大秦线开行2万吨重载组合列车系统集成与创
新
系统集成与创新
耿志修：铁道部，副总工程师兼科学技术司司长，北京，100844
摘 要：大秦线是我国第一条双线重载电气化运煤专线，承担着全国铁路1 8％煤炭运量。开行2万t重载组合列车涉及很多技术难题，采用LOCOTROL技术必须解决好“山区铁路通信可靠性、长大下坡道周期制动、长大列车纵向冲动”三大技术难题。铁道部先后安排60多项科研项目，自2004年起经过三个阶段、上百次试验，实现了大秦线开行2万t重载组合列车技术创新、体系创新和运输组织创新，在运量和运输收入、装备水平等方面显著提高。
关键词：重载运输技术；重载组合列车；机车无线同步操纵；GSM-R；大秦线
2003年，铁道部党组根据党中央、国务院要求，为缓解煤电油运紧张状况，作出了在大秦线开行2万t重载组合列车、大幅度提高大秦线运输能力重大决策。通过系统集成与创新，2006年3月28日，大秦线正式开行了2万t重载组合列车，标志着我国铁路重载运输技术达到世界先进水平。
1 需求牵引，科学决策
大秦线是中国第一条双线重载电气化运煤专线，西起北同蒲线韩家岭站，东至秦皇岛地区柳村南站，全长653 km。1985年开工建设，一期、二期分别于1988年和1992年底投入运营。2002年，大秦线达到了年运量1亿t设计目标。
作为我国重要煤炭运输通道，大秦线承担着全国铁路18％煤炭运量，负责全国六大电网、五大发电公司、380多家主要发电厂、十大钢铁公司和6 000多家企业生产用煤和民用煤、出口煤运输任务。
为从根本上提高大秦线运输能力，2003年末，铁道部党组作出了加快大秦线重载技术创新和扩能改造、快速提高大秦线运输能力重大决策。
科学论证表明，开行2万t重载组合列车，提高列车牵引重量，是大幅度提
图1 大秦线煤运通道
高运输能力最优选择。2万t重载组合列车净载重16 800 t，如每天开行24．5对列车，即可达到年运量1．5亿t；每天开行49对列车，可实现年运量3亿 t；每天开行70对列车，可实现年运量4亿t。不仅全面提高了大秦线运输能力，而且可提供充足综合施工、维修天窗。
2003年12月，铁道部组织考察组对美国和南非铁路重载技术进行了考察，对当今世界上先进重载技术即机车无线同步操纵技术(LOCOTROL)和有线电控空气制动技术(ECP)进行了对比分析。认为采用GE公司LOCOTROL技术开行2万t重载组合列车，更符合中国铁路路情和大秦线运输实际，技术可行，经济合理，安全可控。
2 科研试验，集成创新
大秦线开行2万t重载组合列车是一项复杂系统工程，涉及到很多技术难题。2万t重载组合列车长达2 672 m，大秦线地处山区，隧道多，坡道大，采用 LOCOTROL技术开行2万t重载组合列车，必须解决好“山区铁路通信可靠性、长大下坡道周期制动、长大列车纵向冲动”三大技术难题。
2.1 科研试验
铁道部先后安排了60多项科研项目，以攻克三大技术难题为主要目标，在列车同步操纵、无线数据传输、牵引、制动技术、车辆重载技术、基础设施强化技术、牵引供电强化技术、重载运输组织技术、重载组合列车优化操纵、综合维修技术等方面开展了一系列技术创新工作，形成了大秦线2万t重载组合列车重载运输技术体系。
在铁道部组织下，自2004年起进行了3个阶段、上百次试验(其中综合试验26次)，对大秦线开行2万t重载组合列车进行了系统集成创新。目前已掌握了3种编组开行方式技术。
图2 重载运输技术体系
(1)采用4台SS4机车进行4×5 000 t重载组合列车综合试验。 LOCOTROL技术在世界各国重载运输中已应用30多年，安装了7 000多台机车，均以5 000 t列车长度为基本单元开行重载组合列车。由于原来采用450 MHz数据电台在山区隧道地区传输距离仅为650 m，为满足大秦线运输需求，铁道部采用800 MHz数据电台作为无线传输平台，首次实现了800 MHz数据电台与LOCOTROL技术系统集成，传输距离达到790 m，满足了机车间通信要求，同时实．现了SS4机车与LOCOTROL技术、CCB－Ⅱ制动机系统集成，实现了对SS4机车、新型C80车辆、机车自动过分相设备}改造和试验验证。
自2004年开始，进行了4×5 000 t重载组合列车综合试验。2004年12月12日，试验成功了中国第一列2万t(4×5 000 t)重载组合列车。
(2)采用4台SS4机车进行2×10 000 t重载组合列车综合试验。 大秦线有46个万吨装车点和8个2万t装车点，为了满足运输需要，提高运输效率，需要开行万吨单元列车组成2万t重载组合列车。
自2005年开始，通过科学论证、系统集成、综合试验，在世界上首次实现了LOCOTROL技术与GSM－R技术结合，成功进行了2×10 000 t重载组合列车综合试验，标志着中国铁路重载运输技术达到世界先进水平。
为了最大限度地利用资源，2006年5月，按照车站到发线有效长度进行了2×10 500 t综合试验(210辆C80)，每列2万t重载组合列车可增加l 000 t重量。
(3)采用2台和谐型机车开行2×10 000 t重载组合列车。
2007年5－7月，成功进行了用2台大功率和谐型电力机车加可控列尾装置牵引2万t重载组合列车综合试验，开创了世界铁路重载史新篇章。
采用2台大功率和谐型机车牵引2万t重载组合列车，减少了机车台数，提高了运输效率和经济效益。
图3 大秦线重载组合列车编组开行方式 2.2 工程改造