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1、易思榮.鐵路選線設(shè)計(jì)。西南交通大學(xué)出版社郝瀛。鐵道工程。中國鐵道出版社李成輝。軌道。西南交通大學(xué)出版社,中國鐵道出版社1 鐵路運(yùn)量 牽引計(jì)算 鐵路通過能力與輸送能力 鐵路等級(jí)與主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)本章主要內(nèi)容:第一章 鐵路能力2第一節(jié) 鐵路運(yùn)量 一、客貨運(yùn)量的意義 新建與改建鐵路,設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)查,以明確設(shè)計(jì)線的政治、國防和經(jīng)濟(jì)意義,確定設(shè)計(jì)線在鐵路網(wǎng)中的地位和作用;并提供鐵路總體設(shè)計(jì)和各種設(shè)施設(shè)計(jì)所需要的客貨運(yùn)量資料??拓涍\(yùn)量的重要意義如下: 1客貨運(yùn)量是設(shè)計(jì)鐵路能力的依據(jù)。 2客貨運(yùn)量是評(píng)價(jià)鐵路經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。 3客貨運(yùn)量是影響線路方案取舍的重要因素。 3 客貨運(yùn)量在鐵路設(shè)計(jì)中具有重要作用。

2、若調(diào)查或預(yù)測(cè)的客貨運(yùn)量偏大,則鐵路標(biāo)準(zhǔn)偏高,技術(shù)裝備能力也偏高,投資較大的方案中選,增大投資。但鐵路運(yùn)營后,若實(shí)際運(yùn)量偏小,則鐵路能力閑置,投資浪費(fèi),而運(yùn)營收入偏少,鐵路投資效益必然降低;若調(diào)查或預(yù)測(cè)的運(yùn)量偏小,雖初期投資省,但鐵路運(yùn)營后,能力會(huì)很快飽和,引起鐵路過早改建,追加投資增大,也不經(jīng)濟(jì)合理。因此,鐵路設(shè)計(jì)必須十分重視客貨運(yùn)量的調(diào)查和預(yù)測(cè)工作。 4 二、客貨運(yùn)量的調(diào)查和預(yù)測(cè) 設(shè)計(jì)線客貨運(yùn)量的確定,首先要?jiǎng)澏ㄔO(shè)計(jì)線的吸引范圍,然后在吸引范圍內(nèi)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)查,以確定近期的客貨運(yùn)量,并根據(jù)吸引范圍的建設(shè)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料,預(yù)測(cè)遠(yuǎn)期的客貨運(yùn)量。吸引范圍直通吸引范圍地方吸引范圍 (一)劃定吸引范圍

3、 設(shè)計(jì)線的吸引范圍是設(shè)計(jì)線吸引客貨運(yùn)量的區(qū)域界限,設(shè)計(jì)線客貨運(yùn)量的調(diào)查和預(yù)測(cè),都是在吸引范圍內(nèi)進(jìn)行的。5直通吸引范圍 直通吸引范圍是路網(wǎng)中客貨運(yùn)量通過本設(shè)計(jì)線運(yùn)送有利的區(qū)域范圍。以運(yùn)距最短來劃分范圍 6 (二)貨運(yùn)量的調(diào)查和預(yù)測(cè) 直通貨運(yùn)量可根據(jù)國家計(jì)劃部門制定的地區(qū)間物資交流規(guī)劃,分析直通吸引范圍內(nèi)的物資供求情況,分上、下行匯總得到。地方吸引范圍 地方吸引范圍是在設(shè)計(jì)線經(jīng)行地區(qū)內(nèi),客貨運(yùn)量要由設(shè)計(jì)線運(yùn)送有利的區(qū)域范圍。 按運(yùn)量由設(shè)計(jì)線運(yùn)送運(yùn)價(jià)最低的原則來確定(含水運(yùn)、公路運(yùn)輸?shù)谋容^)。7 (三)客運(yùn)量的調(diào)查和預(yù)測(cè) 直通客運(yùn)量占客運(yùn)總量的比重一般并不很大,可進(jìn)行客流的典型調(diào)查,找出直通客流量和

4、地方客流量的比值,根據(jù)地方客運(yùn)量估算直通客運(yùn)量。 地方客運(yùn)量與吸引范圍內(nèi)的人口總數(shù)、工礦企業(yè)職工人數(shù)比重、人均收入、內(nèi)遷工廠多少、早期移民數(shù)量、旅游地多少等因素有關(guān)。可用乘車率(每人每年的平均乘車次數(shù))或多元回歸法預(yù)測(cè)。 將客流量匯總后,可按每列車定員估算旅客列車數(shù);亦可比照和設(shè)計(jì)線條件相近的既有線,擬定設(shè)計(jì)線的旅客列車數(shù)。 8 三、鐵路選線設(shè)計(jì)所需要的運(yùn)量參數(shù) (一)貨運(yùn)量 貨運(yùn)量C是設(shè)計(jì)線(或區(qū)段)一年內(nèi)單方向需要運(yùn)輸?shù)呢浳飮崝?shù),應(yīng)按設(shè)計(jì)線(或區(qū)段)分上、下行分別由下式計(jì)算: CCi (104ta) (11) 式中 Ci某種貨物的年貨運(yùn)量。9 (二)貨物周轉(zhuǎn)量左圖為侯月線開行5000噸重載

5、列車 貨物周轉(zhuǎn)量CHZ是設(shè)計(jì)線(或區(qū)段)一年內(nèi)所完成的貨運(yùn)工作量,可由單方向一年內(nèi)各種貨運(yùn)量Ci (104ta)與相應(yīng)的運(yùn)輸距離Li (km)按下式計(jì)算: CHZ(Ci Li) (104tkma) (12)10 (三)貨運(yùn)密度104tkm/(kma) (13)LCCHZM=(14)ZQQZCC=l 式中 L設(shè)計(jì)線(或區(qū)段)的長度(km)。 設(shè)計(jì)線上、下行方向的貨運(yùn)量不均衡時(shí),應(yīng)區(qū)分為輕車方向和重車方向。貨流比QZ是輕車方向貨運(yùn)量CQ與重車方向貨運(yùn)量CZ的比值,即 (四)貨流比 貨運(yùn)密度CM是設(shè)計(jì)線(或區(qū)段)每km的平均貨物周轉(zhuǎn)量:11全年月平均貨運(yùn)量一年內(nèi)最大的月貨運(yùn)量=b (15) (六)零

6、擔(dān)、摘掛、快運(yùn)貨物和旅客列車 零擔(dān)列車是運(yùn)送地方零散貨物的列車,在中間站辦理零擔(dān)貨物的裝卸,一般運(yùn)行于一個(gè)區(qū)段內(nèi)。 (五)貨運(yùn)波動(dòng)系數(shù) 由于生產(chǎn)和消費(fèi)的季節(jié)性等原因。設(shè)計(jì)線的貨運(yùn)量在一年內(nèi)各月份并不相等。一年內(nèi)最大的月貨運(yùn)量和全年月平均貨運(yùn)量的比值稱為貨運(yùn)波動(dòng)系數(shù),以表示。設(shè)計(jì)線必須能完成運(yùn)量最大月份的運(yùn)輸任務(wù),所以在計(jì)算鐵路能力時(shí),應(yīng)考慮貨運(yùn)波動(dòng)系數(shù)的影響12 摘掛列車是運(yùn)送地方整車貨物的列車,在中間站辦理貨車甩掛和到貨場(chǎng)取送車作業(yè),一般運(yùn)行于一個(gè)區(qū)段內(nèi)。 快運(yùn)貨物列車是運(yùn)送鮮活或易腐貨物的列車,為縮短旅途時(shí)間,這種列車很少停站,其他普通貨物列車要停站待避,使其不停車通過。 旅客列車是運(yùn)送旅

7、客的列車。 這些列車的對(duì)數(shù),應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)調(diào)查資料分析確定。 四、設(shè)計(jì)年度 設(shè)計(jì)線交付運(yùn)營后,客貨運(yùn)量是隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐年增長的,設(shè)計(jì)線的能力必須與之適應(yīng)。上述運(yùn)量參數(shù),也需分設(shè)計(jì)年度提供。13 鐵路的設(shè)計(jì)年度應(yīng)分為近期、遠(yuǎn)兩期。近期、遠(yuǎn)期分別為鐵路交付運(yùn)營后第10年和第20年。近、遠(yuǎn)期運(yùn)量均采用預(yù)測(cè)運(yùn)量。 鐵路線下基礎(chǔ)設(shè)施和不易改、擴(kuò)建的建筑物和設(shè)備的建筑物和設(shè)備,應(yīng)按遠(yuǎn)期運(yùn)量和運(yùn)輸性質(zhì)設(shè)計(jì),并適應(yīng)長遠(yuǎn)發(fā)展的要求;對(duì)于易改、擴(kuò)建的建筑物和設(shè)備,宜按近期運(yùn)量和運(yùn)輸性質(zhì)設(shè)計(jì),并考慮預(yù)留遠(yuǎn)期發(fā)展條件。 隨運(yùn)輸需求變化增減的機(jī)車、車輛等運(yùn)營設(shè)備,可按交付運(yùn)營后第3年或第5年的運(yùn)量進(jìn)行設(shè)計(jì)。14 五、

8、客貨運(yùn)量調(diào)查不準(zhǔn)確或設(shè)計(jì)年度過短帶來的問題 多年來,我國許多干線鐵路一直處在不停地改、擴(kuò)建之中,這些改、擴(kuò)建工程包括增加車站、雙線插入、局部復(fù)線、軟化坡度、通信信號(hào)改造、增建第二線或電氣化等各種方式。 1南昆鐵路 體現(xiàn)20世紀(jì)90年代設(shè)計(jì)、筑路水平的西南大動(dòng)脈南昆鐵路,東起南寧,西至昆明,北接紅果,全長898公里,為國家I級(jí)干線電氣化鐵路。1516 南昆鐵路設(shè)計(jì)年輸送能力,近期1000萬噸,遠(yuǎn)期2000至3000萬噸。南昆鐵路1997年開通運(yùn)營,2001年大部分區(qū)段平圖能力利用率達(dá)到94,能力己處于飽和狀態(tài)。 造成南昆線能力飽和,及需改建的原因主要是由于運(yùn)量調(diào)查的不準(zhǔn)確和設(shè)計(jì)年度過短造成。 2

9、西康鐵路 2001年1月8日,全長267.49公里的西安安康國家級(jí)電氣化鐵路干線開通運(yùn)營。該線預(yù)留雙線,一次建成電氣化。年設(shè)計(jì)能力貨運(yùn)量2000萬t,日均客車8對(duì)。 17全長18.46公里的秦嶺隧道 西康鐵路2001年1月開通運(yùn)營當(dāng)年,限制區(qū)段的平圖能力利用率已達(dá)到100,需要開放原設(shè)計(jì)預(yù)留的車站。西康線設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)運(yùn)量近期2005年為1245萬t,遠(yuǎn)期2010年為1500萬t,實(shí)際開通兩年2002年已達(dá)到1400萬t。18 3寶中鐵路 1994年5月18日,全長498.19公里的寶雞中衛(wèi)電氣化鐵路干線開通。19 寶中線設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)運(yùn)量近期2000年為1028萬t,遠(yuǎn)期2005年為1500萬t,實(shí)際運(yùn)

10、量2000年達(dá)到1499萬t,2002年達(dá)到1954萬t 。 4浙贛鐵路 浙贛鐵路全長942km起于杭州站,止于湖南株洲,橫跨浙、贛、湘三省。浙贛鐵路自20世紀(jì)80年代初開始,對(duì)既有線增設(shè)會(huì)讓站、雙插、結(jié)合整治水害進(jìn)行復(fù)線改造,于1997年全部復(fù)線正式開通。 浙贛復(fù)線金華至株洲段設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)運(yùn)量近期2000年為2670萬t,遠(yuǎn)期2005年為3800萬t,實(shí)際運(yùn)量2000年為3510萬t,2002年已達(dá)到3797萬t。20浙贛鐵路電氣化改造 21 以上實(shí)例都是按原規(guī)范規(guī)定的近期為交付運(yùn)營后第5年,遠(yuǎn)期為交付運(yùn)營后第10年作為設(shè)計(jì)年度。但是近年來隨著國民經(jīng)濟(jì)快速增長,對(duì)鐵路運(yùn)輸需求急劇增加。為適應(yīng)運(yùn)量

11、的增長,鐵路頻繁改建、擴(kuò)建,不僅增加施工費(fèi)用和施工對(duì)運(yùn)營的干擾,而且影響鐵路的正常運(yùn)輸效率的發(fā)揮。 為適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要,節(jié)約投資,避免建成的鐵路頻繁改造而影響鐵路正常運(yùn)輸,提高鐵路運(yùn)輸?shù)姆?wù)質(zhì)量,力求達(dá)到鐵路建設(shè)項(xiàng)目綜合投資效益最佳,新規(guī)范對(duì)原“設(shè)計(jì)年度”內(nèi)容進(jìn)行了修訂。22第二節(jié) 牽引計(jì)算 一、作用于列車上的力 作用于列車上的力有機(jī)車牽引力、列車運(yùn)行阻力及列車制動(dòng)力。 (一)機(jī)車牽引力 1機(jī)車牽引力的形成 機(jī)車牽引力是依靠輪軌問的粘著產(chǎn)生由鋼軌作用于動(dòng)輪輪周上的反作用力。23 2粘著牽引力的限制 牽引力的大小可由司機(jī)通過變換操縱方式改受轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)。但其最大值為動(dòng)輪荷載的重力乘輪軌間

12、的粘著系數(shù)。而粘著系數(shù)受很多因素影響,包括動(dòng)輪輪踏面和鋼軌材質(zhì)與表面狀況、行車速度、機(jī)車有關(guān)部件狀態(tài)等。粘著系數(shù)一般由試驗(yàn)確定。 機(jī)車的輪周牽引力不能大于機(jī)車所能產(chǎn)生的粘著牽引力,稱為粘著牽引力限制。 3機(jī)車牽引性能曲線 機(jī)車牽引性能曲線是表示機(jī)車輪周牽引力(縱軸)與運(yùn)行速度(橫軸)相互關(guān)系的曲線,通常由試驗(yàn)得到。24 SS3型電力機(jī)車牽引特性曲線 SS4型電力機(jī)車牽引特性曲線25DF4B型內(nèi)燃機(jī)車牽引特性曲線 機(jī)車牽引力可根據(jù)牽引狀況由牽引特征曲線得出。26我國電力與內(nèi)燃部分主型機(jī)車主要技術(shù)參數(shù) 參數(shù)機(jī)型VJmin(km/h)FJmin(kN)Fq(kN)P、P(t)Vg(km/h)LJ(m

13、)韶山143.0301.2487.31389520.4韶山348.0317.847013810021.7韶山451.5431.6649.829210032.8韶山748.0353.3487.313810022.0韶山7C76.0220.0310.013212522.0韶山7D96.0171.0245.012616022.0韶山899.7127.0230.08817717.5韶山999169.0286.012617022.2東風(fēng)4(貨)20.0302.1401.713510021.1東風(fēng)4(客)24.0251.6346.313512021.1東風(fēng)4B(貨)21.8313.0442.2138100

14、21.1東風(fēng)4B(客)29.0235.2325.313812021.1東風(fēng)4C(貨)24.5301.5442.213810021.1東風(fēng)831.2307.3432.613510022.0東風(fēng)1165.6160.0253.013517021.327(二)列車運(yùn)行阻力列車運(yùn)行阻力基本阻力附加阻力機(jī)車單位基本阻力車輛單位基本阻力起動(dòng)阻力坡道附加阻力曲線附加阻力隧道空氣附加阻力 1基本阻力 機(jī)車牽引一定質(zhì)量的列車在線路上運(yùn)行,即使在平直坡道上,由于輪軌之間,機(jī)車車輛各活動(dòng)部分之間,以及車體與四周空氣之間的摩擦、沖擊、振動(dòng)必然會(huì)產(chǎn)28 (2)基本阻力的表示方法 單位基本阻力即單位機(jī)車或車輛質(zhì)量所受的阻力

15、。 機(jī)車單位基本阻力 車輛單位基本阻力 經(jīng)驗(yàn)公式中各阻力均表示為速度的函數(shù)。生一定的阻力,這種阻力稱為列車運(yùn)行的基本阻力。 (1)基本阻力影響因素 列車運(yùn)行速度 線路狀況 機(jī)車車輛構(gòu)造29 (3)列車基本阻力與列車平均單位基本阻力(N / t) 2附加阻力 當(dāng)列車在坡道上、曲線上、隧道內(nèi)運(yùn)行時(shí),還會(huì)產(chǎn)生一定的附加阻力,稱為坡道附加阻力、曲線附加阻力、隧道空氣附加阻力。 列車基本阻力為機(jī)車基本阻力與車輛基本阻力之和,計(jì)算方法如下: (N) 全列車的平均單位基本阻力為:30 (1)坡道附加阻力 列車在坡道上運(yùn)行時(shí),其重力產(chǎn)生垂直于軌道的與平行于軌道的兩個(gè)分力。由圖可知:F2 = q g sina

16、(N)因a很小,可以認(rèn)為:sina = tan a 線路坡度值i一般以千分率表示,tana = i /1000,故F2=q g i (N) 將機(jī)車、車輛的質(zhì)量單位由(t)改為kg,可得下式: F2 = 1000 q g tana (N)31 因單位阻力的定義為單位質(zhì)量阻力,故坡度單位附加阻力wi為: (N/t)32 (2)曲線附加阻力 曲線附加阻力是由于列車在曲線上運(yùn)行,加劇了輪緣與鋼軌之間的摩擦,同時(shí),車輪與鋼軌之間產(chǎn)生縱向的和橫向的滑動(dòng),所以引起額外的阻力。 注:曲線附加阻力大小和曲線半徑R(m)直接相關(guān)。33 曲線附加阻力的計(jì)算一般采用經(jīng)驗(yàn)公式: = A/R (N/t) 現(xiàn)行規(guī)范中采用:

17、A=6000,則: = 6000/R (N/t) 如果用圓曲線長度與曲線轉(zhuǎn)角表示半徑,則:經(jīng)驗(yàn)公式rwrwyrLaw5.10=(N/t)列車平均單位曲線阻力 設(shè)列車長度為 LL(m),列車每延米的質(zhì)量為q(t/m),則列車的質(zhì)量為LLq(t),則有:34 當(dāng)曲線長度大于列車長度(LLLy)時(shí)LyLL(N)(N / t)(N / t)其中:LL q 為列車質(zhì)量。35 當(dāng)曲線長度小于列車長度(LLLy)時(shí)(N)(N / t)(N / t)LLLy或36 如果列車處于n個(gè)曲線上,且列車全長范圍內(nèi)的曲線轉(zhuǎn)角總和為a,則(N / t)37 列車在隧道內(nèi)運(yùn)行時(shí),由于空氣受隧道約束,不能向四周擴(kuò)散,前面的空

18、氣壓力增大,尾部空氣稀薄,空氣與列車表面及隧道表面產(chǎn)生摩擦。因之,作用于列車上的空氣阻力遠(yuǎn)郊空曠地段為大,增加的空氣阻力稱為隧道附加空氣阻力。(3)隧道空氣附加阻力 單位隧道空氣附加阻力以ws 表示,計(jì)算式由試驗(yàn)確定。38(4)附加阻力換算坡度及加算坡度同理,隧道內(nèi): ir、is 分別稱為曲線、隧道附加阻力換算坡度,或稱為曲線、隧道當(dāng)量坡度。因?yàn)槠碌栏郊幼枇?wi =10i(N/t) i=wi /10 可以認(rèn)為列車在曲線上行駛所產(chǎn)生的曲線附加阻力是在一個(gè)坡度ir 的坡道上行駛時(shí)產(chǎn)生,且:39 線路縱斷面上每一坡段的坡度 i 與該坡道上的曲線、隧道等附加阻力換算坡度之和稱為加算坡度 i j,即:

19、 加算坡度:( ) ( N / t ) 加算坡度 對(duì)應(yīng)的單位加算阻力為:40 (5)起動(dòng)阻力 我國采用如下的試驗(yàn)公式來計(jì)算列車、車輛的起動(dòng)阻力。 貨車的單位起動(dòng)阻力 ( N / t ) (滑動(dòng)) 如果: ( N / t ) ,取 50 ( N / t )。 機(jī)車單位起動(dòng)阻力 ( N / t )41 二、牽引質(zhì)量 牽引質(zhì)量就是機(jī)車所牽引的車列質(zhì)量,也稱牽引噸數(shù)(牽引定數(shù))。 在新線設(shè)計(jì)及運(yùn)營線上,一般是按列車在限制坡道上,以機(jī)車的計(jì)算速度作等速運(yùn)行為條件來確定牽引質(zhì)量;快速線上,有時(shí)按列車在平直道上的最高速度運(yùn)行,并保有一定的加速度余量為條件來確定牽引質(zhì)量;在舊線改建設(shè)計(jì)及某些運(yùn)營線上,有時(shí)需要

20、按動(dòng)能闖坡方式來確定。42則總阻力為:1牽引質(zhì)量的計(jì)算基本阻力 附加阻力10ix基本阻力 附加阻力10ix機(jī) 車車 輛質(zhì)量P 質(zhì)量G機(jī)車的牽引力為Fj, 在限坡ix上以Vj等速運(yùn)行時(shí),可知: (N)43牽引質(zhì)量計(jì)算式為:( t )( t )多機(jī)牽引或補(bǔ)機(jī)推送時(shí):44例21韶山3型電力機(jī)車,牽引滾動(dòng)軸承貨車,求限制坡度為9時(shí)的單機(jī)牽引質(zhì)量。解:查表21得到: Vj=48km/h,F(xiàn)j=317800N,P=138t45 起動(dòng)條件的限制; 車站到發(fā)線有效長的限制; 車鉤強(qiáng)度限制。 2牽引質(zhì)量檢算 起動(dòng)檢算 由 得 GqG時(shí),列車可以啟動(dòng);否則應(yīng)適當(dāng)降低G或減小iq。46 按車站到發(fā)線有效長度檢算 按

21、車鉤強(qiáng)度檢算牽引質(zhì)量 已知車站到發(fā)線有效長為Lyx,可按下式檢算到發(fā)線長度允許的牽引質(zhì)量Gyx。 ( t ) 如果GyxG,則牽引質(zhì)量不受到發(fā)線有效長限制。 多機(jī)牽引時(shí),需檢算第一臺(tái)機(jī)車的車鉤強(qiáng)度是否滿足要求。47 如果GcG,則應(yīng)考慮采用補(bǔ)機(jī)推送的方式。 3牽引凈載和列車長度的計(jì)算 (1)一般計(jì)算 貨物列車牽引車輛數(shù) n n = (Gqs) / qp +1 (輛) 包括守車 n = G / qp (輛) 不包括守車 qp每輛貨車平均總質(zhì)量( t ),取78.998t。 貨物列車牽引凈載 ( t ) 包括守車 ( t ) 不包括守車 qJ每輛貨車平均凈載( t ),取56.865t。48 貨物

22、列車長度 LL=LJ + (n1) Lp + Ls (m) 有守車 LL=LJ + n Lp (m) 無守車 LS 每輛貨車平均長度( m ),取13.914m。 (2)新線設(shè)計(jì)中簡(jiǎn)化公式 貨物列車牽引輛數(shù)n: (輛) 貨物列車牽引凈載:GJ = KJ G ( t ) KJ 貨物列車凈載系數(shù),取0.72 。 貨物列車長度: (m) q 貨車平均每延米質(zhì)量( t / m),取5.677 t / m。 49第三節(jié) 鐵路通過能力與輸送能力 鐵路能力指通過能力和輸送能力。通過能力與輸送能力是鐵路本身具備的設(shè)計(jì)能力;要求鐵路完成的運(yùn)輸任務(wù),稱為需要的能力。 一、列車運(yùn)行圖 列車運(yùn)行圖是表示列車運(yùn)行情況的

23、示意圖,它是組織鐵路各部門共同完成國家運(yùn)輸任務(wù)的基礎(chǔ)。 如下圖所示:5069124812497435125336125422512022單線非平行運(yùn)行圖51 列車運(yùn)行圖能反映列車運(yùn)行的狀況,當(dāng)列車停車時(shí)會(huì)出現(xiàn)會(huì)讓和待避兩種運(yùn)行情況。單線鐵路列車會(huì)讓、待避示意圖52 列車車次和上、下行的規(guī)定: 進(jìn)京方向或是支線開往干線、干線開往樞紐則稱為上行方向,相應(yīng)的上行列車車次為偶數(shù)(雙數(shù));反之離京方向或是從干線開往支線、樞紐開往干線被稱為下行方向,相應(yīng)的下行的列車車次為奇數(shù)(單數(shù))。 從現(xiàn)場(chǎng)來看,順線路方向里程增大方向?yàn)橄滦蟹较?;反之里程減小方向?yàn)樯闲蟹较颍?我國現(xiàn)有干線鐵路名稱大多為下行方向。53K2

24、28 例如:某些列車在運(yùn)行途中會(huì)因?yàn)榫€路上下行的改變而改變車次。如K228/225、K226/227次,是運(yùn)行蘭州到廣州區(qū)間內(nèi)的,從蘭州始發(fā)是開向北京的,所以上行車次為K228次,車經(jīng)停鄭州后開始向離京方向行駛,改為下行,所以車次同時(shí)改為K225次;反之車次分別為K226、K227次。同時(shí)在改車次前后的區(qū)間內(nèi),車次自成一對(duì)。K225K226K227K22854長征570657035704570555 現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別上下行方向的方法: (1)根據(jù)里程標(biāo)識(shí)別。我國單線鐵路的里程標(biāo)都設(shè)置在順里程增大方向的左側(cè),因此面向的是里程增大方向就是下行方向,反之是上行方向。雙線鐵路有時(shí)兩側(cè)都設(shè)有里程標(biāo),同樣里程增大

25、方向?yàn)橄滦蟹较?,反之是上行方向?(2)根據(jù)鋼軌內(nèi)側(cè)標(biāo)記。為養(yǎng)護(hù)維修方便,每公里鋼軌都在左內(nèi)側(cè)每25m都打有軌號(hào)。有縫線路標(biāo)在接頭以后第二個(gè)軌枕空內(nèi);無縫線路標(biāo)在相應(yīng)每25m的軌枕空內(nèi)。軌號(hào)是增大的即為下行方向,減小為上行方向。56下行下行下行57 鐵路系統(tǒng)對(duì)數(shù)字的特殊稱謂:0、1、2、7。 鐵路列車車次編定規(guī)定: 一、旅客列車 1特快旅客列車 1)直達(dá)特快旅客列車 Z1Z998 2)特快旅客列車 T1T998 跨局特快旅客列車 T1T298 管內(nèi)特快旅客列車 T301T998 2快速旅客列車 跨局快速旅客列車 K1K998 管內(nèi)快速旅客列車 N1N998 其中蘭州局管內(nèi) N901N94020

26、04年鐵路列車車次編定表583普通旅客列車 10018998 1)普通旅客快車 10015998 跨三局及以上 10011998 跨兩局 20013998 管內(nèi) 40015998 蘭州局管內(nèi) 57015798 2)普通旅客慢車 60018998 跨局 60016198 管內(nèi) 62018998 蘭州局管內(nèi) 870187984臨時(shí)旅客列車 L1L998 跨局 L1L498 管內(nèi) L501L99859 5臨時(shí)旅游列車 Y1Y998 跨局 Y1Y498 管內(nèi) Y501Y998 6回送客車底列車 00100298 7因故折反旅客列車 原車次前冠“0”二、行包(郵)快運(yùn)專列 X1X998三、貨物列車 1五

27、定班列 8000181998 蘭州局始發(fā) 8120181248 2快運(yùn)貨物列車 8270182798 3煤炭直達(dá)列車 8300183998 4石油直達(dá)列車 8400184998607技術(shù)直達(dá)列車 10001199988直通貨物列車 20001299989區(qū)段貨物列車 300013999810摘掛列車 400014499811小運(yùn)轉(zhuǎn)列車 450014999812超限貨物列車 700017099813重載貨物列車 710017299814保溫列車 730017499815軍用列車 9000191998 軍用跨局 9010191498 蘭局始發(fā) 9120191298 軍用油龍 9155191588

28、蘭局始發(fā) 915819158816自備車列車 6000169998 蘭局始發(fā) 690016949861 在鐵路運(yùn)營中,采用的是非平行運(yùn)行圖。 在鐵路設(shè)計(jì)中,采用的是平行成對(duì)運(yùn)行圖,便于直接計(jì)算通過能力。二、列車運(yùn)行速度 旅客列車設(shè)計(jì)行車速度 走行速度62 技術(shù)速度 旅行(區(qū)段)速度鐵路等級(jí)旅客列車設(shè)計(jì)行車速度160、140、120120、100、80 2走行速度 是指普通貨物列車在區(qū)段內(nèi)運(yùn)行,按所有中間車站不停車通過所計(jì)算的區(qū)段平均速度,可由牽引計(jì)算得到。 1旅客列車設(shè)計(jì)行車速度 它是根據(jù)運(yùn)輸需求、鐵路等級(jí)、正線數(shù)目、地形條件及機(jī)車類型、線路平縱斷面運(yùn)營條件所確定的旅客列車行車速度。63 3技

29、術(shù)速度 指普通貨物列車在區(qū)段內(nèi)運(yùn)行,計(jì)入中間車站停車的起停附加時(shí)分所計(jì)算的區(qū)段平均速度,也可由牽引計(jì)算得到。 4旅行(區(qū)段)速度 普通貨物列車在區(qū)段內(nèi)運(yùn)行,計(jì)入中間車站停車的起停附加時(shí)分和中間車站停車時(shí)分所計(jì)算的區(qū)段平均速度。64 (一)單線鐵路通過能力 單線鐵路通過能力按平行成對(duì)運(yùn)行圖考慮,用一對(duì)普通貨物列車占用區(qū)間的總時(shí)分(稱運(yùn)行圖周期TZ)來計(jì)算,它包括一對(duì)列車在區(qū)間的往、返走行時(shí)分t W、t F 和兩端車站接發(fā)列車的作業(yè)間隔時(shí)分t B、t H。 單線平行成對(duì)運(yùn)行圖的通過能力N可用下式計(jì)算: 三、通過能力計(jì)算 鐵路每晝夜可以通過的列車對(duì)數(shù)(雙線為每一方向的列車數(shù))稱為通過能力。65平行成

30、對(duì)運(yùn)行圖周期66( 對(duì)/d )式中:1440 每一晝夜的分鐘數(shù); TT 日均綜合維修“天窗”時(shí)間(min):電力牽引取90min,內(nèi)燃牽引取60 min; tW、tF 站(區(qū))間往、返走行時(shí)分(min),與站間距離、平縱斷面情況、牽引質(zhì)量以及機(jī)車類型和制動(dòng)條件等因素有關(guān),可通過牽引計(jì)算獲得; tB 對(duì)向列車不同時(shí)到達(dá)的間隔時(shí)分(min),即一列車到達(dá)車站中心起到對(duì)向列車到達(dá)或通過車站中心的最小間隔時(shí)分;67 tH 車站會(huì)車間隔時(shí)分(min),即一列車到達(dá)或通過車站中心起到該車站向原區(qū)間發(fā)出另一列車時(shí)的最小間隔時(shí)分; tB和tH與車站信聯(lián)閉類型、股道數(shù)目和作業(yè)性質(zhì)等因素有關(guān),選線設(shè)計(jì)時(shí),可采用表

31、17數(shù)據(jù)。閉塞方式tBtH電氣路簽(牌)5634半自動(dòng)閉塞4623自動(dòng)閉塞3512自動(dòng)閉塞與調(diào)度集中350.51.0表17 車站作業(yè)間隔時(shí)分(min) 68 全線(或區(qū)段)的各個(gè)站間,其站間距離、行車速度各不相同,車站間隔時(shí)分也不相同,故一對(duì)直通貨物列車在各站間的運(yùn)行圖周期也互有差異,各站間的通過能力也有大有小。運(yùn)行圖周期值最大的站間,通過能力最小,全線(或區(qū)段)的通過能力要受到它的控制,稱為控制站間。全線(或區(qū)段)的通過能力,應(yīng)按控制站間的運(yùn)行圖周期計(jì)算。 (二)雙線鐵路通過能力 雙線鐵路通過能力按平行運(yùn)行圖考慮,因上、下行的列車分線單向運(yùn)行,所以通過能力應(yīng)分方向計(jì)算,單位為列d。69 1半

32、自動(dòng)閉塞 采用半自動(dòng)閉塞時(shí),同向列車可連發(fā)運(yùn)行,通過能力N為:( 列/d )式中 TT 日均綜合維修“天窗”時(shí)間(min):電力牽引取120 min,內(nèi)燃牽引取70 min; t普通貨物列車站間單方向走行時(shí)分(min) ; tL同向列車連發(fā)間隔時(shí)分(min):若前后列車都通過前方鄰接車站,則tL46min;若前一列車通過后一列車停站,則tL23min。70 2自動(dòng)閉塞 采用自動(dòng)閉塞時(shí),同向列車可追蹤運(yùn)行,通過能力N為:( 列/d )式中 I 同向列車追蹤間隔時(shí)分,其數(shù)值根據(jù)運(yùn)營條件決定,一般采用I810 min。 通過能力計(jì)算取值到小數(shù)點(diǎn)后一位。以列數(shù)表示時(shí),不足1列舍去;以對(duì)數(shù)表示時(shí),不足0

33、.5對(duì)者舍去,大于等于0.5對(duì)者按0.5對(duì)取值。71 四、鐵路輸送能力 鐵路輸送能力是鐵路單方向每年能運(yùn)送的貨物噸數(shù)。設(shè)計(jì)線各設(shè)計(jì)年度的輸送能力不應(yīng)小于經(jīng)濟(jì)調(diào)查得到的相應(yīng)年度的貨運(yùn)量。 輸送能力C可用下式計(jì)算 ( Mt / a ) 式中 NH 折算的普通貨物列車對(duì)數(shù)(對(duì)d) ; Gj 普通貨物列車凈載; 貨運(yùn)波動(dòng)系數(shù),由經(jīng)濟(jì)調(diào)查確定,通??扇?.15。 72 折算的普通貨物列車對(duì)數(shù)NH為: (對(duì)d) 普通貨物列車對(duì)數(shù)NPT用下式求得 : 式中 NPT、NKH、NL、NZ 普通貨物、快運(yùn)貨物、零擔(dān)、摘掛列車對(duì)數(shù)(對(duì)d); KH、L、Z 快運(yùn)貨物、零擔(dān)、摘掛列車的貨物質(zhì)量與普通貨物列車的貨物質(zhì)量的

34、比值,稱為滿軸系數(shù),其值可根據(jù)設(shè)計(jì)線的具體情況擬定,一般取KH0.75,L0.5,Z0.75。 73 (對(duì)d)式中 N通過能力(對(duì)d); 通過能力儲(chǔ)備系數(shù),單線0.20, 雙線0.15; K、KH、L、Z 旅客、快貨、零擔(dān)、摘掛列車的扣除系數(shù)。 綜合兩式得: (對(duì)d)74 扣除系數(shù)是開行1對(duì)(或1列)旅客、快貨、零擔(dān)、摘掛列車,在平行運(yùn)行圖上占用的時(shí)間與1對(duì)(或1列)普通貨物列車占用時(shí)間的比值。 通過能力計(jì)算結(jié)果無其他要求。正線數(shù)目閉塞方式旅客列車快貨列車零擔(dān)列車摘掛列車附注單 線自 動(dòng)1.01.01.52.01.31.5追蹤系數(shù)為0.5半自動(dòng)1.11.31.21.52.01.31.5雙 線自

35、動(dòng)I=102.02.32.03.04.02.03.0NZ3時(shí),取相應(yīng)的低限值I=82.32.52.33.54.52.53.5半自動(dòng)1.31.51.42.03.01.52.075第四節(jié) 鐵路等級(jí)與主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 一、鐵路等級(jí) 鐵路等級(jí)是區(qū)分鐵路在國家鐵路網(wǎng)中的作用、性質(zhì)、旅客列車設(shè)計(jì)行車速度和客貨運(yùn)量的標(biāo)志。它是鐵路的基本標(biāo)準(zhǔn),也是確定鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備類型的依據(jù)。設(shè)計(jì)鐵路時(shí)需先確定鐵路等級(jí),然后選定其他主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和各種運(yùn)輸裝備的類型。 (一)鐵路等級(jí)劃分的重要性 在于體現(xiàn)國家對(duì)各級(jí)鐵路的運(yùn)營質(zhì)量和運(yùn)行安全等不同要求,有區(qū)別地規(guī)劃不同鐵路的運(yùn)輸能力。76 (二)鐵路等級(jí)劃分的規(guī)定 線規(guī)規(guī)定:新建

36、和改建鐵路(或區(qū)段)的等級(jí),應(yīng)根據(jù)其在鐵路網(wǎng)中的作用、性質(zhì)旅客列車設(shè)計(jì)行車速度和近期客貨運(yùn)量按下列規(guī)定確定: I級(jí)鐵路 鐵路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路,或近期年客貨運(yùn)量大于或等于20 Mt者; 級(jí)鐵路 鐵路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路,或近期年客貨運(yùn)量小于20Mt且大于或等于10 Mt者; 級(jí)鐵路 為某一地區(qū)或企業(yè)服務(wù)的鐵路,近期年客貨運(yùn)量小于10 Mt者且大于或等于5Mt者;77 級(jí)鐵路 為某一地區(qū)或企業(yè)服務(wù)的鐵路,近期年客貨運(yùn)量小于5Mt者。 注:年客貨運(yùn)量為重車方向的貨運(yùn)量與由客車對(duì)數(shù)折算的貨 運(yùn)量之 和。1對(duì)/d旅客列車按1.0Mt年貨運(yùn)量折算。 鐵路的等級(jí)可以全線一致,也可以按區(qū)段確定。如線路較長

37、,經(jīng)行地區(qū)的自然、經(jīng)濟(jì)條件及運(yùn)量差別很大時(shí),便可按區(qū)段確定等級(jí)。但應(yīng)避免同一條線上等級(jí)過多或同一等級(jí)的區(qū)段長度過短,使線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)頻繁變更。78 二、鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是指對(duì)鐵路輸送能力、工程造價(jià)、運(yùn)營效率、運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)效益以及其他有關(guān)技術(shù)條件有顯著影響的基本標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備類型。 線規(guī)中規(guī)定各級(jí)鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有:正線數(shù)目、限制坡度、最小曲線半徑、到發(fā)線有效長度、牽引種類、機(jī)車類型、牽引質(zhì)量、機(jī)車交路、閉塞類型。 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)根據(jù)遠(yuǎn)期運(yùn)量或國家要求的年輸送能力、客車對(duì)數(shù)和確定的鐵路等級(jí)在設(shè)計(jì)中經(jīng)綜合比選后確定。79 新線規(guī)取消了“車站分布”,增加了“牽引質(zhì)量”,使得主要技術(shù)

38、標(biāo)準(zhǔn)更加具體化。 因車站分布是與各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)密切相關(guān)的綜合性指標(biāo),而不是一項(xiàng)單一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)國家要求的年輸送能力和確定的鐵路等級(jí),通過各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的綜合比選確定。 其中正線數(shù)目、限制坡度、最小曲線半徑、到發(fā)線有效長度屬工程標(biāo)準(zhǔn)(固定設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)),建成后很難改變;而牽引種類、機(jī)車類型、牽引質(zhì)量、機(jī)車交路、閉塞類型則屬技術(shù)裝備類型,可隨著運(yùn)量的增長逐步進(jìn)行更新改造。 80 (一)影響牽引噸數(shù)的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 鐵路輸送能力由貨物列車牽引噸數(shù)和通過能力決定,并受列車運(yùn)行速度的影響。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)三者都有不同程度的影響。 (1)蒸汽牽引 蒸汽機(jī)車構(gòu)造簡(jiǎn)單,造價(jià)低廉,但熱效率低,每4060 km

39、需設(shè)置給水站,機(jī)車整備時(shí)間長,利用率低,機(jī)車功率小,輸送能力低,乘務(wù)員工作條件差。 1牽引種類 電力 機(jī)車牽引動(dòng)力的類別 內(nèi)燃 蒸汽 81 中國蒸汽機(jī)車于2005年12月在內(nèi)蒙集通線上正式停運(yùn),標(biāo)志著我國干線鐵路蒸汽時(shí)代的結(jié)束。主要干線上蒸汽機(jī)車己被電力和內(nèi)燃機(jī)車所取代。8283 (2)內(nèi)燃牽引 內(nèi)燃機(jī)車熱效率高達(dá)2228。機(jī)車不需供電設(shè)備,獨(dú)立性好。但需消耗液體燃料,機(jī)車構(gòu)造復(fù)雜、造價(jià)較高。高溫、高海拔地區(qū)牽引功率降低,使用效率低。 (3)電力牽引 電力機(jī)車熱效率高,火力發(fā)電為1418%,水力發(fā)電可達(dá)60,整備一次走行距離長,機(jī)車功率大、速度高、牽引力大,利用率高。除噪聲外,不污染環(huán)境,且工

40、作條件好。與內(nèi)燃機(jī)車相比,機(jī)車造價(jià)低,但需用接觸網(wǎng)供電,機(jī)車獨(dú)立性稍差,且投資大。84 2機(jī)車類型 機(jī)車類型系指同一牽引種類中機(jī)車的不同型號(hào)。我國大功率電力、內(nèi)燃機(jī)車已形成了4、6、8、12軸數(shù)系列和B-B、Bo-Bo、Bo-Bo-Bo、Co-Co、2(Bo-Bo)、2(Co-Co)軸式系列(B、C分別表示二軸和三軸轉(zhuǎn)向架。o表示電力傳動(dòng)) 。 電力機(jī)車已行成韶山型機(jī)車系列,內(nèi)燃機(jī)車已行成東風(fēng)型系列,可根據(jù)不同運(yùn)營條件選用。 機(jī)車類型應(yīng)根據(jù)牽引種類、牽引質(zhì)量、列車設(shè)計(jì)行車速度等運(yùn)輸需求,按照與線路平、縱斷面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)的原則,結(jié)合車站分布,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選確定。 85韶山1型韶山3型韶山4型韶

41、山5型86韶山6型韶山7C型韶山7D型韶山8型87韶山9型東風(fēng)4E型東風(fēng)7型東風(fēng)8型88東風(fēng)9型東風(fēng)10D型東風(fēng)10F型東風(fēng)11型東風(fēng)12型89 3限制坡度 限制坡度是設(shè)計(jì)線單機(jī)牽引時(shí)限制列車牽引質(zhì)量的最大坡度。不僅影響線路走向、線路長度和車站分布,而且直接影響行車安全、行車速度、運(yùn)輸能力、工程投資、運(yùn)營支出和經(jīng)濟(jì)效益,是鐵路全局性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 4到發(fā)線有效長度 到發(fā)線有效長度是車站到發(fā)線能停放貨物列車而不影響相鄰股道作業(yè)的最大長度。它對(duì)貨物列車長度(即牽引噸數(shù))起限制作用,從而影響列車對(duì)數(shù)、運(yùn)能和運(yùn)行指標(biāo),對(duì)工程投資、運(yùn)輸成本等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有較大影響。當(dāng)安全停車附加距離不足時(shí),還會(huì)影響行車安全。9

42、0 由圖可知到發(fā)線有效長為:出站信號(hào)機(jī)(警沖標(biāo))至另一端出站信號(hào)機(jī)或警沖標(biāo)距離最短的長度。 貨物列車到發(fā)線有效長度應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸需求和貨物列車長度確定,且宜與鄰接線路的貨物列車到發(fā)線有效長度相協(xié)調(diào),并應(yīng)采用1050、850、750、650m等系列值。 91警 沖 標(biāo)92 改建既有線和增建第二線的貨物列車到發(fā)線有效長度采用上述系列值引起較大工程時(shí),可根據(jù)實(shí)際需要計(jì)算確定。 5牽引質(zhì)量 貨物列車的牽引質(zhì)量與機(jī)車類型、限制坡度、車站到發(fā)線有效長度等鐵路主要技術(shù)指標(biāo)密切相關(guān),直接影響鐵路的輸送能力,并對(duì)工程投資、運(yùn)營成本、運(yùn)輸效率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大影響。 牽引質(zhì)量應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸需求、限制坡度及機(jī)車類型等因素

43、,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選確定,并宜于相鄰線牽引質(zhì)量相協(xié)調(diào)。93 (二)影響通過能力的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1正線數(shù)目 正線數(shù)目是指連接并貫穿車站的線路的數(shù)目。按正線數(shù)目可把鐵路分為單線鐵路、雙線鐵路和多線鐵路。 單線和雙線鐵路的通過能力懸殊很大。單線半自動(dòng)閉塞鐵路的N約為4248對(duì)/d;雙線自動(dòng)閉塞則為144180對(duì)/d。雙線的通過能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過兩條單線的通過能力,而雙線的投資比兩條平行單線少約30,旅行速度比單線高30,運(yùn)輸費(fèi)用低20。可見,運(yùn)量大的線路修建雙線是經(jīng)濟(jì)的。 94 線規(guī)規(guī)定:新建鐵路近期年客貨運(yùn)量分別大于或等于35Mt的平原、丘陵地區(qū)和大于或等于30Mt的山區(qū),宜一次修建; 遠(yuǎn)期年客貨運(yùn)量達(dá)到上

44、述標(biāo)準(zhǔn)者,其正線數(shù)目宜按雙線設(shè)計(jì),分期實(shí)施; 遠(yuǎn)期年客貨運(yùn)量雖末達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn),但按國家要求的年輸送能力和客車對(duì)數(shù)折算的年客貨運(yùn)量大于或等于30Mt時(shí),宜預(yù)留雙線。 問題:雙線鐵路通過能力為什么不是單線鐵路的兩倍? 95 回答:因?yàn)閱尉€鐵路一般采用半自動(dòng)閉塞,采用公式: (對(duì)/d),而我國單線鐵路站間距離一般為815公里,普通貨物列車單程運(yùn)行時(shí)分在1015min,加上車站作業(yè)間隔時(shí)分,公式中的分母(運(yùn)行圖周期)一般在30min以上;而雙線鐵路一般采用自動(dòng)閉塞,采用公式: (列/d),分母I =810min,由兩公式可以看出分子相同,分母不是簡(jiǎn)單的2倍關(guān)系。HBFWTttttTN+-=1440ITNT-=144096 2閉塞方式 鐵路為了保證行車安全、提高運(yùn)輸效率,利用信號(hào)設(shè)備等來管理列車在區(qū)間運(yùn)行的方法,稱為閉塞方式。閉塞方式?jīng)Q定車站作業(yè)間隔時(shí)分,從而影響通過能力。 閉塞方式 電氣路簽半自動(dòng)閉塞自動(dòng)閉塞電話閉塞 (1)電氣路簽 是在一個(gè)區(qū)間兩端的車站上,各裝設(shè)一個(gè)路簽機(jī),彼此間有電氣鎖閉關(guān)系。列車進(jìn)入?yún)^(qū)間的憑證是配屬于該區(qū)間的路簽。電氣路簽閉塞在我國干線已不用。 97 (2)半自動(dòng)閉塞 半自動(dòng)閉塞是閉塞機(jī)與信

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