铁路重载运输系统的影响因素分析

[摘要]铁路重载运输系统同样是一个复杂的大系统，涉及的因素很多。用系统工程的观点和方法，对铁路重载运输系统进行结构分析，并确定其相关的影响因素。

[关键词]铁路重载运输系统 系统工程 因素

中图分类号：U2文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1020100－01

重载运输是提高运能的有效措施，也是衡量一个国家铁路技术水平的重要标志。重载运输作为世界铁路运输的发展方向，有着无可比拟的优势。

一、铁路重载运输系统结构分析

（一）系统目标

铁路重载运输系统其生存和发展的目标概括起来说就是充分利用相关资源，实现安全、高效、快捷的物流，从而在高效满足社会需求的前提下实现自身的效益。

（二）系统结构

系统工程理论指出，系统至少是由两个元素组成，元素之间存在着有机的联系和相互作用的机制，使系统形成一定的结构或秩序；系统具有特定的功能，而这种功能是它的任何一个部分(或要素)所不具备的。根据这一理论，对铁路重载运输系统的结构作如下分析。

1．从系统结构组成看。铁路重载运输系统可分为车务、机务、工务、电务、供电、车辆和货运7大子系统，包括车站、线路等多种固定设备子系统和机车车辆等多种移动设备子系统组成的复杂大系统。各系统作为整个生产链中的一个环节、一道工序，既相互独立，又相互关联，为重载货物运输产品（吨公里）提供相应的服务。其复杂性具体表现在：系统规模巨大；相互联系密切；相关信息量大，信息交换频繁，具有开放性、非线性、随机性及随时间动态变化等基本特征，这是铁路运输系统作为自然系统时表现出的自然属性。

2．从运输生产过程看。铁路重载运输系统是兼有连续性和离散性特点的动态系统。一方面运输对象(货流)从发站至到站的空间运动轨迹是连续的，前一子系统的输出即为后一子系统的输入；在任何环节上的作业延误，都会导致相关环节作业的困难，影响整个系统功能的发挥。另一方面，运输生产的时间进程，从宏观上看是连续的（即铁路运输生产全年、全月、全日昼夜运转，不能发生中断），从微观上看，各项作业时刻又是离散的（即具体的每项作业是以一定的时间间隔进行的）。

3．从运输生产的环境因素看。铁路重载运输系统是一开放式随机系统。重载铁路运输生产受到政治、经济及自然环境因素的影响。同时，人的参与和人的因素也直接影响着系统功能的发挥。由于这些因素均具有一定的随机性，因此，铁路运输系统又具有随机系统的特点。铁路重载运输系统的上述特性，要求我们研究重载铁路运输能力利用问题的时候，应从全局出发，充分考虑各子系统能力在空间位置上的相互转化、替代作用以及能力利用的时效性：着眼能力的可实现性和系统总体有效能力的提高：合理地利用各项设备，使其发挥最佳效能，以使得铁路能在保证一定运输质量的前提下最大限度地满足运输需求。

二、铁路重载运输系统的主要影响因素分析

（一）铁路线路和站场

重载列车由于纵向冲击力的增加和车辆轴重的提高，对站场股道和线路有着更高的要求，需要更高的强度、耐久性和可靠性。铁路线路变形下沉主要是由于道床破坏所致，而道床破坏程度又与道床应力的3}4次方成正比，所以开行重载列车的线路，必须改善铁路路基，轨道的工作状态，同时由于牵引重量大，启动困难，对于轨道的平顺性和坡度要求也比较高。

1．重载铁路的线路应满足下列条件：保证线路的基本参数，提高线路的平顺性；减缓线路的限制坡度；加大最小曲线半径；采用大号码的新型道岔；铺设无缝钢轨。

2．重载铁路路基和轨道应满足下列条件：

（1）路基标准化。铁路路基是铁路线路的基础，它直接承受列车荷载，必须具备坚固、稳定、耐久的良好性能。我国重载线路路基技术标准铁道部已有规定。

（2）轨道重型化。加强轨道结构、提高线路承载力是保证重载列车安全运行的基础条件。现在全国各处线路普遍存在的问题是重型钢轨数量不足、轨下基础薄弱、道碴质量不良、道床脏污板结严重、轨枕易于断裂、线路稳定性差。为适应重载需要，应采用重型钢轨，承载力大的轨枕，扣件。钢轨应向重型化，强韧化方向发展，改进钢轨的材质，提高钢轨的抗磨耗、抗疲劳、耐腐蚀和抗损伤的能力。

（3）养路机械化。养路机械分大修机械、维修机械、检查机械和修理机械。重载铁路运输强度大，为了保证线路质量和行车安全，需要配备大修换轨排设备、机械化更换无缝线路长轨节、大型清筛机和配套的维修机械、钢轨打磨列车、钢轨探伤车、轨道检查车等。

（二）列车牵引

重载列车重量大大超过普通列车，需要大功率的内燃、电力机车，应具有足够的牵引能力、较高的制动力、良好的控制功能、较低的轮轨动力作用及较高的运用可靠性。

1．机车功率和轮轨间粘着力应相匹配，选择合理的功率与赫着重量比，以保证机车有足够的牵引力。

2．提高动力制动能力，动力制动可以解决空气制动的纵向冲击力大、制动力小、需要停车缓解的困难。动力制动还可以和空气制动相配合使用。

3．提高机车的控制水平，重载列车往往是多机牵引，因此存在运行中的牵引和制动过程能够同步自动调整和控制。

4．提高机车运用的可靠性，重载运输对机车各主要部件的强度及其运用的可靠性要求较高，应广泛采用电子和微电子技术，并在机车上装设必要的动态故障检测和诊断系统，确保安全。

（三）铁路车辆

为适应重载运输的需要，大型货车发展方向应该是宽、短、高(强度)、轻(自重轻)，在自重系数小的前提下，增大车辆的容积或增加轴重或者轴数，以及采用高强度车钩，大容量高性能缓冲器和新型制动机和转向架等。货车大型化是世界各国铁路车辆发展的共同趋势。

（四）供电系统

重载列车和普通列车相比，牵引车列的电力机车的功率、接触网电流和整个供电设备规模等都要加大。增加了供电设备的投入，投入多少要与开行后在运输和社会效益方面进行技术经济比较，以免开行重载列车比重不大而降低供电设备的利用率。

参考文献：

[1]钱立新，国际铁路重载技术发展水平.铁道运输与经济.2005.

[2]刘梅林，我国铁路的重载运输.铁道知识1995.

[3]裴颖，高速、重载铁路的发展动态.铁道建筑技术.1994.

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