重載鐵路運輸知識點1重載運輸，重載鐵路及重載列車的定義重載運輸，重載鐵路及重載列車的定義單位：mm鐵路重載運輸的發(fā)展源于大宗貨物運輸、節(jié)能環(huán)保需求。鐵路重載運輸的發(fā)展以軸重變化為標。鐵路重載運輸是指在一定的鐵路技術裝備條件下,采用大功率內燃機車或電力機車(單機、雙機或多機),增加列車編組長度,提高列車軸重和牽引質量,采用特殊運輸組織方式等措施,使牽引質量和輸送能力達到一定標準的運輸方式。一、鐵路重載運輸：重載運輸，重載鐵路及重載列車的定義單位：mm國際定義：1986年10月,在加拿大溫哥華召開的第三屆國際重載運輸大會上,對重載鐵路的特點進行了討論,認為重載鐵路至少符合下列三條標準中的兩條:(1)列車牽引質量至少達到5000t;(2)軸重21t及以上;(3)年運量2000萬t以上。二、重載鐵路：重載運輸，重載鐵路及重載列車的定義單位：mm隨著鐵路重載運輸的發(fā)展和時代的進步,1994年國際重載協(xié)會重新修訂了標準,認為重載鐵路必須至少滿足以下三條標準中的兩條:(1)經常、定期或準備開行總重至少為5000t的單元列車或組合列車;(2)在長度至少為150km的鐵路上貨運量最少達到2000萬t;(3)經常、定期或準備開行軸重為25t及以上的列車。二、重載鐵路：重載運輸，重載鐵路及重載列車的定義單位：mm在2005年國際重載協(xié)會理事會上,對重獲鐵路下了定義,并設置了很高的門檻,對新中請加人國際重載協(xié)會的重載鐵路,要求至少滿足以下三條標準中的兩條:(1)列車牽引質量至少達到8000t;(2)軸重27t及以上;(3)在長度不小于150km線路上年運量達到4000萬t及以上。二、重載鐵路：重載運輸，重載鐵路及重載列車的定義單位：mm我國對重載鐵路的界定《重載鐵路設計規(guī)范》(TB10625-2017)規(guī)定,重載鐵路為“滿足列車牽引質量8000t及以上、軸重為270kN及以上、在至少150km線路區(qū)段上年運量大于40Mt三項條件中兩項的鐵路”。我國大秦鐵路、瓦日鐵路，浩吉鐵路滿足國際重載協(xié)會2005年的標準,而朔黃、京廣京哈等干線滿足國際重載協(xié)會1994年的標準。二、重載鐵路：重載運輸，重載鐵路及重載列車的定義單位：mm重載列車是指滿足下列兩個條件中的一個的貨物列車：(1)列車牽引質量至少達到8000t;(2)列車編組輛數不少于80輛。其中,空車底編組的重載列車稱為“重載(組合或單元)列車空車”,重車底編組的重載列車稱為“重載(組合或單元)列車重車”,以上兩種列車統(tǒng)稱“重載列車”。三、重載列車的定義：知識點2重載電力機車發(fā)展方向重載電力機車發(fā)展方向單位：mm現(xiàn)階段,我國重載牽引電力機車的單機牽引力、功率、運行速度等技術指標幾乎正處在輪軌關系的瓶頸階段，所以在增加單機牽引力、功率等級等方面存在困難。要實現(xiàn)多拉快跑,主要需解決3個問題：提升牽引質量、提高行車速度和增加行車密度。提升牽引質量和提高行車速度主要體現(xiàn)在增加列車編組長度和提高機車、車輛軸重方面。重載電力機車發(fā)展方向單位：mm增加列車編組長度會使列車縱向沖擊力增加,可能導致車鉤橫向失穩(wěn),在巨大壓鉤力作用下,車鉤無法回到對中位置,失去了橫向復位能力,甚至引起相鄰車體錯位,嚴重時還會發(fā)生列車脫軌事故,極大地威脅列車的運行安全。因而,增加列車編組長度,必須考慮如何降低列車縱向沖擊力和提高列車牽引動力問題。降低列車縱向沖擊力,可通過電控空氣制動(ElectronicallyControlledPneumatic,ECP)、異步控制等技術實現(xiàn);而提高列車牽引動力,可通過多動力單元組合牽引技術實現(xiàn)。1.增加列車編組長度：重載電力機車發(fā)展方向單位：mm提高機車、車輛軸重是世界各國重載運輸采用的一項重要舉措。提升機車軸重,可提升單機牽引定數;提升車輛軸重,可提高單位編組長度的裝載能力。2.提高機車、車輛軸重：重載電力機車發(fā)展方向單位：mm移動閉塞是增加行車密度的一項有效措施，它最顯著的特點是取消了以地面信號機分隔的固定閉塞區(qū)間，后續(xù)列車根據與先行列車之間的距離和進路條件，自動設定運行速度這種閉塞制式下，列車間隔并不固定，只要保證列車間距不小于后續(xù)列車的制動距離加上適當的防護距離即可，其可以使行車密度大大增加，是列車運行控制技術的發(fā)展趨勢。3.增加行車密度：重載電力機車發(fā)展方向單位：mm未來重載列車技術的發(fā)展還應該考慮軌道牽引裝備發(fā)展的最新成果，應用新一代技術實現(xiàn)重載列車的綠色環(huán)保、智能,達到重載運輸安全、可靠的目的。4.運用新技術：重載電力機車發(fā)展方向單位：mm(1)永磁直驅電動機技術傳統(tǒng)的三相異步電動機效率已達到較高的水平，而采用齒輪傳動方式則存在效率損耗及維護成本高的問題。永磁電動機具有輕量化、高效率、高功率因數、低噪聲等優(yōu)點，直驅方式具有傳動損耗低、維護方便、維護成本低等優(yōu)點。因永磁電動機效率提升及直接驅動減少了機械傳動損耗,電力機車整車效率可從85%提高到88%。4.運用新技術：重載電力機車發(fā)展方向單位：mm(2)碳化硅變流技術碳化硅(SiC)作為新型的半導體材料，具有非常優(yōu)異的材料特性,可以突破Si器件的局限性。SiC器件的優(yōu)越性體現(xiàn)在高溫、高壓、高頻、高效等方面。以三菱公司東京地鐵銀座線SiC輔助變流器為例，其損耗降低30%，體積縮小20%，質量減小15%。4.運用新技術：重載電力機車發(fā)展方向單位：mm(3)PHM技術PHM技術是為了滿足自主保障、自主診斷的要求而提出來的，是基于狀態(tài)的維修CBM的升級版。它通過對機車和車輛的狀態(tài)感知，監(jiān)控設備健康狀況、故障頻發(fā)區(qū)域與周期，通過數據監(jiān)控與分析，預測故障的發(fā)生，從而大幅度提高運維效率，并為狀態(tài)修、設計提供數據基礎。4.運用新技術：重載電力機車發(fā)展方向單位：mm(4)自動駕駛技術采用司機操縱的重載列車，存在乘務員工作強度大、偶發(fā)誤操作、操縱有差異等問題?，F(xiàn)階段重載列車自動駕駛技術,通過自動駕駛裝置從列車運行監(jiān)控裝置(LKJ)主機獲得相關信息后，綜合機車的位置、限速、坡道、彎道等信息，經過計算，向機車網絡控制系統(tǒng)輸出牽引/電制動指令或向制動系統(tǒng)輸出空氣制動指令。4.運用新技術：重載電力機車發(fā)展方向單位：mm(4)自動駕駛技術自動駕駛技術的應用，在提升自動化水平的同時，可提升舒適性和平穩(wěn)性，降低司機的工作強度，優(yōu)化人員配置，降低人員管理的復雜度和難度，節(jié)省人力資源，降低人力成本；可通過列車運行規(guī)劃與能耗優(yōu)化模型，實現(xiàn)最優(yōu)運行，降低能耗。4.運用新技術：知識點3重載鐵路卸車站卸車工藝重載鐵路卸車站卸車工藝單位：mm根據運輸煤炭、礦石車型不同,卸車工藝主要有翻車機卸車工藝、底開門自卸車卸車工藝、螺旋卸車機卸車工藝、鏈斗卸車機卸車工藝等幾種。重載鐵路卸車站卸車工藝單位：mm翻車機用于鐵路散貨的自動卸貨,是一種效率較高的專用固定式散貨卸貨裝置。在一些散貨任務較固定的大型港口和車站,如黃驊港、秦皇島港等港口站,翻車機得到了廣泛應用。1.翻車機卸車工藝：重載鐵路卸車站卸車工藝單位：mm翻車機卸車的特點:①系統(tǒng)的機械化程度高,卸車效率高,卸車后車內貨物余量少。②對貨種及物料塊度的適應性強。③系統(tǒng)的機械設備多,投資費用高④對車輛的適應性差、損害大,不適用于平車、低幫車或結構不好車輛的卸車作業(yè)。⑤翻車機受煤槽長度較小,基坑開挖量少,回填工程量少,地下水處理相對簡單,節(jié)省土建及施工措施投資、綜合總投資。1.翻車機卸車工藝：重載鐵路卸車站卸車工藝單位：mm底開門自卸車是一種卸車效率很高的散貨專用車。底開門自卸車有平底式底開門自卸車和漏斗式底開門自卸車兩大類。底開門自卸車在美國、加拿大、澳大利亞、德國、英國等國家已經廣泛應用。隨著我國車輛制造技術的發(fā)展,底開門自卸車也越來越多地應用到煤礦煤化工基地、火力電廠以及煤炭港口等場合。

2.底開門自卸車卸車工藝：重載鐵路卸車站卸車工藝單位：mm底開門自卸車卸車工藝特點：①不需要其他卸車設備,卸車效率高,物料卸得比較徹底。②對貨種及物料塊度的適應性差,對于大塊物料,不適用底開門漏斗車進行運輸。

2.底開門自卸車卸車工藝：重載鐵路卸車站卸車工藝單位：mm螺旋卸車機是在側開門鐵路敞車上利用螺旋機構插入物料中旋轉,將物料由車廂的側門卸出的專用散料卸車機械。螺旋卸車機卸車系統(tǒng)主要由螺旋卸車機、受煤炕、坑道收料皮帶機、鐵路停車線、移動牽引絞車等組成。螺旋卸車機按門架形式可分為橋式、門式和單懸臂式三種;按物料卸車的方向,可分為單側和雙側兩種;按螺旋頭數,可分為單旋雙旋、三頭螺旋等幾種。

3.螺旋卸車機卸車工藝：重載鐵路卸車站卸車工藝單位：mm螺旋卸車機卸車工藝特點：利用物料向下自流的特性,車門開啟后物料在螺旋推送作用下自流進人卸料槽,無須對物料提升做功,因此卸車效率較高、能耗較低,且與翻車機相比,其卸車時對車輛基本無損壞,適于松散、粒度小的物料。但其在卸車過程中流量極不均勻,車門開啟后的前后階段車門處貨流量相差較大,卸車車位下若不設置緩沖料斗及給料機,則極容易造成地下輸送機因積料過多而超載停轉。另外,其采用人工開閉車門,由于粉塵較難控制,因此作業(yè)條件較為惡劣。

3.螺旋卸車機卸車工藝：重載鐵路卸車站卸車工藝單位：mm鏈斗卸車機是以鏈斗為取料和承載件,以皮帶輸送機輸送并卸料的一種鐵路敞車連續(xù)卸車機械。因其是跨越在鐵路敞車兩邊的軌道上作業(yè),所以也被稱作“門式鏈斗卸車機”。

4.鏈斗卸車機卸車工藝：重載鐵路卸車站卸車工藝單位：mm鏈斗卸車機卸車工藝特點：鏈斗卸車機適于松散、粒度較小的物料,單機卸車效率通常為300~400vh,每小時可接卸5~6節(jié)敞車。除行走的軌道基礎外,鏈斗卸車機不設坑道皮帶機,要求地面沒有坡度,以保持機架在工作時的穩(wěn)定性,故它無須其他基礎土建工程,工程簡單,土建投資較小,使用方便,可沿裝卸線多機同時作業(yè),在我國早期卸車港口應用較為廣泛。

4.鏈斗卸車機卸車工藝：重載鐵路卸車站卸車工藝單位：mm鏈斗卸車機卸車工藝特點：但其對黏度高、水分含量大的物料適應性較差,堆料寬度受限于皮帶輸送機的長度,需要人工清倉作業(yè),作業(yè)時的粉塵控制也較為困難:機械磨損大,維修費用高,能耗大,清車量大,在港口僅作輔助設備用,而較少作為主要卸車機。

4.鏈斗卸車機卸車工藝：知識點4換重作業(yè)方案換重作業(yè)方案單位：mm由于重載鐵路與相鄰銜接線路的牽引定數不統(tǒng)一,而我國的重載鐵路往往又不是封閉式運行模式,因此由重載鐵路至非重載鐵路的通過車流,在銜接的編組站上必須進行補軸和減軸作業(yè)。如大秦線與相關銜接線路之間、開行整列式重載列車的既有繁忙干線與銜接支線之間,重載列車運行時須在相關技術站上進行換重作業(yè)。換重作業(yè)方案單位：mm一、到達場作業(yè)方案重載列車接入到達場后,利用駝峰機車摘下減軸車組,將其放在到達場另一線路上。減軸后的非重載列車進行列檢,掛上本務機車后,自到達場往非重載線出發(fā)。非重載列車接入到達場后駝峰機車將到達場另一線路上事先準備好的加掛車組掛上。補軸后的重載車列游行列檢,掛上本務機車后自到達場發(fā)出。按作業(yè)地點的不同,換重作業(yè)方案有以下幾種：換重作業(yè)方案單位：mm一、到達場作業(yè)方案這種作業(yè)方案必須具備三個條件:其一,到達場專門撥出兩條線供換重作業(yè)用;其二,到達場進口咽喉應修建相應長度的牽出線供換重車組轉線用;其三,到達場應設置通往有關線路的通路及出發(fā)信號。采用這種作業(yè)方案,加掛車組需從峰下調車場拉上來,作業(yè)時間較長,嚴重影響駝峰的解體能力,故三級三場編組站一般不宜采用。按作業(yè)地點的不同,換重作業(yè)方案有以下幾種：換重作業(yè)方案單位：mm二、編發(fā)場作業(yè)方案調車場外側設有編發(fā)線的編組站,重載列車接入到達場后,駝峰調機將其推往編發(fā)線并將減軸車組摘到另一編發(fā)線上。減軸后的非重載列車完成列檢,掛本務機車后由編發(fā)線發(fā)往非重載線。非重載列車接入到達場后,駝峰調機將其推至編發(fā)線,峰尾調機將補軸車組自尾部連掛,列檢后自編發(fā)線發(fā)往重載線。這種作業(yè)方案調車作業(yè)方便,適用于調車場外側設有編發(fā)線的編組站。按作業(yè)地點的不同,換重作業(yè)方案有以下幾種：換重作業(yè)方案單位：mm三、出發(fā)兼通過場作業(yè)方案重載列車接入通過場后,尾部調機摘下減軸車組,將其放在通過場另一線路上。減軸后的非重載列車在通過場進行列檢,掛本務機車后發(fā)往非重載線。非重載列車接入通過場后尾部調機將通過場另一站線上事先準備好的加掛車組掛上,補軸后的重載列車掛機車,列檢后發(fā)往重載線。按作業(yè)地點的不同,換重作業(yè)方案有以下幾種：換重作業(yè)方案單位：mm三、出發(fā)兼通過場作業(yè)方案這種作業(yè)方案調車作業(yè)比較方便,但須在出發(fā)場撥出兩條到發(fā)線,并在出口咽喉修建相應長度的牽出線供換重車組轉線用,適用于三級三場編組站或二級四場編組站。按作業(yè)地點的不同,換重作業(yè)方案有以下幾種：知識點5加補機站作業(yè)組織加補機站作業(yè)組織單位：mm加掛補機作業(yè)組織辦法如下：(1)確定加補機型。由列車調度員指定機型。(2)補機運用。原則上在加補機站加掛補機,遇特殊情況,由列車調度員調整。(3)日班計劃。根據調度日班計劃,車站值班員應加強與列車調度員聯(lián)系,確保補機先于萬噸列車到達車站,補機到達后,車站值班員根據實際情況,指揮補機停放在適當地點等待,以便萬噸列車到達后及時進行加掛補機作業(yè)。加補機站作業(yè)組織單位：mm(4)線路運用。加補機站要嚴格掌握到發(fā)線的使用情況,合理確定重載列車接車進路確保機列無縫銜接。(5)車機聯(lián)控。萬噸列車接近車站進行車機聯(lián)控時,車站值班員通知司機在“機車停車位置標”停車,在列車前部加掛補機,并須得到司機的應答。(6)車站值班員根據現(xiàn)場實際情況,按照先到先加的原則合理安排補機停留順序。加掛補機作業(yè)組織辦法如下：加補機站作業(yè)組織單位：mm(7)補機加掛辦法。加補機站設有到發(fā)線防溜裝置,車站值班員確認萬噸列車停妥后命令信號員將尾部防溜裝置操縱至“制動位”,然后排列調車進路、開放調車信號、辦理加掛補機作業(yè)。補機司機根據調車信號進行連掛并連接制動軟管,加掛補機后原則上不更換列尾主機及中繼器,列尾裝置確認由補機與本務機聯(lián)合進行:遇補機無法確認列尾裝置時,車站應使用列尾確認儀進行輸號確認。加掛補機作業(yè)組織辦法如下：加補機站作業(yè)組織單位：mm(7)補機加掛辦法。車站值班員接到補機司機連掛作業(yè)完畢“一對一”關系確認好的匯報后,請示列車調度員發(fā)車時刻,指示司機進行充風、試風作業(yè),確認列車具備發(fā)車條件后,命令信號員緩解防溜裝置(修車器),確認緩解后,開放出站信號指示發(fā)車。加掛補機作業(yè)組織辦法如下：加補機站作業(yè)組織單位：mm(8)車號員根據加掛補機計劃,在確報系統(tǒng)查找加補萬噸列車編組,提前打印“列車編組順序表”,一式兩份,補機加掛好后交補機司機一份,存査一份。(9)發(fā)現(xiàn)列尾裝置故障時,車站值班員及時通知列尾作業(yè)員處理,必要時及時更換列尾主機。加掛補機作業(yè)組織辦法如下：知識點6行車安全設備行車安全設備單位：mm重載鐵路需安裝車輛運行安全監(jiān)測系統(tǒng),其包括車輛軸溫智能探測系統(tǒng)(THDS)、車輛運行品質軌邊動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(TPDS)、車輛滾動軸承故障軌邊聲學診斷系統(tǒng)(TADS)、貨車運行故障動態(tài)圖像檢測系統(tǒng)(TFDS)、貨車輪對尺寸動態(tài)檢測系統(tǒng)(TWDS),簡稱5T系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用紅外測溫、力學檢測、聲學檢測、圖像檢測、激光測量等手段和信息化技術對運行中的貨車進行動態(tài)檢查和監(jiān)測。(一)車輛運行安全監(jiān)測系統(tǒng)：行車安全設備單位：mm1.車輛軸溫智能探測系統(tǒng)(THDS)車輛軸溫智能探測系統(tǒng)是利用軌邊紅外線探頭,對通過車輛每個軸承溫度進行實時檢測,并將檢測信息實時上傳到鐵路局集團公司車輛安全監(jiān)測中心,進行實時報警。通過配套故障智能跟蹤裝置,實現(xiàn)車次、車號跟蹤,以及熱軸貨車車號的精確預報,重點探測車輛軸承溫度,對熱軸車輛進行跟蹤報警,重點防范熱切軸事故。(一)車輛運行安全監(jiān)測系統(tǒng)：行車安全設備單位：mm2.車輛運行品質軌邊動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(TPDS)車輛運行品質軌邊動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是針對貨車空車脫軌問題而開發(fā)的一種軌邊監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用設在軌道上的檢測平臺,實時在線監(jiān)測運行中貨車輪軌間的動力學參數,并對其運行狀態(tài)進行分級評判,在此基礎上各TPDS探測站聯(lián)網識別運行狀態(tài)不良的車輛通過對運行狀態(tài)不良車輛進行預警、追蹤、處理,TPDS可以減少貨車提速后空車脫軌事故的發(fā)生。TPDS兼有貨車超偏載報警和踏面損傷報警功能。(一)車輛運行安全監(jiān)測系統(tǒng)：行車安全設備單位：mm3.車輛滾動軸承故障軌邊聲學診斷系統(tǒng)(TADS)車輛滾動軸承故障軌邊聲學診斷系統(tǒng)采用聲學診斷技術和計算機網絡技術,通過對運行中貨車軸承噪聲信號的采集和分析,識別軸承的工作狀態(tài),可提供有效的軸承內部早期故障診斷結果,在發(fā)生熱軸之前發(fā)現(xiàn)故障。TADS與THDS相結合,能更加有效地防止切軸和脫軌事故,提高軸承故障的防范水平。(一)車輛運行安全監(jiān)測系統(tǒng)：行車安全設備單位：mm4.貨車運行故障動態(tài)圖像檢測系統(tǒng)(TFDS)貨車運行故障動態(tài)圖像檢測系統(tǒng)是一套集高速數字圖像采集、大容量圖像數據實時處理和精確定位、模式識別技術于一體的智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)由檢測信息采集、信息處理傳輸和列檢檢測中心等設備構成,系統(tǒng)通過高速相機陣列,拍攝列車車底和側下部的全部可視信息,經數字化處理后顯示于檢測中心的信息終端上,通過人機結合的方式進行故障判別,并及時通知室外檢車員處理。(一)車輛運行安全監(jiān)測系統(tǒng)：行車安全設備單位：mm5.貨車輪對尺寸動態(tài)檢測系統(tǒng)(TWDS)貨車輪對尺寸動態(tài)檢測系統(tǒng)能夠自動檢測車輛車輪輪緣厚度、輪緣高度、輪緣垂直耗、車輪直徑、輪對內側距、踏面圓周磨耗、輪輞厚度,并準確提供報警輪對的詳細信息,用快速、高效的方式代替人工檢測,避免由于人的主觀因素造成的漏報和誤報,以輔助列檢車間的輪對故障檢查工作,從而提高了車輛檢修質量,減少了由于輪對磨耗帶來的行車安全隱患。(一)車輛運行安全監(jiān)測系統(tǒng)：行車安全設備單位：mm鐵路供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)(簡稱6C系統(tǒng))具備檢測監(jiān)測、綜合診斷、數據存儲、視頻顯示、數據通信等功能,是目前具有供電設備問題處理功能的安全綜合監(jiān)控管理平臺。(二)鐵路供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)：行車安全設備單位：mm6C系統(tǒng)對各監(jiān)控分部系統(tǒng)進行數據集中以及信息共享,并且通過網絡數據庫對發(fā)現(xiàn)的問題、缺陷進行綜合分析,對歷史數據進行縱向對比,對不同數據進行橫向對比,發(fā)掘出監(jiān)測數據所反映的設備狀態(tài),發(fā)現(xiàn)設備存在的問題,及時調整檢修計劃,在檢修時有針對性地及時解決供電設備存在的故障及各類安全隱患。(二)鐵路供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)：行車安全設備單位：mm6C系統(tǒng)構成6C系統(tǒng)由弓網綜合檢測裝置(1C裝置)、接觸網安全巡檢裝置(2C裝置)、車載接觸網運行狀態(tài)檢測裝置(3C裝置)、接觸網懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測裝置(4C裝置)、受電弓滑板監(jiān)測裝置(5C裝置)、接觸網及供電設備地面監(jiān)測裝置(6C裝置)組成。(二)鐵路供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)：知識點7大秦鐵路概況大秦鐵路概況單位：mm大秦鐵路的煤炭主要來自山西、內蒙古、陜西。我國埋深在1000m以內地層的煤炭總資源量為2.6萬億t,其中,新疆、內蒙古、山西和陜西占了全國煤炭資源總量的81.3%,而在煤炭輸出中,又以“三西”地區(qū)為主。大秦鐵路輸送的貨源