大秦線開行3萬噸重載列車存在安全風險的探討

王志強

摘 要：大秦線3萬噸重載列車的開行是一項復雜的工程，涉及到列車縱向沖動、網壓波動、通信可靠性、機車安全和列車平穩操縱等各個方面的安全風險環節，其中任一環節出現問題都可能對3萬噸列車的運行安全造成影響。因此，對大秦線開行3萬噸重載列車存在的安全風險進行探討，可以為大秦線3萬噸重載列車的安全開行奠定可靠的理論基礎。

關鍵詞：大秦線；3萬噸；重載列車；安全風險

中圖分類號：U296 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0122-02

1 大秦線概況

大秦線是我國唯一的一條雙線電氣化重載煤運專線。大秦線一期線路（大同至大石莊區段）于1985年開工建設，1988-12正式通車；二期線路（大石莊至秦皇島東區段）于1989年開工建設，1992-12正式通車。全線橫跨山西、河北、北京和天津四省市，總長653 km，從西到東垂直落差達1700 m。大秦鐵路隧道較多，全線隧道共計52座；橋梁多，全線橋梁共計348座；站間區間長、坡道大，重車最大坡度為12‰的下坡道；氣候惡劣，多風沙、晝夜溫差大。大秦線年運量最初設計為1億噸，后經擴能改造，運量年年攀升，2013年運量達4.5億噸，2014年計劃完成年運量4.6億噸。

2 開行情況

2014-04-02，大秦線3萬噸重載列車順利開行，本次3萬噸重載列車的編組方式為“1+1+1+1”的編組模式，即：HXD1-66機車（和諧I型66號機車）+SY997745試驗車+C80×105輛貨車+HXD1-1機車（和諧I型1號機車）+C80×105輛貨車+HXD1-69機車（和諧I型69號機車）+C80×105輛貨車+SS4-862機車（韶山4型862機車）。編組輛數320輛，其中貨車315輛；牽引總重31 500 t；列車總長3 971 m；開行車次55 002次，運行至湖東二場外包線轉換55 001次；在袁樹林站-柳村站間運行。

3 主要安全風險探討

3.1 列車縱向沖動風險探討

3萬噸重載列車的安全、平穩運行與縱向車鉤力有密切的關系——縱向力偏大，會導致橫向分力、垂向力增大，對列車的運行安全造成非常不利的影響。由于在列車尾部加掛了1臺SS4機車作為從控機車，因此增加了機車牽引功率儲備，顯著地改善了3萬噸組合列車的制動，緩解同步性，使列車的縱向力水平控制在安全限度內。同時，該編組循環制動的再充氣時間比現有2萬噸編組縮短了50%左右，提高了長大列車通過坡道的安全性。

3.2 網壓波動風險探討

理論計算表明，3臺HX機車+1臺SS4機車牽引3萬噸列車在個別區段存在牽引負荷取流大于牽引變壓器容量的情況；而在長大下坡道區段，可能存在3臺HX機車同時電制動反饋，造成網壓過高，使電制封鎖無法正常使用的現象，危及到3萬噸重載列車的運行安全。在本次試驗中，多次出現網壓波動到23 kV、24 kV和機車因網壓轉矩受限制的情況。可見，大秦線現有的供電設備仍無法完全滿足3萬噸重載列車的長期開行。

3.3 通信可靠性風險探討

通信可靠性是開行長大編組重載列車的基礎，與現行2萬噸編組相比，3萬噸編組不僅增加了2臺從控機車，通信距離也延長了2倍，不同位置機車所處的線路縱斷面情況更加復雜，

因此對通信的可靠性要求更高。本次3萬噸列車試驗運行中，多次出現通訊丟失、DP通訊路徑轉電臺模式報警、CIR設備掉網等問題，對列車的安全運行構成了嚴重威脅。一旦通訊異常，列車就會發生緊急制動，機車與車輛的車鉤力會急劇增大，嚴重威脅到列車的運行安全。圖1為通訊正常和通訊異常時列車發生緊急制動的車鉤力比較。

摘 要：大秦線3萬噸重載列車的開行是一項復雜的工程，涉及到列車縱向沖動、網壓波動、通信可靠性、機車安全和列車平穩操縱等各個方面的安全風險環節，其中任一環節出現問題都可能對3萬噸列車的運行安全造成影響。因此，對大秦線開行3萬噸重載列車存在的安全風險進行探討，可以為大秦線3萬噸重載列車的安全開行奠定可靠的理論基礎。

關鍵詞：大秦線；3萬噸；重載列車；安全風險

中圖分類號：U296 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0122-02

1 大秦線概況

大秦線是我國唯一的一條雙線電氣化重載煤運專線。大秦線一期線路（大同至大石莊區段）于1985年開工建設，1988-12正式通車；二期線路（大石莊至秦皇島東區段）于1989年開工建設，1992-12正式通車。全線橫跨山西、河北、北京和天津四省市，總長653 km，從西到東垂直落差達1700 m。大秦鐵路隧道較多，全線隧道共計52座；橋梁多，全線橋梁共計348座；站間區間長、坡道大，重車最大坡度為12‰的下坡道；氣候惡劣，多風沙、晝夜溫差大。大秦線年運量最初設計為1億噸，后經擴能改造，運量年年攀升，2013年運量達4.5億噸，2014年計劃完成年運量4.6億噸。

2 開行情況

2014-04-02，大秦線3萬噸重載列車順利開行，本次3萬噸重載列車的編組方式為“1+1+1+1”的編組模式，即：HXD1-66機車（和諧I型66號機車）+SY997745試驗車+C80×105輛貨車+HXD1-1機車（和諧I型1號機車）+C80×105輛貨車+HXD1-69機車（和諧I型69號機車）+C80×105輛貨車+SS4-862機車（韶山4型862機車）。編組輛數320輛，其中貨車315輛；牽引總重31 500 t；列車總長3 971 m；開行車次55 002次，運行至湖東二場外包線轉換55 001次；在袁樹林站-柳村站間運行。

3 主要安全風險探討

3.1 列車縱向沖動風險探討

3萬噸重載列車的安全、平穩運行與縱向車鉤力有密切的關系——縱向力偏大，會導致橫向分力、垂向力增大，對列車的運行安全造成非常不利的影響。由于在列車尾部加掛了1臺SS4機車作為從控機車，因此增加了機車牽引功率儲備，顯著地改善了3萬噸組合列車的制動，緩解同步性，使列車的縱向力水平控制在安全限度內。同時，該編組循環制動的再充氣時間比現有2萬噸編組縮短了50%左右，提高了長大列車通過坡道的安全性。

3.2 網壓波動風險探討

理論計算表明，3臺HX機車+1臺SS4機車牽引3萬噸列車在個別區段存在牽引負荷取流大于牽引變壓器容量的情況；而在長大下坡道區段，可能存在3臺HX機車同時電制動反饋，造成網壓過高，使電制封鎖無法正常使用的現象，危及到3萬噸重載列車的運行安全。在本次試驗中，多次出現網壓波動到23 kV、24 kV和機車因網壓轉矩受限制的情況。可見，大秦線現有的供電設備仍無法完全滿足3萬噸重載列車的長期開行。

3.3 通信可靠性風險探討

通信可靠性是開行長大編組重載列車的基礎，與現行2萬噸編組相比，3萬噸編組不僅增加了2臺從控機車，通信距離也延長了2倍，不同位置機車所處的線路縱斷面情況更加復雜，

因此對通信的可靠性要求更高。本次3萬噸列車試驗運行中，多次出現通訊丟失、DP通訊路徑轉電臺模式報警、CIR設備掉網等問題，對列車的安全運行構成了嚴重威脅。一旦通訊異常，列車就會發生緊急制動，機車與車輛的車鉤力會急劇增大，嚴重威脅到列車的運行安全。圖1為通訊正常和通訊異常時列車發生緊急制動的車鉤力比較。

摘 要：大秦線3萬噸重載列車的開行是一項復雜的工程，涉及到列車縱向沖動、網壓波動、通信可靠性、機車安全和列車平穩操縱等各個方面的安全風險環節，其中任一環節出現問題都可能對3萬噸列車的運行安全造成影響。因此，對大秦線開行3萬噸重載列車存在的安全風險進行探討，可以為大秦線3萬噸重載列車的安全開行奠定可靠的理論基礎。

關鍵詞：大秦線；3萬噸；重載列車；安全風險

中圖分類號：U296 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0122-02

1 大秦線概況

大秦線是我國唯一的一條雙線電氣化重載煤運專線。大秦線一期線路（大同至大石莊區段）于1985年開工建設，1988-12正式通車；二期線路（大石莊至秦皇島東區段）于1989年開工建設，1992-12正式通車。全線橫跨山西、河北、北京和天津四省市，總長653 km，從西到東垂直落差達1700 m。大秦鐵路隧道較多，全線隧道共計52座；橋梁多，全線橋梁共計348座；站間區間長、坡道大，重車最大坡度為12‰的下坡道；氣候惡劣，多風沙、晝夜溫差大。大秦線年運量最初設計為1億噸，后經擴能改造，運量年年攀升，2013年運量達4.5億噸，2014年計劃完成年運量4.6億噸。

2 開行情況

2014-04-02，大秦線3萬噸重載列車順利開行，本次3萬噸重載列車的編組方式為“1+1+1+1”的編組模式，即：HXD1-66機車（和諧I型66號機車）+SY997745試驗車+C80×105輛貨車+HXD1-1機車（和諧I型1號機車）+C80×105輛貨車+HXD1-69機車（和諧I型69號機車）+C80×105輛貨車+SS4-862機車（韶山4型862機車）。編組輛數320輛，其中貨車315輛；牽引總重31 500 t；列車總長3 971 m；開行車次55 002次，運行至湖東二場外包線轉換55 001次；在袁樹林站-柳村站間運行。

3 主要安全風險探討

3.1 列車縱向沖動風險探討

3萬噸重載列車的安全、平穩運行與縱向車鉤力有密切的關系——縱向力偏大，會導致橫向分力、垂向力增大，對列車的運行安全造成非常不利的影響。由于在列車尾部加掛了1臺SS4機車作為從控機車，因此增加了機車牽引功率儲備，顯著地改善了3萬噸組合列車的制動，緩解同步性，使列車的縱向力水平控制在安全限度內。同時，該編組循環制動的再充氣時間比現有2萬噸編組縮短了50%左右，提高了長大列車通過坡道的安全性。

3.2 網壓波動風險探討

理論計算表明，3臺HX機車+1臺SS4機車牽引3萬噸列車在個別區段存在牽引負荷取流大于牽引變壓器容量的情況；而在長大下坡道區段，可能存在3臺HX機車同時電制動反饋，造成網壓過高，使電制封鎖無法正常使用的現象，危及到3萬噸重載列車的運行安全。在本次試驗中，多次出現網壓波動到23 kV、24 kV和機車因網壓轉矩受限制的情況。可見，大秦線現有的供電設備仍無法完全滿足3萬噸重載列車的長期開行。

3.3 通信可靠性風險探討

通信可靠性是開行長大編組重載列車的基礎，與現行2萬噸編組相比，3萬噸編組不僅增加了2臺從控機車，通信距離也延長了2倍，不同位置機車所處的線路縱斷面情況更加復雜，

因此對通信的可靠性要求更高。本次3萬噸列車試驗運行中，多次出現通訊丟失、DP通訊路徑轉電臺模式報警、CIR設備掉網等問題，對列車的安全運行構成了嚴重威脅。一旦通訊異常，列車就會發生緊急制動，機車與車輛的車鉤力會急劇增大，嚴重威脅到列車的運行安全。圖1為通訊正常和通訊異常時列車發生緊急制動的車鉤力比較。