大秦铁路重载运输分析与启示

2015-03-11胡小平邓成尧韩金刚刘映安李淑华

交通运输工程与信息学报 2015年2期

胡小平邓成尧韩金刚刘映安李淑华

1. 成都铁路局，眉山车辆监造项目部，四川，眉山 620032

2. 南车眉山车辆有限公司，四川，眉山 620032

0 引言

重载运输是国际公认的铁路货运发展方向，因其运能大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路的广泛重视。目前，美国、加拿大、巴西、澳大利亚、南非、瑞典等矿产资源丰富的铁路大国由于推行重载运输，极大地提高了铁路生产效率，铁路货运收入均达到较高的水平。自20世纪80年代以来，我国大力推行以大秦铁路为代表的铁路重载运输，目前，己经取得了一系列的成果，达到了世界先进水平。分析大秦铁路重载运输效益，总结大秦铁路重载运输经验，对我国大力发展铁路重载运输具有重要的借鉴意义。

1 大秦重载铁路运输概况

大秦重载铁路运营区间为大同至秦皇岛，全长653 km，是中国铁路第一条开行重载单元列车的煤炭运输专线。自1988年12月大秦线一期开通运营后，大秦重载铁路依靠自主创新，逐步开行了1万t重载列车和2万t重载组合列车，重载列车数量逐步增加。1万 t重载列车于 2002年底开始研究和试验，2003年9月1日正式开行，2008年达到62列。2万t重载组合列车于2003年开始进行技术经济论证，并对固定设备和移动设备进行技术改造，于2006年3月28日正式开行，2007年达到日均26列，2011年达到日均 59.4列，2012年日均 57.7列，2014年日均54.1 列[1~4]。

随着重载列车数量的大幅度增加，大秦重载铁路日输送煤炭的纪录不断被刷新。2005—2014年日均运量增长如图 1所示，2002—2014年年运量增长如图2所示。

由图1和图2可知，日均运量的增长使得年运量大幅度提高，从2004年到2007年，大秦线运量每年递增5 000万t，年运量从2002年的1亿t提高到2014年的 4.5亿 t，屡次刷新世界记录，已成为世界上运输密度最大、运输能力最高的重载铁路。

图1 大秦铁路日均运量曲线Fig.1 Average daily capacity curve of Da-Qin railroad

图2 大秦铁路年运量曲线Fig.2 Annual capacity curve of Da-Qin railroad

2 大秦铁路重载运输经济效益分析

2.1 前10年的经济效益

大秦铁路建成之前，国内原有的铁路平均牵引重量增长速度缓慢。大秦铁路自从1989年西段开通运营，首年即完成运煤2007万t。之后以年均11.7%的速度增长，到 1995年年运煤量达 5 596万 t，1997年运煤超过6 000万t，1999年已达到亿t运输能力。大秦线的成功运营使大同分局实现了年货运量、煤运量和晋煤外运量3项指标跨越亿t大关，年运输收入逾50亿元的历史性突破，使得大同分局的主要经营指标荣居全路 54个分局之首[6,7]。1989—1998年 10年中，大秦铁路共运出晋煤 4.58亿 t，运输收入达115.5亿元，年均递增34.19%。大秦铁路10年的骄人业绩，为我国国民经济的发展、缓解铁路运能与运量之间的矛盾、提高铁路的经济效益及运输效率，均做出了突出的贡献。

2.2 第一次扩能改造后的经济效益

为了缓解铁路运输瓶颈制约，大秦铁路于 2002年进行第一次扩能改造后，开行了5000t、1万t和2万t重载组合列车，重载列车数量逐步增加，2002年煤炭运输总量首次突破亿t大关。图3为2003—2007年间的年运量与日均运量，图4为2003—2007年间的利润增长情况。

图3 2003—2007年间大秦铁路煤炭运量Fig.3 Coal transport valumes of Da-Qin railroad from 2003 to 2007

图4 2003—2007年间大秦铁路煤炭运输收益Fig.4 Coal transport benefits of Da-Qin railroad from 2003 to 2007

由图3和图4可以看出第一次扩能改造后大秦铁路的日运量逐渐增多，年运量大幅度提高，从而使利润也呈现大幅增长。从2003年到2007年五年中，大秦线年运量从 2003年的 1.22亿 t提高到2007年的3.04亿t（增长了149.2%），总利润从2003年的51.4亿t提高到2007年的209亿t（增长了306.6%）。第一次扩能改造后，为大秦铁路各项经济指标的提高提供了坚实的基础。

2.3 第二次扩能改造后的经济效益

在2008年年底的国际金融风暴之后，国家采取了刺激经济政策，在刺激经济政策下钢铁、电力、水泥均现回暖迹象，需煤量开始大幅增加，然而，2亿t运能的大秦铁路再度吃紧。为了进一步提升大秦铁路运输能力，于2008年开始大秦铁路进行第二次扩能改造，目标为年运量4亿t。图5为2008—2014年间的年运量与日均运量，图6为2008—2014年间的营业收入情况。

图5 2008—2014年间大秦铁路煤炭运量Fig.5 Annual coal transport volumes of Da-Qin railroad from 2008 to 2014

图6 2008—2014年间大秦铁路煤炭运输收益Fig.6 Annual coal transport benefits of Da-Qinrailroad from 2008 to 2014

经过第二次扩能之后的大秦铁路运量和利润都呈稳步的增长，通过图5和图6可知，2014年的年运量比扩能前的2008年多出1.1亿t，年运量增长了32.3%。2014年的营业收入总利润比2008年多出318.9亿元，利润增长了 141.11%。第二次扩能保障了我国的用煤需求，也给大秦铁路带来了丰硕的经济效益。

2.4 成本效益

我国煤炭资源分布不匀造成了煤炭资源中心远离煤炭消费中心，形成了我国“西煤东运、北煤南运”的格局。从目前我国的主要煤炭生产基地——山西大同，到东部和南部的用煤中心沈阳、上海、广州、京津等地，分别为1270、1890、2740和430 km。随着我国经济高速发展，用煤量日益增大，再加之煤炭生产重心西移，运距将加长。据统计，目前中国铁路主要大宗货物运价在0.05~0.15元/t·km左右，而公路主要大宗货物运价在0.5~1.0元/t·km左右，铁路货物运价仅相当于公路运价的 1/10左右，铁路线路低运价的成本优势可见一斑。

目前股份制煤炭货运铁路主要是神华集团拥有的四条铁路：包神、大准、神朔和朔黄。这些铁路执行的是国家发改委批准的煤炭运输价格，其定价的市场化程度较高。与这几条铁路的运价相比，大秦线的运价与朔黄线相当，比其他三条线低20%～33%，由图7可以看出大秦铁路具有运输成本优势，在相同的运距和运量情况下，大秦铁路将能获得更大的经济收益。

图7 主要铁路煤运线路的运价Fig.7 Transportation prices of the main coal transportation railroads

3 大秦铁路重载运输安全经济效益分析

随着大秦重载铁路运输的不断发展，轮轨磨耗、车辆部件间磨耗、行车安全等安全问题也日益突出[8]，为保证大秦重载铁路运输安全，大秦铁路于2003年开始建立了一系列的安全保障体系[9]，为大秦铁路重载运输列车的开行安全和畅通提供了科学、先进、可靠的技术保障，同时也获得了良好的安全经济效益。

3.1 重载货车安全可靠性得到显著提高

随着重载货车设计技术、制造工艺的不断创新和完善，大秦线重载货车的运行品质日趋稳定，配件磨耗、裂损等故障持续下降。重载货车检修有关数据显示，2008年湖东车辆段检修的8 802辆重载货车中，故障检修率仅为2.1件/辆，较2007年降低1.1件/辆，也远远低于全路平均水平，反映出大秦线重载货车的安全可靠性有了明显提升[9]。

3.2 重载货车安全防范能力得到显著增强

随着实施重载安全防范的不断深入，尽管大秦线货运量逐年大幅递增，但重载货车的责任故障发生率却逐年下降，2002—2008年大秦线运量和重载货车责任故障发生情况[9,11]统计如图8和图9所示。

图8 大秦线运量和重载货车责任故障图Fig.8 Transport capacities and vehicle failures of Da-qin railroads

图9 货车总故障数与重载货车故障数Fig.9 Numbers of wagon failures and heavy haul failures of Da-qin railroads

从图8和图9可以看出，重载货车的责任故障发生率逐年下降，已由2002年每实现千万 t运量发生1.90件下降到2008年的0.06件，降幅达96.8%。可见大秦铁路重载货车运行安全防范体系日趋科学，运行安全防范能力得到了显著增强。

3.3 重载货车运用作业效率得到显著提高

随着重载货车运用安全保障能力、安全监控防范网络以及故障应急处理能力的不断完善，大秦线重载货车列检作业组织和能力日趋合理，作业效率大幅提高。2003—2008年，车辆周转时间压缩了0.7天，车辆周转率提高了28%；列车追踪间隔压缩了3 min；列车到发密集率提高了20%；列车最高运行速度提高了10 km/h；车流密度提高了12.5%；运量增加了2.2亿t，运输效率提高了183%；列检平均安全保证区段延长了240 km，提高了92.3%；最长安全保证区段延长了1 205 km，是2003年的4.7倍；现场检车员减少了436人，下降幅度为23.9%；现场检车员平均每人每天多技检137辆，是2003年的3.36倍。

4 大秦铁路重载运输社会效益分析

大秦铁路重载运输产生了巨大的社会效益。大秦铁路是“三西”煤炭外运的主要通道之一，据国家统计局公布，从山西多运出1 000万t煤炭，华北地区可增加130亿元工业产值，华东地区5省1市可增加170亿元工业产值；从“三西”每年多运5 000万t煤炭，相当于增加了一个华北电网、17个装机容量百万千瓦小时的中型发电厂一年的发电耗煤量，可为国家增加工业产值1 200亿元。多开一列大秦铁路的2万t重载列车，就相当于分流了300辆公路货车的运输需求[11]，前者车体长约2 700 m，而后者首尾相连将长达10多km。2005年时，公路运输能耗为1 060千卡/t·km，铁路运输为68.1千卡/t·km，吨公里差距达到了991.9千卡[12]。据 2011年统计数据显示，铁路总能耗为1.96×1013千卡，仅占公路消耗的6.4%，碳排放量为1 115.5万t，仅占公路的1.76%，如此可见，大秦铁路环保和节能效益明显。在2008年，中国南方遭遇罕见的雨雪冰冻灾害，公路运输不畅，电力严重短缺。作为北煤南运的大动脉，大秦铁路日抢运电煤突破百万t，在保生产、保民生中发挥了重要作用。

5 大秦铁路重载运输对我国铁路运输发展的启示

大秦铁路重载运输的成功，标志着我国已进入世界铁路重载运输行业的前列，同时也为我国铁路运输指明了重载运输发展的方向。因此，应充分借鉴大秦铁路重载运输的成功经验，结合我国的铁路相关技术政策和铁路运行环境，大力发展适应我国国情的铁路重载运输。

5.1 加强既有线路和技术装备升级改造

我国铁路既有线车站线路有效长普遍为850m或1050m，机车牵引定数水平较低，不能适应开行5000吨级及以上重载列车的需要[11]。需要加快对这些线路进行技术改造，强化线桥隧涵、通信信号等基础设施，使之具备接发、编组重载列车的条件。在改造既有线时，应坚持高起点、高标准，采用先进、成熟、经济、适用、可靠的重载铁路成熟技术，打造既有线重载运输的可靠基础。

大秦线在建设之初就采用了很多先进的技术装备，已经成功开行2万吨重载列车，并且进行了3万吨重载列车运行试验，系统地引进和开发了一批国际、国内领先的货运装备和配套设施，为进一步提高重载水平奠定了坚实基础[9]。

（1）开发大轴重车辆，提高铁路货车单车载重量及同等列车编组的牵引重量，实现运输效益的极大化。

（2）采用大功率机车，确保重载列车的牵引力。

（3）采用多机车同步操纵技术，实现主控机车对从控机车的无线控制，确保万吨组合列车顺利开行。

（4）采用高强度接触网，优化接触网的悬挂方式（直链型悬挂、平头腕臂、整体载流吊弦），提升接触网整体强度。

（5）提高信联闭系统的可靠性。

（6）不断改善线路质量。全线铺设75kg/m跨区间无缝线路，正线道岔铺设75kg/m 18#可动心道岔，对线路采用栅栏封闭，取消所有平交道口。

5.2 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、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，抓好装卸车设备与相应区间线路通过能力的有效匹配，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。