劉 旭

(中國鐵路武漢局集團有限公司 運輸部，湖北 武漢 430071)

1 JSQ6型鐵路專用運輸車輛溜放作業(yè)現(xiàn)狀

2009年以來，作為世界上最大的汽車生產(chǎn)國，我國汽車產(chǎn)量逐年穩(wěn)步增長，僅2018年受政策因素和宏觀經(jīng)濟影響有所下降，但2018年我國商品汽車產(chǎn)量仍然達到2 352.9萬臺，其中除30%屬于同省或相鄰城市的短途配送外，可以選擇采用鐵路運輸?shù)闹虚L途商品汽車有1 647萬臺。預計到2020年，全國商品汽車產(chǎn)量將達到2 800萬臺，具備采用中長途鐵路運輸條件的約1 960萬臺[1]。面對巨大的市場份額，鐵路部門主動加強市場營銷策略研究，科學細分目標市場，大力發(fā)展商品汽車運輸，已經(jīng)逐步實現(xiàn)從“站到站”運輸向“門到門”運輸?shù)母拘赞D(zhuǎn)變，商品汽車發(fā)運量呈現(xiàn)出逐年倍增的良好態(tài)勢，從2006年的5萬臺到2018年575.46萬臺，11年增長了115倍[2]。

目前，商品汽車運輸主要以JSQ6型鐵路專用運輸車輛(以下簡稱“JSQ6型車輛”)為主，由于JSQ6型車輛底部為凹形，而且車輛長度較長，無法正常通過駝峰，給技術站的解、編作業(yè)帶來較大影響。以武漢北站為例，2018年武漢北站含有JSQ6型車輛的到達列車18.3列/d，占接發(fā)列車總量的10.7%。其中，無解編列車4.36列/d、解編列車13.88列/d，到達JSQ6型車輛429輛/d，到達含JSQ6型車輛的列車中，2個以上到站占50.4%。在武漢北站駝峰解體作業(yè)時，正常情況下每列解體時間約為10 ～ 15 min，JSQ6型車輛解體作業(yè)時均需要經(jīng)迂回線頂送至編組場內(nèi)，每取送一次禁溜線需增加15 min，同時頂送前需按比例接風，每頂送一勾JSQ6車輛的作業(yè)時間就在30 min以上，影響了JSQ6型車輛作業(yè)效率和安全。因此，亟需對JSQ6型車輛溜放作業(yè)進行研究。

JSQ6型車輛為凹形雙層汽車運輸車，車輛全長達到26.066 m，車體底部為凹形，在平直線路上車體下部最低點距軌面設計高度(空車)僅為190 mm，通過的最小曲線半徑僅為145 m，導致JSQ6型車輛上涂有禁峰標記。按照《鐵路技術管理規(guī)程》(普速鐵路部分)第296條規(guī)定[3]，該型車輛禁止通過駝峰，在技術站解體作業(yè)均需經(jīng)迂回線頂送至編組場，影響了駝峰解體作業(yè)效率。據(jù)測算，駝峰解體作業(yè)時，正常情況下每列解體時間約為10 ～ 15 min，每取送一次禁溜線，調(diào)車作業(yè)時間需要增加15 min，送入峰下股道時，因而需要按比例接風和進行排風作業(yè)，每勾作業(yè)時間在30 min以上。因此，極大程度占用了調(diào)機能力，延長了JSQ6型解編作業(yè)時間[4]。

此外，JSQ6型車輛大部分未按到站進行成組，編掛位置不在一起，到站不集中，卸車站較多[5]，并且駝峰無法進行分線作業(yè)，只能在平面進行分線作業(yè)，從而大幅增加了平面調(diào)機轉(zhuǎn)線作業(yè)次數(shù)，造成JSQ6型車輛車流在站內(nèi)中轉(zhuǎn)時間延長，也增加了調(diào)車作業(yè)風險。同時，由于JSQ6型車輛底部低、車輛長，允許車輛溜放時，需要對駝峰縱斷面優(yōu)化。而駝峰峰下平、縱斷面條件復雜，坡度大、坡道長、曲線多、道岔多，為駝峰縱斷面優(yōu)化帶來了困難。

（1）JSQ6型車輛全長達到26.066 m，JSQ型車輛底部為凹形，在平直線路上車體下部最低點距軌面設計高度(空車)僅為190 mm，在通過駝峰變坡點時，易造成“騎峰”

（2）駝峰信號控制設備和減速器制動能力是按溜放車輛換長不超過1.6設計，而JSQ6型車輛換長達到2.4，自動溜放時會產(chǎn)生溜放命令傳遞錯誤，發(fā)生道岔中途轉(zhuǎn)換，易造成車輛2個轉(zhuǎn)向架分別處于不同的線路上而發(fā)生事故。

（3）駝峰峰下線路軌旁設備、路料等可能侵入JSQ6型車輛限界。由于JSQ6型車輛底部低，駝峰峰下縱斷面變化大，線路凸凹不平直，JSQ6型車輛底部與鋼軌軌面距離小，存在車輛與峰下線路軌旁設備、路料發(fā)生觸碰的風險。

2 武漢北站JSQ6型車輛溜放作業(yè)分析

針對武漢北站JSQ6型車輛溜放作業(yè)的專項研究和試驗，通過對武漢北站上、下行駝峰縱斷面進行測量并仿真計算，制定了駝峰縱斷面優(yōu)化方案，其中工務部門嚴格按方案對駝峰縱斷面進行優(yōu)化。在優(yōu)化基礎上，對武漢北站上、下行駝峰4條推送線分別進行JSQ6型車輛溜放試驗，根據(jù)試驗結論制定JSQ6型車輛通過駝峰及溜放技術條件和相關作業(yè)標準。

2.1 建立仿真計算理論模型

2.1.1 安全距離標準

結合部分鐵路局集團公司經(jīng)驗和JSQ6型車輛結構特點，根據(jù)《鐵路技術管理規(guī)程》(普速鐵路部分)附圖2中客貨共線鐵路機車車輛限界規(guī)定：“車輛底部距離鋼軌軌面最小距離為25 mm”，為確保安全，在此限界基礎上附加15 mm的距離。因此，將40 mm作為JSQ6型車輛通過駝峰的安全距離，結合車輛輪輞磨耗標準，和不同輪對輪徑、不同撓度枕簧對車輛底部的影響值，將60 mm作為JSQ6型車輛溜放的安全距離。

2.1.2 駝峰縱斷面測量

對武漢北站上、下行駝峰溜放線進行了縱斷面測量，所有測點均布置于鋼軌軌頂面位置，按1 m間距順鋼軌方向進行測量，一般每條推送線選擇單側(cè)鋼軌進行測量?？v斷面測點布置示意圖如圖1所示。

2.1.3 仿真計算

通過內(nèi)插值擬合，將測點數(shù)據(jù)進行擬合，得到軌面高程變化線，并得到高程線的插值曲線方程。線路擬合情況示意圖如圖2所示。

模擬20.8 m定距的JSQ6型車輛在線路上前進，車體每前進1 m，計算一次當前位置狀態(tài)。定義列車運行方向前部車輪為前輪，后部車輪為后輪，當后輪處于線路某個位置時，以此時后輪位置為圓心，20.8 m為半徑的圓與線路曲線的交點即為前輪位置。車輛位置狀態(tài)示意圖如圖3所示。

當車體運行到該位置狀態(tài)時，在后輪至前輪的長度內(nèi)，每隔0.01 m計算車體底部至軌頂面的垂直距離，車輪定距20.8 m，約計算2 080個點，將其中的最小值作為車體運行至該位置時，車輛底部與鋼軌軌頂面的最小垂直距離。最小垂直距離示意圖如圖4所示。

圖1?縱斷面測點布置示意圖Fig.1 Testing points layout on vertical sections

圖2?線路擬合情況示意圖Fig.2 Diagram of track matching

圖3?車輛位置狀態(tài)示意圖Fig.3 Diagram of vehicle position and state

圖4?最小垂直距離示意圖Fig.4 Diagram on minimum vertical distance

按照上述最小距離計算方法，在列車運行過程中，會產(chǎn)生若干個最小垂直距離，統(tǒng)計其中的最小值作為最不利的狀態(tài)時車體底部與鋼軌軌頂面之間的距離，并返回該最小垂直距離的位置及此時前后輪位置。通過計算，武漢北站4條溜放線鋼軌柜面距JSQ6型車輛底部的最小距離均小于40 mm，駝峰溜放線仿真計算數(shù)據(jù)表如表1所示。

2.2 溜放試驗

針對武漢北站上、下行駝峰既有線路和設備條件制定了線路優(yōu)化方案，并根據(jù)優(yōu)化方案組織工務部門對相關線路進行了適應性改造，確保達到JSQ6車輛溜放條件，同時組織工務、電務等部門對溜放線路的軌旁設備進行了專項整治。

表1?武漢北站駝峰溜放線仿真計算數(shù)據(jù)表Tab.1 Data table of simulation calculation of sliding line during humps at the Wuhan North Railway Station

在線路優(yōu)化的基礎上，對武漢北站上、下行駝峰4條推送線分別進行了JSQ6型車輛溜放試驗，每條推送線試驗均按12步進行，分別進行了單個空車、重車頂送過峰，單個空車、重車溜放，大組空車、重車溜放，空重混編車組溜放等項目，同時對JSQ6型車輛通過駝峰變坡點、通過一部位、二部位、三部位減速器時車輛底部與軌面的距離進行了測量，并對溜放車組連掛后的貨物裝載加固狀態(tài)進行了檢測。通過理論計算和開展的JSQ6型車輛駝峰溜放調(diào)車項目研究、溜放試驗驗證結果，在采取一定安全措施的前提下，JSQ6型車輛通過武漢北站上述溜放線路進行駝峰和駝峰溜放調(diào)車是安全可控的。允許JSQ6型車輛單鉤溜放后，每鉤僅需耗時3 min，以武漢北站解體22鉤/d計算，僅需耗時66 min，每天可節(jié)約駝峰調(diào)車機作業(yè)時間264 min，相當于駝峰增加0.2臺調(diào)車機作業(yè)。允許JSQ6型車輛駝峰溜放后，JSQ6型車輛可同相同組號去向的車流在同一調(diào)車線集結，編組車列時，減少了取禁溜線作業(yè)，降低取送禁溜線的調(diào)車作業(yè)風險，還可節(jié)約編組站平面調(diào)車作業(yè)時間。

試驗結果表明，JSQ6型車輛在優(yōu)化改造后的駝峰縱斷面條件下，能安全通過駝峰，且實測的車輛底部距鋼軌軌面最小距離與仿真計算的理論數(shù)值基本一致，連掛后的貨物裝載加固狀態(tài)均無異常，符合車輛溜放安全規(guī)定。

3 結束語

在國家“一帶一路”倡議及物流行業(yè)快速發(fā)展的背景下，鐵路商品汽車運輸有著良好的發(fā)展前景。加快鐵路商品汽車運輸發(fā)展，有助于發(fā)揮鐵路運輸安全經(jīng)濟、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢，推進我國鐵路向現(xiàn)代物流企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展[6]，有利于豐富鐵路運輸產(chǎn)品種類，不斷提升運輸附加值，加快轉(zhuǎn)變鐵路發(fā)展方式、深化改革創(chuàng)新、推進鐵路發(fā)展從規(guī)模速度型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變、從運輸生產(chǎn)型企業(yè)向運輸物流型企業(yè)轉(zhuǎn)型[7]，同時對商品汽車物流體系中的節(jié)能減排、緩解城市交通擁堵、降低商品汽車物流成本等具有積極促進作用[8]。JSQ6型車輛通過駝峰溜放調(diào)車作業(yè)后，有助于提高JSQ6型車輛在編組站的作業(yè)效率，加快JSQ6型車輛周轉(zhuǎn)速度，提升鐵路運輸在商品汽車運輸領域的核心競爭力。