薛继连：神华重载铁路发展特点与展望
发布时间：2014-12-17 15:10:37 编辑：guoxining
本文摘要：世界铁路重载运输是上个世纪50年代开始出现逐步发展起来的。国外一些幅员辽阔、资源丰富、煤炭和矿石等大宗货物运量占比重较大国家，如美国、加拿大、巴西、澳大利亚、南非等，均发展了重载铁路运输。重载铁路运输已经成为世界铁路发展的主要方向。重载铁路的特点为运能大、效率高、运输成本低。国际重载协会将列车牵引质量车辆轴重和1500公里线路长度的年运量，作为衡量铁路重载运输水平的一个标准。并且分别于1985年、1993年、2005年制定了标准。从重载铁路的标准变化可以看出，提高轴重增加列车的牵引质量，是重载铁路的发展趋势。
在神华负责整个运输版块的工作中神华以煤为主，年产煤今年大概在4.5亿左右，神华这些煤大部分靠神华自己的路、港、和船队输送到用户手中。
大家都清楚世界铁路发展有两个方向，一个是重载，一个是高速。这次年会大部分都在探讨高铁的发展，高铁如何"走出去"。但在世界铁路中货运占的比重要高于客运所占的比重。所以我就围绕着神华铁路这几年的发展，向大家报告一下神华重载的发展和展望。
重载铁路发展趋势
世界铁路重载运输是上个世纪50年代开始出现逐步发展起来的。国外一些幅员辽阔、资源丰富、煤炭和矿石等大宗货物运量占比重较大国家，如美国、加拿大、巴西、澳大利亚、南非等，均发展了重载铁路运输。重载铁路运输已经成为世界铁路发展的主要方向。
重载铁路的特点为运能大、效率高、运输成本低。国际重载协会将列车牵引质量车辆轴重和1500公里线路长度的年运量，作为衡量铁路重载运输水平的一个标准。并且分别于1985年、1993年、2005年制定了标准。从重载铁路的标准变化可以看出，提高轴重增加列车的牵引质量，是重载铁路的发展趋势。
根据美国铁路部门统计，自1994年到2009年，美国铁路商业运营每t·km燃油消耗降低25%；直线和曲线上钢轨使用寿命分别延长12%、24～69%；列车安全性大幅度提高；运输成本达到1.6美分/t·km。我们在2008年和2011年都分别到美国加拿大和澳大利亚进行了考察。
澳大利亚BHP公司自上世纪70年代开始发展重载运输，澳大利亚铁矿石占的比重大。采用先进技术提高列车轴重和牵引质量。据统计，自1980年至2000年，BHP每辆车载运量提高36%，每吨矿石运输的燃油消耗量下降43%。运输每百万吨矿石人员配备降低为原来的1/6。车轮和钢轨的寿命延长2-4倍。同时机车和车辆的可靠性大幅提高。
提高车辆轴重和增加牵引质量。目前国外重载列车的轴重一般在30-33吨，澳大利亚有两条运输矿石的重载线最大轴重达40吨。这些车大部分都是咱们南北车制造的。列车牵引质量普遍在2万吨左右，澳大利亚的重载单元列车牵引质量超过3万吨，BHP重载铁路已进行牵引质量9.973万吨铁矿石重载单元列车实验。因为澳大利亚它都是矿石专运线。年运量主要取决于需求，从几千万吨到几亿吨，有较大的差异。
美国、加拿大、澳大利亚、巴西等国家多采用内然机车，采用电力机车的主要有我国和南非
国外重载铁路技术多采用重载列车无线同步操纵系统（Locotrol）和重载列车电空制动系统（ECP）。北美铁路多采用Locotro技术，实现同步牵引制动操控。Locotrol系统，加装在机车上，投入相对较低，机车分散布置在列车头部和中部，整列机车通过由头部的本务机车控制。而ECP系统通过电气信号控制空气制动，需要加装在列车每一节机车和货车上，投入相对较高。目前南非、澳大利亚铁路越来越多采用ECP技术。
随着轴重越来越高的情况下，轮子和轨磨损都越来越严重。我们搞机车车辆研究的，就是研究轮轨关系理论，怎么把轮轨关系搞好，从而确保车辆安全。重载铁路和铁路在这个方面基本上类似，不同的地方就是重载磨耗要大于高速铁路。这几年国外在轨道方面的改善，包括道砟、钢轨和客间。这些方面虽然和高速铁路的做法不同，但是它能保证安全，保证驾机成本，是维护成本主要做法。轮轨关系最重要的是如何采用使钢轨寿命延长。美国采用的是69公斤的钢轨，他们重载铁路的寿命达到了29亿吨通过量。我国原来铁道部轨道的要求为9亿吨。
从国外重载铁路技术特点和发展经验来看，国外重载铁路法赫统筹考虑线路轴重、运量、编组等因素，重视轮轨关系和列车与线路关系运营状态的管理。重视经济效益和运营效率，追求效益最大化，而不是运量最大化。
我国重载铁路的发展概括
自20世纪80年代起，我国铁道部把重载运输作为货物运输发展方向，开展重载运输技术研究，经过多年的努力，我国铁路重载技术水平得到了很大提高。
1、建立了以大秦线为代表的25吨轴重重载铁路技术体系。
2、在既有线开行27吨轴重C80E通用火车，目前已完成相关实验，在太原局进行运用考核。
3、中国铁路总公司以中南通道为依托，构建新建30吨轴重重载铁路技术体系，目前正在实验阶段。
4、神华集团以朔黄铁路扩能改造为依托，构建既有线30吨以上轴重煤炭运输重载铁路成套技术体系。
到9月28日正式的开通了30吨轴重牵引车219辆，列车的牵引质量为2520吨，每天都有这样的列车在正常的运行。
神华重载铁路发展特点
1、网运分离、条块结合、修程分管、管理综合的运营管理新模式。
2、动态检测、静态监控、综合分析、立体养护，状态检修、寿命管理，维修养护新的体制。
3、在运输模式方面引入竞争机制，建立联合运输体系，实行多家运输单位竞争上线。除了搞运输，别人是不允许干这个事。扩大中国铁路的影响，是中国铁路管理上是一个飞跃。
构建神华重载铁路创新模式。构建了以需求引领、企业主导、平台支撑、机制驱动、工程实现，为主要特性的重载铁路技术创新模式。
1、从国家战略需求和企业自身实际触媒，立足解决运输生产重大问题，技术创新更具针对性、实用性和前瞻性。
2、突出神华集团在创新中主体地位和总体责任，发挥主导作用。
3、整合国内外优势科技资源，搭建产学研用创新平台，有效支撑重载铁路技术创新。
4、构建协调、激励和评价等运行机制。
5、将取得的各项技术创新成果、及时应用，形成生产力。
神华是以搞煤为主的，我们铁路的工作人员都是各个铁路局调过来的。因此，罗部长给我们提出个思路，源于国铁用于国铁。我们这些人来自于铁路，一定要保持铁路的优良传统，发扬铁路好的做法，把神华铁路做大做强，不给铁路丢人。从前神华铁路在科研问题上没有科研队伍，也没有多少科研人员。因此，我们依靠铁道学会，靠的是我们的科研院所和铁路学校，搞好了神华科研。
重载铁路关键技术研究和设备研发
1、重载轮轨关系和延长钢轨使用寿命的研究。我们目前使用75公斤的钢轨，一个使用在是大秦，另一个使用在神华铁路。神华铁路有个特点，它经过了湖泊、峡谷和陕北的黄土高原等沟壑纵横的地区。早些时候它是企业性的铁路，与大秦有很大的区别。神华铁路重载小区县特别多，所以神华实现重载的时候，如何把钢轨寿命延长，如何把重载搞下来是很关键的问题。因此，通过这么多年我们各方的研究，将钢轨延长了一倍寿命。在这些地段使用了75公斤钢轨，达到了20多吨的通过量。在区县上从过去的两亿吨升级到现在的六、七亿吨。
2、863项目－重载铁路桥梁和路基检测与强化技术研究。我们承担了863计划。研究揭示了重载运输条件下桥梁和路基的工作机理，自主研发了重载条件下路基快速连续检测、桥梁静动力检测与在线检测技术及成套装备。研究提出了重载铁路路基及桥梁加固新方法。成果获2014年度中国铁道学会科技进步一等奖。
3、研发世界首列重载铁路综合检测车。应用效果非常好。集成轨道、路基道床、接触网、钢轨超声波探伤、信号动态、无线通信场强、地面红外线动态检测和综合管理等八大检测系统，能够对全部基础设施同时进行检测，减少了对正常运营的干扰，能够进行系统相关分析，便于快速查找病害原因，评定安全状态，为重载铁路安全运营提供了技术保障。
4、重大技术创新。我们承担了国家"十二五"国家科技支撑计划，"轴重30吨以上煤炭运输重载铁路关键技术和新装备研制"项目，创立了我国30吨以上重载铁路煤炭运输成套技术体系。在重载铁路基础设施强化与维护技术、载重100吨级大轴重货车、大功率交流传动电力机车、重载列车同步操纵、第四代铁路移动通信技术（TD－LTE）、重载运输调度优化等方面取得重大技术突破。
神华的重大技术创新
（1）基础设施检测评估技术及标准。在国内首次系统开展了30吨以上轴重重载实车综合实验。首创基于TLV移动加载，探地雷达与原位测试相结合。
（2）重载轨道结构强化技术。研制了30吨轴重重载轨枕与配套扣件系统。研发了砟下胶垫和弹性轨枕技术。研发了30吨轴重新型75-12号、75-15号、75-18号系列重载道岔。研发75Kg/mU78CrV钢轨移动闪光焊技术。
（3）线下基础加固技术。研发桥梁体外预应力碳纤维板材加固技术。采用速度锁定器传递纵向受力。
（4）载重100吨大轴重货车。我们的车是22吨重，我们在研究它的垂直力和横向力怎么减小。我们最近在这个车的基础上，与齐齐哈尔、长江公司进一步联合，把这个车轴重达到了19.5吨。美国轴重达到19.7吨，但仅停留在实验阶段，而我们已经用到实践中了。
（5）大功率交流传动电力机车。神华创新研制了具有自主知识产权的单轴功率1200kW、总功率9600kW（八轴）/14400KW（12轴）大功率交流传动电力机车。动力单元模块化，机车编组灵活多样。我们研制了世界上最大的机车。
（6）第四代铁路移动通信技术（TD-LTE）我们神华是第一个与华为联合的企业，在今年2月研制出第四代铁路移动通信技术。不仅速度快，视频监控效果也非常好。
神华重载铁路发展展望
1、研发重载铁路移动闭塞关键技术及装备。重载铁路移动闭塞研究在国际上属于空白领域。移动闭塞可有效保证重载列车运行安全，显著缩短行车间隔、提升线路运输能力，便于开展配套的重载运输改造，是重载铁路的技术发展方向。 由TD-LTE网络承载移动闭塞信息传输尚属国际首创。
2、重载列车无限电空制动系统（ECP）研制。研制一套无线电空制动系统ECP，只需对通过牵引杆连接的每组车加装无线ECP，通过无线网络传递制动波，大幅缩短制动波传递时间，提高列车制动缓解同步性。不改动机车即可实现，改装工作量小，投入少。
3、研制重载列车智能化操控系统。开发重载列车智能操控系统，实现列车智能操控，提供列车辅助自动控制等功能，保证列车运输安全，优化运行效率，提升线路运输能力。
4、30吨轴重条件下基础设施维修养护与寿命管理研究。深化研究牵引供电设备修程修制和维修模式，构建供电安全检测监测系统。在朔黄铁路实现"动态检测、静态监控、综合分析、状态修理、立体养护、寿命管理"。
5、构建完善的神华集团30吨以上轴重煤炭运输重载铁路网，建立集疏运一体化生产管理体系。
构建完善的神华集团30吨以上轴重煤炭运输重载铁路网
红色的线路即是神华铁路形成的小网，关键还有从包头到蒙古国的线路。习主席今年8月份访蒙，同蒙古国签订协议，通过了蒙古国国会，历史性的实现了蒙古国60吨焦煤矿与我国标轨。
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