列车过桥问题

列车过桥问题（精选7篇）

列车过桥问题 篇1

一、教学目标

1、让学生能够理解和掌握简单的列车过桥问题

2、提高学生对这一类问题的认识

3、让学生掌握列车过桥问题的基本公式：列车速度×过桥时间=车身长度+桥长

二、难点及重点

列车过桥，是从车头上桥到车尾离桥，列车运动路程是桥的长度加车的长度

三、教学策略及方法

讲解，PPT演示

四、教学设计

1、导入：

十一长假刚刚过去，同学们有没有跟父母去哪儿玩呢？是自家开车去玩还是乘坐火车、飞机呢？火车的外形有什么特点呢？

2、教学内容：

例题：这辆火车每秒行20米，车的长度是20米，桥长320米，这辆火车全部通过桥要用多长时间？

用PPT放出这道题目，提问：有没有学生会做，如学生做出错误解答，板书写出学生的错误解法，并指出错误；如学生回答正确，询问解题思路方法。回顾速度路程时间的基本公式，这道题求的是时间，需要在题目中找到速度和路程，提问：火车运动的速度是多少？并利用PPT演示引导学生发现列车运动路程是桥的长度加车的长度。之后让学生自己解出这道题目，并给出答案。

3、归纳总结：

（1）列车上桥是从车头上桥到车尾离桥（2）列车运动路程：车身长度+桥长

列车过桥问题 篇2

1.1 介绍

欧洲和世界其他地区的铁路部门正在经历一系列重大的变化, 包括铁路与工业的关系, 各运输模式间的竞争, 互用性, 2010年铁路旅客运输的开放, 以及未来美国、南美、中东、印度和其他地区高速铁路的发展前景。这就意味着铁路企业必须改变新高速车辆的招标方法。因此, 本文概述了高速车辆需要考虑的问题, 并建议制定高速通用标准。需要指出的是任何高速标准均取决于高速列车所在运营地区的地理环境。

(1) 本文只介绍了常规轮轨高速车辆的设想, 不包括磁悬浮列车。

(2) 缩略语。

RU:铁路企业;

IM:基础设施管理者;

RSS:车辆供应商;

HS:高速;

RS:车辆。

1.2 高速的定义

1.2.1 欧盟定义 (指令96/48/EC附录)

1.2.1.1 基础设施

(1) 泛欧洲高速铁路系统的基础设施指的是欧盟条约中129C条款确定的泛欧洲运输网络线路上的基础设施:

① 专门为高速旅行修建的基础设施;

② 专门为高速旅行升级改造的基础设施。

基础设施包括联络线, 尤其是为高速升级改造的新线与城市中心车站线路的连接线路, 在这些线路上的行驶速度必须考虑当地的实际情况。

(2) 高速线路包括:

① 专门修建的速度通常达250km/h或以上的高速线路;

② 专门升级改造的速度达200km/h的高速线路;

③ 专门升级改造的具有特殊特征 (由于地形、地貌或城市规划限制造成) 的高速线路, 线路上的行驶速度必须适应于各种具体情况。

1.2.1.2 车辆

高新技术的高速列车的设计应保证安全、不间断旅行:

(1) 在专门修建的高速线路上能以不低于250km/h的速度运行, 同时在适宜的条件下能以超过300km/h的速度运行;

(2) 在已经或将要专门升级改造的既有线路上能以200km/h的速度运行;

(3) 在其他线路上以尽可能高的速度运行。

1.2.1.3 基础设施与车辆的兼容性

高速列车服务的前提条件是基础设施特性与车辆特性间要有良好的兼容性。性能水平、安全、服务质量和成本均取决于两者的兼容性。

1.2.2 日本的定义

在日本, 高速线路称作“新干线” (新干线日语的意思是“new trunk line”) 。

“新干线”的正式定义为, 列车沿几乎所有线路能以200km/h以上速度运行的干线 (日本全国新干线铁道整备法) 。新干线网络是一个采用特殊技术标准 (即无平交道口的专用高速线路、标准轨距和特殊的车辆限界) 的复杂的高速铁路运输系统。新干线列车或日本高速车辆是一种特殊类型的车辆, 是整个新干线运输系统的一部分。

1.2.3美国的定义 (“美国高速铁路远景”, 运输部)

(1) 快速高速铁路。

相距322km~966km (200mile~600mile) 的主要人口中心间频繁、快速的运输服务, 中间停车站很少。在道口完全立交化的专用线路走廊运行, 最高速度不低于241km/h (150mile/h) (在终点区域采用共享线路可能除外) 。用于缓解航空和公路能力限制。

(2) 区域高速铁路。

相距161km~805km (100mile~500mile) 的主要和中等人口中心间相对频繁的运输服务, 中途有一些停车站。在道口立交化的专用线路和共享线路运行, 最高速度为177km/h~241km/h (110 mile/h~150mile/h) (采用主动列车控制技术) 。用于缓解公路, 以及一定程度上缓解航空能力限制。

综合世界各地的观点, 高速车辆表示具有下列共同特征的车辆:

在专门为高速设计的系统 (专用线路或升级改造的常规线路) 上运行;

能够以200km/h以上速度运行。

2 与高速车辆相关的普遍性问题

2.1 开发与设计

历史上主要是由铁路企业负责, 与车辆供应商紧密合作开发新型高速车辆。例如, 日本新干线列车、法国TGV以及德国第一代和第二代ICE等都是这种情况。铁路企业在铁路业务中继续扮演着主要角色, 并且一些铁路仍拥有丰富的铁路技术知识。然而最近的趋势表明, 欧洲铁路企业在开发中所起的作用日益下降, 因而留下车辆供应商独自承担大部分开发费用。车辆供应商充分利用自身的优势, 从而与铁路企业的相互合作越来越少。欧洲市场的开放更强化了这个趋势, 新进入者在影响高速车辆开发方面将处于一个更弱的位置。

然而, 日本呈现的却是截然不同的景象。在日本, 由于铁路企业深信他们是了解高速车辆需要的最佳人选, 因此, 在开发中起着主导作用。开发费用通常由铁路企业和车辆供应商共同承担。

不管是处于哪种情况, 高速车辆的进一步开发在某种程度上仍将依赖铁路企业和基础设施管理者的参与和其拥有的知识, 确保设计与规划的运营和维护条件相兼容。最理想的是铁路企业对其规划的要求有一个清晰的认识, 而车辆供应商则力争提供满足这些需求的物有所值的高速车辆。假如车辆供应商在开发中起主要作用, 车辆供应商应设法预测铁路企业或今后的用户需求。车辆供应商的产品必须满足铁路企业和乘客的期望。

指定的车辆验收机构必须了解正在应用的新技术。

在开发和设计阶段, 预测预期的车辆的性能很重要。性能预测依赖许多复杂的变量, 如制动距离、运行阻力、动力学性能、能耗、噪声辐射、电磁兼容等。为避免在列车投入运营前漫长的试验和调整, 对列车性能应尽可能准确地模拟。通过综合利用计算机仿真计算、子系统台架试验结果和现场试验数据, 对这些复杂的要素进行准确预测。

2.2 采购

当铁路企业在高速车辆开发中起主要作用时, 采购通常只需要与车辆供应商进行紧密磋商。

然而, 最近欧洲国家高速市场的开放, 意味着高速车辆日益标准化, 车辆供应商的作用也越来越重要。今后铁路企业就可以简单地选择现成的产品, 就像按目录购买一样。在如此开放的市场条件下, 铁路企业必须制定明确的标准, 以确保选择合适的高速车辆。此外, 在欧盟国家国际招标是强制性的。

在日本, 鉴于铁路企业紧密参与车辆的开发, 因此, 铁路企业向车辆供应商订购车辆, 然后合作生产。即使在这种情况下, 下订单时也必须规定明确的标准。

标准包括寿命周期成本、RAMS、乘客舒适度以及其他的技术规范。标准还要包括通过如下几方面来衡量的收益性:

(1) 订单大小 (对车辆单位成本有很大影响) ;

(2) 车辆的效率 (载客量、维护周期和维护方法) ;

(3) 支付给基础设施管理者的线路使用费 (不同车辆收取的费用不同) 。

订单大的话, 单位成本会降低, 但技术和财务风险会增大。确定线路使用费的参数在欧盟一直有争议, 因此, 在启动招标之前, 应清晰地了解基础设施的实际比例费用。另外, 标准至少还要满足本地标准, 以及符合铁路企业可能更加严格的质量要求, 这一点也很重要。

在采购高速车辆时, 铁路企业可以增加一些选项, 例如, 由车辆供应商承担车辆的维护 (见2.6节) 。另外, 铁路企业也可以选择租赁车辆 (见2.3节) 。

2.3 租赁

铁路企业可选择租赁而不是购置车辆, 租赁公司拥有高速车辆的所有权, 只是把车辆租赁给铁路企业使用。这种模式与英国广泛采用的航空商业模式类似。采用租赁方式有助于大量减少投资, 对只需短时间使用车辆尤其有利。

2.4 验收

验收的作用是保证高速车辆的安全。高速车辆的设计规范应具有可验收性。

在欧洲, 高速车辆由授权的专业机构验收, 验收试验由车辆供应商负责。验收其中一个主要的问题是耗时费钱。事实上验收的平均费用估计大约要占到购置费的10%, 并且至今仍没有标准的验收程序。

相互认可或者标准化的验收程序是减少验收费用的一条途径。应简化国际运营高速车辆的验收程序。

标准中未涵盖的新技术和待定项点需要用新的验收标准来解决。在这种情况下, 必须由车辆供应商、铁路企业或指定机构进行详尽的试验和研究。

由于引入技术改进和新技术需要额外的验收费用, 验收体系有可能成为技术发展的障碍。因此, 任何新的验收体系必须促进而不是阻碍技术创新。

在日本, 高速车辆由铁路企业和国家政府验收。验收费用通常由车辆供应商和铁路企业共同承担。

2.5 运用

附录中给出了新车辆投入运营需要的总时间示例。引入新高速车辆时, 从决定启动招标 (竞争邀请) 到第一列车投入商业运营 (包括验收试验) 需要约4年~5年时间。需要注意的是, 对于新产品在招标前还需要约3年~5年的技术开发时间。如果产品已经存在, 该时间会大大缩短。

在铁路企业最终运用上新车辆的过程中要考虑的基本要素有:服务规划 (预测未来的需求) 、技术研究/技术开发、编写规范、确定招标准则、招标 (与供应商协商/不协商) 、与供应商签订合同、车辆供应商设计 (必要时铁路企业参与) 、车辆供应商或铁路企业进行验收试验。

在引入新车辆的同时还要考虑的其他要素有:新车辆的设施规划、人力配备规划、设施安装与建设、员工培训。

2.6 维护策略和维护技术

尽管存在车辆供应商代表铁路企业进行车辆维护的情况, 但普遍还是由铁路企业负责高速车辆的维护。

在某些国家, 铁路企业与车辆供应商成立合资公司来承担车辆的维护工作。这种安排的好处在于车辆供应商可以从铁路企业获取维护知识, 同时铁路企业也可以通过车辆供应商跟上新技术的发展。有时候还发现车辆供应商利用通过维护经验收集到的反馈成功开拓了新的业务。因此, 尽管铁路企业成立合资公司的意图可能仅仅是降低人工效率低下的风险, 但铁路企业还是应该继续深入了解技术维护问题。

对于新进入者, 维护工作可托管给具备维护能力的既有铁路企业或车辆供应商。

被租赁的高速车辆的维护通常由租赁公司负责。

现今的检查周期是固定的, 为保证安全、可靠和降低总维护成本, 应对检查周期进行优化。此外, 还应研究和掌握新的维护技术和标准, 提高车辆的应用效率。

当前, 预防性定期维护是主流。然而, 如果广泛采用健康监控或列车状态检查, 就可用主动维护代替预防性维护。如果列车配有车载诊断系统, 那么就很容易收集列车状态数据并进行分析。该方法可优化维护工作并降低维护成本, 对经常遭受突发故障的电气装置更有效。诊断可在进行远程维护的地面基地远程进行, 从而使得纠正性维护更容易。

为了缩减维护成本, 系统的可靠性应足以保持整个维护周期的运行, 这称作“列车自治”。可靠性水平由运营策略决定。

维护规则必须具有柔性, 要有助于引入新的维护技术和方法。

此外, 车辆也可用于基础设施维护, 并且有些地方已经采用了这种方法。基础设施监控和分析系统可安装在商业车辆上, 从而允许更高效的维护。当然, 这样的系统必须足够紧凑和可靠。

对于日常维护工作, 尤其是列车保洁和废物处理, 车辆和维护设施应设计成使得这种任务能够快速进行, 以避免延误运营。

2.7 寿命和寿命周期成本

欧洲国家通常估计高速车辆的寿命约30年, 如法国和德国。鉴于车辆寿命如此之长, 因此需要中期翻新。日本则认为高速车辆的寿命约15 年~20 年, 不需要中期翻新。

翻新的目的是让车辆适应用户的需求, 防止品质劣化和加入技术创新。例如在法国, 车辆内部设计和座椅布置的更新具有柔性, 这一点对满足用户不断变化的需求是非常重要的。对于预定长期使用的车辆, 翻新的柔性是一个很重要的因素。

在选择翻新前, 对翻新和引入新系列进行比较时, 必须要考虑多个因素:新系列存在吗?如果存在, 是否需要引入?翻新对照引入新系列的相对成本是多少?是否有可能引入全新的技术等。

引入长寿命需要中期翻新的车辆, 还是短寿命不需翻新的车辆的策略, 取决于寿命周期成本、铁路企业的服务策略等。

寿命周期成本对评估成本效益非常重要。寿命周期成本包括所有的费用:购置费、运营和维护费、翻新费、拆解费和回收利用费。列车的载客量也是评估成本效益的一个重要因素。

购置费不仅包括制造费用, 多数情况下还包括开发费用和验收试验费用。正如前面提到的一样, 订单大小对车辆单位成本有很大影响。

根据定义, 寿命周期成本计算都是假定的, 并不反映真实成本。但是, 大家仍把寿命周期成本当作决定是否引入某型高速车辆的依据。

采用模块化设计, 翻新会更加容易, 因为只需要简单地更换部件即可, 这就要求部件具有标准尺寸。

应用半重、半成本和半寿命的原理是为了跟上用户对低成本的期望。该原理倚仗的是车辆短的寿命周期减小了财务风险, 以及不会出现像长寿命那样导致设计过时。该方法已用于日本通勤列车。

2.8 可靠性、可用性、可维护性和安全性 (RAMS)

RAMS现已规范成标准IEC 62278。所有高速车辆都应满足RAMS标准或者至少相当于RAMS标准的文件, 以保证高的使用与安全水平。

RAMS的概念是采用产品的方法使乘客满意。在能够改变车辆设计过程和维护体系的流程中, 重复执行基于车辆应用、观察和改进的管理循环。

部件的RAMS只能通过详尽的设计和组装后大量的试验获得, 预测车辆运营以前阶段的RAMS要靠子系统的RAMS及其系统树。为了确保RAMS达到可以接受的水平, 开始运营之前的试验显然应尽可能全面。

为了实现稳定运营, 应把可靠性和可用性提高到要求的水平。应为整个列车系统规划冗余, 尤其是对于那些设置冗余有困难的部件, 像转向架、车门等, 它们应足够可靠, 不至于影响到运营。

2.9 列车零部件的模块化和标准化

模块化和标准化, 通过降低设计费用和采用标准件, 对车辆的制造成本有直接影响。更换车辆部件和翻新会变得更容易。标准化对接口件尤其重要。标准化也便于新供应商进入高速车辆市场, 鼓励竞争同时可以降低价格。

高速车辆必须满足一系列的运营规范, 如ISO、IEC、UIC规程、区域性标准 (如EN等) 和国家标准。在欧洲国家, TSI规定了跨国运输要求。需要指出的是标准只是规定了运营的最低要求, 铁路企业还应考虑满足用户需要的其他要求。

模块化设计能够提供各种各样低成本的成品, 因此, 铁路企业能轻易地找到满足其一般需要的产品, 尽管总体要求可能会打折扣。也允许车辆供应商增加产量并明显降低成本。虽然系统化设计的成本可能较高, 但模块化概念对铁路企业和车辆供应商都是有利的。

标准化应该为技术进步留出空间, 不应抑制创新。为了跟上日新月异的技术, 必须对标准进行持续修订。

2.10 与基础设施的兼容性

通常本地标准决定了车辆与基础设施界面的兼容性。当引入独立于既有系统的新系统时, 可执行新的标准来优化高速运营。如果在一个已经有高速的地方引入新的高速车辆, 那么就必须与既有的系统兼容。在欧洲国家, 最低要求是必须遵守TSI。

从技术角度来看, 只有铁路企业和基础设施管理者采取统筹兼顾的方法, 才能实现系统的优化。

兼容性要考虑的主要项点有:轨距、车辆限界、列车长度、集电、轮/轨接触、受电弓/接触网接触、线路尺寸 (尤其是在空间紧凑的车间内) 、站台高度、气动效应、动力/制动系统、信号和通讯系统、列车控制/诊断系统等。

这些项点将在后面详细介绍。

3 高速车辆的基本运营方面

3.1 列车编组和基本尺寸

3.1.1 轨距

现今最普遍采用的轨宽是标准轨距 (1 435mm) 。但西班牙、俄罗斯和芬兰已在或计划在宽轨上运营200km/h~300km/h业务。为增加载客量, 不受兼容约束的独立系统可选用宽轨。但宽轨的这种优势在部分程度上被车辆为适应宽轨进行特殊修改需要的费用和建设不同轨距高速系统可能需要的高成本抵消。

如果路网内存在不同轨距的系统, 可能会出现需要将不同轨距的系统连接起来的情况。由于必须制造特殊的可变轨距车辆, 以及列车从一个系统转换到另一个系统时被迫缓慢运行, 从而增加了成本并延误了时间。幸运的是最近的技术发展有助于增加转换时的运行速度, 因此自动变轨系统减小了问题的严重程度。

由于受部件尺寸的限制, 认为窄轨在技术上和经济上均是不利的。

3.1.2 车辆限界

在欧洲国家, 车辆广泛采用UIC限界 (UIC限界分为3个子类型:A限界、B限界和C限界, C限界最大) 。新建高速线路通常采用C限界。在日本, 高速车辆采用特殊的新干线限界, 新干线限界比UIC的C限界还宽250mm (1) 。

注 (1) :瑞典、俄罗斯和中国采用比西欧主要国家更宽的车辆限界。在西班牙, 马德里与巴塞罗那间的高速线路按新干线限界设计。

车辆采用宽限界有助于增加载客量 (每排布置5个座椅成为可能) 。像UIC的C限界 (高4 650mm) 和新干线限界 (高4 500mm) 这样较高的限界可采用双层客车, 也能增加载客量。如果高速系统独立于既有网络, 可考虑采用较大的车辆限界来增加载客量和改善乘客舒适度。

如果车辆长度缩短, 车辆宽度可扩大到调整后的车辆限界 (考虑曲线上的偏移量) 。

3.3.6节和3.5.1节介绍了车辆限界增大引起的空气动力学问题。

3.1.3 轴重

只要不与安全和运营需要 (如防碰撞结构、信号等) 相冲突, 应将轴重降到最低限度, 以减少基础设施的维护工作。为此应尽可能减小部件质量 (如车体结构、电气部件、内装、座椅等) 。如果大量采用的单一部件可以做得更轻, 那么减小总重就会变得很容易。由于转向架非常重, 因此简化转向架结构对减小总重非常有效。通常非铰接的电动车组最大轴重较小。

减重对能耗也有积极效果。

出于安全原因, 必须考虑轮重平衡。因此有必要将轮重差保持在某一百分比极限内。

3.1.4 列车长度

TSI规定欧洲列车最大长度为400 m, 日本也一样。看来该规定是基于实践中最优的最大长度。当然, 在预测到将来需求增加的情况下, 也可以考虑增加长度。

为适应需求和线路通行能力的变化, 将多组列车连挂在一起 (与长编组单列车同样长度) 运行, 确保了效率和灵活性。混合运用长编组单列车和短编组连挂列车早已存在 (如德国长400m的ICE 1列车和2×200m的ICE 2列车, 或者中国长400m的CRH2列车和2×200m的CRH2列车) 。

将3组列车连挂在一起运营也是可行的 (如3组长120m的列车) , 并且证明这种方式对于非高峰时段的直连业务是一个很好的解决方案。但这种方式有总载客量减少 (车头占用了乘客空间) , 以及成本更高 (由于头车数量增加, 头车造价更高) 的缺点。设计一列可以分离成列车和列车 (如长240m列车+长120m列车) 的列车组合也是可行的。这种列车组合能有效解决前面提到的问题, 因为它克服了3组列车连挂在一起运行的缺点, 可以以长度、长度或者全长的形式运营 (取决于这2种列车各种可能的组合) 。

现在高速列车的车头越来越长, 假定车辆最大允许长度一定, 那么增加车头长度就会减少载客量。因此, 为了获得最合适的载客量, 车头应尽可能短。

从商业角度来看, 列车的载客量是确定列车长度的关键因素。此外, 还应从运营角度来确定列车的长度。

3.1.5 车辆长度

铰接式高速列车车辆的基本长度大约为13 m~19m, 非铰接式列车车辆长度大约为25m。这些长度也是相对于载客量和车辆限界的最优值。

对于较短的车体结构, 考虑到使整列车的转向架数量达到最优值, 列车必须采用铰接方式连接。

如果车辆长度缩短, 车辆宽度可扩大到调整后的车辆限界 (考虑曲线上的偏移量) 。

3.1.6 动力分散/动力集中

根据牵引分布, 列车分为动力分散和动力集中2种型式。动力集中列车又可以分为3类。总体比较见表1。

最近高速车辆的设计趋势是动力分散。大多数欧洲供应商最新设计的高速车辆均为动力分散式, 日本高速车辆一直是动力分散式。出现这种趋势的主要原因是, 在欧洲国家主要考虑牵引性能和载客量, 而在日本主要考虑最大轴重。

高速系统型式的选择也取决于既有的维护设施。如果维护设施特别适合于某一类型, 选择其他任何型式都是不利的。

3.1.7 铰接/非铰接

总的来说, 铰接式列车具有多个优点:列车总体质量轻、转向架维护成本低 (转向架数量少) 、乘坐舒适度高 (因为列车为刚性结构) , 以及一些观点认为发生脱轨时更安全。

非铰接式列车具有轴重较轻、维护时容易分离、车辆容易重新编组, 以及同样长度载客量更大 (因为分隔较少) 的优点。

选择哪种型式的列车也取决于既有的维护设施。

3.1.8 双层列车

总的来说, 双层列车增加了载客量。具体载客量取决于列车的结构, 即车门地板面高度 (适合低站台或高站台) 、铰接或非铰接、动力集中或动力分散。

双层客车需要安装楼梯, 今后必须安装电梯以提高可达性。

双层客车由于结构和载客量大, 其轴重通常会增加。由于车辆高度的原因, 双层客车的抗横风性能也趋于减弱。

3.1.9 地板和车顶板高度

地板和站台高度必须兼容, 应采用平地板方便进出。

为确保可达性, 最理想的是高速车辆地板与站台平齐。日本、中国和中国台湾等国家和地区已经采用了这种方法。

在欧洲, TSI规定了最低的强制性要求。如果站台高度变化较大, 就有必要采取折衷措施, 例如安装脚蹬。采用悬挂控制也可以补偿站台与地板间的高度差。

如有必要, 应从舒适和头顶行李存放方面对车顶板高度进行计算。

3.2 基本性能

3.2.1 最高速度

目前在大多数干线上最高速度为240km/h~350km/h, 在升级改造的线路上最高速度为200km/h~250km/h。 当今世界上速度最高的车辆是中国的CRH3, 运营速度能够达到350km/h。新建线路的最高速度将达到300km/h~360km/h, 下一代线路最高速度将高达400km/h。最高速度应根据商业因素 (城市间的旅程时间) 、估算成本 (极高速经济上不一定合算) 和技术问题来确定。

当前, 可以把市场上的高速车辆分为3类:

(1) 极高速 (300km/h以上) :主要运行在专用高速线路上。多个系列已经在运行, 并且一些系列正在开发中。

(2) 高速 (240km/h~300km/h) :现今世界最常见的高速列车型式, 主要运行在专用高速线路上。

(3) 常规线路高速 (200km/h~250km/h) :运行在专用高速线路和升级改造的既有线路上。大部分车辆采用了摆式车体技术。

3.2.2 加速度和减速度

鉴于高速的主要目标是减少两点间的旅程时间, 对于在距离短、车站多, 或者在具有速度限制因素 (如曲线) 的线路上运行的列车, 加速和减速性能是需要考虑的非常重要的因素。

增加安全性应考虑紧急时有更高的减速度。

3.2.3 集电

高速车辆受电弓的几何形状必须与其将要运营的基础设施兼容。对于高速集电, 以及防止接触导线和滑板过量磨耗, 需要有良好的接触性能。需要注意的是更换接触导线通常比更换滑板代价更高。

组成高速系统的基础设施管理者和铁路企业是独立的公司时, 采用统筹兼顾的方法优化集电系统就显得格外重要。

车辆稳定集电的技术必须以低离线率同时避免接触导线应力过大, 以及通过减少电弧放电, 降低滑板磨耗为目标。可通过减小滑板质量、受电弓机构和滑板机械设计、滑板气动升力稳定来降低离线率。

受电弓设置数量需要考虑减小列车质量、减小气动和接触噪声、降低制造和维护成本。最终每列车采用单受电弓集电是最理想的。在这种情况下, 受电弓设计以及安装备用受电弓 (系统冗余) 必须考虑集电能力。多电压列车需要兼容多种电压的单受电弓。

2台受电弓安装到车顶上的距离必须根据集电性能分析来决定, 从力学角度避免2台受电弓与接触网接触时出现动力学干扰, 从电力角度该距离应与供电区域的设计保持一致。

对于非电气化线路, 可以采用内燃动力高速车辆。然而, 内燃动力高速车辆动力性能可能较差, 也不利于环保。尽管还需要计算CO2排放、能耗和运营成本, 但对线路进行电气化改造或者引入电力-内燃混合系统也许是合适的。

3.3 安全性和安全问题

3.3.1 运行稳定性

高速TSI规定, 列车必须能以110%最高运营速度稳定运行。尽管规定了这个百分比余量, 但还必须证明车辆以最高运营速度稳定运行具有安全余量。

转向架尺寸 (如轴距) 、减振器和弹簧的设计与参数等必须全面地设计和试验。

为了运行稳定和减小横向力, 需要根据转向架轴距、最高运行速度和轨道尺寸对锥度进行重新考虑 (见3.8.8节和5.1节) 。

3.3.2 信号

高速系统强制采用司机室信号。当前专用高速线路采用连续控制系统 (如法国的TVM、德国的LZB、日本的ATC、欧洲的ETCS和中国的CTCS等) 。在几乎所有的这些系统中, 允许速度不仅仅表示成一个离散值, 而且还表示成连续制动曲线, 允许高密度运营和提高乘坐舒适度。

高密度运营时, 可用制动曲线和移动闭塞来提高性能。欧洲国家的ETCS (3级) 和日本的ATACS就是这种类型的系统。ETCS 3级主要预定用于欧洲国家, 是欧洲下一代标准信号系统。ATACS目前正在进行测试 (目前仅用于常规线路) 。

车载信号系统必须与列车运营的所有线路兼容。欧洲目前正在简化欧洲铁路运输管理系统 (ERTMS) 的互用性。然而, 在该系统完全开发出来之前, 列车必须安装多个车载系统, 因此, 为了适合安装在车上, 信号部件必须集成起来并且结构要紧凑。

3.3.3 通讯

在欧洲国家, 正在开发GSM-R (是ERTMS系统的一个组成部分) 用于标准的线路-列车通讯。在日本, 最常用的系统是LCX数字电缆无线通讯系统。

通讯系统不仅要满足运营使用 (即列车工作人员和交通控制) , 而且还要满足乘客使用 (如internet) 。因此, 该系统要求容量大。

3.3.4 防碰撞性 (用于防止生命损伤)

在欧洲国家, TSI中的某些规则已经要求车辆必须具备最低水平的防碰撞性。

碰撞安全对于在有平交道口的线路上运行的高速车辆尤为重要。列车应确保有一个不会被撞坏的幸存空间, 防止对乘客和司机造成伤亡。这种理念会导致车辆质量增加, 如果要求的能量水平非常高, 还可能实现不了。如果车辆在安全系统水平高的专用高速线路上运行, 那么这个问题就不是大问题。

当车辆设计引入碰撞安全无法实现时 (太重等) , 那么碰撞安全不能只依靠车辆, 应该由整个高速系统 (即信号系统、线路设计、运营系统等) 来保证。

3.3.5 防火安全

高速车辆应采用不易燃的, 或者至少是阻燃的材料, 并且材料还应具有质量轻、环保和经济合算的特性。

疏散规则应符合车辆即将投入运营国家的现行规章。为了实现快速疏散, 还应考虑车门尺寸 (越宽越好) 、过道尺寸 (越宽越好) 和客室布置 (车门和易敲碎的大车窗的数量) 。

3.3.6 抗横风性能

高速运营条件 (在高架桥上、路堤上运行) 的设计方程式中, 必须把横风引起的倾覆风险考虑在内。还需要对此进行进一步研究。

车辆对抗这种风险的常用措施包括:降低车辆高度、降低重心高度、车顶边角圆角化处理等。然而, 这些措施会降低乘客舒适度。较重的车辆对抗横风性能有利, 但同样也有缺点。

常见的外部措施是在线路侧修建防风设施, 减小横风对列车的影响。抗横风问题可通过车辆措施和基础设施措施共同来解决。

3.3.7 安全设施

一些铁路企业已经在车站安装了车站安全系统。对于车辆而言, 可以安装闭路电视 (CCTV) 或其他传感器来检测运营期间的危险物或可疑人员。当安装了此类系统时, 接下来就应对事故预防和收集数据的处理进行研究。

3.3.8 脱轨

引起脱轨的原因有外部原因和/或车辆内在原因。外部原因 (如塌方或平交道口碰撞) 本文不进行讨论。这里提到的内在原因是指如转向架部件缺陷或转向架动力学等问题。

为了确保脱轨安全性, 应获取每种类型的车辆沿其将运营的整条线路的脱轨系数。

脱轨系数与很多要素有关:轮/轨轮廓、质量、质量平衡、转向架尺寸、运行速度等。有高速列车运营的国家已经制定了脱轨系数验证标准, 因此应该遵守。对于更高速度, 可能有必要修订标准, 当然这需要进行大量的现场试验。

车辆部件缺陷不应引起脱轨。尤其是转向架设计改变后, 应全面仔细地进行台架试验和现场试验。

还应规划脱轨之后如何保持安全。一些人认为如果发生脱轨, 铰接式列车更安全 (虽然其有效性还不是很显著) 。保证脱轨后安全的一个解决方案是, 建议在高速车辆轴箱下安装一个导向装置, 以避免列车明显偏离轨道。日本已采取这个方案作为保证大地震引发脱轨的安全对策。

磁悬浮列车及其术语问题 篇3

2002年11月22日下午1：00，一辆磁悬浮列车驶入上海龙阳路车站，这标志着总长达33公里的上海磁悬浮线为正式投入运行做好了最后的准备。

据《上海青年报》报道，这一全世界首条集交通、观光和旅游于一体的磁悬浮列车商业运营线，西起上海地铁二号线龙阳路站南侧，东到浦东国际机场一期航站楼东侧，正线全长29.863公里。它的设计时速和运行时速分别为505公里和430公里。开通后，乘客仅需7分钟就可从地铁站到达浦东国际机场。今年9月，磁悬浮轨道梁架设全线贯通。预计2003年初，将单线通车试运行；2003年9月，双线折返试运行；2003年12月，全线正式通车。

有消息称，有关专家正在论证修建京津磁悬浮列车线，以缓解2008年奥运会期间北京交通紧张状况。

当今世界上陆地交通运输工具的高新技术，首推磁悬浮技术。它是依靠电磁力使车辆悬浮在轨道上的一种技术。利用磁悬浮技术运送旅客的列车叫磁悬浮列车。这种列车能够离开轨面而与轨面保持一定悬距奔驰。

任何类型的磁悬浮列车，必须具备4个基本子系统：①悬浮系统（suspension system)；②导向系统（guidance system)；③推进系统（propulsion system)；④制动系统（即列车自动防护系统，automatic train protection system, ATP)。磁悬浮列车横断面示意图见图1。

磁悬浮列车由几节磁悬浮车辆组成。从图1可见，列车是跨骑在T形轨道上的。列车下部的跨骑部分，在最下面有两个向内伸入轨道底下的腿，腿的上面安装着悬浮系统，它与轨道下面的悬浮轨上下正对着，能够产生相互吸力，称之为悬浮力。悬浮力将列车托起而处于悬浮状态。列车下部两侧装有导向系统和制动系统。导向系统能与T形轨道两边的导向板产生吸引力，使列车左右两侧保持横向定位而起导向的作用。制动系统则用作列车的自动防护。推进系统既可装于跨骑部分的上面，也可装于跨骑部分的两边，视车辆和轨道的结构不同而异。推进系统采用直线电动机，其运动原理与旋转电动机基本相同，只不过将转子圆筒剖开展成了平面，相当于直径为无限大的旋转电动机。这种电动机通电后在磁场作用下能够产生水平推力作功，而旋转电动机则产生力矩作功。图1中标明的是直线感应电动机（linear induction motor，在图上标有缩写LIM)，当然也可以用其他各种类型的直线电动机，如直线同步电动机等等。磁悬浮列车的速度，通常可达到每小时60~550km之间。若采用超导磁悬浮技术，则对高速或超高速更适用。可是，当前采用超导磁悬浮的条件尚不够成熟，虽然日本人在山梨县的试验线上号称达到了552km/h的世界记录，但这是在一段隧道的下坡道上实现的。悬距的范围将随不同类型列车因载客量和速度的差异而有所不同，为了使悬距稳定在某一规定范围，如（10~15mm)~(100~150mm)，还需具备一套复杂的控制装置通过悬距信息反馈自动调节电磁铁中的电流，以便保持这一规定范围。当悬距增大超出规定范围使吸力减小时，能自动调大电磁铁中电流，吸力增加而使悬距回复到规定范围，反之亦然。这样，悬距就不会受到载重的影响。列车运行的操纵和监视装置通常都汇总到一个流线型的车头。

传统铁路由于车轮与钢轨的刚性接触，利用两者间的黏着性能而实现牵引。磁悬浮铁路则是使列车在柔性轨道上浮起，利用直线电动机而进行推进。由于后者是处于飞行状态，相对传统铁路而言它具有无可比拟的优点：①车辆与轨道间无机械摩擦阻力，无部件磨损；②振动与噪声很小，环境污染少；③只需克服空气阻力前进，耗电量和维修费都比较低，人公里能耗约为一般高速列车的21~64%；④具有较高的乘坐舒适度与平稳性；⑤速度高；⑥脱轨危险性小；⑦爬坡和通过曲线能力都很强，能通过的最小曲线半径比传统铁路小得多；⑧由于磁悬浮铁路线处于半封闭状态，因此安全性好。磁悬浮铁路造价与一般高速铁路差不多，但若采用超导技术，则造价比一般高速铁路约高20%左右。从上述可见，磁悬浮铁路的优点是明显的。

磁悬浮铁路的发源地在英国。世界上第一条磁悬浮线是1981年英国人开通伯明翰机场到火车站的线路。1986年德国人将西柏林的MBahn磁悬浮试验线投入运营，然后开发了TR型磁悬浮列车系列。日本人在德国技术的基础上开发了HSST磁悬浮列车系列，并已接待了百万试乘者。目前国外正在规划的磁悬浮铁路有：德国的柏林至汉堡，俄国的莫斯科至圣彼得堡，日本的新干线磁悬浮铁路等。

我国对磁悬浮列车的研究起步较晚。1989年长沙国防科技大学研制成功我国第一台磁悬浮试验样车，可在10m长的轨道上平稳往复运行。我国计划修建磁悬浮铁路的地区有：四川青城山风景区的磁悬浮试验线，由西南交通大学与长春客车厂合作兴建，全长2.11km，列车最大时速为60km。上海由龙阳路至浦东国际机场的磁悬浮快速列车工程由上海磁悬浮交通发展有限公司、德国西门子公司、蒂森高速列车公司合作兴建，预计2003年初建成试通车。此外，中美双方合作签署了一个项目合同，拟在成都兴建磁悬浮列车生产基地，其产品的时速可高达500km，预计该基地磁悬浮列车产品在2004年6月将通过国家验收。

列车过桥问题 篇4

戳这里

挺久以前，遇到过一个基本一样的，那个题目只要求求出 最短时间即可，现在还有过桥的过程 也要输出来，一样的

最近也遇到过一个 类似的过河的，不过题意类似，是DP的， 记得是 CF295C

还记得当初做那道题目 钻入牛角，首先1个人2个人3个人肯定不用说了，当人数大于4的时候，那时候 我想出的贪心策略是 最快的 带最慢的过去，然后回来，再带最慢的过去，当时WA到死，那题案例出的也好，后来发现 其实还有一种贪心策略在某种情况下 比这个好，就是 最快 次快的过去，然后最快的回来，然后最慢次慢的过去，然后次快的再回来，这两个情况没有绝对的谁优，所以 每次都比较一下，这样题目就简单多了，草稿纸一些 两种方法的计算方式就出来了

假设最快a,次快b，次慢c，最慢d

那么 第一种 d + a + c + a

第二种 b + a + d + b

很快就做出来了

列车问题应用题及答案 篇5

列车问题

【数量关系】

火车过桥：过桥时间=(车长+桥长)÷车速

火车追及：追及时间=

(甲车长+乙车长+距离)÷(甲车速-乙车速)

火车相遇：相遇时间=

(甲车长+乙车长+距离)÷(甲车速+乙车速)

【解题思路和方法】

大多数情况可以直接利用数量关系的公式。

例题1

一座大桥长2400米，一列火车以每分钟900米的速度通过大桥，从车头开上桥到车尾离开桥共需要3分钟。这列火车长多少米?

解：

火车3分钟所行的路程，就是桥长与火车车身长度的和。

(1)火车3分钟行多少米?900×3=2700(米)

(2)这列火车长多少米?2700-2400=300(米)

列成综合算式900×3-2400=300(米)

答：这列火车长300米。

例题2

一列长200米的火车以每秒8米的速度通过一座大桥，用了2分5秒钟时间，求大桥的长度是多少米?

解：

火车过桥所用的时间是2分5秒=125秒，

所走的路程是(8×125)米，

这段路程就是(200米+桥长)，

所以，桥长为8×125-200=800(米)

答：大桥的长度是800米。

例题3

一列长225米的慢车以每秒17米的.速度行驶，一列长140米的快车以每秒22米的速度在后面追赶，求快车从追上到追过慢车需要多长时间?

解：

从追上到追过，快车比慢车要多行(225+140)米，而快车比慢车每秒多行(22-17)米，因此，所求的时间为(225+140)÷(22-17)=73(秒)

答：需要73秒。

例题4

一列长150米的列车以每秒22米的速度行驶，有一个扳道工人以每秒3米的速度迎面走来，那么，火车从工人身旁驶过需要多少时间?

解：

如果把人看作一列长度为零的火车，原题就相当于火车相遇问题。

150÷(22+3)=6(秒)

银行过桥方案 篇6

概况描述：

针对目前市场上一些中小企业“短贷常用”以及地方多数企业的应急转贷业务需求为切入点，联合地方商业银行，由商业银行提供过桥资金需求的贷款客户，并最终促成过桥业务，且保证企业续贷的成功。应急转贷业务具有积极的社会影响，一是降低企业融资成本，二是降低银行贷款不良率，三是减轻政府就业压力。目前民间转贷成本高、风险高，政府成立的过桥机构转贷门槛高、审批速度慢等特点，本公司的转贷业务致力于较民间转贷阳光化、规范化、价格合理；较政府成立的过桥机构转贷业务更加市场化、更加便捷也更实惠为宗旨。自2015年开始运作银行过桥业务以来，本公司的自有资金已经远远不能满足当地商业银行的过桥业务需求，因此公司才谋求到市场上进行融资，以实现更大的业务规模，争取更大的市场占有率。目前公司已与当地11家银行达成协议，且得到当地政府的充分肯定，受到了银行及企业的大力欢迎。现在年均过桥业务量保守估计在千亿级别以上。

合作模式：

1、委托方式

即将资金委托给本公司全权负责，风险由本公司全部承担。（这种方式需要双方的信任达到一定程度，或者是本公司提供的增信措施足够有说服力）

2、代理合作方式

即资金存在资金方自己的账户上，每操作一笔银行过桥，都由本公司发出指令，然后由资金方公司配合转账等业务。（这种合作方式对双方的约束力不够强。）

3、共管账户合作方式

即资金存放于双方共同管理的账户上，每笔业务透明化运作，资金方保证资金的充足率，本公司保证资金的安全和资金的使用效率。（这种合作模式风险需要共担）

实际利润

现在过桥业务在地方上实际收取的利率为千分之二到千分之三每天，如果在会计或者是资金紧张的月份估计可以达到日息千分之三点五以上。根据目前合作银行的实际需求，每个月的过桥资金需求量在5亿元以上，而且每个月资金的使用率可以达到20天。因此每月的实际利息收入应该在百分之四以上。

优势分析

1、本公司的集团公司是邯郸市一家经营了近二十年的房地产企业，有较强的资源优势且公司实力雄厚。

2、我们和银行建立了长期的互信的合作机制，我们来负责与银行的对接以及整个链条里面的风险管理。

3、本公司可以为提供资金的资金方提供相应的担保措施。

列车过桥问题 篇7

关键词：铁路,两万吨,列车,能力

1 大准铁路基本情况

大准铁路东起山西省大同市燕庄车站, 西至内蒙古准格尔旗薛家湾站, 是准格尔矿区煤炭外运的主要通道, 正线全长264.2km, 最高允许运行速度为80km/h, 限制坡度为上行4‰, 下行9‰ (点支线12‰) 。与国铁有两大交接口, 一是与大同枢纽大同东站接轨, 连接大秦线、丰沙大线;二是与呼铁局丰镇站接轨, 连接京包线、集通线;建设中的新巴准铁路、准池铁路, 分别与大准铁路点岱沟、外西沟站接轨。

目前管内共开通运营的车站22个, 车站到发线有效长1050m、1700m, 其中1700m到发线车站15个, 万吨列车牵引定数为11000吨, 普通列车为6100吨。主要装车点有点岱沟、南坪、唐公塔站及薛家湾准东专用线, 目前点岱沟站年装车能力在3000万吨以上, 南坪站年装车能力在3500万吨以上。

现支配电力机车71台, 内燃机车21台, 通勤客车8辆, 货车477辆, 救援列车1组, 接触网检测车1台。牵引供电系统由7座牵引变电所、7座10千伏配电所组成;TDCS、TMIS及供电远动等行车系统已投入使用。

机车交路情况:采用肩回式立折交路, 即以薛家湾、点岱沟、南坪为本段, 到达燕庄、丹洲营、九苏木返回本段的半肩回运转制交路。

2 大准铁路运输能力分析

2.1 大准铁路运输能力现状

1) 点岱沟至九苏木区段运输能力情况。点岱沟至九苏木区段为双线自闭区段, 采用四显示追踪行车, 参考大秦、朔黄铁路追踪时间, 万吨列车追踪间隔时间取13分钟, 经计算点岱沟至九苏木双线区段最大通过能力为2.27亿吨。

Q:列车载重量, 计算中万吨列车取8160万吨, 普通列车取3800万吨;K波:货运量波动系数 (取1.05) ;K使:区间通过能力使用系数 (取0.9) ;:根据大准铁路实际情况 (取2) ;

2) 九苏木至燕庄段输送能力情况。大准铁路九苏木至燕庄区段为单线区段, 包括九苏木、庄头窑、天成、樊家、丹州营、北黄土沟、十九沟、黍地沟、燕庄等9个站, 通过运行图模拟铺画与公式计算相结合的方法对主要站间输送能力进行计算, 燕庄口年输送能力为7000万吨。各主要区段输送能力如下:

2.2 远期运输需求预测情况

1) 大准铁路管内电煤运输预测。大准铁路管内目前共有神华国华、大唐托克托、京隆、京能岱海、华能丰镇、国电新丰和建设中的和林电厂等7座电厂, 目前管内电厂煤炭需求运量为2800万吨, 2013年因大准线能力紧张, 大准线管内仅发送煤炭1900万吨, 缺口在三分之一以上。根据内蒙古自治区电力工业发展规划, 2020年大准线管内煤炭运输需求为4700万吨。

2) 管外煤炭各方向煤炭运输能力预测。目前大准铁路仅燕庄一个交出口 (丰镇口以零星货物为主) , 2013年燕庄口运量为6500万吨, 占大准线发运量的近80%。准池铁路和准通线建成通车后, 大准铁路后方将形成大秦、准通、朔黄三个出口, 届时大准铁路将形成以准池铁路为主方向, 燕庄口和准通线为辅方向的运输格局。其中准池方向远期年运量1.6亿吨;燕庄口远期发运量为7000万吨, 准通线远期运量7000万吨以上。

综合考虑管内电厂运量, 大准铁路点岱沟至外西沟段运输能力需求在3.5亿吨左右。

3 大准线开行两万吨列车必要性分析

3.1 开行两万吨列车是未来运输能力的需要

我国“三西”地区煤炭外运主要依赖铁路, 铁路煤炭运量占总外运量的70%以上。结合我国煤炭行业“十二五规划”的总体思路, 随着既有煤矿的扩建及新煤矿的增添, 蒙西各个矿区的煤炭产量都会有相当程度的增长。在神朔铁路运输能力已经饱和的情况下, 从鄂尔多斯腹地煤炭到达秦皇岛和黄骅港, 大准铁路运输通道的运距优势非常明显:鄂尔多斯地区煤炭经大准通道到达秦皇岛距离较“大包通道”约缩短150公里。天然的地理优势, 决定着大准线随着鄂尔多斯煤炭开发的不断深化, 通道的运量逐步增长, 预计最大区段货流密度 (点岱沟至外西沟段) 将达到3.5亿吨以上, 当前能力将不能满足运量需要, 考虑进行三、四线改造投入太大, 研究开行两万吨列车是行之有效的增运措施。

3.2 前方通道朔黄铁路运输需要

朔黄线远期运能为4.6亿吨以上, 其后方通道为神朔线和准池线。神朔线运输能力为3亿吨, 由于该线技术条件限制, 只具备万吨列车开行条件, 需在神池南站组合两万吨列车, 但神池南站两万吨条到发线数量不足 (重车线21条、空车线18条) , 过多的解编作业将对朔黄通道运输能力形成制约, 所以准池线开行两万吨列车, 能够有效缓解神池南站的解编作业压力, 加快车流周转, 提升运输效率, 因此大准铁路点岱沟至外西沟段必须开行两万吨列车。

3.3 综合运输经营需要

近年来, 我国重载运输方面积累了丰富的经验, 综合考虑带动科技进步、节省投资、有利于环保等多方面因素, 在铁路扩能方案中加大牵引定数已成主流趋势。目前大准线万吨列车日开行对数达到25对, 开行技术已经非常成熟, 运输组织技术也趋于完善, 万吨列车的开行为大准线每年带来了丰厚的利润。在运能需要时, 做为我国西煤东运主要通道, 大准铁路开行两万吨列车进行两万吨扩能改造, 无论是从提高蒙西煤炭外运通道能力来说, 还是从带动铁路盈利水平提升来讲均是十分必要的。

4 开行两万吨列车需研究解决的相关问题

4.1 两万吨车站设置问题

对于重载铁路来说, 车站的作用主要是满足线路上少量客车越行货车的需要;满足天窗维修时, 维修机械停放、走行的需要;满足非正常情况下车流调整的需要。开行两万吨列车, 相应线路区段必须设有两万吨车站。

1) 大准线两万吨车站选址。两万吨车站选址应综合考虑合理站间距、车站承担的作业内容等因素, 从施工条件及成本、运输组织、远期规划等方面比选确定。两万吨车站站间距过大会引起作业组织不便, 过小会影响行车效率。大秦线两万吨列车站间最大距为88.8km, 最小位42.8km, 平均站间距离为60.2km。目前大准铁路点岱沟至外西沟区段, 外西沟为两万吨车站, 大红城预留两万吨车站改造条件;另外距离点岱沟车站最近的两万吨车站为巴准铁路纳林川车站, 距点岱沟站40公里, 即在纳林川至大红城110公里区段没有两万吨车站, 对该区段的运输组织、车流调整及天窗施工将带来诸多不便。

根据巴准铁路至大准铁路车站分布情况, 考虑点岱沟、龙王渠车站受地形条件限制不具备再次改造条件, 建议对老牛湾车站进行两万吨改造, 该车站东距两万吨站大红城车站45公里, 西距两万吨站纳林川车站68公里, 符合两万吨站间距设置的要求。

2) 两万吨车站站场改造。为满足开行两万吨列车条件, 需要对技术作业站进行相应改造, 站场改造时应充分满足车站对车辆编组、分解等作业的需求, 对线路、站房做出合理规划。结合大准线运输实际, 一方面建议两万吨车站股道增设腰岔, 以提高股道效率;另一方面建议关键道岔的型号改为18号道岔, 以提高进出站列车通过速度。

4.2 牵引供电加强改造问题

1) 既有供电设施及相关情况。大准线点岱沟至外西沟段牵引网采用带回流线的直接供电方式, 设有窑沟、大红城、外西沟三个牵引变电所, 薛家湾、王桂窑、鸡鸣驿三个分区所。牵引变电所牵引变压器采用三相V/V结线方式, 具体安装容量为:窑沟牵引变电所 (16+25) MVA, 大红城牵引变电所 (25+20) MVA, 外西沟牵引变电所 (25+25) MVA。

2) 线路供电方案分析。区段内列车追踪间隔时间按照两万吨列车追踪时间15min、万吨列车13min、5000吨列车10min计算。若不对既牵引变电所变压器进行增容改造, 所有供电区段都不符合“牵引网最低电压水平正常供电不低于20k V、非正常供电不低于19k V”的要求。

3) 供电能力加强建议。在维持既有供电方案的情况下, 预选导线配置组合已经不能满足点岱沟-窑沟、窑沟-王桂窑、大红城-庙沟三个供电区段的载流需求;另外牵引网压降损失过大, 点岱沟至外西沟段的三个牵引变电所牵引变压器安装容量也均无法满足扩能需求, 需重新进行供电方案研究。

结合本线导线载流需求、牵引网电压需求以及既有供电设施情况, 建议将牵引网的供电方式改为AT供电方式, 并对相应的牵引供电设施进行调整, 对既有牵引变电所、分区所进行改造, 新增AT所;同时牵引网新增F线及PW线。

4.3 两万吨列车配属机车选型研究

随着神华路网初步形成, 打通长大交路, 并考虑开行两万吨列车, 必须提早对机车更新、选型方案进行规划。

大准铁路现有主力机型是SS4B, 该型机车牵引及制动功率大, 起动平稳, 加速快, 工作稳定可靠, 为大准铁路运输任务的完成提供了可靠的保障。但是随着长大交路的实现和两万吨列车的开行, SS4型电力机车也越来越不适应大准铁路运输生产力发展的要求, 建议选用更为先进的HXD型电力机车。

1) SS4型机车购置成本较高。参考大秦线机车使用情况, 两万吨单列需要4台SS4型机车或者2台HXD机车牵引。目前两台SS4型机车购置成本远大于1台HXD机车的成本, 如果继续增购SS4型机车, 购置费用高, 经济效益低下;但HXD机车配属机车数量相对较小, 机车运用、整备、检修难度均较小;

2) SS4型机车维修保养成本增长快速。随着铁路重载技术的推广, 未来和谐系列电力机车将是货物运输的主型机型。目前“韶山系列”直流机车陆续停产, 必然导致将来SS4B机车零配件更换不易, 维修成本攀升;

3) HXD型大功率交流机车增运增效明显。一是单机功率大, 单机可牵引万吨列车, 双机可牵引两万吨列车, 节约机车使用台数。二是列车的结集、分解、机车摘挂等作业简单, 效率高。三是节约电力成本, 机车功率与牵引定数之间匹配较为经济, 牵引同重列车用电量节约10%以上。综合考虑各方面因素, 结合两万吨列车的开行, 未来逐步推进HXD型大功率电力机车承担大准线的运输任务。

4.4 机车同步操纵问题

机车无线同步操控系统是通过无线链路的数据通信来实现严密的逻辑控制。在重载线路上, 同步操作控制包括各牵引机车的同时启动、加减速、制动等, 如果牵引机车操作不同步, 就会造成车箱间的挤压或者拉钩现象, 影响运输安全, 降低运输效率。我国大秦线使用基于GSM-R网络的Locotrol机车同步操控系统实现两万吨列车编组。目前大准线采用重联线方式传输解决机车同步操纵问题, 此技术仅适合于单元万吨列车开行, 大准线若开行两万吨列车, 须解决机车无线同步操纵技术。

采用机车同步操控技术开行两万吨组合列车必须解决好山区连续隧道和弯道区段无线通信质量、长大坡道周期制动和牵引的同步性等关键问题。无线数据通信子系统作为机车无线同步操控系统的一个部分, 其作用是为同步操控提供无线通信手段, 是开行无线同步操控重载组合列车的关键。大准铁路点岱沟至外西沟段曲线及隧道较多, 在两万吨列车开行前, 需要建立一个网络覆盖、容量和质量都有保障的无线通信平台, 杜绝通信盲区出现, 满足机车同步操控系统的需要。

4.5 线桥隧设备强化及维护问题

1) 线桥隧设备的强化。开行两万吨列车对桥梁、线路有着更高的要求。两万吨列车开行前需对大准线部分桥梁及曲线地段进行检测试验以及改造强化, 重点研究点岱沟至外西沟段小曲线半径线路, 特别是连续小曲线“S”弯的改造问题。根据重载列车开通条件, 建议将60kg/m无缝线路更换为75kg/m跨区间无缝线路, 减少伤轨次数, 缓解维修与运输的矛盾。

两万吨列车的开行对桥墩受到的冲击力也在不断加剧。加之大准线许多桥梁原设计为柔性墩, 更不适应两万吨重载运输的开行。为确保行车安全, 在两万吨列车的开行之前, 需对大准铁路隐患较大的桥墩进行全面检测, 拿出加固实施方案并进行工程改造。

2) 推行大型机械作业, 强化线路维护。两万吨列车的开行使轨道结构承受更大的荷载, 从而使线路维修养护工作量加大。在天窗次数减少, 运输任务增加的情况下, 建议充分利用轨检车、机车添乘仪、轨道静态检测仪等各种检测手段, 采用大型养路机械进行线路维修养护工作, 提高工作效率, 提高线路养护、维修质量, 满足当前铁路运输重载需求, 使原来“零敲碎打”式的维修模式向专业化、机械化转变。

5 结论

大准铁路做为我国西煤东运重要通道, 从满足运量需求、控制运输成本、满足路网需要等方面有着开行两万吨列车的强烈诉求, 建议提前研究大准铁路两万吨列车开行方案, 解决两万吨车站设置、供电能力、机车选型、机车同步操控、线路加强养护等问题, 具备两万吨列车开行条件, 同时逐步优化专用线接入方式, 避免交叉干扰, 确保正线安全、畅通, 实现大准铁路通道运输能力最大化, 运输经营最优化。

参考文献

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[2]耿志修.大秦铁路重载运输技术[J].铁道知识, 2009 (3) :4-9.

[3]杨浩.铁路运输组织学[M].北京:中国铁道出版社, 2006.

[4]杨兆坤.大秦线牵引两万吨列车.