铁路重载运输研究论文

关键词: 大准 重载

摘要:铁路重载货车转向架为铁路重载运输提供保障。由于铁路重载货车的重载质量不断增加,运行的速度越来越快速,从而造成了轮轨的损坏,这就需要加强对转向架技术的深入研究。对我国铁路重载货车转向架技术发展的历程进行阐述,详细分析了铁路重载货车转向架技术的应用,并对铁路重载货车转向架的发展趋势进行阐述。下面是小编整理的《铁路重载运输研究论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!

铁路重载运输研究论文 篇1:

大准铁路重载运输能力提升研究与应用

摘要:大准铁路由于初期设计标准较低,既有运输能力已经难以满足蒙西地区不断增长煤炭外运需要,为此,通过开展重载运输研究,实施了一系列技术改造,实现国内首开单线万吨列车,逐步将大准铁路打造成蒙西煤炭外运的重要通道。

关键词:大准铁路;重载运输能力;煤炭外运;能源需求;货运通道 文献标识码:A

1 概述

随着我国经济的快速发展,能源需求不断增大,准格尔地区煤炭开发热度不断增加,推动了煤炭外运需求不断加大,大准铁路作为“西煤东运”大通道的重要组成部分,尤其是准东铁路于2000年接轨后运量快速增长,至2002年完成运量1546万吨。

大秦铁路作为大准铁路的下游货源通道,自2004年起实施2万吨扩能改造,大幅度提升了运输能力,使大准铁路获取了5000万吨/年的煤炭外运资源;而大准管内先后接轨建设了托克托电厂线、岱海电厂线及新丰电厂线三条铁路专用线,加上早期接轨的国华电厂、丰镇电厂等,电厂煤炭需求超过2000万吨/年。而大准铁路由于初期设计标准低,到发线有效长850m,线路荷载为21吨,运输能力仅有1500万吨,远远小于煤炭外运需求,扩能改造势在必行。

在不改变单线运输模式的情况下,比较切实的方法是开展重载运输。考虑大准铁路以煤炭运输为主,具有货物品种单一、运输径路固定、发运量大且装车站比较集中,具备组织开展单元万吨列车的优势。

2 技术创新总体思路

大准铁路作为大秦铁路后方通道,开行万吨重载列车能够有效实现与大秦铁路的车流对接,具有运能大、效率高、运输成本低等优势,为此,大准铁路开展了一系列技术创新工作,保障万吨列车安全开行。

第一,线、桥动载试验。对线、桥设备进行C80货车动载试验,提出线路强化技术措施和桥梁加固处理意见。

第二,万吨列车动力学研究。通过计算和试验验证,掌握万吨列车在各种工况下的纵向冲动情况,为正式开行万吨列车提供理论基础和试验数据。

第三,创新使用动态无功补偿装置,有效提升了供电质量,满足了万吨列车开行的需要。

第四,研究开发了新式列尾传输技术,解决既有列尾在山区、隧道传播距离短的问题,满足万吨列车安全运行的需要。

第五,既有线桥墩加固技术研究。

第六,优化行车组织方式,适应万吨列车开行

要求。

3 关键技术研究

3.1 线桥动载试验

由于大准铁路原设计标准低,离重载铁路对线路的要求有较大的差距,试验以25吨轴重车辆(C80)编组货车进行动载测试:

3.1.1 通过小半径曲线时的动力性能试验,分析试验列车通过时的运行安全性、对线路横向稳定性的动力影响以及对线路设备的动力作用。

3.1.2 侧向、直向通过道岔区段时,对道岔结构的动力作用,分析试验列车通过道岔时的安全性、对道岔稳定性及道岔部件强度的影响。

3.1.3 测试桥梁的动力响应,分析开行万吨长大重载列车下桥梁的强度及竖向和横向刚度能否满足要求。

3.1.4 测试万吨列车在长大桥上制动时的安全性以及对桥梁的影响。

根据动态试验结果,将大准线钢轨由50kg/m轨更换成60kg/m轨,轨枕由Ⅱ型枕更换成Ⅲ型枕,并对85座桥梁进行了加固,满足了C80型万吨列车的运行需要。

3.2 万吨列车动力学研究

大准铁路线桥设计标准低,且线路条件、环境等因素与大秦铁路差异较大,大秦铁路开行的万吨列车能否在大准线安全运行需要进行科学论证。

3.2.1 建立纵向动力学仿真模型。

列车纵向动力学模型以每节机车车辆作为一个分离体,整列车的自由度等于全列机车车辆的总数(图1)。它以整个列车系统中的每一辆车为研究对象,考虑了每辆车的车钩间隙、缓冲器的非线性特性,机车的牵引及动力制动特性,列车的空气制动特性等。

列车纵向动力学模型取每节车为一个分离体,整列车的自由度等于组成列车的机车车辆总辆数。图2给出了列车中某一节车辆的纵向受力图,根据动力学原理,第i节车辆的纵向动力学运动方程为:

mix"i=Fci-1-Fci-Fwi+FTEi-FDBi-FBi(i=1~N)

式中:i=1~N;mi为第i节车的质量;x"i为第i节车的加速度;Fci-1为第i节车的前车钩力,当i=0时,Fci-1=0;Fci为第i节车的后车钩力,当i=N时,Fci=0;Fwi为第i节车的运行阻力,包括基本运行阻力、坡道阻力、曲线阻力、启动阻力等;FTEi为机车牵引力,仅作用于机车;FDBi为机车的动力制动力,仅作用于机车;FBi为第i车的空气制动力;di为第i节车所处线路断面的

坡度。

对于组成列车的N节车辆,可列出N个微分运动方程,组成一个二阶微分方程组,进行仿真计算。

3.2.2 仿真计算。万吨列车在运营中较为突出的问题是机车牵引能力的发挥、列车在牵引及制动过程中引起的纵向冲动。分析重载列车在不同操纵状态下的纵向动力学特性,并设置计算工况:平直道启动工况、4‰上坡道启动工况;平直道常用全制动(制动初速80km/h)、9‰下坡道常用全制动(制动初速80km/h)工况;平直道紧急制动(制动初速80km/h、30km/h)工况;长大坡道的循环制动工况(单独制动工况、单独缓解工况、联合制动工况),通过各种工况的仿真计算,得出大准线具备开行C70、C80型万吨条件。

3.2.3 牵引试验。对由C70、C80车辆分别编组的万吨重载列车,进行相应的制动系统的地面静止试验和线路运行试验,通过列车动力学计算和试验验证,充分掌握重载列车各种工况下的冲动情况,保证万吨重载列车的安全运行,提供了必要的基础理论和试验数据。试验结果与仿真计算基本一致,在此基础上编制了大准铁路开行万吨列车的运行图,于2006年正式开行万吨列车,开创了国内单线铁路开行C80万吨列车的先河,并在不断总结万吨列车开行经验的基础上,逐渐增加万吨列车开行对数,大幅度提升了大准线运输能力。

3.2.4 C60吨级、70吨级万吨列车研究。为进一步优化车流结构,大准铁路在成功开行C80万吨列车的基础上,对C62AK、C64、KM70车型编组万吨列车进行研究,经仿真计算和上线运行试验,成功开行丹洲营地区电厂、岱海电厂C62AK、C64、KM70万吨列车,开创了国内开行C62AK、C64、KM70型万吨列车的先河,从而在区间通过列车对数不变的情况下,有效地实现了大同口增运工作。

3.3 供电能力加强

为满足万吨列车开行需要,对全线6个牵引变电所进行增容改造,增设了点岱牵引变电所。同时结合大准铁路采用SS3、SS4型号电力机车的实际,创新使用动态无功补偿装置,有效解决牵引变电所功率因数低、谐波含量高的难题,将牵引变电所功率因数由原有的不足0.85提升至0.95以上,有效地提高了接触网的网压和电源质量。

3.4 列尾通信传输技术

大准线既有列尾装置通信采用400M传输,受山体的阻隔,形成许多弱电场区,通信距离受到限制,不满足万吨列车开行需要。若采取在列车中加挂中继器,会增加摘挂劳动强度,也不利于卸车时通过翻车机房。

大准铁路公司经过大量现场研究试验,利用原铁道部400kHz技术,将既有列尾装置改造为双向双信道(400kHz+400M)列尾装置,在400M的基础上,利用400kHz信号经接触网传输,不受山区、隧道的影响特性,实现400MHz+400kHz双信道互补,场强覆盖率达到99%以上。在不增加设备、不改变列尾作业程序和增加摘挂中继器作业的情况下,解决了万吨列车在山区列尾信息传输不畅的问题,确保了万吨列车运行安全。

3.5 桥墩加固技术

开行重载列车对桥墩的冲击力将极大增加,针对部分桥梁出现的横向振幅超限问题,在检测结果和评估报告的基础上,有针对性地对桥墩进行加固。常规对既有线桥墩横向刚度加固最有效的办法就是增大截面法,但增大截面法又会增大桥墩自身重量、增大基础负载。故在桥墩增大截面法加固实践中,需考虑既要尽量减少基础负载,又要满足桥墩刚度增大要求,以一圆形桥墩为例比选各种加固方式。设原有桥墩截面为D=2.5m、

H=8.0m,扩大基础。

墩身增大截面法加固比选方案,使用全高度同尺寸增大截面法,增大截面尺寸至D=3.5m;使用全高度渐变尺寸增大截面法,底部增大尺寸至D=3.5m,顶部尺寸D=2.5m;使用全高度阶梯变尺寸增大截面法,第一阶:D1=3.5m,H1=3.0m;第二阶:D2=3.0m,H2=3.0m;第三阶:D3=2.5m,H3=2.0m。

通过理论测算,三种增大截面方案中桥墩横向刚度及基础负载增加值如表1:

通过测算可得,全高度同尺寸增大截面法中基础负荷提升了17.21%,若大于10%,需要做基础加固,加固成本会变大,加固工期会延长;而全高度渐变尺寸增大截面法横向刚度提升较小,且渐变截面施工工艺较为复杂,立模较困难,因此采用全高度阶梯变尺寸增大截面法进行加固较为经济、合理、有效,可操作性强。大准线下脑亥东沟大桥桥墩加固过程中,采用了全高度阶梯变尺寸增大截面法,加固前后1#~4#号桥墩频率对比:

加固后,下脑亥东沟大桥各桥墩横向振动频率满足《铁路桥梁检定规范》要求,加固效果良好,能够满足25t轴重重载万吨的开行。

3.6 大准铁路运输能力查定

为准确测算大准铁路运输能力,联合北京交通大学开发了“车站与区间能力查定人工写实数据管理计算软件V1.0”“基于电务监测数据的铁路车站作业信息与能力分析软件V1.0”等三套软件系统。

在查定通过能力过程中,系统能够充分利用列车行车监控、电务的有关设备,自动提取有关时刻信息,替代传统的人工采点写实。同时可以将原始数据通过这些系统接口自动传输到数据处理系统,使大部分原始信息实现自动采集和传输,从根本上改变传统的查标方法。

该软件在采集大量原始数据的基础上,通过建立数据库管理系统,自动完成信息接收,并进行汇总、整理、分析、计算,得出车站咽喉通过能力和到发线通过能力。

通过该软件的应用,有效寻找运输能力瓶颈区,从而通过针对性改造打破运输瓶颈,提升列车会让能力,快速释放运能,公司先后开展了“五站”应急、龙-点-唐三角线改造、最大装车站点岱沟改造、丹洲营至燕庄单线双向自闭等工程以及推动了增二线改造,将大准铁路成功打造成年运量达2.3亿吨的蒙西煤炭重载通道。

3.7 创新运输组织方式

3.7.1 针对大同口车流集中到达,利用装车节奏,组织钟摆式行车。既为大准线万吨站不足增开万吨列车创造了行车条件,又缓解了大同口车流不均衡对大准线的运输影响。

3.7.2 对丹洲营至燕庄单线区段,逐段进行单线双向自闭改造,实现了列车同方向追踪运行,为钟摆式运输组织进一步创造了条件,将大同口运输能力从8000万吨提升至8800万吨。

3.7.3 利用TFDS动态检车系统,优化既有人机互检模式,取消点岱沟、南坪万吨列车始发作业,在保障安全的前提下,实现减员26人、职工劳动强度降低30%、始发列车停时压约30分钟;投用CTC和供电远动系统后,将逐步减少中间站、变配电所值守人员等。

4 与当前国内外同类技术比较

4.1 万吨列车开行技术

国内外双线铁路开行万吨列车较为普遍,因单线铁路运输组织较双线铁路更加复杂和困难,未有单线铁路开行万吨列车的先例。大准铁路联合西南交通大学对单线电气化铁路开行万吨列车技术进行研究,创造了单线铁路开行万吨列车的先河。

国内外开行万吨列车都是C70、C80型车体。大准铁路在开行C80型万吨重载列车的基础上,对C62AK、C64、KM70型编组万吨列车进行研究,成功首次开行了C62AK、C64、KM70型万吨列车,创新了万吨列车编组方式。

4.2 列尾通信传输技术

大准铁路创新使用400M+400K双信道双向数传列车尾部装置,利用原铁道部400kHz传输技术,在几乎不增加投资、不改变列尾作业程序和增加中继器摘挂作业的情况下,解决了万吨列车在山区列尾信息传输不畅的问题。

4.3 车站能力查定自动化系统

车站能力查定自动化系统从电务系统采集数据,通过数据处理、汇总、分析、计算,得出车站咽喉道岔、到发线能力,最终确定车站能力,具有人力财力投入小、插标准确率高、过程简单、计算快捷等优点。

5 结论及展望

5.1 结论

通过开展线桥动载试验、万吨列车动力学研究、供电能力加强、列尾通信传输技术改进等技术创新研究,大准铁路于2006年实现了国内首开单线万吨列车,依托重载运输实现了铁路运输量快速增长,长期保持和刷新了我国单线铁路年、月、日货物运量最高记录,至2015年货物发运量突破亿吨大关,全年运量达11161.5万吨,在蒙西煤炭外运及打造神华重载通道过程中发挥着越来越重要的作用。

5.2 今后发展方向

随着神华路网建设,形成了以大准铁路为后方主干线的新准-大准-准池-朔黄煤炭外运新通道,扭转了蒙西地区运输能力紧张的局面。今后大准铁路要从神华路网通道建设着手,通过统一设备管理、优化资源配置、开展机车长交路建设等措施,加强数字化铁路建设,研究开行2万吨组合列车,着力打造为国内第一条轻资产、高效率的重载通道。

参考文献

[1] 胡思继.铁路行车组织学[M].北京:中国铁道出版 社,1998.

[2] 佟立本.铁道概论(第六版)[M].北京:中国铁道 出版社,2012.

[3] 耿志修.大秦铁路重载运输技术[M].北京:中国铁 道出版社,2009.

作者简介:路文尚(1963-),男,内蒙古人,神华准能大准铁路公司总经理,工程师,研究方向:铁路运输组织。

(责任编辑:小 燕)

作者:路文尚

铁路重载运输研究论文 篇2:

铁路重载货车转向架技术应用探究

摘 要:铁路重载货车转向架为铁路重载运输提供保障。由于铁路重载货车的重载质量不断增加,运行的速度越来越快速,从而造成了轮轨的损坏,这就需要加强对转向架技术的深入研究。对我国铁路重载货车转向架技术发展的历程进行阐述,详细分析了铁路重载货车转向架技术的应用,并对铁路重载货车转向架的发展趋势进行阐述。

关键词:铁路 重载货车 转向架

Research on the Application of Railway Heavy-duty Freight Car Bogie Technology

Jin Fan,Sun Jun,Xiong Tao,Wang Fang

Key words:railway, heavy-duty truck, bogie

1 引言

由于鐵路运输具有运输量大、安全性高、速度快、成本相对较低等优势,因此,铁路运输是现阶段世界上各个国家运输的主要方式。铁路运输直接推动经济的高速发展,基于此,世界上各国对铁路货车的重载运输给予高度重视。我国基于自身实际出发,对铁路重载货车的转向架技术进行深入研究,推动铁路货车转向架技术的发展,进而促进我国铁路运输的健康发展。

2 我国铁路重载货车转向架技术发展历程

我国铁路发展模式为“提取+重载”并重,铁路重载货车转向架发展经历了四次技术升级。

第一阶段,1949年-1998年,为铁路重载货车转向架的仿制与自主研发阶段。这个阶段我国在对苏联哈宁转向架借鉴的基础上,设计了不同的转向架,以转8A型转向架为主,该转向架在很长时期内是我国50t-60t货车的主型转向架,于2001年停止生产。

第二阶段,1998年-2003年,为我国铁路重载货车转向架自主研发和对国外技术的吸收借鉴阶段。在这个时期,我国对21t轴重的转K1型转向架、转K2型转向架、转K3型转向架、转K4型转向架等提速转向架进行研究,为我国通用货车实现每小时120千米的速度提供保障。2006年21t轴重转向架在我国基本停产。

第三阶段,2003年-2006年,我国对系列25t轴重的转K5型转向架、转K6型转向架、转K7型转向架等提速重载转向架进行研制。其中在我国的重载80t级别的C80型的运煤敞车中应用转K5型转向架,70t级别的货车中广泛的应用转K6型转向架,这是我国当时25t轴重主型货车转向架。我国研发的25t轴重转向架是我国铁路重载运输技术达到世界领先水平的重要标志。

第四阶段,2006年至今,我国已经对27t轴重的DZ1型转向架、DZ2型转向架、DZ3型转向架以及30t轴重的DZ4型转向架、DZ5型转向架、DZ5型转向架进行研制。其中,DZ2型转向架与DZ5型转向架使用的技术方案为轴向弹性悬挂与侧架摆动相结合,其特点是径向准、实现柔性悬挂、动作用力低、磨耗低等。

3 铁路重载货车转向架技术的应用

3.1 低动力技术的应用

铁路重载货车和轨道线路主要存在着横向轮轨动力作用与垂向轮轨动力作用。轮轨之间的横向动力作用直接影响着轮缘磨耗与钢轨侧面的磨耗等,轮轨之间的垂向动力作用直接影响着轨道损坏与车辆踏面磨损等。

3.1.1 衡量轮轨垂向动力作用的指标

轮轨之间垂向低频作用力、高频作用力、轮轨的接触应力、轨枕的加速度响应、道床的加速度响应等是对轮轨垂向动力进行衡量的主要指标。基于一系弹性悬挂能够使轮轨的垂向动力作用得到有效降低。

3.1.2 衡量轮轨横向动力作用的指标

轮轨磨耗功、蛇行失稳临界速度、最大轮轨横向力、脱轨的最大系数等是对轮轨的横向动力进行衡量的主要指标。现阶段对轮轨的横向作用降低的主要措施包括轮对弹性定位、转向架横向刚度的减小等。比如DZ2型转向架采用了摆动式技术,使转向架低动力性能得到实现。

3.2 准径向技术与径向技术的应用

刚性的定位转向架在通过曲线的过程中,轮对刚性悬挂需要两轮对保持相对的平行,导致前导轮对和钢轨间的冲角比较大,由此有较大的轮缘力的产生,使轮缘存在较大的磨损。如果轮对轴箱的定位方式为柔性弹性定位,那么弯曲刚度与剪切刚度存在于轮对和构架当中,此时,因为存在踏面锥度,所以在蠕滑力的作用下轮对趋向于径向的位置,然而因为没有径向装置,所以经过曲线时轮对的趋于径向位置比纯径向转向架要小,所以被叫做是准径向。

实践表明,27t的轴重DZ2型转向架经过小半径曲线与道岔时,轮对冲角比转向架要少28-34%,降低7-12%左右的磨耗指数,转向架的准径向功能得到实现,曲线通过性能得到概述,使轮轨动作用力与轮轨的磨耗得到有效降低。

3.3 无焊接组装技术

基于铸造一体化吊座、拉铆结构固定杠杆支座点、螺栓链接八字面、托座、卡入式的八字面磨耗板等结构,使铁路重载货车的转向架无焊接组装得到实现,使铁路重载货车的转向架运用缺陷得到降低。

3.4 双作用弹性旁承技术

基于双作用弹性旁承技术能够使铁路重载货车的车体和转向架的回转阻尼得到提高,对于铁路重载货车转向架和车体摇头、车体侧的滚振动、蛇形运动针对等得到有效抑制,使铁路重载货车在提速过程中的稳定性与平稳性得到提高。当铁路重载货车通过的曲线的半径比较小时,刚性滚子直接接触旁承,使回转阻力矩得到有效控制,使其在合理范围中,从而使曲线通过性能得到改善。

3.5 组合式斜楔技术的应用

组合式斜楔高分子磨耗板使铁路重载货车转向架减震系统的阻尼得到有效控制,从而提升了系统的摩擦性能。由于金属摩擦副的阻尼离散度大导致了铁路重载货车的动力性能不稳定,而组合式斜楔使金属摩擦副阻尼具有较大离散度的问题得到有效解决,从而提高了铁路重载货车的稳定性。

3.6 单元制动技术的应用

单元制动技术的优点在于自重比较轻,具有较高的传动效率等。自动单元技术被广泛的应用在铁路重载货车大轴重的车辆上。比如DZ5型转向架采用了、DAB-1型集成制动装置,实现了闸调器与自动缸的一体化,对传统的转向架制动装置的刚性中拉杆功能进行代替,具有更加紧凑的结构,实现了作用力主动缓解的功能。

4 铁路重载货车转向架技术的发展趋势

4.1 铁路重载货车转向架的降噪技术

铁路重载货车的噪声特别是运行在夜间时,对于铁路沿线的居民的生活造成了非常严重的影响。国外发达国家对于铁路列车的噪声方面制定了严格的标准。铁路重载货车的设计人员对于铁路重载货车的噪声降低问题需要给予高度重视。铁路重载货车的车轮、轮轨的滚动、闸瓦摩擦、转向架的零部件摩擦等是导致铁路重载货车噪声的主要来源。就铁路重载货车的转向架不适宜使用复杂的噪声降低的措施,这是由使用转向架的条件所决定的,如何有效的降低铁路重载货车转向架的噪声是研究的重点方向。

4.2 铁路重载货车转向架的长期运行稳定性技术

铁路重载货车安全运行的基础就是转向架能够稳定、可靠的运行。通过深入分析铁路重载货车转向架的作用原理,实现对铁路重载货车转向架参数的合理选择与结构的优化,从而使铁路重载货车转向架的稳定性得到提升。对铁路重载货车转向架的作用机构、非金属材料的零部件、关键的承载零部件、摩擦副的可靠性等进行综合全面分析,使铁路重载货车转向架稳定的力学性能得到保障。

4.3 有效降低铁路重载货车转向架轮轨的动作用力

随着社会的不断发展,铁路重载货车的轴重不断的增加,铁路线路的承受轮轨作用力和铁路线路的变形也越来越严重,从而产生了较为突出的轮轨动力作用问题,这就需要基于有效技术手段,使铁路重载货车对于轨道的动力作用得到最大程度的降低,从而能够提升低动力的性能,使铁路重载运输的成本可以降低。铁路重载货车转向架在未来的发展中,应该在使铁路重载货车稳定、可靠运行的基础上,对于制定低动力性能指标、科学监控轮轨力的技术等的进行深入的研究,从而对和我国国情相适应的铁路重载货车低动力性能的评价和试验监控规范进行制定,同时对于铁路重载货车和铁路线路之间的耦合关系进行综合考虑,确保铁路重载货车转向架能够和我国现阶段的铁路线路、桥梁等最大程度的匹配。

4.4 铁路重载货车转向架的轻量化技术

进入新世纪,科学技术突飞猛进,客户提高了对于铁路重载货车的自重要求,需要不断降低铁路重载货车的自重,基于此,铁路重载货车转向架自重的降低成为研究的重点问题。现阶段的铁路重载货车转向架零部件的减重是以当前的考核标准为依据,基于应力符合性的原则进行减重,因此,铸钢转向架减重已经达到了极限,所以需要全面考虑铁路重载货车转向架的结构、制作工艺、新材料、考核标准等,从而推动铁路重载货车转向架轻量化技术的发展。

5 结语

铁路重载货车的转向架技术和我国铁路重载货车的重载质量、速度提升的目标的实现具有直接影响,通过对铁路重载货车转向架关键技术的深入研究,使转向架关键部位工作的可靠性得到提升,同时使惯性故障问题得到有效解决,推动我国转向架技术向着世界先进水平发展。

参考文献:

[1]李奕豪.火车火车转向架检修的优化和提升方法分析[J].科技经济导刊,2019(28):53.

[2]穆凤军,刘振明,徐世锋,等.铁路货车变轨距转向架技术方案研究[J].国外铁道车辆,2019(3):21-24.

[3]陈春棉.我国铁路货车径向转向架發展与运用现状[J].山东工业技术,2016(16):174-175.

作者:金帆 孙俊 熊韬 王芳

铁路重载运输研究论文 篇3:

智能铁路旅客运输组织关键技术研究

摘要:随着物联网、云计算、大容量通信技术、互操作、知识推理、信息安全等智能化技术的不断发展,智能科技在智能铁路旅客运输领域也得到了充分利用,并成为智能铁路系统的核心技术。中国铁路信息化和智能化系统的开发和建设在近20年间已经取得了长足的发展。通过对智能铁路旅客运输组织内涵的深入性分析,融入信息化的技术,优化智能铁路和高速铁路之间的关系,完善相对应的组织架构,从而给后续组织管理提供重要的支持,推动我国交通运输行业的不断发展。本文论述了智能铁路旅客运输组织关键技术。

关键词:智能铁路;旅客运输;运输组织;关键技术

一、智能铁路旅客运输组织的概述

(一)主要内涵

1.我国智能铁路概念的提出

我国铁路运输主要是为旅客和货物提供相对应的服务,在实际进行时需要处理好客流和货流之间的关系,并且优化整体的运作模式,从而搭建一体化的铁路运输组织。智能化铁路是一种新型的铁路交通解决方案。特别是高速铁路诞生之后,对铁路运营管理提出了更为严格的要求,促使各时期的先进技术不断融入到铁路运营管理中,使得铁路运营管理的智能化、现代化程度不断提高。

智能化旅客运输组织中需要利用先进的科技手段做好运输的组织管理,解决在以往工作中所遇到的问题,从而具备智能化的特点,让旅客体验到智能化、信息化、自主化。

2.智能化铁路系统

在我们国家智能铁路的研究,其本质含义就是智能运输系统(Intelligent Transportation Systems,ITS)与铁路运输系统充分结合,即智能化铁路系统(RITS):是集成了先进的信息处理技术、通信技术、控制与系统技术、计算智能与决策支持技术等,以实现信息采集、传输、处理、空间、时间和人力资源,以较低的成本达到保障安全、提高效率、改善经营管理和提高服务质量目的的新一代铁路运输系统。而且,我们国家铁路在不同阶段也分别实施了很多有代表性的系统,如TMIS、DMIS、客票预售系统等,近年来也在加快实施TDCS、CTCS、GSM-R等先进RITS系统。

智能铁路运输系统通过对运输及其保障设备的检测、监督和管理,把铁路运输系统技术、经济及系统效能等目标综合起来,逐步实现调度指挥智能化、客运营销社会化、经营管理现代化,在提高运输效率、扩大运输能力、优化资源配置、保障运输安全、改进服务质量、提升管理水平、提高经济效益等方面发挥明显作用,努力打造安全、高效、绿色、智能的铁路。

(二)智能铁路运输组织运用

1.客流調查及预测

客流组织是旅客运输的重要源头,所以在实际工作中需要更加全面的完成客流组织工作,先进行客流调查以及预测,从而为后续运输组织方案实施提供重要的基础。在实际工作中需要具体情况具体分析,例如对于特殊节日要采取针对性较强的调查方法,在实际工作中需要建立专业性的技术小组,通过分工决策来提高后续的组织管理效果。

智能铁路要做好实际数据的全面分析和记录,获得更加精准性的客流数据,在每个列车运行之后,要根据系统的功能自动的统计每趟车的客流分析不同列车的效益,将其作为预测客流的基础保障,做好新的整合工作之后,再根据历史数据进行对比分析,了解这一阶段客流变化的规律,从而做出紧急预案和科学的管理工作。之后,也可以建立数据模型,预测这一时间内的客流量。

2.运输组织方案的制定

运输组织方案制定属于智能铁路旅客运输组织中的核心基础,有助于提高运输的服务质量。列车开行方案要根据运输需求和客流量的变化情况进行精准性的预测,并且还需要打破在技术和能力方面的限制性。虽然智能铁路和传统铁路采取的是相同的开行方案,但是智能铁路也有不同的地方。例如在实际方案制定时,要根据客流量的预测结果进行精准性的判断,在前期客流预测的方案中,确定最终的开行方案,并且沿用下次开行的方案编制模式,整个过程是动态化的。

此外,可以根据实际客流量的变化情况来调整最终的工作方案,通过这样的工作方式不仅可以满足实际负荷度方面的要求,还有助于为后续决策结果的校正提供重要的基础。在智能铁路应用时,要根据客流量的变化以及开行方案的机理,实现客流和开行方案的多方面结合调整,列车开行方案属于动态化评估的过程,最终完成理论的有效编制。

3.铁路票务分配及调整

传统铁路的票额分配要参考历史客流数据和历史票额的分配方案进行确定,但是如果在预测时存在某些偏差的话,那么很容易会对旅客出行造成一定的影响,存在不匹配的问题,所以在实际工作中可以利用先进的技术完成最终预测分析的精准性。

智能铁路的票额分配可以根据实际的售票数据采取短期客流预测的方法,根据当天和出发之前每天售票量来预测后续的票务分配工作,在实际工作中需要妥善的应对一些突发情况。例如在某个区间内,如果客流量变化是比较大的话,那么可以按照每小时的票额数量做好返程客流的精准性预测之后,再进行票额的调整,满足动态化的变化特点。采取这种工作方式更加贴近于票务分配的需要以及标准,从而使得车票能够和需求进行相互的匹配,防止出现票额剩余或是不足问题的发生,从而提高实际的服务效果。

二、智能铁路旅客运输组织关键技术

(一)确定组织模式

1.动态化的组织模式

在确定组织模式时,需要根据智能铁路旅客运输的发展现状做好数据的整合工作,从而使组织模式的可靠性能够得到全面的提高。在实际工作中要以实现旅客运输数量最大和运输效率提高作为主要的宗旨,满足旅客出行的需要。

在新时期智能化铁路建设背景下,需要打破以往运输能力方面的限制性,优化整体的组织方案,充分地利用当前运输的能力,在实际工作中需要创新管理内容,将高科技的手段和现代铁路发展进行相互的匹配,从而满足客流变化方面的运输要求。在实际工作中需要确定随需求而变的工作模式,根据客流预测的方案来提出出行需求的组织运输方案,合理的确定好票额分配和开行方案等等。

在初始方案完成之后,如果旅客需求有所变化的话,那么要根据智能系统的功能做出响应,参与更加科学的组织方案,满足乘客出行的需要。在流程方面需要打破以往传统铁路模式制定中的限制之处,还要根据情况来做出科学的调整及預测,之后再按照调整后的方案做好组织过程的分析,以此来提高实际运输能力。

2.一体化的组织模式

一体化组织模式主要是将旅客运输组织各个部门归为同一个运输管理部门中,通过统一的领导实现部门之间的科学协调,从而提高部门的协同工作效果,保证信息流通能够具备通畅性的特征。在实际工作中需要完善信息流的去向以及分类,通过横向和纵向的优化来确定主要的工作方案,通过彼此之间的协调,完成旅客的运输服务。

在实际管理中需要将购票和行李托运等不同的工作内容进行一体化的处理,为旅客制定更加详细而全面的旅行计划,并且通过一体化的管理完成开行方案的统一编制。使客流预测开行方案的一体化能够符合旅客当前的出行标准。在后续工作中要根据旅客运输的要求和标准进行优化整体作业,按照统一的标准减少管理上的不协调特征,从而使得铁路运输的管理效率能够得到全面的提高。智能铁路采用一体化的管理模式,需要完成统筹性的安排,防止出现资源浪费的问题。

(二)旅客运输组织结构

在旅客运输组织结构中,需要构建一体化的工作模式,按照层次性的工作原则,全面处理好在实际管理中所遇到的问题,从而提高后续管理的效果。在智能化铁路管理中,需要先进行方案的可行性分析,兼顾运输成本和最终效益方面的因素,做出灵活性的判断,在需求变化的特点中作出快速响应,满足关键决策机制方面的要求,从而提高旅客运输组织效率,同时满足旅客出行的需求。在实际工作中需要作出反馈的调整,完善原有的组织机构,根据现有客流量的需求变化来优化整体的方案。

三、智能铁路发展前景

智能铁路发展战略已成为21世纪竞争力的核心战略。我国铁路目前的总体建设方针是高速度、高密度,不仅要实现重载,而且还要实现货客混跑,这种既复杂又高难度的技术结合就更需要智能化的运输管理技术。但中国铁路的智能化建设属于初步发展阶段,在先进技术的集成应用方面还存在欠缺。为了进一步提高铁路运输安全、效率及服务,从系统的角度规划中国铁路智能系统总体架构,采用渐进集成和阶段跨越的方式发展铁路智能运输系统,实现铁路运输向智能化、现代化方向的跨越式发展具有极为重要的意义。随着中国铁路智能化建设的深入发展,加快中国RTIS标准体系研究及相应的标准化工作必将成为一个重要工作。

四、结束语:

智能铁路运输是铁路运输发展的必然趋势,在智能铁路旅客运输组织中,我们要秉着“迅速、高效、便捷”的目标,研究明确主要的智能铁路系统架构。例如列车的开行方案和综合管理系统等等,涵盖到不同的工作模式中,完成动态化的调整之后,再确定新型的系统运作方式,通过信息的传输完成智能化的管理以及决策,从而满足信息实时传输和运输的需要,优化整体的工作流程,从而提高智能铁路旅客运输组织的工作效果,满足旅客的出行标准,把铁路运输行业引进一个崭新的时代。

参考文献:

[1]高佳.智能铁路旅客运输组织关键技术研究[D].四川:西南交通大学,2014.

[2]高仕龙.基于智能化的高铁车站旅客乘降组织优化研究[D].北京:中国铁道科学研究院,2019.

[3]薛彤.城市轨道交通列车开行计划调整优化方法研究[D].四川:西南交通大学,2018.

作者:吕红梅

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