美国重载铁路研究现状
国内外铁路重载运输发展概述
第一章国内外铁路重载运输发展概述1 国外铁路重载运输发展概况1.1 发展历程重载铁路运输因其运能大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路的广泛重视，特别是在一些幅员辽阔、资源丰富、煤炭和矿石等大宗货物运量占有较大比重的国家，如美国、加拿大、巴西、澳大利亚、南非等，发展尤为迅速。
目前，重载铁路运输在世界范围内迅速发展，重载运输已被国际公认为铁路货运发展的方向，成为世界铁路发展的重要趋势。
世界铁路重载运输是从20世纪50年代开始出现并发展起来的。
第二次世界大战后的经济复苏以及工业化进程的加快，对原材料和矿产资源等大宗商品的需求量增加，导致这些货物的运输量增长，给铁路运输提出了新的要求，而大宗、直达的货源和货流又为货物运输实现重载化提供了必要的条件。
铁路部门从扩大运能、提高运输效率和降低运输成本出发，也希望提高列车的重量。
同时，铁路技术装备水平的不断提高，又为发展重载运输提供了技术保障。
从20世纪50年代起，一些国家铁路就有计划、有步骤地进行牵引动力的现代化改造，先后停止使用蒸汽机车，新型大功率内燃和电力机车逐步成为主要牵引动力。
由于内燃、电力机车比蒸汽机车性能优越，操纵便捷，采用多机牵引能获得更大的牵引总功率，这为大幅度提高列车的重量提供了必需的牵引动力。
从而，以开行长大列车为主要特征的重载运输开始出现。
但这一时期的重载技术尚不配套，长大列车货车间的纵向冲动、车钩强度、机车的合理配置、同步操纵及制动等技术问题都没有得到很好的解决。
20世纪60年代中后期，重载运输开始取得实质性进展，并逐步形成强大的生产力。
美国、加拿大及澳大利亚等国铁路相继在运输大宗散装货物的主要方向上开创了固定车底单元列车循环运输方式，而且发展很快。
美国1960年只有1条固定的重载单元列车运煤线路，年运量不过120万t；而到1969年，重载煤炭运输专线增加到293条，运量占铁路煤炭运量的近30%。
前苏联在20世纪60年代末为解决线路大修对运输的干扰，在通过能力紧张的限制区段组织开行了将两列普通货车连挂合并的组合列车，这种行车组织方式后来成为提高繁忙运输干线区段能力的重要措施。
国外铁路科技发展趋势及对我国铁路科技发展的建议
经营与管理1 国外铁路科技发展趋势近年来，世界铁路在大力推动客运高速化、货运重载化、运营管理与服务信息化的基础上，为进一步适应经济社会发展和运输市场竞争的要求，不断提升铁路发展的效率效益，密切融合现代科技新成果，呈现出新的发展趋势。
1.1 高速技术发展重点已超越速度本身过去半个多世纪，世界铁路主要国家均致力于提高列车速度，并不断取得新突破。
今后，高速仍是各国铁路科技发展的重要方向。
例如，欧盟计划到2035年将高速列车运行速度提高到360 km/h，德国正在研制采用独立旋转车轮的时速400 km下一代高速列车，美国正在研究用于磁悬浮的列车弹射启动技术；国外还将进一步发展快捷货运技术，欧盟提出要在提速既有线上开行最高时速250 km的快捷货运列车。
在持续关注列车速度的同时，各国更加注重高速铁路运行控制、信息服务等技术的发展。
一方面，越来越重视通过创新列车控制技术，进一步提高高速列车乃至整个铁路网的运输效率，降低运行控制成本；另一方面，更加关注信息技术在高速铁路的推广应用，以创造更多衍生的旅客服务，不断改善乘客体验，如法国将通过提供高速列车在途互联网服务、开发更先进的车票预约系统和声音识别系统等，构建个性化服务体系。
1.2 重载技术领域仍注重探索开行更长、载质量更大列车为满足大宗货物运输需求、不断提升铁路货运效率，开行更长、载质量更大的列车仍是国外重载运输发展的重点任务之一。
为此，国外铁路将持续深化重载机车车辆、列车同步操纵、信息化等技术创新。
机车车辆方面，世界重载铁路国家正大力发展大功率交流传动机车技术，并研发模块化机车；考虑到货源分布、运输成本等因素，国外大多选择大轴重、低自质量、低动力作用的重载货车发展路线。
国外铁路科技发展趋势及对我国铁路科技发展的建议摘 要：从高速、重载、安全、运营管理、节能环保、运用维护等技术领域，总结当前国外铁路科技发展趋势；立足国家和铁路行业、企业发展实际，分析“十三五”时期我国铁路科技发展的新需求；在此基础上，对我国铁路未来科技发展方向提出相关建议。
美国高速铁路现状及发展思考
市场分析美国高速铁路现状及发展思考吕欣(中铁二院工程集团有限责任公司高工、副所长，四川成都610031)摘要：在解读美国高速铁路发展总体规划的基础上，对潜在美国高铁市场进行了初步研究。
以东、西海岸两条规划高铁项目为例，分别从发展条件、现状交通概况、运输费用时间、发展前景等方面进行了比较分析，为未来中国进入美国高铁市场提出重点关注方向。
关键词：美国；高速铁路；高铁市场文献标识码:A文章编号:1004-9746(2021)03-0012-05Thoughts on the Current Situation and Development of High-Speed Railway in the United StatesLV Xin(China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd.,Senior Engineer and Deputy Director,Chengdu610031,China)Abstract:This paper makes a preliminary study on the potential high-speed railway market in the United States based on the interpretation of the development plan of U.S.high-speed railway.Taking east and west coast planned high-speed rail projects as examples,this paper makes a comparative analysis from the aspects of development conditions,current traffic situation,transportation cost and time,development prospects,etc.,and puts forward key issues for China entering the U.S.high-speed railway market in the future.Key words：the United States;high-speed railway;high speed rail market0引言美国联邦铁路管理局(FRA)2009年4月发布了高速铁路战略计划(High Speed Rail Strategic Plan)；2009年6月发行了80亿美元资金申请的暂定指南(Interim Program Guidance)；2010年1月发布了美国时任总统奥巴马签署的80亿美元资金分配方案$这标志着美国高速铁路建设正式拉开序幕叫1美国高速铁路网规划解读1.1美国高速铁路网规划高速铁路计划在美国已进行了多年的预研究$ 1991年美国国会批准通过的《多式地面交通效率法》(Intermodal Surface Transportation Efficiency Act 1991：ISTEA"设立了既有铁路及未来铁路与高速公路间平面交叉安全改进的补贴计划，并指定了5条高速铁路走廊#1998年通过的《21世纪的交通均衡美国高速铁路现状及发展思考吕欣化法》（The Transportation Equity Act for the21st Century：TEA21）又指定了其他6条高铁走廊％目前，美国高铁路网规划全部依据立法规定的这11条高速铁路走廊制定，规划线路如表1所示。
重载铁路
世界重载铁路发展现状 -- 美国
• 美国是世界重载运输首创国， 美国铁路线路以约23 万km 的线路里程遥居世界各国铁 路路网规模首位
• 美国铁路重载运输约95%是 利用单元列车完成的
• 煤炭是美国铁路运输最主要 的货物品类，其次是化学产 品和农产品
• 美国铁路双层集装箱运输也 进入重载运输的领域
许多重载铁路不仅运送矿石或煤炭也运输旅客和其他货物通常重载铁路和港口设施均属采矿公司世界最大的矿石运输公司发起成立了国际重载协会世界重载铁路发展现状美国美国是世界重载运输首创国美国铁路线路以约23万km的线路里程遥居世界各国铁路路网规模首位美国铁路重载运输约95是利用单元列车完成的煤炭是美国铁路运输最主要的货物品类其次是化学产品和农产品美国铁路双层集装箱运输也进入重载运输的领域世界重载铁路发展现状澳洲澳大利亚的矿产资源非常丰富还是世界上主要的粮食小麦输出国之一这样的资源特点推动了澳大利亚铁路重载运输的发展重载运输产值占全澳gdp的17年产值约70亿美元年货运量总量达545亿t货物构成中煤炭运量占37矿石运量占39
• 我国其他重载线路上基本都是开行5000吨级的单列式重载列车
对我国铁路货运发展的启示
• 扩大重载列车开行范围，完善区际干线 路网
• 提高货车轴重和列车牵引重量，进一步 提升既有线货运能力
• 加快铁路货运通道建设，进一步提升铁 路大宗货物运输能力
世界重载铁路发展现状 -- 中国
• 中国素有“地大物博、人口众多”之称，矿产资源丰富，特别是 煤炭资源
• “北煤南运”或“西煤东运”及“南粮北调” • 大秦铁路是我国自行设计修建的第一条双线电气化重载运煤专线 • 大秦重载铁路西起我国煤都大同，东至秦皇岛港，全长653公里
美国的高速铁路历史与现状
美国的高速铁路历史与现状第一篇：美国的高速铁路历史与现状美国铁路的历史美国的铁路运输，自1828年第一列旅客列车投入运营后，100多年来曾经为美国的经济繁荣做出过重要贡献，1916年，美国铁路总里程达到了惊人的40.9万公里，哪怕经历了一系列的拆除、重整，直到今天，美国仍保留着长达40.9万公里的运营里程。
美国铁路的现状1956年，美国通过了“洲际高速公路法”，兴建起了四通八达的高速公路网。
并且随着汽车与飞机制造业的迅速发展，公路运输与航空运输的地位水涨船高，曾经繁荣的铁路运输尤其是客运业逐渐萎缩。
由于航空与公路的发达与便捷，航空公路成为了美主流的客运方式，国会出台调查报告分析高铁运力，随着汽车、飞机等现代运输工具的快速发展，美国客运量主要集中在航空和公路领域，铁路日渐萎缩。
据美国运输部统计，2001年在出行80公里以上的美国人当中，56%的人采用私人汽车，41%人采用飞机，2%的人乘长途汽车，只有1%的人选择火车。
美国对高速铁路的需求尽管人们选择出行方式时热衷与航空与公路，然而事实上，进入80年代后，由于交通等基础设施建设跟不上经济发展的需要，高速公路拥堵，机场拥堵，同时能源、环境问题同交通运输的矛盾日益突出，建设更多的高速公路不能解决问题，不仅是因为它们污染环境、破坏居住环境，而且还因为它们建设速度相对较慢，一旦建起来几乎立刻就会拥堵起来。
随着人口数量的增加，国家需要扩大公共交通运输系统。
美国必须投资于保护环境、不会扰民、缓解拥堵的铁路交通，迫使美国重新考虑铁路运输的建设，高速铁路计划也提上了日程。
美国发展高速铁路遇到的问题然而，恰恰是由于美国拥有世界上最先进的铁路货运系统，这如今反而成为了限制美国高铁发展的一大因素。
美国铁路的运能与效率都居世界首位。
运输成本仅为欧、日之半，如按购买力平价计算，运费甚至低于最廉价的中国。
而现有美国高铁基本上是客货共轨，而一列高铁需要6列货运火车随时停驶让路，将会严重影响货运效率。
美国铁道协会交通技术中心的研究
美国铁道协会交通技术中心的研究美国铁道协会交通技术中心（TTCI）对比分析了各国重载运输的现状与发展动态，认为重载运输在技术上不存在问题，经济上在减少运营和装备成本的同时将增加线路维修和更新改造成本，也将增加车辆零部件（车轮、轴承以及铸件等）损坏的危险。
因此，TTCI认为，重载运输线路应采用优质钢钢轨并焊接成无缝线路。
一方面，采用超净优质钢钢轨将减少钢轨的磨耗和裂纹。
另一方面，通过钢轨焊接以减少钢轨接口（北美铁路每年完成约16万个焊接），将大大改善线路品质并增加可靠性，同时对线路和车辆状态进行有效的检测和定期维修。
其次，要改进车辆部件设计，降低车辆自重以提高载重和自重系数，重视车轮、车轴以及车辆部件的制造质量。
提高轴重的一个重要技术措施是轮轨界面的管理，如改进车辆悬挂装置、采用有效的轮轨润滑、加强线路的维修和车轮的维护、积极使用机车车辆状态检测系统、加强货车维修、通过心盘润滑减少车辆转动阻力等。
为了监测由于车轮踏面凹陷、轮缘磨耗造成车轮与轨道接触面不吻合而产生的较大接触应力和因车轮表面缺陷产生对线路的冲击载荷，以及较大曲线侧向力，TTCI研发出了机车车辆状态监测系统。
这套系统包括车辆状态监测装置（TPD）、道旁声学监测系统（TADS）、车轮冲击载荷监测装置（WILD）等。
目前，全美铁路干线上共安装了7套道旁声学监测系统、19台车辆状态监测装置以及52台车轮冲击载荷监测装置。
由于轮轨几何形状直接关系到车辆在曲线上的行驶和在直线上的稳定性，同时也关系到轮轨表面接触应力和车辆的脱轨，保持良好的轮轨几何形状对重载系统的稳定和安全至关重要，因此要及时更换磨耗到极限的车轮。
对此，TTCI基于详细的试验和成本效益分析提出的换轮标准为磨耗达到4毫米。
美国发展高速铁路的障碍
美国发展高速铁路的障碍本文介绍了美国修建高速铁路项目面临的一些障碍，也对规划项目目前面临的经济、政治、技术和地理因素的局限性进行了分析。
同时，文章还认为，这些障碍并非不可逾越。
对美国之前未进行高速铁路项目规划的原因进行了探讨。
一个核心问题是如果美国不对高铁项目进行投资，那么是否还能在21世纪依然保持竞争力。
高铁项目已经被奥巴马总统个人列在了其政治议程之上。
在进行具体投资之前，有必要首先来分析下为何高速铁路之前在美国未获得相应的发展。
1.高速铁路的定义对高速铁路很难下一个具体的定义。
是否只是简单的高速客运列车? 最低运行速度是多少？高速铁路是否是私家车和航空的竞争对手？高速铁路使用新建基础设施还是既有基础设施？对这些问题进行考虑对于评估高铁在美国的发展潜力和最终带来的效益来说至关重要。
速度是否是最好的定义标准？欧盟将高铁定义为运行速度200km/h以上的既有线或者运行速度为250km/h以上的新建线路（uic, 2010）。
这个标准意味着如果建设高速铁路，大多数国家的路网将需要大幅度提速，同时瑞典和英国一些既有速度已经在200kph以上的正线已经是高速线路。
美国运输部将高速铁路的速度定义为110mph以上（177kph）。
而中国，高速铁路指的是商业运行速度超过300kph的铁路。
问题是乘客们到底愿意为什么样的运行速度买单？高铁有多种经济模式。
中国、日本和台湾的高铁系统都采用新建的基础设施，主要是由于既有线路的轨距和供电系统不适应高速铁路。
西班牙的ave服务采取的是和日本相似的策略，修建单独标准轨距的高速铁路路网，供电线路为25kv。
路权的完全分离在日本和中国可以发挥重大作用，因为可以最大程度的发挥线路能力。
另外一种混合模式是同时使用既有线路和升级改造线路，在关键的通道和节点区域建设新线路。
这样的做法灵活性更高，并且可以将高铁车辆应用于那些新建基础设施在经济上不划算的地区，同时还可以在市中心人口密集区域运营高铁车辆，而不必进行过多的隧道工程和占用土地。
美国铁路重载运输
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｄｅ ｃ ｉ ｅ ｒ ｈ ｒ ｓ ｎ ｏ ｄ ｔ ｎ ｆｈ ａ ｙ ｈ ｕ ａ ｌ ａ ｉ ｇ ｉ ｈ ｉ ｄ Ｓ ａ ｅ ． ｓ ｒｂ ｄ ａ ｅ ｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｃ ｎ ｉｉ ｓｏ ｅ ｖ ａ ｌｒ ｉ ｏ ｄ ｎ ｎ ｔ ｅ Ｕｎ ｔ ｔ ｔ ｓ ｏ ｒ ｅ Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｉ ｈ ａ ；ｈ ａ ｙ ｈ ｕ ；Ｕ． ． ｙ ｗｏ ｄ ：ｆ ｅｇ ｔｃ ｒ ｅ ｖ ａ ｌ Ｓ Ａ．
画
摘 要 ： 绍 了美 国铁 路 重 载 运 输 的 现 状 。 介
重 载 运 输
Ｆ ａ ｋ Ｒｉｈ ｅ 美 ） ｒｎ ｃ ｔｒ（
关 键 词 ： 车 ；重 载 ； 国 货 美
中 图分 类号 ： ７ Ｕ２ ２ 文 献 标 识码 ： Ｂ
Ｈ ｅ ｖ ａ ｌＲａ ｌ ｏ ｄｉ ｇ ｉ ｈ Ｓ Ａ． ａ ｙ Ｈ ｕ ｉｒ ａ ｎ ｎ ｔ ｅ Ｕ． ．
这一 点 也可 以从 怀俄 明州 和 内华 达州 的保 德 里弗
２ 重载和物流
下 面探讨 运输 物 流 中 的 ２个 要 素 ， 与 国际 重 载 这
协 会 出色 的工作 有着 直接 的关 系 。
第 一个 要素是 散 装货 物运 输 在一个 国家经 济 发展
中 的重 要性 ；
盆地 开行 的运 煤专 列 的运 行 里 程 上 可 以看 出 ， 些 车 这
路 协会 还 指 出 ：在 １ ９ 铁 路总 收益 中 ， 占比例最 “ ９ ８年 所 大 的 ３种货 物 运输 分别 为 煤炭 （ Ｏ亿 美 元 ） 化 工 产 品 ８ 、 （ ７亿美 元 ） 小 汽 车 和设 备 （ ２亿 美 元 ） 。小 汽 车 是 ４ 、 ３ ” 由双层 联运 集 装箱 列 车 运 输 的 ， 与散 装 货 物 重 载运 这 输 较 为类 似 。它们 对铁 路 运输 的重 要性 在 于 它们 能够 通 过 利用 双层 集装 箱 平 车 或 关 节 车 进 行 运 输 ， 通 过 并 专 列 到达许 多 地方 ， 如散 装 重载 运输 一样 。 正 仔 细 研究 吨位 与 载 荷 和 收 益 与 价 格 这 几 种 关 系 后 ， 认 了这样 一个 事 实 ， 确 即在 运输 和 物流 的所 有 范 畴 中 ， 装货 物 的 比率 较 低 。 当然 ， 散 这也 直接 反 映 了运输 的生 产率 和效 率 。不论 是通 过 多 节车 辆组 成 重载 专列 的方 式 ， 是 通过 提 高每辆 车 所装 货 物容 量 的方式 ， 还 重 载都是 以多拉 货物 为 主要 特征 的 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
美国重载铁路研究现状
Heavy Axle Load around world
本周三上午，来自美国铁路联盟交通技术中心（TTCI）的高级研究员，就美国重载铁路（HAL）研究现状进行了报告。
TTCI作为一个公司，可以在隶属于美国政府的铁路研究中心（TTC）工厂进行科研研究。
而在TTC建有的5条试验线路中（包括HTC、RTT、WRM、TTT、PTT），应用于重载铁路研究的主要为环线长2.7英里的HTC（High Tonnage Loop)。
选择该长度较小的环线是因为重载研究中，需要积累轨道桥梁的总吨位，来估计其疲劳破坏等，较小环线可保证时间、物力和财力的效益。
目前世界部分国家对重载铁路均进行了一定研究，如表1所示为各国进行的研究所对应轴重，列车长度及未来研究趋势。
其中澳大利亚试验线为封闭线，南美正计划测试36t轴重的研究。
而且美国的建成货运网络总长达140,000英里，另外在加拿大和墨西哥还建有50,000英里，跑的货运车辆累达140万。
表1
Country
Axle Load
（tone)
Train length
(number of cars)
Future Trend
Number of cars/tone
USA、Canada 33 130-140 150-170cars Australia 35-40 200-240 333cars South Africa 26-30 200-216 332cars Brazil 27.5-32.5 330 37tone
Sweden 30 68
China 25-27 210 30tone
美国各铁路研究基金主要来源于美国铁路协会（AAS.Association of American Railroads）和美国政府（ government),主要由TTCI、Voipe（剑桥）、部分大学和供应商指导进行。
所进行的战略研究性计划项目主要是对近期
和未来战略性问题进行研究，目的主要有提高安全性、提高可靠度以及提高效率等。
而HAL目前的研究突破点主要集中于构架磨损、疲劳和实效，轨道造成的脱轨事件，轨道设计及养护等方面。
基于上述现状，在轨道、桥梁和VIT方面已进行的研究方向主要有HAL的实现、车轨交互和轮轨交互管理和先进测试系统等。
1.HAL的实现
①采用耐疲劳、磨损钢轨；
②采用改良焊接方法；
③选用高性能紧固件系统；
④采取先进的轨道工程材料和设计；
⑤采取先进设计桥梁或对现有桥梁采取寿命延期策略；
⑥考虑小编组车辆对桥梁和轨道的影响；
⑦研究路基的优化。
2.车轨交互和轮轨交互管理
①采用改良版摩擦控制型材料；
②采取改良版轮轨断面设计和维护；
③进行铁路侧翻、尖轨防脱轨分析；
④分析滚动接触疲劳的根本原因；
⑤分析轮轨接触对轨道失效的影响；
⑥研究基于性能的轨道几何形位。
3.先进测试系统
①研究基于相控阵的铁路测试系统；
②研究铁轨纵向力的测量；
③研究轨道的机器视觉检测；
④研究桥梁的动态检测；
⑤研究路基检测；
⑥研究无人机检测系统。
就研究的问题对世界铁路发展的影响方面，可将研究课题分为渐进式改变课题（如优化轮轨钢、新的轮轨型面），阶跃式改变课题（如先进特殊轨道工程设计和材料、相控阵激光轨道检测系统、减轻相对离心力的策略）和革命性改变课题（铁轨纵向力的测量、无人机检测系统）。
其中，纵向力的测量和控制的问题主要出现在胀轨跑道的防止和处理、断轨导致的纵向力和偏心和曲线运动的减轻等方面，为一直进行中但进展不明显的难点。
目前对其的研究进展到以下几方面，如何对现有可用的RNT测量技术进行评估、研究动态RNT测量系统的发展和论证，理解RNT随时间振荡和衰变的形式和原因。