（交通运输工程专业论文）单线铁路旅客列车提速对运输能力的影响.pdf

摘要：本论文旨在分析和探讨单线铁路旅客列车提速对运输能力 的影响。研究单线铁路进行旅客列车提速后对能力的影响，不仅对于制 定既有线提速旅客列车开行方案有重要指导意义，而且对于确定新建单 线铁路运输组织设计有实际应用价值。本论文主要对单线客车提速对列 车间隔的影响、对通过能力的影响、对旅行速度的影响三个方面进行了 研究。研究结论表明：旅客列车速度不超过1 6 0 k m h 的情况下，旅客列 车起停附加时分、车站不同时到达间隔时间、会车间隔时间等原则上不 增加。在单线区段，当旅客列车提高速度时，开行一对( 列) 快速旅客 列车的基本扣除系数将减少，快速旅客列车的额外扣除系数将增加。当 集中开行快速旅客列车时，可降低快速旅客列车扣除系数。快速旅客列 车间的会让对快速旅客列车旅行速度产生影响，快速旅客列车旅行速度 随着快速旅客列车数量的增加而降低；快速旅客列车对一般旅客列车旅 行速度有影响，其基本规律是一般旅客列车旅行速度随着快速旅客列车 数量的增加而减少，当快速旅客列车数量超过一定数值后又随着快速旅 客列车数量的增加而增加。快速旅客列车对货物列车旅行速度有一定影 响，货物列车旅行速度随着快速旅客列车数量的增加而减少。 关键词：单线铁路提速能力影响 a bs tra c t a b s t r ac j ：q h sp a p e rf o c u s eso nt h ea n a ! 、s isa n da p p _ ”o a c ho f ：h ee f f ec t ( 9 i - it h etf a k i s p o r t a t jo r c a ! o a c i l jb j th e s p e e d u p o f s jn g le 【r a c kp a s s e l q g e ft r a i n t h es t u 匹) 70 fs l i c he f f e c t i l lr e s u l t n o to n l 、int h eg u ld a n c et op a s s e n g e l - t r a i no p e r a t io r p r o g r a m r n in g 0 i ith ee x is jin gs p e e d u pr a 1 1 w a y sb u ta s 0jn th ep r a c t jc a l 、a 1u e jnd e te l - i t _ 1n 1n g r a i l w a y l r a n s p o r _ r a ：io no r g a n jz a ：10 n 0 nn e h s jn g e tr a c klin e s s u c he f f e c t f a l1si n t 0t h r e ec a t e g o r i es ： e f f e c tor ： - a in s e p a l - 8 c i o n e f f e c to np a s s in gc a p a c i t 、a n de f f ec t o nt r a i l qi u r l , r l in gs p e e d s tu d 、h a ss h o w nt h a thh e nap a s s e n g e l t r a i n jsf ur lr in ga tt h es p e e do f1e sst h a n1 6 0 k m h ，t h ea d d i t jo n a t i m e f o rt f s ins ta r ta n ds to d ，th es e p a r a t i 0 r lt i m ef o rt r a in sa r r i 、i n g a td i f f e t e n tt ir i l ea n d t h ein t e r 、r a i f o rt r a inm e e t j n gw o u ld n o t ur l r l e c e ss a r i 3 - b ei r l c r e a s e d w h e na p a s s e n g e r t r a if i。na s i r i 9 1e t r ac ks e c t i o nisb e i n g8 c c e l e r a t e d ，t h eh a s icc o e ：f i c le n t o fd e d u c t io i qo fap a i ro fe x p r e s sp a s s e n g e i - t r a i m sw i l ld e c r e a s e w h i let h ea d d j t io n a c o e f f i c ie n to fd e d u c t i 0 1o ft h es a m et r a in s i n c r e d s e t h ec 。n c e n t r a t e de x p r 8 s sp a s s e 兀g e rt r a i no p e r a i o nw i l1 1 0 e rt h ec o e f f ic ie n co f d e d u c t io i l t h em e e l ；in go f e x p r e s s p a s s e n g e l , - t r a i l 3 sis l ik e l yt oa f f e c tt h e1 ；1 a ir t s s p e e d ，w h i c his s 1 0 w e dd o w ns u b j e c tt 0t h eir l c 2 e a s e dn u m b e ro fi r a i m s m e a n w h i l e t h e e x p r e s sp a s s e n g e r t r a i i 1w o u l da f f e c t1 ；h e s j o e e d o fc o m m o t 3 p a s s e n g e r t r a jn s o r m a l l y t h e s p e e d o ft h ec o m m o n p a s s e t , g e t 1 ；l a 1 。nisd e c t e a s e dh i t ht h eir l c r e a s eo ft h en u m b e ro f e x p r e s s p a s s e n g e rt ? a i n s w h e nt h en u m b e ro fe x p r e s sp a s s e n g e rt r a ir l s is o 、e l ac e i - * ta inv a l u e t h es p e e do ft h ec o i ! l i l o r l p a s s e n g e rt r a i r lw ol 1 1d jy i c l e a s e t h ee x p r e s sp a s s e n g e 2 - t r a i nh a sa ls od e m o n s t r a ce ds o m e e f f e c to nt h es p e e do ff r e i g h ! l r a i n s ，w h ic hh o u ldd e c r e a s ew j t h t h ein c f e a s eo fn u m b e ro f e x l z r e s sp a s s e n g e rt r a in s k e 、u o r d ：s in g e t r a c k ，r a l a ) 7 ，s p e e d u p ，c a ；n ) a c i t 、a n de f f e c t 第1 章概述 第1 章概述 11 单线旅客列车提速的国内外研究现状 铁路列车提速的研究与实践，国外已有几十年的历史，我国近几年 来也进行了大量的工作，取得许多瞩目的成绩。许多学者都对列车提速 涉及的机车、车辆、线路、站线等工程及设备问题进行了研究，取得了 很大成绩。住运输组织方面，对列车提速带来的运输能力影响问题、旅 客速度影响问题、客货列车速度的相互匹配问题、快速旅客列车的越行 站分布问题、快速旅客列车的开行数量及方案等问题进行了许多研究， 取得了一批重要的研究成果，为铁路提速提供了很好的参考和借鉴，并 在实际工作中起到7 很好的指导作用。但是，提速的实验和具体实践， 基本上都是在既有线进行的，绝大部分的研究成果是以既有双线铁路为 背景进行研究的，对单线铁路的提速问题研究甚少，在新建单线设计时 考虑旅客列车的提速问题还是一个空白。在我国，铁路是单线居多，列 车提速叫、仅是在既有线上进行，而且应在新建设计时就对此进行考虑， 使新建铁路能够适应旅客列车提速的要求，这不仅是广大旅客的迫切要 求，也是铁路适应市场的要求，是铁路增强竞争能力的必然选择。睦| 此， 确定单线旅客列车提速后的扣除系数，研究单线铁路进行旅客列车提速 后对能力的影响，不仪对于确定新建单线旅客列车提速方案及相关运输 组织设计有重要的指导意义和实际应用价值，而且可以为丰富旅客列车 提速的理论，有着十分重要的研究意义。 1 2 本论文研究的主要内容 本论文以郑州铁路局汉丹线为研究背景，主要进行以下研究： 121 单线客车提速对列车间隔的影响 a 旅客列车提速对旅客列车起停附加时分的影晌；b 旅客列车提速对不同时到达间隔的影响：c 旅客列车提速对会 车间隔的影响：d 旅客列车提速对同方向列车连发间隔的影 响。 12 2 单线客车提速对通过能力的影响分析 北方交通大学工程硕士专业学位论文 a 既有线铁路提速的现状分析：b 单线快速旅客列车对 通过能力影响的理论分析；c 快速旅客列车间会车对通过能力 的影响分析；d 单线快速旅客列车对通过能力影响的图解分析； e 快速旅客列车集中分布方案对通过能力的影晌研究。 1 23 单线客车提速对旅行速度的影晌研究 a 快速旅客列车问会车对快速旅客列车旅行速度的影响 分析；b 快速旅客列车对一般旅客列车旅行速度的影响分析；c 快速旅客列车对货物列车旅行速度的影响分析：d 快速旅客列 车对全图旅行速度的影响分析：e - 陕速旅客列车集中分布方案 对旅行速度的影响研究。 1 3 汉丹线设备现状 1 3 1 2 0 0 1 年新图 a 线别：单线；b 行车闭塞方式：半自动闭塞；c 区段 长度：襄樊一汉口3 17 k m ；d 牵引机型：客机：d f 。、d f 货 机：d f 。：e 列车对数：货车：16 对，客车：14 对；f 牵引定 数：上下行3 5 0 0 t ；g 线路最高允许速度：14 0 k m h ；h 区段客 车分类：特快5 对，快速普通列车9 对；i 区段货车分类：直 通13 对，摘挂3 对。 1 3 2 2 0 0 0 年现状 a 线路最高允许速度：12 0 k m h ；b 列车对数：客车1 2 对，货车18 对；c 牵引机型：客机：d f 。、b j ，货机：df 4 。 第2 章单线客车提速对列车间隔的影响 第2 章单线客车提速对列车间隔的影晌 2 1旅客列车提速对旅客列车起停附加时分的影 响 2 1 1 旅客列车起动附加时分 列车起动附加时分是指列车从起动开始到速度达到正常运行速度时 所需要的时分与列车按正常运行速度通过这段起动距离所需要的时分之 差，可用下式表示： 琏e 加：，起一f 遁式( 2 1 ) 式中，隐加列车起动附加时分( m i n ) ： 隐一列车从起动开始到速度达到正常运行速度为止所需的时分 ( m i n ) ： 坷一列车按正常速度通过列车起动距离所需要的时分( m i n ) 。 根据有关试验及文献，在平道起动，由o 加速到1 4 0 k m h 时，加速 时间陡为5 m i n 4 4 s 一6 m i n 2 2 s ，加速距离为8 5 8 l 一9 5 3 2 m 。据此计算，魄 为3 m in 4 0 s 一4 m i n 0 5 s ，因而可以确定提速旅客列车的起动附加时分魍加 为2 m in 0 4 s 一2 m i n l7 s 。由0 加速到1 6 0 k m h 时，艟为6 m i n 0 6 s 一7 m i n 0 4 s ， 加速距离为9 8 l o m 一1 1 3 2 0 m ，通为3 m i n 4 1s 一4 m in 15 s ，旅客列车的起动 附加时分睫加为2 m in 2 5 s 一2 m i n 4 9 s 。 目前旅客列车的起动附加对分是2m i l 3 ，因而将旅客列车速度提高 到1 4 0 k m h 或1 6 0 k m h 时，旅客列车的起动附加时分原则上可以不增加。 2 1 2 旅客列车停车附加时分 列车停车附加时分是指列车按正常运行速度行驶时从制动开始到完 全停车所需要的时分与列车按正常运行速度通过这段停车距离所需要的 时分之差，可用下式表示： m 加= ，蒂i 一，垴 式( 2 2 ) 式中，擗加一列车停车附加时分( m i n ) ： f 制一列车从制动开始到完全停车为止所需的时分( m jn ) ： 能一列车按正常速度通过列车停车距离所需要的时分( r u i n ) 。 根据分析，并综合有关试验及文献，在平道制动，列车速度由1 4 0 k m h 北方交通大学工程硕士专业学位论文 开始制动，制动时间瑚为7 1s 一7 3 s ，制动距离为1 6 8 0 m 。据此计算，r 嬉 为4 2 s ，因而可以确定提速旅客列车的停车附加时分，停加为3 0 s 左右。同 理，对于1 6 0 k m h 速度的列车，tm = 8 1 8 3 s ，制动距离为2 1 4 0 m ，ts = 4 8 s ，相应的t # m = 3 4 s 。 目前旅客列车的停车附加时分是lm i n ，因而将旅客列车速度提高 到1 4 0 k m h 或1 6 0 k m h 时，旅客列车的停车附加时分不增加。 2 2 旅客列车提速对不同时到达间隔碌的影响 由f 。、的定义可知： 孙= r 作业+ ，进= r 作业+ o 0 6 笋 进 式( 2 3 ) ：，作业+ o 0 6 旦! 型二! 生导盟( m i n ) r 进 式中：，。一列车长度( m ) ： 司机确认进站信号显示状态时间内列车运行的距离( m ) ； ，制，井r 一列车的制动距离或由预告信号机至进站信号机的距离闭 塞分区长度( m ) ： ，；。一由进站信号机至车站中心线的距离( m ) ； 一列车的平均进站速度( k m h ) 。 按现行的技术规范，提速旅客列车分级制动和普通旅客列车制动距 离如下表： 表2 1提速列车与普通列车的制动距离表 制动速度 1 6 0 1 4 0 1 2 0 01 6 0 01 4 0 ol o o 0 范同1 2 01 0 0 0 8 常_ | _ f 制 1 1 4 51 1 5 02 1 4 01 6 8 09 9 38 7 3 动距离( m ) 列车进站停车的制动距离构成要素如图2 1 所示，其中为明确表达 信号位置的限制作用及制动距离的变化，列车运动位置以车头计。 北方交通大学上程硕士专业学位论文 卜。0的 图2 1 其中：l ，。一车站准备列车进路等必要作业时间内列车走行距离， 该部分时间即通常所说的作业时间； l 。二一预告信号机至进站信号机距离。自动闭塞中为站外第一分 区，包括司机确认信号时间内走行距离； l 。一道岔区段长度； l 。一车站到发线走行距离 l * 可满足普通列车进站制动停车的需要。由表2 1 可知，当列车提 速至1 4 0 k m h 时，制动距离增加5 3 0 m ，难以切实保证在各种情况下的安 全作业，应在进站信号机前方提前减速。 按现行规范，预告信号机与进站信号机间的距离在1 2 0 0 1 5 0 0 m ，l 。m 目完全满足1 4 0 1 2 0 k m h 或1 4 0 1 1 0 k m h 的常用制动距离，并且取 上限15 0 0 m 时也满足1 4 0 k m h 列车的制动停车要求。而对于最高速度为 1 6 0 k m h 列车，其紧急制动距离就在1 4 0 0 m 以上，结合表21 可知，在 预告信号机与进站信号机问的距离取上限1 5 0 0 m 时要保证列车正常减速 进站过程，应将预告信号机黄灯修正为限速1 4 0 k m h ，并在此基础上配 合机车信号加以解决。即在预告信号机外方加设一轨道电路区段，通过 机车信号在地面信号机前方提前一段距离显示预告信号，保证实际的信 号预告作用与进站信号机距离为2 1 4 0 m ，也就是能够保证在进站信号未 开放情况下，列车能以最大常用制动在进站信号机前停车，如图2 2 所 i i 。 北方交通大学工程硕士专业学位论文 卜。0旧 。一214k 图例臣盈盈前行停站列车 旺圆货物列车、普通旅客列车、1 4 0 k m h 旅客列车 二 l6 0 k m h 旅客列车 道电路 图2 2 由图2 1 和图2 2 可知，由于列车提速和预告信号赋予实际限速意 义，特别是对于1 6 0 k m h 的提速列车，其限速点延至预告信号机外方一 段距离，必然会造成运行过程和时间的变化。对此，根据以上对l * 的划 分，首先计算比较r 。中的t * 值。其中，l2 = 1 5 0 m ，l ”8 = 8 5 0 m ，l * e 。= 15 0 0 m ，l 。= 6 4 0 m ；对试验牵引曲线进行插值处理，获得停车处、 进站信号机处、预告信号机处和外延轨道电路处各控制点的速度如表 2 1 。综合上述分析和列车实际操纵过程，计算结果如表2 3 、表2 4 。 表2 - 2各控制点试验速度表 最高速度v *v 女“v 日目 。焉 方向 ( k m h )( k m h )( k m h )( k m h ) 8 0o4 37 37 3 a b1 4 005 01 2 41 3 6 1 6 0o5 81 3 915 2 8 004 57 77 7 b a1 4 0o4 41 2 0 1 2 4 1 6 004 613 01 4 l i ! 查銮望查堂三堡堡主羔些堂堕堡兰 作 最高 后行车 业 速度 vet “t t 1 lm 类 ( k m h ) ( m i n )( m i n ) ( m i n )( m ) ( m i n ) 性质 ( k m h ) 型 货物列停 8 03 8 ，5 8 1 j 81 5 5 2 5 0 0313 盘 站 货物列通 8 0 7 8o 8 312 5 2 5 0 02 0 8 过 旅客列停 1 4 04 3 ，8 71 4 0 1 0 32 5 0 02 4 3 车 站 旅客列通 1 4 0 1 2 604 8o 7 l 2 5 0 01 1 9 盔 过 旅客列停 1 6 0 4 5 ，9 8 5 ， 13 30 9 l0 2 63 1 4 0 0 2 5 0 芟 站 1 4 55 旅客列通 1 6 01 4 4 o 4 206 30 2 73 1 4 0 0 1 3 1 圭 过 注：v 。中所列数字依次表示进站信号机一停车处、预告信号机一进 站信号机、外延轨道电路一预告信号机三段距离的平均速度。 表24b a 方向f ；中的t * 计算值 作 最高 (i：ii，l 后行车业 速度 v 日 t “t * e ，h tnlm 性质类 ( k m h ) ( k m h )( m i n )( m i n )( m i n )( m ) 型 货物列停 琦i站 8 03 9 ，6 1l 、5 41 ，4 8 2 5 0 03 0 2 5 货物列 通 8 07 2o 8 3l 2 52 5 0 02 、。8i 中 过 旅客列停 1 4 04 0 ，8 2l 、5 0l ，1 02 5 0 02 6 0 车站 旅客列通 1 4 0l 2 60 哇80 、7 l2 5 0 0 。! 车 过 旅客列停 2s 4 i 乍站 1 6 03 9 ，8 8 ，1 3 5 515 41 0 2o 2 83 1 4 0 旅客列通 ! i过 1 6 014 404 2 0 6 30 2 73l 4 0 北方交通大学工程硕士专业学位论文 注：、? 。中所列数字依次表示进站信号机一停车处、预告信号机一进 站信号机、外延轨道电路一预告信号机三段距离的平均速度。 根据运营实际；t 住业取l m i n 可满足需要。所以上述计算表明各种列 车的r 。：取值不超过4 13 m i n ，最大的f 。值受普通货物列车影响，提速列 车的r 。均在4 m i n 以内，因此，结合车站作业技术手段的改进，f ；取4 m i n 可以满足行车作业需要。 2 3 旅客列车提速对会车间隔，。的影响 在单线区段，自列车到达或通过车站时起，至由该站向这个区间发 出另个对向列车时止的最小间隔时间称为会车间隔时间r 。会车间隔 时间只与车站办理有关作业的时间标准有关，而与提速列车进出车站的 速度无关，h 反映的是车站办理作业时间，因此，提速旅客列车对会车 间隔没有影响。提速后由于采用新的车站作业设备和技术手段，。还可 能趋于减小。 第3 章单线客车提速对通过能力的影响分析 第3 章单线客车提速对通过能力的影响分析 3 1单线快速旅客列车对通过能力影响的理论分析 在单线区段，线路通过能力主要受旅客列车铺画方案以及区段内限 制区间的运行时分、车站配线数量等因素的影响。我们都知道，单线平 行运行图通过能力为： ”。：1 4 4 0 - t t( 对)”m = l 刈j 这里，ts 为线路养护维修，技术改造施工，电力牵引区段接触网检 修等须预留的固定占用区间时间tt 镕以及必要的列车慢行和其他附加时 分的总和。 tw 为平行运行图周期， t 周= t + t ”+ 起停+ 站 从式( 2 2 ) 可以看出，影响tz 大小的因素主要是区间上下行运行 时分t7 和t ”以及列车在车站的交会方式。 一般来说，平行运行图可以提供最大的通过能力，但是，我国铁路 一般均采用客货共线的方式，这样，在同一运行图上铺画有不同速度的 列车：有速度较高的旅客列车和快运货物列车，有一般的货物列车，还 有停站次数较多、停站时间较长的摘挂列车等。在提速区段除了上述列 车外，还增加了快速旅客列车，这种旅客列车的速度较高，与货物列车 的速度差值也比一般旅客列车的大，这样，在开行快速列车的区段，其 能力可用下式计算： 门霪= n 甲仃一s 嚣行使客一占窖行客一( 占快费一1 ) n 恍货一( 占摘挂一1 ) n 摘挂 式( 3 3 ) 从式( 3 3 ) 可以看出，开行一列快速列车将要减少一列以上的货物 列车开行。快速旅客列车扣除系数的大小与该区段的客、货列车运行速 度、车站i h j 隔时间，列车起停车附加时间、快速列车在一昼夜的分布以 北方交通大学工程硕士专业学位论文 及车站设置位置等有密切关系，列车运行速度若改变，快速旅客列车扣 除系数就要随之变化： 研究表明，在运行图上铺画旅客列车所造成的扣除时间，由两部分 组成： 扣= 客占+ t 外扣 式( 3 5 ) 式中t # 一因开行一对旅客列车需在运行图上扣除的时间 ts s 一旅客列车本身占用区间的时间 ，客自= ，嘉+ r 嘉= ，是+ r 是+ 2 r 站 t 外扣一由于相邻两列旅客列车之间的时间间隔不是货物列车占用区 间时间的整数倍而产生的额外扣除时间，其大小主要取决于旅客列车 在运行图上的铺画位置。 因此，快速旅客列车扣除系数扣也由两部分组成。 占快扣= 等= 昔+ 等= 占基+ 占删口 式( 3 6 ) 一峰自一壕i i ”毒逅+ 2 吼 6 基一了i 一 i 一 一，；+ a t e + 2 k 瓦 一( 兀一2 ) + 2 2 i ， 瓦， ：垒玉! 垒! ! 二垒! 瓦 ：+ ! 三些! 型 对于汉丹线，强可取3 m i n ，限制区i n 期而为3 7m i n ，提速前旅 客列车平均运行速度取1 0 0 k m h ，货物列车的平均运行速度取6 0 k m h ， 则旅客列车提速前后基本扣除系数的变化值为： 北方交通大学工程硕士专业学位论文 a 占 = 占* g 一 ：旦一旦竺基：一丝 式( 38 ) r t1 0 0 3 73 7 ：旦三一0 5 0 v4 n 提速旅客列车基本扣除系数的变化值如表3 1 。 表3 1快速旅客列车基本扣除系数变化值 旅 l l o1 2 0 1 3 01 4 0 0 0 4 50 0 8 0一o 1 1 0 o 13 6 从式( 3 8 ) 及上表可以明显看出，在单线区段，当货物列车与提速 列车速差增大，即其速度之比缩小时，开行一对( 列) 快速列车的基本 扣除系数将减小，这是由于快速列车速度提高，其占用区间的时间减小 所致。在货物列车速度不变的情况下，汉丹线旅客列车每提高速度 1 0 k m h ，提速旅客列车的基本扣除系数将减少约0 0 3 。 由于两相邻旅客列车之间的时间间隔不是货物列车占用时间的整数 倍而产生的额外扣除时间与列车运行周期之比，称为额外扣除系数。额 外扣除系数的大小与运行图铺画的快速列车数量、铺画结构、区间不均 等程度以及中间站到发线数目有关。 ， 8 # h - 口2 舌 式( 3 9 ) 上式中，k 的大小与旅客列车的分布密切相关。一般地，可以用以 下的经验公式计算旅客列车的额外扣除系数： 8 扑= 0 8 _ ，一0 0 2 5n 喜一0 1 式( 3 1 0 ) 式中，j 区间不均等程度，它等于货物列车平均运行图周期与限制 区间运行图周期之比； n * 一区间开行的旅客列车数量。 在既有单线，部分客车提速后将对额外扣除系数产生影响，具体表 现在： a ，怏速旅客基本都是等级较高的旅客列车，在区间内停站 次数较少，因而调整利用空费时间的可能性减少，区间不均等 程度对旅客列车扣除系数的影响程度加大，从而使额外扣除系 北方交通大学工程硕士专业学位论文 数增加。 b 在单线区段部分旅客列车提速，会带来提速旅客列车与 非提速旅客列车之间的速差，造成快速旅客列车越行一般旅客 列车，从而造成新的空费时间，增加额2 s l l l ：l 除系数。 c 快速旅客列车由于速度提高而带来基本扣除系数减少， 对运行图铺画有利，但所节约的时间不一定都能完全加以利 用，从而也使额外扣除系数增加。 d 当区段内开行快速列车时，不同速度的列车种类增加， 列车运行图的分布结构更趋复杂，有可能造成新的空费时间， 产生额外扣除的可能增加。 从以上分析可以看出，单线区间旅客列车提速后，导致快速旅客列 车额外扣除系数增加的主要因素是快速旅客列车数量及其比重，快速旅 客列车与一股旅客列车的速度差异( 速度比) 及其快速旅客的分布。经 过分析，快速旅客列车的额夕 扣除系数可以用下式进行估算： 占快外2 ( o 8 j 一0 0 2 5 n 营一0 1 ) r f l a 式中，j 一区间不均等程度，它等于货物列车平均运行图周期与限制 区间运行图周期之比： n * 一区间开行的一般旅客列车数量。 y 一快速旅客列车数量对额外扣除系数的影响因子， ，：f i + 苎) ，其 腿 中n ”n * 分别为快速旅客列车和一般旅客列车的开行数量； 一快速旅客列车速度对额外扣除系数的影响因子，疗：坠，其 。 矿* 中v m 、v 一分别为快速旅客列车和一般旅客列车的运行速度： 口一快速旅客列车分布对额外扣除系数的影响因子，口可在 1 卜1 5 间取值( 经验值) ，可根据快速旅客列车开行方案的有利性情况 确定。 对于汉月线，可考虑取j = o 8 5 ，口= 1 2 5 ，n * = 1 2 ，开行快速旅客 列车后额j t g n i 除系数的值如表3 2 所示。 北方交通大学t 程硕二i ：专业学位论文 表3 2开行快速旅客列车后额外扣除系数的值表 卜弋 1 11 21 31 41 51 61 7 llo4 204 6o 5 0o 5 405 8o 6 2o 6 5 1 20 4 60 5 0o 5 505 906 3o 6 70 7 1 1 30 5 00 5 50 5 9o6 40 6 807 3o7 7 1 40 5 40 5 9o 6 40 6 90 7 407 8 0 8 3 1 j05 80 6 30 6 8 07 40 7 9o8 408 9 1 6o6 20 6 70 7 3 0 7 8o 8 4o 9 009 j 研究分析表明，快速列车的额外扣除系数将增加，其增加的幅度o 2 0 7 ，快速旅客列车的额外扣除系数随着快速旅客列车数量( 比例) 的 增加而增加，随着快速旅客列车与一般旅客列车速度差异的增加而增加。 3 2 陕速旅客列车间会车对通过能力的影响分析 快速旅客列车的级别是较高的，因而在区段内的停车次数较少，快 速旅客列车不停车连续通过的区间数也就相对较多，快速旅客列车间的 会车除了因为会车本身有至少一列快速旅客列车停车而对能力产生一定 影响外，还由于将整个区段分割成几部分( 至少是两部分) ，使得货物列 车的铺画也受到影响，直接的表现就是不能有效地利用空费时间，造成 能力的不能有效利用，因而使快速旅客列车的额外扣除系数增大。 设两快速旅客列车的某次会让将区段分割成大区间a 、b 两部分，在 大区问a 、b 内各自的限制区问在无快速列车会让时空费时间利用的概率 分别p n 、p ”这两个限制区间中的个为整个区段的限制区间，不妨设 为a ( 称主限制区间、另一个相应地称为次限制区间) ，则有p 。 p 。在 整个区段的限制区间内，空费时间的利用可认为是5 0 ，即p 。= o 5 。 在主限制区间a 和次限制区间b 内，在存在快速列车会让时各自的空费 时间同进被利用的概率为p = p 。p 。，不能利用的概率则为1 一p = l p 。p 。：】 一o 5 p ”两列快速旅客列车问的一次会让使存在会让的这1 对快速旅客 列车扣除系数的增加值为( 1 0 5 p 。) o 5 t 。t 一m a x ( 1 一p ，1 一d 。) 0 5 tw tn 2 0 2 5 ( 1 一p n ) 。设快速旅客列车在区段内共会让m 次， 北方交通大学1 ：程硕士专业学位论文 开行的快速旅客列车数为n * ，取p 。= 0 6 ，则快速旅客列车间的会让使 快速旅客列车的扣除系数平均增加0 1 m n * 。 通过模拟分析，在快速旅客列车对数不超过8 对的情况下，快速旅 客列车间的会车次数平均一列不超过1 次，在快速旅客列车对数不超过 5 对的情况下，快速旅客列车间的会车次数平均列甚至不超过0 j 次。 因此，快速旅客列车间的会让使快速旅客列车的扣除系数平均增加0 0 5 一o 】0 。 3 3 单线- 陕速旅客列车对通过能力影响的图解分析 快速旅客列车在单线上运行对通过能力的主要影响是由于速度提 高，旅客列车在运行图中的会让情况发生变化，一是每次会让的情况， 二是会让的次数，其中最主要的是会让次数，会让次数又主要取决于旅 客列车数量和旅客列车在运行区段上的分布情况。旅客列车在运行区段 上的分布多种多样，难以用分析法进行较为精确的度量，丽模拟则可以 借助于计算机运行速度快的优势，对旅客列车分布情况进行大量的图解 模拟，进而对旅客列车提速后的情况进行较为全面的分析。 为系统研究快速列车开行对通过能力的影响，我们图解分析了开行 速度在l2 0 公里小时和1 4 0 公里d , 时的不同快速列车开行对数情况下 的区段通过能力。方案组合如下，图解结果如表3 3 所示。 a 快速列车开行速度为12 0 公里小时 ( 1 ) 1 对l 央速列车，o 对一般旅客列车；( 2 ) 2 对决速列车， o 对一般旅客列车；( 3 ) 4 对快速列车，o 对一般旅客列车；( 4 ) 7 对。陕速列车，o 对一般旅客列车；( 5 ) o 对快速列车，1 3 对 一般旅客列车；( 6 ) 1 对快速列车，12 对一般旅客列车；( 7 ) 2 对快速列车，11 对一般旅客列车；( 8 ) 4 对快速列车，9 对一 般旅客列车：( 9 ) 7 对快速列车，6 对一般旅客列车。 b 快速列车开行速度为1 4 0 公里小时 ( 1 0 ) 1 对快速列车，o 对一般旅客列车；( 11 ) 2 对快速列 车，o 对一般旅客列车；( 12 ) 4 对快速列车，o 对一般旅客列 车；( 13 ) 7 对快速列车，o 对一般旅客列车；( 1 4 ) 0 对快速列 车，13 对般旅客列车；( 1 5 ) 1 对快速列车，12 对一般旅客 4 北方交通大学工程硕士专业学位论文 列车：( 1 6 ) 2 对快速列车，1 1 对一般旅客列车；( 1 7 ) 4 对快 速列车，9 对一般旅客列车；( 18 ) 7 对快速列车，6 对一般旅客 列车。 表3 3汉丹线图解结果汇总表 汉口随州随州襄樊襄樊丹江快客平均一般客车平 方案编号( 货车对数)( 货车对数)( 货车对数)扣除系数 均扣除系数 ( 1 ) ( 快l 普0 ) 4 24 l2 91o ( 2 ) ( 快2 普0 )4 0 3 92 81 3 3 ( 3 ) ( 快4 普0 ) 3 8372 51 2 5 ( 4 ) ( 快7 普o ) 3 43 42 11 2 4 ( 5 ) ( 快0 普1 3 ) 2 7 52 61 41 2 2 ( 6 ) ( 快1 普1 2 ) 2 752 61 41 2 21 2 2 ( 7 ) ( 快2 普1 1 ) 2 752 6 51 41 1 21 2 2 ( 8 ) ( 快4 普9 )2 72 61 41 2 6l2 2 ( 9 ) ( 快7 普6 ) 2 6 52 51 3 51 3 41 2 2 ( 1 0 ) ( 快1 普0 ) 4 2 54 12 9o 8 3 ( 1 1 ) ( 快2 普0 ) 4 0 53 9 52 81 17 ( 1 2 ) ( 快4 普0 )3 853 72 51 2 1 ( 1 3 ) ( 快7 普0 )3 53 42 21 1 4 ( 1 4 ) ( 快0 普1 3 )2 752 61 41 2 l ( 1 5 ) ( 快1 普1 2 )2 72 61 3 516 51 2 1 ( 1 6 ) ( 快2 普1 1 )2 72 61 41 3 51 ，2 1 ( 17 ) ( 快4 普9 )2 7 52 61 41 2 4 1 2 l ( 1 8 ) ( 快7 普6 )2 72 61 351 2 7 1 2 l 通过上面的理论分析和图解分析，可以有如下的结论： a 在单线区段，当货物列车与提速列车速差增大时，开行 一对( 列) 快速列车的基本扣除系数将减小，这是由于快速列 车速度提高，其占用区间的时间减小所致。在货物列车速度不 变的情况下，快速旅客列车每提高速度1o k m h ，快速旅客列车 的基本扣除系数将减少约00 3 。 北方交通大学工程硕士专业学位论文 b 快速列车的额外扣除系数将增加，其增加的幅度o 2 一 o 7 。 c 快速旅客列车间的会让使快速旅客列车的扣除系数平均 增加0 0 5 0 10 。 d 通过理论分析和图解计算，- 陕速列车扣除系数在1 6 左 右。极个别情况下，当快速列车分布十分有利时，其扣除系数 可能在1 0 以下。 3 4 快速旅客列车集中分布方案对通过能力的影 响研究 3 4 1 快速旅客列车集中分布方案与通过能力的基本分析 快速旅客列车扣除系数。由两部分组成。 占快扣= 器= 等+ 等= 占基+ 锄扣6 快扣一。i 一- 亍f + _ 彳丁一6 基+ 6 外扣 基本扣除系数分析 ，、一培 一喀剖。毒一2 弼 6 摹一t 厢一k 一喏+ a t ；+ 2 k 瓦 一( 瓦一2 毛) + 2 r 。 瓦 一瓦+ 2 h + ( 1 一) 瓦 ：+ 独! ! 二型 咒 在快速列车集中开行时，每一集中开行组内开行的快速旅客列车数 上下行分别为k1 、k ，快速旅客列车集中开行时快速旅客列车之间的 间隔为t “、t4 ，则一个快速旅客列车组内扣除的货物列车数为 ， 一嘻 一，毒e + f ；e + 2 吼叫芷l 1 ) 产上+ w 一i ) 芦 己绲；l 一i 一1 丁 = 气+ 血掣 式3 _ 14 1 6 北方交通大学工程硕士专业学位论文 设上下行在每一个集中开行组内开行的旅客列车数是一样的，均为 k ，即k = k 一k ，快速旅客列车集中开行时快速旅客列车间的间隔上 下行也是一样的，均为t “，即t = t4 = t4 ，则： 嘞f 寸坠菩 式( 31 5 ) 在每一个集中开行组内，平均每对快速旅客列车扣除的货物列车数 为： 韩运= 二蚓k = 唾斛半 设快速列车集中开行比例为y ，则快速旅客列车部分集中开行时 陕速旅客列车的平均基本扣除系数为： 气i 气1 一，岐+ ，气； 快速旅客列车集中开行时快速旅客列车平均基本扣除系数比不集中 开行时的基本扣除系数的差值为： 黥墼= 幽摹一强 ：，( 繇基一穗) 式( 3 1 8 ) 额外扣除系数分析 额外扣除系数与快速旅客列车的开行数量、分布方案、快速旅客列 车与一般旅客列车的速度差异、区间不均等程度等许多因素有关，最主 要的表现形式是空费时间。空费时间是由于两相邻旅客列车之间的时问 间隔不是货物列车占用时间的整数倍而产生的不可利用的时间。快速旅 客列车集中开行时，每一个集中开行组内开行的快速旅客列车数为k ， 则可减少的空费时问为( 七一1 ) 占埘口丁阁。 在实际铺画列车运行图时，由于快速旅客列车集中开行而减少的空 费时阳j 并不一定能够得以充分运用，因而快速旅客列车集中运行时额外 扣除系数的值应予以修正，这可以引入一个系数来表征，莎的取值可在 0 5 - - 1 0 范围内，表示减少空费时间的利用率。 ! ! 互銮望查堂三堡婴主主些堂焦笙茎 一 这样，快速旅客列车集中开行时的平均额外扣除系数为： 占难讣：( 1 + ( 女一1 ) ( 1 一声) ) 占外扣i k 式( 3 1 9 ) 快速列车集中开行比例为y ，则快速旅客列车部分集中开行时，快 速旅客列车的平均额j , b j = r j 除系数为： 龟外= ( 1 一，7 ) 岛 扣十，壤补 - - ( 1 7 + y l k + y ( k 一0 ( 1 一卿七j 白 扣 - - ( 1 一y 妒+ y g i k ) 6 扣 快速旅客列车集中开行时快速旅客列车平均额外扣除系数比不集中 开行时的额外扣除系数的差值为： 6 集外= 均外一毋h 扣 ：r c o i k 一1 ) 劈啪 式( 3 2 1 ) 3 4 2 快速旅客列车集中分布方案与通过髓力的分析结果 运用上述基本分析，我们对快速旅客列车的各种分布方案进行了具 体研究，结果如下： a 快客2 对时的计算结果 表3 4快速旅客列车分布方案对通过能力的影响分析 快速客车速度全部分散2 对集中 1 1 0o一0 2 2 7 1 2 0o - 0 2 0 9 1 3 0 o一0 1 9 4 1 4 0o 一01 8 1 b 快客3 对时的计算结果 表3 j快速旅客列车分布方案对通过能力的影响分析 快速客午速度全部分散2 对集中，1 对分散全部集中 1 1 0o一0 1 5 l- 0 3 0 2 1 2 0001 3 90 2 7 8 1 3 0o 0 1 2 90 2 5 8 i 1 4 0o 一0 1 2 1一o 2 4 1 北方交通大学工程硕士专业学位论文 0 00 5 0 1 01 5 02 02 5 03 03 5 图31 c 快客4 对时的计算结果 表3 6快速旅客列车分布方案对通过能力的影响分析 快速客车2 对集中，23 对集中，12 个2 对集 全部分散全部集中 速度对分散对分散 1 1 000 1 1 3- 0 2 2 7- 02 2 70 3 4 0 1 2 0o一01 0 402 0 90 ，2 0 90 3 1 3 1 3 0o一0 0 9 7一o1 9 4一o 1 9 4一o 2 9 1 1 4 00- 0 0 9 00 1 8 l一0i 8 1一o2 7 1 o8 客速度 客速度 客速度 客速度 1 0 2 0 3 0 4 0 幽3 2 1 9 ! ! 查銮望查兰兰塑堡主皇些堂篁堡苎 d 快客5 对时的计算结果 表3 7快速旅客列车分布方案对通过能力的影响分析 3 对集 快速客全部分2 对集中， 2 个2 对集4 对集中， 中，2 对 全部集中 车速度散3 对分散 中，l 对分散1 对分散 分散 l 1 0o一0 0 9 l o ，1 8 lo 1 8 l- o2 7 2 0 3 6 3 1 2 0o一0 0 8 4- o 1 6 70 1 6 7 - o 2 5 l一0 3 3 4 l3 0o一0 0 7 7- o 1 5 5 一o 1 5 5一o 2 3 2一o 3 1 0 1 4 0o一0 0 7 2一o 1 4 50 1 4 5 - o 2 1 7一o 2 8 9 02 8 o - 一全部分散；1 一一2 对集中其它分散；2 一一3 对集中，其它分散；3 一一