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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
铁路重载运输的定义及组织形式 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。 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
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、装车、卸车和机车换挂等作业均与普通列车相同。这种列车不象单元式重载列车那样要求严格，既不要求“五固定”，在运输途中还可根据实际需要进行改编，也不要求整列装卸以及整列入段检修，因此具有更大的通用性。
目前，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。具有“短、轻、快”特点，以客运为主的一些欧洲国家，目前也在结合本国实际条件，开行不同重量的整列式重载列车。
（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。机车分别挂于原各自普通货物列车首部，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。这种重载运输方式始于1964年，在前苏联应用较多。它实质上是在线路通过能力紧张的区段，利用一条运行线行驶两列及以上普通货物列车的一种扩大运输能力的方式。
） 前苏联铁路是客货混用，列车数量多、行车密度大，运能与运量的矛盾比较突出，为扩大运输能力、挖掘现有设备潜力，在繁忙运输方向上能力紧张区段组织开行超重、超长列车或组合式列车，以加速车流和货流输送、提高运输能力，并曾成功试验开行了总重43 047t的重载列车。2004年底，我国大秦线进行的2万t重载列车牵引试验，采用的就是4个5000t列车组合的形式。
此种列车比上述两种重载列车灵活，既可在装车站（集运站）或编组站内组合成列，整列进入卸车站；也可在途中适当地点分解成原列进入卸车站，或在解体站分解为两列以后，再进入卸车站。既适用于始发和技术直达列车，也适用于直通列车和区段列车。但其对机车操纵控制技术和运输组织各环节有更多要求，因而在世界范围内应用不太广泛。 重载列车与超轴列车的区别
世界各国均根据各自的机车车辆、线路设备条件和货物运输要求，确定本国普通货物列车重量标准。超轴列车是指在此标准基础上，在现有设备条件、既有线有效长范围内所实现的提高列车重量。而重载列车达到的重量，比普通货物列车有大幅度的提高，需要对机车、车辆、线路及行车组织方法等进行一系列的改造或革新。从世界各国情况看，重载列车重量在5 000 t至20 000t不等，5000t为下限值。
国内外铁路重载运输发展概况 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。第二次世界大战后的经济复苏及工业化进程的加快，对原材料和矿物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。一方面，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；另一方面，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。而铁路技术装备水平的不断提高又为发展重载运输提供了物质技术基础。一些国家铁路从20世纪50年代起就有计划、有步骤地进行牵引动力现代化改造，停造并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的牵引
动力，为大幅度提高列车重量提供了必须的牵引动力。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，一些关键技术，如长大列车间的过量冲动、车钩强度、机车的合理配置、同步操纵及制动等，都没有得到很好的解决。
· 重载运输从20世纪60年代中后期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，并且发展很快。美国是单元式重载列车的发源地。1958年，为了加强与当时出现的煤浆管道运输的竞争能力，铁路开行了每辆货车载重、编组85辆的第一列由矿区直达钢厂的万吨级矿石单元式重载列车。1960年，美国只有一条固定的重载单元列车运煤线路，年运量不过120万t；到1969年，重载煤炭运输专线增加到293条，运量达亿t，占铁路煤炭运量的30％左右。前苏联在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物列车连挂合并的组合列车。之后，这种行车组织方式又成为提高繁忙运输干线区段能力的重要措施。南非铁路在20世纪60年代末开始引进北美重载单元列车技术，并从70年代开始，在其窄轨运煤和矿石的线路上，逐步把列车的重量提高到5 400t和7 400t，并不定期开行总重为11 000t的重载列车。巴西铁路从20世纪70年代中期开始，通过借鉴、引进北美和南非的技术，开行了重载单元列车。另外，原联邦德国、波兰、瑞典、印度等国，也根据各自国家的具体情况和实际需要，开行了重量和长度都超过普通列车标准的重载列车。
20世纪80年代以后，由于新材料、新工艺、电力电子、计算机控制和信息技术等现代高新技术在铁路上的广泛应用，铁路重载运输技术及装备水平又有了很大提高。特别是在牵引动力、车辆大型化轻量化、同步操作和制动技术等方面有了新的突破，从而更大地促进了重载运输的发展。
各国铁路运营条件、技术装备水平、发展重载运输的目的不同，采用重载列车运输类型和组织方式各有差异。以美国、加拿大为代表，包括澳大利亚、巴西、南非等国，是以降低运输成本、获取更大利润为目的。这些国家的铁路网规模大，行车密度小，货运比重大，运能有较大富余，而且货流量大，去向又集中，一般均组织由装车地到卸车地之间的单元式重载列车。前苏联铁路是客货混跑，运能紧张，为提高铁路运输能力而发展重载运输，因而多采用组合式列车或超重超长列车。
列车重量的提高是铁路重载运输技术发展总体水平的体现。重载运输发展40多年来，一些国家列车牵引试验牵引重量的记录不断被刷新突破：
（1）1967年10月，美国诺克福西方铁路公司（N&W，现已归入诺克福南方铁路公司）在韦尔什－朴次茅斯间250km区段上，开行了500辆煤车编组、由6台内燃机车分别分布在整个列车头部和中部担当牵引、全长6 500m、总重达44 066t的重载列车。
（2）1989年8月，南非铁路在锡申－萨尔达尼亚矿石运输专线上，试验开行了编组660辆货车、由16台机车牵引（5台电力机车+470辆货车+4台电力机车+190辆货车+7台内燃机车+1辆罐车+1台制动车）、总长为7 200m、总重达71 600t的重载列车。
（3）1996年5月28日，澳大利亚在纽曼山－海德兰港铁路线上，试验开行了由10台Dash-8内燃机车牵引540辆货车（3台机车+135辆货车+2台机车+135辆货车+2台机车+135辆货车+2台机车+135辆货车+1台机车）、总长为5 892m、总重达72 191t（铁矿石净重为57 309t）的重载列车。这次试验列车平均车速为h，最高达75km/h。
（4）2001年6月21日，澳大利亚铁路创重载列车新世界记录：BHP公司开行了一列装载万吨铁矿石，总重达99734吨，由682辆货车和8台机车组成的列车，长度达7300米，仅有1名司机，另外7台机车由GE公司生产的哈里斯机车遥控系统控制。 ，
我国铁路重载运输发展概况
我国铁路发展重载运输可以归纳为两个途径：一是有计划地对既有干线铁路进行配套改造，在既有主要繁忙干线上开行5000t级整列式重载列车；二是新建大能力、高标准的重载运输专线，如大同～秦皇岛双线电气化重载运煤专线。
我国铁路发展重载运输起步较晚，是从开行组合列车开始起步的。自1984年经国务院批准，决定在北京局管辖的丰沙大和京秦电气化铁路试验开行重载列车至今，经历了三个阶段,采取了三种运输组织模式。
第1阶段（1984～1990年）为改造旧线、开行组合式重载列车模式阶段。这种组合式重载列车是由两列或两列以上首尾相接的普通货物列车合并连挂而成的，通过成倍数地增加列车的重量和长度，利用一条运行线组织运行，有效地提高了运输方向上地线路通过能力。这种重载列车运输方式，不需对铁路线路设施进行大规模技术改造，列车可根据运输的实际需要因地制宜地随时进行组合或分解。1984年11月在大同－沙城－丰台－秦皇岛间首次开行了由两列普通货物列车合并的重载列车，随后又在沈山线、石德线和平顶山－江岸西间开行了7000～7600t的组合列车，对于缓和当时繁忙干线运输区段运输能力紧张状况，起到了一定的作用。通过实践,加深了对重载组合列车的认识,尤其是各机车间的协调操纵问题，为了确保组合列车的安全运行,一方面要解决机车间的可靠通讯联系,另一方面还必须确定主辅机的协调操纵方法。
第2阶段（1990～1992年）为新建大秦铁路,开行单元式重载列车模式阶段。为了加速山西煤炭能源基地的开发和建设,增加晋煤外运通道，1992年我国建成了全长的大同－秦皇岛铁路，它是我国第一条双线电气化重载单元列车的运煤专线，单元列车的重量达到了10 000t。大秦铁路在机车、车辆、信号、通信、工务、供电及运输管理等方面大量采用了先进技术，是中国铁路重载运输发展的重要标志。2004年，大秦铁路年运量实现亿吨。
第3阶段（1992年以后）为逐步改造既有繁忙干线,开行整列式重载列车模式阶段。由一台或多台机车集中在头部牵引的整列式重载列车,是我国重载运输发展过程中采用的重载列车基本形式。为在全国既有路网推行重载列车技术，铁道部有计划、分步骤地在一些主要干线（包括京广线、京沪线、京哈线）繁忙区段组织开行了5000t级的整列式重载列车，这种扩能效果显著的重载运输方式，已成为中国发展重载运输的主要方式。 国内外铁路重载运输差异性比较分析
国内外铁路重载运输的主要区别如下： 【 （1）行车密度不同。一条铁路线路运输能力的提高主要靠两点：一是提高货物列车的重量，二是增加行车密度。目前，我国铁路主要区段的能力，都不同程度地呈现紧张状态，即使是重载运煤专线——大秦铁路也是如此，大秦线现有组织模式每日组织货物列车80对之多，因此行车密度大是我国铁路重载运输的主要特点。而在国外，铁路运输能力相对富余，重载运输线路多是夜间施工，白天行车，行车密度也很低，最低7对/日，复线区段最多25对/日。
（2）列车轴重与牵引重量差异。在较低的行车密度条件下，为满足运输需求，国外采用加大轴重和列车重量的组织方式。目前，最大轴重已达，正在积极研究39ｔ轴重可行性。美国、加拿大、澳大利亚等重载铁路的轴重普遍达到～、瑞典、巴西的重载列车轴重已提高到30t，南非重载列车轴重已提高到26t（窄轨），而俄罗斯正在将重载货车轴重提高到27t，并加紧研究35t轴重的轨道部件。列车重量也基本都在20 000t左右，美国、加拿大等重载单元列车牵引重量普遍由15 000t向18 000t发展,而且有向更重方向发展趋势。南非、澳大利亚的重载单元列车牵引重量已超过20 000t。澳大利亚BHP重载铁路已进行82 000t牵引重量的重载单元列车试验。在我国，重载运煤专线列车重量以6 000t和10 000t为主，2
万吨列车的开行也只是在试验阶段，尚无较为成熟的技术和发展经验。
（3）车辆运用情况差异。国外铁路是按占用车辆小时收费，没有车辆周转的概念，提倡以车代库，这在一定程度上促使运输模式向加大列车重量方向发展；而在我国，大轴重、大载重的车辆相对较少，注重提高车辆运用效率，压缩车辆周转时间，车辆数量在一定程度上制约着我国重载运输的发展。
（4）机车运用及操纵情况差异。国外重载铁路多采用多机牵引，机车分散编挂在列车中，用同步遥控设备操纵。我国大秦铁路自2004年起才大量开行万吨列车，运输组织方式包括单元式和组合式两种，单元式万t重载列车多采用两台SS4机车挂于列车头部牵引；2004年底及2005年7月进行的2万t重载列车试验采用的是四列5000t列车首尾连挂开行组合列车的形式，四台机车分别附挂于原列车的头部。机车同步操纵设备是重载列车多机牵引时必不可少的技术装备，美国研制的Locotrol机车同步操纵系统已发展到第三代，性能不断提高，功能也进一步完善。我国虽已研制出机车同步操纵与制动系统，但由于种种原因没有达到理想的应用效果，目前引入的是美国GE公司的Locotrol同步操纵装置。
（5）列车制动装置差异。电空制动用于长大货物列车，将实现列车中各货车同步制动和缓解、大大减少重载列车的纵向冲动。国外发达国家已普遍应用ECP（电控空气制动系统）技术。而我国目前采用的仍是传统的空气制动方式，尚未全面采用ECP技术。
（6）重载线路运营模式差异。国外铁路重载线路多为单线（或间有部分复线）封闭式的线路，重载单元列车的运输组织形式简单，基本都是点到点的重载运输模式；而我国大秦铁路与路网中的其他线路联网，装车端有口泉支线、云岗支线、大准线、京包线、北同蒲线等线路连接，线路中部与津蓟线、京承线等连通，线路东端除了连接秦皇岛港口外，还与京秦线、京山线连通，车流来源及去向复杂，且相邻线路牵引定数不一，呈现多点至多点的模式，是一条半封闭式的兼具通道功能的重载运煤铁路，运输组织比较复杂。 ￥
复习思考题
1．铁路重载运输应具备什么条件
2．重载列车的组织形式与普通货物列车有什么区别 3．我国铁路发展重载运输有哪些基本的途径 4．重载列车开行形式有哪几种各有什么特点
5．国内外铁路重载运输的区别主要体现在哪些方面
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铁路重载运输-
