第四章铁路能力

1、第四章第四章 铁路能力铁路能力v了解铁路客货运量的相关参数了解铁路客货运量的相关参数v熟悉铁路主要技术标准的含义熟悉铁路主要技术标准的含义v理解客货运量、设计年度的概念和意义理解客货运量、设计年度的概念和意义v铁路主要技术标准对工程和运营的影响铁路主要技术标准对工程和运营的影响学习要点学习要点4.1 4.1 铁路运量铁路运量v客货运量的意义客货运量的意义 客货运量是设计铁路的依据客货运量是设计铁路的依据 客货运量是评价铁路经济效益的基础客货运量是评价铁路经济效益的基础 客货运量是影响铁路线路方案取舍的重要因素客货运量是影响铁路线路方案取舍的重要因素v客货运量的调查和预测客货运量的调查和预测 划

2、定吸引范围划定吸引范围 货运量的调查和预测货运量的调查和预测 客运量的调查和预测客运量的调查和预测（1）吸引范围）吸引范围直通吸引范围：直通吸引范围：路网中通过本设计线运送的有利区路网中通过本设计线运送的有利区域范围域范围按按等距离等距离的原则拟定，按上、下行的原则拟定，按上、下行分别勾划分别勾划地方吸引范围：地方吸引范围：设计线经行地区内，客货运量由设计设计线经行地区内，客货运量由设计线运送有利的区域范围，运量包括运线运送有利的区域范围，运量包括运出、运入和在本线装卸的货物。出、运入和在本线装卸的货物。按按运价最低运价最低的原则拟定的原则拟定（2）货运量的调查和预测）货运量的调查和预测v直通

3、货运量根据国家计划部门制定的地区间物资直通货运量根据国家计划部门制定的地区间物资交流规划，分析直通吸引范围内的物资供求情况，交流规划，分析直通吸引范围内的物资供求情况，分上、下行汇总得到。分上、下行汇总得到。 v地方货运量可按产销运平衡法估算各运品的铁路地方货运量可按产销运平衡法估算各运品的铁路运量。运量。 v设计线远期运量一般比照条件接近的既有铁路，设计线远期运量一般比照条件接近的既有铁路，结合设计线近期的调查运量，用曲线拟合或多元结合设计线近期的调查运量，用曲线拟合或多元回归等方法预测。回归等方法预测。 （3）客运量的调查和预测）客运量的调查和预测v直通客运量：进行客流的典型调查，找出直直

4、通客运量：进行客流的典型调查，找出直通客流量与地方客流量的比值，根据地方客通客流量与地方客流量的比值，根据地方客运量估算直通客运量。运量估算直通客运量。 v地方客运量：用乘车率或多元回归法预测。地方客运量：用乘车率或多元回归法预测。 （4）选线设计需要的运量参数）选线设计需要的运量参数 货运量货运量：铁路一年内单方向需要运输的货物吨数，应按设计线（或：铁路一年内单方向需要运输的货物吨数，应按设计线（或区段）分上、下行分别计算。区段）分上、下行分别计算。 C=Ci (104t/a) ( Ci 某种货物的年货运量某种货物的年货运量) 货物周转量货物周转量：设计线（或区段）一年内所完成的货运工作量，

5、可根：设计线（或区段）一年内所完成的货运工作量，可根据单方向一年内各种货运量与相应的运输距离计算：据单方向一年内各种货运量与相应的运输距离计算： CHZ= ( CiLi) (104tkm/a) ( Li 运输距离运输距离) 货运密度货运密度：货运密度是设计线（或区段）每：货运密度是设计线（或区段）每kmkm的平均货物周转量。的平均货物周转量。 CM= CHZ /L (104tkm/kma) 货流比货流比：轻车方向货运量：轻车方向货运量CQ与重车方向方向货运量与重车方向方向货运量CZ的比值。的比值。 QZ= CQ / CZ 货运波动系数货运波动系数：一年内最大的月货运量与全年月平均一年内最大的月

6、货运量与全年月平均货运量的比值，以货运量的比值，以表示。表示。 =一年内最大的月货运量一年内最大的月货运量 /全年月平均货运量全年月平均货运量 零担、摘挂、快运货物和旅客列车零担、摘挂、快运货物和旅客列车 设计年度设计年度 铁路设计线交付运营后，设计线的能力与铁路设计线交付运营后，设计线的能力与之相适应的年度，分为近期、远期。近期为交之相适应的年度，分为近期、远期。近期为交付运营后第五年，远期为交付运营后第十年。付运营后第五年，远期为交付运营后第十年。 各期运量均应通过经济调查确定。各期运量均应通过经济调查确定。 铁路设计时，如何考虑铁路设施的能力与运量铁路设计时，如何考虑铁路设施的能力与运量

7、增长相适应？增长相适应？ 对于可以逐步改、扩建的建筑物和设备，对于可以逐步改、扩建的建筑物和设备，应按近期运量和运输性质确定，并考虑预留远应按近期运量和运输性质确定，并考虑预留远期发展的条件；对于不易改、扩建的建筑物和期发展的条件；对于不易改、扩建的建筑物和设备，应按远期运量和运输性质确定。设备，应按远期运量和运输性质确定。v铁路通过能力铁路通过能力u定义定义：铁路每昼夜可以通过的列车对数（双线：铁路每昼夜可以通过的列车对数（双线为每一方向的列车数）为每一方向的列车数）u限制条件限制条件：区间（站间）、车站、机务设备、：区间（站间）、车站、机务设备、 给水设备、供电设备给水设备、供电设备u设计

8、方法设计方法：根据区间通过能力来设计其他设备：根据区间通过能力来设计其他设备的能力，使之相互协调，且均不小于区间通过的能力，使之相互协调，且均不小于区间通过能力能力 取决于最薄弱环节取决于最薄弱环节4.2 4.2 铁路通过能力与输送能力铁路通过能力与输送能力v定义：表示列车运行情况的示意图定义：表示列车运行情况的示意图横轴：时间横轴：时间/10min纵轴：距离纵轴：距离/车站中心车站中心斜线：站间运行线斜线：站间运行线列车编号：列车编号：上行上行-偶数偶数 下行下行-单数单数非平行运行图：运营使用，各种列车开行速度不同非平行运行图：运营使用，各种列车开行速度不同平行运行图：设计使用，便于直接计

9、算通过能力平行运行图：设计使用，便于直接计算通过能力（1）列车运行图）列车运行图旅客列车设计行车速度旅客列车设计行车速度走行速度走行速度技术速度技术速度旅行（区段）速度旅行（区段）速度根据运营条件确定的列车行车速度根据运营条件确定的列车行车速度列车在区段内运行，按所有中间站不停车通过所列车在区段内运行，按所有中间站不停车通过所计算的区段平均速度计算的区段平均速度列车在区段内运行，计入中间站停车的起停附加列车在区段内运行，计入中间站停车的起停附加时分所计算的区段平均速度时分所计算的区段平均速度列车在区段内运行，计入中间站停车的起列车在区段内运行，计入中间站停车的起停附加时分和中间站停车时分，所计

10、算的停附加时分和中间站停车时分，所计算的区段平均速度区段平均速度（2）列车运行速度）列车运行速度单线铁路通过能力单线铁路通过能力N按平行成对运行图考虑，用一对普通货物列车占用站间总时分按平行成对运行图考虑，用一对普通货物列车占用站间总时分(称为运行图周期称为运行图周期TZ)来计算来计算TT日均综合维修天窗时间，电力日均综合维修天窗时间，电力:90min，内燃，内燃:30minTZ ：一对普通货物列车占用站间总时分，包括一对列车在站间：一对普通货物列车占用站间总时分，包括一对列车在站间的往返走行时分的往返走行时分tW、tF和两端车站接发列车的车站作业间隔时和两端车站接发列车的车站作业间隔时分分t

11、B、tH 1440- TT 1440- TT N= = (对对/d) TZ tW+ tF+ tB+ tH （3）通过能力计算）通过能力计算tB和和tH与车站联闭类型、股道数目和作业性质等因素有关，选线与车站联闭类型、股道数目和作业性质等因素有关，选线设计时，可采用下表设计时，可采用下表数数据：据：全线（或区段）的各个站间，其站间距离、行车速度各不相全线（或区段）的各个站间，其站间距离、行车速度各不相同，有技术作业的车站、车站间隔时梦也不相同；故一对直同，有技术作业的车站、车站间隔时梦也不相同；故一对直通货物列车在各站间的运行图周期也互有差异，各站间的通通货物列车在各站间的运行图周期也互有差异，

12、各站间的通过能力也有大有小。过能力也有大有小。 运行图周期最大的站间，通过能力最小，故全线或区段的通过运行图周期最大的站间，通过能力最小，故全线或区段的通过能力都要受其控制，称为能力都要受其控制，称为控制站间控制站间。双线铁路通过能力双线铁路通过能力N按平行成对运行图考虑，因上下行的列车分线单向运行，所按平行成对运行图考虑，因上下行的列车分线单向运行，所以通过能力应分方向计算，单位：列以通过能力应分方向计算，单位：列/d半自动闭塞时：同向列车可半自动闭塞时：同向列车可连发运行连发运行 1440- TT 1440- TT N= = (列列/d) TZ t+ tL t普通货物列车站间单方向走行时分

13、（普通货物列车站间单方向走行时分（min）；）； tL同向列车连发间隔时分。若前后列车都通过前方邻接同向列车连发间隔时分。若前后列车都通过前方邻接车站，则车站，则tL=46min ；若前一列车通过后一列车停站，则；若前一列车通过后一列车停站，则tL=23min ； TT日均综合维修日均综合维修“天窗天窗”时间，电力牵引取时间，电力牵引取120min；内燃牵引日客货行车量超过内燃牵引日客货行车量超过80对时取对时取30min 。自动闭塞时：同向列车可追踪运行自动闭塞时：同向列车可追踪运行I同向列车追踪间隔时分，其值根据运营条件定，一般同向列车追踪间隔时分，其值根据运营条件定，一般取取8-10mi

14、n；TT意义及取值同前。意义及取值同前。 1440- TT 1440- TT N= = (列列/d) TZ I ()1PTKKKHKHLLZZNNNNNNeeeea=- + +普通货物列车对数普通货物列车对数NPT在站间通过能力在站间通过能力N的基础上考虑一定的通过能力贮备量，的基础上考虑一定的通过能力贮备量，再扣除旅客、快运货物、零担和摘挂列车占用的通过能力再扣除旅客、快运货物、零担和摘挂列车占用的通过能力N 通过能力（对通过能力（对/d）；）； 通过能力储备系数，其作用为：保证国民经济各部门及军列的通过能力储备系数，其作用为：保证国民经济各部门及军列的特殊运输需要；保证列车晚点和车站堵塞时

15、及时调整运行图，恢复正特殊运输需要；保证列车晚点和车站堵塞时及时调整运行图，恢复正常运行秩序；保证线路经常维修与大中修工作不干扰列车正常运行的常运行秩序；保证线路经常维修与大中修工作不干扰列车正常运行的需要。其数值：需要。其数值：单线单线 =0.20 ；双线；双线 =0.15；NK 、NKH 、NL 、NZ 旅客、快货、零担、摘挂列车对数（对旅客、快货、零担、摘挂列车对数（对/d）；）； （4）列车对数计算）列车对数计算K、KH 、L 、Z旅客、快货、零担、摘挂列车的扣除系数，系开行旅客、快货、零担、摘挂列车的扣除系数，系开行一对（或一列）旅客、快货、零担、摘挂列车，在平行运行图上占用的一对（

16、或一列）旅客、快货、零担、摘挂列车，在平行运行图上占用的时间与一对（或一列）普通货物列车占用时间的比值。因旅客列车与快时间与一对（或一列）普通货物列车占用时间的比值。因旅客列车与快运货物列车速度较快，且停站次数少，普通货物列车要停站待避其越行运货物列车速度较快，且停站次数少，普通货物列车要停站待避其越行或交会；而零担和摘挂列车停站次数多、停时长，故或交会；而零担和摘挂列车停站次数多、停时长，故扣除系数值均大于扣除系数值均大于 l 。其值主要取决于正线数目和闭塞方式，也与各种列车的数量、运行。其值主要取决于正线数目和闭塞方式，也与各种列车的数量、运行图铺划方式、各种列车的速度差及区间不均等程度等

17、因素有关。一般采图铺划方式、各种列车的速度差及区间不均等程度等因素有关。一般采用表用表 1210所列数值。所列数值。 折算的普通货物列车对数折算的普通货物列车对数NH快运货物、零担和摘挂列车的牵引吨数一般较普通货物列快运货物、零担和摘挂列车的牵引吨数一般较普通货物列车小，需按装载的货物质量进行折算车小，需按装载的货物质量进行折算HPTKHKHLLZZNNNNNmmm=+KH 、L 、Z快运货物、零担、摘挂列车的货物质量快运货物、零担、摘挂列车的货物质量与普通货物列车的货物质量的比值，称为满轴系数；其值与普通货物列车的货物质量的比值，称为满轴系数；其值可根据设计线的具体情况拟定一般取可根据设计线

18、的具体情况拟定一般取KH =0.75、L=0.5、Z =0.75 ()()()1HKKKHKHKHLLLZZZNNNNNNeememema=- +-+-+-+铁路输送能力铁路输送能力C铁路单方向每年能运送的货物吨数。设计线各设计年度的铁路单方向每年能运送的货物吨数。设计线各设计年度的输送能力不应小于经济调查得到的相应年度的货运量输送能力不应小于经济调查得到的相应年度的货运量6365(Mt/a)10HjNGCb=Gj普通货物列车净载；普通货物列车净载； 货运波动系数；货运波动系数； NH折算的普通货物列车对数折算的普通货物列车对数(对对/d)（4）铁路输送能力）铁路输送能力铁路主要技术标准铁路主

19、要技术标准对设计线的工程造价和运营质量有重大影响，并且是确定对设计线的工程造价和运营质量有重大影响，并且是确定设计线一系列工程标准和设备类型。设计线一系列工程标准和设备类型。 主要内容主要内容线路设计规范线路设计规范规定规定工程标准工程标准：正线数目、限制坡度、最小曲线半径、车站分布、到发线正线数目、限制坡度、最小曲线半径、车站分布、到发线有效长度有效长度技术设备类型技术设备类型：牵引种类、机车类型、机车交路和闭塞类型牵引种类、机车类型、机车交路和闭塞类型4.3 4.3 主要技术标准主要技术标准选定铁路主要技术标准是设计铁路的基本决策，应根据国选定铁路主要技术标准是设计铁路的基本决策，应根据国

20、家要求的家要求的年输送能力年输送能力和确定的和确定的铁路等级铁路等级，考虑沿线资源分，考虑沿线资源分布、国家科技发展规划和技术政策，并结合设计线的地形、布、国家科技发展规划和技术政策，并结合设计线的地形、地质、气象等自然条件，经过论证比选，慎重确定。地质、气象等自然条件，经过论证比选，慎重确定。 铁路能力由货物列车铁路能力由货物列车牵引牵引吨数吨数和和通过能力通过能力决定，并决定，并受列车受列车运行速度运行速度的影响。的影响。主要技术标准对三者有不主要技术标准对三者有不同程度的影响。同程度的影响。 （一）影响牵引吨数的主要技术标准（一）影响牵引吨数的主要技术标准牵引种类和机车类型牵引种类和机车

21、类型 我国铁路目前有我国铁路目前有电力电力、内燃内燃和和蒸汽蒸汽三种牵引类型。三种牵引类型。蒸汽机车已停产多年，次蒸汽机车已停产多年，次要线路和地方铁路仍在使要线路和地方铁路仍在使用。今后用。今后牵引动力的发展牵引动力的发展方向为大功率电力和内燃方向为大功率电力和内燃机车机车。 （5）主要技术标准的影响）主要技术标准的影响我国拥有自主知识产权的首我国拥有自主知识产权的首台和谐型台和谐型96009600千瓦大功率交千瓦大功率交流传动货运电力机车流传动货运电力机车电力机车：电力机车：电力机车的热效率高，火力发电为电力机车的热效率高，火力发电为14%18%，水力发电可达，水力发电可达60%。整备一次

22、走行距离长，不需燃料供应和中途给水，机车。整备一次走行距离长，不需燃料供应和中途给水，机车利用率高。机车功率大、速度高、牵引力大，可显著增大铁路利用率高。机车功率大、速度高、牵引力大，可显著增大铁路能力。除噪声外，不污染环境，且乘务员工作条件好。与内燃能力。除噪声外，不污染环境，且乘务员工作条件好。与内燃机车相比，机车造价低，但需用接触网供电，机车独立性稍差。机车相比，机车造价低，但需用接触网供电，机车独立性稍差。目前，我国韶山型电力机车已形成不同轴数的系列，可供不同目前，我国韶山型电力机车已形成不同轴数的系列，可供不同运营条件的设计线选用。运营条件的设计线选用。 内燃机车：内燃机车：内燃机车

23、热效率高达内燃机车热效率高达22%28%。机车不需供电设备，机车独。机车不需供电设备，机车独立性好。缺点是需要消耗贵重的液体燃料，且机车构造复杂、立性好。缺点是需要消耗贵重的液体燃料，且机车构造复杂、造价较高。高温、高海拔地区牵引功率降低，使用效率低。目造价较高。高温、高海拔地区牵引功率降低，使用效率低。目前，我国东风型内燃机车已形成不同轴数的系列，可供不同运前，我国东风型内燃机车已形成不同轴数的系列，可供不同运营条件的设计线选用。营条件的设计线选用。 蒸汽机车：蒸汽机车：蒸汽机车构造简单，制造、维修技术简易，造价低廉，但热效蒸汽机车构造简单，制造、维修技术简易，造价低廉，但热效率低，仅率低，

24、仅6%8%，且需每隔，且需每隔4060km 设置给水站，机车整设置给水站，机车整备时间长，利用率低，机车功率小，运输能力低，乘务员工作备时间长，利用率低，机车功率小，运输能力低，乘务员工作条件差，我国条件差，我国1988年已停产蒸汽机车，主要干线上蒸汽机车已年已停产蒸汽机车，主要干线上蒸汽机车已被电力和内燃机车取代。被电力和内燃机车取代。 牵引种类牵引种类应根据路网的牵引动力规划、线路特征和沿线自应根据路网的牵引动力规划、线路特征和沿线自然条件以及动力资源分布情况合理选定。运量大的主要干然条件以及动力资源分布情况合理选定。运量大的主要干线，大坡度、长隧道或隧道毗连的线路应当优先采用电力线，大坡

25、度、长隧道或隧道毗连的线路应当优先采用电力牵引。牵引。 机车类型机车类型应根据牵引种类、运输需求以及与线路平、纵断应根据牵引种类、运输需求以及与线路平、纵断面标准相协调的原则，结合车站分布和邻线的牵引质量，面标准相协调的原则，结合车站分布和邻线的牵引质量，经技术经济比选确定。经技术经济比选确定。 限制坡度限制坡度 限制坡度是设计线单限制坡度是设计线单机牵引时限制列车牵引质机牵引时限制列车牵引质量的最大坡度。它不仅影量的最大坡度。它不仅影响响线路走向线路走向、线路长度线路长度和和车站分布车站分布，而且直接影响，而且直接影响运输能力、行车速度、工运输能力、行车速度、工程投资、运营支出和经济程投资、

26、运营支出和经济效益，是铁路效益，是铁路全局性技术全局性技术标准标准。 广西的黔桂铁路，地设于广西的黔桂铁路，地设于崇山峻岭、崖陡沟深、起崇山峻岭、崖陡沟深、起伏曲折的高原山地山间伏曲折的高原山地山间设计线（或区段）的设计线（或区段）的限制坡度限制坡度应根据铁路等级、地形类别、牵应根据铁路等级、地形类别、牵引种类和运输需求比选确定，并应考虑与邻接线路的牵引定数引种类和运输需求比选确定，并应考虑与邻接线路的牵引定数相协调，但不得大于（线规）规定的数值。相协调，但不得大于（线规）规定的数值。 到发线有效长度到发线有效长度 到发线有效长度是车站到发线能停放货物列车而不影响到发线有效长度是车站到发线能停

27、放货物列车而不影响相邻股道作业的最大长度。它对货物列车长度（即牵引吨数）相邻股道作业的最大长度。它对货物列车长度（即牵引吨数）起限制作用，从而影响列车对数、运能和运行指标，对工程起限制作用，从而影响列车对数、运能和运行指标，对工程投资、运输成本等经济指标也有一定影响。投资、运输成本等经济指标也有一定影响。 到发线有效长起止点有：到发线有效长起止点有：线路警线路警冲标冲标、道岔尖轨始端道岔尖轨始端（无轨道电（无轨道电路时）或路时）或道岔基本轨接缝绝缘节道岔基本轨接缝绝缘节（有轨道电路时）、（有轨道电路时）、出站信号机出站信号机柱柱或或调车信号机柱调车信号机柱、车挡车挡（到发（到发线按尽头式布置时

28、）。线按尽头式布置时）。 到发线有效长取决于该线所属到发线有效长取决于该线所属铁路等级铁路等级、输送能力输送能力、地形条件地形条件等因素，同时也与相邻线路到发线有效长有关。等因素，同时也与相邻线路到发线有效长有关。货物列车到发线有效长也不同，如美国和加拿大采用货物列车到发线有效长也不同，如美国和加拿大采用19002500米；欧洲各国采用米；欧洲各国采用500600米；前苏联采用米；前苏联采用 7201250米；米；印度采用印度采用670730米米;日本采用日本采用500600米米;中国铁路采用的标中国铁路采用的标准有准有1050、850、750、650和和550米，根据铁路等级选用。米，根据铁

29、路等级选用。铁路旅客列车到发线有效长不铁路旅客列车到发线有效长不同同,市郊旅客列车一般采用市郊旅客列车一般采用400米，城际间列车则采用米，城际间列车则采用650米。米。目前目前,中国铁路旅客列车通常编中国铁路旅客列车通常编挂挂1214辆，到发线有效长一辆，到发线有效长一般为般为450500米米,正在逐步发展正在逐步发展到到600米。米。 （二）影响通过能力的主要技术标准（二）影响通过能力的主要技术标准正线数目正线数目 根据根据技规技规，正线是指连接车站并贯穿或直股伸入车站，正线是指连接车站并贯穿或直股伸入车站的线路的线路. 单线和双线铁路的通过能力悬单线和双线铁路的通过能力悬殊很大，双线的通

30、过能力远远殊很大，双线的通过能力远远超过两条单线的通过能力，而超过两条单线的通过能力，而双线的投资比两条平行单线少双线的投资比两条平行单线少约约30% ，旅行速度比单线高，旅行速度比单线高约约30% ，运输费用低约，运输费用低约20% 。可见，运量大的线路修建双线可见，运量大的线路修建双线是经济的。是经济的。 平原、丘陵地区的新建铁路，远期年客货运量大于或平原、丘陵地区的新建铁路，远期年客货运量大于或等于等于35Mt/a ，山区新建铁路远期年运量大于或等于，山区新建铁路远期年运量大于或等于30Mt/a 时，宜按双线设计，分期实施；近期年客货运时，宜按双线设计，分期实施；近期年客货运量达到上述标

31、准者，宜一次修建双线。远期年客货运量达到上述标准者，宜一次修建双线。远期年客货运量虽未达到上述标准，但按国家要求的年输送能力和量虽未达到上述标准，但按国家要求的年输送能力和客车对数折算的年客货运量大于或等于客车对数折算的年客货运量大于或等于30Mt/a ，宜预，宜预留双线。留双线。 车站分布车站分布 车站分布距离的长短决定列车在站间的往返走行时分，车站分布距离的长短决定列车在站间的往返走行时分，从而影响通过能力。车站分布距离影响车站数量，故对工程从而影响通过能力。车站分布距离影响车站数量，故对工程投资有较大影响，且影响起停次数和旅行速度，故对运营支投资有较大影响，且影响起停次数和旅行速度，故对

32、运营支出有直接影响。出有直接影响。 车站分布必须满足国家要求的车站分布必须满足国家要求的年输送能力和客车对数；并应年输送能力和客车对数；并应考虑站间通过能力的均衡性。考虑站间通过能力的均衡性。在站间通过能力设计中，电力在站间通过能力设计中，电力牵引的单、双线铁路需分别扣牵引的单、双线铁路需分别扣除除90min与与120min的日均综合的日均综合维修维修“天窗天窗”时间；内燃牵引时间；内燃牵引的单线铁路，日客货行车量超的单线铁路，日客货行车量超过过30对，双线铁路超过对，双线铁路超过80对时，对时，需扣除需扣除30min日均综合维修日均综合维修“天窗天窗”时间。时间。 新建单线铁路不宜小于新建单

33、线铁路不宜小于8km；新建双线铁路不宜小于新建双线铁路不宜小于15km。 闭塞方式闭塞方式 铁路为了保证行车安全、铁路为了保证行车安全、提高运输效率，利用信号设提高运输效率，利用信号设备等来管理列车在站间运行备等来管理列车在站间运行的方法，称为的方法，称为闭塞方式闭塞方式。闭。闭塞方式决定车站作业间隔时塞方式决定车站作业间隔时分，从而影响通过能力。分，从而影响通过能力。 我国的基本闭塞方式有我国的基本闭塞方式有半自动闭塞和自动闭塞，在半自动闭塞和自动闭塞，在次要支线和地方铁路有的还次要支线和地方铁路有的还采用电气路签。采用电气路签。 电气路签：电气路签：电气路签是在一个站间两端的车站上，各装设

34、一个路签机，彼电气路签是在一个站间两端的车站上，各装设一个路签机，彼此间有电气锁闭关系。列车进入区间的凭证是配属于该区间的此间有电气锁闭关系。列车进入区间的凭证是配属于该区间的路签，该区间两端任一车站如需取出路签，必须是区间空闲，路签，该区间两端任一车站如需取出路签，必须是区间空闲，并得到另一站同意后才可能。当已取出路签后，任一车站都不并得到另一站同意后才可能。当已取出路签后，任一车站都不能再从路签机巾取出路签，这就保证了区间内只有一趟列车。能再从路签机巾取出路签，这就保证了区间内只有一趟列车。 半自动闭塞：半自动闭塞：半自动闭塞是闭塞机与信号机发生联锁作用的一种闭塞装置。半自动闭塞是闭塞机与

35、信号机发生联锁作用的一种闭塞装置。列车进入区间的凭证是出站信号机显示绿灯，但出站信号机受列车进入区间的凭证是出站信号机显示绿灯，但出站信号机受闭塞机的控制，只有在区间空闲、双方车站办理好闭塞手续之闭塞机的控制，只有在区间空闲、双方车站办理好闭塞手续之后，出站信号机方能再次显示绿灯。后，出站信号机方能再次显示绿灯。 采用半自动闭塞时，因列车进入区间凭证是信号机的显示，采用半自动闭塞时，因列车进入区间凭证是信号机的显示，省去了向司机递交路签的时间，从而缩短了列车在车站接发省去了向司机递交路签的时间，从而缩短了列车在车站接发车作业时分，提高了通过能力。车作业时分，提高了通过能力。 自动闭塞：自动闭塞

36、：自动闭塞时，区间被分为若干闭塞分区，进一步缩短了同向列自动闭塞时，区间被分为若干闭塞分区，进一步缩短了同向列车的行车间隔距离。列车运行完全根据色灯信号机的显示，红车的行车间隔距离。列车运行完全根据色灯信号机的显示，红色灯光表示前方的闭塞分区被占用，列车需要停车；黄色灯光色灯光表示前方的闭塞分区被占用，列车需要停车；黄色灯光表示前方只有一个闭塞分区空闲，要求列车减速；绿色灯光表表示前方只有一个闭塞分区空闲，要求列车减速；绿色灯光表示前方至少有两个闭塞分区空闲，列车可以按规定速度运行。示前方至少有两个闭塞分区空闲，列车可以按规定速度运行。由于信号的显示完全由列车所在位置通过轨道电路来控制，所由于

37、信号的显示完全由列车所在位置通过轨道电路来控制，所以称自动闭塞。以称自动闭塞。 单线上使用自动闭塞，可以提高通过能力，但效果不甚显著。单线上使用自动闭塞，可以提高通过能力，但效果不甚显著。双线采用自动闭塞可使两同向列车的追踪间隔时分缩短到双线采用自动闭塞可使两同向列车的追踪间隔时分缩短到810min，通过能力达，通过能力达100对对/d以上。以上。单线线路远期应采用半自动闭单线线路远期应采用半自动闭塞，双线线路应采用自动闭塞。塞，双线线路应采用自动闭塞。一个区段内应采用同一闭塞类一个区段内应采用同一闭塞类型。型。 自动闭塞与调度集中配合，可自动闭塞与调度集中配合，可使所有车站的道岔和信号，均使

38、所有车站的道岔和信号，均由调度员实行远程集中控制，由调度员实行远程集中控制，从而加强了行车组织的计划性从而加强了行车组织的计划性和灵活性，使行车更为安全，和灵活性，使行车更为安全，并能提高通过能力。并能提高通过能力。 （三）影响行车速度的主要技术标准（三）影响行车速度的主要技术标准最小曲线半径最小曲线半径 最小曲线半径是设计最小曲线半径是设计线采用的曲线半径最小值，线采用的曲线半径最小值，最小曲线半径不仅影响行最小曲线半径不仅影响行车安全、旅客舒适等行车车安全、旅客舒适等行车质量指标，而且影响行车质量指标，而且影响行车速度、运行时间等运营技速度、运行时间等运营技术指标和工程投资、运营术指标和工

39、程投资、运营支出和经济效益等经济指支出和经济效益等经济指标。标。 最小曲线半径应根据铁路等级、路段旅客列车设计行车速度最小曲线半径应根据铁路等级、路段旅客列车设计行车速度和工程条件比选确定，且不得小于和工程条件比选确定，且不得小于线规线规规定值。规定值。 机车交路机车交路 铁路上运转的机车都在一定区段内往返行驶。机车往返铁路上运转的机车都在一定区段内往返行驶。机车往返行驶的区段称为机车交路，其长度称为机车交路距离。机车行驶的区段称为机车交路，其长度称为机车交路距离。机车交路两端的车站称为区段靖。机车交路距离影响列车的交路两端的车站称为区段靖。机车交路距离影响列车的旅途旅途时间时间和和直达速度直

40、达速度。 区段站按工作性质和设备规模分为区段站按工作性质和设备规模分为机务段机务段（基本段）和（基本段）和折返折返段段。机务段机务段配属有一定数量的机车，担任其相邻交路的运转作业，配属有一定数量的机车，担任其相邻交路的运转作业，并设有机车整备和检修设备，配属本段的机车在此整备、检并设有机车整备和检修设备，配属本段的机车在此整备、检修，隶属本段的机车乘务组在此居住并轮换出乘。修，隶属本段的机车乘务组在此居住并轮换出乘。折返段折返段设在机车返程站上，不配属机车，机车在折返段进行设在机车返程站上，不配属机车，机车在折返段进行整备和检查，乘务组在此休息或驻班。此外；机务设备还有整备和检查，乘务组在此休

41、息或驻班。此外；机务设备还有担任补机、调机或小运转机车整备作业的机务整备所和担任担任补机、调机或小运转机车整备作业的机务整备所和担任折返机车部分整备作业的折返所。折返机车部分整备作业的折返所。 (1) 机车交路类型机车交路类型长交路：一个单程交路由一班乘务组承担。长交路：一个单程交路由一班乘务组承担。 短交路：一个往返交路由一班乘务组承担。短交路：一个往返交路由一班乘务组承担。 超长交路：一个单程交路由两班乘务组承担。超长交路：一个单程交路由两班乘务组承担。 (2) 机车运转方式机车运转方式肩回式：机车返回区段站均要入段整备。肩回式：机车返回区段站均要入段整备。 循环式：机车在相邻两个短交路内

42、往返行驶，在区段站上机车循环式：机车在相邻两个短交路内往返行驶，在区段站上机车不摘钩在到发线上整备。不摘钩在到发线上整备。 半循环式：机车在相邻两个短交路内往返行驶，每一循环入段半循环式：机车在相邻两个短交路内往返行驶，每一循环入段整备一次。整备一次。 (3) 乘务制度乘务制度包乘制：机车由固定的乘务组驾驶称为包乘制。蒸汽机车多采包乘制：机车由固定的乘务组驾驶称为包乘制。蒸汽机车多采用这种乘务制度，原则上是三班包乘，若乘务组全月工作时间用这种乘务制度，原则上是三班包乘，若乘务组全月工作时间超过规定，则用三班半制调节。超过规定，则用三班半制调节。 轮乘制：机车不固定包乘组，由不同乘务组分段轮流驾

43、驶，相轮乘制：机车不固定包乘组，由不同乘务组分段轮流驾驶，相应采用超长交路。适用于电力和内燃牵引。采用超长交路和轮应采用超长交路。适用于电力和内燃牵引。采用超长交路和轮乘制，可以缩短机车在区段站非生产停留时间，加速机车车辆乘制，可以缩短机车在区段站非生产停留时间，加速机车车辆周转，机车日车公里客运可提高周转，机车日车公里客运可提高40%以上，货运可提高以上，货运可提高8%以以上，运用机车也可减少，运输成本也有所降低。上，运用机车也可减少，运输成本也有所降低。(4) 机车交路距离机车交路距离 机车交路距离主要由交路类型决定，并与机车乘务组连续机车交路距离主要由交路类型决定，并与机车乘务组连续工作

44、时间和列车旅行速度有关。乘务组实际驾驶机车的工作时工作时间和列车旅行速度有关。乘务组实际驾驶机车的工作时间一般小于间一般小于6h，不大于，不大于9h；乘务组连续工作时间包括在本段或；乘务组连续工作时间包括在本段或外段作业停留时间和出、退勤时间。外段作业停留时间和出、退勤时间。 根据我国铁路的运输情况，机车交路距离：短交路一般为根据我国铁路的运输情况，机车交路距离：短交路一般为70120km ，长交路一般为，长交路一般为150250km ，超长交路可达，超长交路可达300500km ，采用轮乘制距离更能加长。，采用轮乘制距离更能加长。 机车交路应根据牵引种类、机车交路应根据牵引种类、机车类型、车

45、流特点、乘务机车类型、车流特点、乘务制度、线路条件、结合路网制度、线路条件、结合路网规划、机务设备布局，经技规划、机务设备布局，经技术经济比选确定。一般宜采术经济比选确定。一般宜采用长交路。用长交路。 其他主要技术标准其他主要技术标准 牵引种类和机车类型除决定牵引吨数外，还要影响列车牵引种类和机车类型除决定牵引吨数外，还要影响列车的技术速度、正线数目、车站分布和闭塞方式，除直接影响的技术速度、正线数目、车站分布和闭塞方式，除直接影响通过能力外，还要影响列车的旅行速度。通过能力外，还要影响列车的旅行速度。 4.4 4.4 主要技术标准综合优化基本原理主要技术标准综合优化基本原理（一）主要技术标准

46、综合优化方法的特点（一）主要技术标准综合优化方法的特点 主要技术标准选择的传统方法是主要技术标准选择的传统方法是单因素（标准）选择法单因素（标准）选择法，单独选择诸多标准中的某一项标准，且多用手工计算进行单独选择诸多标准中的某一项标准，且多用手工计算进行方案比较，故仅能在数个方案中选择其中相对经济的可行方案比较，故仅能在数个方案中选择其中相对经济的可行解，经济效果不显著。解，经济效果不显著。 综合优化方法综合优化方法的基本出发点在于：以最少的投入（工程费、的基本出发点在于：以最少的投入（工程费、运营支出）获取最大的产出（运能），以取得最佳的综合运营支出）获取最大的产出（运能），以取得最佳的综合

47、经济效益。这种方法可一次优选出相互匹配的多项标准，经济效益。这种方法可一次优选出相互匹配的多项标准，且以计算机为工具，以最优化技术自动选优，故可提高决且以计算机为工具，以最优化技术自动选优，故可提高决策效率。策效率。 线路标准适应地形，固定设备与移动设备协调配套线路标准适应地形，固定设备与移动设备协调配套（二）主要技术标准综合优化方法的基本思路（二）主要技术标准综合优化方法的基本思路主要技术标准中有的属于主要技术标准中有的属于固定设备（土建工程）的标准固定设备（土建工程）的标准，如铁路等级、正线数目、限坡、最小半径、有效长、站间如铁路等级、正线数目、限坡、最小半径、有效长、站间距离（或时分）等

48、；有的属于距离（或时分）等；有的属于移动设备标准移动设备标准，如机车类型、，如机车类型、闭塞方式等。闭塞方式等。过去：移动设备落后，在复杂的地形条件下，不得不以提过去：移动设备落后，在复杂的地形条件下，不得不以提高固定设备标准（如采用小限坡等）的高昂代价来满足运高固定设备标准（如采用小限坡等）的高昂代价来满足运能需要。这种设计思路导致在困难山区大量展线，增大工能需要。这种设计思路导致在困难山区大量展线，增大工程投资和运营支出，经济效益差。程投资和运营支出，经济效益差。 目前：车辆性能改善，先进的闭塞方式日渐普遍采用。移目前：车辆性能改善，先进的闭塞方式日渐普遍采用。移动设备的技术进步，为铁路设

49、计奠定了雄厚的物质基础。动设备的技术进步，为铁路设计奠定了雄厚的物质基础。 （三）主要技术标准综合优化方法的基本原理（三）主要技术标准综合优化方法的基本原理变量选择变量选择目标函数选择目标函数选择数学建模数学建模工程费工程费运营费运营费约束条件确定约束条件确定优化方法确定优化方法确定综合优化综合优化模型结果模型结果(1) 变量选择变量选择首先根据系统工程的方法，在系统分析基础上，确定对工程费、首先根据系统工程的方法，在系统分析基础上，确定对工程费、运营费及运输能力影响大的因素（标准）作为设计变量。如铁运营费及运输能力影响大的因素（标准）作为设计变量。如铁路等级、正线数目、机车类型；机车台数、有

50、效长度、站间距路等级、正线数目、机车类型；机车台数、有效长度、站间距离（或时分）、闭塞方式等；地形类别对工程费影响显著，也离（或时分）、闭塞方式等；地形类别对工程费影响显著，也可引为变量。取值范围小的标准，如铁路等级、正线数目、闭可引为变量。取值范围小的标准，如铁路等级、正线数目、闭塞方式及地形类型等可取作参变量。塞方式及地形类型等可取作参变量。 (2) 建立工程费、运营费与变量关系的数学模型建立工程费、运营费与变量关系的数学模型土建工程费数学模型土建工程费数学模型：土建工程费与变量密切相关；可运用：土建工程费与变量密切相关；可运用多无统计分析建立数模。土建工程费多无统计分析建立数模。土建工程

51、费AT 应包括多项土建工程及应包括多项土建工程及与变量有关的附加工程费。如与坡度有关的避难线工程费、陡与变量有关的附加工程费。如与坡度有关的避难线工程费、陡坡地段轨道加强费用；与半径有关的轨道加强费及电力牵引接坡地段轨道加强费用；与半径有关的轨道加强费及电力牵引接触网附加工程费等。触网附加工程费等。 机车、车辆购量费与货物延滞攒失费机车、车辆购量费与货物延滞攒失费：机车、车辆购量费：机车、车辆购量费 AJ、AC是运行时间的函数，与相关标准有关，可通过牵引计算建模。是运行时间的函数，与相关标准有关，可通过牵引计算建模。货物延滞损失费货物延滞损失费 Ay 除与运行时间有关外，还与具体线路的货除与运

52、行时间有关外，还与具体线路的货物品种构成有关，可采用牵引计算方法建模，根据具体情况决物品种构成有关，可采用牵引计算方法建模，根据具体情况决定是否计入该项费用。定是否计入该项费用。运营费运营费：运营费：运营费 E 包括走行费及与线路标准有关的附加运营包括走行费及与线路标准有关的附加运营费（如与坡度有关的闸瓦磨耗费、轨道附加维修费、限速时间费（如与坡度有关的闸瓦磨耗费、轨道附加维修费、限速时间损失费、事故损失费和车辆集结费等；与半径有关的轮轨磨耗损失费、事故损失费和车辆集结费等；与半径有关的轮轨磨耗费、限速费、附加阻力费、轨道附加维修费及事故损失费等），费、限速费、附加阻力费、轨道附加维修费及事故损失费等），以及固定设备维修费等。其数学模型，可根据牵引计算方法和以及固定设备维修费等。其数学模型，可根据牵引计算方法和运营资料统计方法建立。运营资料统计方法建立。 展线系数展线系数：展线系数：展线系数与采用的限坡大小与地形的适应程度有与采用的限坡大小与地形的适应程度有关，也与曲线坡度减缓、小半径粘降坡度减缓、隧道坡度折减关，也与曲线坡度减缓、小半径粘降坡度减缓、隧道坡