高級(jí)選線技術(shù) 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

第三講鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)綜合優(yōu)化第一部分主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選定鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：基本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：鐵路等級(jí)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：正線數(shù)目限制坡度最小曲線半徑、到發(fā)線有效長(zhǎng)度、車(chē)站分布；牽引種類(lèi)機(jī)車(chē)類(lèi)型閉塞類(lèi)型機(jī)車(chē)交路牽引質(zhì)量第一部分主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選定

新建和改建鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是鐵路建筑物和設(shè)備的類(lèi)型、能力和規(guī)模的基本標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鐵路能否滿足國(guó)家的要求、運(yùn)營(yíng)效率的高低、投資的規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益的大小有重要影響。鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，有些屬于基建標(biāo)準(zhǔn)，如正線數(shù)目、限制坡度、最小曲線半徑、到發(fā)線有效長(zhǎng)度和車(chē)站分布等，建成后很難改變，應(yīng)按遠(yuǎn)期需要選定其標(biāo)準(zhǔn)；另一些屬于技術(shù)裝備類(lèi)型，如牽引種類(lèi)、機(jī)車(chē)類(lèi)型、閉塞方式和機(jī)車(chē)交路等，可隨著運(yùn)量的增長(zhǎng)逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)裝備的更新改造，宜結(jié)合近期和遠(yuǎn)期的需要統(tǒng)籌考慮，以便分階段加強(qiáng)設(shè)計(jì)線的能力，達(dá)到節(jié)約初期投資的經(jīng)濟(jì)效果。一、鐵路等級(jí)新建和改建鐵路，必須首先確定鐵路等級(jí)，它是選定鐵路各項(xiàng)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和鐵路建筑物有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)和依據(jù)。不同等級(jí)鐵路應(yīng)該選用不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因此，正確劃分鐵路等級(jí)是關(guān)系到合理使用國(guó)家投資、提高經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)輸效率的重大問(wèn)題。劃分鐵路等級(jí)是針對(duì)新建和改建鐵路而言，新舊線在等級(jí)劃分上是一致的，但二者的客觀條件不同，因而在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面應(yīng)該有所差別。各國(guó)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家鐵路等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)按貨運(yùn)密度（1~20Mt·km/km)分4級(jí)英國(guó)按速度(80~200km/h)和運(yùn)量(2~12Mt)分16級(jí)法國(guó)按軸重（16t，18t，20t）分3級(jí)德國(guó)按最大允許軸重(16~22.5t)和最大每米車(chē)重(5~8t/m)分10級(jí)原蘇聯(lián)按運(yùn)量（5~20Mt）分四級(jí)日本運(yùn)量、速度、軸重分四級(jí)國(guó)際鐵路聯(lián)盟按軸重（16~20t）分四級(jí)鐵路等級(jí)劃分

《線規(guī)》規(guī)定：新建和改建鐵路（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)和遠(yuǎn)期客貨運(yùn)量確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：I級(jí)鐵路：鐵路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路，遠(yuǎn)期年客貨運(yùn)量大于或等于20Mt者；Ⅱ級(jí)鐵路：鐵路網(wǎng)中起骨干作用的，遠(yuǎn)期年客貨運(yùn)量小于20Mt者；或鐵路網(wǎng)中起聯(lián)絡(luò)、輔助作用，遠(yuǎn)期年客貨運(yùn)量大于或等于10Mt者；Ⅲ級(jí)鐵路：為地區(qū)、企業(yè)運(yùn)輸服務(wù)的鐵路，遠(yuǎn)期年客貨運(yùn)量5~10Mt者。Ⅳ級(jí)鐵路：為地區(qū)、企業(yè)運(yùn)輸服務(wù)的鐵路，遠(yuǎn)期年客貨運(yùn)量小于5Mt者。

年客貨運(yùn)量為重車(chē)方向的貨運(yùn)量與客車(chē)對(duì)數(shù)折算的貨運(yùn)量之和。每天1對(duì)旅客列車(chē)按1.0Mt/a貨運(yùn)量折算。鐵路等級(jí)劃分等級(jí)路網(wǎng)作用意義政治經(jīng)濟(jì)國(guó)防遠(yuǎn)期客貨運(yùn)量MT/aⅠ骨干重大≥20Ⅱ骨干次干較大＜20≥10Ⅲ地區(qū)性質(zhì)一般＜10≥5Ⅳ地區(qū)性質(zhì)一般＜5二、正線數(shù)目單雙線比較雙線的通過(guò)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)兩條單線的通過(guò)能力，而雙線的投資比兩條平行單線少約30%，旅行速度比單線高約30%，運(yùn)輸費(fèi)用低約20%?？梢?jiàn)，運(yùn)量大的線路修建雙線是經(jīng)濟(jì)的。線規(guī)規(guī)定：一般新建線路為單線。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)；大于或等于30Mt的山區(qū)，宜一次修建雙線。遠(yuǎn)期年客貨運(yùn)量達(dá)到上述標(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)量雖未達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，但按國(guó)家要求的年輸送能力和客車(chē)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。三、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(chē)牽引質(zhì)量的最大坡度。影響線路走向，線路長(zhǎng)度，車(chē)站分布直接影響運(yùn)輸能力、行車(chē)速度；工程投資、運(yùn)營(yíng)支出和經(jīng)濟(jì)效益；是鐵路全局性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。確定限制坡度的依據(jù)：鐵路等級(jí)地形類(lèi)別行車(chē)安全、牽引種類(lèi)和、運(yùn)輸需求并應(yīng)考慮與鄰接線路的牽引定數(shù)相協(xié)調(diào)，但不得大于（線規(guī)）規(guī)定的數(shù)值。《線規(guī)》限制坡度最大值表(‰)等級(jí)ⅠⅡ地形類(lèi)別平原丘陵山區(qū)平原丘陵山區(qū)牽引種類(lèi)電力6121561520內(nèi)燃69126915四、最小曲線半徑最小曲線半徑設(shè)計(jì)線采用的曲線半徑最小值小半徑曲線：易于適應(yīng)地形，減少投資，降低工程難度限速：安全（h）、舒適（h欠）展線：運(yùn)營(yíng)支出、維護(hù)、走行時(shí)間、經(jīng)濟(jì)性最小曲線半徑選定：根據(jù)鐵路等級(jí)路段旅客列車(chē)設(shè)計(jì)行車(chē)速度工程條件比選確定，且不得小于《線規(guī)》規(guī)定值?！毒€規(guī)》最小曲線半徑(m)五、牽引種類(lèi)；六、機(jī)車(chē)類(lèi)型熱效率獨(dú)立性成本造價(jià)利用率環(huán)保性電力火電14~18%水電60%不獨(dú)立較低高不加油走行長(zhǎng)好內(nèi)燃22~28%獨(dú)立較高低污染七、牽引質(zhì)量八、閉塞方式1、概念：鐵路為了保證行車(chē)安全、提高運(yùn)輸效率，利用信號(hào)設(shè)備等來(lái)管理列車(chē)在站間運(yùn)行的方法，稱為閉塞方式。閉塞方式?jīng)Q定車(chē)站作業(yè)間隔時(shí)分，從而影響通過(guò)能力。我國(guó)的基本閉塞方式有半自動(dòng)閉塞和自動(dòng)閉塞，在次要支線和地方鐵路有的還采用電氣路簽。2、方式（1）電氣路簽（2）半自動(dòng)閉塞半自動(dòng)閉塞是閉塞機(jī)與信號(hào)機(jī)發(fā)生聯(lián)鎖作用的一種閉塞裝置。列車(chē)進(jìn)入?yún)^(qū)間的憑證是出站信號(hào)機(jī)顯示綠燈，但出站信號(hào)機(jī)受閉塞機(jī)的控制，只有在區(qū)間空閑、雙方車(chē)站辦理好閉塞手續(xù)之后，出站信號(hào)機(jī)方能再次顯示綠燈。采用半自動(dòng)閉塞時(shí)，因列車(chē)進(jìn)入?yún)^(qū)間憑證是信號(hào)機(jī)的顯示，省去了向司機(jī)遞交路簽的時(shí)間，從而縮短了列車(chē)在車(chē)站接發(fā)車(chē)作業(yè)時(shí)分，提高了通過(guò)能力。（3）自動(dòng)閉塞自動(dòng)閉塞時(shí)，區(qū)間被分為若干閉塞分區(qū)，進(jìn)一步縮短了同向列車(chē)的行車(chē)間隔距離。列車(chē)運(yùn)行完全根據(jù)色燈信號(hào)機(jī)的顯示，紅色燈光表示前方的閉塞分區(qū)被占用，列車(chē)需要停車(chē)；黃色燈光表示前方只有一個(gè)閉塞分區(qū)空閑，要求列車(chē)減速；綠色燈光表示前方至少有兩個(gè)閉塞分區(qū)空閑，列車(chē)可以按規(guī)定速度運(yùn)行。由于信號(hào)的顯示完全由列車(chē)所在位置通過(guò)軌道電路來(lái)控制，所以稱自動(dòng)閉塞。3、比較單線上使用自動(dòng)閉塞，可以提高通過(guò)能力，但效果不甚顯著。雙線采用自動(dòng)閉塞可使兩同向列車(chē)的追蹤間隔時(shí)分縮短到8～10min，通過(guò)能力達(dá)100對(duì)/d以上。自動(dòng)閉塞與調(diào)度集中配合，可使所有車(chē)站的道岔和信號(hào)，均由調(diào)度員實(shí)行遠(yuǎn)程集中控制，從而加強(qiáng)了行車(chē)組織的計(jì)劃性和靈活性，使行車(chē)更為安全，并能提高通過(guò)能力。在調(diào)度集中的基礎(chǔ)上，利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行列車(chē)調(diào)度工作，構(gòu)成行車(chē)調(diào)度自動(dòng)控制系統(tǒng)，稱為行車(chē)指揮自動(dòng)化。在列車(chē)對(duì)數(shù)大量增加和行車(chē)速度不斷提高的情況下，行車(chē)指揮自動(dòng)化對(duì)提高通過(guò)能力和保證行車(chē)安全，均具有顯著的優(yōu)越性。4、規(guī)定《線規(guī)》規(guī)定單線線路遠(yuǎn)期應(yīng)采用半自動(dòng)閉塞，雙線線路應(yīng)采用自動(dòng)閉塞。當(dāng)旅客列車(chē)設(shè)計(jì)行車(chē)速度大于120km/h時(shí)，雙線區(qū)段應(yīng)采用速差式自動(dòng)閉塞，單線區(qū)段宜采用自動(dòng)閉塞或自動(dòng)站間閉塞，一個(gè)區(qū)段內(nèi)應(yīng)采用同一種閉塞類(lèi)型。九、機(jī)車(chē)交路1、相關(guān)概念機(jī)車(chē)交路：鐵路上運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)車(chē)都在一定區(qū)段內(nèi)往返行駛。機(jī)車(chē)往返行駛的區(qū)段稱為機(jī)車(chē)交路，其長(zhǎng)度稱為機(jī)車(chē)交路距離。區(qū)段站：機(jī)車(chē)交路距離影響列車(chē)的旅途時(shí)間和直達(dá)速度。機(jī)務(wù)段（基本段）和折返段：機(jī)務(wù)段配屬有一定數(shù)量的機(jī)車(chē)，擔(dān)任其相鄰交路的運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)，并設(shè)有機(jī)車(chē)整備和檢修設(shè)備，配屬本段的機(jī)車(chē)在此整備、檢修，隸屬本段的機(jī)車(chē)乘務(wù)組在此居住并輪換出乘。折返段設(shè)在機(jī)車(chē)返程站上，不配屬機(jī)車(chē)，機(jī)車(chē)在折返段進(jìn)行整備和檢查，乘務(wù)組在此休息或駐班。2、影響交路形式的因素（1）機(jī)車(chē)交路類(lèi)型長(zhǎng)交路：一個(gè)單程交路由一班乘務(wù)組承擔(dān)。短交路：一個(gè)往返交路由一班乘務(wù)組承擔(dān)。超長(zhǎng)交路：一個(gè)單程交路由兩班乘務(wù)組承擔(dān)。

（2）機(jī)車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)方式肩回式：機(jī)車(chē)返回區(qū)段站均要入段整備。循環(huán)式，機(jī)車(chē)在相鄰兩個(gè)短交路內(nèi)往返行駛，在區(qū)段站上機(jī)車(chē)不摘鉤在到發(fā)線上整備。半循環(huán)式：機(jī)車(chē)在相鄰兩個(gè)短交路內(nèi)往返行駛，每一循環(huán)入段整備一次。（3）乘務(wù)制度包乘制：輪乘制：2、影響交路形式的因素（4）機(jī)車(chē)交路距離機(jī)車(chē)交路距離主要由交路類(lèi)型決定，并與機(jī)車(chē)乘務(wù)組連續(xù)工作時(shí)間和列車(chē)旅行速度有關(guān)。乘務(wù)組實(shí)際駕駛機(jī)車(chē)的工作時(shí)間一般小于6h，不大于9h乘務(wù)組連續(xù)工作時(shí)間包括在本段或外段作業(yè)停留時(shí)間和出、退勤時(shí)間。根據(jù)我國(guó)鐵路的運(yùn)輸情況，機(jī)車(chē)交路距離：短交路一般為70～120km，長(zhǎng)交路一般為150～250km，超長(zhǎng)交路可達(dá)300～500km，采用輪乘制距離更能加長(zhǎng)。

3、交路示意圖

機(jī)車(chē)交路應(yīng)根據(jù)牽引種類(lèi)、機(jī)車(chē)類(lèi)型、車(chē)流特點(diǎn)、乘務(wù)制度、線路條件、結(jié)合路網(wǎng)規(guī)劃、機(jī)務(wù)設(shè)備布局，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選確定。一般宜采用長(zhǎng)交路。（a）肩回式短交路；（b）肩回式長(zhǎng)交路；（c）循環(huán)式短交路；（d）半循環(huán)式短交路；（e）兩處駐班制超長(zhǎng)交路；（f）中途駐班制超長(zhǎng)交路；（g）隨乘制超長(zhǎng)交路。十、到發(fā)線有效長(zhǎng)度含義：到發(fā)線有效長(zhǎng)度是車(chē)站到發(fā)線能停放貨物列車(chē)而不影響相鄰股道作業(yè)的最大長(zhǎng)度。作用：對(duì)貨物列車(chē)長(zhǎng)度（即牽引噸數(shù)）起限制作用，從而影響列車(chē)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)也有一定影響。確定：貨物列車(chē)到發(fā)線有效長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸需求和貨物列車(chē)長(zhǎng)度確定，且宜與鄰接線路的到發(fā)線有效長(zhǎng)度相協(xié)調(diào)，并應(yīng)采用1050、850、750、650m等系列值。舊線：改建既有線和增建第二線的到發(fā)線有效長(zhǎng)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。

近期遠(yuǎn)期不同。車(chē)站最小曲線半徑、站坪長(zhǎng)度十一、車(chē)站分布(不是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)了)

作用：影響通過(guò)能力，輸送能力；影響車(chē)站數(shù)量，故對(duì)程投資；影響起停次數(shù)和旅行速度，影響運(yùn)營(yíng)。要求：滿足能力要求；考慮站間通過(guò)能力的均衡性。站間通過(guò)能力設(shè)計(jì)中，電力牽引的單、雙線鐵路需分別扣除90min與120min的日均綜合維修“天窗”時(shí)間；內(nèi)燃牽引的單線鐵路，日客貨行車(chē)量超過(guò)30對(duì)，雙線鐵路超過(guò)80對(duì)時(shí)，需扣除30min日均綜合維修“天窗”時(shí)間。新建單線鐵路站間距離不宜小于8km；新建雙線鐵路不宜小于15km。第二部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比選一、標(biāo)準(zhǔn)的綜合影響分析（一）、影響能力的標(biāo)準(zhǔn)牽引質(zhì)量：機(jī)車(chē)類(lèi)型，限制坡度，到發(fā)線有效長(zhǎng)度通過(guò)能力：閉塞方式：車(chē)站作業(yè)時(shí)間，發(fā)車(chē)方式正線數(shù)目：列車(chē)運(yùn)行圖周期車(chē)站分布：往返時(shí)分速度：限坡，最小曲線半徑：機(jī)車(chē)構(gòu)造速度 *多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)綜合影響鐵路能力一、標(biāo)準(zhǔn)的綜合影響分析（二）、影響投資的標(biāo)準(zhǔn)影響走向、工程難度：正線數(shù)目、限制坡度，最小曲線半徑（三）、影響運(yùn)營(yíng)效率：閉塞方式牽引種類(lèi)機(jī)車(chē)類(lèi)型二、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比選方法1、提出技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案成套標(biāo)準(zhǔn)，相互協(xié)調(diào)遠(yuǎn)近結(jié)合，逐步加強(qiáng)點(diǎn)線協(xié)調(diào)，站線一致滿足能力，發(fā)揮作用結(jié)合地形，自然條件初篩粗比，保留幾個(gè)有價(jià)值的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案。二、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比選方法2、每套標(biāo)準(zhǔn)作出多個(gè)線路方案，擇優(yōu)推薦幾套標(biāo)準(zhǔn)不分伯仲時(shí)，分別概略定線，得出工程、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、運(yùn)營(yíng)指標(biāo)。有的一套標(biāo)準(zhǔn)可能有幾個(gè)線路比較方案。3、多個(gè)線路方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較選出的最優(yōu)線路方案對(duì)應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為推薦結(jié)果。4、特點(diǎn)：工作量大，成本高，耗時(shí)長(zhǎng)是優(yōu)選結(jié)果，不是最優(yōu)結(jié)果三、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)綜合優(yōu)化原理目標(biāo)：以工程投資、運(yùn)營(yíng)支出、運(yùn)費(fèi)收入為主體，建立一個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)模型，如f（A，E，R）A,E,R分別是多項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為X1，X2，……，XnA＝f1(x1,x2,……，Xn)E＝f2(x1,x2,……，Xn)R＝f3(x1,x2,……，Xn)則f也是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為X1，X2，……，Xn的函數(shù)，f(x1,x2,……，Xn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的最佳配合使f最優(yōu)化三、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)綜合優(yōu)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的最佳配合使f最優(yōu)化，寫(xiě)成：Optminf(x1,x2,……，Xn)Ormaxf(x1,x2,……，Xn)約束：各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)取值符合規(guī)范要求運(yùn)輸能力滿足要求模型：

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