JSQ6型鐵路專用運(yùn)輸車輛溜放作業(yè)研究

劉 旭

(中國(guó)鐵路武漢局集團(tuán)有限公司 運(yùn)輸部，湖北 武漢 430071)

1 JSQ6型鐵路專用運(yùn)輸車輛溜放作業(yè)現(xiàn)狀

2009年以來(lái)，作為世界上最大的汽車生產(chǎn)國(guó)，我國(guó)汽車產(chǎn)量逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)，僅2018年受政策因素和宏觀經(jīng)濟(jì)影響有所下降，但2018年我國(guó)商品汽車產(chǎn)量仍然達(dá)到2 352.9萬(wàn)臺(tái)，其中除30%屬于同省或相鄰城市的短途配送外，可以選擇采用鐵路運(yùn)輸?shù)闹虚L(zhǎng)途商品汽車有1 647萬(wàn)臺(tái)。預(yù)計(jì)到2020年，全國(guó)商品汽車產(chǎn)量將達(dá)到2 800萬(wàn)臺(tái)，具備采用中長(zhǎng)途鐵路運(yùn)輸條件的約1 960萬(wàn)臺(tái)[1]。面對(duì)巨大的市場(chǎng)份額，鐵路部門(mén)主動(dòng)加強(qiáng)市場(chǎng)營(yíng)銷策略研究，科學(xué)細(xì)分目標(biāo)市場(chǎng)，大力發(fā)展商品汽車運(yùn)輸，已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)從“站到站”運(yùn)輸向“門(mén)到門(mén)”運(yùn)輸?shù)母拘赞D(zhuǎn)變，商品汽車發(fā)運(yùn)量呈現(xiàn)出逐年倍增的良好態(tài)勢(shì)，從2006年的5萬(wàn)臺(tái)到2018年575.46萬(wàn)臺(tái)，11年增長(zhǎng)了115倍[2]。

目前，商品汽車運(yùn)輸主要以JSQ6型鐵路專用運(yùn)輸車輛(以下簡(jiǎn)稱“JSQ6型車輛”)為主，由于JSQ6型車輛底部為凹形，而且車輛長(zhǎng)度較長(zhǎng)，無(wú)法正常通過(guò)駝峰，給技術(shù)站的解、編作業(yè)帶來(lái)較大影響。以武漢北站為例，2018年武漢北站含有JSQ6型車輛的到達(dá)列車18.3列/d，占接發(fā)列車總量的10.7%。其中，無(wú)解編列車4.36列/d、解編列車13.88列/d，到達(dá)JSQ6型車輛429輛/d，到達(dá)含JSQ6型車輛的列車中，2個(gè)以上到站占50.4%。在武漢北站駝峰解體作業(yè)時(shí)，正常情況下每列解體時(shí)間約為10 ～ 15 min，JSQ6型車輛解體作業(yè)時(shí)均需要經(jīng)迂回線頂送至編組場(chǎng)內(nèi)，每取送一次禁溜線需增加15 min，同時(shí)頂送前需按比例接風(fēng)，每頂送一勾JSQ6車輛的作業(yè)時(shí)間就在30 min以上，影響了JSQ6型車輛作業(yè)效率和安全。因此，亟需對(duì)JSQ6型車輛溜放作業(yè)進(jìn)行研究。

JSQ6型車輛為凹形雙層汽車運(yùn)輸車，車輛全長(zhǎng)達(dá)到26.066 m，車體底部為凹形，在平直線路上車體下部最低點(diǎn)距軌面設(shè)計(jì)高度(空車)僅為190 mm，通過(guò)的最小曲線半徑僅為145 m，導(dǎo)致JSQ6型車輛上涂有禁峰標(biāo)記。按照《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》(普速鐵路部分)第296條規(guī)定[3]，該型車輛禁止通過(guò)駝峰，在技術(shù)站解體作業(yè)均需經(jīng)迂回線頂送至編組場(chǎng)，影響了駝峰解體作業(yè)效率。據(jù)測(cè)算，駝峰解體作業(yè)時(shí)，正常情況下每列解體時(shí)間約為10 ～ 15 min，每取送一次禁溜線，調(diào)車作業(yè)時(shí)間需要增加15 min，送入峰下股道時(shí)，因而需要按比例接風(fēng)和進(jìn)行排風(fēng)作業(yè)，每勾作業(yè)時(shí)間在30 min以上。因此，極大程度占用了調(diào)機(jī)能力，延長(zhǎng)了JSQ6型解編作業(yè)時(shí)間[4]。

此外，JSQ6型車輛大部分未按到站進(jìn)行成組，編掛位置不在一起，到站不集中，卸車站較多[5]，并且駝峰無(wú)法進(jìn)行分線作業(yè)，只能在平面進(jìn)行分線作業(yè)，從而大幅增加了平面調(diào)機(jī)轉(zhuǎn)線作業(yè)次數(shù)，造成JSQ6型車輛車流在站內(nèi)中轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，也增加了調(diào)車作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，由于JSQ6型車輛底部低、車輛長(zhǎng)，允許車輛溜放時(shí)，需要對(duì)駝峰縱斷面優(yōu)化。而駝峰峰下平、縱斷面條件復(fù)雜，坡度大、坡道長(zhǎng)、曲線多、道岔多，為駝峰縱斷面優(yōu)化帶來(lái)了困難。

（1）JSQ6型車輛全長(zhǎng)達(dá)到26.066 m，JSQ型車輛底部為凹形，在平直線路上車體下部最低點(diǎn)距軌面設(shè)計(jì)高度(空車)僅為190 mm，在通過(guò)駝峰變坡點(diǎn)時(shí)，易造成“騎峰”

（2）駝峰信號(hào)控制設(shè)備和減速器制動(dòng)能力是按溜放車輛換長(zhǎng)不超過(guò)1.6設(shè)計(jì)，而JSQ6型車輛換長(zhǎng)達(dá)到2.4，自動(dòng)溜放時(shí)會(huì)產(chǎn)生溜放命令傳遞錯(cuò)誤，發(fā)生道岔中途轉(zhuǎn)換，易造成車輛2個(gè)轉(zhuǎn)向架分別處于不同的線路上而發(fā)生事故。

（3）駝峰峰下線路軌旁設(shè)備、路料等可能侵入JSQ6型車輛限界。由于JSQ6型車輛底部低，駝峰峰下縱斷面變化大，線路凸凹不平直，JSQ6型車輛底部與鋼軌軌面距離小，存在車輛與峰下線路軌旁設(shè)備、路料發(fā)生觸碰的風(fēng)險(xiǎn)。

2 武漢北站JSQ6型車輛溜放作業(yè)分析

針對(duì)武漢北站JSQ6型車輛溜放作業(yè)的專項(xiàng)研究和試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)武漢北站上、下行駝峰縱斷面進(jìn)行測(cè)量并仿真計(jì)算，制定了駝峰縱斷面優(yōu)化方案，其中工務(wù)部門(mén)嚴(yán)格按方案對(duì)駝峰縱斷面進(jìn)行優(yōu)化。在優(yōu)化基礎(chǔ)上，對(duì)武漢北站上、下行駝峰4條推送線分別進(jìn)行JSQ6型車輛溜放試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)論制定JSQ6型車輛通過(guò)駝峰及溜放技術(shù)條件和相關(guān)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 建立仿真計(jì)算理論模型

2.1.1 安全距離標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合部分鐵路局集團(tuán)公司經(jīng)驗(yàn)和JSQ6型車輛結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》(普速鐵路部分)附圖2中客貨共線鐵路機(jī)車車輛限界規(guī)定：“車輛底部距離鋼軌軌面最小距離為25 mm”，為確保安全，在此限界基礎(chǔ)上附加15 mm的距離。因此，將40 mm作為JSQ6型車輛通過(guò)駝峰的安全距離，結(jié)合車輛輪輞磨耗標(biāo)準(zhǔn)，和不同輪對(duì)輪徑、不同撓度枕簧對(duì)車輛底部的影響值，將60 mm作為JSQ6型車輛溜放的安全距離。

2.1.2 駝峰縱斷面測(cè)量

對(duì)武漢北站上、下行駝峰溜放線進(jìn)行了縱斷面測(cè)量，所有測(cè)點(diǎn)均布置于鋼軌軌頂面位置，按1 m間距順?shù)撥壏较蜻M(jìn)行測(cè)量，一般每條推送線選擇單側(cè)鋼軌進(jìn)行測(cè)量。縱斷面測(cè)點(diǎn)布置示意圖如圖1所示。

2.1.3 仿真計(jì)算

通過(guò)內(nèi)插值擬合，將測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到軌面高程變化線，并得到高程線的插值曲線方程。線路擬合情況示意圖如圖2所示。

模擬20.8 m定距的JSQ6型車輛在線路上前進(jìn)，車體每前進(jìn)1 m，計(jì)算一次當(dāng)前位置狀態(tài)。定義列車運(yùn)行方向前部車輪為前輪，后部車輪為后輪，當(dāng)后輪處于線路某個(gè)位置時(shí)，以此時(shí)后輪位置為圓心，20.8 m為半徑的圓與線路曲線的交點(diǎn)即為前輪位置。車輛位置狀態(tài)示意圖如圖3所示。

當(dāng)車體運(yùn)行到該位置狀態(tài)時(shí)，在后輪至前輪的長(zhǎng)度內(nèi)，每隔0.01 m計(jì)算車體底部至軌頂面的垂直距離，車輪定距20.8 m，約計(jì)算2 080個(gè)點(diǎn)，將其中的最小值作為車體運(yùn)行至該位置時(shí)，車輛底部與鋼軌軌頂面的最小垂直距離。最小垂直距離示意圖如圖4所示。

圖1?縱斷面測(cè)點(diǎn)布置示意圖Fig.1 Testing points layout on vertical sections

圖2?線路擬合情況示意圖Fig.2 Diagram of track matching

圖3?車輛位置狀態(tài)示意圖Fig.3 Diagram of vehicle position and state

圖4?最小垂直距離示意圖Fig.4 Diagram on minimum vertical distance

按照上述最小距離計(jì)算方法，在列車運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生若干個(gè)最小垂直距離，統(tǒng)計(jì)其中的最小值作為最不利的狀態(tài)時(shí)車體底部與鋼軌軌頂面之間的距離，并返回該最小垂直距離的位置及此時(shí)前后輪位置。通過(guò)計(jì)算，武漢北站4條溜放線鋼軌柜面距JSQ6型車輛底部的最小距離均小于40 mm，駝峰溜放線仿真計(jì)算數(shù)據(jù)表如表1所示。

2.2 溜放試驗(yàn)

針對(duì)武漢北站上、下行駝峰既有線路和設(shè)備條件制定了線路優(yōu)化方案，并根據(jù)優(yōu)化方案組織工務(wù)部門(mén)對(duì)相關(guān)線路進(jìn)行了適應(yīng)性改造，確保達(dá)到JSQ6車輛溜放條件，同時(shí)組織工務(wù)、電務(wù)等部門(mén)對(duì)溜放線路的軌旁設(shè)備進(jìn)行了專項(xiàng)整治。

表1?武漢北站駝峰溜放線仿真計(jì)算數(shù)據(jù)表Tab.1 Data table of simulation calculation of sliding line during humps at the Wuhan North Railway Station

在線路優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對(duì)武漢北站上、下行駝峰4條推送線分別進(jìn)行了JSQ6型車輛溜放試驗(yàn)，每條推送線試驗(yàn)均按12步進(jìn)行，分別進(jìn)行了單個(gè)空車、重車頂送過(guò)峰，單個(gè)空車、重車溜放，大組空車、重車溜放，空重混編車組溜放等項(xiàng)目，同時(shí)對(duì)JSQ6型車輛通過(guò)駝峰變坡點(diǎn)、通過(guò)一部位、二部位、三部位減速器時(shí)車輛底部與軌面的距離進(jìn)行了測(cè)量，并對(duì)溜放車組連掛后的貨物裝載加固狀態(tài)進(jìn)行了檢測(cè)。通過(guò)理論計(jì)算和開(kāi)展的JSQ6型車輛駝峰溜放調(diào)車項(xiàng)目研究、溜放試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果，在采取一定安全措施的前提下，JSQ6型車輛通過(guò)武漢北站上述溜放線路進(jìn)行駝峰和駝峰溜放調(diào)車是安全可控的。允許JSQ6型車輛單鉤溜放后，每鉤僅需耗時(shí)3 min，以武漢北站解體22鉤/d計(jì)算，僅需耗時(shí)66 min，每天可節(jié)約駝峰調(diào)車機(jī)作業(yè)時(shí)間264 min，相當(dāng)于駝峰增加0.2臺(tái)調(diào)車機(jī)作業(yè)。允許JSQ6型車輛駝峰溜放后，JSQ6型車輛可同相同組號(hào)去向的車流在同一調(diào)車線集結(jié)，編組車列時(shí)，減少了取禁溜線作業(yè)，降低取送禁溜線的調(diào)車作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，還可節(jié)約編組站平面調(diào)車作業(yè)時(shí)間。

試驗(yàn)結(jié)果表明，JSQ6型車輛在優(yōu)化改造后的駝峰縱斷面條件下，能安全通過(guò)駝峰，且實(shí)測(cè)的車輛底部距鋼軌軌面最小距離與仿真計(jì)算的理論數(shù)值基本一致，連掛后的貨物裝載加固狀態(tài)均無(wú)異常，符合車輛溜放安全規(guī)定。

3 結(jié)束語(yǔ)

在國(guó)家“一帶一路”倡議及物流行業(yè)快速發(fā)展的背景下，鐵路商品汽車運(yùn)輸有著良好的發(fā)展前景。加快鐵路商品汽車運(yùn)輸發(fā)展，有助于發(fā)揮鐵路運(yùn)輸安全經(jīng)濟(jì)、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)我國(guó)鐵路向現(xiàn)代物流企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展[6]，有利于豐富鐵路運(yùn)輸產(chǎn)品種類，不斷提升運(yùn)輸附加值，加快轉(zhuǎn)變鐵路發(fā)展方式、深化改革創(chuàng)新、推進(jìn)鐵路發(fā)展從規(guī)模速度型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變、從運(yùn)輸生產(chǎn)型企業(yè)向運(yùn)輸物流型企業(yè)轉(zhuǎn)型[7]，同時(shí)對(duì)商品汽車物流體系中的節(jié)能減排、緩解城市交通擁堵、降低商品汽車物流成本等具有積極促進(jìn)作用[8]。JSQ6型車輛通過(guò)駝峰溜放調(diào)車作業(yè)后，有助于提高JSQ6型車輛在編組站的作業(yè)效率，加快JSQ6型車輛周轉(zhuǎn)速度，提升鐵路運(yùn)輸在商品汽車運(yùn)輸領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力。