朔黄铁路万吨列车上坡道起车研究

王志毅　王靖华

摘 要：国家能源集团朔黄铁路公司开行万吨重载列车以来，上坡道起车失败，被迫救援，时有发生，甚至因起车操纵不当，发生列车溜逸、打伤钢轨的行车事故，给行车安全带来隐患。通过分析线路条件、列车起动能力、实际案例等措施，深入的研究和探讨合理有效的坡道起车办法，同时给乘务员提供明确操纵依据，进而保证列车运行安全，提高运行能力显得尤为重要。

关键词：长大上坡道 列车起动能力 坡道起车 注意事项

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）03（c）-0066-03

朔黄铁路西高东低，线路落差大，最大坡道12‰，桥隧相连，最小曲线半径400m，同时线路运行密度大，最高日开行120多对列车，在此背景下，万吨列车一旦因前方接车不畅等原因区间停车，就需要面临上坡道起车的问题，如何科学、快速起动列车，杜绝列车溜逸、打伤钢轨事件发生，减少区间救援，提高线路运行能力，是当前迫切需要解决的问题。

1 朔黄铁路线路条件和坡道起车困难区段

1.1 朔黄铁路线路条件

朔黄铁路西起山西神池县，东至河北黄骅港，运营里程近600km，其中神池南至肃宁北400km范围内，線路落差达1500多m，肃宁北至黄骅港间最大为4‰的起伏坡道。

1.2 朔黄铁路机车起动牵引力

朔黄铁路使用的机车为SS4B电力机车（起动牵引力628kN），HXD1型神华八轴电力机车（起动牵引力760kN），HXD1型神华十二轴电力机车（起动牵引力1140kN，因牵引力足够，本机车不存在起动困难的情况，文中不在赘述）。

1.3 朔黄铁路起动困难列车类型及区段

朔黄铁路列车在实际开行过程中，由于上坡道起车不成功，导致救援事件时有发生，具体起动编组困难情况如表1所示。

2 上坡道起车列车受力分析

列车阻力是与列车运行方向相反、阻碍列车运行的、司机不可控制的外力。长大上坡道起动列车受到的阻力包括基本阻力和附加阻力。

基本阻力是指列车运行中永远存在的阻力。列车起动基本阻力产生的原因和影响因素主要有以下几个方面。

（1）机车、车辆长时间停留后，滑动轴承与轴颈间的润滑油被压出，流入轴箱下部，在正常运转情况下所形成的润滑油膜被破坏。因此，机车、车辆在起动的瞬间，滑动轴承与轴颈间的滑动摩擦近乎于干摩擦，使摩擦系数急剧增大，导致摩擦阻力增大；

（2）列车长时间停留，轮轨接触处在轴载荷重力的作用下，弹性变形增加，列车起动时滚动阻力较列车运行时更大；

（3）车辆长时间停留后，轴箱温度降低，润滑油黏度增大，摩擦阻力增加。这些因素均使机车、车辆起动时的基本阻力比正常运行时大得多。

附加阻力是指列车在特殊情况下所产生的阻力，分别为：坡道阻力、曲线阻力、隧道阻力等。

列车在长大上坡道运行时，不但存在基本阻力，而且存在附加阻力。在长大上坡道起动时，这些阻力成倍增加，这就造成了列车起动困难甚至无法启动。

3 HXD1型神华八轴电力机车及SS4B型电力机车起动能力分析

3.1 起动重量计算

HXD1型神华八轴电力机车及SS4B型电力机车不同坡道起动重量计算结果如表2、表3所示。

3.2 上行起动能力计算

上行HXD1型神华八轴电力机车牵引108辆C70重车、108辆C80重车在4%的上坡道停车后，其起动阻力分别为811KN与813KN。

HXD1型神华八轴电力机车起动牵引力为760kN（机车牵引力使用系数按0.9计算，最大仅为684kN），小于116辆C70货车重车的起动列车所需的起动牵引力811kN及108辆C80货车重车的起动列车所需的起动牵引力813kN，因此起动困难。

通过表1可以得出，HXD1型神华八轴电力机车4‰上坡道仅能起动9300t的列车，小于116辆C70货车重车总重10788t及108辆C80货车重车总重10800t，因此起动困难。

3.3 下行起动能力计算

下行HXD1型神华八轴电力机车牵引132辆C64空车在12%的长大上坡道停车后，其起动阻力为495kN；下行SS4B型电力机车牵引132辆C64空车在12%的长大上坡道停车后，其起动阻力为492kN。

HXD1型神华八轴电力机车及SS4B型电力机车牵引132辆C64空车（116辆C70空车及108辆C80空车总重，小于132辆C64空车总重，此处不再赘述），所需起动阻力均为490kN左右，小于HXD1型神华八轴电力机车起动牵引力760kN（机车牵引力使用系数按0.9计算，最大为684kN），也小于SS4B型电力机车起动牵引力628kN（机车牵引力使用系数按0.9计算，最大为565kN），因此理论上满足起动需求。

通过表1可以得出，HXD1型神华八轴电力机车在12‰上坡道能起动4266t的列车重量，通过表3可以得出，SS4B型电力机车在12‰上坡道能起动3513t的列车重量，均大于132辆C64空车的总重3036t，因此理论上也满足起动需求。

通过理论计算，下行空车均满足坡道起车需求，但在实际运行中，受到机车、天气、线路曲线、隧道、桥梁、粉尘等因素的影响，导致附加阻力增大，致使部分列车未能正常起动，最终请求救援，严重干扰了运输秩序，因此仍需对坡道起车的问题进行重点研究。

4 案例分析

案例一：2013年7月21日，7075号机车担当肃宁北至神池南间16973次牵引任务，总重3036t，辆数132，计长158.4。

肃宁北站7时17分26秒发车，13时06分50秒运行至龙宫至宁武西间接收239#信号红灯，列车速度42km/h，常用制动减压50kPa，停于24km+131m处（整列10‰上坡道），停车后追加至490kPa，13时08分12秒机车信号接收绿灯，13时12分48秒缓解列车，准备开车，13时20分16秒起车失败，大闸减压110kPa，13时23分47秒再次缓解列车，二次起车失败，于13时30分13秒请求救援。

案例二：2014年8月3日，7082号机车，担神池南至肃宁北间17018次牵引任务，牵引116辆，总重10788t，换长139.2。

神池南站16时19分开车，20时38分27秒运行至三汲站过完分相后，“CCU通信中断”，速度72km/h跳主断，自动降弓并自动减压70kPa，列车停于三汲至灵寿间259km+421m处（整列4‰上坡道），恢复正常后，20时59分25秒发车，区间停车19min19s。

分析：案例一中整列车停于长梁山隧道内24km+131m处，整列处于10‰长大上坡道，通过HXD1型神华八轴电力机车起动重量计算表中可以得出该机车在10‰长大上坡道能起动4928t的重量，该次列车牵引重量仅为3036t，却未能正常起动列车，导致了一次被迫救援事件的发生。

案例二中整列车多数停于4‰上坡道，仅尾部少数车辆停于3.5‰上坡道，通过HXD1型神华八轴电力机车起动重量计算表可以得出该机车在4‰上坡道能起动重量为9300t的重量，而该次列车牵引重量为10788t，司机却能正常起动列车。

案例一与案例二中两位司机停车前采取的停车措施有很大区别车前，案列一中列车速度42km/h，司机直接减压50kPa，未采取任何其它措施；案例二中CCU通信中断，列车速度72km/h跳主斷，自动降弓并自动减压70kPa，由于自动降弓，列车牵引力切除，司机在列车速度降至40km/h时将小闸至制动位，充分压缩了车钩，为起车做好准备，这是两案列中最大的区别。

案例一中地面信号仅在停车后1分多钟就开放好了，司机对列车在限制坡道上的操纵的预想不到位，停车前未能考虑列车所停线路条件。由于隧道内煤灰粉尘较多，机车轮周上的切线力大于轮轨间的粘着力，机车动轮与钢轨间的粘着被破坏，牵引力使用系数远远小于理论计算值0.9，机车牵引力不能正常发挥；且停车前未能采取有效的压缩车钩措施，使整列车车钩成伸展状态，起动时无法达到逐辆启动目的，造成起车失败。

5 列车上坡道起车办法

通过分析以上案例，同时结合朔黄铁路具体情况，制定上坡道起车办法。

5.1 停车

列车停车过程中速度30km/h以上，人为控制机车闸缸压力不低于300kPa或再生力不低于400kN或制动电流600A，再大闸减压，使车钩处于压缩状态；如遇速度低于30km/h需要停车时，人为控制机车闸缸压力不低于300kPa或再生不低于400kN或电制电流600A，一次减压80kPa，车未停稳之前适当撒砂，为起车提供良好的粘着条件；接收黄灯，如大闸减压后，及时利用再生制动或电制电流，使车钩处于压缩状态。停车后追加减压至100kPa，提高尾部开缓时间，便于列车起动。如减压达到170kPa或非常停车，由于尾部开缓时间增长，应持续牵引保持9min以上，并随时监听走行部状态。

5.2 起车

起车前将总风打满，缓解机车制动，牵引力给至400kN或牵引电流给至600A，再缓解大闸，在保证不发生空转的前提下逐步提牵引手柄。缓解大闸之后10s内逐步增加牵引力600kN～650kN或牵引电流750A，如果不发生空转，可继续增大牵引力，使车辆逐辆启动，当机车向前移动时，适当进行点式撒砂，防止空转。

起车前天气良好时关闭撒砂阀，列车起动后及时打开砂阀。天气不良时，人为清理轨面并进行人工铺砂。缓解过程中压缩机置强泵打风位置，并打开两侧窗户，副司机监听观察有无空转或其他异状。

5.3 二次起车

当第一次起动失败时，只要列车不向后溜，保持机车牵引力，列车充满风，先大闸减压50kPa保压，然后牵引手柄退回零位，进行压缩车钩后立即追加减压至100kPa，准备二次强迫起动。若列车向后溜，则直接减压100kPa停车后再起。当二次起动不成功时，直接减压100kPa后，手柄回零并立即请求救援。起车过程中严禁手柄先回零后减压，造成列车溜逸；禁止直接大减压，造成不能压缩车钩。

5.4 朔黄线关键地段操纵注意事项

（1）上行东冶站内靠标停车，尽量停于距出站信号机较远的范围内，列车尾部过标即可，为起车留有一定的加速距离。

（2）上行东冶站-南湾站134km～137km+800m为连续3～4‰上坡道，列车运行至该地段时，乘务员须提前预想、联控，避免将列车停于坡道上。

（3）上行西柏坡～三汲～灵寿站252km+800m～256km+200m、258km～260km+400m为连续3～4‰上坡道，三汲站提前联控控制好速度，在确知前方闭塞分区占用，可将列车停于252km处，避免三汲站内停车，防止将列车停于困难区段。西柏坡至三汲间，为避免将列车停于坡道上，应加强联控，掌握前行闭塞分区占用情况，遇黄灯时，应立即降速，延长区段运行时分，避免将列车停于起动困难的坡道上。

（4）朔黄线管内下行线32km+500m、48km+500m、50km+200m、52km+500m、54km、59km、157km、159km、169km列车停车后起动较困难，停车时提前预想，尽量避开此地点。

5.5 坡道起车办法使用效果

通过2017年、2018年数据分析，上坡道区段停车后，认真执行上述坡道起车办法，均未发生救援、打伤钢轨及列车溜逸事件的发生，取得了良好的效果，同时降低乘务员的操纵难度，受到了乘务员的普遍欢迎。

6 结语

上坡道起车要保证起车成功，需要关口前移，停车前做好预想，尽量避免停止停车后起动困难的区段，不得已停车时，也需要尽可能压缩车钩，起车时保持车辆逐辆启动，提高起车成功率。上坡道起车时，尤其要注意，宁可起车不成功，造成救援，也要避免因安全措施不到位，盲目起车，造成打伤钢轨或列车溜逸，造成事故扩大化。

参考文献

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