毛申辰
國能朔黃鐵路公司,中國·河北 滄州 062350
國際重載協會認為,重載鐵路是指滿足列車牽引質量8000t 及以上、軸重為27t 及以上,且行駛距離大于150km,每年度的運貨量不低于4000 萬t,以上條件至少滿足兩項的鐵路線路。
重載列車是指列車從始發、運送、到站三階段均是由專用型貨車編組而成,同時采用單型、雙型或多機牽引的方式運送總重不小于10000t 的列車。
當前,重載運輸是基于一定的技術裝備,通過集中與運輸相關的綜合設備和能力,以擴大列車編組的方式完成超重型貨物的運輸。由于鐵路運輸量大,價格相對便宜,速度較快,并且效率較高,在很多國家,鐵路成為了物資以及旅客運輸的主要方式,開行重載列車是鐵路運營單位受成本結構影響的必然選擇。
由于普通鐵路載重有限,因此便有了專用的重載鐵路,專門運輸大宗貨物,提高效率[1]。長期以來,鐵路運輸領域的學者們分別對重載運輸的結構組織、相關技術、行駛方案等方面進行了理論化的研究和實際化的踐行,例如,通過對中國大秦和朔黃路線的挖掘和分析,對如何正確的布局鐵路運營進行了學習和探索,有效地提升了中國重載運輸的效率。同時,經過分析,為論文的寫作思路提供了重要支撐。
多年間,對于裝車區域的車流順序優化是研究的一項熱點,包含開行方案和期間所生成的廣義費用。優化是以減少總換算所消耗的時間為目標,優化裝載區域與貨運車間的順序和流向。
綜合運輸體系往往離不開集疏運系統,因此將該系統進行一體化處理也成為了當前的研究方向。通過對該系統的組成機理,分別從集、疏、運三個角度挖掘合理的分配方案。其中“集”代表著裝車,“疏”是根據一體化的方式尋找匹配方案,因此限制因素不多,“運”是整個系統的重要部分,由于智能化的設備在鐵路領域的不斷更新和應用,采用信息共享的方式完成三者間的協同已成為當前中國重載運輸的發展方向。
對于如何設置列車間的開行已大概有了系統性的組合方式,但針對不同線路間的獨有特性,各具特色的開行方案顯得尤為有優勢[2]。
針對重載運輸的問題,雖然中國當前分別在車輛的技術、鐵路路線、列車重聯的同步性等方面進行的研究起步滯后,但對于如何提升運輸能力起到了支撐性的作用。需要額外指出的是,由于不同地區的線路的差異化使得對應的重載運輸產生了差異化的目的,從而開行方式也存在有差異化,因此在開展重載運輸方面,組織結構和技術也不盡相同。
重載運輸作為鐵路現代化標志之一,對于中國對內對外資源的運輸有著重要的作用。我們已經討論了鐵路的發展進程,而關于重載運輸在中國的起步比較晚,開始于1984年,與世界最早的美國重載鐵路運輸相比幾乎晚了半個多世紀。1984年,中國決定開行重載列車,并在京秦鐵路和豐沙大鐵路運行。這是中國最早進行重載運輸的實踐活動。
考慮到運量需求、貨流、重載列車類型的有限性,整列重載列車、單元列車、組合列車已成為最佳的方案。單元列車是按照機車、機車、車輛、列尾的方式所構成,組合列車是按照機車、車輛、機車、車輛、列尾的方式所構成[3]。
其中,組合萬噸列車,前半列輛數與后半列輛數須均衡。重載列車不得編組空重混編列車。開行其他編組方式的重載列車須進行動力學試驗。2 萬t 及以上噸級列車發展現狀:由于和諧機車元列車重聯即可實現2 萬t 重載運輸。相關部門正在試驗3 萬t 及更高的重載運輸組織。
對于不同區域和不同線路下的重載列車,需要確定與現狀和發展相符的車輛裝備和線路的單元列車,以朔黃鐵路的重載列車為例,分別對其組合方式進行計算、同時通過實驗和仿真的方式制定出與區域環境相符合的列車組合方式,從而促進發展前景。
當前中國在運輸和組織方向已收獲了一定的成果并取得了一定的經驗,但如何對鐵路重載進一步發展也面臨著眾多的問題。為能有效解決問題并提升重載運輸的能力,探究如何提升列車牽引重量等級、路網運輸能力、組織效率等勢在必行。
其他國家,普通列車的軸重重量大約為28~32.5t,而發達國家一定將其重量值定為32.5~35.7t,最大值為40t。當前中國所采用的軸重重量大約為25t,且目前在研制采用27t、30t、40t 軸重下的所需的配套技術,同時希望在不變動當前鐵路線路的前提下,通過機車生產技術的提升,盡可能發展27~30t 承載范圍內的重載運輸;甚至擴大承載約束力范圍至35~40t。
在構建客運專線、以分線的方式實現客貨運輸、釋放已有線的標準下,增快改進朔黃鐵路的速度,形成以煤炭運輸為主體的多通道大運力的線路。同時對新建設的運煤線路,對現有的線路運輸能力有限的區域的電氣化進行改造,對長江以北的線路設置牽引重量等級為6000t,對長江以南的線路設置牽引重量等級為5000t,確保南北地區間的貨物流通。
縱觀中國鐵路運輸歷史和能源政策調理,當前鐵路的運輸仍以煤炭運輸為主,其他類型的貨物為輔。南北區域的運輸貨物主要包含有物資、能源、糧食、冶煉等高質量物品;東西區域的運輸貨物主要為煤炭資源,經合理規劃當前線路及新建的線路,萬噸以上的運輸專線逐步形成,同時糧食及木制品也是該線路運輸的主要物資,從而確保煤炭基地的煤炭資源能夠有效的運輸到市場所需的區域。
4.3.1 雙層集裝箱重載運輸
澳大利亞等國家當前采用雙層化的集裝箱作為重載列車的運載方式,有效地促進了運輸技術的發展。因此重載運輸所能承載的貨物不再受限于煤炭類型的大宗散貨,同時其他類型的貨物也可同樣適用。同普通的列車相比,采用雙層化的集裝箱方式運輸能夠節省30%的成本。為此,通過借鑒其他國家的運輸技術,同當前中國的集裝箱運輸方式相結合,采用雙層集裝箱的方式進行貨物運輸能夠提高運輸過程中的效率和收益。
4.3.2 組織重來重去運輸
重來重去運輸意味著列車在運輸去的途中和運輸回的途中均運載著大量的大宗貨物,在直達列車中最為常見。通過對整條線路上的貨源分布情況進行分析,構建重來重去運輸是提升運輸效率和經濟效益的有效途徑。通過該種方式有利于增大鐵礦石、煤炭等大宗貨源的運輸量,提升市場的運載占比。同時,雙層化的集裝箱以重來重去的方式運輸能夠避免空箱返回,降低運輸所需成本。該類型運輸的核心在于能夠優化運輸結構,以直達的方式代替零散方式,以系統化安排的方式替代分散化的安排,實現均衡化的運輸。為此,鐵道部針對煤礦、鋼廠、港口實施了重來重去運輸方案,同時針對社會中需要運輸量大的大客戶也實施了價格優惠、運送速度快等措施提升重來重去運輸在總運輸中的占比。
4.3.3 加大裝車地大宗貨物直達列車開行比例
設置直達列車能夠保證裝卸設備、機車、線路、站臺等資源得到最大化的利用,在提升了使用效率的同時也加快了固定資本的周轉。除此以外,直達列車具有運輸的周期短,從而使得列車的周轉也得到了提升,進而提高效率??偠灾?,增大直達列車的開行比例,能夠節省運輸過程所需的成本費用,同時對沿途中的站點作業時間和任務也能得到有效降低,使得經濟效益顯著提升。
集疏運一體化是有效銜接集和疏過程。也就是說對發貨方、運輸方、收貨方間完成一體化的連接。因此,完善集疏運一體化就是要求將該過程視為一個整體,以效率最大化和社會效益最大化為目標,對運輸的集、疏、運流程進行統一安排并協調實施。而信息共享是完成這三階段的必要前提,通過智能化的信息系統有組織的貨流任務進行組織與安排,同時兼顧OD 節點的集裝和疏卸環節。
在多年來鐵路領域學者的研究下,中國鐵路的運輸裝備和相關技術規定管理有了一定程度的提升,形成了完整的重載運輸結構,形成了具有中國特色的重載運輸模式。然而,線路的升級完善、線路的分布構建尚需進一步發展,同時車流安排及運輸方式也是提升重載運輸的關鍵。為此,提升中國鐵路運輸的性能與效率仍是當然的主要研究任務。
[1] PЮУпыpь,鐘恩洋.鐵路重載運輸的發展[J].國外鐵道機車與動車,2021(2):6-8.
[2] 鄧立紅.我國重載鐵路運輸通道發展研究[J].中國鐵路,2020(8):70-75.
[3] 劉嬌.關于提高鐵路重載運輸能力的思考[J].國外鐵道機車與動車,2019(5):31-33.