（交通运输规划与管理专业论文）全国铁路车流量与线路能力匹配问题研究.pdf

北京交通大学硕士论文摘要 摘要 国家要发展，交通必先行。长期以来，我国铁路被运输能力紧张所困扰， 无法满足社会的运输需求， 铁路运输能力不足己成为制约我国国民经济发展的 瓶颈。 为了彻底打破这个瓶颈， 铁道部提出了跨越式发展新思路， 力求在今后 近2 0 时间内快速扩充我国铁路运输能力，以 保障我国经济的快速持续增长， 这就迫切需要对我国铁路目前的运输能力使用情况进行全面、 系统、 准确的调 查和评价，为路网发展规划提供依据。 本论文正是基于铁道部的这个实际需求， 对我国铁路路网运能及其利用情 况进行的针对性研究，研究内容主要包括以下四个方面: 一、 对铁路运输能力特别是路网运输能力理论进行了总结， 结合研究实际， 指出了以往运输能力研究中存在的问题， 提出了利用路网能力与车流量匹配理 论评价路网能力的新观点; 二、 对全国 铁路路网能力使用情况进行全面、 系统评价。 本论文以 铁道部 运输局提供的全国铁路路网运能和运量数据为基础， 建立了一套评价运能利用 状况的指标体系， 对我国铁路局间分界站、 主要通道 干线) 和全路路网整体 的能力利用情况进行了全面、 系统的评价和分析， 为掌握我国铁路路网的能力 利用现状提供了参考; 三、 对改进全国铁路网车流组织工作的经济效益评价。 在一定的路网能力 基础上， 通过改进车流组织方法， 对于提高铁路网运输能力利用效率具有重要 意义， 本论文提出了通过改善车流组织提高路网运输能力利用效率的经济效益 评价方法，为改进车流组织工作提供了依据; 四、 对铁路网特别是主要干线提出了缓解能力紧张矛盾的具体措施。 本论 文根据我国铁路网特别是主要干线的具体情况提出包括修建新线、 改造既有线 以及分流等措施在内的缓解运输能力紧张矛盾的具体规划， 为我国的路网规划 和发展提出了建议。 关键词:铁路 运输能 力、 运能 与 车 流量 匹 配、 能 力 利用 率、 车 流 径 路 未经作舌、 导帅间急 勿全文公布 北京交通大学硕士论文摘要 abs tract d e v e l o p in g t h e c o u n try s e c o n o m y , t r a n s p o rt a t i o n m u s t b e t h e o n e o f t h e m o s t i m p o r t a n t t h i n g s . o u r c o u n t r y s r a i l w a y t r a n s p o rt h a s b e e n p u z z l e d w i t h c a p a c i ty s h o rt a g e f o r a l o n g t i m e s o t h a t i t a l w a y s c a n n o t fi t t h e d e m a n d o f t h e s o c i e ty . i n o r d e r t o s o l v e t h i s q u e s t i o n , t h e r a i l w a y d e p a rt m e n t o f c h i n a p u t f o r w a r d t h e l e a p d e v e l o p p l a n , a n d w a n t t o i m p r o v e o u r c o u n t ry s r a i l w a y c a p a c ity t o r e a c h a h i g h l e v e l r a p i d l y . f o r t h i s r e a s o n , w e n e e d t o r e s e a r c h t h e u t i li t y o f o u r c o u n t rs r a i l w a y n e t w o r k c a p a c i t y s y s t e m i c , r o u n d l y a n d e x a c t l y , w h i c h w e c a n h e l p t o m a k e t h e d e v e l o p m e n t p l a n . m y t h e s i s s t a r g e t i s t o m e e t t h e d e m a n d o f t h e r a i l w a y d e p a rt m e n t o f c h i n a , a n d i t i n c l u d e s o f f o u r a s p e c t s b e l o w : f i s t , i s u m u p t h e r e s e a r c h o f r a i l w a y c a p a c i t y t h e o ry. e s p e c i a l l y t h e r a i l w a y n e t w o r k c a p a c i t y r e s e a r c h . i p u t f o r w a r d m y p o i n t o f v i e w o f t h e c a p a c i ty t h e o ry s u c h a s t h e m a t c h i n g o f w a g o n fl o w n u m b e r a n d r a i l w a y n e t w o r k c a p a c ity , a n d i p u t f o r w a r d t h e m e t h o d t o u s e t h e s e t h e o r i e s t o e v a l u a t e t h e r a i l w a y n e t w o r k c a p a c i ty; s e c o n d , i e v a l u a t e o u r c o u n t rys r a i l w a y n e t w o r k c a p a c i ty . i p u t f o r w a r d a s e r i e s o f g u i d e l i n e s , a n d i u s e t h e m t o e v a l u a t e t h e d i v id i n g r a i l w a y s t a t i o n s , th e i m p o r t a n t r a i l l i n e s a n d t h e w h o l e r a i l w a y n e t w o r k s y s t e m i c a n d r o u n d l y ; t h i r d , i e v a lu a t e t h e b e n e f i t o f t h e w o r k t h a t c h a n g e s t h e w a g o n p a t h . f o r t h e 、 w a g o n p a t h i s v e ry im p o r ta n t t o t h e u t i li ty o f r a i lw a y n e t w o r k c a p a c ity , h o w t o e v a l u a t e t h e w a g o n p a t h i s n e c e s s a ry . i d o t h i s w o r k b y c o m p a re t h e n e w w a g o n p a t h a n d t h e p a s t o n e ; f o u r t h , i p u t f o r w a r d s o m e a d v ic e s t o i m p r o v e t h e u t i l i t y , l e v e l o f o u r c o u n t rys r a i l w a y n e t w o r k a n d s o m e a d v i c e s t o i m p r o v e t h e c a p a c i t y o f t h e r a i l l i n e s w h i c h c a n n o t m e e t t h e s o c i e ty d e m a n d . k e y w o r d : r a i l w a y t r a n s p o rt c a p a c i ty , m a t c h i n g r a t e o f c a p a c i ty , w a g o n p a t h o f f l o w a n d c a p a c it y , u t i l i ty 北京交通大学硕士学位论文 第一 章 绪论 1绪论 1 . ，研究背景 新中国成立后， 我国铁路事业有了较快发展， 但仍然长期处于运能紧张状 态。 改革开放以来， 特别是党的十三届四中全会以来， 铁路建设步伐加快， 路 网规模不断扩大， 运输能力有较大增强， 为国民经济发展做出了重大贡献， 但 就铁路发展的总体状况而言， 总量偏少、 运能紧张的问题仍然突出， 运输生产 力与全社会日 益增长的运输需求不相适应的矛盾没有从根本上解决， 限制型运 输的状况没有从根本上改变。突出表现为以下四点: 一、 铁路网整体能力不足。目 前全国每天货运装车的需求有 1 4 万一1 6 万 车， 铁路只能满足 6 0 %左右。 2 0 0 2 年， 全世界铁路营业总里程约 1 2 0 万公t- . , 其中我国铁路有 7 .2万公里，占6 %;全世界铁路完成的工作量为 8 . 5 万亿换 算吨公里，其中我国铁路完成了2万亿换算吨公里，约占2 4 %。也就是说， 我国铁路营业里程虽然只占全世界的6 vo， 但却完成了将近全世界铁路工作总 量的 1 / 4 ，运输密度为世界之最。 这一方面说明我国铁路运输效率非常高， 另一方面也说明我国铁路网整体能力严重不足， 对国民经济和社会发展的保证 能力十分脆弱。 二、主要干线能力十分紧张。京护、京广、 京哈、京九、陇海、 浙赣等六 大铁路主要干线， 许多区段运输能力已经饱和， 长期处于超负荷运转状态。 京 沪线以全国铁路 2 %的营业线路，完成了全路 1 0 .2 %的旅客周转量和 7 .6 %的 货物周转量，是世界上客货运输最繁忙的干线。 三、部分地区运输能力严重不足。铁路在许多去向 上不能适应运输需求， 最突出的是西南地区。宝成线北段、西康线、 襄渝线、 黔桂线、南昆线能力利 用己处于超饱和状态， 客货运输长期受限制， 大量的货物和客流进不去、 出不 来。 由于铁路运输能力紧张， 一些重点物资也时常发生运输不畅而“ 抢运， 的被 动状况。 四、季节性运能紧张的问题严重困扰铁路。在春运、暑运、“ 五一 、“ 十 北京交通大学硕士学位论文 第一 章 绪论 一 等客流集中的 1 2 0多天里，铁路运输能力全面告急，列车拥挤状况十分严 重。在春运 4 0 多天时间里，为腾出能力加开中长途客车，主要干线短途客车 基木停开，货物列车大量减少。例如京广线武汉至广州这一段，春运高峰时， 日均开行旅客列车达到 1 4 0多对，货物运输只能保证供应港澳鲜活货物的 3 趟列车运行，其他货车全部停开d 1 自 从党的十六大提出了全面建设小康社会的奋斗目标以后， 我国的改革与 发展又迎来了新高峰， 但关心中国铁路事业的人们不仅要问， 以我国铁路目前 的运输能力， 会不会拖我国全面小康的后腿呢?为贯彻党的十六大精神， 实践 “ 三个代表” 重要思想， 适应全面建设小康社会要求， 铁道部抓住了这个中国 铁路发展的重要历史机遇， 审时度势， 提出了我国铁路跨越式发展的新发展思 路， 加 大发展力度， 快速 扩充我国 铁路的 运输能 力 z 1 3 1 。 铁路运输能力 这个长 期以来让铁路人头痛的问题又一次成为人们研究的焦点。 正是基于以上背景， 我们在铁道部运输局和铁道部信息中心的帮助下， 通 过创建路网运输能力与车流量匹配的评价体系对我国路网整体、 分界口以及主 要线路的现行和新定径路条件下能力利用情况进行评价、 比较和分析， 并据此 提出了提高路网运输能力与使用效率的建议。 1 . 2研究目标及意义 虽然过去对铁路运输能力已经有了大量的研究，但大部分属于理论研究， 缺少对我国铁路路网运输能力实际使用和利用状况的具体调查和研究，因此， 我们有必要对与铁路运输能力有关的以下问题进行深入研究: 一、 对全国铁路网运输能力使用情况进行全面、 系统、 准确的评价。 虽然 我们在实际的运输组织工作中切实感觉到了运输能力紧张的压力， 但还缺少必 要的量化分析， 底数不清， 为了更好的落实铁路跨越式发展思路， 我们迫切需 要对我国铁路网特别是主要干线目前的运输能力状况进行准确评价; 迫切需要 对我国铁路网特别是主要干线的运输能力利用状况进行准确评价; 迫切需要对 我国铁路网特别是主要干线的运输能力提高潜力进行准确评价; 迫切需要对我 国铁路网特别是主要干线的运输能力与需求矛盾状况进行准确评价; 二、 对全国铁路网车流组织工作改进效益的评价。 运能扩充既是量的增加， 北京交通大学硕士学位论文第一章 绪论 也是质的提高。 量的增加就是要加大路网建设力度， 质的提高则是要改进运输 组织方法， 特别是通过改进车流组织方法， 来提高铁路网运输能力的利用效率。 虽然我国铁路的运输管理部门为此己经做了大量卓有成效的工作， 但是到目前 为止还缺乏有效的评价力法。 因此， 我们迫切需要研究一套通过改善车流组织 来提高路网运输能力利用效率的评价方法，以期为改进车流组织工作提供依 据; 三、 对铁路网特别是主要干线提出缓解能力紧张矛盾的具体措施 在铁路 跨越式发展思路的指导下，铁道部对我国今后的路网建设做了总体的战略规 划， 为了深入贯彻和执行这个战略规划， 我们还需要根据我国铁路网特别是主 要干线的具体情况提出包括修建新线、 改造既有线以及分流等措施在内的缓解 运输能力紧张矛盾的具体规划，以保证铁路跨越式发展的顺利进行。 可以看出，对以上三方面问题进行深入的调查和研究，对于全面、系统、 准确的掌握和评价我国铁路网目前的实际运输能力及其能力利用状况具有重 要作用，对于今后铁路路网发展规划和改进运输组织工作具有重要的参考价 值。 1 . 3论文结构 本论文共分七章，各章的主要内容及其在论文中的作用如下: 第一章为绪论， 介绍本论文的研究背景、 研究目 标及意义， 对整个沦文起 引导作用; 第二章为铁路运输能力理论， 主要对铁路运输能力、 通过能力、 分界站货 物列车交接能力和路网运输能力等概念进行了剖析， 提出了通过铁路运输能力 与车流匹配分析来评价路网能力的方法。 这一章是基本理论， 为后面的研究提 供了理论基础; 第三章为路网运输能力分析方法， 主要介绍了后面研究所使用的基础数据 情况， 同时根据第二章的路网运输能力与车流匹配分析方法提出了通过能力利 用率指标、 能力利用状态类型指标、 货物运输畅通率指标和车流组织方案技术 经济效益指标来分析路网运输能力的具体方法。 本章为后面的具体分析提供了 分析方法。 北京交通大学硕士学位论文第- . 结论 第四、 五、 六章分别为全路局间分界站货物列车交接能力分析， 全路主要 通道的区段货物列车通过能力分析和全路货物列车通过能力整体分析。 这三章 主要根据第三章介绍的分析方法分别对全路局间分界站、 主要通道和全路路网 整体的运输能力和车流匹配情况进行分析。 第七章为结论与展望，主要是对整个论文的总结以及研究前景的分析。 北京交通大学硕士学位论文第二章 铁路运翰能力及其相关概念 2铁路运输能力理论 2 . ， 铁路运输能力 自1 8 7 8 年俄国工程师别尔霍夫斯基最早开始研究运输能力以及1 8 9 0 年世 界上第一本通过能力专著 通过能力与运行中发生的混乱问世以来， 铁路运 输能力理论经历了1 0 0 多年的研究和发展， 已经比 较成熟。 在我国，由于铁路 一直以来运能紧张， 所以对铁路运输能力特别是运输能力加强问题的研究一直 是科研工作者研究的焦点， 取得了丰硕的成果。 到现在， 学术界对铁路运输能 力概念的认识已经比较统一， 日前的研究方向主要集中在运输能力计算方法的 改进、 能力的合理利用、 路网运输能力理论及其计算和铁路运输系统整体能力 的分析上。 根据传统的运输能力概念，铁路运输能力的大小主要由四方面因素决定: ( 1 )固定的 ( 不能移动的)设备，如线路、站场、桥隧、信号、供电设 备等; ( 2 ) 活动的 ( 可以 移动的)设备，如机车、车辆、燃料、电力等: ( 3 )技术设备运用和行车组织方法: ( 4 )行车人员 机车及列车乘务人员，车站办理行车工作的有关人员) 的数量及政治业务素质、技术水平等。 运输能力是通过能力和输送能力的总称。 铁路通过能力是指该铁路线在一定的机车车辆类型和一定的行车组织方 法的条件下， 根据其现有的固定设备， 在单位时间 ( 通常指一昼夜) 内最多能 够通过的列车对数或列车数。 通过能力也可用车辆数或货物吨数来表示， 而客 运专线还可用旅客人数来表示。 铁路输送能力是指该铁路线在一定的固定设备、 一定的机车车辆类型和一 定的行车组织方法的条件下， 根据现有的活动设备数量和职工配备情况， 在单 位时间最多能够通过的列车对数或列车数、车辆数或货物吨数。 通过能力和输送能力的区别在于前者着重从现有固定设备方面确定铁路 北京交通大学硕士学位论文第二章 铁路运输能力及其相关概念 线可能通过的列车数量， 而后者着重从现有活动设备和职工配备情况方面确定 该铁路线能够通过的列车数或货物吨数。 由于通过能力没有考虑现有活动设备 数量和职工配备情况的因素， 而通过能力的实现将受这些因素的制约， 所以输 送能力通常小于等于通过能力当机车、车辆、电力、 燃料以及职工配备足够 时， 输送能力的极限值也就是该条线路的通过能力的数值， 因而在实际工作中， 我们有时也把该铁路线在一昼夜时间内所能通过的最大行车量( 列车对数或列 数) 称为该铁路线的通过能力， 把该铁路线在 一 年内所能通过的最大货流量( 以 万 吨 计) 称 为 该 铁 路 线 的 输 送 能 力 4 5 6 7 1 关于铁路通过能力的概念还有以下两点说明: ( 1 )在上述铁路通过能力和输送能力概念里所提到的铁路线，即运输能 力的计算范围主要是铁路区段， 而对于一条线路或者整个路网的能力问题则很 少提及， 一方面由于以前在实际工作中应用不多， 另一方面也由于从理论上很 难概括定义，不易计算; ( 2 )铁路运输能力是铁路通过能力和输送能力的统一，铁路通过能力和 输送能力是从不同角度对铁路运输能力的表述， 两者共同确立了铁路运输能力 的概念。 2 . 2铁路通过能力 2 . 2 . 1铁路区段最终通过能力 铁路通过能力一般按固定技术设备和客运量大致相同的铁路区段或地段 进行计算， 因此我们所说的通过能力通常指区段通过能力， 主要由以下因素决 定: ( 1 )区间。其通过能力决定于正线数目，区间长度，线路的平纵断面， 线路上部建筑和桥隧建筑物的类型，信号、联锁、闭塞设备的种类等; ( 2 )车站。其能力决定于到发线数量，咽喉区的布置，信号、联锁、闭 塞设备的种类，以及驼峰和牵出线的类型、数量与技术装备等; ( 3 )机务段设备和整备设备。其通过能力决定于内燃机或电力机车的定 期检修台位。机车整备和转头设备、机务段内的走行线设置等; 北京交通大学硕士学位论文第二章 铁路运输能力及其相关概念 c 4 )给水设备。其能力主要决定于水源的涌水量，抽水、扬水、配水设 各的生产率等; ( 5 )电气化铁道的供电设备。其通过能力主要决定于牵引变电所的容量 和配置，接触网、馈电线的供电能力。 组成某种设备的诸因素中， 通过能力最小者决定着该项设备的整体通过能 力。 在铁路区段的各种固定设备中， 通过能力最薄弱的设备的能力即为该区段 的最终通过能力。 在以上各项技术设备中， 限制铁路线通过能力的设备， 常常是区间和车站， 因此区段通过能力通常由区间通过能力和车站通过能力的小者决定。 2 .2 .2铁路区间通过能力 铁路区间通过能力， 是指铁路区段的每一区间， 在一定的行车组织条件下， 一昼夜内最多所能通过的列车数量 ( 列车或对数) 。在计算时，我们通常用区 段内限制区间 ( 即通过能力最小的区间)的能力作为整个区段的通过能力。 在应用区段和区间通过能力概念时我们还需要注意， 由限制区间能力确定 的区段通过能力可能不能反映出能力富余区间的全部能力利用状况。 我们可以 用以下例子来说明这个问题: 假设 a d区段为双线区段，由a - b , b - c , c - d三个区间组成，如图 2 -1 所示，其中a - b 区间的通过能力为 1 2 对/ 天， b - c 区间的通过能力为8 对/ 天， c - d区间的通过能力为 1 8 对/ 天，a d区段的最终通过能力由其区间能力所确 定，图中的8 条运行线反映了8 种不同的运输组织方式。 t z 对 / 天 8 对/ 天 1 r 对/ 天 通常我们计算 力8 对/ 天作为 a d 图2 -1 a d区段通过能力计算示意图 a d区段的区间通过能力时以限制区间即b e 区间的通过能 区段的区间通过能力，在a d区段的区间通过能力为最终 北京交通大学硕十学位论文第二章 铁路运输能刀及其相关概念 通过能力限制因素中能力最小者时， 此能力即为a d区段的最终通过能力。 但 是我们可以看到，我们计算的 人 d区段的通过能力只包括 3 , 4 , -5 , 6 四种列 车运行线的能力使用情况，由于a - b和 c - d区间还有能力富裕，还有可能开 行如 1 , 8 两条运行线所示的a, d区段站的小运转列车， 如果b , c 站为货运 量较大的中间站，还有可能开行如 2 , 7 条运行线所示的始发交出和接入终到 列车，这些能力都没有办法用 a d区段的通过能力来反映。 由以上例子可以看出， 区段通过能力反映了将区段作为一个独立系统， 能 够最大限度通过这个系统的行车量。 区间通过能力是决定区段通过能力的重要 因素，但也有其独立意义与作用，一方面在运输组织中要根据实际运输需求， 充分利用区段中限制区间外其它区间的富余能力， 另一方面在研究过程中也不 能忽视这些富余区间通过能力的影响， 以便更好的提高运输系统的能力利用效 率。 2 . 3分界站货物列车交接能力 2 . 3 . 1分界站货物列车交接能力定义 分界口是我国目前的铁路划区管理体制下， 铁路局 ( 分局) 管辖范围的分 界处，是位于连接相邻两局 ( 分局)区间中的抽象分界线，为了便于管理， 通 常选择分界口 所在区间两端车站中的一个作为分界站， 是分界口功能的实体代 理。 分界站货物列车交接能力实际是分界口 货物列车交接能力， 由于两者在数 值上相同，所以在实际工作中两者通常混用。 由于分界口既在清算工作中具有重要地位， 又是铁路运输指挥部门对铁路 网线路能力使用调控的重要控制点 所以分界站货物列车交接能力受到严格控 制，局间分界站的能力调整都必须有铁道部运输局批准。 分界站货物列车交接能力是指单位时间内 ( 通常是一昼夜) ，局 ( 分局) 间分界口所能交接的最大运输量 ( 货物列车数或列车对数) 。 北京交通大学硕士学位论文第二章 铁路运输能力及其相关概念 2 .3 . 2分界站货物列车交接能力确定方法 分界站货物列车交接能力主要受分界口所在区段的通过能力的限制， 其确 定方法如下: ( 1 ) 确定分界站所在线路、所属局 ( 分局)和邻接局 ( 分局) ; ( 2 ) 确定分界口所在区间，即分界站相邻的邻接局车站与其之间的区 间，见图 2 一2 : 日 . ， a 去 。 分 界 站 土分 界 口 b分界站 分界口分界 口 冬 冲 分 界 站 长分 ” 门 。一一c.(2) 必(l) 图2 -2分界口类型示竟图 ( 3 )确定分界站货物列车交接能力，即分界口所在区段的货物列车通过 能力。从图 2 -2我们可以看出，分界口共有三种情况: ( 1 ) 的分界站交接能 力为b e 区段的区间通过能力:( 2 ) 的分界站交接能力为b 。 区段的区间通过能 力;( 3 ) 中，若区间b e 和b d区段属于同一个局，则分界站交接能力为b 。 区 段的区间通过能力和 b d区间所在区段的区间计算通过能力之和，若区间 b e 和b d 属于不同局，即 ( 3 ) 中的两个分界口是不同的局间分界口，则分界站交 接能力应按 ( 1 )的方法分别计算两个分界口交接能力。 2 . 4铁路路网运输能力 2 . 4 . 1铁路路网运输能力定义 我们在以往的通过能力研究中主要集中在区段、 车站这样的点、 线能力计 算及利用上， 很少有人对路网整体的能力进行研究。 随着经济水平的不断发展 对运输服务质量提出越来越高的要求， 铁路运输部门有必要将整个路网整体作 北京交通大学硕士学位论文第三章 铁路运输能力及其相关概念 为一个系统， 综合研究其能力及其利用情况， 以提高路网运输能力利用的效益， 也为路网发展规划提供科学依据。文献 g 9 最早提出了路网运输能力的定 义， 认为路网运输能力是在现有固定设备、 活动设备、 人力、定运输需求及 车流分流方案和行车组织水平条件下， 在单位时间内， 铁路网所形成的在整体 上最大可能的运输产品的生产能力， 其计量单位是万吨公里/ 年。 文献 1 0 在上 述定义基础上提出了新的路网定义概念， 将没有运输需求和车流径路这两个约 束的路网运输能力称为路网系统总体运输能力， 将加入这两个约束条件及其他 因素的 路网运输能力称为路网系统总体有效运输能力。同时， 文献 1 0 提出了 路网系统潜在运输能力的概念， 将路网中己具备但由于一些原因没有发挥出来 的能力称为潜在运输能力， 一般等于路网总体能力与路网有效能力之差， 由此 建立了路网运输能力概念体系。 以上这些关于路网的定义与以往的铁路运输能力概念相比有两个不同: ( 1 )在考虑传统运输能力的固定设备、活动设备、员工配备和行车组织 方法等基本约束条件以外， 还考虑了运输需求及车流分流方案对路网运输能力 的约束; ( 2 )考虑到运输能力中运距指标的重要性，用运输量与运距的复合单位 万吨公里/ 年来量度运输能力。 关于第二点，目前学术界基本认同。但关于第一点则有待商榷。 铁路运输能力与车流径路是相互影响， 相互制约的关系。 车流由始发站向 终到站运行一般应走最短径路， 但是由于包括通过能力不足等各种原因不宜走 最短径路时应综合考虑路网运输能力情况选择合理径路， 因此可以说路网运输 能力是确定车流径路的重要依据之一。 反过来， 确定的车流径路对路网运输能 力的使用有约束作用，但不应该是确定路网运输能力的约束条件。 同理， 运输需求也不能直接影响路网的运输能力， 而是约束路网运输能力 的使用。 所以路网的运输能力应该是路网各种设备客观决定的能力， 它不会因 为运输需求或者车流组织方法等能力利用条件的变化而变化，是相对确定的。 这样我们可以把路网运输能力定义为: 在一定的固定设备、 活动设备、 人力和 行车组织水平等条件下， 整个路网单位时间( 通常为一年) 所能完成的最大运 输能力，单位采用万吨公里/ 年。在此基础上加入运输需求和车流径路等约束 条件的能力定义应该归于使用能力的概念范畴。 北京交通大学硕士学位论文第二章 铁路运输能刀及其相关喂念 当然， 路网能力的定义是比较简单， 但是如何计算则有较高的难度和复杂 度， 关于铁路路网运输能力计算方法的研究是目前路网研究的主要研究方同之 2 . 4 . 2路网运输能力与车流匹配 虽然我们可以通过计算路网整体的运输能力来反映路网的能力， 但是毕竟 很抽象， 很难完整的评价路网运输能力， 对路网运输能力的评价应该是多方面 的，主要有以下三个方面: ( 1 )路网运输能力规模的评价。主要通过计算路网的总体运输能力值来 反映路网的最大运输生产能力，从而考察路网运输能力的总体规模; ( 2 )路网运输能力满足运输需求水平的评价。运输能力对运输需求能力 的满足不仅是数量上的， 同时也是方向上的。 因为运输能力是个矢量， 完整的 表示需要运输量， 起点和终点三个要素， 只有在运输需求的起点至终点方问上 满足运输需求的能力才是对于这个需求有效的运输能力。 因此我们评价路网运 输能力满足需求的水平时，可以通过各方问上运输需求的实际满足率来评价; ( 3 )路网运输能力实际利用情况的评价。主要通过路网的区段通过能力 利用率情况来评价， 从而可以反映出路网各线路区段能力的使用情况， 为扩展 路网规模和改善路网运输能力利用状况提供依据。 其中 ( 2 ) ( 3 ) 方面可以 通过路网运输能力与车流匹配分析一起研究，这 里的车流既包括最短径路车流 ( 反映了运输能力需求情况) ，也包扩实际径路 车流 ( 反映了运输能力的实际利用情况) 。本论文正是通过这种匹配分析来评 价我国路网运输能力目前的状况。 北京交通大学硕 上 学位论文第三章 路网运输能力分析方法 3路网运输能力分析方法 3 . 1基础数据及说明 本论文的基础数据由铁道部运输局根据现有路网的实际运营数据整理得 到，为了便于数据的统计分析，我们对基础数据做了以下处理: ( 1 ) 论文的基本计算期为2 0 0 3 年二季度 ( 4 -6 月份) ，即本论文计算使 用的所有车流数据为4 -6 月份的实际通过货物列车数，因为这个季度的行车 量在一年之中属于高峰期，在评价路网货运能力时有较好的代表性: ( 2 )论文中能力 ( 分界站货物列车交接能力和区段货物列车通过能力) 采用铁道部运输局提供的图定能力。 从理论上讲， 由于一些线路不是满图铺画 运行图， 所以图定能力可能会小于实际能力， 考虑到全路主要干线的运行图基 本都是满图铺画， 对能力分析影响有限， 尤其是对于这样全路路网规模的能力 分析，从实际操作的角度出发，选择图定能力是最可行方案: ( 2 )论文中能力 ( 分界站货物列车交接能力和区段通过能力)以及实际 通过货物列车数( 按最短径路、 现行径路和新定径路计算) 的统计分析都分上、 下行按列数统计。 3 . 1 . 1 全路局间分界站交接货物列车数表 全路局间分界站交接货物列车数表 ( 格式见表 3 - 1 )给出了全路 5 7个局 间分界站的货物列车交接能力和实际交接货物列车数数据，详细资料见附表 表3 - 1全路局间分界站交接货物列车数表 所在线路 分界站 上行货物列车数 了下行货物列车数 4 - 6月 当 前最短 径路 现行 径路 新定 径跳 图定能力施工扣除 图定能力施工扣除 其中: 图定能力一分界站图定货物列车交接能力，即各局间分界站在4 -6月和 北京交通大学硕士学位论文第三章 路网运输能力分析方法 当前的图定交接车能力; 施工扣除一各局间分界站在 4 -6月和当前因为施工原因平均扣除的列车 对 ( 列)数; 最短径路一分界站最短径路货物列车交接量，即根据4 -6月的日均车流 量按照货物运输最短径路推算出来的各分界站日 交接列车数; 现行径路一分界站现行径路货物列车交接量，即根据4 -6 月的日 均车流 量按照货物运输现行径路推算出来的各分界站日交接列车数; 新定径路一分界站新定径路货物列车交接量，即根据 4 -6月的日 均车流 量按照货物运输新定径路推算出来的各分界站日交接列车数， 主要用于考察新 定径路车流量在路网运输能力约束下的匹配情况。 分界站能力之所以分为计算期和当前两种情况， 主要是考察当前部分分界 站在扩能改造后与车流量的匹配情况。 3 . 2 .2 全路线路别区段货物列车通过能力和放行货物列车数表 全路线路别区段货物列车通过能力和放行货物列车数表 ( 格式见表3 - 2 ) 统计了全路近9 0 0 个区段( 可以认为基本包括了全路所有区段) 的通过能力和 实际通过货物列车数，详细资料见附表二。 表3 - 2全路线路别区段货物列车通过能力和放行货物列车数 一1后 正 面 不砚而 瑟 面 面 荡一 一 刃- 一 一 门 ! 所 在 线 路 区 段 名 “ 其中: 图定能力 ( 列) 最短径路 ( 列 ) 现行径路 ( 列 ) 新定径路 ( 列 ) 区段里程 公1 e) 图定能力一区段图定货物列车通过能力，即各区段 4 -6月份的图定通过 能力; 最短径路一区段最短径路货物列车通过量，即根据 4 -6 月的日 均车流量 按照货物运输最短径路推算出来的各区段日 通过列车数; 现行径路一区段现行径路货物列车通过量，即根据4 -6 月的日均车流量 按照货物运输现行径路推算出来的各区段日 通过列车数; 新定径路一区段新定径路货物列车通过量，即根据4 -6月的日均车流量 按照货物运输新定径路推算出来的各区段日通过列车数， 主要用于考察新定径 北京交通大学硕士学位论文 第三章 路网运输能力分析方法 路车流量在路网运输能力约束下的匹配情况。 3 . 1 .3 全国铁路路网主要线路分组 全国铁路路网主要线路分组是以我国路网线路目前的营运情况和铁路发 展规划为基础， 按照区域、 方向及线路的相互关联性对我国主要铁路线路所作 的分组，见表3 - 3 . 表3 一 3全国铁路路网主要线路分组表 分组通 道线路 一 靠 地 区 京哈通道京电 线、 沈山 线、长滨线、长大 线 入关通道锦承线、京承线: 通让线、京通线 纵向通道大郑线、平齐线:绥佳线、滨北线:拉滨线、沈吉线 横向通道 其 它 地 区 纵 向 京沪通道津浦线、沪宁线 华中二通道阜淮线、淮南线、 院赣线、鹰夏线 京九通道 京九线 京广通道京广线 大湛通道北同is线、南同蒲线、太焦线、焦柳线、湘桂线、黎湛线 包柳通道包西线神钟段、 西康线、襄渝线、川黔线、黔桂线 兰昆通道陇海线、宝成线、 成昆线 其 它 地 区 横 向 京兰通道京包线、包兰线 运煤北通道大秦线:京原线 运煤南通道 石太线、 石德线、太焦线、邯长线、 邯济线、 胶济线:侯月线、 新焦线、新石线 陆桥通道陇海线、 兰新线 中部通道 武九线、汉丹线、 襄渝线、阳安线 沪 昆通道护杭线、 浙赣线、 湘黔线、贵昆线 西南出海通道南昆线、黎湛线 南部沿海通道广九线、 广三线、 三茂线、河茂线 3 . 2能力利用率指标 能力利用率指标包括分界站货物列车交接能力利用率指标和线路别区段 货物列车通过能力利用率两类。 北京交通人学硕士学位论文第三章 路阿运输能力分析方妞 3 .2 . 1 分界站货物列车交接能力利用率 分界站货物列车交接能力利用率包括三种: ( 1 ) 分 界 站 最 短 径 路 货 物 列 车 交 接能 力 利 用 率( r 耸 t-; rl _ ) 分界站最短径路货物列车交接能力利用率按下式计算: r 忿站 _; u n 5t r w n 赣;s x1 0 0 %仁 一 i 式 中 : n 0 izs ; u 一分 界 站 最 短 径 路 货 物 列 车 交 接 量( 列) : n om 鬓 、 一分 界 站 有 效 货 物 列 车 交 接能 力( 列) o 分界站最短径路货物列车交接量是按照货物运输的最短径路车流组织通 过分界站的货物列车数， 反映了理想车流径路条件下对分界站货物列车交接能 力的需求量。 分界站有效货物列车交接能力是分界站图定货物列车交接能力减 去施工扣除后得到的分界站有效使用能力。 分界站最短径路货物列车交接能力 利用率反映了分界站货物列车交接能力与理想车流径路车流需求的匹配情况。 分界站最短径路货物列车交接能力利用率按照图定能力的计算期不同， 分 为计算期 ( 2 0 0 3年 4 - 6月) 最短径路货物列车交接能力利用率和当前最短径 路货物列车交接能力利用率。 ( 2 ) 分 界 站 现 行 径 路 货 物 列 车 交 接 能 力 利 用 率( r 梦 鬓 )a ) 分界站现行径路货物列车交接能力利用率按下式计算: r 、 =si v , x1 0 0 % ( 3 一 2) 式 中 : n 聋 鬓 ja 一分 界 站 现 行 径 路 货 物 列 车 交 接 量( 列 ) 。 分界站现行径路货物列车交接量是以计算期 ( 2 0 0 3 年 4 - 6月)的货物运 量为基础， 按照货物运输的现行车流径路组织所确定的分界站实际交接货物列 车量，分界站有效货物列车交接能力是计算期 ( 2 0 0 3年4 - 6月) 的图定分界 站货物列车交接能力减去计算期的平均施工扣除所得的有效使用能力。 分界站 北京交通人学硕士学位论文第三章 路网运输能力分析方法 现行径路货物列车交接能力利用率反映了计算期分界站货物列车交接能力与 现行车流组织方案的匹配情况。 ( 3 ) 分 界 站 新 定 径 路 货 物 列 车 交 接能 力 利 用 率( n 算 薰 ki ) 分界站新定径路货物列车交接能力利用率按 f 式计算: r 髯、 = x1 0 0 %c 3 一s) 定界一效界 新分-有分 式 中 : n w sr _rl 二 一分 界 站 新 定 径 路 货 物 列 车 交 接 量( 列) 。 分界站新定径路货物列车交接量是以计算期 ( 2 0 0 3年 4 - 6月)的货物运 量为基础， 按照货物运输的新研究制定车流径路组织所确定的分界站交接货物 列车量， 分界站有效货物列车交接能力是当前的图定分界站货物列车交接能力 减去当前的平均施工扣除所得的有效使用能力。 分界站新定径路货物列车交接 能力利用率反映了当前分界站货物列车交接能力与 新研究制定车流组织方案 的匹配情况。 3 . 1 . 2 线路别区段货物列车通过能力利用率 线路别区段货物列车通过能力利用率包括三种: ( 1 ) 线 路 别 区 段 最 短 径 路 货 物 列 车 通 过 能 力 利 用 率 r ) 线路别区段最短径路货物列车通过能力利用率按下式计算: 短段一敷段 崖区一有区 r m fl =f r x1 0 0 % ( 3 -4) 式 中 : n 詹 普 一线 路 别 区 段 最 短 径 路 货 物 列 车 通 过 量( 列) ; n雷 一线 路 别 区 段 有 效 货 物 列 车 通 过 能 力( 列) 。 线路别区段最短径路货物列车通过量是按照货物运输的最短径路车流组 织通过区段的货物列车数， 反映了理想车流径路对分界站货物列车交接能力的 需求量。由于区段的施工扣除列车数难以确定且对分析计算的影响不算很大， 听以线路别区段有效货物列车通过能力按照区段的图定货物列车通过能力计 算。 线路别区段最短径路货物列车通过能力利用率反映了区段货物列车通过能 北京交通大学硕士学位论文 第三章 路网运输能力分析方行 力与理想径路车流需求的匹配情况。 ( 2 ) 线 路 别 区 段 现 行 径 路 货 物 列 车 通 过 能 力 利 用 率( r 警 夏 ) 线路别区段现行径路货物列车通过能力利用率按下式计算: n j 砰 f r % 钻 鉴 .x 1 0 0 % c ;- s 式 中 : n 爵 rr gt 一线 路 别 区 段 现 行 径 路 货 物 列 车 通 过 量( 列 ) 。 线路别区段现行径路货物列车通过量是以计算期 ( 2 0 0 3年 4 - 6月)的货 物运量为基础， 按照货物运输的现行车流径路组织所确定的线路别区段实际通 过货物列车量。 由于区段的施工扣除列车数难以确定且对分析计算的影响不算 很大， 所以 线路别区段有效货物列车 通过能力按照计算期 ( 2 0 0 3年4 - 6月) 的线路别区段图定货物列车通过能力计算。 线路别区段现行径路货物列车通过 能力 .利用率反映了计算期区段货物列车通过能力与现行车流组织方案的匹配 情况。 ( 3 ) 线 路 别 区 段 新 定 径 路 货 物 列 车 通 过 能 力 利 用 率( n 要 霍 ) 线路别区段新定径路货物列车通过能力利用率按下式计算: 材新 定 r r a 一 nim x 1 0 0 % 区段 ( 3 -6 ) 式 中 : n -p c r 线 路 别 区 段 新 定 径 路 货 物 列 车 通 过 量( 列 ) 。 线路别区段新定径路货物列车通过量是以 计算期 ( 2 0 0 3 年4 - 6 月)的货 物运量为基础， 按照货物运输的新研究制定车流径路组织所确定的线路别区 段货物列车通过量。由于区段的施工扣除列车数难以确定且 影响不大，所以 线路别区段有效货物列车通过能力按照当前的线路别区段图定货物列车通过 能力计算。线路别区段新定径路货物列车通过能力利用率反映了计算期线路 别区段货物列车交接能力与新研究制定车流组织方案的匹配情次o 北京交通大学硕士学位论文 第三章 路网运输能力分析方法 3 . 3能力利用状态类型指标 按分界站货物列车交接能力利用率和线路别区段货物列车通过能力利用 率指标所反映的能力利用状态，本论文提出将分界站和区段划分为能力储备 型、 能力适应型、 能力紧张型和能力饱和型四种类型， 相应运输能力与车流输 送匹配级别为 1 、2 .3 、4级，划分方法见表 3 - 4 . 表3 4 能力利用状态类型 能力利用率 %)分界站或区段能力利用状态类型能力匹配级别 6 0 及其以下能力储各型 1 6 0 - 8 0 能力适应型 2 8 0 - 9 5 能力紧张型3 9 5以上能力饱和型4 3 . 3货物运输畅通率指标 货物运输畅通率分为以下三种: c 线 路 货 物 运 输 畅 通 率( 中 线 路 ) 线路货物运输畅通率按下式计算: 中 线 路 =