第四章区间通过能力计算

第四章区间通过能力计算 §4－1 概述

§4－1 概述 一、运输能力（生产能力） • 1、通过能力 • 取决于固定设备的设置条件 • 固定设备：不能移动的基础设施（区间、车站、机务段……） • 2、输送能力 • 取决于活动设备的配置条件 • 活动设备：可以移动的机车车辆（运载动力与工具）二、通过能力 • 1、定义 • 在采用一定类型的机车车辆和一定的行车组织方法条件下，铁路区段的各种固定设备，在单位时间内（通常指一昼夜）所能通过的最多列对数，单位：列/d、对/d。

§4－1 概述 二、通过能力 • 2、影响因素 • 技术设备：更新，合理使用 • 行车组织：方法的改善，各项作业间的协调 • 3、区段通过能力（三者区别：分区、区间、区段；） • 区间：正线数、区间长度、线路平纵断面、机车类型、信联闭设备 • 车站：到发线数、咽喉道岔布置、调车设备、信联闭设备 • 机务段及其整备设备：检修台位、整备线数 • 给水设备：水源、扬水管道、动力机械设备 • 供电设备：牵引变电所、接触网通过能力不是一成不变的

§4－1 概述 二、通过能力 • 4、通过能力的3个不同概念 • 设计能力： • 现有能力： • 需要能力：三、输送能力 • 1、定义 • 在一定的固定设备、机车车辆类型及行车组织方法条件下，在单位时间内（通常指一年）所能输送的最多货物吨数，单位：万t/年 • 2、计算 • 以通过能力为基础 • 按方向分别计算：同一线路上，不同方向以列数计的通过能力可能相同，而以吨数计的输送能力一般不同，重车方向大于空车方向

第四章区间通过能力计算 §4－2 平行运行图通过能力

§4－2 平行运行图通过能力 一、基本概念 • 1、平图特点 • 速度相同：同一区间、同一方向 • 交会方式相同：上下行方向、同一车站 • 规律：任一区间运行线，总是以同样铺画方式一组一组反复排列 • 2、运行图周期T周 • 含义：相同方式铺画的一组列车占用区间的时间，所包含的上下行列车数可能不同。 • 常见类型：组合可能种类（见下页图）

不同类型运行图周期示意图 (b)单线不成对非追踪运行图周期 (a)单线成对非追踪运行图周期 (c)双线追踪运行图周期 (d)单线成对追踪运行图周期

§4－2 平行运行图通过能力 二、平图能力的计算通式 • 1、算式 • 平行运行图区间通过能力n（简称平图能力）的一般公式为（也是能力计算的通式） • 式中 ——一个运行图周期中所包含的列车对数或列数 ——为进行线路养护维修、技术改造施工、电力牵引区段接触网检修等作业，须预留的固定占用区间时间，以及必要的列车慢行和其他附加时分 ——有效度系数，扣除设备故障和列车运行偏离、调度调整等因素所产生的技术损失后，区间时间可供有效利用的系数，一般取0.9～0.85

§4－2 平行运行图通过能力 二、平图能力的计算通式 • 2、运行图周期 • 每区间T周不等：各区间运行时分不同，各站间隔时间不同 • 通过能力大小与T周成反比： T周越大，通过能力越小 • 3、两个特殊周期 • 限制区间： T周最大的区间，通过能力最小的区间，其通过能力＝该区段区间通过能力 • 困难区间：区间运行时分最大的区间，∑t运对T周大小起主要作用。一般困难区间就是限制区间，但有的区间由于τ站数值较大而成了限制区间 • 4、分图计算（不同类型运行图， T周的组成及K周值不同，必须对其分别计算n）

§4－2 平行运行图通过能力 三、单线成对非追踪平行运行图 • 1、周期T周（参见单线成对非追踪运行图） • 由于一个周期内包含的列车数K周=1，不考虑有效度系数时，通过能力为 • n→max，则T周→min • 一定机车、列车重量标准条件下，区间运行时分不变 • T周↓ → →限制区间合理铺画方案 ↓

图上运行线铺画方案有4种 上下行列车不停车通过车站而开出区间上下行列车不停车通过车站而进入区间下行列车不停车通过区间两端站上行列车不停车通过区间两端车站

三、单线成对非追踪平行运行图 • 2、方案的选择 • 选择T周最小的方案：通过能力最大，最优会车方案 • 满足中间站要求：区间两端站具体条件 • 出站方向有较大上坡道时：选用通过车站而T周又较小的方案 • 中间站有技术作业时：技术作业停站时间，对两相邻区间的通过能力产生影响，并使相邻区间成为限制区间。参见下面3。 • 3、中间站技术作业对n的影响 • 技术作业停车站的邻接区间：可能成为限制区间时，应尽量使 ↓、 ↓ ↓ ↑，反之亦然但将使

a b c 三、单线成对非追踪平行运行图 • 3、中间站技术作业对n的影响若令则从而

a b c §4－2 平行运行图通过能力三、单线成对非追踪平行运行图 • 3、中间站技术作业对n的影响 • 讨论： • 当Ta-b>Tb-c时，t3>0，即应先从b一c区间接人列车 • 当Ta-b<Tb-c时，t3<0，则应先从a－b区间接人列车 • 结论：先接入小区间列车，即必须保证：

a b c 上水站上水站 §4－2 平行运行图通过能力三、单线成对非追踪平行运行图 • 4、措施 • 技术作业站的设置：小区间邻接站；可同时接车站 • 小区间列车先接：大口对小区间、小口对大区间 • 规定停站时间：交错会车示意图 • 当邻接区间运行时分大致相等时：采取交错会车方式 • 上、下行技术需要停站：分别设在两个车站上(交错上水) 交错上水示意图

§4－2 平行运行图通过能力 四、单线不成对运行图 • 1、适用 • 上下行行车量不等的区段 • 部分增加运能，适应运量增长 • 2、图例 • 3、不成对系数 • 4、能力计算行车量较小方向列车数行车量较大方向列车数个普通周期 , ，组成一天可利用时间个额外占用故则

§4－2 平行运行图通过能力 四、单线不成对运行图 • 5、分析 • 单线不成对运行图行车量较大方向的区间通过能力，比成对运行图为高； • 不成对系数愈小，通过能力愈大 • 采用单线不成对运行图，往往比采用其他措施要降低旅行速度，需要增添车站配线，并且不成对系数越小，这种不良影响也越显著； • 在需少量增加通过能力，且上下行行车量不平衡的条件下，才采用之。

§4－2 平行运行图通过能力 五、单线追踪运行图 • 在”AB”区段，为提高通过能力，可采用成对部分追踪运行图 • 当上下行行车量不同时，也可采用不成对部分追踪运行图 • 1、成对部分追踪运行图 • （1）运行图总时间的组成 • 普通的运行图周期数为 • 则,一昼夜列车占用区间的总时间为 N周个普通运行图周期(即非追踪运行图周期T周) N追个列车追踪间隔时间列车总对数每一追踪运行列车组中的对数追踪运行列车组的对

§4－2 平行运行图通过能力 五、单线追踪运行图 • 1、成对部分追踪运行图 • （2）追踪系数 • 在追踪运行列车组中的列车数与总列车数之比,即 • 则 • （3）成对部分追踪运行图通过能力 • 将代入 • 得成对部分追踪运行图通过能力

§4－2 平行运行图通过能力 五、单线追踪运行图 • 1、成对部分追踪运行图 • （4）分析 • 追踪运行图→增加会让时的停站时间→增加车站配线数量 • 单线区段不宜采用全部追踪运行图每组追踪运行的列车数不宜超过2列，即K=2 此时，通过能力可用下式表示

§4－2 平行运行图通过能力 五、单线追踪运行图 • 2、不成对部分追踪运行图 • 列车占用区间总时间＝若干普通运行图周期＋上下行若干个追踪间隔时间 • 普通运行图周期数N周为其中 • 则全部列车占用区间的总时间为 ——行车量大的方向追踪运行列车组数及组中列车数 ——反方向追踪运行列车组数及组中列车数

§4－2 平行运行图通过能力 五、单线追踪运行图 • 2、不成对部分追踪运行图 • 由于则当 • 把式(﹡)和(﹡﹡)代入时，不成对部分追踪运行图通过能力可得

§4－2 平行运行图通过能力 五、单线追踪运行图 • 2、不成对部分追踪运行图 • 当给定不成对系数及行车量大的方向的追踪系数时，利用上述关系式可以求得行车量小的方向应具有的追踪系数

§4－2 平行运行图通过能力 六、双线平行运行图 • 1、非自动闭塞双线区段 • （1）运行图周期 • 采用连发运行图，其运行图周期为 • （2）区间通过能力 • 分上下行方向按下式计算 • （3）注意 • 由于区间线路断面的关系，上下行限制区间可能不是同一个区间

§4－2 平行运行图通过能力 六、双线平行运行图 • 2、自动闭塞区段 • （1）运行图周期 • 通常采用追踪运行图，其运行图 • （2）区间通过能力 • 分上下行方向计算 • 由上式可见，在自动闭塞区段 • 当＝10min时，平图能力每方向可达144列(当＝0时) • 当＝8min时，双向可达180对 • 因此，在双线区段上装设自动闭塞并采用追踪运行图，增加通过能力的效果特别显著

第四章区间通过能力计算 §4－3 非平行运行图通过能力

§4－3 非平行运行图通过能力 1、非平图使用原因 • （1）采用平图情形 • 城际客运专线；城市轨道交通； • 能力紧张的客货混运区段（平图可达最大通过能力） • （2）大铁路通常采用非平图 • 运行不同种类、不同速度的列车； • 非平图上铺画各种速度不同、交会方式不同的列车。 2、非平图通过能力 • （1）含义：在旅客列车数量及其铺画位置既定的条件下，该区段一昼夜内所能通过的货物列车和旅客列车对数(或列数) • （2）仍具有平图特征 • 大多数线路上，旅客列车、快运货列比普通货列少，在运行图上所占比例较小。大多数货列仍具有平图的规律性。

§4－3 非平行运行图通过能力 3、计算方法 • 步骤：确定平图通过能力→扣除较快列车、摘挂列车对货列影响而不能开行的货列数→非平图通过能力 • 方法有3种： • (1)图解法先铺旅客列车→（空档内）再铺货列(包括摘列) ，尽量铺画，最大即是。特点：较精确，但烦琐，工作量大，故只在特殊需要时采用 • (2)分析法（扣除系数法） • 根据旅客列车、摘挂列车的扣除系数，近似计算非平图通过能力 • 扣除系数：因铺画一对或一列旅客列车、快运货列、摘挂列车，须从平图上扣除的货物列车数。

§4－3 非平行运行图通过能力 3、计算方法 • (2)分析法（扣除系数法） • 计算公式式中 • 特点：简捷，方便；但精确程度取决于扣除系数，其合理值的确定有一定难度 ——分别为平图、非平图的通过能力； ——非平图上货物列车通过能力（包括快运货物列车、摘挂列车） ——运行图上旅列、快货、摘挂列车的铺画对（列）数（缩写为ni） ——分别为旅列、快货、摘挂列车的扣除系数（缩写为εi）

§4－3 非平行运行图通过能力 3、计算方法 • （3）模拟计算法 • 扣除系数法 • 通过能力只是近似值。当多种列车混合铺画时，除了对标准货物列车产生一定的扣除外，其相互间也在能力利用上产生一定的影响 • 计算机模拟分析方法 • 图解法＋分析法 • 特点： • 图解法精确、可靠，计算机运算、统计分析功能大； • 针对具体区段条件准确计算扣除系数和通过能力； • 有控随机生成大量旅列方案→计算机图解满表运行图→分析有关因素。

§4－3 非平行运行图通过能力 一、单线非自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 1、基本扣除系数 • （1）含义：一对旅列占用限制区间的时间，与一对货列占用限制区间的时间之比。 • （2）算式式中客车区间运行时分车站间隔时间 ——旅客列车在限制区间的上下行运行时分，min ——货物列车在限制区间的上下行运行时分，min ——货物列车与旅客列车速度的比值

§4－3 非平行运行图通过能力 一、单线非自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 2、额外扣除系数 • （1）含义 • 额外扣除时间与一对货物列车占用限制区间的时间之比 • 产生原因：两相邻旅列间时间间隔不是货列占用限制区间时间整倍数； • 影响因素：运行图上旅列对数及其铺画位置、区间不均等程度、中间站到发线数目。 • 数值大小：一般情况下取值为0.2～0.5 • （2）算式 • 单线区段可近似地按如下经验公式计算 • 式中j——区间不均等程度； • 3、扣除系数 • 在运行图上铺画一对旅客列车所造成的，由基本扣除系数与额外扣除系数两部分组成，即各区间货物列车平均运行图周期

§4－3 非平行运行图通过能力 二、单线自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 1、一对旅客列车占用区间时间 • 单线AB区段运行图中，旅列和货列运行线在限制区间内的相互配置有以下两种情况： • (1)旅客列车按非追踪方式铺画时： • (2)客货列车间按追踪方式铺画时： • 则一对旅客列车占用限制区间的加权平均时间将为：客货列车间按追踪方式铺画的比例非追踪铺画的比例

§4－3 非平行运行图通过能力 二、单线自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 2、基本扣除系数 • 根据单线成对部分追踪运行图通过能力计算公式，一对货列平均占用限制区间的时间为。因而，相应旅客列车基本扣除系数的计算公式可写为在很大程度上取决于σ的大小，而σ又取决于运行图饱和程度 (客货列车总数与非追踪平行图通过能力之比)，它随值的增大而增大，近似算式为 3、额外扣除系数影响因素：复杂，取决于区间不均等程度，＝0.3，当≤0.8时；＝0.4，当>0.8时。也取决于中间站到发线数及其分配与运行图结构的协调程度，当不相匹配时：↑；变化范围大，最好用图解法确定。

§4－3 非平行运行图通过能力 三、双线自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 1、旅客快车分散铺画时的扣除系数 • （1）一列快客占用运行图的时间（参见下页图） • 并不决定于限制区间，而需按整个区段考虑其对货物列车运行的影响 • 式中 • 式中 • 旅客列车直接占用时间：，空费时间： ——快客影响区左右界间的总时间 ——在时间内越行的货物列车数，按下式计算并取整数值 ——分别为第i区间的货物列车运行时分及旅客快车运行时分，min ——第i区间的货、客列车运行时分之差， ——旅列越行货列所产生的同向列车到、发间隔时间，min

旅客快车分散铺画时占用区间示意图

三、双线自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 1、旅客快车分散铺画时的扣除系数 • （2）扣除系数 • 其中 • 式中 Δ——为全区段客货列车运行时分之比 ——越行站间客货列车区间运行时分之差的积累值 K——正整数

三、双线自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 1、旅客快车分散铺画时的扣除系数 • 铁科院得出和的经验公式 • 于是有：

三、双线自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 1、旅客快车分散铺画时的扣除系数 • 据此，建议旅客快车分散铺画时的扣除系数按表 • 2、旅客快车追踪铺画时的扣除系数 • 旅客列车追踪铺画：由于两旅客列车的影响区部分地重合，可以大幅度减少扣除时间。 • 条件：与前行列车具有相同的速度和停站方式，否则将导致间隔增大，货列让行停站时间增大。 • 影响：客车运行线过度集中，检查客运站设备能力能否适应；货列运行不均衡，影响编组站到发线和调车设备的有效运用。 • 措施：每组追踪或连发运行的列数不宜过多。

三、双线自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 2、旅客快车追踪铺画时的扣除系数 • 由于旅客列车对数的增多，追踪或连发的比重亦将逐渐增大，其扣除系数将相应减小。此时，旅客快车扣除系数的均值可用下式近似计算 • 式中系数α可按下表取值 • 取前表数值为基数，旅客快车每增加10列，扣除系数相应地减小0.1

§4－3 非平行运行图通过能力 三、双线自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 3、旅客慢车的扣除系数 • （1）无越行时 • 旅客慢车开行对数虽少，但对通过能力的影响大。当无越行铺画时，可得慢客扣除系数的最大值，如图。

三、双线自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 3、旅客慢车的扣除系数 • （1）无越行时 • 式中 • 于是，慢客无越行铺画时的扣除系数为 • 近似的，并令，则有 • 显然，将随慢客与货列在全区段内旅行时分之差的增大和I的减小而增加 ——旅客慢车、货物列车在全区段的旅行时分，min

§4－3 非平行运行图通过能力 三、双线自动闭塞区段旅客列车扣除系数 • 3、旅客慢车的扣除系数 • （2）有越行时慢客待避快客时出现相反的两种情况： • 慢客延长停站时间 → 扣除系数↑（可能） • 慢客与快客影响区重合 → 平均扣除时间↓↓（大幅度） • 结论：总体上，有越行铺画对减少扣除时间是有利的近似计算快运货物列车扣除系数的确定方法：与旅客列车基本相同，但由于有可能在运行图上移动这类列车运行线的位置，额外扣除系数可取0.2～0.3。所以，扣除系数一般要较旅客列车扣除系数稍小一些（下同）。式中系数β建议按下表取值

四、双线非自动闭塞区段旅客列车的扣除系数 • 在双线非“AB”区段，如同AB区段一样，也应按列车在区段的分布情况分别计算。 • 1、区间不均等（系数j较小）时 • 当区段的限制区间与其他区间差别较大时，可按限制区间计算，即旅客快车在限制区间的运行时间，min 货物列车在限制区间的运行时间，min

§4－3 非平行运行图通过能力 四、双线非自动闭塞区段旅客列车的扣除系数 • 2、区间均等（系数j较大）时 • 在多数情况下，旅客快车可由固定部分与可变部分组成，即 • 与区段内的区间分布有关，应当分析不同区段的情况，确定出平均的值 • 双线非自动闭塞区段的也是由，和组成。研究证明

§4－3 非平行运行图通过能力 五、摘挂列车扣除系数 • 1、摘挂列车特点 • （1）运行速度与货物列车一样，因Q小有时更高 • （2）但旅速低：中间站停站次数K站多、停站时间长 • （3）对通过能力有影响：区间愈均等，运行图铺满程度愈高，这种影响就愈大 • 2、在平行运行图上 • 当区间均等时，摘挂列车在站每作业一次，都要从图上扣掉一条运行线。 • 一般地： • 3、在非平行运行图上 • （1）运行图空隙：铺画旅客列车产生一定的空费时间；区间不均等，在邻接较小区间的车站产生 • （2）利用空档：空费时间和运行图空隙铺画摘挂列车，使摘挂列车扣除系数大大缩小

§4－3 非平行运行图通过能力 • 小结 • 非平图中旅列、摘列等扣除系数与一系列因素有关，主要有： • (1)区间的不均等程度 • (2)非普通货物列车（旅列、快货、摘列等）的运行速度、数量及其在图上铺画位置 • (3)旅列和摘列在区段内的停站次数及停站时间 • 这些因素的影响只能在运行图铺好之后才能完全确定。因此，在计算通过能力时，不得不利用扣除系数的经验数值。如表4—3—5所列表4—3—5(a) 列车扣除系数表注：其他闭塞方法可参照半自动闭塞取值

§4－3 非平行运行图通过能力 表4－3－5（b）三显示双线自动闭塞区段旅客列车扣除系数注：四显示双线自动闭塞区段，用图解法并参照本表取值确定

第四章区间通过能力计算 §4－4 高速铁路通过能力的计算

一、高速铁路通过能力的影响因素 • 影响因素：运输模式、列车种类、运行速度、停站次数及时间、运行图铺画方式、站间距离、天窗设置等。 • 1、运输模式 • （1）纯高速模式。列车技术速度相同(即区间纯运行时分相同)，停站次数及其停站时分可不同。日本采用，运行三种旅客列车。运输组织相对简单，不同列车占用区间能力的相互影响较小。 • （2）客货混运模式。德国高速铁路运输模式，运行图上通过能力的利用呈现3个不同时段的差异： • ①昼间主要运行高速列车、城际快速列车及普通列车3种旅客列车，其技术速度也不同； • ②夜间主要运行快速货物列车，种类和速度单一； • ③昼夜交替时段则是客货混行，客货列车速度不同，在占用区间能力上的相互影响也就比较复杂。

第四章 区间通过能力计算