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中吉乌铁路终于签字!详解中国独门变轨距技术如何破解宽窄轨难题
2024-06-08 09:58:05

据新华社报道,2024年6月6日,中国、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦铁路项目三国协定签字仪式在京举行。这个里程碑事件也意味着苦候27年之久的中吉乌铁路终于尘埃落定,即将从梦想照进现实。

始于1997年的中吉乌铁路项目,其实并不算长,总里程也就523公里,其中我国境内有213公里,吉尔吉斯境内有260公里,乌兹别克境内则只有50公里。铁路的起点在我国西部边陲重镇喀什,向西经从吐尔尕特山口出境,经吉尔吉斯坦的卡拉苏,终点在乌兹别克斯坦安集延州首府——安集延。

这样一条仅仅500多公里长的国际铁路项目,为何如此多磨,经历了27年才正式签署?其背后的原因复杂多样,包括国际形势的波动、地缘政治的复杂性、北方邻国的意见、南北线路走向的分歧、轨距宽窄标准的选择、融资机制的差异,以及建成后的运营管理模式等问题。这些因素交织在一起,使得项目的进展历程充满挑战和不确定性。


事实上,随着国际局势的巨变,北方邻居不再反对此事后,中吉乌三方在2022年9月就已签署了备忘录,计划于2023年动工。然而,宽窄轨距的分歧、项目建设融资等问题使得项目进展多次延迟。得益于各方在复杂环境下保持了极大的耐心和坚韧,这些分歧最终得到了妥善解决,三方于2024年6月6日正式签字。

为了协调双方在宽窄轨距上的不同意见,有一个未经证实的折中方案是从喀什经吐尔尕特出境到吉国境内的马克马尔 (Makmal),这一段长约130公里的路程采用1435毫米宽的准轨铁路,然后经贾拉拉巴德,再进入乌兹别克斯坦安集延的路段则采用1520毫米宽的宽轨铁路。


吉方的计划是在马克马尔建立一个准轨与宽轨铁路的换装场,便于不同轨距的铁路网络之间的客货转运。同时,吉方还希望依托这个换装站点,打造一个具有长远意义的中亚内陆铁路枢纽港和国际贸易转运中心,提升其在欧亚贸易中的地位。

而中国,则拥有独到的科技优势——跨国互联互通自动变轨距技术。这项创新技术能够使列车在不停车的情况下,在10秒内完成不同轨距之间的转换,从而避免了传统换装过程中所产生的时间延误和额外成本。同时,也为跨国铁路运输的不同轨距提供了全新的解决方案。


目前,全世界各个国家和地区使用的铁路轨距并不是统一的,有多达30余种不同的轨距标准,有1000毫米的米轨、1067毫米的窄轨、1520毫米的宽轨。最宽的有1676毫米,包括印度、巴西和阿根廷等国家,就是这样的超宽轨距。

小于1000毫米的轨距则被称为“寸轨”,如914毫米、762毫米、600毫米等。由于全世界的轨距太多,就大致分为准轨、宽轨、窄轨三大类。有60%的国家采用的都是1435毫米宽的国际标准,简称准轨。包括中国在内,以及北美、欧洲大部分地区、北非、中东、澳洲等,均为准轨。简单来讲,比准轨宽的就是宽轨,比准轨窄的则为窄轨。

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当普通列车跨国行驶在不同轨距的国家时,通常需要在边境处对列车转向架进行更换,这一过程往往耗时较长,通常需要数小时,这不仅会导致旅客和货物的运输时间延误,同时也会增加额外的成本。而中国的科研团队已经开发出了一种革命性的自动变轨距技术,能够有效地解决这一难题。

中车四方所推出的这项创新技术,能够在列车穿越不同国家的铁路网络时,通过地面上的变轨距装置,完成快速且精确的轨距转换。在这个过程中,列车会在变轨距转向架的辅助下,执行一系列关键步骤,包括承载转换、横向对准、精准定位、轨距变化以及锁紧操作等,整个过程在10秒内完成,无需停车。这种技术的应用,可以完全取代传统的转向架更换或整车更换方式,显著提高运输效率。

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这种地面轨距调整装置长约30米,实际上就是一段由各种变轨装置组合而成的特殊轨道,它能够让列车在数种不同轨距间无缝切换。该装置采用模块化设计,即使在交通不便的偏远地区也能进行便捷施工。

装置主要由摄像头、护轨、下沉轨、轴箱支撑轨、解锁和锁紧导轨、横向对中轨、激光测距仪、导向轨等组成,并按照轨距变化的顺序分为7个对称区域。为了应对可能出现的紧急情况,装置还配备了光电开关、急停按钮、声光报警器等应急装置。同时,融冰雪系统还能够自动加热轨道融化积雪,确保轨道的畅通无阻。

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当列车驶入地面轨距调整装置时,光电开关激活了自动化系统,后者随即开始采集数据。列车的变轨距转向架首先沿着护轨进行精准对中,确保车轮处于正确的位置。随后,车轮沿着一个坡度仅为-1.43°的下沉轨下行,以实现轨距的逐步过渡。此时,侧面滑块与横向对中轨接触,确保整个列车即便不在车轮驱动下也能在装置线上保持直线行驶。

当车轮驶出下沉轨并到达其末端时,轴箱便与轴箱支撑轨衔接,承担起整个列车的重量,使车轮处于悬空状态。随后,侧边的解锁导轨执行打开保持轮对间距的锁销的动作,实现车轮的解锁。此时,车轮进入可以左右移动的状态,以便进行轨距的调整。如果在解锁过程中出现问题,安全缓冲区将发挥作用,及时终止操作,确保安全。

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在轨距转换的过程中,系统实时监控轮对内侧距离和轨道横向应力,能够在短短0.001秒内评估变轨动态,并发出预警。导向轨此时发挥作用,将车轮精确引导至预定位置,确保轮对间距与目标轨距精确匹配。随后,锁紧导轨将锁销牢固锁定,固定轮对间距。最后,车轮重新与铁轨接触,轨距调整流程完成。

对于列车而言,该技术的核心在于其内置的轴箱转向架,具有小巧轻便的特性,使得它在跨线运行时能够更好地适应严格的限界要求。该转向架能够满足100%的变轨需求,覆盖600-1886mm的各类轨距,从而能够自如地在米轨与标准轨、标准轨与宽轨之间进行切换,为跨国铁路运输提供了极大的灵活性和便捷性。

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值得一提的是,无论是列车上的轴箱转向架,还是地面轨距调整装置,都能够实现双向平稳运行,还具备全天候、全自动无人值守的特性。其运营设备、控制系统和机械电气系统能够承受极端的-50°C低温,具备智能监测预警功能,且磨损低、维护简便。

不仅如此,该技术还具有低能耗、舒适性好、环境适应性强等特点,能够满足不同国家轨距、不同供电制式及不同运营环境的需求。这些特点为“一带一路”沿线国家的铁路互联互通提供了全新的可能性,大力推动了跨国铁路运输的发展。


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