大秦線集疏運一體化運輸組織

第六章大秦線集疏運一體化運輸組織61概述611大秦線2萬噸列車系統(tǒng)集成及運輸組織創(chuàng)新煤炭作為一種重要的能源，在社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活中發(fā)揮著重要的作用。未來相當長的時期內(nèi)煤炭需求仍將持續(xù)增加，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)仍占主體地位，2003年煤炭占我國一次總能源生產(chǎn)的74，其中一半用于發(fā)電，燃煤發(fā)電量占我國全部發(fā)電量的762。隨著國民經(jīng)濟持續(xù)快速增長，國內(nèi)電力消費量不斷上升，對煤炭的需求持續(xù)增長。2005年，全國累計發(fā)電量247萬億千瓦小時，較去年同期增長約123，其中煤炭發(fā)電累計約201億千瓦時，占全國累計發(fā)電量的814。由于我國經(jīng)濟發(fā)展的不平衡、煤炭資源和市場分布的不均衡，國家對煤炭運輸有很大需求。主要產(chǎn)煤區(qū)在西北部、能源市場需求偏重東南沿海，煤炭資源和市場分布的現(xiàn)實決定了必須經(jīng)西煤東送、北煤南運送達消費市場。其中，山西、陜西和內(nèi)蒙古西部作為我國煤炭主產(chǎn)區(qū)，承擔了大部分煤炭調(diào)出任務。中國資源和生產(chǎn)力的分布分別處于西北部和東南部，因此鐵路在煤炭運輸中處于非常重要的地位。大秦鐵路作為我國最大能力的“西煤東運”專用通道，長期以來發(fā)揮著重要作用，為社會經(jīng)濟發(fā)展做出了突出貢獻。大秦鐵路于1992年建成通車，原開行列車牽引質(zhì)量為6000噸，設(shè)計運量為每年1億噸，2002年即已完成。在該階段，大秦鐵路仍保留少量的旅客列車和摘掛列車，作為媒運專線的特性尚不突出。隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，大秦線煤炭運輸需求快速上升，在鐵道部統(tǒng)一部署下，大秦線于2002年開始進行了年2億噸運量的技術(shù)改造，并進一步于2005年將擴能目標提高到了4億噸。2007年，大秦線完成運量3億噸，2008年、2009年預計可完成運量分別為35億噸、4億噸。實現(xiàn)了運輸能力的大跨越。作為完成運量增長的最重要的組織措施是牽引質(zhì)量萬噸級列車，尤其是2萬噸列車的開行。2萬噸列車的開行，使我國重載運輸?shù)慕M織一舉躍升到了國際先進水平。2萬噸重載組合列車的系統(tǒng)集成創(chuàng)新包括A在世界上首次實現(xiàn)了LOCOTROL技術(shù)與GSMR技術(shù)的結(jié)合，并成功應用于210000噸重載組合列車。把LOCOTROL技術(shù)由過去的點到點通信傳輸，發(fā)展為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸，解決了機車間通信距離限制的關(guān)鍵問題，標志著我國鐵路重載技術(shù)上了一個新的臺階，為世界鐵路重載技術(shù)的發(fā)展作出了貢獻。B首次實現(xiàn)了采用2臺和諧型大功率機車加可控列尾的方式，開行2萬噸重載組合列車，是世界重載技術(shù)的又一次創(chuàng)新，開創(chuàng)了世界鐵路重載史的新篇章。C在世界上首次實現(xiàn)了800MHZ數(shù)據(jù)電臺與LOCOTROL技術(shù)的結(jié)合，并成功應用于大秦線45000噸重載組合列車，使通信傳輸距離由450MHZ的650米提高到800MHZ的790米，進一步拓展了LOCOTROL技術(shù)的應用領(lǐng)域。D首次采用單套LOCOTROL系統(tǒng)與SS4型機車結(jié)合，實現(xiàn)了主控機車雙端同步操縱控制功能。與GE公司推薦的方案相比，200臺SS4型機車僅設(shè)備改造就節(jié)約資金1億元。E首次系統(tǒng)采用了重載車輛及重載配套技術(shù)。為大秦線設(shè)計生產(chǎn)了載重80噸的C80重載貨車，加裝了1201制動閥和中間牽引桿，在SS4型機車上加裝了E級鋼車鉤和大容量彈性膠泥緩沖器，縱向沖擊力減少35。F首次采用機車自動過分相裝置。自主研制的機車自動過分相裝置確保了重載組合列車安全平穩(wěn)運行。以大秦鐵路煤炭運輸大通道為代表的鐵路重載運輸，集成了大量的高精尖技術(shù)成果，特別是在體現(xiàn)機車、車輛、通信信號、冶金等科技實力方面，被公認為中國鐵路重載技術(shù)水平和綜合實力的重要標志。運量的迅猛增長不僅僅是一個技術(shù)問題，相當關(guān)鍵的是還包括運輸組織問題。要保證大秦鐵路空、重車流的有序暢通，有效實現(xiàn)運量增長，不僅僅關(guān)系到大秦本線，煤炭貨源的組織供應、銜接線路、裝車基地的配套建設(shè)、秦皇島港等的卸車能力和疏解能力，都需要適時同步提升。太原鐵路局這方面采取的措施包括A對大準、北同蒲等相關(guān)干線和支線實施擴能改造，使相關(guān)干線和支線具備了萬噸和2萬噸列車始發(fā)能力，實現(xiàn)了萬噸、2萬噸列車從裝車點直通秦皇島港翻車機。B加強了戰(zhàn)略裝車點的建設(shè)。截至2007年底，大秦鐵路建成2萬噸戰(zhàn)略裝車基地8個、萬噸戰(zhàn)略裝車基地46個、5000噸戰(zhàn)略裝車基地31個。C大秦鐵路以秦皇島港為重點，成立了駐港運輸協(xié)調(diào)辦公室，與港務局合署辦公，實現(xiàn)了煤礦、鐵路、港口、船舶公司物流鏈管理過程的重新整合，形成以大秦鐵路為紐帶的集疏運大格局。秦皇島港經(jīng)過幾年來煤炭運量的拉動，已發(fā)展成為世界最大的煤炭集運港，2007年已經(jīng)實現(xiàn)煤炭吞吐量2億噸目標。D優(yōu)化運輸組織、提高運輸效率是內(nèi)涵擴大再生產(chǎn)的主要方式。從2003年到2007年，大秦鐵路在增加2萬噸列車對數(shù)、機車交路的調(diào)整、乘務制度調(diào)整、檢車檢修制度改變等方面創(chuàng)新，助推大秦鐵路步入持續(xù)、快速、健康發(fā)展的軌道。E生產(chǎn)力布局調(diào)整。太原鐵路局對大秦線及相關(guān)各線運力資源整體優(yōu)化，全線653公里只設(shè)一個機務段、一個車輛段。針對日常運輸組織中出現(xiàn)的瓶頸區(qū)段和限制點，大秦鐵路撤銷了一半以上中間站，提高了全線通過能力?，F(xiàn)在，大秦鐵路所有2萬噸列車都實行雙司機配班、單司機執(zhí)乘，并與大干線一樣能達到在運行中換乘，減少大秦線咽喉的占用次數(shù)，相應提高了列車速度。正是由于相信科學、依靠科學，勇于探索，善于創(chuàng)新，才實現(xiàn)了大秦鐵路的超常發(fā)展，持續(xù)創(chuàng)造了單條鐵路重載列車密度最高、運輸能力最大、運輸效率最高的世界紀錄。612大秦線集疏運一體化運輸組織內(nèi)涵（1）大秦線運輸組織特點A大秦線相對獨立，是一條半封閉的重載線，運輸組織可以更多地從本線出發(fā)，構(gòu)筑有自身特點的、先進的運輸組織模式。B運量分布相對集中，運量絕大部分集中于湖東站以西各線，沿途流有限，非常有利于集中編解大列列車。在湖東建技術(shù)站的意義在于此。C裝卸車區(qū)配套裝卸車設(shè)備先進，可大部分實現(xiàn)循環(huán)直達的組織模式。大秦線大部分列車都為循環(huán)直達列車，裝車站大多有環(huán)形裝車線，卸車站大部分配有翻車機。一方面減少了大列車貨物作業(yè)時間，加速貨車周轉(zhuǎn)，同時也降低了調(diào)車作業(yè)量。D列車牽引質(zhì)量大，普遍開行了2萬噸重載列車，2萬噸列車的開行技術(shù)、數(shù)量和方式是運輸組織的核心問題。大秦線幾乎所有運輸設(shè)備、車流組織都圍繞著2萬噸重載列車展開。E貨車多為專用貨車，大軸重、輕車身的C80、C76貨車得到廣泛應用。安全性有所增加，但同時也加大了貨車更新的壓力。F運輸組織一體化程度高。裝車區(qū)、本線、卸車區(qū)、技術(shù)站的組織模式與設(shè)備對相互協(xié)調(diào)的要求高。G列車類型全部為貨物列車，一般不越行，列車運行組織相對簡單。（2）大秦線集疏運一體化運輸組織內(nèi)涵由于大秦鐵路半封閉和運量集中的特點，大秦線可以認為劃分為裝車區(qū)、本線、卸車區(qū)三部分。其中，裝車區(qū)主要指湖東以西各線的裝車站和銜接線路；本線一般指湖東到秦皇島樞紐的線路和車站；卸車區(qū)指各用戶及銜接站。又由于其組織一體化程度高的特點，各區(qū)域運輸組織方式相互依存度非常大。如，湖東站到發(fā)線配置與裝車區(qū)的車流組織方式關(guān)系密切。裝車區(qū)組織列車牽引質(zhì)量、數(shù)量直接決定了湖東站本身的工作量和作業(yè)組織方式；又如，到茶塢的車流來向要求，直接決定了湖東站的作業(yè)項目；又如，秦皇島港的改擴建直接制約了本線的車流組織方式；凡此種種。故考慮大秦線車流組織與能力利用等問題都不能孤立地考慮其中某一部分，而要將這三個區(qū)域當作一個整體來看待。本章將這一整體化的運輸組織模式稱為一體化的運輸組織。其內(nèi)涵可以認為包括三個方面A整體最優(yōu)。即所說的組織方式不能考慮某一環(huán)節(jié)本身，而要從整個系統(tǒng)最優(yōu)的角度決定運輸組織方式。任何組織方式都是裝車區(qū)、本線、卸車區(qū)一體化的。B相互協(xié)調(diào)。即各環(huán)節(jié)的組織方式一致，設(shè)備配套，能力匹配，指揮協(xié)調(diào)，作業(yè)標準統(tǒng)一等。C功能互補。即各環(huán)節(jié)可以通過某種組織方式，緩解另一環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的組織困難，有相互替代部分功能的作用。（3）集疏運一體化條件下的大秦線運輸組織首先要針對大秦線在煤炭運輸中的重要地位，對大秦線煤炭運輸需求進行分析，明確煤炭運輸發(fā)展趨勢，有利于國家和路局制定運輸發(fā)展戰(zhàn)略，通過對大秦線的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的改造和組織模式優(yōu)化，適時滿足當前的運輸需求量。因而對運輸需求進行分析是很有必要的，可以說煤炭運輸需求分析是組織運輸活動的基礎(chǔ)，一定的運輸需求需要相應的技術(shù)設(shè)備和運輸組織模式與之相適應。其次明確大秦線采取組織模式，通過重載列車重量、速度和密度的關(guān)系，分析得到大秦線合理的列車重量和密度，解決大秦鐵路為什么選擇2萬噸這一重量標準的問題。再次根據(jù)確定的列車重量和密度研究結(jié)論，綜合貨流來向和去向及銜接線路的條件，綜合考慮裝車區(qū)、本線、卸車區(qū)的車流組織方式，解決2億、3億、4億噸運輸需求條件下，考慮開行各環(huán)節(jié)各等級列車的數(shù)量和具體分配。為確定合理的技術(shù)改造方案，計算各車流組織方式下的能力，并分析可能的能力限制點。作為一條半封閉線路，車流組織方案與能力隨著各重量等級列車結(jié)構(gòu)的不同是密切相關(guān)的。能力是與車流組織方案匹配的，不存在絕對的能力。故該部分內(nèi)容更多的是一種驗算。對于具體車站的作業(yè)，需要確定的是裝卸車區(qū)的貨物和行車作業(yè)組織和技術(shù)站作業(yè)組織。由于裝卸車區(qū)裝卸車設(shè)備和技術(shù)站作業(yè)性質(zhì)的不同，大秦線車站作業(yè)內(nèi)容和作業(yè)方式與既有線有較大不同。故分別予以介紹。同時，作為車流與車站作業(yè)組織的基礎(chǔ)，大秦線生產(chǎn)力布局也進行了相應調(diào)整，很有借鑒意義。由于本書前面已就牽引供電、電務、機車車輛選型等內(nèi)容有過闡述，故本章重點介紹機務、車輛、綜合維修部門的布局調(diào)整。62大秦線煤炭運輸需求及流向分析621全國煤炭生產(chǎn)消費現(xiàn)狀及煤炭需求總量預測二十世紀80年代以來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，煤炭消費持續(xù)快速增長，從1980年的61010104T到1995年的129915104T，15年間平均每年增長4593104T，年均增長517。1995年至2004年我國煤炭消費起伏較大，1997年后，國內(nèi)煤炭消費量連續(xù)三年持續(xù)下降，但進入21世紀，我國經(jīng)濟社會進入新的發(fā)展階段，主要耗煤行業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量的大幅增加，有力地拉動了國內(nèi)煤炭消費，主要表現(xiàn)為發(fā)電用煤快速增長，2004年我國煤炭消費達到189億噸，比2000年增加約36500104T，使煤炭消費進入快速增長階段。2004年，國內(nèi)主要耗煤行業(yè)煤炭消費為電力（含供熱）99億噸，冶金21億噸，建材28億噸，化工09億噸。煤炭生產(chǎn)取決于煤炭需求，近幾年來，隨著煤炭需求的快速增長，煤炭產(chǎn)量亦迅速增加，2004年高達1956億噸。19952004年我國分地區(qū)煤炭產(chǎn)銷平衡如表621所示。表621國內(nèi)煤炭現(xiàn)狀生產(chǎn)和消費量表單位104T地區(qū)1995年1997年2000年2001年2002年2004年合計產(chǎn)量129489132525123410131060144000195593消費1299161310701219021250001369001894001京津冀產(chǎn)量805077666650703066608467消費1347812700116001266013550191002晉陜蒙產(chǎn)量435784590544300508606090082718消費1925019000176001763019900278003東北產(chǎn)量154791579914900133001329018712消費1919418600168501615016800215004華東產(chǎn)量185611930219280225102460027773消費3342433050320003541040400558005中南產(chǎn)量188751750715200145901521022568消費2313624139224202311025400342406西南產(chǎn)量183091890416600157401620026247消費1481616551151921332014300213007西北產(chǎn)量6637734264807030714010671消費661870306240672065509660近年來，國內(nèi)外許多家能源機構(gòu)和研究部門均對我國未來能源需求進行了預測，綜合分析各家預測結(jié)果及行業(yè)主管部門相關(guān)規(guī)劃，預測全國煤炭需求及主要耗煤行業(yè)煤炭需求，見表622。表622國內(nèi)主要耗煤行業(yè)煤炭需求預測單位104T2004年2010年2015年2020年2025年全國煤炭需求195000235000260000280000300000一、國內(nèi)煤炭需求1890002310002560002760002960001電力（含熱電）990001300001510001700001900002冶金21000260002800029000300003建材28000280002800028000280004化工9000170002150025000270005生活560050004500400030006其它2640025000230002000018000二、煤炭凈出口60004000400040004000出口9000800090001000010000進口30004000500060006000由表中數(shù)據(jù)可以看出，全國煤炭需求保持著增長的態(tài)勢，在增長過程中其增長量會有下降的趨勢，但最后會達到一個基本穩(wěn)定的趨勢。實際上，從05年到07年的煤炭需求發(fā)展看，原煤實際消耗量2007年已達到2536億噸，已超過了05年所作的預測值，中國煤炭工業(yè)協(xié)會預計2010年需求即可達到30億噸。持續(xù)穩(wěn)定增長的煤炭需求的情況無疑對煤炭生產(chǎn)和運輸?shù)陌l(fā)展提出了嚴峻考驗。622“三西”地區(qū)煤炭外運量狀況目前，我國已形成以山西、陜西、內(nèi)蒙古西部即“三西”煤炭基地為中心向東北、京津冀、華東及中南四個調(diào)入?yún)^(qū)呈扇形輻射狀調(diào)出煤炭的運輸格局。2004年“三西”地區(qū)煤炭產(chǎn)量802億噸，分別為山西511億噸、內(nèi)蒙古西部081（不含神華集團）億噸、陜西088（不含神華集團）億噸、神華集團122億噸。向區(qū)外調(diào)出529億噸，其中鐵路436億噸，公路093億噸。截止2002年底，全國尚未開發(fā)利用的地質(zhì)儲量為7381億噸，占總保有地質(zhì)儲量的736，其中，“三西”地區(qū)儲量4420億噸，占尚未利用儲量的60。而且，由于“三西”地區(qū)煤炭開采條件優(yōu)越，煤炭質(zhì)量具有低灰、低硫、低磷、高發(fā)熱量的特點，市場競爭力較強，煤炭外運條件又比較完備，因此，“三西”地區(qū)今后仍將是我國煤炭工業(yè)未來發(fā)展的重點。根據(jù)對全國煤炭需求的預測以及相關(guān)地區(qū)煤炭平衡，預測“三西”地區(qū)研究年度煤炭產(chǎn)量和鐵路外運見表623。其中各年公路外運量保持在5000104T左右。表623“三西”地區(qū)煤炭產(chǎn)量表單位104T年度2002年2003年2004年2010年2015年2025年全國合計144000167000195592235000260000300000“三西”合計5887069172827161137601341701680901山西402004416951131609306754079290晉北156141595017863238102636030470晉中95381090813542125501396016650晉南643473357059104001177014450晉東南86139976126681417015450177202陜西地方5384692887611018014380194503蒙西地方4033709281111465016550199504寧夏1820220025094000450054005神華集團小計7433878412204240003120044000“三西”占全國比例408841424229484151605603根據(jù)線路地理位置，“三西”鐵路煤炭外運通路主要分為北、中、南三個通道。北通道由大秦、豐沙大、朔黃和集通四條線構(gòu)成，主要承擔晉北、蒙西、和陜西北部煤炭運量，其中蒙西部分地區(qū)及北通路所屬陜西北部地區(qū)屬神華集團公司；中通道由石太線、邯長線和京原線構(gòu)成，主要承擔晉中和晉南煤炭外運，建成的太中線承擔少量陜西煤炭和寧東基地煤炭外運；南通道主要由太焦線、侯月線、寧西線、西康線和南同蒲線（風陵渡口）、隴海線構(gòu)成，主要承擔晉東南和陜西中南部地區(qū)（神華集團以外）煤炭外運。2004年“三西”煤炭鐵路外運及通路情況如表624所示2004年“三西”煤炭外運通路表單位104T表624通路合計山西計晉北晉中晉南晉東南蒙西陜西神東大準寧夏外運量4397828461141016449256653452489210888111720390大秦線14659108771087759117261465豐沙大443323672226121201474108255230京原線13061306321873112朔黃線74204424426978石太線6081608117248171092邯長線573573168405太焦線424542447741541481風陵渡56160213346隴海西線220011大包線12912968339侯月線29882418493031273792105465集通線39566285104西康線1440144根據(jù)上述“三西”煤炭產(chǎn)運平衡和04年煤炭外運通路情況以及相關(guān)煤運通道規(guī)劃，預測出的2010年、2015年和2025年“三西”鐵路煤炭外運通路分配情況。（表625表627）2010年“三西”煤炭外運通路表單位104T表625通路合計山西計晉北晉中晉南晉東南蒙西陜西神東大準寧夏外運量73310414002058971665015863084104850145003000750大秦線282301641816418671216003000500豐沙大43002952289146158480250京原線16301630400610620朔黃線152001300800500100012900石太線53905390504420920邯長線2755275511551600太焦線43004300804220風陵渡200200200隴海線400350侯西線505050大包線150150301001010侯月線73556255255320028001100集通線950850西康線900900寧西線150015002015年“三西”煤炭外運通路表單位104T表626通路合計山西計晉北晉中晉南晉東南蒙西陜西神東大準寧夏外運量86863472112293783266218973099228430161004000800大秦線326701857018570800016004000500豐沙大45203078301746158920300京原線16001600470732398朔黃線172001500800700120014500石太線669560155047381227680邯長線3900390016002300太焦線460046001004500風陵渡250250250隴海線450400侯西線808080大包線160160301101010侯月線8858745830042382920501350集通線1080980西康線13001300寧西線350035002025年“三西”煤炭外運通路表單位104T表627通路合計山西計晉北晉中晉南晉東南蒙西陜西神東大準寧夏外運量1060305661326612103967965116401271712600183004500850大秦線3880021952219521024816004500500豐沙大502033013240461510690350京原線15501550530790230朔黃線197001500800700150016700石太線874078905061401700850邯長線5800580021003700太焦線500050001204880風陵渡290290290隴海線5500500侯西線120120120大包線180180401201010侯月線11330903038056003050502250集通線145001350西康線300003000寧西線45004500全國煤炭運輸需求的持續(xù)增長并且煤炭資源在“三西”的集中性必然會導致“三西”煤炭外運量的增加，這在以上表中均有所體現(xiàn)。在全國煤炭需求量大幅度提高情況下，“三西”煤炭的外運對國民經(jīng)濟的增長有非常大的現(xiàn)實意義。623大秦線煤炭運輸情況分析6231大秦線煤炭運輸特點在分析大秦線的運量分析中首先應對大秦線煤炭運輸?shù)陌l(fā)展趨勢進行分析，進而對大秦線煤炭吸引范圍進行分析，最后分析其煤炭運輸?shù)牧飨颉目傮w趨勢上看煤炭需求將持續(xù)增長，并且由于“西煤東運”局面長時期內(nèi)難以改變，因而大秦線將繼續(xù)承擔大運量的煤炭運輸任務。目前大秦線煤炭運輸主要呈現(xiàn)出以下幾個特點（1）需求持續(xù)增長煤炭是我國最主要的一次能源，根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，2003年煤炭占我國一次總能源生產(chǎn)的74，其中一半用于發(fā)電，燃煤發(fā)電量占我國全部發(fā)電量的762。隨著國民經(jīng)濟持續(xù)快速增長，國內(nèi)電力消費量不斷上升，對煤炭的需求持續(xù)增長。2005年，全國累計發(fā)電量247萬億千瓦小時，較2004年同期增長約123，其中煤炭發(fā)電累計約201億千瓦時，占全國累計發(fā)電量的814。根據(jù)澳大利亞礦業(yè)經(jīng)濟研究會（AME）預測，日本、韓國、中國臺灣等周邊煤炭短缺國家和地區(qū)對動力煤的需求在2001年至2010年之間將以平均每年約3的速度增長，因此預計動力煤的出口需求將保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。我國煤炭市場供需分布極不均衡，煤炭資源主要集中在中西部地區(qū)，山西、內(nèi)蒙古和陜西的煤炭儲量占全國總儲量的75，而東南沿海等煤炭主要消費地區(qū)資源不足，長期處于煤炭供應短缺狀態(tài)，2003年東南沿海煤炭缺口最大的十個?。ㄊ校┟禾咳笨诳偭砍^3億T。隨著經(jīng)濟持續(xù)增長，東南沿海地區(qū)對西部煤炭資源的依賴將更為嚴重，“西煤東運”局面長時期內(nèi)難以改變。大秦鐵路作為我國最大能力的“西煤東運”專用通道，市場地位將進一步得到鞏固。大秦鐵路運輸?shù)拿禾恐饕獊碜杂跁x北、蒙西地區(qū)，其中晉北地區(qū)是大秦鐵路最主要的貨源地，2005年大秦鐵路運輸?shù)膩碜詴x北地區(qū)的煤炭達16231萬T，占大秦鐵路煤炭運量的799。（2）貨源充足、穩(wěn)定山西是我國產(chǎn)煤、輸煤第一大省。根據(jù)山西省有關(guān)部門統(tǒng)計，全省煤炭預測儲量約6400億T，約占全國總儲量的三分之一；累計探明儲量約2700億T，約占全國總儲量的25以上。2005年山西省原煤產(chǎn)量達543億T，占全國總產(chǎn)量的四分之一以上。其中，晉北地區(qū)主要生產(chǎn)動力煤，2005年煤炭產(chǎn)量為24億T，主要集中在大同、朔州和忻州等地，產(chǎn)量約占晉北地區(qū)煤炭產(chǎn)量的798。內(nèi)蒙古西部地區(qū)主要生產(chǎn)動力煤，目前煤炭保有儲量1200億T，2005年煤炭產(chǎn)量達7200萬T，主要集中在準格爾、伊克昭盟等地。2005年大秦鐵路運輸?shù)膩碜詢?nèi)蒙古西部地區(qū)的煤炭為1817萬T，占大秦鐵路煤炭運量的89。此外，大秦鐵路還運輸部分來自陜西北部地區(qū)的煤炭，2005年大秦鐵路運輸?shù)膩碜栽摰貐^(qū)的煤炭運量約為1625萬T。豐富的煤炭資源為大秦鐵路煤炭運輸?shù)某掷m(xù)增長創(chuàng)造了良好的市場條件。（3）公路煤炭運輸參與競爭大秦鐵路面臨的競爭主要來自于公路運輸，20032005年，晉北、蒙西地區(qū)煤炭公路外運量分別為1487萬T、1538萬T和2114萬T，市場占有率分別為88，76和89。與公路相比，大秦鐵路在煤炭運輸中仍具有較大的競爭優(yōu)勢，更加適合大運量、長距離的煤炭外運需要。晉北、蒙西地區(qū)內(nèi)的大同煤礦集團、中煤集團、準格爾能源公司等大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)的煤炭基本上通過鐵路外運。20032005年，大秦鐵路在晉北、蒙西煤炭外運中占有的市場份額都在90以上。晉北、蒙西煤炭外運量與鐵路、公路的市場占有率見表628。晉北、蒙西煤炭外運量與鐵路、公路的市場占有率表6282003年2004年2005年晉北、蒙西煤炭外運量（萬T）168642031823753鐵路市場占有率912924911公路市場占有率8876896232大秦線吸引范圍作為晉煤外運的重要通道，大秦線吸引著煤炭資源儲量豐富的地區(qū)。在晉北地區(qū)大秦線吸引范圍內(nèi)的煤炭運輸流，主要分布在北同蒲線、云崗支線、口泉支線上，共有煤炭發(fā)運企業(yè)19家。19家煤炭企業(yè)具有煤炭生產(chǎn)能力的有11家，剩余8家企業(yè)主要靠收買當?shù)孛禾窟M行經(jīng)營，雖然資源量、產(chǎn)量不大，但可以形成一定的鐵路需求。11家有煤炭資源的企業(yè)，煤炭總儲量6400多億T，可開采量3460多億T。但要提高年貨運量，貨源仍然是必須考慮的關(guān)鍵問題，必須針對貨源引流上線，使“三西”地區(qū)的煤炭資源更多的通過大秦線運輸。大秦線輸送的貨源，主要是來自北同蒲線、云崗線、口泉線、寧岢線和地方鐵路大準、神朔線以及通過古店口接入的呼和局煤炭。具體的大秦線吸引地區(qū)煤炭資源地分布示意圖如圖622所示。圖622豐鎮(zhèn)京包線古店大同大同東京包線大準線大秦線湖東大同南平旺云崗云崗西新高山燕子山云崗支線韓家?guī)X懷仁金沙灘北周莊大新朔州寧苛支線神朔線店坪安家?guī)X平朔支線安太堡口泉口泉支線大準線北同蒲線舊高山東周窯萬通通聯(lián)小京莊鵲兒山燕子山馬脊梁店灣四臺姜家灣礦云岡礦上深澗青瓷窯礦塔山鈺源礦南窯集運中聯(lián)南窯出口大谷口王坪宋家莊金沙灘集運北周莊集運岱岳岱岳煤站東榆林煤站東榆林里八莊落里灣袁樹林袁樹林煤站馬邑馬邑煤站神頭安莊店坪劉家口安太堡平魯木瓜界湖東倒裝線陽原陽原發(fā)煤站陽原煤站燕莊解家莊里八莊西韓嶺大同北大同西大秦線吸引區(qū)煤炭運輸資源地分布示意圖6233煤炭運輸需求及來源結(jié)構(gòu)預測根據(jù)大秦線的地理位置及運輸徑路比較，大秦線除目前主要承擔“三西”北路煤炭至秦皇島港及沿線電廠的運輸任務外，與目前運量構(gòu)成相比，還可進一步分流豐沙大線煤炭運量。未來主要分流量可由三部分構(gòu)成一為蒙西、晉北至天津港運量，目前，蒙西和晉北至天津港煤炭由于薊港鐵路單線能力有限，基本都由豐沙大線承擔；二為到達秦皇島港和出關(guān)的部分煤炭，目前這部分流量豐沙大線正逐年減少，轉(zhuǎn)由大秦運輸；三為晉北供唐山地區(qū)港口，目前唐山地區(qū)港口煤炭下水主要依靠京山鐵路和公路運輸，且受運輸條件限制，港口能力較小、無法發(fā)展，若從大秦線開口修建便捷通路至港口（遷曹鐵路），這部分鐵路流量應主要由大秦承運。另一方面，根據(jù)對海鐵聯(lián)運與鐵路、公路運價的比較分析，“三西”北路煤炭經(jīng)鐵路至秦皇島、天津等港口轉(zhuǎn)海運到達華東、中南等沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，是最為經(jīng)濟合理的運輸方式。此外，目前大秦線運量構(gòu)成中，含有部分通過茶塢口到北京地區(qū)以及通過大石莊口轉(zhuǎn)京秦供冀東地區(qū)的部分煤炭。根據(jù)我國煤炭產(chǎn)需總量分析，以及我國煤炭工業(yè)布局和經(jīng)濟發(fā)展布局、“三西”地區(qū)煤炭產(chǎn)運平衡分析等，大秦線在“三西”煤運中所占比重在未來發(fā)展前期將迅速提高，而后隨著其它鐵路煤運通道的完善，其所占比重略為下降，并基本保持平衡。預計大秦線研究年度煤炭運量將占“三西”煤運比重分別為3851、3761、3659?！叭鳌钡拿禾胯F路外運系統(tǒng)中，由大秦線、豐沙大線、京原線、集通線和神朔黃線構(gòu)成的北通路地位重要，2003年北通路運量已占“三西”煤炭鐵路外運量的64。同時，大秦線目前運量大約占整個北通路的49。2005年大秦線共輸送煤炭2億T。從煤炭來源看，古店口接入呼和局煤炭2327萬T，大準線2000萬T，大同樞紐發(fā)送5607萬T，北同蒲線8713萬T，如表628所示。第二步改造完成后，2007年大秦鐵路運量已突破3億噸，2008年預計可達到35億噸，2009年完成運量4億T目標。大秦線各年度運量預測結(jié)果如表629所示。大秦線煤炭運量來源構(gòu)成表單位104T表628來源構(gòu)成2004年2005年北同蒲線74158713大同樞紐含韓家?guī)X51725607大包線5912327大準線14652000大秦沿線401438其它16073合計1506019084數(shù)字表明，大秦線運輸貨源主要來自北同蒲線和大同樞紐，2005年由北同蒲沿線發(fā)送量占大秦線總運量的4566；其次為大同樞紐內(nèi)運量（含韓家?guī)X），占大秦線總量的2938；大包線和大準線分別占1219和1048。大秦線煤炭運量構(gòu)成表單位104T表6292007年2008年2009年車站大秦大秦大秦里八莊700700750750830830懷仁560560600600650650宋家莊550450560480620550金沙灘150150250250300300北周莊650650700700830830岱岳18080220120300200東榆林200100220120250150袁樹林120501505020050馬邑200100300200400300神頭350250380280450320大新630060006800650073507000神朔160016001600160016001600朔州200120240150300200前寨4060100陽方口300220320250350300寧武310220330250370300岢嵐支線小計157014002040180029202600準朔線260026003600360046004600北同蒲線發(fā)送小計149801365017520161002082019180沿線上行到160200250太原分局接入3006035070400100北同蒲線北同蒲進大同樞紐151201371017670161702097019280大同320523405836567云崗支線328724833421253936302633平旺280132350185450250口泉支線249018802437186224101840韓家?guī)X134213081930189127982750古店110130168大同東大同南353545456060湖東100100120120150150湖大線150150180180250250聚樂堡大同樞紐樞紐小計8114614089536880102818000大包線543053006647650071857000大準線455043005100480053505000大秦沿線550650720大秦線運量構(gòu)成合計300003500040000由該預測結(jié)果我們可以看出北同蒲線和大同樞紐的煤炭資源是大秦線的主要貨源，北同蒲線和大同樞紐煤炭運輸需求占大秦線年度總運輸需求的6617、6586、682。因此解決好北同蒲線和大同樞紐地區(qū)的車流組織是大秦線裝車地車流組織的關(guān)鍵。6234煤炭運輸去向結(jié)構(gòu)大秦線承擔了全國六大電網(wǎng)，五大發(fā)電公司，380多家主要發(fā)電廠，十大鋼鐵公司和6000多家企業(yè)生產(chǎn)用煤和民用煤、出口煤的運輸任務。煤炭到達秦皇島碼頭后，經(jīng)海運送往華東，華南沿海和沿江內(nèi)陸26個省市自治區(qū)的33個裝卸煤碼頭。出口韓國、日本、東南亞國家和中國臺灣地區(qū)的優(yōu)質(zhì)煤占大秦線出口煤總量的86，還有一些遠銷歐洲。大秦線吸引范圍內(nèi)的煤炭運輸流，從總體上來看，主要是到秦皇島地區(qū)各港口卸車，通過海運繼續(xù)運輸?shù)拿禾窟\輸流。其中到達線路終點地區(qū)的柳村南站和西張莊站是與秦皇島地區(qū)各港口的交接點。2005年，秦皇島卸車共計13303萬T，占大秦線當年總運量19084萬T的697。此外，由于大秦線所具備的煤炭運輸大通道功能，其所吸引的其他303的煤炭運輸，分別在沿線段甲嶺、高各莊、薊縣西等口分流。大秦線煤炭運量去向構(gòu)成表單位104T表6210地區(qū)2004年2005年茶塢口8381473沿線到達194天津港8071407大石莊口13672197盤山電廠555495遵化北電廠3836秦皇島港1108613303其中秦東35604726柳村南74318578秦南95出關(guān)200秦東地消150169合計1506019084由表6210可以看出，大秦線煤炭主要去往秦皇島港，下水運量占大秦煤炭總量的6971，其次為天津港、盤山電廠及北京市和冀東地區(qū)消費等。從運輸組織的角度來看，前一部分煤炭流量和流向都比較集中，便于進行裝、運、卸一體化，集約化的運輸組織，后一部分流向較分散，給運輸組織工作增添了復雜性。大秦線煤炭運輸主要流向示意圖如圖622所示。圖623大秦鐵路流量流向圖根據(jù)對全國煤炭需求的預測以及相關(guān)地區(qū)煤炭平衡，預測大秦線2007年、2008年、2009年運量，如表6211所示。表6211大秦線煤炭去向構(gòu)成表單位104地區(qū)2007年2008年2009年茶塢口240015001500沿線到達2020天津港205034404780大石莊口375013001300盤山電廠570585585遵化北電廠50260265新港口868012050秦皇島港196001770017700其中秦東515042004200柳村南840085008500煤五期500050005000秦南1050出關(guān)130012651500秦東地消280250300合計30000350004000063大秦線列車重量、速度、密度匹配631重載列車的重量、速度、密度匹配基本理論（1）列車重量列車重量，是指機車牽引重量，即車列的自重和載重之和，也稱為列車總重或牽引總重。列車重量通常不包括機車本身的重量。不包括車列的自重，其實際載運貨物的重量，稱為列車載重或凈重。牽引重量或列車重量，也稱為牽引定數(shù)。線路（區(qū)段）方向上規(guī)定的列車重量標準，通常稱之為牽引定數(shù)。具有動力的車組組成的列車（動車組），其列車重量，是指動車組的全部重量（自重和載重之和）。（2）列車速度列車速度通常分為最高速度、運行速度、技術(shù)速度、旅行速度。最高速度，是指列車在運行途中，可能或允許達到的最大速度值，也稱為最高運行速度。運行速度，是指列車在運行途中，不包括停站時分和起停車附加時分的平均速度。技術(shù)速度，是指列車在運行區(qū)段內(nèi)，不包括車站停車時分（但包括起停車附加時分）的平均速度。旅行速度，是指列車在運行區(qū)段內(nèi)，包括沿途停站時分和起停車附加時分在內(nèi)的平均速度。（3）列車密度列車密度，也稱為行車密度。通常在統(tǒng)計上，列車密度是指在一定的時間和范圍（如全路或某一條線）內(nèi)，平均每天每公里線路上，所分攤到的客貨運列車數(shù)量。它是按平均每天各種列車所走行的公里數(shù)（列車公里）的總和，被線路的總長度（營業(yè)里程）去除計算所得到的平均列數(shù)。所說的列車密度，是指貨運列車密度，即線路區(qū)間一晝夜實際通過的貨車列車數(shù)量。它是以一定的通過能力為基礎(chǔ)的，即根據(jù)平行運行圖通過能力，考慮運營中影響通過能力利用的各種因素之后，實際通過的列車數(shù)量。列車密度是反映線路通過能力利用情況，表明線路運輸工作強度的一個指標。列車密度愈大，表明線路的負荷愈重，運輸工作強度也愈大；列車密度愈小，表明線路的負荷愈輕，運輸工作強度也愈小。列車速度、密度、重量是三項很重要的鐵路運輸技術(shù)指標，三者之間存在著密切的內(nèi)在聯(lián)系。在牽引力一定條件下，提高列車重量，會降低列車速度和密度；在列車重量一定的條件下，提高列車速度，需要增加機車牽引功率，提高車輛制動性能；提高列車運行速度，可縮短列車運行圖周期，為增加行車密度創(chuàng)造條件。所以列車速度、密度、重量三者之間既相互制約又相互促進。而重載貨運專線列車的速度、密度、重量又有其自身的特性。632重載列車的速度和重量（1）常用貨運機車貨運列車的動力來自于機車，列車的速度和總量也取決于牽引機車的性能。因此在討論重載列車的速度和重量兩者之間關(guān)系之前，我們必須了解常用的貨運機車的性能。常用貨運機車型號和主要技術(shù)參數(shù)表631機型最大速度（KM/H）計算重量（T）計算速度（KM/H）計算牽引力（KN）4DF1001352003021B10013821831304C10013824530155ND11813522236008F10013831230736K10013848036008G10018450045501S95138430301231001384803178410018451543657S10013848035331DJ120200500461041202006505320下文在討論列車重量、速度、密度三者匹配時，列車速度假定在80、70、60KM/H及其以下。常用貨運機車的牽引特性表632（KM/H）V607080F（KN）2552001423SN（KW）425038893156F（KN）3723202434N（KW）620062225389F（KN）2832422127SN（KW）471747064711F（KN）2822421956KN（KW）470047064333F（KN）3813242758GN（KW）635063006111F（KN）11898784BDN（KW）196719061733F（KN）128109964CN（KW）213321192133F（KN）1631421258DN（KW）271727592778注以上數(shù)據(jù)為牽規(guī)中給出數(shù)據(jù)。F輪周牽引力；N輪周功率。（2）列車重量和速度的匹配列車速度和重量存在非常密切的關(guān)系，確定它們?nèi)魏我环降闹禃r，都需要先假定另一方的取值固定不變，在上述確定的貨運列車速度的基礎(chǔ)上，檢算列車重量。檢算列車重量的其中一個很重要的原則是列車在平直道上達到最高運行速度后，具有的保有加速度必須大于或等于規(guī)定值，即（631）AGPPFGG103式中列車牽引重量，T；G列車在規(guī)定的最高速度運行時的機車牽引力，KNGF機車計算重量，T；P、機車、車輛運行單位基本阻力，N/KN0機車、車輛回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)，取006；重力加速度，取981；G2M/S列車以規(guī)定的最高速度運行時的保有加速度，。牽規(guī)（1999年版）規(guī)A2M/S定，貨物列車，0005。2/S保有加速度的含義，除了表示列車在平直道達到規(guī)定的最高運行速度時，還具有相應的加速度外，它還可以理解為，在值對應的上坡道上，列車能夠以規(guī)定的最高速度等速運A行。例如，當貨物列車KM/H，要求0005時，既可以理解為，在平直道上，70MAXV2M/S當貨物列車運行速度達到70KM/H，它還具有0005的加速度；也可以理解為，在05的上坡道上，貨物列車可以保持70KM/H的衡速度運行而不會降速。按保有加速度計算列車重量，是1999年頒布執(zhí)行的牽規(guī)增加的內(nèi)容。為了提高機車的使用壽命和牽行運行的穩(wěn)定性，減少機車頻繁維修，降低維修成本，給本務機車留有一定的功率儲備是非常必要的3。根據(jù)鐵道部鐵標TB/T14071998列車牽引規(guī)程可知機車、車輛運行單位基本阻力計算公式如下、及型電力機車（632）1S3420031925VV型電力機車（633）7203481V6K型電力機車（634）9258G型電力機車（635）20018VV、及型內(nèi)燃機車（636）4DFB4CF2017893V型內(nèi)燃機車（637）5N206731VV型內(nèi)燃機車（638）8012滾動軸承貨車重車（639）200154892VV滑動軸承貨車重車（6310）3671計算貨車單位基本阻力時，取滾動軸承重車（占80）和滑動軸承重車（占20）的公式進行計算。即（6311）200495VV根據(jù)表632和公式631計算出各個速度下列車重量，計算結(jié)果去掉尾數(shù)精確到50T具體計算結(jié)果見表633和圖631。各種機型在不同速度下的牽引重量（T）表633機型60KM/H70KM/H80KM/HSS31115078504950SS416350126508550SS712550970076506K12350955069008G16800129009800DF4B500037002550DF4C545041503250DF8705055004350圖321貨物列車重量與速度關(guān)系示意圖020004000600080001000012000140001600018000607080VKM/HQTSS3SS4SS76K8GDF4BDF4CDF8注表633和圖631的結(jié)果是不考慮坡度而計算得來的，用來顯示列車速度和重量的關(guān)系。圖631從計算結(jié)果可以看出，列車重量與速度成反比例關(guān)系，列車速度越高，牽引力越小。貨物列車可以通過提高機車功率或雙機牽引的方法來獲得更高的牽引力，還可以通過降低速度的方法來的獲得更高的牽引力。（3）列車重量與線路限制坡度的匹配根據(jù)牽規(guī)規(guī)定，列車重量的另一計算方法就是按列車在限制坡道上以機車計算速度等速運行計算。按列車在限制坡道上以機車計算速度等速運行計算列車重量，這里的列車等速度運行有三種情況。一是列車進入限制坡道前雖儲備有一定動能，但因坡道較長，運行一段距離后，運行速度降至機車計算速度作等速運行；二是限制坡道雖不長，但因坡道前的線路縱斷面困難，或因坡前限速，動能儲備有限，列車進入限制坡道后，很快即以機車計算速度做等速運行；三是列車自車站啟動后，出站不久即進入限制坡道，其后逐漸加速至機車計算速度作等速運行。列車等速運行時，作用于列車上的合力等于零，此條件下列車牽引重量按下式計算（6312）3010GIPFGXYJ式中機車計算牽引力，KN；JF機車牽引力使用系數(shù)；Y線路限制坡度，。XI依據(jù)上述計算公式6312，取10，分別取YXI4、6、9、12、15、18、20，計算貨物列車牽引重量，計算結(jié)果如表634和圖632所示。根據(jù)公式6312計算列車牽引重量所需數(shù)據(jù)表634機車類型機車計算重量T機車計算速度（KM/H）機車計算牽引力KN計算速度下機車單位阻力（N/KN）計算速度下車輛單位阻力（N/KN）3S1384831783899148541845154365407715517138483533202414856K13848360440114858G18450455349515234BDF13821831330031109C1382453015310511398138312307328491221在限制坡道上以機車計算速度等速運行計算的貨物列車重量（T）表635機車類型469121518203S570741452920224018071507135447748564739893065247620681859764144663329025272042170615356K64794711332325532064172515518G81495933418932192601217319544BDF6056431329922276182615181361C579041292867218117501454130385819416929052214177914801328圖322在機車計算速度下貨物列車重量和坡度的關(guān)系010002000300040005000600070008000900046912151820坡度重量SS3SS4SS76K8GDF4BDF4CDF8一般重載貨運專線重車方向坡度較小，一般小于6。以為例，在6坡道上以計4S算速度運行時，列車重量可以達到5600T，當采用雙機牽引時，列車重量可以達到萬噸。（4）貨物列車重量的確定重載貨運專線列車重量的確定主要考慮下列因素1運量的需求。不論新線鐵路還是既有線鐵路，首要任務就是要完成運輸任務，并滿足不斷增長的運輸需求。一條鐵路線完成的運輸任務（或具備的運輸能力）具體體現(xiàn)在列車對數(shù)（或線路通過能力）和列車重量上。對于貨物運輸，為了提高運輸能力，或者完成更多的運輸任務，提高貨物列車重量，特別是提高重載貨運專線列車的重量是一條重要而有效的途徑。隨著我國新型大功率貨運機車數(shù)量的不斷增多，以及雙機牽引或多機重聯(lián)操縱技術(shù)水平和組織工作的不斷提高，而重載貨運專線又是作為基礎(chǔ)能源運輸?shù)闹匾ǖ?，其列車重量的增加勢在必行?線路設(shè)備條件的限制。區(qū)段內(nèi)限制坡度是其中一個重要限制條件，限制坡度的大小與列車重量的關(guān)系密切，提高限制坡度列車重量的主要措施是采用補機推送或雙機、多機牽引，這樣可