（创新管理）大秦线开行万
吨重载组合列车系统集成
与创新
大秦线开行 2 万吨重载组合列车
系统集成和创新
耿志修：铁道部，副总工程师兼科学技术司司长，北京，100844
摘要：大秦线是我国第壹条双线重载电气化运煤专线，承担着全国铁路 18％
的煤炭运量。开行 2万 t重载组合列车涉及很多技术难题，采用 LOCOTROL技术
必须解决好“山区铁路通信可靠性、长大下坡道周期制动、长大列车纵向冲动”
三大技术难题。铁道部先后安排 60多项科研项目，自 2004年起经过三个阶段、
上百次试验，实现了大秦线开行 2万 t重载组合列车的技术创新、体系创新和运
输组织创新，于运量和运输收入、装备水平等方面显著提高。
关键词：重载运输技术；重载组合列车；机车无线同步操纵；GSM-R；大秦
线
2003年，铁道部党组根据党中央、国务院的要求，为缓解煤电油运紧张情况，
作出了于大秦线开行 2万 t重载组合列车、大幅度提高大秦线运输能力的重大决
策。通过系统集成和创新，2006年 3月 28日，大秦线正式开行了 2万 t重载组
合列车，标志着我国铁路重载运输技术达到世界先进水平。
1需求牵引，科学决策
大秦线是中国第壹条双线重载电气化运煤专线，西起北同蒲线的韩家岭站，
东至秦皇岛地区的柳村南站，全长 653km。1985年开工建设，壹期、二期分别于
1988年和 1992年底投入运营。2002年，大秦线达到了年运量 1亿 t的设计目标。
作为我国重要的煤炭运输通道，大秦线承担着全国铁路 18％的煤炭运量，负
责全国六大电网、五大发电公司、380多家主要发电厂、十大钢铁公司和 6000多
家企业生产用煤和民用煤、出口煤的运输任务。
为从根本上提高大秦线的运输能力，2003年末，铁道部党组作出了加快大秦
线重载技术创新和扩能改造、快速提高大秦线运输能力的重大决策。
科学论证表明，开行 2万 t重载组合列车，提高列车牵引重量，是大幅度提
图 1大秦线煤运通道
高运输能力的最优选择。2万 t重载组合列车净载重 16800t，如每天开行 24．5
对列车，即可达到年运量 1．5亿 t；每天开行 49对列车，可实现年运量 3亿 t；
每天开行 70对列车，可实现年运量 4亿 t。不仅全面提高了大秦线的运输能力，
而且可提供充足的综合施工、维修天窗。
2003年 12月，铁道部组织考察组对美国和南非铁路重载技术进行了考察，
对当今世界上先进的重载技术即机车无线同步操纵技术(LOCOTROL)和有线电控空
气制动技术(ECP)进行了对比分析。认为采用 GE公司的 LOCOTROL技术开行 2万 t
重载组合列车，更符合中国铁路路情和大秦线运输实际，技术可行，经济合理，
安全可控。
2科研试验，集成创新
大秦线开行 2万 t重载组合列车是壹项复杂的系统工程，涉及到很多技术难
题。2万 t重载组合列车长达 2672m，大秦线地处山区，隧道多，坡道大，采用
LOCOTROL技术开行 2万 t重载组合列车，必须解决好“山区铁路通信可靠性、长
大下坡道周期制动、长大列车纵向冲动”三大技术难题。
科研试验
铁道部先后安排了 60多项科研项目，以攻克三大技术难题为主要目标，于
列车同步操纵、无线数据传输、牵引、制动技术、车辆重载技术、基础设施强化
技术、牵引供电强化技术、重载运输组织技术、重载组合列车优化操纵、综合维
修技术等方面开展了壹系列技术创新工作，形成了大秦线 2万 t重载组合列车重
载运输技术体系。
于铁道部的组织下，自 2004年起进行了 3个阶段、上百次试验(其中综合试
验 26次)，对大秦线开行 2万 t重载组合列车进行了系统集成创新。目前已掌握
了 3种编组开行方式的技术。
图 2重载运输技术体系
(1)采用 4台 SS4机车进行 4×5000t重载组合列车综合试验。
LOCOTROL技术于世界各国重载运输中已应用 30多年，安装了 7000多台机车，
均以 5000t列车的长度为基本单元开行重载组合列车。由于原来采用的 450MHz
数据电台于山区隧道地区传输距离仅为 650m，为满足大秦线运输需求，铁道部采
用 800MHz数据电台作为无线传输平台，首次实现了 800MHz数据电台和 LOCOTROL
技术的系统集成，传输距离达到 790m，满足了机车间通信的要求，同时实．现了
SS4机车和 LOCOTROL技术、CCB－Ⅱ制动机的系统集成，实现了对 SS4机车、新
型 C80车辆、机车自动过分相设备}的改造和试验验证。
自 2004年开始，进行了 4×5000t重载组合列车综合试验。2004年 12月 12
日，试验成功了中国第壹列 2万 t(4×5000t)重载组合列车。
(2)采用 4台 SS4机车进行 2×10000t重载组合列车综合试验。
大秦线有 46个万吨装车点和 8个 2万 t装车点，为了满足运输需要，提高运
输效率，需要开行万吨单元列车组成的 2万 t重载组合列车。
自 2005年开始，通过科学论证、系统集成、综合试验，于世界上首次实现
了 LOCOTROL技术和 GSM－R技术的结合，成功进行了 2×10000t重载组合列车综
合试验，标志着中国铁路重载运输技术达到世界先进水平。
为了最大限度地利用资源，2006年 5月，按照车站到发线有效长度进行了
2×10500t综合试验(210辆 C80)，每列 2万 t重载组合列车可增加 l000t重量。
(3)采用 2台和谐型机车开行 2×10000t重载组合列车。
2007年 5－7月，成功进行了用 2台大功率和谐型电力机车加可控列尾装置
牵引 2万 t重载组合列车的综合试验，开创了世界铁路重载史的新篇章。
采用 2台大功率和谐型机车牵引 2万 t重载组合列车，减少了机车台数，提
高了运输效率和经济效益。
图 3大秦线重载组合列车编组开行方式
工程改造
为满足大秦线开行 2万 t重载组合列车的需要，对大秦线牵引供电系统进行
了增容改造，强化了路基、轨道、桥梁等基础设施，将13个站场到发线延长到2800m，
加强和完善了 GSM－R无线双网系统，配套改造了信号设备。大秦线分散自律调
度集中系统(CTC)计划 2007年底建成投入使用。大秦线 CTC系统的开通使用，将
进壹步提升铁路装备水平，提高运输效率。
创新成果
通过 2万 t重载组合列车的开行，于以下几个方面实现了创新。
技术创新
壹是系统集成创新。于世界上首次实现了 LOCOTROL技术和 GSM-R技术的结
合，且成功应用于 2×10000t重载组合列车。把 LOCOTROL技术由过去的点到点通
信传输，发展为系统网络通信传输，解决了机车间通信距离限制的关键问题，标
志着我国铁路重载技术上了壹个新的台阶，为世界铁路重载技术的发展作出了贡
献。
二是首次实现了采用 2台和谐型大功率机车加可控列尾的方式，开行 2万 t
重载组合列车，是世界重载技术的又壹次创新，开创了世界铁路重载史的新篇章。
三是于世界上首次实现了 800MHz数据电台和 LOCOTROL技术的结合，且成功
应用于大秦线 4×5000t重载组合列车，使通信传输距离由 450MHz的 650m提高到
800MHz的 790m，进壹步拓展了 LOCOTROL技术的应用领域。
图 4采用单套 LOCOTROL系统和机车结合示意图
四是首次采用单套 LOCOTROL系统和 SS4机车结合，实现了主控机车双端同
步操纵控制功能。和 GE公司推荐的方案相比，200台 SS4机车仅设备改造就节约
资金 1亿元。
五是首次系统采用了重载车辆及重载配套技术。为大秦线设计生产了 C80重
载货车，加装了 120—1制动阀和中间牵引杆，于 SS4机车上加装了 E级钢车钩
和大容量弹性胶泥缓冲器，纵向冲击力减少 35％。
六是首次采用机车自动过分相装置。自主研制的机车自动过分相装置确保了
重载组合列车安全平稳运行。
体系创新
于大秦线开行 2万 t重载组合列车技术创新的过程中，探索了以政府为主导、
市场为导向、企业为主体、产学研用相结合的技术创新体系。
壹是充分发挥了铁道部的政府主导作用，组织 2万 t载组合列车关联重大科
技项目的实施。部领导多次作出重要批示，亲自指挥重载试验，部机关各部门紧
密配合，根据大秦线运输的需要，不断推进系统集成创新，优化重载列车开行方
案。
二是充分发挥企业于技术创新中的主体作用，开展产学研用联合攻关。于铁
道部统壹指挥下，北京铁路局、太原铁路局、大秦铁路股份 XX公司发挥主体作
用，积极和北京交通大学、铁道科学研究院、通号集团公司设计研究院、中国南
方机车车辆工业集团公司、中国北方机车车辆工业集团公司、北京首科中系希电
信息技术 XX公司等单位联合，组成了产学研用联合体，和 GE公司、华为技术 XX
公司等企业共同开展技术创新工作，成功实现了大秦线 2万 t重载组合列车的系
统集成创新。
大秦线开行 2万 t重载组合列车的技术创新实践，为完善我国铁路科技创新
机制进行了成功探索。
运输组织创新
壹县优化了运输组织。大秦线于世界上首次采用 4台机车 1+2+1的方式、2
台和谐型大功率交流传动电力机车 1+1+可控列尾的方式，开行 2×10000t重载组
合列车，符合大秦线运输特点，具有运输效率高，制动性能好，纵向冲动小，安
全平稳等特点。
二是实现了集疏运壹体化。2×10000t重载组合列车，满足了大秦线 46个万
吨和 8个 2万 t装车点的需要，缓解了湖东站的编组压力。2万 t装车点可开行
点对点的重载组合列车，充分发挥了先进技术装备的优势，构建了集疏运壹体化
的格局，大幅度提高了运输效率和效益。
3运力提升，效益显著
运量显著提高
2002－2006年，大秦线运量从 1亿 t提高到 2．54 亿 t，已成为世界上年运
量最大的铁路，2007年运量预计将达到 3亿 t，相当于又新建了 2条大秦线。
从 2006年 3月 28日正式开行 2万 t重载组合列车，到 2007年 8月底累计
运量已达到 1．254Lt。目前，大秦线每日开行 2万 t 重载组合列车 25对左右，
年运量超过 1．54Lt，已高于国外重载铁路的年运量。
图 62020年煤运基地铁路运输通道
装备水平显著提升
大秦线 2万 t重载组合列车的开行，显著提升了我国重载装备水平，不仅为
大秦线运量大幅度提高奠定了坚实的技术基础也为《中长期铁路网规划》中其他
铁路煤运通道建设起到了示范作用。
运输收入显著增长
大秦线运输收入从 2002年的 79亿元增加到 2006年的 161亿元，增加了 103．8
％，预计 2007年将达到 172亿元。
开行 2万 t重载组合列车，大幅度压缩了全周转时间，降低了运营成本，提
高了运输效率和效益。
社会效益十分显著
开行 2万 t重载组合列车，提高大秦线运输能力，对缓解全国煤电油运紧张
情况，促进国民经济持续健康快速发展具有重要意义。
目前，大秦线每天开行 25对 2万 t重载组合列车，年增运煤炭 7000多万 t，
可多发电 1500亿 kW．h。
随着和谐型大功率交流传动电力机车的陆续投入运用，2万 t重载组合列车
开行对数将进壹步增加。大秦线已成为煤运通道重载运输的示范性工程、既有线
扩能改造的样板性工程和铁路发展的标志性工程。
大秦线开行 2万 t重载组合列车系统集成和创新的成功实践表明，树立学习
型、开放型、全球型的观念，充分发挥比较优势、后发优势、体制优势，根据国
情、路情，树立以我为主的思想，坚持把原始创新、集成创新和引进消化吸收再
创新有机结合起来，全面增强自主创新能力，是快速提升我国铁路技术装备水平、
快速提高运输能力、加快实现中国铁路现代化的正确选择。
2009年，铁道部将和国际重载运输协会共同主办世界重载运输大会，向世界
展示中国铁路的重载理念和技术。
