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(yùn)行圖計算3非平行運(yùn)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(jī)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(xiàng)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(jī)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(jī)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(yáng)水管道、動力機(jī)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(xiàng)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(shí)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(xiàng)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(xiàng)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(yùn)行圖通過能力六、雙線平行運(yùn)行圖

2、自動閉塞區(qū)段

（1）運(yùn)行圖周期

通常采用追蹤運(yùn)行圖，其運(yùn)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(dá)144列(當(dāng)＝0時)當(dāng)＝8min時，雙向可達(dá)180對因此，在雙線區(qū)段上裝設(shè)自動閉塞并采用追蹤運(yùn)行圖，增加通過能力的效果特別顯著§4－3非平行運(yùn)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(yùn)專線；城市軌道交通；能力緊張的客貨混運(yùn)區(qū)段（平圖可達(dá)最大通過能力）

（2）大鐵路通常采用非平圖運(yùn)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(yùn)貨列比普通貨列少，在運(yùn)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。§4－3非平行運(yùn)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(diǎn)：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(yùn)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(yùn)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(diǎn)：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(yùn)貨物列車、摘掛列車）——運(yùn)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(yùn)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(jī)模擬分析方法圖解法＋分析法特點(diǎn)：圖解法精確、可靠，計算機(jī)運(yùn)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(jī)生成大量旅列方案→計算機(jī)圖解滿表運(yùn)行圖→分析有關(guān)因素?！?－3非平行運(yùn)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(yùn)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(yùn)行的影響式中

式中旅客列車直接占用時間：，空費(fèi)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(yùn)行時分及旅客快車運(yùn)行時分，min

——第i區(qū)間的貨、客列車運(yùn)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(yùn)行時分之比

——越行站間客貨列車區(qū)間運(yùn)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(yàn)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(yùn)行線過度集中，檢查客運(yùn)站設(shè)備能力能否適應(yīng)；貨列運(yùn)行不均衡，影響編組站到發(fā)線和調(diào)車設(shè)備的有效運(yùn)用。措施：每組追蹤或連發(fā)運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)行圖上移動這類列車運(yùn)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(yùn)行時間，min

貨物列車在限制區(qū)間的運(yùn)行時間，min

§4－3非平行運(yùn)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(yùn)行圖通過能力五、摘掛列車扣除系數(shù)

1、摘掛列車特點(diǎn)（1）運(yùn)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(yùn)行圖鋪滿程度愈高，這種影響就愈大2、在平行運(yùn)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(yùn)行線。一般地：3、在非平行運(yùn)行圖上（1）運(yùn)行圖空隙：鋪畫旅客列車產(chǎn)生一定的空費(fèi)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(fèi)時間和運(yùn)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(jìn)的扣除系數(shù)法改進(jìn)方法的基本原理是:定在列車運(yùn)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(jìn)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(yùn)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(yùn)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(jìn)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(qiáng)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(yùn)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(yùn)函【1990】286號文件執(zhí)行。

§4－3非平行運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yàn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(shí)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(shí)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(shí)踐檢驗(yàn)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(shí)際通過能力具有隨機(jī)概率性質(zhì)。區(qū)段通過能力在實(shí)際運(yùn)輸組織中實(shí)現(xiàn)的可能性稱為通過能力