大秦线3万吨组合列车操纵办法研究

赵虎

摘 要：通过对2.3万吨、2.9万吨组合列车的操纵方法进行试验、研究，分析关键区段列车操纵对列车纵向力的影响，确定3万吨组合列车在关键区段的操纵办法。

关键词：重载铁路；试验；列车；坡道

中图分类号：U270.35 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0061-02

大秦铁路是我国第一条双线电气化重载铁路，是我国西煤东运的重要通道。2014年，该铁路的运输增量目标锁定在4.6亿吨。在运输增量持续增长的情况下，现有的列车编组运行方式已近饱和状态。为了更好地挖掘大秦线的运输潜能，大秦线决定开行3万吨组合列车。为了确保列车平稳、安全的运行，除了先进的设备技术外，列车的操纵也是至关重要的一部分。

1 3万吨列车试验的基本情况

3万吨列车试验采取循序渐进、积极稳妥的试验推进方案，对3万吨、2.5万吨、2.3万吨、2.9万吨4种编组方式进行静态测试，经专家论证后依次进行2.3万吨、2.9万吨、3万吨运行试验。

1.1 2.3万吨组合列车运行试验

编组方式：HXD10066B+SY997745+C80×105辆+HXD10001A+C80×105辆+HXD10069A+C80×27辆+SS4型862A。总编组辆数：242辆，其中，货车237辆，牵引重量为2.37×104 t，列车换长275 m，开55002/1次（湖东二场外包线转换车次），袁树林站—柳南二场运行。

1.2 2.9万吨组合列车运行试验

编组方式：HXD10066B+SY997745+C80×105辆+HXD10001A+C80×105辆+HXD10069A+C80×81辆+SS4-0862A.编组辆数：296辆，其中，货车291辆，牵引重量为2.91×104 t，列车总换长335 m，开55002/1次（湖东二场外包线转换车次），袁树林站—柳南二场运行。

1.3 3万吨组合列车运行试验

编组方式：HXD10066B+SY997745+C80×105辆+HXD10001A+C80×105辆+HXD10069A+C80×105辆+SS4-0862A。编组辆数：320辆，其中，货车315辆，牵引重量为3.15×104 t，列车换长361 m，开55002/1次（湖东二场外包线转换车次），袁树林站—柳南二场运行。

2 列车操纵方法与试验结果分析

2.1 化稍营—逐鹿K159处列车操纵的分析

2.3万吨列车在货车测试中的最大车钩力和最大机车车钩力出现在K159+362处，此时的制动速度为73 km/h。该列车在K161+978处的缓解速度为60 km/h。测2号HXD1001机车的压钩力为-1 063 kN，货车的最大压钩力为-923 kN。在缓解时，列车头部处于坡度为4‰～5‰的上坡道。当列车从1 000 m的下坡道转到坡度为2‰～3‰的上坡道时，从控2号HXD1001机车的后部列车处于坡度为10‰的下坡道。主控机车在10：39：34缓解，此时，再生力B=290 kN；从控HXD1001机车在10：39：37缓解；2号机车实际延时6 s缓解（2号机车LKJ比主控机车慢3 s），并在10：41：08延时94 s退出再生制动，此时，压钩力为-1 063 kN，运行测试数据均在安全限制值之内。

根据2.3万吨列车在K159处的操纵方法对2.9万吨列车的操纵进行了优化，在K158+422处的速度为75 km/h，再生力在200 kN时减压50 kPa；在K162+307处的速度为58 km/h，再生力的50%（227 kN）缓解。2号机车HXD1001的压钩力为-1 135 kN，货车测试最大车钩力为-1 080 kN。2.9万吨列车全长3 684 m，在K158+422处减压50 kPa，三台从控机车跨越了1段R=800 m、L=668 m的曲线。当列车在K162+307处缓解时，列车前部处于长度为500 m、斜度为5.0‰的下坡道和长度为500 m、坡度为5.0‰的上坡道上；当列车从长度为500 m、斜度为4.0‰的下坡道转到长度为600 m、斜度为3.0‰的上坡道和长度为500 m、斜度为2.0‰的上坡道时，列车后部处于长度为2 580 m、斜度为10.5‰的下坡道和长度为500 m、斜度为9.0‰的下坡道上。地形原因和再生制动力造成2号机车前堵后拥，使压钩力和货车最大车钩力值偏大。

依据对2.3万吨列车和2.9万吨列车实验数据的分析，对3万吨列车的操纵方法进行了进一步优化，即适当提前列车的制动地点和缓解地点。列车在K158处的速度为72 km/h，再生力为200 kN时减压50 kPa。整个列车在K162处处于坡度为10.5‰的下坡道上，此时，列车速度为60 km/h，再生力为50%（227 kN）缓解，纵向力较2.3万吨列车、2.9万吨列车分别减小15%和40%.

2.2 化稍营—逐鹿K141处列车操纵的分析

2.3万吨列车的操纵在K141+462处的速度为74 km/h，再生力为300 kN时减压40 kPa；在K144+844处的速度为41 km/h，再生力为300 kN时缓解；未产生较大的纵向力，且测试数据均在安全限制之内。

2.9万吨列车依据2.3万吨列车的操纵方法，在K141+506处的速度为73 km/h，再生力为180 kN时减压50 kPa；在K146处的速度为38 km/h，再生力50%（234 kN）缓解，减载率为0.38，脱轨系数为0.72.2.9万吨列车全长3 684 m，在K141+506处减压50 kPa时，三台从控机车跨越2段“S”形R=800 m、L=704+558 m的曲线并处在四段桥梁上；列车在K146处缓解时三台从控机车跨越1段R=800，L=1 084 m的曲线，由线路原因造成的减载率和脱轨系数值偏大。

3万吨列车依据2.9万吨列车的操纵方法进行优化，在K141处将制动初速度降为72 km/h，再生力为300 kN时减压50 kPa，缓解地点为K145处R=800，L=1 084 m的曲线前。通过优化操纵，纵向力减小效果明显。

2.3 逐鹿—沙城东K210处列车操纵的分析

2.9万吨列车在K210+960处的速度为72 km/h，再生力为200 kN时减压50 kPa；列车在K213+039处的速度为64 km/h，再生力50%（234 kN）缓解。货车测试最大车钩力为-1 086 kN。2.9万吨列车在K210+960处减压50 kPa，三台从控机车跨越1段R=800 m、L=1 140 m曲线。列车在K213+039处缓解时，其前部处于长度为1350 m、斜度为3.5‰的上坡道，后部处于长度分别为850 m、518 m、500 m，斜度分别为11‰，8.0‰，4.0‰的3段下坡道中。地形原因和再生制动力造成列车中部前堵后拥，压钩力为-1 086 kN。

摘 要：通过对2.3万吨、2.9万吨组合列车的操纵方法进行试验、研究，分析关键区段列车操纵对列车纵向力的影响，确定3万吨组合列车在关键区段的操纵办法。

关键词：重载铁路；试验；列车；坡道

中图分类号：U270.35 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0061-02

大秦铁路是我国第一条双线电气化重载铁路，是我国西煤东运的重要通道。2014年，该铁路的运输增量目标锁定在4.6亿吨。在运输增量持续增长的情况下，现有的列车编组运行方式已近饱和状态。为了更好地挖掘大秦线的运输潜能，大秦线决定开行3万吨组合列车。为了确保列车平稳、安全的运行，除了先进的设备技术外，列车的操纵也是至关重要的一部分。

1 3万吨列车试验的基本情况

3万吨列车试验采取循序渐进、积极稳妥的试验推进方案，对3万吨、2.5万吨、2.3万吨、2.9万吨4种编组方式进行静态测试，经专家论证后依次进行2.3万吨、2.9万吨、3万吨运行试验。

1.1 2.3万吨组合列车运行试验

编组方式：HXD10066B+SY997745+C80×105辆+HXD10001A+C80×105辆+HXD10069A+C80×27辆+SS4型862A。总编组辆数：242辆，其中，货车237辆，牵引重量为2.37×104 t，列车换长275 m，开55002/1次（湖东二场外包线转换车次），袁树林站—柳南二场运行。

1.2 2.9万吨组合列车运行试验

编组方式：HXD10066B+SY997745+C80×105辆+HXD10001A+C80×105辆+HXD10069A+C80×81辆+SS4-0862A.编组辆数：296辆，其中，货车291辆，牵引重量为2.91×104 t，列车总换长335 m，开55002/1次（湖东二场外包线转换车次），袁树林站—柳南二场运行。

1.3 3万吨组合列车运行试验

编组方式：HXD10066B+SY997745+C80×105辆+HXD10001A+C80×105辆+HXD10069A+C80×105辆+SS4-0862A。编组辆数：320辆，其中，货车315辆，牵引重量为3.15×104 t，列车换长361 m，开55002/1次（湖东二场外包线转换车次），袁树林站—柳南二场运行。

2 列车操纵方法与试验结果分析

2.1 化稍营—逐鹿K159处列车操纵的分析

2.3万吨列车在货车测试中的最大车钩力和最大机车车钩力出现在K159+362处，此时的制动速度为73 km/h。该列车在K161+978处的缓解速度为60 km/h。测2号HXD1001机车的压钩力为-1 063 kN，货车的最大压钩力为-923 kN。在缓解时，列车头部处于坡度为4‰～5‰的上坡道。当列车从1 000 m的下坡道转到坡度为2‰～3‰的上坡道时，从控2号HXD1001机车的后部列车处于坡度为10‰的下坡道。主控机车在10：39：34缓解，此时，再生力B=290 kN；从控HXD1001机车在10：39：37缓解；2号机车实际延时6 s缓解（2号机车LKJ比主控机车慢3 s），并在10：41：08延时94 s退出再生制动，此时，压钩力为-1 063 kN，运行测试数据均在安全限制值之内。

根据2.3万吨列车在K159处的操纵方法对2.9万吨列车的操纵进行了优化，在K158+422处的速度为75 km/h，再生力在200 kN时减压50 kPa；在K162+307处的速度为58 km/h，再生力的50%（227 kN）缓解。2号机车HXD1001的压钩力为-1 135 kN，货车测试最大车钩力为-1 080 kN。2.9万吨列车全长3 684 m，在K158+422处减压50 kPa，三台从控机车跨越了1段R=800 m、L=668 m的曲线。当列车在K162+307处缓解时，列车前部处于长度为500 m、斜度为5.0‰的下坡道和长度为500 m、坡度为5.0‰的上坡道上；当列车从长度为500 m、斜度为4.0‰的下坡道转到长度为600 m、斜度为3.0‰的上坡道和长度为500 m、斜度为2.0‰的上坡道时，列车后部处于长度为2 580 m、斜度为10.5‰的下坡道和长度为500 m、斜度为9.0‰的下坡道上。地形原因和再生制动力造成2号机车前堵后拥，使压钩力和货车最大车钩力值偏大。

依据对2.3万吨列车和2.9万吨列车实验数据的分析，对3万吨列车的操纵方法进行了进一步优化，即适当提前列车的制动地点和缓解地点。列车在K158处的速度为72 km/h，再生力为200 kN时减压50 kPa。整个列车在K162处处于坡度为10.5‰的下坡道上，此时，列车速度为60 km/h，再生力为50%（227 kN）缓解，纵向力较2.3万吨列车、2.9万吨列车分别减小15%和40%.

2.2 化稍营—逐鹿K141处列车操纵的分析

2.3万吨列车的操纵在K141+462处的速度为74 km/h，再生力为300 kN时减压40 kPa；在K144+844处的速度为41 km/h，再生力为300 kN时缓解；未产生较大的纵向力，且测试数据均在安全限制之内。

2.9万吨列车依据2.3万吨列车的操纵方法，在K141+506处的速度为73 km/h，再生力为180 kN时减压50 kPa；在K146处的速度为38 km/h，再生力50%（234 kN）缓解，减载率为0.38，脱轨系数为0.72.2.9万吨列车全长3 684 m，在K141+506处减压50 kPa时，三台从控机车跨越2段“S”形R=800 m、L=704+558 m的曲线并处在四段桥梁上；列车在K146处缓解时三台从控机车跨越1段R=800，L=1 084 m的曲线，由线路原因造成的减载率和脱轨系数值偏大。

3万吨列车依据2.9万吨列车的操纵方法进行优化，在K141处将制动初速度降为72 km/h，再生力为300 kN时减压50 kPa，缓解地点为K145处R=800，L=1 084 m的曲线前。通过优化操纵，纵向力减小效果明显。

2.3 逐鹿—沙城东K210处列车操纵的分析

2.9万吨列车在K210+960处的速度为72 km/h，再生力为200 kN时减压50 kPa；列车在K213+039处的速度为64 km/h，再生力50%（234 kN）缓解。货车测试最大车钩力为-1 086 kN。2.9万吨列车在K210+960处减压50 kPa，三台从控机车跨越1段R=800 m、L=1 140 m曲线。列车在K213+039处缓解时，其前部处于长度为1350 m、斜度为3.5‰的上坡道，后部处于长度分别为850 m、518 m、500 m，斜度分别为11‰，8.0‰，4.0‰的3段下坡道中。地形原因和再生制动力造成列车中部前堵后拥，压钩力为-1 086 kN。

摘 要：通过对2.3万吨、2.9万吨组合列车的操纵方法进行试验、研究，分析关键区段列车操纵对列车纵向力的影响，确定3万吨组合列车在关键区段的操纵办法。

关键词：重载铁路；试验；列车；坡道

中图分类号：U270.35 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0061-02

大秦铁路是我国第一条双线电气化重载铁路，是我国西煤东运的重要通道。2014年，该铁路的运输增量目标锁定在4.6亿吨。在运输增量持续增长的情况下，现有的列车编组运行方式已近饱和状态。为了更好地挖掘大秦线的运输潜能，大秦线决定开行3万吨组合列车。为了确保列车平稳、安全的运行，除了先进的设备技术外，列车的操纵也是至关重要的一部分。

1 3万吨列车试验的基本情况

3万吨列车试验采取循序渐进、积极稳妥的试验推进方案，对3万吨、2.5万吨、2.3万吨、2.9万吨4种编组方式进行静态测试，经专家论证后依次进行2.3万吨、2.9万吨、3万吨运行试验。

1.1 2.3万吨组合列车运行试验

编组方式：HXD10066B+SY997745+C80×105辆+HXD10001A+C80×105辆+HXD10069A+C80×27辆+SS4型862A。总编组辆数：242辆，其中，货车237辆，牵引重量为2.37×104 t，列车换长275 m，开55002/1次（湖东二场外包线转换车次），袁树林站—柳南二场运行。

1.2 2.9万吨组合列车运行试验

编组方式：HXD10066B+SY997745+C80×105辆+HXD10001A+C80×105辆+HXD10069A+C80×81辆+SS4-0862A.编组辆数：296辆，其中，货车291辆，牵引重量为2.91×104 t，列车总换长335 m，开55002/1次（湖东二场外包线转换车次），袁树林站—柳南二场运行。

1.3 3万吨组合列车运行试验

编组方式：HXD10066B+SY997745+C80×105辆+HXD10001A+C80×105辆+HXD10069A+C80×105辆+SS4-0862A。编组辆数：320辆，其中，货车315辆，牵引重量为3.15×104 t，列车换长361 m，开55002/1次（湖东二场外包线转换车次），袁树林站—柳南二场运行。

2 列车操纵方法与试验结果分析

2.1 化稍营—逐鹿K159处列车操纵的分析

2.3万吨列车在货车测试中的最大车钩力和最大机车车钩力出现在K159+362处，此时的制动速度为73 km/h。该列车在K161+978处的缓解速度为60 km/h。测2号HXD1001机车的压钩力为-1 063 kN，货车的最大压钩力为-923 kN。在缓解时，列车头部处于坡度为4‰～5‰的上坡道。当列车从1 000 m的下坡道转到坡度为2‰～3‰的上坡道时，从控2号HXD1001机车的后部列车处于坡度为10‰的下坡道。主控机车在10：39：34缓解，此时，再生力B=290 kN；从控HXD1001机车在10：39：37缓解；2号机车实际延时6 s缓解（2号机车LKJ比主控机车慢3 s），并在10：41：08延时94 s退出再生制动，此时，压钩力为-1 063 kN，运行测试数据均在安全限制值之内。

根据2.3万吨列车在K159处的操纵方法对2.9万吨列车的操纵进行了优化，在K158+422处的速度为75 km/h，再生力在200 kN时减压50 kPa；在K162+307处的速度为58 km/h，再生力的50%（227 kN）缓解。2号机车HXD1001的压钩力为-1 135 kN，货车测试最大车钩力为-1 080 kN。2.9万吨列车全长3 684 m，在K158+422处减压50 kPa，三台从控机车跨越了1段R=800 m、L=668 m的曲线。当列车在K162+307处缓解时，列车前部处于长度为500 m、斜度为5.0‰的下坡道和长度为500 m、坡度为5.0‰的上坡道上；当列车从长度为500 m、斜度为4.0‰的下坡道转到长度为600 m、斜度为3.0‰的上坡道和长度为500 m、斜度为2.0‰的上坡道时，列车后部处于长度为2 580 m、斜度为10.5‰的下坡道和长度为500 m、斜度为9.0‰的下坡道上。地形原因和再生制动力造成2号机车前堵后拥，使压钩力和货车最大车钩力值偏大。

依据对2.3万吨列车和2.9万吨列车实验数据的分析，对3万吨列车的操纵方法进行了进一步优化，即适当提前列车的制动地点和缓解地点。列车在K158处的速度为72 km/h，再生力为200 kN时减压50 kPa。整个列车在K162处处于坡度为10.5‰的下坡道上，此时，列车速度为60 km/h，再生力为50%（227 kN）缓解，纵向力较2.3万吨列车、2.9万吨列车分别减小15%和40%.

2.2 化稍营—逐鹿K141处列车操纵的分析

2.3万吨列车的操纵在K141+462处的速度为74 km/h，再生力为300 kN时减压40 kPa；在K144+844处的速度为41 km/h，再生力为300 kN时缓解；未产生较大的纵向力，且测试数据均在安全限制之内。

2.9万吨列车依据2.3万吨列车的操纵方法，在K141+506处的速度为73 km/h，再生力为180 kN时减压50 kPa；在K146处的速度为38 km/h，再生力50%（234 kN）缓解，减载率为0.38，脱轨系数为0.72.2.9万吨列车全长3 684 m，在K141+506处减压50 kPa时，三台从控机车跨越2段“S”形R=800 m、L=704+558 m的曲线并处在四段桥梁上；列车在K146处缓解时三台从控机车跨越1段R=800，L=1 084 m的曲线，由线路原因造成的减载率和脱轨系数值偏大。

3万吨列车依据2.9万吨列车的操纵方法进行优化，在K141处将制动初速度降为72 km/h，再生力为300 kN时减压50 kPa，缓解地点为K145处R=800，L=1 084 m的曲线前。通过优化操纵，纵向力减小效果明显。

2.3 逐鹿—沙城东K210处列车操纵的分析

2.9万吨列车在K210+960处的速度为72 km/h，再生力为200 kN时减压50 kPa；列车在K213+039处的速度为64 km/h，再生力50%（234 kN）缓解。货车测试最大车钩力为-1 086 kN。2.9万吨列车在K210+960处减压50 kPa，三台从控机车跨越1段R=800 m、L=1 140 m曲线。列车在K213+039处缓解时，其前部处于长度为1350 m、斜度为3.5‰的上坡道，后部处于长度分别为850 m、518 m、500 m，斜度分别为11‰，8.0‰，4.0‰的3段下坡道中。地形原因和再生制动力造成列车中部前堵后拥，压钩力为-1 086 kN。