單元列車

單元列車一般是：從一個發站，利用現代化的大型裝卸設備和環行裝卸線，迅速地、有時常常是不停地裝上一種大宗貨物，固定編組成一個解體的列車。中途通過編組站，不進任何編解作業，到達終點站后，在環行線上迅速卸車，然後返回發貨站，開始另一循環運轉作業。開行單元列車通常嚴格按預定的開行時刻表，循環進行於發、到站之間，一般都有鐵路與貨主預先訂立的定期合同。單元列車根據產、運、銷的具體需要與可能條件，既可編成較短、載重量中小的列車，也可編成很長、載重量大的列車。為了盡量挖掘這種運輸的潛力，近年來單元列車的概念擴大了，管理上帶有創新的性質，發展成多種形式的單元列車，從過去在兩地之間運輸一種貨物演變為四點之間運輸兩種貨物，多點之間裝卸一種貨物，以及由罐車組成的“運輸管道”列車等。

單元列車是固定車底、統一車型、在裝卸車站間循環運轉、重車送達空車返回、不進行解體編組作業的單一貨種的重載貨物列車。適用於煤炭、礦石等大宗貨物的運輸、裝車地點多為礦區、卸車地點多為港口；固定徑路可通過一條或幾條鐵路，運距越遠效益越顯著。裝卸地點多設置環形線路，在裝車點列車可在大型料倉的漏斗下徐行通過來裝車，在卸車點可採用裝有翻轉車鉤的車輛用翻車機卸車，也可採用底開門車輛在列車行進中在高架軌道上卸車。因為中途不改編、兩端不摘鉤裝卸，可以加快貨物送達和車輛周轉，有效地降低運輸成本。美國、加拿大，澳大利亞等國已普遍採用，牽引噸數一般達萬噸左右。我國由大同煤礦至秦皇島港口的大秦雙線電氣化鐵路，也計劃開行萬噸的單元列車。

合理列車重量是指在年運量確定的條件下，完成每萬噸公里貨物周轉量換算工程運營費最小時的列車重量。在滿足牽引計算限制的條件下，列車重量與所能完成的運量存在如下關係。當年運量一定時，增加列車重量可以節省運營費支出。列車重量的增加，使機車分攤到每萬噸公里貨物周轉量的機械功消耗、電能消耗減小；與每萬噸公里能耗有關的修理費和燃料費下降；與機車小時有關的修理費、機車與列車乘務組工資也隨列車重量增加而減小運量一定時，增加列車重量可降低行車密度，特別在單線鐵路上，會讓次數減少，可增加列車旅行速度，加速機車車輛周轉和貨物及時送達，提高機車車輛利用率並降低貨物在途滯留費。行車密度降低，便於大型養路機械上道作業，提高線路質量，延長線路大修周期。增加列車重量，要求車站會讓線長度延長，需增加工程投資。但由於行車密度減小，可以延長站間距離，減少會讓站個數，節約設站工程投資及運營支出。綜合以上，工程費支出隨列車重量增加而有所增加，但增加幅度不大。

分析表明，運量、列車重量和每萬噸公里的換算工程運營費之間存在以下關係：1.增加列車重量會引起工程費增加，當年運量較小時，工程費在換算工程運營費中佔有較大比重，對總支出影響較大。當年運量較大時，運營費在換算工程運營費中所佔比重增大，故增加列車重量減小運營費，可使完成單位貨運量的換算工程運營費降低。2.應儘可能有效地利用機車功率增加列車重量，在完成同樣的列車公里時，可增加機車產量，減少機車需要台數及購置費，節約運營支出。3.雙線鐵路列車重量不宜太大，最經濟重量應在萬噸以下，並採用雙機牽引，可以節省裝卸車及編組等待時間，加速貨物送達與機車車輛周轉。

由於車輛間通過車鉤緩衝器相連，存在著車鉤結構間隙和緩衝器的安裝間隙，使全列車累計的總間隙可能達到很高的數值（例如加拿大由111輛車輛組成的列車，總間隙可達到12m 以上），造成明顯的間隙效應，使行車中車輛的加速度很大，列車發生嚴重的松曠運動，瞬時車鉤力竟超過2.45MN。在這種很大的低頻力的作用下，使車鉤緩衝裝置、軸承及車體、轉向架等均處在十分惡劣的工作環境下，極易造成損壞。近年來，國外雖然採取了不少措施，採用合理的結構型式及高強度材料來強化車輛及其零部件，減少行車的危險性，但在如此大的縱向力作用下，車輛的維修費用相當可觀。由於要緩和列車的縱向衝動，造成司機操縱列車的困難，顧及列車運行的平穩性，又增加了燃料消耗。

由於施行空氣制動時的列車過長及列車管的漏泄，特別是在潮濕的氣候條件下，長大列車容易發生意外緊急制動或制動閥的誤動作制動，影響列車的正常運行，造成不應有的經濟損失。此外，在長大下坡道制動時的制動力保持困難，緩解後向列車管充風的時間長，確保行車安全等也都難以徹底解決。

採用傳統的三大件轉向架用於單元列車時，車輪發生比較嚴重的磨損及剝離，對軌道的破壞也較嚴重，從而增加了機車車輛及線路的維修費用。由於現有單元列車運行中發生的運行安全、車輛、線路維修費較高以及能源消耗較多等問題，導致各國開始探索改進及解決的途徑。

典型的第二代單元列車構思為：由10節車輛通過無間隙的牽引桿相連，組成車組，每三個車組間由通常的車鉤緩衝裝置相連，前部加掛機車，組成列車單元；若干列車單元首尾通過車鉤緩衝器相接，組成單元列車。車組內的車輛數可以不受限制。

由於機車在列車中分散配置，對現有的機車遙控裝置做了必要的改進，其特點是：1.頭部機車的空氣制動裝置改為由按鈕通過電磁閥控制，以便實現遙控；2.列車中的機車採用由頭部機車同步控制，並充分考慮了今後根據機車在線路上所處部位不同而通過遙控及微機控制採用不同方法操縱的可能性；3.遙控既可採用有線方式通過電纜實現，也可以採用無線方式控制，第一階段採用有線控制；4.相鄰列車單元間的列車管不相連，每一單元中車輛的空氣制動由該單元的機車接受頭部機車遙控信號后控制；5.該系統可以實現裝車時的低恆速運行及卸車時翻車機的撥車運動；6.硬體設計應考慮利用現有技術實現；7.發展電子控制系統（ECS），採用16位微機進行各種控制，設計中要求確保系統的最大可靠性、該電子系統備有一些介面，如機車前後端車鉤力的測試介面，運行里程記錄介面，與運輸指揮系統相連的先進的列車控制系統（ATCS）介面等。