大秦线开行3万吨重载列车存在安全风险的探讨

王志强

摘 要：大秦线3万吨重载列车的开行是一项复杂的工程，涉及到列车纵向冲动、网压波动、通信可靠性、机车安全和列车平稳操纵等各个方面的安全风险环节，其中任一环节出现问题都可能对3万吨列车的运行安全造成影响。因此，对大秦线开行3万吨重载列车存在的安全风险进行探讨，可以为大秦线3万吨重载列车的安全开行奠定可靠的理论基础。

关键词：大秦线；3万吨；重载列车；安全风险

中图分类号：U296 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0122-02

1 大秦线概况

大秦线是我国唯一的一条双线电气化重载煤运专线。大秦线一期线路（大同至大石庄区段）于1985年开工建设，1988-12正式通车；二期线路（大石庄至秦皇岛东区段）于1989年开工建设，1992-12正式通车。全线横跨山西、河北、北京和天津四省市，总长653 km，从西到东垂直落差达1700 m。大秦铁路隧道较多，全线隧道共计52座；桥梁多，全线桥梁共计348座；站间区间长、坡道大，重车最大坡度为12‰的下坡道；气候恶劣，多风沙、昼夜温差大。大秦线年运量最初设计为1亿吨，后经扩能改造，运量年年攀升，2013年运量达4.5亿吨，2014年计划完成年运量4.6亿吨。

2 开行情况

2014-04-02，大秦线3万吨重载列车顺利开行，本次3万吨重载列车的编组方式为“1+1+1+1”的编组模式，即：HXD1-66机车（和谐I型66号机车）+SY997745试验车+C80×105辆货车+HXD1-1机车（和谐I型1号机车）+C80×105辆货车+HXD1-69机车（和谐I型69号机车）+C80×105辆货车+SS4-862机车（韶山4型862机车）。编组辆数320辆，其中货车315辆；牵引总重31 500 t；列车总长3 971 m；开行车次55 002次，运行至湖东二场外包线转换55 001次；在袁树林站-柳村站间运行。

3 主要安全风险探讨

3.1 列车纵向冲动风险探讨

3万吨重载列车的安全、平稳运行与纵向车钩力有密切的关系——纵向力偏大，会导致横向分力、垂向力增大，对列车的运行安全造成非常不利的影响。由于在列车尾部加挂了1台SS4机车作为从控机车，因此增加了机车牵引功率储备，显著地改善了3万吨组合列车的制动，缓解同步性，使列车的纵向力水平控制在安全限度内。同时，该编组循环制动的再充气时间比现有2万吨编组缩短了50%左右，提高了长大列车通过坡道的安全性。

3.2 网压波动风险探讨

理论计算表明，3台HX机车+1台SS4机车牵引3万吨列车在个别区段存在牵引负荷取流大于牵引变压器容量的情况；而在长大下坡道区段，可能存在3台HX机车同时电制动反馈，造成网压过高，使电制封锁无法正常使用的现象，危及到3万吨重载列车的运行安全。在本次试验中，多次出现网压波动到23 kV、24 kV和机车因网压转矩受限制的情况。可见，大秦线现有的供电设备仍无法完全满足3万吨重载列车的长期开行。

3.3 通信可靠性风险探讨

通信可靠性是开行长大编组重载列车的基础，与现行2万吨编组相比，3万吨编组不仅增加了2台从控机车，通信距离也延长了2倍，不同位置机车所处的线路纵断面情况更加复杂，

因此对通信的可靠性要求更高。本次3万吨列车试验运行中，多次出现通讯丢失、DP通讯路径转电台模式报警、CIR设备掉网等问题，对列车的安全运行构成了严重威胁。一旦通讯异常，列车就会发生紧急制动，机车与车辆的车钩力会急剧增大，严重威胁到列车的运行安全。图1为通讯正常和通讯异常时列车发生紧急制动的车钩力比较。

摘 要：大秦线3万吨重载列车的开行是一项复杂的工程，涉及到列车纵向冲动、网压波动、通信可靠性、机车安全和列车平稳操纵等各个方面的安全风险环节，其中任一环节出现问题都可能对3万吨列车的运行安全造成影响。因此，对大秦线开行3万吨重载列车存在的安全风险进行探讨，可以为大秦线3万吨重载列车的安全开行奠定可靠的理论基础。

关键词：大秦线；3万吨；重载列车；安全风险

中图分类号：U296 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0122-02

1 大秦线概况

大秦线是我国唯一的一条双线电气化重载煤运专线。大秦线一期线路（大同至大石庄区段）于1985年开工建设，1988-12正式通车；二期线路（大石庄至秦皇岛东区段）于1989年开工建设，1992-12正式通车。全线横跨山西、河北、北京和天津四省市，总长653 km，从西到东垂直落差达1700 m。大秦铁路隧道较多，全线隧道共计52座；桥梁多，全线桥梁共计348座；站间区间长、坡道大，重车最大坡度为12‰的下坡道；气候恶劣，多风沙、昼夜温差大。大秦线年运量最初设计为1亿吨，后经扩能改造，运量年年攀升，2013年运量达4.5亿吨，2014年计划完成年运量4.6亿吨。

2 开行情况

2014-04-02，大秦线3万吨重载列车顺利开行，本次3万吨重载列车的编组方式为“1+1+1+1”的编组模式，即：HXD1-66机车（和谐I型66号机车）+SY997745试验车+C80×105辆货车+HXD1-1机车（和谐I型1号机车）+C80×105辆货车+HXD1-69机车（和谐I型69号机车）+C80×105辆货车+SS4-862机车（韶山4型862机车）。编组辆数320辆，其中货车315辆；牵引总重31 500 t；列车总长3 971 m；开行车次55 002次，运行至湖东二场外包线转换55 001次；在袁树林站-柳村站间运行。

3 主要安全风险探讨

3.1 列车纵向冲动风险探讨

3万吨重载列车的安全、平稳运行与纵向车钩力有密切的关系——纵向力偏大，会导致横向分力、垂向力增大，对列车的运行安全造成非常不利的影响。由于在列车尾部加挂了1台SS4机车作为从控机车，因此增加了机车牵引功率储备，显著地改善了3万吨组合列车的制动，缓解同步性，使列车的纵向力水平控制在安全限度内。同时，该编组循环制动的再充气时间比现有2万吨编组缩短了50%左右，提高了长大列车通过坡道的安全性。

3.2 网压波动风险探讨

理论计算表明，3台HX机车+1台SS4机车牵引3万吨列车在个别区段存在牵引负荷取流大于牵引变压器容量的情况；而在长大下坡道区段，可能存在3台HX机车同时电制动反馈，造成网压过高，使电制封锁无法正常使用的现象，危及到3万吨重载列车的运行安全。在本次试验中，多次出现网压波动到23 kV、24 kV和机车因网压转矩受限制的情况。可见，大秦线现有的供电设备仍无法完全满足3万吨重载列车的长期开行。

3.3 通信可靠性风险探讨

通信可靠性是开行长大编组重载列车的基础，与现行2万吨编组相比，3万吨编组不仅增加了2台从控机车，通信距离也延长了2倍，不同位置机车所处的线路纵断面情况更加复杂，

因此对通信的可靠性要求更高。本次3万吨列车试验运行中，多次出现通讯丢失、DP通讯路径转电台模式报警、CIR设备掉网等问题，对列车的安全运行构成了严重威胁。一旦通讯异常，列车就会发生紧急制动，机车与车辆的车钩力会急剧增大，严重威胁到列车的运行安全。图1为通讯正常和通讯异常时列车发生紧急制动的车钩力比较。

摘 要：大秦线3万吨重载列车的开行是一项复杂的工程，涉及到列车纵向冲动、网压波动、通信可靠性、机车安全和列车平稳操纵等各个方面的安全风险环节，其中任一环节出现问题都可能对3万吨列车的运行安全造成影响。因此，对大秦线开行3万吨重载列车存在的安全风险进行探讨，可以为大秦线3万吨重载列车的安全开行奠定可靠的理论基础。

关键词：大秦线；3万吨；重载列车；安全风险

中图分类号：U296 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0122-02

1 大秦线概况

大秦线是我国唯一的一条双线电气化重载煤运专线。大秦线一期线路（大同至大石庄区段）于1985年开工建设，1988-12正式通车；二期线路（大石庄至秦皇岛东区段）于1989年开工建设，1992-12正式通车。全线横跨山西、河北、北京和天津四省市，总长653 km，从西到东垂直落差达1700 m。大秦铁路隧道较多，全线隧道共计52座；桥梁多，全线桥梁共计348座；站间区间长、坡道大，重车最大坡度为12‰的下坡道；气候恶劣，多风沙、昼夜温差大。大秦线年运量最初设计为1亿吨，后经扩能改造，运量年年攀升，2013年运量达4.5亿吨，2014年计划完成年运量4.6亿吨。

2 开行情况

2014-04-02，大秦线3万吨重载列车顺利开行，本次3万吨重载列车的编组方式为“1+1+1+1”的编组模式，即：HXD1-66机车（和谐I型66号机车）+SY997745试验车+C80×105辆货车+HXD1-1机车（和谐I型1号机车）+C80×105辆货车+HXD1-69机车（和谐I型69号机车）+C80×105辆货车+SS4-862机车（韶山4型862机车）。编组辆数320辆，其中货车315辆；牵引总重31 500 t；列车总长3 971 m；开行车次55 002次，运行至湖东二场外包线转换55 001次；在袁树林站-柳村站间运行。

3 主要安全风险探讨

3.1 列车纵向冲动风险探讨

3万吨重载列车的安全、平稳运行与纵向车钩力有密切的关系——纵向力偏大，会导致横向分力、垂向力增大，对列车的运行安全造成非常不利的影响。由于在列车尾部加挂了1台SS4机车作为从控机车，因此增加了机车牵引功率储备，显著地改善了3万吨组合列车的制动，缓解同步性，使列车的纵向力水平控制在安全限度内。同时，该编组循环制动的再充气时间比现有2万吨编组缩短了50%左右，提高了长大列车通过坡道的安全性。

3.2 网压波动风险探讨

理论计算表明，3台HX机车+1台SS4机车牵引3万吨列车在个别区段存在牵引负荷取流大于牵引变压器容量的情况；而在长大下坡道区段，可能存在3台HX机车同时电制动反馈，造成网压过高，使电制封锁无法正常使用的现象，危及到3万吨重载列车的运行安全。在本次试验中，多次出现网压波动到23 kV、24 kV和机车因网压转矩受限制的情况。可见，大秦线现有的供电设备仍无法完全满足3万吨重载列车的长期开行。

3.3 通信可靠性风险探讨

通信可靠性是开行长大编组重载列车的基础，与现行2万吨编组相比，3万吨编组不仅增加了2台从控机车，通信距离也延长了2倍，不同位置机车所处的线路纵断面情况更加复杂，

因此对通信的可靠性要求更高。本次3万吨列车试验运行中，多次出现通讯丢失、DP通讯路径转电台模式报警、CIR设备掉网等问题，对列车的安全运行构成了严重威胁。一旦通讯异常，列车就会发生紧急制动，机车与车辆的车钩力会急剧增大，严重威胁到列车的运行安全。图1为通讯正常和通讯异常时列车发生紧急制动的车钩力比较。