鐵路區(qū)間能力計算

組長：周鵬飛組員：鐘玉斌劉文杰劉瑞鑫鐵路區(qū)間通過能力計算直接計算數(shù)學(xué)模型法5區(qū)間能力的影響因素2平行運行圖計算3非平行運行圖計算4目錄區(qū)間能力的概念1能力計算總結(jié)76通過能力計算值可信度分析鐵路通過能力鐵路通過能力，亦稱“鐵路線路(或區(qū)段)通過能力”。在一定的機車車輛類型、信號設(shè)備和行車組織方法條件下，鐵路區(qū)段內(nèi)各項固定設(shè)備在單位時間內(nèi)(通常為一晝夜)所能通過的最大列車數(shù)(以對/天為單位)。鐵路區(qū)間能力區(qū)段通過能力（三者區(qū)別：分區(qū)、區(qū)間、區(qū)段；）區(qū)間：正線數(shù)、區(qū)間長度、線路平縱斷面、機車類型、信聯(lián)閉設(shè)備車站：到發(fā)線數(shù)、咽喉道岔布置、調(diào)車設(shè)備、信聯(lián)閉設(shè)備

機務(wù)段及其整備設(shè)備：檢修臺位、整備線數(shù)給水設(shè)備：水源、揚水管道、動力機械設(shè)備

供電設(shè)備：牽引變電所、接觸網(wǎng)

按照鐵路區(qū)段各項固定設(shè)備計算的鐵路通過能力又稱為區(qū)間通過能力、車站通過能力等，其中的最小值即為鐵路區(qū)段的最終通過能力。通過能力影響

因素鐵路所能實現(xiàn)的通過能力，則為上述設(shè)備中最薄弱部分所限制的通過能力，即以其中最小的那項設(shè)備通過能力作為該線路或段區(qū)的通過能力(限制通過能力)。影響因素技術(shù)設(shè)備：更新，合理使用行車組織：方法的改善，各項作業(yè)間的協(xié)調(diào)通過能力不是一成不變的§4－2平行運行圖通過能力六、雙線平行運行圖

2、自動閉塞區(qū)段

（1）運行圖周期

通常采用追蹤運行圖，其運行圖（2）區(qū)間通過能力

分上下行方向計算由上式可見，在自動閉塞區(qū)段

當(dāng)＝10min時，平圖能力每方向可達144列(當(dāng)＝0時)當(dāng)＝8min時，雙向可達180對因此，在雙線區(qū)段上裝設(shè)自動閉塞并采用追蹤運行圖，增加通過能力的效果特別顯著§4－3非平行運行圖通過能力1、非平圖使用原因

（1）采用平圖情形城際客運專線；城市軌道交通；能力緊張的客貨混運區(qū)段（平圖可達最大通過能力）

（2）大鐵路通常采用非平圖運行不同種類、不同速度的列車；非平圖上鋪畫各種速度不同、交會方式不同的列車。2、非平圖通過能力

（1）含義：在旅客列車數(shù)量及其鋪畫位置既定的條件下，該區(qū)段一晝夜內(nèi)所能通過的貨物列車和旅客列車對數(shù)(或列數(shù))（2）仍具有平圖特征大多數(shù)線路上，旅客列車、快運貨列比普通貨列少，在運行圖上所占比例較小。大多數(shù)貨列仍具有平圖的規(guī)律性?！?－3非平行運行圖通過能力3、計算方法

步驟：確定平圖通過能力→扣除較快列車、摘掛列車對貨列影響而不能開行的貨列數(shù)→非平圖通過能力

方法有3種：

(1)圖解法

先鋪旅客列車→（空檔內(nèi)）再鋪貨列(包括摘列)，盡量鋪畫，最大即是。

特點：較精確，但煩瑣，工作量大，故只在特殊需要時采用(2)分析法（扣除系數(shù)法）根據(jù)旅客列車、摘掛列車的扣除系數(shù)，近似計算非平圖通過能力扣除系數(shù)：因鋪畫一對或一列旅客列車、快運貨列、摘掛列車，須從平圖上扣除的貨物列車數(shù)。§4－3非平行運行圖通過能力3、計算方法

(2)分析法（扣除系數(shù)法）計算公式式中

特點：簡捷，方便；但精確程度取決于扣除系數(shù)，其合理值的確定有一定難度——分別為平圖、非平圖的通過能力；

——非平圖上貨物列車通過能力（包括快運貨物列車、摘掛列車）——運行圖上旅列、快貨、摘掛列車的鋪畫對（列）數(shù)（縮寫為ni）

——分別為旅列、快貨、摘掛列車的扣除系數(shù)（縮寫為εi）§4－3非平行運行圖通過能力3、計算方法

（3）模擬計算法

扣除系數(shù)法通過能力只是近似值。當(dāng)多種列車混合鋪畫時，除了對標(biāo)準(zhǔn)貨物列車產(chǎn)生一定的扣除外，其相互間也在能力利用上產(chǎn)生一定的影響計算機模擬分析方法圖解法＋分析法特點：圖解法精確、可靠，計算機運算、統(tǒng)計分析功能大；針對具體區(qū)段條件準(zhǔn)確計算扣除系數(shù)和通過能力；有控隨機生成大量旅列方案→計算機圖解滿表運行圖→分析有關(guān)因素?！?－3非平行運行圖通過能力三、雙線自動閉塞區(qū)段旅客列車扣除系數(shù)1、旅客快車分散鋪畫時的扣除系數(shù)

（1）一列快客占用運行圖的時間

（參見下頁圖）并不決定于限制區(qū)間，而需按整個區(qū)段考慮其對貨物列車運行的影響式中

式中旅客列車直接占用時間：，空費時間：

——快客影響區(qū)左右界間的總時間——在時間內(nèi)越行的貨物列車數(shù)，按下式計算并取整數(shù)值

——分別為第i區(qū)間的貨物列車運行時分及旅客快車運行時分，min

——第i區(qū)間的貨、客列車運行時分之差，

——旅列越行貨列所產(chǎn)生的同向列車到、發(fā)間隔時間，min

旅客快車分散鋪畫時占用區(qū)間示意圖

三、雙線自動閉塞區(qū)段旅客列車扣除系數(shù)1、旅客快車分散鋪畫時的扣除系數(shù)

（2）扣除系數(shù)其中式中

Δ——為全區(qū)段客貨列車運行時分之比

——越行站間客貨列車區(qū)間運行時分之差的積累值K

——正整數(shù)三、雙線自動閉塞區(qū)段旅客列車扣除系數(shù)1、旅客快車分散鋪畫時的扣除系數(shù)

鐵科院得出和的經(jīng)驗公式于是有：三、雙線自動閉塞區(qū)段旅客列車扣除系數(shù)1、旅客快車分散鋪畫時的扣除系數(shù)

據(jù)此，建議旅客快車分散鋪畫時的扣除系數(shù)按表2、旅客快車追蹤鋪畫時的扣除系數(shù)旅客列車追蹤鋪畫：由于兩旅客列車的影響區(qū)部分地重合，可以大幅度減少扣除時間。條件：與前行列車具有相同的速度和停站方式，否則將導(dǎo)致間隔增大，貨列讓行停站時間增大。影響：客車運行線過度集中，檢查客運站設(shè)備能力能否適應(yīng)；貨列運行不均衡，影響編組站到發(fā)線和調(diào)車設(shè)備的有效運用。措施：每組追蹤或連發(fā)運行的列數(shù)不宜過多。I67891011122.82.62.42.32.252.152.05三、雙線自動閉塞區(qū)段旅客列車扣除系數(shù)2、旅客快車追蹤鋪畫時的扣除系數(shù)由于旅客列車對數(shù)的增多，追蹤或連發(fā)的比重亦將逐漸增大，其扣除系數(shù)將相應(yīng)減小。此時，旅客快車扣除系數(shù)的均值可用下式近似計算式中系數(shù)α可按下表取值

取前表數(shù)值為基數(shù)，旅客快車每增加10列，扣除系數(shù)相應(yīng)地減小0.1α1020304050601.00.970.920.870.830.79§4－3非平行運行圖通過能力三、雙線自動閉塞區(qū)段旅客列車扣除系數(shù)3、旅客慢車的扣除系數(shù)

（1）無越行時

旅客慢車開行對數(shù)雖少，但對通過能力的影響大。當(dāng)無越行鋪畫時，可得慢客扣除系數(shù)的最大值，如圖。

三、雙線自動閉塞區(qū)段旅客列車扣除系數(shù)3、旅客慢車的扣除系數(shù)

（1）無越行時式中于是，慢客無越行鋪畫時的扣除系數(shù)為近似的，并令，則有顯然，將隨慢客與貨列在全區(qū)段內(nèi)旅行時分之差的增大和I的減小而增加——旅客慢車、貨物列車在全區(qū)段的旅行時分，min§4－3非平行運行圖通過能力三、雙線自動閉塞區(qū)段旅客列車扣除系數(shù)3、旅客慢車的扣除系數(shù)

（2）有越行時慢客待避快客時出現(xiàn)相反的兩種情況：慢客延長停站時間→扣除系數(shù)↑（可能）慢客與快客影響區(qū)重合→平均扣除時間↓↓（大幅度）結(jié)論：總體上，有越行鋪畫對減少扣除時間是有利的近似計算快運貨物列車扣除系數(shù)的確定方法：與旅客列車基本相同，但由于有可能在運行圖上移動這類列車運行線的位置，額外扣除系數(shù)可取0.2～0.3。所以，扣除系數(shù)一般要較旅客列車扣除系數(shù)稍小一些（下同）。式中系數(shù)β建議按下表取值

102030405060β0.830.690.580.490.430.39四、雙線非自動閉塞區(qū)段旅客列車的扣除系數(shù)在雙線非“AB”區(qū)段，如同AB區(qū)段一樣，也應(yīng)按列車在區(qū)段的分布情況分別計算。1、區(qū)間不均等（系數(shù)j較?。r當(dāng)區(qū)段的限制區(qū)間與其他區(qū)間差別較大時，可按限制區(qū)間計算，即旅客快車在限制區(qū)間的運行時間，min

貨物列車在限制區(qū)間的運行時間，min

§4－3非平行運行圖通過能力四、雙線非自動閉塞區(qū)段旅客列車的扣除系數(shù)

2、區(qū)間均等（系數(shù)j較大）時在多數(shù)情況下，旅客快車可由固定部分與可變部分組成，即與區(qū)段內(nèi)的區(qū)間分布有關(guān)，應(yīng)當(dāng)分析不同區(qū)段的情況，確定出平均的值雙線非自動閉塞區(qū)段的也是由，和組成。研究證明§4－3非平行運行圖通過能力五、摘掛列車扣除系數(shù)

1、摘掛列車特點（1）運行速度與貨物列車一樣，因Q小有時更高（2）但旅速低：中間站停站次數(shù)K站多、停站時間長（3）對通過能力有影響：區(qū)間愈均等，運行圖鋪滿程度愈高，這種影響就愈大2、在平行運行圖上

當(dāng)區(qū)間均等時，摘掛列車在站每作業(yè)一次，都要從圖上扣掉一條運行線。一般地：3、在非平行運行圖上（1）運行圖空隙：鋪畫旅客列車產(chǎn)生一定的空費時間；區(qū)間不均等，在鄰接較小區(qū)間的車站產(chǎn)生（2）利用空檔：空費時間和運行圖空隙鋪畫摘掛列車，使摘掛列車扣除系數(shù)大大縮小改進的扣除系數(shù)法改進方法的基本原理是:定在列車運行圖中沒有連發(fā)旅客列車或摘掛列車，則用扣除系數(shù)法計算鐵路區(qū)段通過能力是完全合理的。因此可以將一組連發(fā)旅客列車當(dāng)作一列旅客列車參與計算,將連發(fā)總時間

(∑t追)從全日總時間中扣除改進扣除系數(shù)法計算公式

N貨≈(1440-T天窗-∑t追)/I追-ε客n客組-（ε摘掛-1）n摘掛式中：

N貨——雙線非平行運行圖貨物列車計算能力；

T天窗——綜合維修天窗時間；

∑t追——旅客列車總追蹤時間；

I追——貨物列車追蹤間隔時，

運行圖周期；ε客

——

旅客列車扣除系數(shù)；

n客——

旅客列車群發(fā)組數(shù)；

ε摘掛——摘掛列車扣除系數(shù)；

n摘掛——摘掛列車數(shù)量。

改進扣除系數(shù)法計算公式

N貨≈(1440-T天窗-∑t追)/I追-ε客n客組-（ε摘掛-1）n摘掛其中，ε客的取值可用直接計算法中的公式計算得出

：

ε客=（t差+3/2×I追）/I追

以增強其適用性及準(zhǔn)確性。式中：t差為區(qū)段內(nèi)最大區(qū)間客貨列車運行時分之差

。?摘掛的取值由于數(shù)量較少且基本無連發(fā)情況，可仍按鐵運函【1990】286號文件執(zhí)行。

§4－3非平行運行圖通過能力小結(jié)非平圖中旅列、摘列等扣除系數(shù)與一系列因素有關(guān)，主要有：(1)區(qū)間的不均等程度(2)非普通貨物列車（旅列、快貨、摘列等）的運行速度、數(shù)量及其在圖上鋪畫位置(3)旅列和摘列在區(qū)段內(nèi)的停站次數(shù)及停站時間這些因素的影響只能在運行圖鋪好之后才能完全確定。因此，在計算通過能力時，不得不利用扣除系數(shù)的經(jīng)驗數(shù)值。如表4—3—5所列表4—3—5(a)列車扣除系數(shù)表

區(qū)間正線閉塞方法旅客列車快運貨物列車摘掛列車單線自動1.01.01.3～1.5半自動1.1～1.31.21.3～1.53對以上取1.3雙線自動見表4－3－5（b）2.0～2.32.5～3.03對以上取2.5，6對以上取2.0半自動1.3～1.51.41.5～2.0注：其他閉塞方法可參照半自動閉塞取值

§4－3非平行運行圖通過能力表4－3－5（b）三顯示雙線自動閉塞區(qū)段旅客列車扣除系數(shù)67891011125～10－－2.3~2.42.15~2.32.05~2.21.95~2.11.9~2.011～20－－2.3~2.352.15~2.22.05~2.11.92~2.01.8~1.921～30－2.4~2.452.2~2.252.05~2.11.95~2.01.85~1.91.7~1.831～402.5~2.552.3~2.352.1~2.151.95~2.01.85~1.91.75~1.81.6~1.741～502.4~2.452.2~2.252.0~2.051.85~1.9－－－51～602.3~2.352.1~2.151.9~1.95－－－－61及以上用圖解法確定注：四顯示雙線自動閉塞區(qū)段，用圖解法并參照本表取值確定

直接計算數(shù)學(xué)模型法直接計算法是按照時間共享、能力共享的原則，根據(jù)列車運行圖結(jié)構(gòu)中不同類型列車排列組合方式下，每列車在運行圖上必須占用的最小間隔時間總和直接計算出通過能力的大小。.列車運行間隔時間示意圖直接計算數(shù)學(xué)模型法為此將依據(jù)直接計算法的思想，用數(shù)學(xué)模型加以實現(xiàn)直接計算法的可視化和可操作化。數(shù)學(xué)模型如下：maxM=x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8+x9s.t.Tggx1+Tgzx2+Tgdx3+Tzgx4+Tzzx5+Tzdx6+Tdgx7+Tdzx8+Tddx9≤1440-T天窗x1+x5+x9≤Is(x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8+x9)x2+x3-x4-x7=0x2-x4-x6+x8=02x1+x2+x3+x4+x7=2(x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8+x9)G%x2+x4+2x5+x6+x8=2(x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8+x9)Z%x2+x3≥1x4+x6≥1x7+x8≥1xi≥0xi為整數(shù)i=1,2,，3，…，9直接計算數(shù)學(xué)模型法直接計算法是從扣除系數(shù)法的束縛中解脫出來的帶有根本性變革的能力計算方法，具有直觀、簡便和實用等種種優(yōu)勢。直接計算法的數(shù)學(xué)模型但還應(yīng)在理論研究和實踐檢驗中不斷深化和完善。使其在能力緊張時，充分挖掘其中的部分因素不斷提高行車量。通過能力計算值可信度分析區(qū)間實際通過能力具有隨機概率性質(zhì)。區(qū)段通過能力在實際運輸組織中實現(xiàn)的可能性稱為通過能力