大秦线开行2万吨重载组合列车系统集成与创新

大秦线开行2万吨重载组合列车系统集成与创

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

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