克服高度最大坡度的選定

最大坡度的選定要貫徹科教興路的設(shè)計思想。從100多年鐵路科技發(fā)展過程可以看出，某一時期的科學(xué)技術(shù)水平?jīng)Q定了該時期的技術(shù)裝備技能，產(chǎn)生與之相適應(yīng)的行車組織模式，從而形成相應(yīng)的技術(shù)決策和設(shè)計思想，有的被納入設(shè)計規(guī)范，在一定時期內(nèi)成為擬定線路標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。而后，隨著科技的進步，設(shè)備的更新和行車方式的改變，就需要突破舊的傳統(tǒng)觀念，形成新的技術(shù)決策和設(shè)計思想。這樣周而復(fù)始不斷更新，推動鐵路的技術(shù)進步和設(shè)計理論發(fā)展 。

中國鐵路最大坡度選擇的設(shè)計思想是在20世紀(jì)50年代學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)和限于當(dāng)時的機車車輛條件而逐步形成的。那時只有蒸汽機車，功率小，型號不多，貨車也都是車鉤強度低、制動性能差的小型車輛。20世紀(jì)60年代前后，貨物列車的坡停和運緩事故時有發(fā)生。坡度稍陡上坡前不得不停站燒汽，下坡時不得不停站涼閘，甚至發(fā)生在陡長隧道中機車煤煙熏倒司機的嚴(yán)重問題。那時，陡峭下坡前要更換閘瓦和進行充風(fēng)試驗，延長了停站時間，降低了通過能力；在長大下坡道上，燃軸和車底板著火事故經(jīng)常發(fā)生，被稱為“慣性事故”。這就不得不將運營線路上某些坡度達到20‰的路段進行落坡改線，改建為12‰或12.5‰的坡度，如蘭新線河西堡、芨嶺間的落坡，天蘭線通安驛、唐家堡間的落坡，寶成線羅妙真、馬角壩間的落坡。在這種形勢下，線路設(shè)計逐步形成了固定設(shè)施（線路標(biāo)準(zhǔn)）適應(yīng)移動設(shè)備（機車車輛）的設(shè)計思想，即以采用較緩的限制坡度作為基本對策，去適應(yīng)當(dāng)時落后的機車車輛，以保證必要牽引噸數(shù)和輸送能力，甚至把相鄰鐵路的統(tǒng)一限制坡度作為統(tǒng)一牽引定數(shù)的主要措施。

這種設(shè)計思想是在當(dāng)時的科技水平下形成的，在那時的設(shè)計規(guī)范中也有一定程度的反映。1961年《鐵路設(shè)計技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的最大限制坡度，I級鐵路為6‰，12‰，II級為12‰，III級為20‰；最大雙機牽引坡度，三種牽引都不能大于20‰。1975年《鐵路工程技術(shù)規(guī)范》除將II級鐵路的限制坡度減小為15‰外，其他最大坡度標(biāo)準(zhǔn)都和1961年規(guī)范相同。

進入20世紀(jì)80年代，中國改革開放，鐵路機車車輛工業(yè)積極引進國際上先進技術(shù)，借鑒國際上成功經(jīng)驗，使機車車輛制造水平有了突飛猛進的發(fā)展：蒸汽機車已經(jīng)停產(chǎn)，新造的電力、內(nèi)燃機車型號多、功率大，動力制動性能良好，計算速度和計算牽引力都有了成倍的提高；貨車的車鉤強度、緩沖器容量和制動裝置性能，都有了很大的改善，這些發(fā)展為在較陡的最大坡度上，實現(xiàn)安全運行和較高的牽引噸數(shù)，提供了設(shè)備上的保證。

一條鐵路或某個區(qū)段所限定的設(shè)計坡度最大值。鐵路的最大坡度，單機牽引貨物列車、在持續(xù)上坡道上、能以機車計算速度等速運行的坡度稱為限制坡度；單機牽引貨物列車、在坡段長度較短、能夠利用列車在坡腳的動能，以不低于機車計算速度達到坡頂?shù)亩赣谙拗破露鹊钠露确Q為動能坡度，中國既有鐵路為提高貨物列車牽引定數(shù)多有采用；當(dāng)雙方向貨運量顯著不平衡、而在輕車方向采用的陡于重車方向限制坡度的坡度稱為均衡坡度，1975年后稱為輕車方向的限制坡度；用兩臺或兩臺以上的機車、牽引限制坡度上單機牽引的相同牽引質(zhì)量、最后能以機車計算速度等速運行的坡度，稱為加力牽引坡度；其中最常見的為雙機牽引，稱為雙機牽引坡度。

最大坡度是鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，它不但決定新建鐵路的工程數(shù)量，從而影響鐵路建設(shè)投資；在山岳地區(qū)還可能制約線路走向，影響線路的意義和作用；在一定的牽引種類和機車類型條件下，它還是牽引定數(shù)的決定因素，影響一條線路的輸送能力和運輸成本。總之一條線路的最大坡度不但對鐵路本身的工程運營影響甚大，并且是鐵路投資效益的決定因素之一 。

克服高度(overcoming elevation)又稱拔起高度。線路起終點間單方向所有上坡升起高度的總和。按上下行分別求出。是方案比較的技術(shù)指標(biāo)之一。鐵路定線時應(yīng)力爭上下行克服高度總和最小，以利運營節(jié)省支出 。

中國是一個多山的國家，今后修建的鐵路，特別是西部鐵路多數(shù)要穿越山區(qū)。山區(qū)的自然縱坡較徒。設(shè)計中，是采用傳統(tǒng)的較緩坡度的技術(shù)決策，還是更多的借助先進的機車車輛，去克服山區(qū)的陡峻坡度，采用較陡的最大坡度，以避免人工展線與減少工程數(shù)量，并預(yù)留足夠的到發(fā)線有效長度，為遠期采用大功率機車、提高牽引噸數(shù)創(chuàng)造條件；兩種技術(shù)決策體現(xiàn)了兩種設(shè)計思想。早在1908年，杰出的鐵路工程師詹天佑先生在修建京張鐵路時，為了克服關(guān)溝段的陡峻坡度，采用了33‰的最大坡度，定購了當(dāng)時先進的馬萊活節(jié)蒸汽機車（2-8 8-2型）（括號內(nèi)數(shù)字當(dāng)時表示車輪數(shù)），以保證必要的牽引噸數(shù)，用移動設(shè)備去適應(yīng)固定設(shè)施，這種設(shè)計思想是極其可貴的。

中國1986年擬定的國家標(biāo)準(zhǔn)《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》已將鐵路最大坡度定為：蒸汽牽引20‰，內(nèi)燃牽引25‰，電力牽引30‰。1999年的線規(guī)除了刪去逐步淘汰的蒸汽牽引外，內(nèi)燃、電力牽引的最大坡度仍定為25‰、30‰，線規(guī)對最大坡度標(biāo)準(zhǔn)的逐步放寬，體現(xiàn)了科技進步、機車車輛更新、設(shè)計思想相應(yīng)變化的發(fā)展趨勢。

中國最大的坡是東北博林線，有千分之42.5的坡。

克服斑點應(yīng)該注意的是:①原料精選,去掉雜質(zhì),推行三次過篩和兩次高強除鐵處理工藝,②加強余泥和回頭泥料的保管,避免雜質(zhì)灰塵帶入;③凡直接接觸泥料的設(shè)備部位如練泥機、螺旋內(nèi)墻、泥漿管道、攬拌器等均采用不銹鋼或銅、鉛合金材料制造④保證原料及成型車間設(shè)備的工業(yè)衛(wèi)生,勤清洗,做到無二次揚塵和帶入鐵銹」⑥耐火材料加工采取球磨細磨工藝,合理配顆粒級比,成型匣缽表面要平整光滑,匣缽要燒結(jié)使用成型過程注意坯體清潔,裝匣注意清掃和輕裝。

在MIMO中，傳統(tǒng)的多天線被用來增加分集度從而克服信道衰落。具有相同信息的信號通過不同的路徑被發(fā)送出去，在接收機端可以獲得數(shù)據(jù)符號多個獨立衰落的復(fù)制品，從而獲得更高的接收可靠性。舉例來說，在慢瑞利衰落信道中，使用1根發(fā)射天線n根接收天線，發(fā)送信號通過n個不同的路徑。如果各個天線之間的衰落是獨立的，可以獲得最大的分集增益為n，平均誤差概率可以減小到 ，單天線衰落信道的平均誤差概率為。對于發(fā)射分集技術(shù)來說，同樣是利用多條路徑的增益來提高系統(tǒng)的可靠性。在一個具有m根發(fā)射天線n根接收天線的系統(tǒng)中，如果天線對之間的路徑增益是獨立均勻分布的瑞利衰落，可以獲得的最大分集增益為mn。智能天線技術(shù)也是通過不同的發(fā)射天線來發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，形成指向某些用戶的賦形波束，從而有效的提高天線增益，降低用戶間的干擾。廣義上來說，智能天線技術(shù)也可以算一種天線分集技術(shù)。 分集技術(shù)主要用來對抗信道衰落。相反，MIMO信道中的衰落特性可以提供額外的信息來增加通信中的自由度(degrees of freedom)。從本質(zhì)上來講，如果每對發(fā)送接收天線之間的衰落是獨立的，那么可以產(chǎn)生多個并行的子信道。如果在這些并行的子信道上傳輸不同的信息流，可以提供傳輸數(shù)據(jù)速率，這被稱為空間復(fù)用。需要特別指出的是在高SNR的情況下，傳輸速率是自由度受限的，此時對于m根發(fā)射天線n根接收天線，并且天線對之間是獨立均勻分布的瑞利衰落的。