噸；C76型（轉子鈎）車輛、靜載重76噸和C80型（轉子鈎）車輛、靜載重80噸（自重20噸，總重100噸，軸重25噸）。到發線有效長分別為1050米、1700米、2100米和2800米。每天開行兩種重載列車：2萬噸級的組合式重載列車（30列，每列掛204輛）和萬噸級的單元式重載列車（56列，每列掛102輛）。重載列車的編組形式是：2萬噸列車，機車（2台）+貨車（102輛）+機車（1台）+貨車（102輛）。即為“2+1”的編組形式（共計3台機車牽引）。萬噸列車，機車（2台）+貨車（102輛）或機車（1台）+貨車（51輛）+機車（1台）+貨車（51輛）。即為“1+1”的編組形式（有2台機車牽引）。大秦線所有重載列車全部採用美國引進的“LOCOTROL”列車同步操縱和“ECP”電控空氣制動系統。同時，大秦全線也是首條使用我國自行研製、開發的“GSM—R”通信系統。大秦線每天共開行2萬噸和1萬噸重載列車86列，全年完成煤炭運量3.4億噸。這是世界上在一條線路上（單方向）運量最多的鐵路，堪稱“世界之最”。我國其他重載線路上基本都是開行5000噸級的單列式重載列車。

重載運輸的推行，在既有一定數量的鐵路線路上，能完成更多的運量，有的甚至實現了運量翻番或翻幾番。預見到2020年，我國鐵路線路總長，將由8萬公里延伸（長）至12萬公里以上；重載運輸線路和運送貨物的比重，將由2007年的19條、佔全路總運量的26%，上升到30多條、佔全路總運量的50%及以上。那時的大秦線，將開行以3輛車固定在一起的（轉子鈎）第二代重載列車。同時採用更大功率的交流傳動機車和C90乃至C100型的車輛（計長1.0-1.1，軸重27-30噸），鋼軌為特重型軌的無縫線路，輸送能力將進一步大幅度提高。全路的運輸管理、通信和列車調度組織指揮，也將普遍採用“調度集中”（CTC）“列車調度指揮系統”（TDCS）和良好的數據傳輸通道（GSM-R）系統。屆時，我國鐵路將發展成為以數字化、網絡化、智能化的信息技術和優良的裝備為基礎，以“調度集中”和各種MIS系統為載體的高科技現代化鐵路。