我国重载铁路发展模式研究

2011-07-13夏胜利张进川

铁道运输与经济 2011年9期

夏胜利，杨浩，张进川，晁阳

（北京交通大学交通运输学院，北京 100044）

铁路车重编载组运长输度是，在大一幅定度的提技高术列装车备质条量件，下充，分扩利大用列运输设施的综合能力，采用大功率内燃或电力机车牵引达到一定质量标准的运输方式。目前，货运重载化已成为多数铁路大国货物运输现代化发展的重要标志。但由于各国铁路网及运营条件、技术装备水平、发展重载运输的着眼点不同，所采用的重载列车运输类型和组织方式具有不同的特点，最终形成了各具特色的重载铁路运输模式。纵观有关铁路重载运输的文献与书籍，虽有重载列车开行模式 (单元式、组合式、整列式) 的研究，但没有重载铁路分类的研究。对不同类型的重载铁路进行研究，将有助于开展重载运输的国家和铁路部门结合自身实际、合理选取重载铁路发展模式，如发展重载运输是新建重载运输专线，还是对既有线进行改造；若对既有线改造是独立自成系统，还是作为铁路网通道使用等。

1 重载铁路的定义演变

重载铁路是长期开展货物重载运输且重载运输量达到一定规模的铁路运输线路。重载铁路的定义经历了以下3个发展阶段。

（1）1986 年 10 月在加拿大温哥华召开的第三届国际重载运输会议上讨论确定，凡属重载铁路至少应满足下列3个条件中的2项：①列车质量至少达到 5 000 t；②货车轴重 21 t 及以上；③年货运量 2 000万 t 及以上。

（2）随着重载运输的发展，国际重载协会在1994 年6月的年会上对重载铁路的定义进行了修改，重载铁路必须满足以下3条标准中的至少2条标准：①列车质量至少达到 5 000 t；②货车轴重达到或超过 25 t；③在长度至少为 150 km 的线路上，年货运量不低于 2 000 万 t。

（3）在 2005 年国际重载协会理事会上，对新申请加入国际重载协会的重载铁路，要求满足以下3 条标准中的至少2条标准：①列车质量不低于8 000 t；②货车轴重达到 27 t 及以上；③在长度不小于 150 km 的线路上，年货运量不低于 4 000 万 t。

国际重载协会对重载运输的定义中，列车质量、货车轴重、年货运量是3个重要的条件。对比3次重载铁路标准的变更，最突出的是重载货车轴重不断增加，反映了铁路重载运输技术水平不断发展和提高的趋势。而随着世界范围内开行的重载列车质量的进一步提高及重载运输量的增大，2005年的重载铁路标准对列车重量及年货运量标准进行了修改。

目前，我国大秦铁路 (含部分相邻衔接线路)、朔黄铁路满足国际重载协会 2005 年的重载铁路新标准，京广、京沪、京哈等既有繁忙干线满足 1994年的重载铁路标准。由于新标准并未广泛推广，对于重载铁路的定义，仍以国际重载协会 1994 年的标准为准。

2 世界重载铁路发展现状

2.1 国外重载铁路发展现状

（1）美国。美国是世界铁路重载运输的发源地，自 20 世纪 60 年代开始发展重载运输。以美国和加拿大为代表的北美铁路，路网规模大，铁路运输以货运为主，客运所占比重很小，铁路网基本为货运专网，货运组织形式均以重载运输和联合运输为主，主要有装车地和卸车地间开行的大宗货物重载单元列车，以及海铁联运中开行的双层集装箱重载列车。美国最大的联合太平洋铁路公司 (UP)经营的铁路里程为 54 000 km，列车平均牵引质量已达 14 900 t，一般重载列车平均牵引质量达到2万～3万 t。重载铁路年输送能力达到单线 1.2 亿t、双线 2.1亿 t。2003 年以来，美国还在东北走廊高速铁路上开行轴重 30 t 的重载列车。

（2）澳大利亚。澳大利亚铁路在建设初期由于没有统一规划、统一组织管理模式和统一技术标准，因而多种轨距并存，各州铁路连通问题突出。在重载运输方面，借鉴美国和加拿大的经验，因地制宜地修建了几条重载铁路，既有窄轨铁路，也有准轨铁路。澳大利亚发展重载运输采取两种途径：①在客货共线的线路上，采取改造旧线和修建部分新线相结合的办法，变轻载线为重载线，如 20 世纪50 年代末至 60 年代初对昆士兰州运输繁忙的1 067 mm 窄轨铁路进行技术改造，实现窄轨铁路的重载运输 (以运煤为主)；②新建重载专线，牵引总重可达2万多吨，其中最具特色的准轨重载铁路是BHP 铁矿铁路 (包括全长426 km 的纽曼山铁路和全长217 km的亚利耶铁路) 和哈默利斯铁矿铁路。纽曼山铁路和哈默利斯铁矿铁路是世界上运量最大的单线重载铁路，其年运量均能达到约 6 000 万 t。BHP 铁矿铁路还多次创造重载列车牵引总重的世界最高纪录。

（3）南非。南非铁路现有路网全部是窄轨铁路，20 世纪 70 年代末开始采用重载技术，主要有2条电气化重载货运专线：理查兹湾运煤专线和锡申—萨尔达尼亚矿石运输专线，其中后者开行重载列车的平均牵引质量已达 25 920 t。南非铁路开行的单元式重载列车还多次打破米轨铁路重载运输的世界纪录。

（4）巴西。巴西铁路进行了私有化改革，各铁路公司根据货流特点开展重载运输。CVRD 铁矿集团经营的维多利亚—米纳斯铁路和卡拉齐重载铁路是巴西的两条主要重载运输线路。其中维多利亚—米纳斯铁路是一条轨距 1 000 mm 的复线窄轨铁路，年货运量近1亿 t，占巴西全国铁路运量的37%，是世界上运量最大的窄轨铁路；卡拉齐重载铁路开行 30 t 轴重的重载列车，平均牵引质量 39 000 t，单线铁路年运输铁矿达 5 000 万 t。巴西的重载运输线路除了主要运送铁路矿石外，还运送旅客和其他普通货物。

（5）其他。瑞典北部有条挪威—瑞典矿山重载专用铁路。近年来，西欧部分国家开始在客货共线铁路上开行 25 t 轴重的重载列车。前苏联曾在繁忙干线上开行超长超重的组合列车。俄罗斯、印度铁路部门开展重载运输也是采用在客货共线的繁忙干线上开行重载列车的形式。

2.2 我国重载铁路发展现状

我国铁路从 20 世纪 80 年代开始发展重载运输，起步较晚，但发展迅速。自 2006 年以来，随着大秦线 2万吨组合列车的大量开行及 23 t 轴重通用货车在全路推广使用，我国铁路的重载运输已形成两种主要模式：①在重载运煤专线大秦线及其相邻衔接线路上开行万吨单元列车和万吨、2 万吨组合列车；②在京广、京沪、京哈、陇海等既有主要繁忙干线上开行 5 000～6 000 吨级的整列式重载列车。随着我国铁路的发展，重载运输技术有待进一步推广。

3 重载铁路的分类

根据单条重载铁路在铁路网中的作用，以及与路网中其他线路衔接的情况，可以将重载铁路分为全封闭模式、全开放模式和半封闭模式。这3 种模式重载铁路的车流来源和去向、开行重载列车类型、运输组织特点、能力利用情况均存在一定差异。

3.1 全封闭模式重载铁路

全封闭模式重载铁路是在路网中具有独立性，与其他铁路线路不相衔接，或者虽衔接但没有或有较少车流上下线，实行点到点运输的重载运输线路，如图1所示。全封闭模式重载铁路重空车流运行方向固定，空车列在装车点装车，上线运行，到卸车点卸车，卸后返回，循环运行，实行统一的列车牵引质量标准，列车在途中不改编，车流组织简单。

全封闭模式重载铁路以澳大利亚、巴西、南非、瑞典等国家修建的点到点运输的重载货运专线为代表。这些国家在煤矿、铁矿等大宗货源集中的地方与工厂、电厂、港口等大宗货物待卸的地点间修建重载运输专线，组织从装车地到卸车地的重载运输，以运送煤炭、铁矿石等大宗货物为主，主要开行质量达万吨及以上的单元式重载列车。通过货物集中发运，快速装卸，循环直达，加速列车周转来降低运输成本，提高运输效率，获取更大盈利，增强铁路与其他运输方式的竞争能力。

3.2 全开放模式重载铁路

全开放模式重载铁路是采用普通运输组织方法开行列车、符合重载运输定义、作为路网通道使用的铁路运输线路，如图2所示。由于全开放模式重载铁路作为路网通道使用，为充分利用铁路运输能力，一般线路双方向都可为重车流，空车流较少，重车流的方向不固定，同时还要满足其他类型列车共线运行的需求。

全开放模式重载铁路以俄罗斯、中国、印度等国家在既有客货共线运输的繁忙干线开展的重载运输模式为代表。这类重载铁路一般是为了巩固和拓展大宗物资运输的铁路市场份额，或者为了开行更多的快速旅客列车和为快运货物列车挖掘潜力，在既有铁路网繁忙干线上的车流集中地点间，如装卸车站之间、技术站之间大量开行整列式重载列车或组合式重载列车而形成的。全开放模式重载铁路本身是铁路网的有机组成，衔接着铁路网中的其他线路 (重载运输线路或非重载运输线路)，路网中的车流 (旅客列车和货物列车) 均可通过该类重载铁路运输。

3.3 半封闭模式重载铁路

半封闭模式重载铁路是介于前两种模式之间的重载铁路，这类重载铁路在铁路网中是相对独立的，两端衔接铁路网中的相关线路，其车流来源和去向比较复杂，大部分车流需要在线路两端的技术站进行解编或组合拆解作业，从而形成半封闭的重载铁路模式，如图3所示。半封闭模式重载铁路的重空车流方向一般是固定的，重空车流分别在线路两端汇集或疏散，在线路上具有共同运行径路，以重载列车形式运行。

半封闭模式重载铁路以我国大秦线为代表，主要开行组合式重载列车和单元式重载列车。由于该类型重载铁路两端衔接的线路牵引定数相对较低，列车上下线运行如按相应牵引定数进行解编作业，将造成衔接技术站作业量过大，而采用开行组合列车的方式可有效减少两端技术站的作业量，便于列车上线组合及下线分解。因此，对于从衔接线路接入或交出的车流可开行组合式重载列车，对本线到发车流则适宜开行单元式重载列车。此外，如果对该类重载铁路两端的衔接线路进行改造，使其牵引定数与重载铁路一致或相匹配，也可直接开行装车地至卸车地的单元式重载列车。

需要说明的是，以上分类方法是针对单条重载铁路而言的。当重载运输进一步推广，某种模式或多种模式的重载铁路叠加，即形成了重载货物运输网。

4 不同模式重载铁路的运输组织特点

4.1 全封闭模式重载铁路运输组织特点

全封闭模式重载铁路要求装卸点间有强大稳定的货流保证，产销运一体化程度高；采用先进的技术装备，且机车车辆、线路站场、牵引供电、通信信号、装卸设备等应协调匹配；大量开行点到点循环直达单元式重载列车，列车途中作业内容少，调度指挥自成体系，运输组织比较简单，运输效率高。运输组织的关键点主要是对重载列车的质量、密度和速度的确定，以及对整列装卸作业的组织。

全封闭模式重载铁路在新线修建时较易实现封闭式装运卸系统，若是对既有线改造，往往因其与既有铁路网连通，难度较大；但若产、运、销各方归属同一大型企业，如我国的包神、神朔、朔黄3条地方铁路，由于与煤矿、港口同属神华集团，产、运、销可进行一体化组织，则可通过改造实现该类重载铁路发展模式。

4.2 全开放模式重载铁路运输组织特点

全开放模式重载铁路运输组织方式与普通铁路相同，但运输条件异常复杂。首先，由于作为铁路网的通道使用，全开放模式重载铁路一般为客货共线运输，而客货列车运行速度差，以及对线路等设备条件要求不同，客货共线模式对全开放重载铁路运输能力及列车运行组织影响较大。其次，全开放模式重载铁路自身线路条件复杂，且衔接铁路网中众多线路，重载车流来源及去向复杂，重载列车的组合、分解站较多，运输组织难度大。运输组织的关键点主要是科学研究重载车流集散规律，合理确定重载运输组织站及作业组织模式。

全开放模式的重载铁路一般在既有线发展重载运输时形成，由于受沿线经济及人口发展，需承担相应客货运输任务，起到连通整个铁路网的作用。因而无论从货物的品类还是来源去向，以及所承担的客运任务上，都决定着其必须采用开放式的运输组织方式。

4.3 半封闭模式重载铁路运输组织特点

半封闭模式重载铁路两端车流来源及去向较多，一般以成组或整列 (中途不拆解) 为单位调整，不同的组合形式可形成不同的重载列车类型，大部分可实现循环直达的组织模式；线路上列车运行组织相对简单，一般不越行；对装车端、本线、卸车端、技术站的运输组织及设备的相互协调性要求较高；空、重车方向由于列车追踪间隔、线路大修周期的不同，空车方向通过能力一般较重车方向富余；由于具有相对独立性，可以更多地从本线出发，构筑有自身特点的、先进的运输组织模式。运输组织的关键是装车端货流和车流的组织，以及重载铁路上大载质量重载列车的开行技术、数量和组织方法等问题。

半封闭模式的重载铁路一般沿线地区客货运输需求相对稀少，发展地区经济的作用有限；而货流产生与灭失地点相对集中在线路两端衔接的铁路网通道上，品类单一，运输量大，因而形成半封闭运输模式。