一次運(yùn)貨3萬噸 綿延將近5千米咆哮的鋼鐵巨龍——重載列車

王麟

2019年9月28日，我國一條很特殊的貨運(yùn)鐵路開通運(yùn)營。這條鐵路就是5年前開工的浩吉鐵路，從內(nèi)蒙古的浩勒報(bào)吉到江西吉安，全長1813.54千米，以運(yùn)煤為主，年設(shè)計(jì)運(yùn)量2億噸。

也許有同學(xué)會問，這條鐵路不就是線路長點(diǎn)嗎，還有什么別的特殊之處呢？總結(jié)起來，浩吉鐵路有兩個特殊點(diǎn)：第一，這是一條貨真價實(shí)的重載鐵路;第二，這是一條列車軸重30噸的重載鐵路。下面我們就說說何為“重載鐵路”，它到底采用了哪些特殊的技術(shù)，為什么說30噸的列車軸重很特殊？

加重載鐵路混個臉熟

對重載鐵路的解釋，以國際重載協(xié)會提供的權(quán)威定義為準(zhǔn)。多年來，國際重載協(xié)會對重載鐵路的定義一直在不斷調(diào)整，在2005年給出了最新界定：一條鐵路，經(jīng)常、定期開行或準(zhǔn)備開行總重至少為8000噸的單元列車或組合列車;在長度至少為150千米的線路區(qū)段上，年計(jì)費(fèi)貨運(yùn)量至少達(dá)4000萬噸;經(jīng)常、正常開行或準(zhǔn)備開行軸重27噸以上（含27噸）的列車。只要滿足上面3條中的2條，就可以稱之為重載鐵路。

按照國際重載協(xié)會給出的標(biāo)準(zhǔn)，我國目前有4條晉煤外運(yùn)通道都是按照重載鐵路的標(biāo)準(zhǔn)修建的，分別是大同至秦皇島鐵路（大秦鐵路）、唐山港至呼和浩特鐵路（唐呼鐵路）、瓦塘至日照鐵路（瓦日鐵路）、浩勒報(bào)吉至吉安鐵路（浩吉鐵路）。除了浩吉鐵路是剛開通的，其余3條重載鐵路早已兢兢業(yè)業(yè)地為我國的能源運(yùn)輸提供服務(wù)了。

尤其值得一提的是大秦鐵路，全長653千米，開通于1992年，年運(yùn)量從最初的2000多萬噸，增加到如今的4.5億噸，累計(jì)運(yùn)煤60億噸。山西省的優(yōu)質(zhì)煤炭，就是通過這條鐵路大動脈，源源不斷地輸送到秦皇島港口，為26個省市自治區(qū)、國家六大電網(wǎng)、五大發(fā)電集團(tuán)、十大鋼鐵公司、上萬家工礦企業(yè)提供燃料，被稱為“中華第一路”。大秦鐵路到底有多重要呢？有專家說，大秦鐵路只要咳嗽一下，很多企業(yè)、電廠和鋼廠都要患感冒。

重載鐵路運(yùn)能大、效率高、成本低，是國際公認(rèn)的鐵路貨運(yùn)發(fā)展方向。我國幅員遼闊，發(fā)展重載運(yùn)輸十分必要。

認(rèn)識一下重載列車

顧名思義，重載鐵路上跑的火車就是重載列車，但是這種車可不一般，技術(shù)含量很高。列車的車頭要用國產(chǎn)的和諧型大功率機(jī)車牽引，車廂采用特制的C80煤礦專用敞車。“C80”是重載列車車廂的型號，意思是凈載重為80噸的敞車。“C”就是敞口車的簡寫，“80”指的是凈載重80噸。一般而言，如果線路的坡度起伏不大，一臺和諧型大功率機(jī)車就能牽引5000噸的列車。但是，一次牽引5 000噸跑幾百到干余千米實(shí)在效率太低了，所以后來就把一趟列車的重量增加到了1萬噸、2萬噸，目前，我國已經(jīng)掌握了重載列車牽引重量3萬噸的技術(shù)。3萬噸是什么概念？我們簡單估算一下，一節(jié)C80敞車凈載重80噸，長度12米，拉3方噸的煤炭則需要375節(jié)車廂，全長4500米，這還不包括多臺牽引機(jī)車的長度。可以想象綿延近5千米長的鋼鐵巨龍咆哮前進(jìn)的場景，是多么震撼！

但是，想讓這條鋼鐵巨龍安全地運(yùn)行，那也不是一件容易事！

在農(nóng)村里，拖拉機(jī)牽引一個車斗，直接掛上即可，開快開慢都不會出什么大問題。然而，幾百節(jié)重載車廂銜接在一起，如果不能統(tǒng)一步調(diào)、集中控制，就會出大亂子。舉個例子，一列載重2萬噸的重載列車正在高速運(yùn)行，突然前面線路發(fā)生情況，需要緊急制動，如果不能統(tǒng)一控制，前面的車廂已經(jīng)開始制動，后面的車廂還在高速運(yùn)行，勢必造成車廂擠壓，發(fā)生重大事故。

怎樣才能避免發(fā)生上述事故呢？此時就需要“神器”登場了！這就是機(jī)車無線遙控操縱系統(tǒng)，簡稱“LOCOTROL”。LOCOTROL系統(tǒng)的基本工作方式是前部機(jī)車通過GSM-R系統(tǒng)，向中、后部機(jī)車發(fā)布同步牽引和制動命令，實(shí)現(xiàn)前、中、后部機(jī)車的牽引及動力制動同步操縱及空氣制動系統(tǒng)同步制動與緩解。同時采用制動管壓力自動檢測，對系統(tǒng)的無線通信狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

我國的大秦鐵路，在此技術(shù)上進(jìn)行了創(chuàng)新發(fā)展，采用網(wǎng)絡(luò)化無線同步操縱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了LOCOTROL技術(shù)與GSM-R技術(shù)的集成創(chuàng)新，把LOCOTROL技術(shù)由過去點(diǎn)到點(diǎn)的通信傳輸，發(fā)展為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸，解決了機(jī)車間通信距離限制的關(guān)鍵問題。早在2006年，大秦鐵路就在世界上首次實(shí)現(xiàn)LOCOTROL技術(shù)和GSM-R平臺的有機(jī)融合，近3000米長的重載列車實(shí)現(xiàn)前后同步控制，誤差僅為0.6秒。

大功率機(jī)車有何神奇之處

俗話說： 火車跑得快，全靠車頭帶。”重載列車不追求跑得快，只要拉貨多就行。要想拉貨多，也得看機(jī)車的性能。那么，承擔(dān)重任的和諧型大功率機(jī)車有何神奇之處呢？

大功率機(jī)車，就是牽引動力比普通機(jī)車要大得多的機(jī)車。作為重載列車的動力源和龍頭，大功率機(jī)車采用了很多新技術(shù)，最主要的有兩項(xiàng)，一是“交流一直流一交流”傳動技術(shù)，二是徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù)。

“交流一直流一交流”傳動技術(shù)是伴隨著大功率硅整流技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的，主要有電機(jī)構(gòu)造簡單、機(jī)車黏著性能好（機(jī)車依靠黏著力才能啟動運(yùn)行）、功率大、牽引力足、可靠性高、維修方便、效率高動力性能好、制動性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。

大功率機(jī)車還采用了徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù)。所謂轉(zhuǎn)向架就是將兩個及以上輪對通過專門的構(gòu)件組成一個整體部件，進(jìn)而支撐車體并使之在軌道上前進(jìn)，也就是火車車廂的腳。采用徑向轉(zhuǎn)向架，在火車通過曲線之時，保證輪子和鋼軌緊密接觸，為火車提供足夠的黏著力，使得牽引力不會降低。

在前面我們講了對重載鐵路的定義，其中一個標(biāo)準(zhǔn)是“經(jīng)常、正常開行或準(zhǔn)備開行軸重27噸以上（含27噸）的列車”，而我國的重載鐵路恰恰是在這個標(biāo)準(zhǔn)上長時間不能滿足要求，只滿足前兩條標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)椋覈缙诮ㄔO(shè)的大秦鐵路的貨車軸重是25噸，主要客貨運(yùn)干線鐵路開行的貨車的軸重大部分為21噸。很多人也許會問，軸重為何還成了重載鐵路的一個硬性指標(biāo)了？大家可能不知道，在澳大利亞，重載列車的軸重已經(jīng)達(dá)到40噸了，一列重載列車可以拉9萬噸貨物！

軸重為何這么重要？因?yàn)椤拜S重”是每根車軸允許分?jǐn)偟淖畲笳囍亓浚S重越大，單車載重量就越大。這不難理解，大粗腿的壯漢總比小細(xì)腿的孩子能夠扛更重的東西。為了提高單車軸重，我國先后在既有鐵路上試驗(yàn)開行27噸軸重的重載列車，取得成功后，接著又修建了國內(nèi)第一條軸重30噸的重載鐵路—一瓦日鐵路。隨著技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，國際重載協(xié)會制定的重載鐵路三條標(biāo)準(zhǔn)，我們都能滿足了。

重載鐵路除了要具備上述提到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還需要對軌道、道岔、橋梁、路基進(jìn)行強(qiáng)化和加固，采用先進(jìn)的車輛技術(shù)、列車制動系統(tǒng)、通信信息系統(tǒng)。比如在浩吉鐵路上，就首次采用了我們引以為豪的“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)。研制的C90煤礦專用車也已經(jīng)開始試用。

未來重載鐵路需要研發(fā)更多的先進(jìn)技術(shù)，以保障運(yùn)輸安全暢通，朝著清潔化、智能化、互聯(lián)互通化發(fā)展。這就要大力研究推進(jìn)封閉型貨車、駝背運(yùn)輸車等核心裝備，發(fā)展“公鐵海”多式聯(lián)運(yùn)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，全方位建設(shè)數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、平臺化的重載鐵路，實(shí)現(xiàn)鐵路重載領(lǐng)域安全、高效、節(jié)能和綠色發(fā)展，為我國的交通運(yùn)輸再創(chuàng)新佳績。

（責(zé)任編輯白玉磊 責(zé)任校對：趙夢祺）