张元喆

摘要：目前，世界范围内的货物列车重载运输技术迅速发展，重载运输的国家已经越来越多。重载运输技术已被国际公认是铁路货运发展的方向，重载运输取得的效益已由各国的实际运输业绩所证实。本文主要介绍了铁路重载运输的概念以及重载运输的三种模式，阐述了重载运输的关键技术，介绍了我国重载运输的发展历程，分析了我国重载运输的伟大意义和美好前景。

关键词：铁路货运；重载运输；重载列车；大秦铁路；Locotrol技术

1.引言

自国际重载运输协会1985年正式成立以来，许多国家认识到发展重载运输是铁路扩能增效的一种有效途径，因此世界范围内的货物列车重载运输技术发展迅速。重载运输代表了铁路货物运输领域的先进生产力，从概念的提出到蓬勃发展经历了一个技术不断进步的过程，已被国际上公认是铁路货运发展的方向。我国铁路的重载运输与客运高速战略相配合，对重载运输技术进行了不断地创新和突破，并且取得了骄人的成果和业绩，大秦线2万吨重载列车开行，5000～6000吨重载列车的开行范围已经遍及很多繁忙干线，许多重载新线也正在修建之中，这标志着我国重载运输技术已经跻身于世界先进行列。

2.铁路重载运输的概念

铁路重载运输，是指在先进的铁路技术装备条件下，扩大列车编组长度，大幅度提高列车重量，采用大功率机车双机或多机牵引，使牵引重量和输送能力达到一定标准的高效率运输方式。但是，并不是多拉就是重载，铁路重载运输有着严格统一的标准。1986年10月在加拿大温哥华召开的第三次国际重载运输会议上讨论确定，重载铁路必须满足以下三条标准中的至少两条：列车牵引总重至少为5000吨的列车；轴重21吨及以上的列车；年货运量至少达2000万吨。随着重载运输的发展，国际重载协会（IHHA）在1994年和2005年又两次对重载铁路的定义，对重载铁路做了更严格的规定。于2005年国际重载运输协会在巴西年会上又对重载铁路的标准做了最新的修订，重载铁路必须满足下列三条标准中的至少两条：重载列车牵引重量至少达到8000吨；轴重(或计划轴重)为27吨及以上；在至少150公里的线路区段上年运量达到4000万吨及以上。从广义的范围来讲,铁路重载运输既包括在专门的重载线路上开行万吨以上的单元重载列车,实现单一品种货物在固定到发地间的循环运输,也包括在主要繁忙干线上开行一定重量的重载列车及组合列车；还涉及到其它线路上通过普遍提高列车重量来扩大运输能力。

重载运输是除高速铁路以外，铁路现代化的又一个标志。其优越性更是十分明显，在一条铁路线上开行一趟重载列车相当于开行几趟、十几趟、甚至二十几趟普通货物列车，这对于充分发挥铁路运输优势、提高铁路通过能力和运输效率、降低运营成本的作用是不言而喻的。正因为如此，自从20世纪60年代开始，重载运输作为一种重要的运输组织方式，以其运量大、效率高、能耗低、效益好等诸多优势，在世界范围内得到迅速发展，已经成为了铁路大宗货物运输的发展方向，开辟了铁路货运的新天地。

3.铁路重载运输的模式

按重载列车的作业组织方法来划分，铁路重载运输有以下三种模式：

（１）单元式重载列车

单元式重载列车是把大功率机车双机或多机与一定编成辆数的同类专用货车固定组成一个运输“单元”，并以此作为运营计费的单位。机车操纵采用无线遥控同步运转系统，运送的货物品种单一，在装、卸站间往返循环运行，中途列车不拆散，不进行改编作业，机车车辆固定编挂位置，车底固定回空，两端车站装卸设备配套，是装、运、卸“一条龙”的运输组织形式。这种列车的重量一般都在6000吨以上，适用于大宗散装货物运输。

在路网规模大、行车密度小、货运比重大、运能较富裕的美国、加拿大、澳大利亚等国，组织开行从装车地到卸车地之间的重载单元列车，通过货物集中发送、快速装卸、加速机车车辆周转来降低成本，从而获得较大的效益，提高了与其他运输方式的竞争能力。美国的重载单元列车牵引总重达10000吨以上，是名副其实的万吨列车，并曾创造总重达44066吨的世界最高纪录。中国于1988年开始在大秦线上开行了单元式重载列车。

（２）组合式重载列车

组合式重载列车是由两列及其以上同方向运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列车。机车分别挂于各自的货物列车首部，由最前方货物列车的机车担任本务机车，运行至前方某一技术站或终到站后，分解为普通货物列车。它实质上是在线路通过能力紧张的区段，利用一条运行线行驶两列及以上的普通货物列车的一种扩大运输能力的方式。

前苏联铁路是客货混用，列车数量多、行车密度大，运能与运量的矛盾比较突出，为扩大运输能力、挖掘现有设备潜力，即组织开行超重、超长列车或组合式列车，并成功地试验开行了总重43047吨的重载列车。中国铁路于1984年在丰沙大线、京秦线及沈山线等铁路上开始开行了组合式重载列车。

（３）整列式重载列车

整列式重载列车是由大功率单机或多机重联牵引，列车由不同型式和载重的货物车辆混合编组，达到规定重量标准的列车。这种列车在运输途中可根据需要进行改编，具有很大的通用性。中国于1992年开始在京广、京沪等主要繁忙干线开始开行了整列式重载列车。目前，我国繁忙干线上开行的重载列车主要为这种模式。

4.我国重载运输的关键技术

发展铁路重载运输需要应用多项科技手段，是国际上公认的铁路运输尖端技术之一。重载运输的主要特点体现在“重”上，由于列车又重又长，带来许多新的技术难题。重载运输的关键技术主要体现在以下几个方面： 

（1）功率大、性能好、效率高的牵引机车 

牵引动力是影响重载列车载重的关键因素。用于重载运输的内燃机车和电力机车要求马力大，性能好，牵引电机维修量小，使用效率高，环境污染轻。因此国际重载运输都在向车流传动发展。我国对重载运输大功率牵引机车的研究也取得了很大的成就，主要体现在大秦铁路上的应用。目前，我国大秦铁路承担重载运输的牵引机车主要是SS₄改进型电力机车与和谐型（包括HX_D1和HX_D2型）电力机车。SS₄改进型电力机车是我国直流传动电力机车的代表，由各自独立的又互相联系的两节机车内重联组成，轴式为2（B0—B0），机车额定功率为6400千瓦，电制动采用加馈电阻制动。HX_D1和HX_D2型机车均属于交流传动货运电力机车，是采用欧洲标准制造的新型重载货运电力机车，由两节完全相同的4轴电力机车通过内重联环节连接组成的8轴重载货运电力机车，轴重为23吨或25吨，转向架采用低位牵引杆，基础制动采用轮盘制动，电制动采用再生制动，起动牵引力为700千牛或760千牛，采用交—直—交电传动技术。HX_D1和HX_D2型机车均具有外重联控制功能，司机可以在某一个司机室对两台重联机车进行控制，机车装有Locotrol远程重联控制系统，适合于多机分布式重载牵引。其中，HX_D1型机车是由株洲电力机车厂与西门子公司合作研制的，最大电制动力为461千牛，机车额定功率为9600千瓦；HX_D2型机车是中国北车集团大同电力机车有限责任公司与阿尔斯通公司合作研制的，最大电制动力为510千牛，机车额定功率为10000千瓦。功率大、性能好、效率高的电力机车的应用，为列车重载提供了强有力的动力保证，为我国重载运输的发展注入了新的生机和活力。

（2）轴重大、自重轻、性能好的重载车辆 

重载运输要求车辆采用新材料、新结构和新工艺，在长度基本不变的前提下大幅度提高载重量，因此必须提高货车轴重。我国在2004年和2006年分别将C80型和C80B型货车在大秦线上批量投入使用。其中，C80型为双浴盆式铝合金车体，C80B型为中梁、平地板式不锈钢车体，这两种车型采用牵引拉杆的车钩连挂方式，三辆一组，两端为16号旋转车钩和17号固定车钩连挂，中间为牵引拉杆连接。性能先进的80吨级新型货车的问世，为大秦铁路提供了优良的装备保障，推动了中国铁路装备现代化的发展进程。它的正式投入运营，标志着我国重载货车技术跨入了世界先进行列。

（3）多台机车同步操纵技术 

重载列车需要两台乃至多台机车来牵引，这就产生一个多台机车如何同步操纵的问题。当前世界上主要采用两种技术解决这一技术难题：一种是整个列车安装贯通电缆，通过电缆传递控制信息，即有线电控空气制动技术（简称ECP技术）；还有一种是采用无线通讯方式，用无线电对每辆车发送控制信息并接收反馈信息，即机车无线同步操纵技术（简称Locotrol技术）。我国的重载运输主要采用Locotrol技术，就是把多台机车分散布置在长大重载列车的适当部位，通过基于无线通信的控制系统，遥控协调多台机车，在主控机车上可操纵整个列车，使各机车做到同步牵引和制动，有效减少纵向冲动和钩力，缩短制动距离和制动时间。由于Locotrol技术结构简单，减少了货车的改造工作量，易于列车按不同目的地解编，技术可行，经济合理，安全可控，更符合中国铁路路情和大秦线运输实际，因此最终确定采用GE公司的Locotrol技术开行大秦线2万吨重载组合列车。并且，我国在大秦铁路又对此项技术进行了不断的创新，在世界重载铁路领域率先实现了Locotrol技术和GSM-R平台的有机结合。我国铁路科研人员把机车分布式同步操纵Locotrol技术由过去的点到点通信传输，依靠改进GSM-R综合数字移动通信系统，发展为系统网络通信传输，解决了机车间通信距离限制的关键问题，使得近3公里长的重载车辆实现了前后同步协调控制，操纵误差仅为0.6秒，达到了世界领先水平。这标志着我国铁路重载技术上了一个新的台阶，为世界铁路重载技术的发展做出了贡献。

此外，我国对重载列车新型制动技术、安全监测技术、高强度轨道结构及养护维修新技术等方面的研究也取得了很大的进步和发展，为我国重载运输提供了强有力的基础保障。

5.我国重载运输的发展历程

由于铁路运力不足，运能与运量矛盾突出，自20世纪80年代开始，我国铁路就把货物列车重载运输作为发展方向，并对重载运输的关键技术进行科技攻关研究和试验,至今已取得了大量的科技成果，大秦线2万吨重载列车和京沪、京广线部分区段6000吨重载列车已经开行。中国铁路重载运输的发展，大体上可分为以下四个阶段：

第一阶段自1984年至1990年，主要为改造旧线，开行组合式重载列车。选择了晋煤外运通道的丰台—沙城—大同线和北京—秦皇岛线为试点，开行固定式组合式重载列车。采用ND₅型内燃机车双机牵引7400吨，使用缩短型敞车和装有配套技术的新型车辆。根据货流的特点，采取了固定车底、固定机车、固定发到站、固定运行线，从大同西站出发直达秦皇岛东站，卸车后原列空车返回，进行循环拉运。在山海关至沈阳间试验开行“非固定”的7000吨组合式重载列车、在石家庄至德州和石家庄至济南间开行“非固定”式组合列车，以后又在平顶山至武汉间双机牵引6500吨、在徐州北至南京东间双机牵引7000吨～8000吨的组合列车。组合式重载列车对扩大晋煤外运数量，缓解沿海繁忙干线能力紧张，促进国民经济的发展做出了重要贡献。

第二阶段自1990年至1992年，新建大同至秦皇岛铁路运煤专线，开行单元式重载列车。大秦铁路是借鉴加拿大、澳大利亚等国开行重载单元列车的经验，在国内新建的第一条双线电气化重载运煤专线，全长653公里。1988年试验开行了单机牵引6000吨，双机牵引10000吨单元式重载列车。1992年底正式开行列车重量为6000吨和万吨的单元列车。

第三阶段为1992年至2004年，对繁忙干线逐步进行改造，开行整列式重载列车。1992年8月6日在徐州北至南京东间，利用两台内燃机车牵引64辆货车，总重5134吨， 同年8月12日在石家庄至郑州北间由两台北京型机车牵引65辆货车，总重5119吨，两线均试验成功。1997年4月1日，全国铁路第一次大提速后，我国在京沪、京广、京哈三大繁忙干线全部开通了5000吨级整列式重载列车。

第四阶段为2004年至今，对铁路主要运营线路进一步改造，对重载运输技术进一步研发和创新。自2004年开始，大秦铁路进行了多次技术改造，取得了多项技术突破，先后掌握了4台SS₄机车开行4×5000吨、4台SS₄机车开行2×10000吨、2台和谐型机车开行2×10000吨重载组合列车等3种编组开行方式的技术，这在全世界也是绝无仅有的。于2006年3月28日我国在大秦铁路正式开行了2万吨组合式重载列车，形成了独特的重载运输技术体系和集疏运体系。大秦铁路也实现了年运量从2002年1亿吨到2008年3.4亿吨的飞跃，成为世界上年运量最大的重载铁路。我国铁路在不断提高大秦铁路运输能力的同时，也在不断提高繁忙干线列车的牵引重量。2007年4月18日，全国铁路第六次大面积提速后，京沪、京广、京哈等繁忙干线将重载列车牵引重量由5000吨提升到了5500～6000吨，进一步提高了繁忙干线的运输能力。这种客货共线运行，速度、密度、重载三者并举的运输组织模式，是世界铁路运输的一项重大创举，也是中国铁路赢得世界铁路同行赞誉的一大亮点。据统计，我国5000吨及以上重载线路已达1万多公里。这标志着重载运输在我国已经初具规模，技术水平位居世界重载运输前列。

实践说明，只有因地制宜，不拘一格，综合采用不同重量级别、不同组织形式的重载列车，才能最大限度地提高列车平均牵引重量，取得最佳的经济效益。

6.我国重载运输的意义及前景

能源是人类赖以生存和发展的重要物资基础，是关系人民生活、经济发展和国家安全的重大战略问题。随着国民经济的快速发展和科学技术的不断进步，我国能源供给能力进一步增强，同时能源消费也迅速增长。煤电油运全面出现紧张形势，导致全国很多地区电力供应吃紧，给正常的生产生活带来了严重的影响。煤电油等能源的输送已经成为当前制约社会经济发展的瓶颈。

在这种形势下，我国铁路为扭转运输紧张的被动局面，瞄准世界铁路科技发展前沿，学习和借鉴国外先进经验，结合我国的国情和路情，铁道部党组审时度势，经过科学论证和技术经济比较，做出了大力发展铁路重载运输的发展策略，把研究和采取开行不通类型的重载列车运输方式作为铁路扩能、提效的重要手段。我国经过十多年的努力，通过不断的技术研发和自主创新，取得了多项技术成果，不仅构建了大秦铁路为龙头的重载运输技术体系，而且大幅度提升了中国铁路重载装备、重载线路、重载通信信号和重载运输组织等领域的技术水平及设计制造能力，推动中国铁路重载运输技术整体迈上了一个更高的台阶。2009年6月21日以重载运输的创新、实践与发展为主题的第九届国际重载运输大会在我国上海顺利召开，与会理事充分肯定了中国铁路近年来在重载运输技术装备等方面取得的丰硕成果，纷纷称赞以大秦铁路为代表的具有中国自主知识产权的重载运输技术体系，创造了世界铁路重载运输的奇迹，中国铁路重载运输技术已经达到世界先进水平。这意味着中国铁路重载运输的飞速发展得到了国际社会的承认和国际重载协会的高度肯定，第九届国际重载运输大会才得以在中国召开。

铁路重载货物运输是一项综合性的系统工程。它既包括牵引动力、装货车辆、列车制动、多机牵引操纵和遥控、线路结构、站场设置、电力供应等技术设备，还包括重载运输货源货流组织、列车装卸、行车安全、运营管理等不同于普通货物列车的运营组织方法。因此，铁路货运重载运输不仅可以缓解我国铁路运能紧张的状况，还提高了我国的铁路技术装备水平和运输管理水平。

据预测，2010年我国铁路货运量将达到35亿吨，其中煤炭运量达15亿吨以上；2020年我国铁路货运量将达到40亿吨，其中煤炭运量达到16亿吨以上。作为国民经济的大动脉和北煤南运、西煤东运主体的铁路，建设大能力、高效率、功能完善的煤炭运输重载通道非常必要。同时，随着大规模客运专线的建设，既有铁路的运能将得到有效释放，届时既有铁路网将建成大能力高效的重载运输网络。

根据《中长期铁路网规划》和《铁路“十一五”发展规划》，我国各区域间将建成大能力货运通道。到2020年，我国重载运输通道将形成8纵、9横的网络格局。重载运输网总规模将近3万公里。其中南北重载运输通道规划里程约1.31万公里，占重载运输总里程的46%，主要由平齐大郑、京哈、京沪、华东二通道、京九、京广、大同至长沙、包西8条运输通道构成；东西重载运输通道规划里程约9100公里，占重载运输总里程的32%，主要由滨州滨绥、北京至石嘴山、大秦、神朔黄、绥德—太原—济南—青岛、侯马至日照、陇海线、沿江通道、宁西9条运输通道构成；其它重载线路约6000公里（包括集疏运重载线路及重载联络线），占重载运输总里程的22%。铁路重载运输主通道的实现，可极大缓解铁路货物运输压力，保证国家重点物质运输畅通，提高铁路运输效益，从整体上提升铁路现代化水平。可以说，我国铁路重载运输前景光明。

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