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探索铁路货运创新发展之路

——“第15届世界轨道交通发展研究会年会”铁路货运创新与发展专题

随着科学技术的不断发展,我国铁路高速、重载运输的发展对机车牵引技术、通信技术、车辆检测技术、线路维修技术、行车安全组织技术等提出了更为严格的要求,为适应新技术的发展要求,铁路运输企业必须进行技术创新。此次围绕“铁路货运创新与发展专题”行业人士从技术创新,安全系统,运营等方面对我国的铁路货运进行探索和分析。

多种创新举措助力铁路货运发展

国家能源投资集团有限责任公司运输产业运营管理中心副主任曹广河

国家能源投资集团有限责任公司运输产业运营管理中心副主任曹广河以“大功率交流电力机车在国家能源集团重载铁路运输中的优势”为主题分三部分进行演讲,首先是国家能源集团货运机车的类型。目前我国货运电力机车按照电流制的类型主要分为:直流机车和交流机车两种类型。

其次是国家能源集团交流机车的运用情况。神八交流机车:新型八轴大功率交流电力机车采用以动力单元为基础的模块化设计。机车总体性能参数合理、技术先进、成熟可靠,具有完全自主知识产权。神十二交流机车:神华十二轴大功率交流电力机车是为适应神华集团重载铁路运输需求,特别是两万吨列车开行及集团长交路运输的需求。

最后是十二轴14400千瓦的大功率交流电力机车在重载铁路的应用优势。

(1)机车功率大,简化列车操控。使用神十二机车由于设计功率大,担当牵引任务时牵引力及制动力较大,在实际运行操控过程中,更方便司机调速。

(2)提升两万吨重载列车运行平稳性和安全性。牵引任务时,由于主控神十二交流机车较从控神八机车再生制动力大,形成了列车动力差异的情况,列车在空气制动缓解过程中,此现象能够更好的压缩列车车钩,减小列车纵向受力,提升列车运行品质。

(3)区间通过能力强,神十二交流机车为三节机车重联,当机车某一节设备发生故障时,即使切除相应故障节,机车剩余动力仍可满足长大坡道的牵引运行,确保运输安全畅通。

(4)牵引动力充足,运输效率高。

(5)基于TD-LTE新技术,实现牵引吨数新突破。利用十二轴机车功率大、自重重及牵引特性好等优势,搭载TDLTE无线通讯网络与八轴机车无线重联控制,可实现牵引30吨轴重2.5万吨重载组合列车牵引运行。

(6)机车粘着性能提升,机车设备损伤较小。

(7)节能环保优势显著。大功率交流机车电制动方式为再生制动,即将机车电制动产生电能回馈至电网,提高了能量使用效率。

(8)担当国家集团铁路板块长交路牵引运输优势明显。

神华铁路货车运输有限责任公司总经理,世界轨道交通发展研究会副秘书长康凤伟

神华铁路货车运输有限责任公司总经理,世界轨道交通发展研究会副秘书长康凤伟以“多式联运创新实践”为主题,讲到开展多式联运的总体思路是打通东西部长距离物流通道,以多式联运为战略方向,加快推进综合运输体系的建设,打造智慧多式联运平台,解决车货时空转化的高效匹配,构建高效顺畅的多式联运体系。构建的步骤是三个结合,三个建设,三步走,三项智能。注重三结合:线上线下结合,公路铁路结合,物流和路港企业结合;做好三建设:通道网络建设,装备体系建设,智能平台建设;实施三步走:先试先行试验列,运输管理标准,混合所有制企业;实现三智能:智能化货源匹配,智能化订单和计划处理,智能化信息交互。

构建的总体框架,利用滚装滚卸式、吊装作业式两种多功能车作为铁路运输载运机具,基于智能化的货源匹配、调度组织和实时交互手段,依托神华自有的包神、神朔、朔黄等铁路线组成的东西向铁路通道,形成“一干一支,两点辐射”智慧公铁水联运格局。

目前,多式联运示范工程探索实践项目主要有两方面的创新。装备创新:多式联运专用正面吊,STX1\2型自装卸驮背运输车,公铁联运冷藏车和罐集,STX3\4型吊装式驮背运输车,专用牵引车及专用半挂车进行自滚装作业。平台创新:神华开发了一个手机APP,用手机APP在网上下单订仓,积沙成塔,把零担和一些快运的货物集到多式联运车上。目前这个APP已经初步具备上线的功能。

此外结合互联网大数据,平台上将有这样的几个大数据平台,第一个是铁路运抵,展示将来整个铁路计划,铁路的时刻表。第二个大数据平台是公路,通过跟货车帮合作,能够把两端公路的信息通过平台关联起来。第三个平台运营数据,运营数据就是详细地把整个货源和运输的数量,包括节约的碳排放,在运营的数据平台上显示。第四个是货源数据,显示的就是我们现在多功能多式联运所有的货源和货主。

最后对于多式联运展望:实现多式联运领域的“共享共赢”。构建起多式联运全服务链条,打造多式联运共享平台,吸纳更多的企业、社会、机构和个人参与,共享平台的经济性和便利性,实现参与方的互利共赢。

智慧安全系统保障铁路运营

朔黄铁路发展有限责任公司总经理、党委副书记,世界轨道交通发展研究会副秘书长李长生

朔黄铁路发展有限责任公司总经理、党委副书记,世界轨道交通发展研究会副秘书长李长生以“基于空天车地信息协同的重载铁路运营与安全综合保障系统研究”为题和大家分享了朔黄铁路公司正在进行的一个研究项目,基于空天车地信息协同的重载铁路运营与安全综合保障系统研究。

首先是运营安全对空天车地监测的需求,监测的内容主要有八个方面:广域监测、异物侵限、线路状态、桥梁状态、隧道状态、接触网状态、机车状态,列车位置;监测的范围根据不同的设备,有不同的要求,监测的手段主要是要靠动态和静态的滞空平台,地面轨防设备以及车载设备、地面和卫星的有关基准站等等,空地结合的监测手段。

这个项目主要有四个方面的研究内容:研究基于空天车地信息协同的重载铁路运营与安全保障验证系统组成框架结构。

构建满足重载铁路列车安全运行大范围、全天候、全覆盖、全方位实时监测需求的临近空间专用静态滞空平台和无人机等空间信息平台,结合地面既有系统,形成数据传输网络系统,实现轨道交通多尺度多域状态信息的时空一致获取与关联。

构建具备空天车地一体化协同创新与综合实验能力平台,形成大范围状态实时感知,灾害识别预警、应急指挥调度,管理可视化的安全保障系统,装备和标准规范体系,实现轨道运行信息的可靠传输与共享。

研究对多源立体感知数据智能分析和挖掘,实现安全状态信息深度融合与整体行为的跨尺度演化涌现。

北京东方坦达科技有限公司总经理刘淑芳

北京东方坦达科技有限公司总经理刘淑芳以“智慧铁路安全管理信息系统”为主题,讲了智慧铁路安全管理信息系统充分利用自动控制、物联网、大数据、人工智能等技术,以智能化、网络化、信息化手段全面提升运输安全保障能力,建成集安全生产信息共享和资源一体化应用的铁路智能安全生产大数据平台,实现铁路安全生产信息来源可查、去向可追、责任可究、规律可循,创新构建动态化、精细化、智能化和现代化安全管理体系,形成“全员、全过程、全方位、全天候”的安全风险管控体系,为建设智能铁路提供技术支撑。

系统的设计思路,基于先进的安全风险管理理念。从危险源发展到事故,中间有各种安全保障的手段,当各种安全保障手段全部失效之后,就造成事故的发生,为此在系统设计的前期,就考虑从事故的超前预防,安全生产的过程管控和事故应急处置等三个方面,设立了相应的功能模块,将车务、机务、工务、供电包括房灾、环境监测等各方因素集于一体,协同信息智能分析和辅助决策,同时运用一些先进的信息化技术手段。

系统的功能特点:建立铁路安全风险的预控知识库,风险预控,隐患管控智能分析,重大隐患闭环跟踪管控,专业设备动态检测监测和智能管控,列车运行非正常情况智能识别,机车监控信息智能分析,安全生产活动提前预警、超期报警、自动督办,安全文化可视化传播,安全监察通知书网络化闭环管理,结合部安全问题协同快速处置,安全生产可视化综合展示,事件追溯与综合辅助分析,安全风险事件趋势智能分析,环境监测预警,安全管控状态实时自动监测,安全生产移动应用平台,移动应用,人工智能。

系统的应用成效:实现了大数据的分析,通过移动互联网可以形成随时随地的移动安全生产的管理,可以将安全风险预控、设备检测监测、应急处置和可视化调度的指挥形成一个集成融合;实现人机环管各环节的精细化、科学化和智能化的管控,创新的安全管理模式。

浙江宝晟铁路新材料科技有限公司技术总监,武汉理工大学教授胡萍

浙江宝晟铁路新材料科技有限公司技术总监,武汉理工大学教授胡萍以“轮轨表面保护材料的创新与实践”为主题讲了轮轨表面保护的意义。随着铁路与城市轨道交通建设的发展,列车运行速度及运量不断提高,轮轨伤损也急剧上升。

轮轨表面保护的技术举措从以下3个方面讲述:

轮缘润滑及轨侧润滑:在车轮轮缘与钢轨轨侧之间的接触面上使用润滑材料降低摩擦系数,不仅能迅速减小轮缘及轨侧的磨损,延长钢轨使用寿命,而且还能降低运行阻力,节约能源。在轮缘表面润滑,火车运动过程中润滑膜转移到轨侧,实现轮轨间润滑;在轨侧表面润滑,火车运动过程中润滑膜转移到轮缘,实现轮轨间润滑。对于轮缘/轨侧固体润滑产品总体设计思路,创新型固体润滑棒固液复合,综合固体与油两者的性能优势,仿生智能、环保。

轨顶及车轮踏面摩擦控制:轨侧润滑可以显著降低曲线外轨侧磨、机车能耗,然而,如仅轨侧和轨角实施润滑则会导致转向架冲角略微增加,造成内轨轨顶垂磨增大。如果在实施轨侧润滑的同时在车轮踏面/钢轨轨顶面之间涂覆摩擦控制材料,适当降低摩擦,能够降低能量消耗和减少车轮踏面磨损和钢轨垂磨。延长轮轨寿命及抑制波磨的增长。同时轨顶摩擦控制还能改善车辆导向能力,弯道作用力的降低直接导致车轮轮缘/钢轨轨侧接触面上的压强减小,从而有助于进一步降低轮缘和轨侧的磨损。

轨腰/轨底及扣件防腐蚀:钢轨生产完成后,在储存、运输、安装、使用等过程中,因为长期裸露在氧气、紫外光、热、水、化学介质等大气环境中,极易发生腐蚀,影响钢轨的使用性能。

所以解决这种问题的产品设计思路是自分层梯度防腐蚀材料。该材料具有智能性能,即材料涂覆到钢轨后,部分组分逐渐迁移到钢轨表面,渗透入微孔或裂纹(分子量小、表面能大),提高与钢轨的附着力及防腐蚀性能;接触空气的外层材料分子量大、表面能低,能够形成致密的膜,具有自洁性能及防老化性能。内层及外层材料性能渐变,形成功能梯度材料。

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