JSQ6型铁路专用运输车辆溜放作业研究

刘 旭

(中国铁路武汉局集团有限公司 运输部，湖北 武汉 430071)

1 JSQ6型铁路专用运输车辆溜放作业现状

2009年以来，作为世界上最大的汽车生产国，我国汽车产量逐年稳步增长，仅2018年受政策因素和宏观经济影响有所下降，但2018年我国商品汽车产量仍然达到2 352.9万台，其中除30%属于同省或相邻城市的短途配送外，可以选择采用铁路运输的中长途商品汽车有1 647万台。预计到2020年，全国商品汽车产量将达到2 800万台，具备采用中长途铁路运输条件的约1 960万台[1]。面对巨大的市场份额，铁路部门主动加强市场营销策略研究，科学细分目标市场，大力发展商品汽车运输，已经逐步实现从“站到站”运输向“门到门”运输的根本性转变，商品汽车发运量呈现出逐年倍增的良好态势，从2006年的5万台到2018年575.46万台，11年增长了115倍[2]。

目前，商品汽车运输主要以JSQ6型铁路专用运输车辆(以下简称“JSQ6型车辆”)为主，由于JSQ6型车辆底部为凹形，而且车辆长度较长，无法正常通过驼峰，给技术站的解、编作业带来较大影响。以武汉北站为例，2018年武汉北站含有JSQ6型车辆的到达列车18.3列/d，占接发列车总量的10.7%。其中，无解编列车4.36列/d、解编列车13.88列/d，到达JSQ6型车辆429辆/d，到达含JSQ6型车辆的列车中，2个以上到站占50.4%。在武汉北站驼峰解体作业时，正常情况下每列解体时间约为10 ～ 15 min，JSQ6型车辆解体作业时均需要经迂回线顶送至编组场内，每取送一次禁溜线需增加15 min，同时顶送前需按比例接风，每顶送一勾JSQ6车辆的作业时间就在30 min以上，影响了JSQ6型车辆作业效率和安全。因此，亟需对JSQ6型车辆溜放作业进行研究。

JSQ6型车辆为凹形双层汽车运输车，车辆全长达到26.066 m，车体底部为凹形，在平直线路上车体下部最低点距轨面设计高度(空车)仅为190 mm，通过的最小曲线半径仅为145 m，导致JSQ6型车辆上涂有禁峰标记。按照《铁路技术管理规程》(普速铁路部分)第296条规定[3]，该型车辆禁止通过驼峰，在技术站解体作业均需经迂回线顶送至编组场，影响了驼峰解体作业效率。据测算，驼峰解体作业时，正常情况下每列解体时间约为10 ～ 15 min，每取送一次禁溜线，调车作业时间需要增加15 min，送入峰下股道时，因而需要按比例接风和进行排风作业，每勾作业时间在30 min以上。因此，极大程度占用了调机能力，延长了JSQ6型解编作业时间[4]。

此外，JSQ6型车辆大部分未按到站进行成组，编挂位置不在一起，到站不集中，卸车站较多[5]，并且驼峰无法进行分线作业，只能在平面进行分线作业，从而大幅增加了平面调机转线作业次数，造成JSQ6型车辆车流在站内中转时间延长，也增加了调车作业风险。同时，由于JSQ6型车辆底部低、车辆长，允许车辆溜放时，需要对驼峰纵断面优化。而驼峰峰下平、纵断面条件复杂，坡度大、坡道长、曲线多、道岔多，为驼峰纵断面优化带来了困难。

（1）JSQ6型车辆全长达到26.066 m，JSQ型车辆底部为凹形，在平直线路上车体下部最低点距轨面设计高度(空车)仅为190 mm，在通过驼峰变坡点时，易造成“骑峰”

（2）驼峰信号控制设备和减速器制动能力是按溜放车辆换长不超过1.6设计，而JSQ6型车辆换长达到2.4，自动溜放时会产生溜放命令传递错误，发生道岔中途转换，易造成车辆2个转向架分别处于不同的线路上而发生事故。

（3）驼峰峰下线路轨旁设备、路料等可能侵入JSQ6型车辆限界。由于JSQ6型车辆底部低，驼峰峰下纵断面变化大，线路凸凹不平直，JSQ6型车辆底部与钢轨轨面距离小，存在车辆与峰下线路轨旁设备、路料发生触碰的风险。

2 武汉北站JSQ6型车辆溜放作业分析

针对武汉北站JSQ6型车辆溜放作业的专项研究和试验，通过对武汉北站上、下行驼峰纵断面进行测量并仿真计算，制定了驼峰纵断面优化方案，其中工务部门严格按方案对驼峰纵断面进行优化。在优化基础上，对武汉北站上、下行驼峰4条推送线分别进行JSQ6型车辆溜放试验，根据试验结论制定JSQ6型车辆通过驼峰及溜放技术条件和相关作业标准。

2.1 建立仿真计算理论模型

2.1.1 安全距离标准

结合部分铁路局集团公司经验和JSQ6型车辆结构特点，根据《铁路技术管理规程》(普速铁路部分)附图2中客货共线铁路机车车辆限界规定：“车辆底部距离钢轨轨面最小距离为25 mm”，为确保安全，在此限界基础上附加15 mm的距离。因此，将40 mm作为JSQ6型车辆通过驼峰的安全距离，结合车辆轮辋磨耗标准，和不同轮对轮径、不同挠度枕簧对车辆底部的影响值，将60 mm作为JSQ6型车辆溜放的安全距离。

2.1.2 驼峰纵断面测量

对武汉北站上、下行驼峰溜放线进行了纵断面测量，所有测点均布置于钢轨轨顶面位置，按1 m间距顺钢轨方向进行测量，一般每条推送线选择单侧钢轨进行测量。纵断面测点布置示意图如图1所示。

2.1.3 仿真计算

通过内插值拟合，将测点数据进行拟合，得到轨面高程变化线，并得到高程线的插值曲线方程。线路拟合情况示意图如图2所示。

模拟20.8 m定距的JSQ6型车辆在线路上前进，车体每前进1 m，计算一次当前位置状态。定义列车运行方向前部车轮为前轮，后部车轮为后轮，当后轮处于线路某个位置时，以此时后轮位置为圆心，20.8 m为半径的圆与线路曲线的交点即为前轮位置。车辆位置状态示意图如图3所示。

当车体运行到该位置状态时，在后轮至前轮的长度内，每隔0.01 m计算车体底部至轨顶面的垂直距离，车轮定距20.8 m，约计算2 080个点，将其中的最小值作为车体运行至该位置时，车辆底部与钢轨轨顶面的最小垂直距离。最小垂直距离示意图如图4所示。

图1 纵断面测点布置示意图Fig.1 Testing points layout on vertical sections

图2 线路拟合情况示意图Fig.2 Diagram of track matching

图3 车辆位置状态示意图Fig.3 Diagram of vehicle position and state

图4 最小垂直距离示意图Fig.4 Diagram on minimum vertical distance

按照上述最小距离计算方法，在列车运行过程中，会产生若干个最小垂直距离，统计其中的最小值作为最不利的状态时车体底部与钢轨轨顶面之间的距离，并返回该最小垂直距离的位置及此时前后轮位置。通过计算，武汉北站4条溜放线钢轨柜面距JSQ6型车辆底部的最小距离均小于40 mm，驼峰溜放线仿真计算数据表如表1所示。

2.2 溜放试验

针对武汉北站上、下行驼峰既有线路和设备条件制定了线路优化方案，并根据优化方案组织工务部门对相关线路进行了适应性改造，确保达到JSQ6车辆溜放条件，同时组织工务、电务等部门对溜放线路的轨旁设备进行了专项整治。

表1 武汉北站驼峰溜放线仿真计算数据表Tab.1 Data table of simulation calculation of sliding line during humps at the Wuhan North Railway Station

在线路优化的基础上，对武汉北站上、下行驼峰4条推送线分别进行了JSQ6型车辆溜放试验，每条推送线试验均按12步进行，分别进行了单个空车、重车顶送过峰，单个空车、重车溜放，大组空车、重车溜放，空重混编车组溜放等项目，同时对JSQ6型车辆通过驼峰变坡点、通过一部位、二部位、三部位减速器时车辆底部与轨面的距离进行了测量，并对溜放车组连挂后的货物装载加固状态进行了检测。通过理论计算和开展的JSQ6型车辆驼峰溜放调车项目研究、溜放试验验证结果，在采取一定安全措施的前提下，JSQ6型车辆通过武汉北站上述溜放线路进行驼峰和驼峰溜放调车是安全可控的。允许JSQ6型车辆单钩溜放后，每钩仅需耗时3 min，以武汉北站解体22钩/d计算，仅需耗时66 min，每天可节约驼峰调车机作业时间264 min，相当于驼峰增加0.2台调车机作业。允许JSQ6型车辆驼峰溜放后，JSQ6型车辆可同相同组号去向的车流在同一调车线集结，编组车列时，减少了取禁溜线作业，降低取送禁溜线的调车作业风险，还可节约编组站平面调车作业时间。

试验结果表明，JSQ6型车辆在优化改造后的驼峰纵断面条件下，能安全通过驼峰，且实测的车辆底部距钢轨轨面最小距离与仿真计算的理论数值基本一致，连挂后的货物装载加固状态均无异常，符合车辆溜放安全规定。

3 结束语

在国家“一带一路”倡议及物流行业快速发展的背景下，铁路商品汽车运输有着良好的发展前景。加快铁路商品汽车运输发展，有助于发挥铁路运输安全经济、节能环保的优势，推进我国铁路向现代物流企业转型发展[6]，有利于丰富铁路运输产品种类，不断提升运输附加值，加快转变铁路发展方式、深化改革创新、推进铁路发展从规模速度型向质量效益型转变、从运输生产型企业向运输物流型企业转型[7]，同时对商品汽车物流体系中的节能减排、缓解城市交通拥堵、降低商品汽车物流成本等具有积极促进作用[8]。JSQ6型车辆通过驼峰溜放调车作业后，有助于提高JSQ6型车辆在编组站的作业效率，加快JSQ6型车辆周转速度，提升铁路运输在商品汽车运输领域的核心竞争力。