国内外铁路重载运输发展概述 - 图文

第一章 国内外铁路重载运输发展概述

1 国外铁路重载运输发展概况

1.1 发展历程

重载铁路运输因其运能大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路的广泛重视，特别是在一些幅员辽阔、资源丰富、煤炭和矿石等大宗货物运量占有较大比重的国家，如美国、加拿大、巴西、澳大利亚、南非等，发展尤为迅速。目前，重载铁路运输在世界范围内迅速发展，重载运输已被国际公认为铁路货运发展的方向，成为世界铁路发展的重要趋势。

世界铁路重载运输是从20世纪50年代开始出现并发展起来的。第二次世界大战后的经济复苏以及工业化进程的加快，对原材料和矿产资源等大宗商品的需求量增加，导致这些货物的运输量增长，给铁路运输提出了新的要求，而大宗、直达的货源和货流又为货物运输实现重载化提供了必要的条件。铁路部门从扩大运能、提高运输效率和降低运输成本出发，也希望提高列车的重量。同时，铁路技术装备水平的不断提高，又为发展重载运输提供了技术保障。

从20世纪50年代起，一些国家铁路就有计划、有步骤地进行牵引动力的现代化改造，先后停止使用蒸汽机车，新型大功率内燃和电力机车逐步成为主要牵引动力。由于内燃、电力机车比蒸汽机车性能优越，操纵便捷，采用多机牵引能获得更大的牵引总功率，这为大幅度提高列车的重量提供了必需的牵引动力。从而，以开行长大列车为主要特征的重载运输开始出现。但这一时期的重载技术尚不配套，长大列车货车间的纵向冲动、车钩强度、机车的合理配置、同步操纵及制动等技术问题都没有得到很好的解决。

20世纪60年代中后期，重载运输开始取得实质性进展，并逐步形成强大的生产力。美国、加拿大及澳大利亚等国铁路相继在运输大宗散装货物的主要方向上开创了固定车底单元列车循环运输方式，而且发展很快。美国1960年只有1条固定的重载单元列车运煤线路，年运量不过120万t；而到1969年，重载煤炭运输专线增加到293条，运量占铁路煤炭运量的近30%。前苏联在20世纪60年代末为解决线路大修对运输的干扰，在通过能力紧张的限制区段组织开行了将两列普通货车连挂合并的组合列车，这种行车组织方式后来成为提高繁忙运输干线区段能力的重要措施。

南非铁路在20世纪60年代末开始引进北美重载单元列车技术，并从70年代开始在其窄轨

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运煤和矿石的线路上，逐步把列车重量提高到5400t和7400t，并不定期开行总重11000t的重载列车。巴西铁路是从20世纪70年代中期开始，通过借鉴、引进北美和南非的技术，开行重载单元列车。另外，德国、波兰、瑞典、印度等国，也根据各自国家的具体情况和实际需要，开行了重量和长度都超过普通列车标准的重载列车。

20世纪80年代以后，由于新材料、新工艺、电力电子、计算机控制和信息技术等现代高新技术在铁路上的广泛应用，铁路重载运输技术及装备水平又有了很大提高。特别是在大功率交流传动机车，大型化、轻量化车辆，同步操纵和制动技术等方面有了新的突破，极大地促进了重载运输的发展。

近50年来，重载运输技术的不断进步，推动了重载列车试验牵引重量的世界纪录不断被刷新：

— 1967年10月，美国诺福克西方铁路公司（N&W，现已归入诺福克南方铁路公司）在韦尔什—朴次茅斯间250km区段内，开行了500辆煤车编组的重载列车，由分布在列车头部和中部的6台内燃机车进行牵引。列车全长6500m，总重达44066t。

— 1989年8月，南非铁路在锡申—萨尔达尼亚矿石运输专线上，试验开行了660辆货车编组的重载列车，由16台机车牵引（5台电力机车+470辆货车+4台电力机车+190辆货车+7台内燃机车+1辆罐车+1辆制动车）。列车总长7200m，总重达71600t。

— 1996年5月28日，澳大利亚在纽曼山—海德兰铁路线上，开行了540辆货车编组的重载列车，由10台Dash 8型内燃机车牵引（3台机车+135辆货车+2台机车+135辆货车+2台机车+135辆货车+2台机车+135辆货车+1台机车）。列车总长5892m，总重达72191t，净载重57309t。这次试验列车平均车速为57.8km/h，最高达75km/h。

— 2001年6月21日，澳大利亚在纽曼山—海德兰铁路线上，开行了682辆货车编组的重载列车，由8台AC 6000型机车牵引。列车总长7353m，总重达99734t，净载重82000t，创造了最长、最重列车新的世界记录。8台机车分散布置，每两台一组，分成3组，另外两台机车单独布置。1名司机通过LOCOTOL机车无线同步操纵系统操纵全部机车。该列车平均车速为55km/h。

目前，国外重载列车实际运营中的牵引重量一般为1万～3万t，美国重载列车编组通常为108辆货车，牵引重量为13600t；加拿大典型单元重载列车编组为124辆货车，牵引重量为16000t；南非重载列车的牵引重量一般为20000t；澳大利亚纽曼山重载铁路列车的编制通常为320辆货车，牵引重量在37500t；巴西维多利亚—米纳斯铁路标准编组列车为320辆编组，列车牵引重量31000t。国外年运量超过1亿t的重载铁路主要有：巴西维多利亚·米纳斯铁路（898km），年运量为1.3亿t、卡拉雅斯铁路（892km）运量为1.08亿t；澳大利亚纽曼山—海德兰铁路（426km），年运量为1.09亿t。

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1.2 主要国家铁路重载运输 1.2.1 美国

美国是世界上最早发展重载运输的国家之一。其重载运输的发展历程大体可以分为三个阶段：

第一阶段，从20世纪50年代到70年代末，重载运输在铁路货运整体低迷的背景下诞生并初步发展。从20世纪40年代后半段开始，在政府对铁路长期严格管制以及公路、航空运输迅猛发展的双重影响下，美国铁路在运输市场上的份额大幅下降。为了改善这种不利状况，美国铁路从50年代起开始有计划地着手牵引动力的现代化改造，大力发展新型大功率机车，为发展重载运输储备技术能力。20世纪60年代正式开展重载运输业务，主要通过重载单元列车运输煤炭。1960年，美国只有1条固定的重载单元列车运煤线路，年运量不过120万t，到1969年重载煤炭运输专线增加到293条，运量达1.44亿t，占铁路煤炭运量的近30%。1967年10月，美国诺福克西方铁路公司创造了总重44066t重载列车世界记录。

第二阶段，从20世纪70年代末到20世纪90年代末，通过提高轴重、增加装载能力等举措，推动重载运输飞速发展，带动了美国铁路货运的复兴。在这一阶段内，美国铁路重载运输的发展受到了三方面因素的影响和推动。一是20世纪70年代世界石油危机使煤炭在新的能源结构中占有重要地位，煤炭运输成为美国政府关心的重要问题。二是公路、航空运输迅速发展带来的环境污染和交通拥堵问题日益突出，政府和民众逐渐认识到铁路是一种环保的、可持续的运输方式，美国政府分别于1978年和1980年颁布了“4R铁路复兴法”、“斯塔格斯法”，解除了对铁路的严格管制，为铁路发展提供了较好的政策环境。三是1978年第一届国际重载大会召开，重载运输成为国际公认的铁路货运发展方向。

在上述背景下，20世纪70年代末，美国Ⅰ级铁路公司开始大力发展重载运输，为美国铁路的复苏做出了重要贡献。到1999年，铁路货运市场份额为40.3%，远远高于公路29.4%、水运13.1%、航空4%、石油管道16.8%的水平。此外，北美Ⅰ级铁路公司的货车平均容量提高了15.1%，事故率降低了64%，运行成本减少了65%，生产率1提高了171%（达到271%），并且创造了相当高的收入水平。据1998年AAR统计，北美重载铁路运输收入主要包括三项：煤运收入80亿美元，化学产品运输收入47亿美元，汽车及设备运输收入32亿美元。

第三阶段，进入21世纪后，美国铁路加强交流内燃机车和轮轨界面等技术领域的研究，进一步提高重载运输效率和生产率。经过40多年的发展，美国重载运输已经确立了其在货运市场中的牢固地位。目前，美国70%的铁路线路为重载铁路，标准轴重33t。重载列车编组通

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每一美元运营成本所获得的货运周转量。

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常为108辆货车，由3～6台机车牵引，列车总重为13600t。重载列车采用大容量、低自重的货车，最大允许轴重范围在29.8～35.7t之间。一般采用大功率内燃机车多机牵引，并配合采用机车同步操纵技术。重载运输线路采用重型钢轨，最大可达近70kg/m。为了适应重载运输的需要，一些主要编组站的股道长达数公里。对于煤炭运输车辆，一些铁路公司采取了5列一组、整列无隔墙的槽式车组，以减轻自重，增加载重。为进一步开拓重载运输市场，美国还在海铁联合运输中开行了高效率的双层集装箱重载货物列车，使重载运输前景被更加看好。

考虑到线路条件等各方面因素的限制，为了进一步提高重载运输的效率，降低成本，美国铁路将重载运输发展的重点由增加车辆轴重转向加强交流内燃机车和轮轨界面两个领域的研发。例如增大交流内燃机车功率，改善轮轨粘着力，提高转向架的导向性能，对机车和列车运行状况进行智能监控，研究电空制动技术，对故障车辆的稳定性监控及处理智能技术，研制更好的车辆合成材料，使用IT技术进行车辆维护保养，轨道故障探测系统等方面。 1.2.2 澳大利亚

澳大利亚的矿产资源非常丰富，煤炭和铁矿石以及铝土、黄金的储量都位居世界前列。煤炭主要分布在东南部的新南威尔士州，这里的煤田面积达55000km2以上，储量占全国75%。

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铁矿石主要分布在西澳大利亚西部的皮尔巴拉（Pilbara）地区。铝土矿分布在北部的约克角半岛等地。澳大利亚昆士兰煤矿是世界上最大的煤矿之一，煤产量逐年上升，1994年为0.85亿t，2005年为1.5亿t。澳大利亚必和必拓（BHPbilliton）、力拓（RioTinto）与巴西的淡水河谷（CVRD）公司是世界三大矿业巨头。它们掌控了全世界铁矿石海运量的70%。此外，澳大利亚还是世界上主要的粮食（小麦）输出国之一。这样的资源特点推动了澳大利亚铁路重载运输的发展。

自从美国南方铁路公司（Southern Railroad）于1960年成功开行重载单元列车以后，澳大利亚铁路很快就接受并采用铁路重载运输。澳大利亚最早的重载线路是由窄轨铁路改造而成的。20世纪60年代初，昆士兰州对1067mm窄轨铁路进行了技术改造，实现以运煤为主的窄轨铁路的重载运输。到20世纪60年代中期，澳大利亚改建和新建的重载运输铁路已经达到约4000km。其中1067mm轨距的铁路占很大比例。20世纪70年代以后又新建了几条重载铁路。澳大利亚具有代表性的三条重载铁路见图 。

图 澳大利亚重载铁路分布图

— 昆士兰州古涅拉至海衣角的电气化运煤铁路线 — 纽曼山铁路 — 哈默斯利铁矿铁路

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