200 kmh客货共线铁路开行快捷集装箱班列的可行性及安全保障研究

随着铁路网规模不断扩大和发展，截至2023年底，全路设计速度200km/h的线路已达46条，其中城际铁路及客运专线共17条，仅11条线路开行速度200km/h的动车组与速度80、90、120km/h的货物列车，且仅丹大线允许速度200km/h的动车组与80km/h的集装箱求，在提高运输效率、优化资源配置方面发挥着重要作用，但既有诸多学者针对200km/h的客货共线铁路开行120km/h集装箱班列开展了大量研究。邹明辉对200km/h客货共线铁路开行120km/h集装开行120km/h集装箱班列的可行性和技术条件。刘明从120km/h集装行120km/h集装箱班列能够有效解决200km/h客货共线铁路运输效率能力进行分析，明确120km/h集装箱班列在200km/h客货共线铁路的货物装车作业质量良好的情况下，200km/h动车组与120km/h货物列车在4.4m线间距的线路上交会是安全的。李志伟等研究了明线和隧道2个场景下，动车组与快速集装箱平车交会时的气动性能，提出明既有研究多从运输组织效率、列车交会技术参数等方面，分析集装箱班列与动车组区间交会的安全风险及安全防护措施的研究尚1客货共线铁路开行集装箱班列现状1.1客货共线铁路开行集装箱班列情况既有11条设计速度200km/h的客货共线铁路线路中，有8条线路开行了集装箱班列，其中有4条线路开行集装箱班列的速度达120km/h(见表1)。除丹大线外，其余线路均采用动车组与货物列表1客货共线铁路开行货运班列情况区间速度/(km·h⁻¹)1多式联运普快班列2多式联运快速班列3多式联运快速班列4昆楚大线多式联运快速班列5多式联运快速班列6多式联运快速班列多式联运普快班列7多式联运普快班列8多式联运普快班列1.2客货共线铁路集装箱班列开行特点1.2.1运输时效性较低200km/h客货共线铁路的集装箱班列均在天窗前后开行，当集装天窗后或推迟至次日发车，对集装箱班列的渝贵地区某客货共线铁路下行方向在天窗前开行2列货运班列，分别在23:00—23:20发车，次日6:40—7:00到达指定车站，若班列中地区某客货共线铁路上行方向开行1列集装箱班列(见图1),班间，停站等待时间178min,与下行班列相比全程运行时间增加图1滇中地区某线路上行集装箱班列运行图1.2.2开行规模较小200km/h客货共线铁路不允许动货交会运行，集装箱班列只能在苏与上海某港口之间暂无顺直既有线，仅1条200km/h客货共线铁路结束后4:00—6:00间开行11列集装箱班列。但该线货运需求旺盛，1.2.3双向开行不均衡部分距离较长的200km/h客货共线铁路通过将全线天窗优化为下行方向集装箱班列在站等候天窗时间(见图2),进而压缩班列的图2渝贵地区某线路下行集装箱班列运行图2快捷集装箱班列的界定集装箱班列的最高速度为120km/h,因此快捷集装箱班列的范围界定为：可与动车组区间交会运行，速度等级为120km/h的全封闭式通用3开行快捷集装箱班列的可行性我国既有速度等级为120km/h的集装箱平车的保有量充增开120km/h集装箱班列的条件，但需要特别关注动车组与集装箱班列交会时产生的瞬态空气压力波对列车运行的平稳性和安全性的影述2方面对200km/h客货共线铁路开行快捷集装箱班列的技术可行性3.1既有动货交会试验为论证200km/h的动车组与货物列车交会是否会对列车运行安表2动货交会试验“长白山号”动车组明线交会明线交会线间距4.6m、隧道断面面积92m²隧道内交会(1.08km)线间距4.6m、隧道断面面积92m²隧道内交会(1.02km)线间距4.6m、隧道断面面积92m²隧道内交会(0.70km)京秦铁路动货交会试验在线间距4.4m的条件下，对200km/h动车组与最高速度120km/h货物列车交会时的集装箱受力状态和货物列车装载加固情况等进行了测试。试验车选用200km/h“长白山号”结果表明，货物列车以80、100、120km/h的速度与200km/h的动车组进行交会时，40ft(1ft=0.3048m)集装箱侧面所受交会压力波最大幅值小于《铁路货物装载加固规则》(铁总运〔2015〕296号)中侧向风压计算标准值490Pa。“长白山号”动车组运行速度不变时，向气动力结果基本一致，且均在标准范围内。货物列车以120速度与200km/h动车组交会时，集装箱受到的气动倾覆力矩为胶济铁路动货交会试验在线间距4.4m的条件下，对200km/h动车组与最高速度120km/h货物列车交会时的空气动力学和货物列车空箱车以80、100、120km/h的速度与200km/h动车组交会时，轮轴要求。3.2既有动货交会运营经验2007年实施第六次提速以来，铁路运营部门在既有线广泛投入使用动车组列车，开行速度等级为200km/h及以上的动车组共计257新等18条线路，且动车组可与速度80km/h的货物列车在既有线上共例如，2020年，中国铁路沈阳局集团有限公司(简称沈阳局集团公司)在丹大线上实施了速度200km/h动车组与80km/h集装箱(不包括敞顶箱)班列交会运营。为确保动货共线和交会运营安全，沈阳备运用管理实施细则》,对动货交会线路超偏载检测装置作业流程进行明确规定；制定《机车乘务员一次乘务作业标准》,规定动车组在知》,对重点货物(集装箱)装卸车安全进行严格规范和管理，确保控措施》,对长白乌段列车运行计划、调车作业、异物侵限报警、应既有线开行动货区间交会列车的实践经验，技术条件》(铁科技函〔2006〕747号)和《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》(铁建设函〔2005〕285号),对比分析既有线与新建200km/h客货共线铁路线路条件，可知2类线路条件基本相同(见表3),表明200km/h客货共线铁路实施动货区间交会在线表3既有线与新建200km/h客货共线铁路线路条件既有线隧道净空面积/m²接触网标称电压应为25.0,最高工作电压为27.5,短29.0,最低工作电压为20.0,非正常情况下道段采用三线轨，构成1435、1067mm两种轨距的轨道(见图3),实现速度160km/h动车组与110km/h货物列车在隧道内进行区间交会，隧道全长53.9km,断面面积80m2,线间距4.3m,整体线路条件相比至220km/h后，下线既有线与100km/h货物列车和140km/h快件列车路实施250km/h动车组和160km/h货物列车区间交会运行。图3青函隧道三线轨示意图4开行快捷集装箱班列的安全风险对2019—2023年部分铁路局集团公司的安全问题统计数据及2022—2023年中国国家铁路集团有限公司运输安全情况通报进行梳理，其中涉及集装箱运输的安全问题为25件(见图4),均发生在箱体状态异常集装箱列车车轮擦伤过限集装箱装卸作业造成车辆脱轨吊装设备故障造成车辆损坏空重车错排导致车辆超偏载集装箱坠落违规办理危险货物发送业务车型选用不当造成车辆超载匿报夹带危险品货物导致箱内起火安全问题数量/件图4集装箱列车运输安全问题示意图由于200km/h客货共线铁路快捷集装箱班列采用全封闭式通用除由于专用箱(敞顶箱)和特种箱(罐式箱)自身原因对邻线列车造装卸作业造成车辆脱轨。箱体状态异常情况主要为角件未完全落位、5开行快捷集装箱班列的安全保障措施为保证200km/h客货共线铁路开行快捷集装箱班列的安全性，根据动货共线及区间交会管理经验、集装箱运输安全风险分析以及5.1加强运输安全管控货物运输管理规则》,不超范围办理货物发送业务，定期对集装箱发5.2提升作业技检质量5.3完善安全监测设施设备5.4加强应急处置管理6结束语快捷集装箱班列。既有试验结果表明，动车组与集装箱班列以200、120