JSQ6型鐵路專用運輸車輛溜放作業研究

劉 旭

(中國鐵路武漢局集團有限公司 運輸部，湖北 武漢 430071)

1 JSQ6型鐵路專用運輸車輛溜放作業現狀

2009年以來，作為世界上最大的汽車生產國，我國汽車產量逐年穩步增長，僅2018年受政策因素和宏觀經濟影響有所下降，但2018年我國商品汽車產量仍然達到2 352.9萬臺，其中除30%屬于同省或相鄰城市的短途配送外，可以選擇采用鐵路運輸的中長途商品汽車有1 647萬臺。預計到2020年，全國商品汽車產量將達到2 800萬臺，具備采用中長途鐵路運輸條件的約1 960萬臺[1]。面對巨大的市場份額，鐵路部門主動加強市場營銷策略研究，科學細分目標市場，大力發展商品汽車運輸，已經逐步實現從“站到站”運輸向“門到門”運輸的根本性轉變，商品汽車發運量呈現出逐年倍增的良好態勢，從2006年的5萬臺到2018年575.46萬臺，11年增長了115倍[2]。

目前，商品汽車運輸主要以JSQ6型鐵路專用運輸車輛(以下簡稱“JSQ6型車輛”)為主，由于JSQ6型車輛底部為凹形，而且車輛長度較長，無法正常通過駝峰，給技術站的解、編作業帶來較大影響。以武漢北站為例，2018年武漢北站含有JSQ6型車輛的到達列車18.3列/d，占接發列車總量的10.7%。其中，無解編列車4.36列/d、解編列車13.88列/d，到達JSQ6型車輛429輛/d，到達含JSQ6型車輛的列車中，2個以上到站占50.4%。在武漢北站駝峰解體作業時，正常情況下每列解體時間約為10 ～ 15 min，JSQ6型車輛解體作業時均需要經迂回線頂送至編組場內，每取送一次禁溜線需增加15 min，同時頂送前需按比例接風，每頂送一勾JSQ6車輛的作業時間就在30 min以上，影響了JSQ6型車輛作業效率和安全。因此，亟需對JSQ6型車輛溜放作業進行研究。

JSQ6型車輛為凹形雙層汽車運輸車，車輛全長達到26.066 m，車體底部為凹形，在平直線路上車體下部最低點距軌面設計高度(空車)僅為190 mm，通過的最小曲線半徑僅為145 m，導致JSQ6型車輛上涂有禁峰標記。按照《鐵路技術管理規程》(普速鐵路部分)第296條規定[3]，該型車輛禁止通過駝峰，在技術站解體作業均需經迂回線頂送至編組場，影響了駝峰解體作業效率。據測算，駝峰解體作業時，正常情況下每列解體時間約為10 ～ 15 min，每取送一次禁溜線，調車作業時間需要增加15 min，送入峰下股道時，因而需要按比例接風和進行排風作業，每勾作業時間在30 min以上。因此，極大程度占用了調機能力，延長了JSQ6型解編作業時間[4]。

此外，JSQ6型車輛大部分未按到站進行成組，編掛位置不在一起，到站不集中，卸車站較多[5]，并且駝峰無法進行分線作業，只能在平面進行分線作業，從而大幅增加了平面調機轉線作業次數，造成JSQ6型車輛車流在站內中轉時間延長，也增加了調車作業風險。同時，由于JSQ6型車輛底部低、車輛長，允許車輛溜放時，需要對駝峰縱斷面優化。而駝峰峰下平、縱斷面條件復雜，坡度大、坡道長、曲線多、道岔多，為駝峰縱斷面優化帶來了困難。

（1）JSQ6型車輛全長達到26.066 m，JSQ型車輛底部為凹形，在平直線路上車體下部最低點距軌面設計高度(空車)僅為190 mm，在通過駝峰變坡點時，易造成“騎峰”

（2）駝峰信號控制設備和減速器制動能力是按溜放車輛換長不超過1.6設計，而JSQ6型車輛換長達到2.4，自動溜放時會產生溜放命令傳遞錯誤，發生道岔中途轉換，易造成車輛2個轉向架分別處于不同的線路上而發生事故。

（3）駝峰峰下線路軌旁設備、路料等可能侵入JSQ6型車輛限界。由于JSQ6型車輛底部低，駝峰峰下縱斷面變化大，線路凸凹不平直，JSQ6型車輛底部與鋼軌軌面距離小，存在車輛與峰下線路軌旁設備、路料發生觸碰的風險。

2 武漢北站JSQ6型車輛溜放作業分析

針對武漢北站JSQ6型車輛溜放作業的專項研究和試驗，通過對武漢北站上、下行駝峰縱斷面進行測量并仿真計算，制定了駝峰縱斷面優化方案，其中工務部門嚴格按方案對駝峰縱斷面進行優化。在優化基礎上，對武漢北站上、下行駝峰4條推送線分別進行JSQ6型車輛溜放試驗，根據試驗結論制定JSQ6型車輛通過駝峰及溜放技術條件和相關作業標準。

2.1 建立仿真計算理論模型

2.1.1 安全距離標準

結合部分鐵路局集團公司經驗和JSQ6型車輛結構特點，根據《鐵路技術管理規程》(普速鐵路部分)附圖2中客貨共線鐵路機車車輛限界規定：“車輛底部距離鋼軌軌面最小距離為25 mm”，為確保安全，在此限界基礎上附加15 mm的距離。因此，將40 mm作為JSQ6型車輛通過駝峰的安全距離，結合車輛輪輞磨耗標準，和不同輪對輪徑、不同撓度枕簧對車輛底部的影響值，將60 mm作為JSQ6型車輛溜放的安全距離。

2.1.2 駝峰縱斷面測量

對武漢北站上、下行駝峰溜放線進行了縱斷面測量，所有測點均布置于鋼軌軌頂面位置，按1 m間距順鋼軌方向進行測量，一般每條推送線選擇單側鋼軌進行測量。縱斷面測點布置示意圖如圖1所示。

2.1.3 仿真計算

通過內插值擬合，將測點數據進行擬合，得到軌面高程變化線，并得到高程線的插值曲線方程。線路擬合情況示意圖如圖2所示。

模擬20.8 m定距的JSQ6型車輛在線路上前進，車體每前進1 m，計算一次當前位置狀態。定義列車運行方向前部車輪為前輪，后部車輪為后輪，當后輪處于線路某個位置時，以此時后輪位置為圓心，20.8 m為半徑的圓與線路曲線的交點即為前輪位置。車輛位置狀態示意圖如圖3所示。

當車體運行到該位置狀態時，在后輪至前輪的長度內，每隔0.01 m計算車體底部至軌頂面的垂直距離，車輪定距20.8 m，約計算2 080個點，將其中的最小值作為車體運行至該位置時，車輛底部與鋼軌軌頂面的最小垂直距離。最小垂直距離示意圖如圖4所示。

圖1?縱斷面測點布置示意圖Fig.1 Testing points layout on vertical sections

圖2?線路擬合情況示意圖Fig.2 Diagram of track matching

圖3?車輛位置狀態示意圖Fig.3 Diagram of vehicle position and state

圖4?最小垂直距離示意圖Fig.4 Diagram on minimum vertical distance

按照上述最小距離計算方法，在列車運行過程中，會產生若干個最小垂直距離，統計其中的最小值作為最不利的狀態時車體底部與鋼軌軌頂面之間的距離，并返回該最小垂直距離的位置及此時前后輪位置。通過計算，武漢北站4條溜放線鋼軌柜面距JSQ6型車輛底部的最小距離均小于40 mm，駝峰溜放線仿真計算數據表如表1所示。

2.2 溜放試驗

針對武漢北站上、下行駝峰既有線路和設備條件制定了線路優化方案，并根據優化方案組織工務部門對相關線路進行了適應性改造，確保達到JSQ6車輛溜放條件，同時組織工務、電務等部門對溜放線路的軌旁設備進行了專項整治。

表1?武漢北站駝峰溜放線仿真計算數據表Tab.1 Data table of simulation calculation of sliding line during humps at the Wuhan North Railway Station

在線路優化的基礎上，對武漢北站上、下行駝峰4條推送線分別進行了JSQ6型車輛溜放試驗，每條推送線試驗均按12步進行，分別進行了單個空車、重車頂送過峰，單個空車、重車溜放，大組空車、重車溜放，空重混編車組溜放等項目，同時對JSQ6型車輛通過駝峰變坡點、通過一部位、二部位、三部位減速器時車輛底部與軌面的距離進行了測量，并對溜放車組連掛后的貨物裝載加固狀態進行了檢測。通過理論計算和開展的JSQ6型車輛駝峰溜放調車項目研究、溜放試驗驗證結果，在采取一定安全措施的前提下，JSQ6型車輛通過武漢北站上述溜放線路進行駝峰和駝峰溜放調車是安全可控的。允許JSQ6型車輛單鉤溜放后，每鉤僅需耗時3 min，以武漢北站解體22鉤/d計算，僅需耗時66 min，每天可節約駝峰調車機作業時間264 min，相當于駝峰增加0.2臺調車機作業。允許JSQ6型車輛駝峰溜放后，JSQ6型車輛可同相同組號去向的車流在同一調車線集結，編組車列時，減少了取禁溜線作業，降低取送禁溜線的調車作業風險，還可節約編組站平面調車作業時間。

試驗結果表明，JSQ6型車輛在優化改造后的駝峰縱斷面條件下，能安全通過駝峰，且實測的車輛底部距鋼軌軌面最小距離與仿真計算的理論數值基本一致，連掛后的貨物裝載加固狀態均無異常，符合車輛溜放安全規定。

3 結束語

在國家“一帶一路”倡議及物流行業快速發展的背景下，鐵路商品汽車運輸有著良好的發展前景。加快鐵路商品汽車運輸發展，有助于發揮鐵路運輸安全經濟、節能環保的優勢，推進我國鐵路向現代物流企業轉型發展[6]，有利于豐富鐵路運輸產品種類，不斷提升運輸附加值，加快轉變鐵路發展方式、深化改革創新、推進鐵路發展從規模速度型向質量效益型轉變、從運輸生產型企業向運輸物流型企業轉型[7]，同時對商品汽車物流體系中的節能減排、緩解城市交通擁堵、降低商品汽車物流成本等具有積極促進作用[8]。JSQ6型車輛通過駝峰溜放調車作業后，有助于提高JSQ6型車輛在編組站的作業效率，加快JSQ6型車輛周轉速度，提升鐵路運輸在商品汽車運輸領域的核心競爭力。