改变行车方式,提升漳平至泉州铁路运输能力

[摘 要]为提高漳平至泉州铁路运输能力,通过取消原有下行方向剑斗站、上行方向小舟站、大深站固定机外停车的行车方式,减少区间运行时分,提高区间列车通过能力,提升漳平至泉州铁路运输能力、为海峡西岸经济区泉州肖厝港海铁联运创造良好的条件.

[关 键 词]坡度机外停车牵引计算

1前言

经过5年的建设,海峡西岸经济区建设不仅推动海峡西岸区域经济发展,而且打通了“山门”,为中部崛起和西部开发,提供了一条新的对外开放综合通道,为两岸交流合作搭建了更大的前沿平台.

福建省港口资源优势十分明显,泉州肖厝港区作为国家规划建设的６大石化基地和四大国际中转港口之一,是福建沿海最大的散货码头,2006年港口吞吐量突破200万吨,若港口全部建设完成,设计吞吐量将超过１亿吨.肖厝港铁路支线自2006年11月正式通车后,打通港口物资向内陆腹地延伸的快速通道,但是因受漳平至泉州铁路高坡地段行车方式制约,铁路运输通过能力不足所形成的“瓶颈”制约了港口经济的快速发展.只有改变原有的行车方式,提升铁路运输能力,才能提高铁路在港口集疏运中的份额,为海峡西岸经济区建设贡献一份力量.

2漳平至泉州铁路概况

漳平至泉州线路为单线Ⅱ级铁路线路,全长187.3km,最大坡度22.0‰,线路允许运行最高速度：漳平至大深区段65km/h,大深至剑斗区段55km/h,剑斗至湖头区段65km/h,湖头至泉州区段70km/h,共计18个车站,全线为山区铁路,区间最大坡度在大深至剑斗（K12+249-K57+392）间,线路坡度为22‰,长达45.2km.

漳泉线货物列车使用DF4D、DF4B型内燃机车牵引,牵引重量分别为双机2250吨,单机DF4D型机车1350吨、DF4B型机车1150吨,大深至福德间使用双机牵引；旅客列车使用DF4D客型机车牵引,牵引客车辆数为18辆,牵引重量为1000吨,全程使用单机牵引运行.客货列车在漳泉线运行时,列车放坡限制速度为：机车在22‰下坡道允许放坡速度客车小于等于55km/h、货车小于等于50km/h,并在下行方向剑斗站、上行方向小舟站、大深站采取固定机外停车凉闸（列车在车站进站信号机外方停车,对列车制动机主要系统闸瓦进行降温,以提高列车制动力）的行车方式.

3改变行车方式的措施

通过对漳泉线进行列车牵引运行试验,在符合行车安全情况下,取消原有下行方向剑斗站、上行方向小舟站、大深站固定机外停车的行车方式,减少区间运行时分,提高区间列车通过能力,提升线路运输能力.牵引运行试验主要内容：

3.1以机车电阻制动放坡为主,试验辅以空气制动放坡进行机车制动力情况.

3.2列车在下行剑斗站进站信号机前超速时,机车监控装置产生紧急放风制动动作,试验紧急制动停车距离.

3.3实施空气制动减压停车后,试验列车在标准充风时间内列车速度上升情况.

4列车制动限制速度牵引计算

为保证列车在长大下坡道的运行安全,应先确定列车在任何情况下都能安全运行的最高速度,满足铁道部《铁路技术管理规程》规定列车在紧急制动情况下,制动距离不大于800m.

4.1根据铁道部《列车牵引计算规程》有关列车制动限速内容,查“货物列车及混合列车制动限速表”可得,在22‰的下坡道计算制动距离800M、高磷闸瓦、编组65辆、每百吨列车重量换算闸瓦压力280KN时,列车最高允许速度68km/h.

4.2根据《列车牵引计算规程》计算在22‰的下坡道、高磷闸瓦、编组41辆重车、每百吨列车重量换算闸瓦压力280KN、列车制动初速50km/h时紧急制动距离：

SZ等于Sk+Se

Sk等于V0×tk/3.6tk等于(1.6+0.065n)(1-0.28ij)

Se等于4.17V02/(1000ψhθhβc+ω0+ij)；

n―牵引辆数；ij―线路加算坡度；

SZ―制动距离；Sk―有效制动空走距离；

Se―有效制动距离.

紧急制动初速为50km/h,查《列车牵引计算规程》表8-1得：

1000ψhθh等于49.6；ω0等于1.86；βc等于1；

Se等于4.17×502/(49.6×1+1.86-22)等于354.2m

Sk等于50(1.6+0.065×41)[1-0.028×(-22)]/3.6等于95.7m

SZ等于354.2+95.7等于450m

从以上计算可知,当机车牵引总重3300吨,41辆重车的货物列车在22‰的下坡道运行,在没有电阻制动的情况下,制动初速度50km/h时的紧急制动距离为450m,没有超过规定的800m.因此,从理论计算制动初速规定为50km/h是可行的,能保证电阻故障后的列车运行安全.

5列车运行牵引试验情况

5.1牵引试验日程安排

试验日期为2007年1月5日,下行49513次货物列车,漳泉线福德至剑斗区段,列车牵引重量为3300吨,二台机车牵引实施放坡；上行49520次货物列车,福德至大深区段,列车牵引重量为2250吨,一台机车牵引实施放坡.

试验列车编组情况：下行49513次列车编组40辆3299吨,计长52.7,每百吨闸瓦压力287.9KN,关门车2辆；上行49520次列车编组39辆2249吨,计长45.2,每百吨闸瓦压力367KN.

试验机车：下行福德至剑斗由泉州铁路责任有限公司（简称泉州公司,下同）DF4D型4067机车担任本务,福州机务段DF4B型3770机车附挂,泉州公司DF4D型7492担当补机.上行49520次,福德至大深由泉州公司DF4D型4032担任本务,泉州公司DF4D型7489机车附挂.

参试人员：南昌铁路局机务处、运输处、泉州公司有关领导、专业技术人员.

5.2福德至剑斗49513次、福德至大深49520次列车试验情况

5.2.1福德至剑斗、福德至大深下坡道区段空气制动试验情况

下行感德站至剑斗站间：在K46+800公里处,列车运行速度45km/h时,空气制动减压100kPa,列车速度上升到47km/h后逐步下降到0km/h,列车停在K47+528公里处,走行距离728m,走行时间1分29秒.

上行福德站至小舟站间：在K31+500公里处,列车运行速度45km/h时,空气制动减压100kPa,列车速度上升到47km/h后逐步下降到0km/h,列车停在K31+152公里处,走行距离348m,走行时间1分02秒.

5.2.2福德至剑斗、福德至大深下坡道区段列车充风试验情况

下行感德站至剑斗站间：列车减压100kPa在K47+528公里处（坡度为21‰下坡）停车,机车空气制动机放运转位缓解,列车管压力从400千帕上升到500千帕,从《列车牵引计算规程》“货物列车自阀在运转位充风所需时间表”中查得充风时间1分12秒,列车速度在充风时间内从0km/h上升到30km/h.

上行福德站起来至小舟站间：列车减压100kPa在K31+152公里处（坡度为19‰下坡）停车,机车空气制动机放运转位缓解,列车管压力从400kPa上升到500kPa,同样从《列车牵引计算规程》查得充风时间1分12秒,列车速度在充风时间内从0km/h上升到26km/h.

5.2.3列车超速时监控装置紧急制动试验情况

下行感德站至剑斗站间：在K55+260公里处（坡度为20‰下坡）列车运行速度55km/h时,运行速度超速碰列车监控装置控制线（线路允许速度≤50km/h）,列车监控装置自动放风发生紧急制动,列车停在K55+644公里处,紧急制动距离384m,制动时间44秒.

5.3取消下行剑斗站、上行小舟站、大深站固定机外停车试验分析

福德站至剑斗站、福德站至大深站下坡道区段列车的常用制动减压100kPa,列车在按《列车牵引计算规程》规定的标准充风时间（1分12秒）内,列车运行速度最高只达到30km/h,没有超过线路允许速度（≤50km/h）,同时能保证列车充满风.

列车超速时监控装置紧急制动试验距离为384m,没有超过《铁路技术管理规程》规定的紧急制动距离800m,当机车的电阻制动故障时能确保列车在规定的安全距离内停车.

列车在福德站至剑斗站、福德站至大深站下坡道区段使用电阻制动放坡并辅以空气制动,制动力能确保列车运行安全.

6取消剑斗、小舟、大深站固定机外停车的技术条件分析

6.1使用电阻制动增大了机车制动力,是列车放坡安全的保障

电阻制动是一种独特的制动方式,机车牵引电机转为发电机运行,在列车隋力带动下把列车具有的机械能转换成电能,并通过电阻带发热而消耗电能,从而产生制动的作用.在机械制动放坡时,制动力随速度增高而减少,放坡均采用周期制动方法,在长时间制动过程中易引起轮箍和闸瓦的摩擦发热.而电阻制动有足够大的制动力,保证了制动效能,从而使列车在长大坡道运行时,能以较高的速度安全运行,同时还可以获得良好的制动力调节性（电阻制动特性）.

目前,担当漳泉线交路的DF4B、DF4D机车都安装了电阻制动装置,使列车运行条件得到了极大改善,在高坡区段放坡时,可以控制列车均衡放坡,保证列车充风时间,大大提高了列车放坡安全,经过多年的运用实践未发生过列车制动失控现象.

6.2使用机车“三项设备”为取消固定机外停车提供了有效的监控手段

无线列车调度的使用加强了机务与车站值班员或列车调度员在列车运行过程中,如果列车在运行途中发生故障,可以及时与车站值班员联系,车站可以采用相应的措施保障列车运行安全,如制动机在途中故障,为避免列车停不下来闯入相邻区间,车站通过车机联控得到信息后,及时采取对应措施,避免更严重的事故发生.

机车监控装置是防止列车“冒进”信号的重要设备.机车监控装置将线路公里标、信号机距离、线路特性数据等大量参数存在存储器中,并在行车过程中不断测定机车速度、地面信号及机车设备的状态,进行比较运算分析判定机车运行情况,随时显示字符和简明扼要的提示语言,及时通知乘务员采取必要措施,当区间运行列车接近超速时,该装置会提前预警,列车超速时立即采取常用制动和强制性停车措施,为确保列车运行安全设置了安全防线.

7取消固定机外停车后,必须严格执行的安全、技术措施规定

7.1牵引机车在机车整备库内应严格进行电阻制动装置的各项检查、试验（最大制动电流不低于600A）,严禁电阻制动装置故障机车出库牵引列车或单机运行.

7.2列车运行中,机车使用电阻制动时,不能同时使用机车单阀制动,以防机车轮对制动力过大,使机车发生滑行擦伤轮对.

7.3机车运行中应电阻制动与空气制动配合使用,以电阻制动为主,空气制动为辅为原则.

7.4电阻制动与空气制动配合使用中,空气制动的缓解速度应控制在30km/h以下.

7.5挂有补机的货物列车在高坡地段放坡时,第二位机车或尾部补机应根据牵引吨位使用电阻制动,放坡的速度控制由本务机车掌握.

7.6列车在高坡区段运行时,要确保列车每百吨闸瓦压力不低于280kN,特别在坡前列车编组变化后认真执行列车制动机试验措施.

7.7漳泉线各铁路行车站段要制定列车长大下坡道操纵办法及安全卡控措施,确保漳泉线列车运行安全.

8结论

根据牵引计算、机车技术条件分析及列车牵引试验,在采取一定的技术组织措施后,于2007年2月1日起漳泉线取消下行剑斗站、上行小舟站、大深站固定机外停车.经过两年多安全运行验证,该措施是可行的.

因取消固定机外停车行车方式,压缩了列车区间运行时分,提高了区间列车通过能力,铁路局在2007年“4.18”列车运行图调图中漳泉线货物列车由原先10对增开2对,同时全部使用双机牵引,每趟列车牵引总重达到2250吨,全年增加进、运量为328.5万吨,并为肖厝港进一步扩能、节约运营成本创造了良好的条件,国外进口的铁矿砂可在肖厝港直接通过铁路运到福建三钢集团,直至江西、湖南等地钢铁企业,拉近了肖厝港区与省内铁路沿线地区乃至江西等广阔内地市场的距离.