張紅亮,楊 浩,魏玉光,張進川
(北京交通大學 交通運輸學院,北京 100044)
我國引鐵定路數貨提物高運,輸車方輛式周發(fā)轉生速著度巨加大快變,化信,息列系車統(tǒng)牽逐漸完善,鐵路貨車車輛制造不斷應用新技術、新材料、新工藝,使貨車軸重不斷增加。鐵路貨物運輸和貨車車輛的發(fā)展將使編組站發(fā)生重大變革。
隨著我國市場經濟的發(fā)展,貨物運輸需求呈現多樣化。低附加值的大宗貨物要求大批量、重載化運輸以降低運輸成本;高附加值的貨物要求集裝化、快速化、直達化運輸以提高運輸效率;運輸過程還需要信息化等輔助手段。近年來,為適應市場需求,鐵路貨物運輸在重載化、集裝化、直達化和信息化方面取得了重大進展。
由于重載鐵路運輸運能大、效率高、運輸成本低等優(yōu)勢,受到了世界各國鐵路的廣泛重視,自 20 世紀60 年代以來得到了快速發(fā)展。我國的鐵路重載運輸起步于 20 世紀 80 年代初,當時為緩解繁忙干線運輸能力緊張狀況,以開行組合列車為主。近 10 年來,鐵路重載技術得到了迅速發(fā)展,重載運輸已進入世界領先行列,整列式重載列車在繁忙干線普遍開行,單元式重載列車和組合式重載列車主要在大秦、朔黃線開行,都取得了良好的經濟效益。隨著我國客運專線網絡的建成,將實現主要干線的客貨分線運行,為貨物運輸向重載化方向發(fā)展提供有利條件。
集裝箱運輸具有裝卸效率高,周轉速度快,降低勞動強度,防盜、防濕,減少貨損、貨差,節(jié)省包裝費用,簡化理貨手續(xù)等優(yōu)點,已經成為世界鐵路貨物運輸發(fā)展趨勢。目前,全球鐵路集裝箱運量已占鐵路貨運總量的 20%~40%。其中,美國鐵路集裝箱運量占鐵路貨運總量的 49%,法國為 40%,英國為 30%,德國為 20%,日本基本上把所有適箱貨物都納入鐵路貨物運輸系統(tǒng),集裝箱運量占貨運總量的 33%[1]。國外發(fā)達國家也非常重視集裝箱中心站的建設,不斷擴大和完善中心站規(guī)模,并將集裝箱中心站與城市物流中心相結合,促進了集裝箱班列的開行。我國的集裝箱運輸起步較晚,雖然近幾年鐵路集裝箱運量保持持續(xù)增長的勢頭,但集裝箱運量僅占鐵路貨運總量的 2.5%,存在集裝化程度低、集裝箱專用車數量少等問題。因此,集裝箱運輸具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
直達運輸是大宗貨物運輸的最理想方式,具有提高機車車輛周轉速度、加快貨物送達、擴大運輸能力、降低運輸成本等多方面的經濟效益優(yōu)勢。與此同時,直達運輸還可以減輕沿途編組站的改編作業(yè)負荷。由于直達車流在沿途部分技術站無改編通過,變有調作業(yè)為無調作業(yè),減少了有關技術站的改編作業(yè)量,從而緩解沿途技術站 (特別是編組站) 的改編能力緊張程度。在當前編組站改編能力普遍不足的情況下,組織直達運輸具有更為重要的意義。直達運輸得到各國鐵路部門的普遍重視,我國鐵路貨運也越來越重視直達運輸,自 2003 年以來,直達列車開行線路有了大幅度增加,貨物品類也由單一的煤炭運輸擴大到鐵礦粉、油品、焦炭、糧食等大宗物資,直達運輸發(fā)展迅速。
目前,我國鐵路運輸管理信息系統(tǒng)已基本建成,在運輸組織、客貨營銷和經營管理中發(fā)揮著重要作用。在運輸組織方面,列車調度指揮系統(tǒng)(TDCS)、調度集中系統(tǒng) (CTC)、計劃調度管理系統(tǒng) (OPMS)、車號自動識別系統(tǒng) (ATIS) 等信息系統(tǒng)的廣泛應用,實現了行車指揮自動化和貨物的實時追蹤,涵蓋了鐵路貨物運輸的主要環(huán)節(jié),提高了鐵路貨物運輸的效率與運輸安全。但是,由于我國鐵路各信息系統(tǒng)涉及部門較多,各系統(tǒng)之間的信息交互不暢,因此我國的鐵路信息化水平還需要進一步提高。
作為貨物運輸的載體,貨車車輛在運輸過程中起著重要作用。隨著機車牽引功率的不斷提高和多機重聯(lián)的應用,列車牽引質量逐漸增加。但是,由于牽引質量的增加受到發(fā)線長度和空氣制動機性能等因素的制約,在不增加到發(fā)線有效長度和空氣制動機性能所容許的編組輛數條件下,為充分利用牽引動力,增加列車牽引質量,最有效的途徑是增加每延米線路的載重量,其主要措施是提高貨車軸重[2]、減輕貨車自重、采用大容量車體等技術。
提高貨車軸重是各國鐵路運輸一致采用的措施,也是降低運輸成本最有效的辦法。發(fā)展大軸重貨車不僅能提高列車牽引質量,而且有利于降低貨車的自重系數,從而提高運輸效率。近幾年,我國鐵路貨車車輛技術不斷取得進展,從 2004 年開始,23 t 軸重的新型大軸重敞車 C70和 25 t 軸重的 C80運煤專用貨車分別在主要干線和大秦線上投入使用,23 t 的集裝箱平車X4K及 25 t 軸重的 X2K 已通過鐵道部和科技部的審查,并投入使用,更大軸重的貨車車輛已開始研究。隨著我國貨車技術的發(fā)展,貨車軸重也將進一步提高。
鐵路編組站地處鐵路網的交匯處,是車流的集散地,為鐵路貨物運輸提供解體、編組服務。編組站在鐵路運輸生產過程中加強鐵路網的連通性,使非直達站點之間的貨物運輸成為可能。但是,由于貨物列車集結消耗時間,使貨物列車在編組站增加了非生產停留時間,延長了鐵路貨物的送達時間。因此,國內外鐵路均致力于編組站的合理布局及優(yōu)化,在保證路網連通性的基礎上,盡可能減少編組站的非生產延誤時間。
從鐵路貨物運輸的發(fā)展水平看,我國鐵路貨物運輸與發(fā)達國家尚有較大差距。雖然近年來我國鐵路直達貨物運輸的比例逐年增加,所占比例與發(fā)達國家相比仍然偏低,在一定時期內,鐵路編組站還需要承擔大量的貨物列車編解。由此可見,我國鐵路編組站的發(fā)展趨勢主要有以下幾點。
我國鐵路貨車車輛由 C60系列向以新型大軸重貨車為主型車過渡需要較長時間,編組站還需要承擔過渡時期的編解作業(yè)。而我國鐵路編組站大多建于20 世紀 80 年代以前,編組站駝峰按照 50 t 載重主型車、基本阻力較大的滑動軸承的標準設計。經過多年的發(fā)展,貨車軸承已由基本阻力較大的滑動軸承發(fā)展為基本阻力較小的滾動軸承,貨車軸重由原來的18 t 發(fā)展為目前的 21 t,并正向 23 t 過渡。隨著貨車軸重的提高,我國鐵路編組站駝峰已經表現出對新型大軸重貨車的不適應性[3]。從長遠發(fā)展的角度,適當降低駝峰高度是解決編組站對新型大軸重貨車不適應的根本措施。當新型大軸重貨車成為主型車時,我國的駝峰已經達到一定的運營年限,需要進行一次大規(guī)模維護,以保證駝峰的良好狀態(tài)。同時,適當降低駝峰高度,減少列車解體能耗,也符合鐵路貨物運輸可持續(xù)發(fā)展的理念。
國外發(fā)達國家的鐵路編組站發(fā)展先后經歷了盲目建設時期和拆除合并時期,最終形成區(qū)域性的幾大編組站。從 19 世紀末到 20 世紀 40 年代,受資本家追求最大利潤和鐵路無政府狀態(tài)的影響,修建了很多編組站,各國建設的鐵路編組站共有 3 000 多個,但編解作業(yè)量較大的主要編組站僅占 30% 左右。20 世紀 50 年代到 70 年代,由于公路、航空等運輸方式的競爭,鐵路運輸開始衰退,發(fā)達國家開始調整鐵路生產力布局,拆除作業(yè)量少、效率較低的編組站,減少編組站數量,同時改造或新建大型專業(yè)化編組站,使貨運作業(yè)高度集中化、專業(yè)化[4]。
目前,我國鐵路部門已經認識到鐵路貨運站規(guī)模偏小、運輸效率不高,貨運布局的結構性矛盾造成貨運技術站數量較多,影響機車車輛運用效率和貨物運輸送達速度,成為制約鐵路運輸規(guī)模發(fā)展的問題。鐵道部已提出調整路網上貨運站的布局,整合運量較小的車站,推進戰(zhàn)略裝車點建設,實現集中化、規(guī)模化經營。隨著貨運業(yè)務的集中化、規(guī)?;?,鐵路編組站布局也將進一步調整和優(yōu)化。
自 20 世紀 70 年代末以來,國外鐵路編組站逐漸實現了自動化,隨著鐵路生產力布局的進一步調整,以及計算機、電子信息、通信控制等技術的不斷發(fā)展,鐵路編組站自動化程度越來越高,許多大型綜合自動化編組站相繼建成,如美國北普拉特的貝利編組站、堪薩斯城的Argentine編組站和德國漢堡的馬申編組站等,大大提高了鐵路運輸的市場競爭力。
近年來,針對鐵路編組站信息化中信息管理與過程控制脫節(jié)的問題,研究者提出了編組站綜合自動化發(fā)展思想[5-6],將編組站的信息管理與過程控制集為一體,以提高編組站的作業(yè)效率。2008 年,編組站集成綜合自動化系統(tǒng) (Computer Integrated Process System,CIPS) 在成都北編組站投入運營,編組站綜合自動化 (Synthetic Automation of Marshalling Yard,SAM) 系統(tǒng)在新豐鎮(zhèn)編組站投入運營,實現了編組站的管控結合,標志著我國鐵路編組站進入綜合自動化發(fā)展階段。
綜上所述,我國鐵路貨運需求、貨車車輛的發(fā)展對編組站的影響如圖1 所示。
在鐵路貨物運輸需求和貨車車輛的不斷發(fā)展中,為解決我國鐵路編組站逐漸表現出的不適應性,編組站需要向著降低峰高、集中化、綜合自動化的方向,不斷進行調整和升級改造,以進一步提高其在鐵路貨物運輸組織中的作用和效率。
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