重載條件下貨物列車速度、密度、重量對運輸能力影響的分析

陳繼偉

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司運輸部，山東 萊蕪 271104）

當(dāng)下，各種運輸方式競爭激烈，鐵路重載運輸在提高運能、降低成本方面優(yōu)勢明顯。因此，自20世紀60年代以來，發(fā)展鐵路重載運輸?shù)玫绞澜缟显絹碓蕉鄧业闹匾暋?005年國際重載運輸協(xié)會制定了重載標(biāo)準(zhǔn)，即每列車的牽引質(zhì)量不小于8000t，車輛軸重不小于27t，鐵路線路長度不少于150km的區(qū)段每年計費的貨運量不少于4000萬t。上述條件滿足其中2個，即可視為重載運輸。而在重載運輸條件下，列車的速度、密度、重量的發(fā)展水平，直接影響鐵路運輸能力的發(fā)揮。

1 列車速度對運輸能力的影響分析

速度是現(xiàn)代交通運輸質(zhì)量的核心，也是其生存與發(fā)展的關(guān)鍵，運輸市場的競爭在一定程度上主要表現(xiàn)在速度上的競爭。近年來，鐵路客貨流的流失大多與速度有關(guān)，尤其是貨物列車的直達速度，通常作為經(jīng)濟評價的重要考核指標(biāo)。對鐵路貨運而言，主要是貨物的送達速度，送達速度除列車的運行速度外，還包括裝卸車作業(yè)、貨車中轉(zhuǎn)等諸多環(huán)節(jié)的速度。

1.1 提高列車速度的影響因素

提高列車最高速度的根本目的在于，縮短貨物的送達時間。最高速度越高，無疑運行速度也高。但運行速度提高的幅度，除取決于最高速度的絕對值外，按最高速度運行的距離長短更為關(guān)鍵，這與線路的平面和縱斷面的條件密切相關(guān)。僅僅“瞬間”達到最高速度，往往沒有實際價值。此外，在機型已定和最高速度不變的前提下，減少列車的停站次數(shù)和停站時間，相應(yīng)也可以加速貨物的送達。不過，對于貨物列車來說，由于運行時間占貨物送達時間的比重很小，提高其最高速度的效果相應(yīng)也要小得多。

提高重載列車的速度，同提高重載列車重量一樣，涉及眾多的技術(shù)經(jīng)濟因素，主要是：

(1)機車車輛：列車速度越高，其單位重量所需的機車功率越大，因而要有大功率的機車；最高速度提高，機車車輛本身的構(gòu)造速度需要相應(yīng)提高，尤其是數(shù)量龐大的貨車車輛，其構(gòu)造速度達不到標(biāo)準(zhǔn)的需要則被淘汰或改造；車輛的制動能力要與最高速度相匹配，特別是大量貨車的制動問題。

(2)線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：線路上最小曲線半徑的標(biāo)準(zhǔn)和車站上道岔號碼的大小，是影響列車最高速度的重要因素之一。速度越高，要求曲線半徑也越大，但小半徑曲線的改造，則涉及地形條件和工程投資。提高列車通過車站的速度，需要采用大號碼或新型道岔。同時，速度越高，道口的安全防護問題也更加突出，需要采取更加有效的防護措施。

(3)線路通過能力：提高列車的運行速度，尤其在雙線自動閉塞的條件下，可以縮短追蹤列車的間隔時分，提高通過能力；但大幅度提高列車的最高速度，相應(yīng)要延長制動距離，使最小閉塞分區(qū)增長和間隔時分增大，則又降低通過能力。

(4)運營費用：提高列車的運行速度，加速了機車車輛的周轉(zhuǎn)，減少了機車車輛的配備數(shù)量，節(jié)省了機車購置等有關(guān)成本支出；但列車單位重量的功率相應(yīng)增大，燃料消耗大大增加，則加大了運輸費用等有關(guān)支出。

1.2 提高列車速度的途徑

對于重載貨物列車，提高列車速度的主要途徑有：

(1)改進作業(yè)方式，提高作業(yè)效率，壓縮貨物列車停站次數(shù)和停站時間。如增加貨物列車直達比重，減少列車改編次數(shù)，減少列車和貨物在站的停留時間，加速貨物裝卸等。

(2)提高重載貨物列車的運行速度。在既有線，影響貨物列車運行速度的主要因素是車輛的安全技術(shù)性能、線路斷面坡度和機車牽引功率。在最高速度一定的條件下，提高運行速度的措施主要是消滅由曲線、病害、橋梁、道岔、道口等引起的限速點。

(3)加強日常調(diào)度指揮的組織工作，嚴格按圖行車，提高列車的正點率。

2 列車密度對運輸能力的影響分析

列車密度，也稱行車密度。通常統(tǒng)計為：在一定的時間和范圍內(nèi)，平均每天每1km線路上，所分攤到的列車數(shù)，即線路的總長度除以每天各種列車所走行的公里數(shù)的總和所得的平均列數(shù)。列車密度是反映線路通過能力利用情況，表明線路運輸工作強度的一個指標(biāo)。列車密度愈大，表明線路的負荷愈重，運輸工作強度也愈大；列車密度愈小，表明線路的負荷愈輕，運輸工作強度也愈小。

2.1 提高列車密度的影響因素

雙線自動閉塞條件下，列車密度的大小除與速度有關(guān)外，還受以下因素的影響：

(1)技術(shù)站的設(shè)備能力：貨物列車密度與技術(shù)站的列車到發(fā)、編解能力和進站咽喉結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，并常受其限制；列車密度越大，車站作業(yè)延誤概率和能力的損失也可能增大。

(2)線路設(shè)備條件：列車密度增大，線路養(yǎng)護維修的工作量相應(yīng)增大，在無法利用列車間隙進行養(yǎng)護維修時，需要設(shè)置“天窗”，相對降低了列車密度；列車密度增大，平交道口的事故率可能增加，從而影響行車安全和列車密度。

(3)行車指揮系統(tǒng)：調(diào)度指揮水平，直接影響列車的密度；而列車密度增大，運行延誤的概率和影響范圍也隨之增大，相對又降低了通過能力。在雙線自動閉塞的列車密度提高到一定程度后，行車指揮工作要靠自動化來實現(xiàn)。

2.2 提高列車密度的途徑

(1)增加運輸設(shè)備數(shù)量，滿足大密度發(fā)車的需求。(2)提高運輸設(shè)備質(zhì)量和通過能力，縮短設(shè)備的養(yǎng)護維修時間。

(3)加強日常運輸組織工作的管理，充分合理利用通過能力。

3 列車重量對運輸能力的影響分析

所謂列車重量，是指機車的牽引重量，也就是車列自重與載重之和。按照列車的定義，是指由一定數(shù)量的車輛編成的列車，由機車牽引，或由具有動力的車輛編成，并有列車標(biāo)志的才稱之為列車。列車重量按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行外，還與貨物的種類結(jié)構(gòu)、車輛型號、裝載率和運輸組織能力等一系列因素有關(guān)。

3.1 提高列車重量的影響因素

列車的重量水平，代表著貨物列車的發(fā)展水平。提高貨物列車的重量，關(guān)系到運營、技術(shù)、經(jīng)濟等諸多因素。

(1)貨運組織：提高列車重量，特別是發(fā)展重載運輸，要把大宗的重質(zhì)散裝貨物作為主要運輸對象。這就涉及貨物的種類、批量、到發(fā)站以及裝卸和存儲設(shè)備等條件。

(2)機車牽引力：根據(jù)線路坡度的大小，提高列車重量需要足夠牽引力的機車，同時匹配相應(yīng)的車鉤強度和列車制動力。機車牽引力的提高，一是采用大功率機車單機牽引；二是采用多機牽引，但多機牽引需解決重聯(lián)操縱等技術(shù)問題。

(3)車站到發(fā)線有效長：增加列車編組是提高列車重量最直接的方法，但隨著列車編組的增加，列車長度也相應(yīng)增加，導(dǎo)致車站到發(fā)線有效長不能滿足車輛接發(fā)的需求。在既有干線上，站線有效長通常是制約提高列車重量的主要因素，而延長站線所需的投資與地形條件密切相關(guān)。

(4)車輛載重能力和軌道結(jié)構(gòu)強度：在到發(fā)線有效長固定的前提下，提高列車重量，可以采用大型車輛來提高車輛的每延米重量。增加軸重或軸數(shù)是大型車輛的兩個改進方向，其中增加車輛的軸重，相應(yīng)需要采用重型軌道結(jié)構(gòu)和提高橋梁的荷載等級；增加軸數(shù)，一般發(fā)展4軸以上的多軸車，但會影響既有車輛的制造、維修和卸車設(shè)備條件。

3.2 提高列車重量的途徑

提高列車重量，牽引動力要先行，研制大功率機車和普及電氣化線路，是順應(yīng)時代和環(huán)境發(fā)展的趨勢。開行重載列車也是提高列車重量的有效辦法，提高軸重是普遍提高貨運能力和經(jīng)濟效益最有效的途徑，是國際鐵路貨物運輸?shù)墓餐l(fā)展趨勢。

綜上所述，列車的速度、密度和重量是構(gòu)成運輸能力的基本要素，三者既相互依存，又互相制約，而速度又是運輸質(zhì)量的核心。重載條件下，既要滿足一定水平的運輸質(zhì)量要求，又要達到較大的運輸能力，就需要列車“速度、密度、重量”的合理組合，以滿足運輸市場的需求。