重載條件下貨物列車速度、密度、重量對運輸能力影響的分析

陳繼偉

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司運輸部，山東 萊蕪 271104）

當下，各種運輸方式競爭激烈，鐵路重載運輸在提高運能、降低成本方面優勢明顯。因此，自20世紀60年代以來，發展鐵路重載運輸得到世界上越來越多國家的重視。2005年國際重載運輸協會制定了重載標準，即每列車的牽引質量不小于8000t，車輛軸重不小于27t，鐵路線路長度不少于150km的區段每年計費的貨運量不少于4000萬t。上述條件滿足其中2個，即可視為重載運輸。而在重載運輸條件下，列車的速度、密度、重量的發展水平，直接影響鐵路運輸能力的發揮。

1 列車速度對運輸能力的影響分析

速度是現代交通運輸質量的核心，也是其生存與發展的關鍵，運輸市場的競爭在一定程度上主要表現在速度上的競爭。近年來，鐵路客貨流的流失大多與速度有關，尤其是貨物列車的直達速度，通常作為經濟評價的重要考核指標。對鐵路貨運而言，主要是貨物的送達速度，送達速度除列車的運行速度外，還包括裝卸車作業、貨車中轉等諸多環節的速度。

1.1 提高列車速度的影響因素

提高列車最高速度的根本目的在于，縮短貨物的送達時間。最高速度越高，無疑運行速度也高。但運行速度提高的幅度，除取決于最高速度的絕對值外，按最高速度運行的距離長短更為關鍵，這與線路的平面和縱斷面的條件密切相關。僅僅“瞬間”達到最高速度，往往沒有實際價值。此外，在機型已定和最高速度不變的前提下，減少列車的停站次數和停站時間，相應也可以加速貨物的送達。不過，對于貨物列車來說，由于運行時間占貨物送達時間的比重很小，提高其最高速度的效果相應也要小得多。

提高重載列車的速度，同提高重載列車重量一樣，涉及眾多的技術經濟因素，主要是：

(1)機車車輛：列車速度越高，其單位重量所需的機車功率越大，因而要有大功率的機車；最高速度提高，機車車輛本身的構造速度需要相應提高，尤其是數量龐大的貨車車輛，其構造速度達不到標準的需要則被淘汰或改造；車輛的制動能力要與最高速度相匹配，特別是大量貨車的制動問題。

(2)線路技術標準：線路上最小曲線半徑的標準和車站上道岔號碼的大小，是影響列車最高速度的重要因素之一。速度越高，要求曲線半徑也越大，但小半徑曲線的改造，則涉及地形條件和工程投資。提高列車通過車站的速度，需要采用大號碼或新型道岔。同時，速度越高，道口的安全防護問題也更加突出，需要采取更加有效的防護措施。

(3)線路通過能力：提高列車的運行速度，尤其在雙線自動閉塞的條件下，可以縮短追蹤列車的間隔時分，提高通過能力；但大幅度提高列車的最高速度，相應要延長制動距離，使最小閉塞分區增長和間隔時分增大，則又降低通過能力。

(4)運營費用：提高列車的運行速度，加速了機車車輛的周轉，減少了機車車輛的配備數量，節省了機車購置等有關成本支出；但列車單位重量的功率相應增大，燃料消耗大大增加，則加大了運輸費用等有關支出。

1.2 提高列車速度的途徑

對于重載貨物列車，提高列車速度的主要途徑有：

(1)改進作業方式，提高作業效率，壓縮貨物列車停站次數和停站時間。如增加貨物列車直達比重，減少列車改編次數，減少列車和貨物在站的停留時間，加速貨物裝卸等。

(2)提高重載貨物列車的運行速度。在既有線，影響貨物列車運行速度的主要因素是車輛的安全技術性能、線路斷面坡度和機車牽引功率。在最高速度一定的條件下，提高運行速度的措施主要是消滅由曲線、病害、橋梁、道岔、道口等引起的限速點。

(3)加強日常調度指揮的組織工作，嚴格按圖行車，提高列車的正點率。

2 列車密度對運輸能力的影響分析

列車密度，也稱行車密度。通常統計為：在一定的時間和范圍內，平均每天每1km線路上，所分攤到的列車數，即線路的總長度除以每天各種列車所走行的公里數的總和所得的平均列數。列車密度是反映線路通過能力利用情況，表明線路運輸工作強度的一個指標。列車密度愈大，表明線路的負荷愈重，運輸工作強度也愈大；列車密度愈小，表明線路的負荷愈輕，運輸工作強度也愈小。

2.1 提高列車密度的影響因素

雙線自動閉塞條件下，列車密度的大小除與速度有關外，還受以下因素的影響：

(1)技術站的設備能力：貨物列車密度與技術站的列車到發、編解能力和進站咽喉結構密切相關，并常受其限制；列車密度越大，車站作業延誤概率和能力的損失也可能增大。

(2)線路設備條件：列車密度增大，線路養護維修的工作量相應增大，在無法利用列車間隙進行養護維修時，需要設置“天窗”，相對降低了列車密度；列車密度增大，平交道口的事故率可能增加，從而影響行車安全和列車密度。

(3)行車指揮系統：調度指揮水平，直接影響列車的密度；而列車密度增大，運行延誤的概率和影響范圍也隨之增大，相對又降低了通過能力。在雙線自動閉塞的列車密度提高到一定程度后，行車指揮工作要靠自動化來實現。

2.2 提高列車密度的途徑

(1)增加運輸設備數量，滿足大密度發車的需求。(2)提高運輸設備質量和通過能力，縮短設備的養護維修時間。

(3)加強日常運輸組織工作的管理，充分合理利用通過能力。

3 列車重量對運輸能力的影響分析

所謂列車重量，是指機車的牽引重量，也就是車列自重與載重之和。按照列車的定義，是指由一定數量的車輛編成的列車，由機車牽引，或由具有動力的車輛編成，并有列車標志的才稱之為列車。列車重量按照標準執行外，還與貨物的種類結構、車輛型號、裝載率和運輸組織能力等一系列因素有關。

3.1 提高列車重量的影響因素

列車的重量水平，代表著貨物列車的發展水平。提高貨物列車的重量，關系到運營、技術、經濟等諸多因素。

(1)貨運組織：提高列車重量，特別是發展重載運輸，要把大宗的重質散裝貨物作為主要運輸對象。這就涉及貨物的種類、批量、到發站以及裝卸和存儲設備等條件。

(2)機車牽引力：根據線路坡度的大小，提高列車重量需要足夠牽引力的機車，同時匹配相應的車鉤強度和列車制動力。機車牽引力的提高，一是采用大功率機車單機牽引；二是采用多機牽引，但多機牽引需解決重聯操縱等技術問題。

(3)車站到發線有效長：增加列車編組是提高列車重量最直接的方法，但隨著列車編組的增加，列車長度也相應增加，導致車站到發線有效長不能滿足車輛接發的需求。在既有干線上，站線有效長通常是制約提高列車重量的主要因素，而延長站線所需的投資與地形條件密切相關。

(4)車輛載重能力和軌道結構強度：在到發線有效長固定的前提下，提高列車重量，可以采用大型車輛來提高車輛的每延米重量。增加軸重或軸數是大型車輛的兩個改進方向，其中增加車輛的軸重，相應需要采用重型軌道結構和提高橋梁的荷載等級；增加軸數，一般發展4軸以上的多軸車，但會影響既有車輛的制造、維修和卸車設備條件。

3.2 提高列車重量的途徑

提高列車重量，牽引動力要先行，研制大功率機車和普及電氣化線路，是順應時代和環境發展的趨勢。開行重載列車也是提高列車重量的有效辦法，提高軸重是普遍提高貨運能力和經濟效益最有效的途徑，是國際鐵路貨物運輸的共同發展趨勢。

綜上所述，列車的速度、密度和重量是構成運輸能力的基本要素，三者既相互依存，又互相制約，而速度又是運輸質量的核心。重載條件下，既要滿足一定水平的運輸質量要求，又要達到較大的運輸能力，就需要列車“速度、密度、重量”的合理組合，以滿足運輸市場的需求。