首列基於TD-LTE30噸軸重重載列車在神華朔黃鐵路成功開行

2014年9月29日10時58分，一列由“神華號”交直交12軸+8軸大功率電力機車牽引210輛軸重30噸、載重100噸、KM98型底開門車輛的2.5萬噸運煤重載組合列車，從山西神池南站駛出，歷時12小時02分安全運行到達河北黃驊港站。

基於重載鐵路TD-LTE寬帶移動通信網絡開行的分布動力重載組合列車，總長3090米、牽引總重25200噸，標志著我國在世界上首次完成了重載鐵路基於第四代無線移動通信技術的研發與應用，具有自主知識產權的“軸重30噸以上重載鐵路運輸關鍵技術與核心裝備研制”項目取得了重大突破性成果。至此，我國西煤東運第二大通道的重要組成部分——朔黃鐵路已具備了開行30噸軸重兩萬噸重載列車的運行條件。

為進一步提升神華鐵路的運輸能力，同時安全、高效、節能、數字化運營，開展了“軸重30噸以上煤炭運輸重載鐵路關鍵技術與核心裝備研制”課題研究，該項目課題是神華集團承擔的國家“十二五”科技支撐計劃，通過課題研究和工程化實施，形成我國自主知識產權的軸重30噸及以上重載鐵路運輸成套關鍵技術和裝備，研制適用於軸重30噸及以上的重載貨車、大功率交流傳動電力機車、基於LTE的鐵路寬帶移動通信系統、重載列車狀態監測系統、重載列車智能化協同操控系統﹔研發重載鐵路運輸調度優化技術、重載鐵路線路基礎設施強化改造技術﹔並通過示范工程，在既有朔黃鐵路對課題形成的技術成果和裝備進行工程化驗証。技術成果全面推廣應用后，“十三五”朔黃鐵路年運輸能力將達到5億噸，年創造經濟效益增加30億元，運輸效率提高30%以上，百萬噸公裡單位能耗降低30%。不但可以使神華重載鐵路運輸能力大幅度提高，而且整體提升了我國重載鐵路運輸技術裝備水平，有力的推動了我國重載鐵路發展。

朔黃鐵路公司以該項目為依托，採取自主創新與集成創新相結合，注重成果推廣與工程實踐相統一，通過產學研用相結合創新實踐，取得以下重載鐵路技術成果：

研制了適用於軸重30噸及以上的重載貨車，包括載重100噸級C96、C98、KM98等六種型號的大軸重貨車已經完成樣車試制，通過了30萬公裡運用考驗和鐵道車輛動力學性能試驗，已有360輛30噸軸重KM98底開門漏斗車在朔黃鐵路投入運行，大幅縮短了卸煤時間，提高車輛周轉效率20%以上。

完成了具有自主知識產權的“神華號”大功率交流傳動電力機車的研制，單機功率為9600KW和14400KW。目前已有33台“神華號”交流機車在朔黃鐵路上線運行，在大大提高了機車運用效率的同時，去年一年靠制動再生發電節約電費1.2億元。

對朔黃既有鐵路基礎設施進行強化改造，解決現有鐵路路基、橋梁等基礎設施對重載運輸的適應性和耐久性問題，先后研發了重載鐵路軌道路基快速連續檢測技術，實現了混凝土結構服役耐久性在線實時自動監測﹔開發了橋梁靜動力性能檢測與實時監測系統, 實現了重載鐵路橋梁動力性能快速、准確與實時檢/監測﹔研發了重載鐵路橋梁與路基服役狀態評估技術，實現了重載鐵路橋梁和路基服役狀態評估的信息化和智能化﹔發明了為提高列車軸重的輔助鋼梁、體外預應力自平衡和拼裝鋼桁梁等3種重載鐵路橋梁強化技術。

神華集團現有運營鐵路1765公裡，包括朔黃、神朔、包神、大准、甘泉、准池等線。朔黃線西起山西省神池縣，東至河北省黃驊市，正線總長594公裡，是神華鐵路的出海通道，是我國西煤東運第二大通道的重要組成部分，是黨的十四大報告提出的三大跨世紀工程之一。

目前，朔黃鐵路採用基於800MHz+400kHz無線通信網絡形成萬噸組合列車機車無線重聯同步操控系統傳輸通道，如進一步在既有線路提升牽引質量，滿足開行2萬噸及以上重載列車的要求，需克服該無線網絡帶寬窄及信號場強覆蓋受限問題，迫切需要建設新一代寬帶移動通信系統，為朔黃鐵路大幅度提高運能提供技術支撐。

經過前期的技術研究、試驗段驗証及專家論証評審，朔黃鐵路公司決定採用基於先進的TD-LTE技術研發重載鐵路無線寬帶移動通信專有系統。TD-LTE是目前商用技術中最先進的移動通信技術之一，在朔黃鐵路30噸軸重重載運輸成套技術創新中，採用TD-LTE承載重載列車安全業務，在世界上是首次研發應用，具有開創性意義。朔黃鐵路LTE-R通信系統採用共站址雙網冗余組網覆蓋，A、B網業務負荷分擔方式，實現神池南站至黃驊港站近600公裡鐵路沿線的4G專網信號覆蓋，為機車無線重聯同步操控、可控列尾、調度語音呼叫和視頻監控等重載列車綜合業務提供可靠傳輸平台。對此，朔黃鐵路走出了一條全新的創新之路：

一是企業為主體、產學研用相結合，做中國重載鐵路技術創造的典范。通過“產學研”聯合研制模式，共同研發全球重載鐵路先進裝備技術﹔通過支持民族移動通信產業標准，推動自有知識產權的中國重載鐵路核心技術創建及在世界范圍的推廣應用和標准的建立，實現共同發展。朔黃鐵路LTE-R系統，能夠實現實時安全數據信息傳輸、非實時文本數據信息傳輸、語音通信和圖像數據信息傳輸等四大類八種業務的需求。LTE-R主系統以更小的傳輸時延、更大的數據傳輸速率、成熟的產品和完善的產業鏈的技術特點，滿足了重載鐵路的應用需求。

二是推動LTE-R技術在重載鐵路中應用並使之不斷演進，從而打造“更安全，更高效”的鐵路無線寬帶網絡。針對朔黃鐵路實際情況，在小覺站至西柏坡站建成40公裡長的新型寬帶移動通信系統研究試驗段，並於2012年10月底完成承載鐵路通信業務試驗和實車運行測試，在此基礎上朔黃鐵路成功實現了基於LTE系統的機車無線重聯同步控制、車地無線通信和調度命令傳輸、無線可控列尾等功能，成功實現了2萬噸重載組合列車的多機車操控。

三是LTE-R系統擁有更先進的技術和更好的網絡指標。經過現場試驗，與GSM-R網絡相比，LTE網絡在網絡注冊時延、連接建立時延、端到端傳輸時延、吞吐量、丟包率等指標均優於GSM-R網絡。

四是創新的雙網絡覆蓋方案和多優先級業務保障機制，真正實現了鐵路業務的零中斷。雙網負荷分擔機制能夠保証機車無線重聯同步控制、列尾業務在故障場景下得到保障。多優先級業務機制，確保在視頻、語音以及FTP大數據量傳輸等綜合業務場景下的機車無線重聯同步開展依然具有足夠的帶寬資源，其控制實時性和服務質量能夠得到充分保障。此外LTE-R網絡成功實現了鐵路非安全寬帶數據業務需求，如語音呼叫、視頻監控、列車信息傳送等業務。

五是在LTE網絡的高帶寬上，通過承載集群調度、遠程數據採集、無線視頻監控和列控數據傳輸等新業務，進一步提升了運輸能力和設備日常維護效率。

朔黃鐵路新型無線移動寬帶通信系統是第四代無線通信技術在重載鐵路行業的首次應用，是國際領先的重大技術創新。它的開通運行，為朔黃鐵路未來5億噸的年運量打造了先進的通信平台，使朔黃鐵路具備了開行30噸及以上軸重重載列車的能力，有效解決了技術瓶頸問題，大幅提升了神華鐵路的運輸能力，加快神華集團建設具有國際競爭力的世界一流煤炭綜合能源企業的步伐﹔形成具有我國自主知識產權的大軸重成套技術體系，推動LTE-R技術在我國鐵路行業的應用，為中國乃至全球鐵路的LTE寬帶無線市場起到示范和引領作用，同時也將推動LTE技術應用於重載鐵路相關標准的制定，提升我國鐵路重載技術在國際上的核心競爭力。