我国铁路重载运输发展研究

李 杰

（铁道部 运输局，北京 100844）

我国铁路重载运输发展研究

李 杰

（铁道部 运输局，北京 100844）

重载运输是世界铁路发展的主要方向，我国铁路发展重载运输既充分借鉴了国外铁路重载运输的先进经验，又非常注重结合国情路情实现自主创新，经过几年的努力，在实践中取得了十分显著的成效。通过分析以大秦线为标志的铁路重载运输取得的重要成果，提出持续提升我国铁路重载运输发展水平的建议，即巩固扩大大秦线重载运输成果，大力提升我国铁路重载运输整体水平，进一步发展具有中国特色的铁路重载运输。

铁路；重载运输；货车；大秦线

大力发展重载运输是加快和谐铁路建设的重要内容，是实施内涵扩大再生产、提升铁路运输能力、缓解铁路瓶颈制约的有效途径，适应我国资源主要分布在西部、北部地区，工业集中在东部、南部地区的特点，有利于发挥铁路运量大、速度快、能耗小、成本低、全天候的比较优势，是我国铁路在低成本投入情况下快速提升既有线输送能力的现实可行之路，符合世界铁路的发展方向。近年来，我国铁路的重载运输在实践中取得了十分显著的成效。

1 重载运输是世界铁路发展的主要方向

在大宗物资运输方面，发展重载运输具有得天独厚的优势。近年来，澳大利亚、南非、美国铁路大力发展重载运输，重载技术不断创新、日趋成熟，重载纪录不断突破，既适应了煤炭、矿石等大宗货物的运输需求，又大大提高了铁路运输效率。这些国家发展重载运输的思路和做法值得我国铁路学习借鉴。

（1）澳大利亚。澳大利亚是世界上重要的煤炭和铁矿石出口国，其煤炭和铁矿石储量极其丰富。煤炭和铁矿石的大宗重载运输是澳大利亚铁路的支柱货运产品。近年来，澳大利亚的重载列车不断刷新世界纪录。以发展重载运输比较成功的必和必拓 (BHP) 公司为例，目前从矿区和港口开行的铁矿石重载列车每列总重3 万～4 万 t，黑德兰港至纽曼矿426 km 的线路年运量超过 1.09 亿 t。2001 年 6月 21 日，该公司开行了1列净载重 82 266 t、总重 99 734 t 的重载列车，这是迄今为止世界铁路重载运输的最高纪录。BHP 公司从 1973 年采用重载运输技术以来，劳动生产率逐年提高，生产成本逐年下降。2000 年与 1980 年相比，燃油消耗下降 43%，每百万吨矿石运量所需人力从 30 人减少到5人，机车车辆无故障运行时间由 300 万 km 上升到 920万 km，机车车辆利用率提高了 36%，车轮和钢轨寿命提高了 3～5 倍，取得了十分显著的效益。

（2）南非。南非铁路承运的主要货物是矿产品、农产品和制造品。南非铁路运输的最大特点是在窄轨线路上开行重载列车，主要集中在一条运煤专线 (Coalink) 和一条铁矿专线 (Orex) 上。从南非北部煤炭基地姆普马兰加 (Mpumalanga) 到沿海理查兹湾 (Richardsbay) 的 580 km 运煤专线，是一条双线电气化铁路，每日开行 14 对列车，列车编组 200 辆，长度为 2.60 km，4 台电力机车牵引，列车总重 20 850 t，最高运行速度为 80 km/h。从锡申(Sishen) 到萨拉旦哈德 (Saladanhad) 的 861 km 矿石专线，每日开行5对列车，列车编组 216 辆，总重为 2.3万～2.6万 t，由9台 9E 电力机车牵引，最高运行速度 70 km/h。2004 年，南非重载运输的运量达 9 280万 t，其中煤炭运量 6 580万 t，铁矿石运量 2 700万 t；重载运输的总收入达 40.1 亿兰特，占南非铁路总收入的 31%，占其货运总收入的 51%。南非的煤炭和矿石运输公司分别将南非大煤田、铁矿生产基地与港口连接起来，形成最便捷的运输通道，通过重载实现了大运量、低成本运输，大大提高了铁路在煤炭和矿石运输市场的竞争力。

（3）美国。早在 20 世纪 60 年代，美国铁路就开始发展重载运输，主要在货运专线上开行煤炭重载单元列车，铁路煤炭运输占各种交通方式煤炭总运量的比重达到 67%。柏林顿北方圣达菲铁路公司 (BNSF) 是美国最大的铁路公司之一，煤炭运输收入约占公司运输总收入的 22%，每天开行约 190列运煤单元重载列车，每辆车载重 108 t，每列135辆，长 2.41 km，总重万吨以上；由 3～4 台 GE 公司制造具有同步遥控操纵功能 (Locotrol) 的 4 400马力大功率内燃机车分散牵引，列车运行速度 30 km/h。联合太平洋铁路公司 (UP) 以煤炭为主的能源运输收入也占 22%，运煤重载列车平均总重 1.45万 t，日均开行重载运煤专列 32.7 列。

2 我国以大秦线为标志的重载运输取得重要成果

我国铁路发展重载运输既充分借鉴了国外先进经验，又非常注重结合国情路情实现自主创新，虽然起步较晚，但随着近几年的不断努力，已经取得重要成果。目前，在京哈、京沪、京广、陇海、侯月等主要干线开行了 5 000 吨级重载列车，部分区段达到 5 500 t、6 500 t，特别是大秦线开行重载列车实现重大突破，运量连年大幅增长，为全路重载运输水平的快速提升进行了有益尝试，并积累了十分重要的经验。

把大秦线建成大能力煤运通道，是铁道部党组立足经济社会发展大局，为缓解煤电油运“瓶颈”制约，促进国民经济平稳较快发展而采取的重大举措。大秦线全长 653 km，是我国第一条双线电气化开行重载单元列车的煤运专线，是山西、陕西、内蒙古西部煤炭外运的主要通道，担负着全国六大电网、五大发电公司、380 多家主要电厂、十大钢铁公司和 6 000 多家工矿企业的生产用煤和出口煤炭运输任务，煤炭运量约占全国铁路煤炭总运量的1/7，用户辐射国内 26 个省区市和境外 15 个国家与地区。大秦线年设计能力为1亿 t，自 1989 年开通以来，相继开行了 5 000吨和1万吨、2万吨重载列车，2003 年运量首次突破1亿 t，2004 年完成1.53 亿 t，2005年一举突破2亿 t，达到2.03亿 t，相当于再造一条大秦线，2010 年运量超过4亿 t，成为目前世界上运量最大的一条铁路，是我国铁路既有线挖潜扩能提效的典范。

大秦线重载运输取得举世瞩目的成绩，是在不断提高技术装备水平、完善运输组织办法、深入挖掘既有线路设备潜力的基础上实现的，是全面落实科学发展观、大力开拓创新的重要成果。

2.1 不断提升技术装备水平

大秦线在建设之初就采用了很多国内领先的技术装备。在近年来实施2亿 t 扩能改造、打造开行2万吨列车条件过程中，又系统引进和开发了一批国际、国内领先的货运装备和配套设施，为发展重载运输奠定了坚实基础。

（1）使用大轴重车辆。大秦线采用新型轴重25 t的铝合金、全钢 C80型及部分 C76型专用敞车逐步替代 C63A型车辆，大量配备 C70型通用敞车。

（2）推进车辆管理信息化。2002 年下半年建立了铁路货车信息技术管理系统 (HMIS) 和车号自动识别系统 (AEI)，结合货车 5T 安全预警防范系统，有效提高了车辆应用保障能力和管理水平。

（3）采用大功率机车。2004 年引进使用的 19台德国西门子公司开发的 DJ1型大功率交流传动电力机车，具有牵引功率大、制动性能好、自动化程度高、操纵舒适等特点，与 SS4型机车共同担当万吨列车牵引任务。

（4）采用多机车同步操纵技术。首次引进美国GE 公司生产的 Locotrol 分布式机车无线同步操纵系统及相关设备，该系统与 GSM-R 通信网络结合，实现了主控机车对从控机车的无线控制，确保了2万吨组合列车顺利开行。

（5）提高接触网强度。正线接触线采用新型CTHA150 型 (银铜合金线)，承力索采用 THJ150 型(镁铜合金线)，悬挂方式采用直链型悬挂，水平拉杆改用平头腕臂，吊弦改用整体载流吊弦，提升了接触网整体强度，适应了重载列车要求。

（6）提高信联闭系统的可靠性。将全部车站联锁设备改造为新型计算机联锁设备，区间闭塞设备采用 ZPW 2000A 型移频轨道电路四显示自动闭塞，建设分散自律型调度集中系统 (CTC)，建设 GSM-R 综合数字移动通信系统，有效提高了行车调度指挥的自动化和信息化水平。

（7）不断改善线路质量。全线铺设 75 kg/m 跨区间无缝线路，正线道岔铺设 75 kg/m 18# 可动心道岔，对线路采用栅栏封闭，取消所有平交道口。将湖东、阳原、化稍营、涿鹿、延庆、茶坞、蓟县西、遵化北、迁安北、西张庄、柳村南 11 个车站部分到发线有效长延长到 2 800 m，使之具备办理2万吨列车到发的条件。

2.2 不断创新运输组织工作

（1）完善整体集疏运系统。为与大秦线牵引定数匹配，北同蒲线部分车站到发线有效长延长到2 800 m，同时增加 1 700 m 到发线的数量，大包线将改造成电气化铁路；为给大秦线开辟新的货源，改造了宁岢线、云冈支线、大准线，新建了准朔线、岢瓦线、塔山专用线；为强化港口疏运系统，秦皇岛港结合柳村南站改造进行的煤五期项目 (新增3 台翻车机)，包括港口存煤、接卸设备建设基本完成，在建的迁曹铁路于迁安北站接轨，形成大秦线至京唐港和曹妃甸港的煤运通道。该铁路线按 2万吨、万吨列车运行条件设计，远期年运输能力达到 2亿 t，去往天津的蓟港线扩能改造前期工作也正在进行。

（2）推进战略装车点建设。为开行单元万吨及2 万吨列车，铁路部门协调大同等煤炭产地专用线及地方企业进行既有专用线万吨、2 万吨改造，以及新建万吨、2 万吨列车专用线，已建成 50 个万吨列车装车点、4 个万吨列车编组点、5 个2万吨列车装车点。

（3）优化列车运行图。2003 年以来列车运行图先后进行了 60 余次调整，将大秦线运行的4对旅客列车全部调到京包线运行，停运路用通勤列车，彻底排除了旅客列车对大秦线货物列车的干扰。

（4）扩大列车编组。C80(C76) 型单元万吨列车编组辆数由原来的 99 辆增加到 105 辆；组合列车编组辆数由110 辆增加到 120 辆；2万吨列车编组辆数由 204 辆增加到 210 辆。

（5）增加货车载重。C63车辆载重由 61 t 增加到 65 t，C64K车辆载重由 60 t 增加到 65 t，普通敞车载重由 60 t 增加到 63 t，C70车辆载重由 70 t 增加到 73 t。为减少大新站补轴作业，北同蒲线、宁岢线、太古岚列车牵引提高至 55 辆、4 760 t。

（6）调整机车运用方案。将大秦线以湖东机务段为本段的肩回式机车交路，调整为以湖东为本段，柳村、秦皇岛东为外段，各点立折的半循环交路，减少机车回段次数，提高运用效率。通过优化机车乘务制度，实行跨段、跨局轮乘制，以及双司机配班单司机值乘，实现了在茶坞站直通，机车交路大幅延长。统筹优化大秦、侯月、宁岢、南同蒲等线的机车配置，解决机车及乘务员不足问题。湖东机务段实施地乘分离，平均压缩乘务员辅助作业时间 45 min。采取多种生产组织方式，压缩机车修程公里，缓解运用机车紧张与检修的矛盾。

（7）调整列检作业方式。按照“以空保重” 的原则，重点加强湖东站下行列检空车、上行列检重车集结和柳村站列检整列卸空后的始发作业，逐步减少中间作业环节，有效确保了列车运行区段延长后的运输安全，提高了运输效率。取消茶坞站列检作业，安太堡—柳村南开行直通货物列车，大同站编开太原北以远的列车，技检作业质量保证到太原北站，太原北站编开的大同或湖东以远的列车，技检作业质量保证到大同或湖东站。充分发挥红外热轴、车辆动态监控等系统的作用，提高车辆检修质量，减少车辆故障。

（8）加强路港路企协作。与秦皇岛港建立紧密联系机制，成立秦皇岛地区安全运输协调办公室和路港联合办公室，建立路港月例会制度，调度所、车站与港口保持 24 小时联系，实行港口要车菜单管理。2004 年2月 29 日，原大同铁路分局调度所与神华集团准格尔煤炭能源公司调度所合署办公；2005 年太原铁路局成立后，铁路局调度所分别与神华集团准格尔煤炭能源公司调度及伊泰公司准东调度所合署办公，大准线运输效率显著提高。

（9）加强施工组织作业。为充分利用天窗作业时间，在天窗时间内区间6‰及以下坡道的停留列车，采取可靠的防溜措施，修订完善作业办法，在确保安全的前提下，把施工对运输组织的影响降至最小。

2.3 大秦线发展重载运输的启示

（1）加强对重载关键技术的研究和引进消化吸收。重载关键技术包括单司机值乘、调度集中、多机车联控、列车运行安全监控、车辆安全保障、大功率机车、大轴重车辆、线路基础、牵引供电、信联闭设备等，都需要不断提升水平，提高保障能力。

（2）加强大宗货物装卸车基地建设，不断完善相关工作机制。在做好当前战略装车点建设的同时，还必须抓好装卸设备选型与大型卸车点的布局，以及装卸车设备与相应区间线路通过能力的有效匹配，强化铁路与装车地厂矿、卸车地收货单位的协作，健全完善工作机制，提高运作效率。

（3）加强运输组织方案的优化。重点是搞好重载列车编组及开行方案、机车布局及运用方式的优化调整，增加大功率机车的配置，大范围实行单司机值乘，调整机务布局延长机车交路，调整列检布局延长列检作业保证区段。

3 持续提升我国铁路重载运输发展水平

铁道部党组认真贯彻科学发展观的核心精神和构建社会主义和谐社会的重大战略决策，提出了“十一五” 运输生产奋斗目标，到 2010 年，我国铁路客、货运量将分别达到 15 亿人、35 亿 t，主要繁忙干线实现客货分线，为国民经济和社会发展提供更加坚实的运力支撑。完成这一宏伟目标，应加快既有线扩能改造、建设大能力货运通道、持续深化内涵扩大再生产。

3.1 进一步巩固扩大大秦线重载运输成果

大秦线运量未来将稳定在4亿 t 运量 的水平。实现这个目标，既要确保长期稳定的货源，又要研究适应运量增长的设备改造方案及相关对策，后者尤为关键。

（1）加快牵引供电设施建设。按照年运量增长需求，进一步改造牵引供电设施，加强供电能力，重点解决部分牵引变电所外部电源问题，并根据运输组织需要增设牵引变电所、AT 所。

（2）加快机车机型的统一，进一步增加机车配属。与大秦线有相互车流交换的线路 (北同蒲线、云冈支线、口泉支线、大准线等) 其牵引列车的机型尽快全部统一为 DJ 型和 SS4型，同时加快所有机车的通用性建设，实现以湖东机务本段为支点的列车半循环交路，减少在湖东站的换挂作业，实现机车适应效率的最大化。其他型号的机车 (8K、SS3、SS1等) 应全部从大秦线及其相关衔接线路调出，安排到丰沙大线、准朔铁路、宁岢线、大准线，以及大同—太原北担当列车牵引任务。同时，应根据运量增长需要增加配属机车数量，继续对配属的 SS4型机车进行加装 Locotrol 系统改造，并根据运输组织、机车操纵要求增加机车乘务员，以及维修、整备设备。

（3）加快车辆车型的统一，增加 C80车辆配属数量。未来大秦线车辆运用应全部考虑使用 C80、C70型载重量较大的车辆，因此先期需要逐步增配C80、C70型车辆，其他车辆逐步从大秦线调出；同时要规划确定 C80、C70型车辆的卸车地点。

（4）加快4亿 t 扩能改造工程的研究和建设。抓紧进行大秦线4亿 t 扩能改造相关工程的研究和建设，主要是加快准朔线、大准线复线、宁武—朔州复线、古店—大同东双线联络线、湖东—大同南三四线、迁曹线等工程的建设，线路站场改造的研究，新技术、新设备的引进等，以适应不断增长的运量需求。特别是线路基础需进一步强化，逐步解决线路限速及机车达速问题。

（5）不断加强运输组织、提高运输效率。在总结经验的基础上，继续优化大秦线相关运输组织方案和行车组织，制定、完善各种新技术和新设备的维修、管理及使用办法，加强调度指挥和车站作业组织，进一步落实铁道部、铁路局各项运量增长措施，提高大秦线运输组织和经营管理效益。

3.2 大力提升我国铁路重载运输整体水平

2010 年全国铁路货运量达到 35 亿 t，要求从现在起每年递增 1.75 亿 t 以上。在这种形势下，走内涵挖潜提效之路仍然是 3～5 年内实现增量的必然选择，重载运输将发挥关键的作用。通过结合各大干线的运营实际，大力推广大秦线的成功经验，不断创新重载运输组织方式，促进全路整体水平的提升，为运量的不断增长提供有力支持。

（1）不断扩大重载列车开行范围。抓住“十一五” 期间我国铁路网南北通道、西南通道、进出关通道、煤运通道等大能力货运通道快速扩充的有利条件，在京沪、京广、京哈、陇海、浙赣、京九等干线和大秦线、侯月线，以及其他主要煤炭运输通道、铁矿石运输通道上，积极采用先进成熟的重载技术，结合实际开展重来重去运输，大量开行 5 000 吨、1 万吨、2 万吨及以上的重载列车系列。其他干线也要结合实际实施扩能改造，统一相邻线路的牵引定数，走低成本投入的内涵扩大再生产道路，实现既有线运输能力的快速扩充，努力提供尽可能多的运力。

（2）加快对重载线路配备大功率机车。2003 年以来，我国铁路技术装备现代化加快推进，成功引进了具有世界先进水平的大功率内燃机车和电力机车技术。2010 年 1 200 kW 轴功率8轴电力机车已经下线，年底交付 79 台，1 600 kW 轴功率6轴电力机车也完成了技术交流，达成了采购意向。各铁路局应尽快全面梳理具备开行重载列车条件的线路，加快在这些线路上装备大功率机车的进度，为下一步大量开行 5 000 吨级重载列车创造可靠的动力条件。

（3）努力提高货车轴重。目前，我国铁路货车轴重普遍为 21 t、23 t，新型 80 t 货车轴重才 25 t，与国外重载技术先进国家的货车 30 t 以上、高的达到 40 t 的轴重有较大差距。因此，要加强对提高轴重的投入产出关系研究，实施技术革新，提高货车装载能力，最终以小投入、大产能的内涵挖潜方式提高货运能力。

（4）对既有线基础条件加快实施技术改造。我国铁路既有线车站线路有效长普遍为 850 m，机车牵引定数水平较低，不能适应开行5 000 吨级重载列车的需要。今后要加快对这些线路进行改造，强化线桥隧涵、通信信号等基础，使之具备接发、编组重载列车的条件。在改造既有线时，坚持高起点、高标准，采用先进、成熟、经济、适用、可靠的重载技术，打造既有线重载运输的可靠基础。

（5）加强大宗货物装卸车基地建设。重载运输要求货源尽可能集中，因此要在总结全路5万 t 以下货运站整合工作经验的基础上，继续推进5万～10 万 t 货运站的业务整合工作，从货运源头上整合专用线、整合装车点；进一步加快战略装车点建设步伐，加大运力倾斜，确保空车来源，做好流线衔接，在潜力较大的装车点建设整列装车线，战略装车点基本覆盖我国主要煤矿、钢厂、油田、炼油厂、港口及铁路口岸。重载列车要求到达站作业效率同步提高，因此必须做好装卸设备选型与大型卸车点布局，加强铁路与卸车港口及企业的协调配合，提高卸车能力，真正发挥开行重载列车的优势。

1003-1421(2011)01-0042-05

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2010-12-21

责任编辑：林 欣