我國重載鐵路發展模式研究

夏勝利，楊 浩，張進川，晁 陽

（北京交通大學 交通運輸學院，北京 100044）

鐵路車重編載組運長輸度是，在大一幅定度的提技高術列裝車備質條量件，下充，分擴利大用列運輸設施的綜合能力，采用大功率內燃或電力機車牽引達到一定質量標準的運輸方式。目前，貨運重載化已成為多數鐵路大國貨物運輸現代化發展的重要標志。但由于各國鐵路網及運營條件、技術裝備水平、發展重載運輸的著眼點不同，所采用的重載列車運輸類型和組織方式具有不同的特點，最終形成了各具特色的重載鐵路運輸模式。縱觀有關鐵路重載運輸的文獻與書籍，雖有重載列車開行模式 (單元式、組合式、整列式) 的研究，但沒有重載鐵路分類的研究。對不同類型的重載鐵路進行研究，將有助于開展重載運輸的國家和鐵路部門結合自身實際、合理選取重載鐵路發展模式，如發展重載運輸是新建重載運輸專線，還是對既有線進行改造；若對既有線改造是獨立自成系統，還是作為鐵路網通道使用等。

1 重載鐵路的定義演變

重載鐵路是長期開展貨物重載運輸且重載運輸量達到一定規模的鐵路運輸線路。重載鐵路的定義經歷了以下3個發展階段。

（1）1986 年 10 月在加拿大溫哥華召開的第三屆國際重載運輸會議上討論確定，凡屬重載鐵路至少應滿足下列3個條件中的2項：①列車質量至少達到 5 000 t；②貨車軸重 21 t 及以上；③年貨運量 2 000萬 t 及以上。

（2）隨著重載運輸的發展，國際重載協會在1994 年6月的年會上對重載鐵路的定義進行了修改，重載鐵路必須滿足以下3條標準中的至少2條標準：①列車質量至少達到 5 000 t；②貨車軸重達到或超過 25 t；③在長度至少為 150 km 的線路上，年貨運量不低于 2 000 萬 t。

（3）在 2005 年國際重載協會理事會上，對新申請加入國際重載協會的重載鐵路，要求滿足以下3 條標準中的至少2條標準：①列車質量不低于8 000 t；②貨車軸重達到 27 t 及以上；③在長度不小于 150 km 的線路上，年貨運量不低于 4 000 萬 t。

國際重載協會對重載運輸的定義中，列車質量、貨車軸重、年貨運量是3個重要的條件。對比3次重載鐵路標準的變更，最突出的是重載貨車軸重不斷增加，反映了鐵路重載運輸技術水平不斷發展和提高的趨勢。而隨著世界范圍內開行的重載列車質量的進一步提高及重載運輸量的增大，2005年的重載鐵路標準對列車重量及年貨運量標準進行了修改。

目前，我國大秦鐵路 (含部分相鄰銜接線路)、朔黃鐵路滿足國際重載協會 2005 年的重載鐵路新標準，京廣、京滬、京哈等既有繁忙干線滿足 1994年的重載鐵路標準。由于新標準并未廣泛推廣，對于重載鐵路的定義，仍以國際重載協會 1994 年的標準為準。

2 世界重載鐵路發展現狀

2.1 國外重載鐵路發展現狀

（1）美國。美國是世界鐵路重載運輸的發源地，自 20 世紀 60 年代開始發展重載運輸。以美國和加拿大為代表的北美鐵路，路網規模大，鐵路運輸以貨運為主，客運所占比重很小，鐵路網基本為貨運專網，貨運組織形式均以重載運輸和聯合運輸為主，主要有裝車地和卸車地間開行的大宗貨物重載單元列車，以及海鐵聯運中開行的雙層集裝箱重載列車。美國最大的聯合太平洋鐵路公司 (UP)經營的鐵路里程為 54 000 km，列車平均牽引質量已達 14 900 t，一般重載列車平均牽引質量達到2萬～3萬 t。重載鐵路年輸送能力達到單線 1.2 億t、雙線 2.1億 t。2003 年以來，美國還在東北走廊高速鐵路上開行軸重 30 t 的重載列車。

（2）澳大利亞。澳大利亞鐵路在建設初期由于沒有統一規劃、統一組織管理模式和統一技術標準，因而多種軌距并存，各州鐵路連通問題突出。在重載運輸方面，借鑒美國和加拿大的經驗，因地制宜地修建了幾條重載鐵路，既有窄軌鐵路，也有準軌鐵路。澳大利亞發展重載運輸采取兩種途徑：①在客貨共線的線路上，采取改造舊線和修建部分新線相結合的辦法，變輕載線為重載線，如 20 世紀50 年代末至 60 年代初對昆士蘭州運輸繁忙的1 067 mm 窄軌鐵路進行技術改造，實現窄軌鐵路的重載運輸 (以運煤為主)；②新建重載專線，牽引總重可達2萬多噸，其中最具特色的準軌重載鐵路是BHP 鐵礦鐵路 (包括全長426 km 的紐曼山鐵路和全長217 km的亞利耶鐵路) 和哈默利斯鐵礦鐵路。紐曼山鐵路和哈默利斯鐵礦鐵路是世界上運量最大的單線重載鐵路，其年運量均能達到約 6 000 萬 t。BHP 鐵礦鐵路還多次創造重載列車牽引總重的世界最高紀錄。

（3）南非。南非鐵路現有路網全部是窄軌鐵路，20 世紀 70 年代末開始采用重載技術，主要有2條電氣化重載貨運專線：理查茲灣運煤專線和錫申—薩爾達尼亞礦石運輸專線，其中后者開行重載列車的平均牽引質量已達 25 920 t。南非鐵路開行的單元式重載列車還多次打破米軌鐵路重載運輸的世界紀錄。

（4）巴西。巴西鐵路進行了私有化改革，各鐵路公司根據貨流特點開展重載運輸。CVRD 鐵礦集團經營的維多利亞—米納斯鐵路和卡拉齊重載鐵路是巴西的兩條主要重載運輸線路。其中維多利亞—米納斯鐵路是一條軌距 1 000 mm 的復線窄軌鐵路，年貨運量近1億 t，占巴西全國鐵路運量的37%，是世界上運量最大的窄軌鐵路；卡拉齊重載鐵路開行 30 t 軸重的重載列車，平均牽引質量 39 000 t，單線鐵路年運輸鐵礦達 5 000 萬 t。巴西的重載運輸線路除了主要運送鐵路礦石外，還運送旅客和其他普通貨物。

（5）其他。瑞典北部有條挪威—瑞典礦山重載專用鐵路。近年來，西歐部分國家開始在客貨共線鐵路上開行 25 t 軸重的重載列車。前蘇聯曾在繁忙干線上開行超長超重的組合列車。俄羅斯、印度鐵路部門開展重載運輸也是采用在客貨共線的繁忙干線上開行重載列車的形式。

2.2 我國重載鐵路發展現狀

我國鐵路從 20 世紀 80 年代開始發展重載運輸，起步較晚，但發展迅速。自 2006 年以來，隨著大秦線 2萬噸組合列車的大量開行及 23 t 軸重通用貨車在全路推廣使用，我國鐵路的重載運輸已形成兩種主要模式：①在重載運煤專線大秦線及其相鄰銜接線路上開行萬噸單元列車和萬噸、2 萬噸組合列車；②在京廣、京滬、京哈、隴海等既有主要繁忙干線上開行 5 000～6 000 噸 級的整列式重載列車。隨著我國鐵路的發展，重載運輸技術有待進一步推廣。

3 重載鐵路的分類

根據單條重載鐵路在鐵路網中的作用，以及與路網中其他線路銜接的情況，可以將重載鐵路分為全封閉模式、全開放模式和半封閉模式。這3 種模式重載鐵路的車流來源和去向、開行重載列車類型、運輸組織特點、能力利用情況均存在一定差異。

3.1 全封閉模式重載鐵路

全封閉模式重載鐵路是在路網中具有獨立性，與其他鐵路線路不相銜接，或者雖銜接但沒有或有較少車流上下線，實行點到點運輸的重載運輸線路，如圖1所示。全封閉模式重載鐵路重空車流運行方向固定，空車列在裝車點裝車，上線運行，到卸車點卸車，卸后返回，循環運行，實行統一的列車牽引質量標準，列車在途中不改編，車流組織簡單。

全封閉模式重載鐵路以澳大利亞、巴西、南非、瑞典等國家修建的點到點運輸的重載貨運專線為代表。這些國家在煤礦、鐵礦等大宗貨源集中的地方與工廠、電廠、港口等大宗貨物待卸的地點間修建重載運輸專線，組織從裝車地到卸車地的重載運輸，以運送煤炭、鐵礦石等大宗貨物為主，主要開行質量達萬噸及以上的單元式重載列車。通過貨物集中發運，快速裝卸，循環直達，加速列車周轉來降低運輸成本，提高運輸效率，獲取更大盈利，增強鐵路與其他運輸方式的競爭能力。

3.2 全開放模式重載鐵路

全開放模式重載鐵路是采用普通運輸組織方法開行列車、符合重載運輸定義、作為路網通道使用的鐵路運輸線路，如圖2所示。由于全開放模式重載鐵路作為路網通道使用，為充分利用鐵路運輸能力，一般線路雙方向都可為重車流，空車流較少，重車流的方向不固定，同時還要滿足其他類型列車共線運行的需求。

全開放模式重載鐵路以俄羅斯、中國、印度等國家在既有客貨共線運輸的繁忙干線開展的重載運輸模式為代表。這類重載鐵路一般是為了鞏固和拓展大宗物資運輸的鐵路市場份額，或者為了開行更多的快速旅客列車和為快運貨物列車挖掘潛力，在既有鐵路網繁忙干線上的車流集中地點間，如裝卸車站之間、技術站之間大量開行整列式重載列車或組合式重載列車而形成的。全開放模式重載鐵路本身是鐵路網的有機組成，銜接著鐵路網中的其他線路 (重載運輸線路或非重載運輸線路)，路網中的車流 (旅客列車和貨物列車) 均可通過該類重載鐵路運輸。

3.3 半封閉模式重載鐵路

半封閉模式重載鐵路是介于前兩種模式之間的重載鐵路，這類重載鐵路在鐵路網中是相對獨立的，兩端銜接鐵路網中的相關線路，其車流來源和去向比較復雜，大部分車流需要在線路兩端的技術站進行解編或組合拆解作業，從而形成半封閉的重載鐵路模式，如圖3所示。半封閉模式重載鐵路的重空車流方向一般是固定的，重空車流分別在線路兩端匯集或疏散，在線路上具有共同運行徑路，以重載列車形式運行。

半封閉模式重載鐵路以我國大秦線為代表，主要開行組合式重載列車和單元式重載列車。由于該類型重載鐵路兩端銜接的線路牽引定數相對較低，列車上下線運行如按相應牽引定數進行解編作業，將造成銜接技術站作業量過大，而采用開行組合列車的方式可有效減少兩端技術站的作業量，便于列車上線組合及下線分解。因此，對于從銜接線路接入或交出的車流可開行組合式重載列車，對本線到發車流則適宜開行單元式重載列車。此外，如果對該類重載鐵路兩端的銜接線路進行改造，使其牽引定數與重載鐵路一致或相匹配，也可直接開行裝車地至卸車地的單元式重載列車。

需要說明的是，以上分類方法是針對單條重載鐵路而言的。當重載運輸進一步推廣，某種模式或多種模式的重載鐵路疊加，即形成了重載貨物運輸網。

4 不同模式重載鐵路的運輸組織特點

4.1 全封閉模式重載鐵路運輸組織特點

全封閉模式重載鐵路要求裝卸點間有強大穩定的貨流保證，產銷運一體化程度高；采用先進的技術裝備，且機車車輛、線路站場、牽引供電、通信信號、裝卸設備等應協調匹配；大量開行點到點循環直達單元式重載列車，列車途中作業內容少，調度指揮自成體系，運輸組織比較簡單，運輸效率高。運輸組織的關鍵點主要是對重載列車的質量、密度和速度的確定，以及對整列裝卸作業的組織。

全封閉模式重載鐵路在新線修建時較易實現封閉式裝運卸系統，若是對既有線改造，往往因其與既有鐵路網連通，難度較大；但若產、運、銷各方歸屬同一大型企業，如我國的包神、神朔、朔黃3條地方鐵路，由于與煤礦、港口同屬神華集團，產、運、銷可進行一體化組織，則可通過改造實現該類重載鐵路發展模式。

4.2 全開放模式重載鐵路運輸組織特點

全開放模式重載鐵路運輸組織方式與普通鐵路相同，但運輸條件異常復雜。首先，由于作為鐵路網的通道使用，全開放模式重載鐵路一般為客貨共線運輸，而客貨列車運行速度差，以及對線路等設備條件要求不同，客貨共線模式對全開放重載鐵路運輸能力及列車運行組織影響較大。其次，全開放模式重載鐵路自身線路條件復雜，且銜接鐵路網中眾多線路，重載車流來源及去向復雜，重載列車的組合、分解站較多，運輸組織難度大。運輸組織的關鍵點主要是科學研究重載車流集散規律，合理確定重載運輸組織站及作業組織模式。

全開放模式的重載鐵路一般在既有線發展重載運輸時形成，由于受沿線經濟及人口發展，需承擔相應客貨運輸任務，起到連通整個鐵路網的作用。因而無論從貨物的品類還是來源去向，以及所承擔的客運任務上，都決定著其必須采用開放式的運輸組織方式。

4.3 半封閉模式重載鐵路運輸組織特點

半封閉模式重載鐵路兩端車流來源及去向較多，一般以成組或整列 (中途不拆解) 為單位調整，不同的組合形式可形成不同的重載列車類型，大部分可實現循環直達的組織模式；線路上列車運行組織相對簡單，一般不越行；對裝車端、本線、卸車端、技術站的運輸組織及設備的相互協調性要求較高；空、重車方向由于列車追蹤間隔、線路大修周期的不同，空車方向通過能力一般較重車方向富余；由于具有相對獨立性，可以更多地從本線出發，構筑有自身特點的、先進的運輸組織模式。運輸組織的關鍵是裝車端貨流和車流的組織，以及重載鐵路上大載質量重載列車的開行技術、數量和組織方法等問題。

半封閉模式的重載鐵路一般沿線地區客貨運輸需求相對稀少，發展地區經濟的作用有限；而貨流產生與滅失地點相對集中在線路兩端銜接的鐵路網通道上，品類單一，運輸量大，因而形成半封閉運輸模式。

5 結束語

結合國內外重載鐵路發展，創新性地提出重載鐵路的分類方法，并對不同模式重載鐵路的運輸組織特點進行了分析。在發展鐵路重載運輸時，應根據鐵路的貨源、貨流及車流特點，線路在鐵路網中的作用及承擔的運輸任務，發展重載運輸的目的及著眼點等，綜合考慮集疏運系統的整體效益，確定其合理的重載運輸模式。