石斌

（國能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司機(jī)輛分公司，河北 滄州 062350）

1 試驗(yàn)基礎(chǔ)條件

3萬t重載列車由于編組較長，目前朔黃管內(nèi)無站場線路能夠容納，其試驗(yàn)時(shí)應(yīng)充分考量所占用股道、到發(fā)線等因素對運(yùn)輸組織影響的程度。通過研究認(rèn)為神池南站利用頭部壓聯(lián)2線，在SL5信號機(jī)前試驗(yàn)對運(yùn)輸組織影響最小。肅寧北站利用尾部壓聯(lián)2線，頭部在二場9道出站信號機(jī)前進(jìn)行試驗(yàn)，影響9-13道5條到發(fā)線正常接車。黃驊港站影響港前1條到發(fā)線、1條聯(lián)絡(luò)線，港口4場1條到發(fā)線正常接車。

3萬t重載列車受機(jī)車編組輛數(shù)的因素，在運(yùn)行過程中因充分考慮在一個(gè)供電臂內(nèi)追蹤及鄰線列車的供電性能，對可能出現(xiàn)牽引負(fù)荷取流過大或制動饋電過大等情況，造成網(wǎng)壓超限而引起機(jī)車限功率或欠壓保護(hù)影響正常運(yùn)行，甚至可能導(dǎo)致的列車縱向力突變而誘發(fā)列車安全事故。因此就目前朔黃線牽引供電性能進(jìn)行分析，對典型的分相地點(diǎn)應(yīng)做好充分預(yù)想。

如采用30t軸重列車編組開行3萬t重載列車，因車輛軸重增大，相應(yīng)輪軌關(guān)系將出現(xiàn)新的變化，鋼軌及線路的垂向應(yīng)力也隨之增大，對線路承力能力應(yīng)提前辨識，特別對于個(gè)別橋涵、線路、道岔、曲線能否滿足30t軸重長編組列車應(yīng)力需求會同工務(wù)部門充分驗(yàn)證。

3萬t重載列車試驗(yàn)開行，其網(wǎng)絡(luò)同步控制是極其關(guān)鍵的因素，因此要充分對同步的響應(yīng)、延時(shí)及性能進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，不斷提高同步控制系統(tǒng)的通訊可靠性。同時(shí)，對同步狀態(tài)異常情況的處置要制定預(yù)案。

2 確定編組方式

通過對不同編組方案3萬t列車的仿真計(jì)算結(jié)果，并結(jié)合以往2萬t列車試驗(yàn)和開行經(jīng)驗(yàn)以及借鑒大秦鐵路3萬t列車試驗(yàn)開行經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為采用“1+1+1+1組合3萬t”編組方式從車鉤力、再充氣時(shí)間、制動距離、牽引能力等綜合性能等因素都較為適宜（即3單元4機(jī)車牽引模式）。

對于機(jī)車選型上采用3臺神華8軸交流機(jī)車和1臺SS4B型直流機(jī)車共同牽引，列車尾部編掛1臺直流機(jī)車能夠具備充排風(fēng)功能，列車制動、緩解一致性較好，其在常態(tài)運(yùn)行工況下的車鉤受力、安全性及通過能力均明顯優(yōu)于2萬t列車及尾部加掛可控列尾編組方案的3萬t列車。其次朔黃線具有1.6萬t試驗(yàn)開行的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，在交-直流機(jī)車間的匹配上技術(shù)相對成熟，因此具備該模式編組性能。

對于車輛的選型上，建議仍采用25t軸重的C80型車體，因?yàn)樵撥圀w有長期開行的經(jīng)驗(yàn)，乘務(wù)員在操縱方面對該車輛的性能相對熟悉。而30t軸重的KM98車體雖實(shí)際載重量較大，整列編組較短，但該車輛目前在朔黃線投入運(yùn)用的數(shù)量較少無實(shí)際運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)。且該車輛是集成制動，其緩解制動性能與C80存在一定差異性，在試驗(yàn)過程中應(yīng)對特殊情況時(shí)相對棘手。同時(shí)KM98車輛間的連接大部分是單輛一組用車鉤連接，整列車鉤間隙較大，不利于3萬t重載列車試驗(yàn)開行，待條件時(shí)機(jī)成熟可對KM98車輛編組的3萬t重載列車組織試驗(yàn)。

3萬t重載列車試驗(yàn)開行最佳編組方式為：“1+1+1+1組合編組”，即神8機(jī)車(主控)+108輛C80+神8機(jī)車(從控1)+108輛C80+HXD1機(jī)車(從控2)+108輛C80+SS4B機(jī)車(從控3)，計(jì)長369.2，車長4061m，總重32400t。

3 試驗(yàn)方案研究

為保證3萬t重載列車試驗(yàn)安全穩(wěn)妥、項(xiàng)點(diǎn)全面、數(shù)據(jù)詳實(shí)，以仿真計(jì)算結(jié)論為支撐，以大秦鐵路3萬t列車試驗(yàn)數(shù)據(jù)為參考，按照循序漸進(jìn)、穩(wěn)步推進(jìn)的原則開展試驗(yàn)。提出試驗(yàn)區(qū)段先東線后西線，試驗(yàn)車輛先25t后30t，試驗(yàn)編組先2.3/2.9萬t后3萬t，試驗(yàn)項(xiàng)目先靜態(tài)后動態(tài)，試驗(yàn)內(nèi)容先單項(xiàng)后綜合，試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)及工況設(shè)置盡可能全面詳實(shí)。

3.1 靜置試驗(yàn)項(xiàng)目

同步性能測試，主要進(jìn)行主、從控機(jī)車間牽引與電制動同步性測試和空氣制動與緩解同步性測試兩方面內(nèi)容，驗(yàn)證從控機(jī)車數(shù)量的增加和間隔距離的增長對同步性能的影響以及響應(yīng)時(shí)間等情況。

空氣制動性能試驗(yàn)，測試不同減壓量下的制動排氣時(shí)間、列車再充氣的時(shí)間及各風(fēng)缸壓力變化過程等情況，為列車操縱提供數(shù)據(jù)支持。

3.2 運(yùn)行試驗(yàn)項(xiàng)目

機(jī)車牽引性能試驗(yàn)，通過列車運(yùn)行試驗(yàn)過程中，全程記錄運(yùn)行速度、運(yùn)行時(shí)分、走行距離、機(jī)車的牽引/電制力、牽引電機(jī)電壓、牽引電機(jī)電流、網(wǎng)壓、網(wǎng)流等參數(shù)，測試列車在起動加速和全線正常運(yùn)行時(shí)機(jī)車功率負(fù)荷、機(jī)車取流和饋壓對列車運(yùn)行的影響，全面評估試驗(yàn)列車的機(jī)車牽引性能。

列車制動性能試驗(yàn)，通過列車運(yùn)行試驗(yàn)過程中進(jìn)行電空配合調(diào)速、低速緩解、大減壓/緊急制動停車、走停走等不同工況下，測試列車制動系統(tǒng)工作性能，考核評估試驗(yàn)列車在長大下坡道上控制列車速度的能力。

列車縱向動力學(xué)性能試驗(yàn)，在列車運(yùn)行試驗(yàn)過程中，利用測力設(shè)備、傳感器等裝置全程監(jiān)測列車在運(yùn)行過程中的縱向動力學(xué)性能及參數(shù)，測試不同位置被試列車的車鉤力、車體縱向加速度、緩沖器位移等情況，評估試驗(yàn)列車在正常運(yùn)行工況和牽引及制動工況的列車縱向動力學(xué)性能，分析縱向力的變化規(guī)律，為優(yōu)化操縱提供建議。

機(jī)車動力學(xué)性能試驗(yàn)，在列車運(yùn)行試驗(yàn)過程中，全程測試被試機(jī)車所受縱向力狀況，牽引/電制和空氣制動狀況，測試列車在重點(diǎn)試驗(yàn)工況、各種線路工況和速度工況條件下的輪軌間作用力，計(jì)算脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軸橫向力等指標(biāo)，評估機(jī)車運(yùn)行安全性。

車輛動力學(xué)性能試驗(yàn)，測試車輛輪軌橫向、垂向力，計(jì)算輪軸橫向力、輪重減載率、脫軌系數(shù)的等參數(shù)，評估被測試列車的運(yùn)行安全性。

4 可能存在的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)及影響

機(jī)車間同步延時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，主從控機(jī)車間同步時(shí)間差的大小，是決定組合形式重載列車制動或緩解過程列車安全的關(guān)鍵因素。3萬t列車施行緊急制動操作時(shí)，當(dāng)同步狀態(tài)異常，延時(shí)達(dá)到5s時(shí)，最大縱向力可達(dá)5500kN。該數(shù)量級車鉤力，足以造成機(jī)車、車輛脫軌、斷鉤等重大安全事故。

大減壓制動的風(fēng)險(xiǎn)，3萬t列車運(yùn)行在不同線路坡度差的凹形坡道時(shí)，施行常用全制動操作，列車車鉤力情況表明，隨著坡度差的增大，列車車鉤力隨之增大。當(dāng)坡度差大于8‰時(shí)，車鉤力值為平直線路相同工況的4倍。

凸型坡道機(jī)車動力突變的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)列車使用牽引工況通過4‰與-4‰凸型坡道的線路變坡點(diǎn)時(shí)，若某臺從控機(jī)車發(fā)生牽引力突變，在突變機(jī)車與機(jī)前車輛位置處，列車縱向加速度瞬間增大，列車縱向車鉤力達(dá)到牽引工況下的最大值，此時(shí)該車鉤力可能導(dǎo)致列車斷鉤、脫鉤等分離事故。

異常制動的風(fēng)險(xiǎn)，列車運(yùn)行過程中，因機(jī)車、車輛某部發(fā)生故障、保護(hù)裝置動作，某臺機(jī)車、車輛制動機(jī)產(chǎn)生懲罰制動或自動減壓時(shí)，列車管將產(chǎn)生常用全制動或緊急制動，該工況下，可能伴隨同步中斷、制動信號不傳遞等故障，制動信號只能通過列車空氣管路進(jìn)行傳播，列車管減壓或緩解波速不能滿足列車安全運(yùn)行的要求，勢必會造成列車縱向車鉤力成倍增加，嚴(yán)重時(shí)影響列車運(yùn)行安全。

對3萬t重載列車運(yùn)行速度要充分評估，其技術(shù)速度能否滿足運(yùn)輸組織的需求以及對行車組織的影響程度均要考量評估。

5 其他相關(guān)事宜

（1）為確保3萬t列車試驗(yàn)工作穩(wěn)妥可靠，需要各專業(yè)配合聯(lián)勞協(xié)作，根據(jù)各自專業(yè)領(lǐng)域提前做好試驗(yàn)前各項(xiàng)準(zhǔn)備及論證，確保試驗(yàn)順利進(jìn)行。

（2）3萬t列車運(yùn)行試驗(yàn)，在朔黃線尚屬首次，經(jīng)驗(yàn)缺乏、設(shè)備故障的可能性在所難免，為確保試驗(yàn)工作萬無一失。需要制定試驗(yàn)列車事故應(yīng)急處置預(yù)案，明確救援裝備設(shè)置地點(diǎn)、應(yīng)急指揮流程、應(yīng)急處置方案及相關(guān)責(zé)任部門。

（3）需要購置相關(guān)測試設(shè)備，并按照測點(diǎn)設(shè)置要求，完成機(jī)車車輛測試設(shè)備安裝及調(diào)試工作。

（4）會同通信專業(yè)，重點(diǎn)挑選參試機(jī)車，對參試機(jī)車的同步穩(wěn)定性及試驗(yàn)區(qū)段的LTE網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性進(jìn)行綜合測試，確保試驗(yàn)列車運(yùn)行安全。

6 結(jié)語

朔黃鐵路3萬t重載列車的試驗(yàn)開行將是一項(xiàng)龐大的工程，需要各部門的通力協(xié)作，強(qiáng)化專業(yè)管理與職能協(xié)調(diào)，才能推進(jìn)3萬t重載列車的開行。通過本文對試驗(yàn)條件、準(zhǔn)備工作等方面的研究，以期提供開行前的基礎(chǔ)。對運(yùn)行方式、操縱技術(shù)、安全風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行全面細(xì)致的研究探討，才能確保朔黃鐵路3萬t重載列車安全順利的試驗(yàn)開行。