公鐵兩用車國內(nèi)外發(fā)展情況及趨勢(shì)分析

陸軍軍事交通學(xué)院學(xué)員五大隊(duì)研究生隊(duì) 趙重年

陸軍軍事交通學(xué)院軍事交通運(yùn)輸研究所 徐 楠

陸軍軍事交通學(xué)院學(xué)員五大隊(duì)研究生隊(duì) 李昊天

當(dāng)今世界，各國鐵路、公路的交通運(yùn)輸水平都在高速發(fā)展，并且仍有逐步提速的趨勢(shì)，而在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)各國鐵路、公路的維修保障能力提出了更高的要求。公鐵兩用車因具備使用成本低廉、工作效率高、作業(yè)方便、功能廣、環(huán)保、易于維護(hù)保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在軌道交通事業(yè)中扮演著重要的角色。近些年，更是得到了廣泛的關(guān)注[1]。

公鐵兩用車簡(jiǎn)介

公鐵兩用車又稱路軌兩用車，是指可在公路行走和軌道快速運(yùn)行的專用牽引車，主要用于軌道牽引、調(diào)車作業(yè)。它將鐵路運(yùn)輸距離長、運(yùn)量大、成本低的特點(diǎn)和公路運(yùn)輸機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)結(jié)合起來，能夠方便地實(shí)現(xiàn)“門到門”運(yùn)輸[2]。在接到工作任務(wù)時(shí)，公鐵兩用車可以先以高速在公路上運(yùn)行到達(dá)目的地附近，而后再經(jīng)由鐵軌在最短時(shí)間內(nèi)抵達(dá)目的地，因此公鐵兩用車兼具牽引車的運(yùn)行速度低、牽引力大的優(yōu)點(diǎn)和工程車的輕便靈活、運(yùn)行范圍大的優(yōu)點(diǎn)，在軌道消防、物流運(yùn)輸、軌道檢修搶救及軌道檢測(cè)等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

公鐵兩用車國內(nèi)外發(fā)展情況

1.國外情況

從20世紀(jì)50年代開始，西方國家為節(jié)省能源、合理使用運(yùn)力，研制了不同用途的公路鐵路救援搶險(xiǎn)及有關(guān)調(diào)車作業(yè)公鐵兩用車，現(xiàn)在公鐵兩用車已在世界發(fā)達(dá)國家廣泛應(yīng)用。

1.1 德國情況

目前，德國有兩家著名的公鐵兩用車公司：ZWEIWEG公司和ZAGRO公司。ZWEIWEG公司的公鐵兩用車有八大類產(chǎn)品，分別是牽引車輛、起重車輛、空中作業(yè)車輛、救援車輛、軌道清理車輛、軌道維護(hù)車輛、特種用途車輛及運(yùn)輸掛車等。圖1展示了ZWEIWEG公司生產(chǎn)的各種公鐵兩用車，圖1a所示車輛用于道路建設(shè)以及檢查和維護(hù)工作，圖1b所示車輛用于有軌電車、地鐵的維護(hù)和修理工作，圖1c所示車輛用于公路、鐵路的清潔工作，圖1d所示車輛用于公路、鐵路的緊急救援工作。ZAGRO公司同樣是一個(gè)技術(shù)力量雄厚的公司，生產(chǎn)的產(chǎn)品與ZWEIWEG公司的產(chǎn)品類似。

圖1 ZWEIWEG公司的公鐵兩用車

1.2 瑞典情況

瑞典的SRS公司是國際知名公司，也生產(chǎn)了多種公鐵兩用車，如圖2。圖2a所示車輛尾部載有起重機(jī)械，用于架設(shè)網(wǎng)路等；圖2b所示車輛用于運(yùn)輸成員或小型貨物等；圖2c所示車輛用于管線連接、橋梁建設(shè)等；圖2d所示車輛載有升降平臺(tái)，用于公路、鐵路的維修工作。

1.3 美國情況

美國軌道車輛工業(yè)發(fā)達(dá)，其公鐵兩用車技術(shù)水平較高。DMF公司是其中較為有名的一家公司，其產(chǎn)品功能覆蓋面較廣，圖3a所示車輛用于裝卸物資；圖3b所示車輛用于起吊重型設(shè)備。此外，美國還生產(chǎn)了MKV公鐵兩用集裝箱運(yùn)輸車實(shí)際上是一種大型公路掛車，但可裝在鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架上，輪胎升起后即可在鐵路上運(yùn)行，兩種車輪有各自的制動(dòng)系統(tǒng)。

1.4 英國情況

圖2 瑞典SRS公司公鐵兩用車

圖3 美國DMF公司公鐵兩用車

英國的Aquarius公司是一家生產(chǎn)鐵路檢測(cè)維護(hù)公鐵兩用車的著名公司，其產(chǎn)品有六大類，如圖4所示。圖4a所示車輛用于專用設(shè)備從公路到鐵路再到終點(diǎn)的快速運(yùn)輸；圖4b所示公鐵兩用卡車可實(shí)現(xiàn)包括焊接、道路維護(hù)、鐵路檢查、雜草噴灑、設(shè)備和材料運(yùn)輸?shù)榷喾N用途；圖4c所示公鐵兩用拖車解決了手動(dòng)操作問題，并且無需額外的機(jī)械將其提升到軌道上；圖4d所示為配備有專門的箱體和擱架以存儲(chǔ)焊接設(shè)備和氣瓶的公鐵兩用工程車；圖4e所示為通過使用鋼絲刷清理鐵軌上冰塊的公鐵兩用除冰車；圖4f所示為在秋季為防止軌道上的牽引力不足而引起附著問題的公鐵兩用沙葉清理車。

1.5 澳大利亞

Aries Hyrail公司是澳大利亞一家生產(chǎn)公鐵兩用車的公司，有多款產(chǎn)品供應(yīng)市場(chǎng)，如圖5。圖5a所示為用于修正鐵路的移動(dòng)高架平臺(tái)；圖5b所示為用于監(jiān)測(cè)路況及載人的公鐵兩用輕型車。

2.國內(nèi)情況

我國第一臺(tái)公鐵兩用車于1964年由鐵道兵科研所設(shè)計(jì)，經(jīng)北京消防器材廠用NJ230型汽車改裝而成。其主要用途是牽引鐵路軌道平板車運(yùn)送搶修物資器材。由于當(dāng)時(shí)國內(nèi)液壓技術(shù)不過關(guān)，液壓系統(tǒng)漏油問題比較嚴(yán)重，工作可靠性差。

圖4 英國的Aquarius公司公鐵兩用車

圖5 澳大利亞Aries Hyrail公司公鐵兩用車

表1 國外公鐵兩用車主要性能參數(shù)

1984年唐山機(jī)車車輛廠、北京二七車輛廠，根據(jù)需要用汽車改裝了兩臺(tái)公鐵兩用牽引車，如圖6所示。該車主要用于廠內(nèi)調(diào)車，由于動(dòng)力性能差，輪機(jī)附著力小，經(jīng)常出現(xiàn)脫軌故障，后未再生產(chǎn)。

1986年沈陽鐵路局與吉林通用機(jī)械廠研制了救援用公鐵兩用車，可用于搶險(xiǎn)救災(zāi)和牽引，如圖7所示。由于液壓支撐系統(tǒng)可靠性差，運(yùn)行速度低，鐵道部不準(zhǔn)進(jìn)入運(yùn)營線路，未進(jìn)行批量生產(chǎn)。

圖8展示的是由石家莊鐵道學(xué)院國防交通研究所研制的公鐵兩用橋梁搶修車，樣車于1994年在江蘇新沂河特大橋工地進(jìn)行試用。該車完成了48孔32 m混凝土T梁的運(yùn)輸作業(yè)，但由于受當(dāng)時(shí)控制技術(shù)和液壓系統(tǒng)的限制，車輛工作性能較差，經(jīng)常出現(xiàn)牽引車脫軌、制動(dòng)氣缸儲(chǔ)氣不足、制動(dòng)失靈等問題。

目前，應(yīng)用較好的是四方機(jī)車車輛廠青島英科鐵道機(jī)械有限公司研發(fā)的TGC系列鐵路公路兩用車，已經(jīng)在全國40多個(gè)企業(yè)中得到應(yīng)用。尤其是1999年以來，該公司生產(chǎn)的公鐵兩用車在國家糧食儲(chǔ)備庫的建設(shè)中，發(fā)揮作用明顯。其產(chǎn)品主要型號(hào)規(guī)格如表2所示，外觀如圖9所示。

哈爾濱鐵路局內(nèi)燃機(jī)械廠研發(fā)了TGQ系列鐵路公路兩用車，其產(chǎn)品主要型號(hào)規(guī)格如表3所示，外觀如圖10所示。

圖6 用于廠內(nèi)調(diào)車的公鐵兩用車

圖7 沈陽局救援公鐵兩用車

圖8 1994年研制的公鐵兩用橋梁搶修車

圖9 青島英科鐵道機(jī)械有限公司部分公鐵兩用車

表2 TGC系列公鐵兩用車技術(shù)規(guī)格

圖10 哈爾濱鐵路局內(nèi)燃機(jī)械廠部分公鐵兩用牽引車

表3 TGQ系列公鐵兩用車技術(shù)規(guī)格

公鐵兩用車的特點(diǎn)

1.機(jī)動(dòng)性強(qiáng)

公鐵兩用車充分利用了鐵路、公路資源，能夠?qū)崿F(xiàn)在兩種行駛方式間的快速切換，有效地縮短了維修保障的時(shí)間，提高了我國公鐵聯(lián)運(yùn)的能力。作為牽引車時(shí)行動(dòng)靈活、體積小、轉(zhuǎn)彎半徑小、可通過小半徑曲線，在鐵路站段、港口碼頭、中小型貨場(chǎng)、專用倉庫等各種場(chǎng)合不受場(chǎng)地限制，自由行駛，且其體積小，平時(shí)?？繜o需占用軌道。

2.工作效率高

傳統(tǒng)運(yùn)輸是將公路掛車放到鐵路上運(yùn)輸，這樣的方式使得運(yùn)輸?shù)挠行лd質(zhì)量很小，且耗費(fèi)時(shí)間長、運(yùn)輸工具多。采用公鐵兩用車進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，有效載質(zhì)量大大增加[3]，且公鐵兩用車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得列車運(yùn)行時(shí)空氣阻力較低，節(jié)省了運(yùn)輸時(shí)間。更重要的是，公鐵兩用車的總高度較低，從而增加了運(yùn)輸貨物的體積，即增大了運(yùn)量。另外，采用公鐵兩用車運(yùn)輸能夠避免傳統(tǒng)運(yùn)輸中經(jīng)常發(fā)生的由換裝引起的貨物破損和時(shí)間浪費(fèi)，真正詮釋了“門到門”的理念。在作為工程車使用時(shí)能夠搭載多種平臺(tái)，能夠在相同的時(shí)間里完成更多工作。

3.經(jīng)濟(jì)性好

在維修保養(yǎng)方面，公鐵兩用車是以普通汽車為基礎(chǔ)改裝而來，故專用零件較少，造價(jià)低廉，零件的互換性好，維修方便。在燃料消耗方面，公鐵兩用車由于質(zhì)量輕、行駛阻力小，故其百公里油耗相對(duì)較少，既節(jié)省成本又節(jié)能減排；在鐵路設(shè)備方面，許多鐵路車輛、大型起重設(shè)備均被取代，節(jié)省了不必要的投資。

4.安全性高

目前有些公鐵兩用車的轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋及鐵路行駛鋼輪均采用空氣懸掛，避振性能優(yōu)良，在車輛載重偏載情況下能夠使載貨平臺(tái)基本保持水平，軸荷分配仍然合理。在鐵路行駛時(shí)輪胎磨損小，鋼輪輪對(duì)不易脫軌，提高了行駛安全性。

公鐵兩用車的發(fā)展趨勢(shì)

1.智能化[4]

為提高公鐵兩用車的實(shí)用性、安全性，加之計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛普及，通過采用無線遙感技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)等，未來的公鐵兩用車的功能將會(huì)更加全面，使得公鐵兩用車的工作過程更加快速、流暢、安全、智能。

2.采用新能源

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已不再把破壞自然環(huán)境當(dāng)作代價(jià)，環(huán)保問題已然成為工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的考慮因素之一。隨著蓄電技術(shù)和充電技術(shù)的發(fā)展，未來幾十年內(nèi)，公鐵兩用車的動(dòng)力源很可能變?yōu)殡娔?，主要由蓄電池提供，既?jié)能又環(huán)保。

3.客運(yùn)

公鐵兩用車大多作商用，其客運(yùn)能力卻被忽視。若能將公鐵兩用車以乘用車的標(biāo)準(zhǔn)加以改造，其使用價(jià)值將大大提高，若能代替現(xiàn)在的民用車輛，出行人便擺脫了換乘交通工具的麻煩。目前，已經(jīng)有一些國家投身實(shí)踐，如日本的DMV公鐵兩用車載人線路計(jì)劃于2020年前正式開通。

4.分動(dòng)式取代導(dǎo)輪式

現(xiàn)有的公鐵兩用車以導(dǎo)輪式為主，導(dǎo)致其在鐵路上的橡膠輪胎磨損嚴(yán)重，更重要的是導(dǎo)輪式公鐵兩用車在彎道處易發(fā)生脫軌等危險(xiǎn)狀況，降低了行駛安全性，影響了運(yùn)行速度。因此，從提速和安全的角度出發(fā)，分動(dòng)式取代導(dǎo)輪式勢(shì)在必行[5]。

5.驅(qū)動(dòng)方式的升級(jí)

目前，公鐵兩用車的驅(qū)動(dòng)方式主要有內(nèi)燃機(jī)減速器、內(nèi)燃機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)和蓄電池電動(dòng)機(jī)等三種。內(nèi)燃機(jī)減速器驅(qū)動(dòng)使用最廣，其供能時(shí)間長；內(nèi)燃機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)換軌方便、操作靈活[6]，但以上兩種驅(qū)動(dòng)方式由于內(nèi)燃機(jī)噪音大、不環(huán)保的缺點(diǎn)，已不符合綠色發(fā)展的理念。蓄電池電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)排放小，然而鑒于電池組的容量有限，無法承接大負(fù)荷工作，但隨著快速充電技術(shù)和新型電池的發(fā)展，這一問題將很快被解決。

結(jié)語

公鐵兩用車在國外的發(fā)展已經(jīng)到達(dá)一定高度，很多公司已經(jīng)掌握其關(guān)鍵技術(shù)并能夠自主研發(fā)和生產(chǎn)相關(guān)核心部件，性能更好、壽命更長、功能更全的新型公鐵兩用車很快將投入試驗(yàn)。我國公路、鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的逐步完善和優(yōu)化將推動(dòng)國內(nèi)公鐵兩用車的快速發(fā)展，而該領(lǐng)域的研究進(jìn)程也將打開新的局面、邁上新的臺(tái)階。本文通過總結(jié)公鐵兩用車的國內(nèi)外發(fā)展情況、特點(diǎn)，對(duì)其未來發(fā)展進(jìn)行了合理構(gòu)想，具有一定的指導(dǎo)意義。