（安全技术及工程专业论文）200kmh客货混跑铁路运输组织模式及相关问题研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第jl 页 a b s t r a c t r a p i d i t ya n dh i g h - s p e e d a r et h ei m p o r t a n ts y m b o l sa st h em o d e r n i z a t i o no f r a i l w a y b u tt h es p e e do fp a s s e n g e ra n df r e i g h tc a r sp a c e sb a c ka n d f o r t ha ta l o wl e v e li no t l rc o u n t r y t h el o w s p e e d o ft r a i nr u n n i n gi ss t i l lav i t a lf a c t o rt h a t l i m i t st h ed e v e l o p m e n to ft h er a i l w a y d r i v i n gt h es p e e d i n g u po ft r a i n si st h e o n eo fe m p h a t i cs t r a t e g i e st h a ta c h i e v e sm o d e r n i z a t i o na n dd e v e l o p m e n to f r a i l w a yb ys t r i d e s t h e r e f o r e ，t h es p e e d i n g - u p i sa g r e a td e v e l o p m e n t a ls t r a t e g y w i t hs o c i a li n f l u e n c e t h em o d eo fm i x e dr u n n i n gb a s i c a l l yi sa d o p t e di no u r c o u n t r y w h e nt h eh i g hs p e e d o f p a s s e n g e r c a r si si m p r o v e dt o2 0 0 k m h ，i ti sa s i g n i f i c a n te f f e c tt ot h ep r o g r a mo fp a s s e n g e ra n df r e i g h tc a r sr u n n i n g ，t ot h e r e l a t i v eo p e r a t i o no r g a n i z a t i o n t h eo n eo ft h ei m p o r t a n tp a r t s o f t h o r o u g h f a r e sa l o n g t h es e a ”一t h e r a i l w a yb e t w e e nf u z h o ua n d x i a m e ni sab a c k g r o u n df o rr e s e a r c hi nt h et h e s i s t h em a i nr e s e a r c hc o n t e n ta n de o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： t t h ec o n d i t i o no fo p e r a t i o n o r g a n i z a t i o nm o d er u n n i n gs e p a r a t e l y i s g i v e n ；f o rt h ef e a t u r e so f t h e2 0 0 k m hr a i l w a yo ft h ep a s s e n g e ra n d f r e i g h tc a r s m i x e d r u n n i n g ，v a r i o u ss p e c i f i cm o d e s a r ed e t a i l e da n a l y z e d t h e r ei sam o d eo f t h e p a s s e n g e ra n df r e i g h t c a r ss e t sm i x e dr u n n i n ge x c e p tt h em o d eo ft h e m r u n n i n g a l ld a y , w h i c hi sa n a l y z e df o ri t sa p p l i c a t i o n 2 t h ea f f e c t st or e a s o n a b l es t a t i o ns p a c i n ga r ea n a l y z e dt h e o r i c a l l ya n d s i m u l a t e l yf r o m t h es h o r td i s t a n c ew i t hf o u r a s p e c ta u t o m a t i cb l o c k 、t h en u m b e r o f t r a i n so v e r t a k i n ga n dt h ed i s t a n c eb e t w e e n o v e r t a k i n gs t a t i o n s 、t h en u m b e r o f o p e r a t e d t r a i n sa n di t s c o m p o s i t i o n a n ds oo n t h a tt h er e a s o n a b l es t a t i o n s p a c i n g i sa b o u t3 0 k m s y n t h e t i c a l l yi sd r a w n 3 ac e r t a i nn u m b e rm e t h o d sw i t hw h i c ht h ec a r r y i n gc a p a c i t yi sc a l c u l a t e d a r ea n a l y z e d ，t h ec a r r y i n gc a p a c i t yo ft h e2 0 0 0 k m hr a i l w a yt h a te m p l o y st h e m o d eo ft h e p a s s e n g e r a n df r e i g h tc a r sm i x e dr u n n i n gi sc a l c u l a t e d u s i n g a n a l y s e s t h ep a s s e n g e r c a r sc o e f f i c i e n to fr e m o v a la n dt h ec a r r y i n gc a p a c i t yo f t h er a i l w a ya r er e s e a r c h e du n d e rv a r i o u sc o n d i t i o n se x c l u d i n gap a s s e n g e rc a r 、 s o m eo n e s 、s e t so p e r a t e do n e sa n ds oo n k e yw o r d sp a s s e n g e r a n d f r e i g h t c a r sm i x e dr u n n i n g ；m o d eo fo p e r a t i o n 西南交通大学硕士研究生学位论文第j ji 页 o r g a n i z a t i o n ；r e a s o n a b l es t a t i o ns p a c i n g ；c a r r y i n gc a p a c i t y 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 世界铁路发展的趋势 铁路列车的速度，早在2 0 世纪4 0 年代初，就已经达到了较高水平，旅 客列车平均速度达5 5 k m h 。尽管由于第二次世界大战使得列车速度有所下 降，但不久即开始回升，到1 9 6 2 年，已有2 0 多个国家干线铁路的列车平均 速度达到6 1 5 k m h ，较j _ 9 4 8 年提高约2 3 。列车直达速度和最高速度，有 的国家达到更高水平。如：美国快速旅客列车最高技术速度1 3 2 k m h ，最高 允许速度1 7 0 k r n h 1 8 0 k m h ，最高直达速度l o o k m h 1 2 0 k m h ；英国铁路 列车最高允许速度1 4 0 k m h ，最高直达速度1 0 5 k m h ；原联邦德国铁路最高 直达速度9 0 k m h 1 1 0 k m h ；法国铁路最高直达速度1 0 7 5 k m h ，最高运行 速度1 3 6 6 k m h 。此外，日本、法国、原联邦德国、英国和意大利等国铁路 还试运行了最高速度2 0 0 k m h 的列车。 到了2 0 世纪6 0 年代中期，随着列车速度达2 0 0 k m h 以上的高速铁路专 线投入运用及其发展，使铁路又出现了新的生机，从此，铁路迸入了高速化 发展的阶段。 2 0 世纪8 0 年代以来，随着高速铁路的迅速发展，既有铁路的提速改造 得到普遍的重视。除了己发展高速铁路的日本、法国和德国等主要国家外， 北美和欧洲各国也积极进行列车提速。旅客列车最高速度达到或超过 1 4 0 k m h 和旅行速度在l o o k m h 的，除了欧洲铁路及美、日等国外，还有亚 洲的韩国、印度和非洲的埃及。 值得注意的是，一些积极发展高速铁路的国家，为了充分发挥高速的优 势，在与高速铁路接壤和延伸的既有铁路线上大范围地进行了配套提速，从 而实现铁路的快速运输。 目前，从世界范围来说，铁路提高列车速度已形成高潮，并成为各国铁 路发展的共同趋势f 2 】i 引。 1 2 我国铁路列车提速的基本情况 快速化、高速化是铁路现代化的重要标志，而我国铁路旅客列车运营速 度长期徘徊在低水平，列车运行速度低一直是制约铁路发展的重要因素。“八 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 五”末期，铁道部党组做出抉择：在主要的繁忙干线上把旅客列车时速提到 1 4 0 公里1 6 0 公里。1 9 9 5 年9 月，首次客货列车提速试验在沪宁线进行后， 各大干线的提速试验此起彼伏，重载列车提速试验、电气化铁路提速试验也 相继宣告成功。 “九五”第一年1 9 9 6 年1 0 月，铁道部党组决定，1 9 9 7 年4 月1 日，全路 实施新的列车运行图，京广、京沪、京哈三大干线全面提速，中国铁路波澜 壮阔的大提速正式启动。第次大面积提速后，铁路旅客列车最高时速达到 1 4 0 公里，打破了我国铁路列车运行速度长期在低水平徘徊的局面。我国铁 路开始融入了世界既有铁路提速浪潮，缩短了与发达国家既有线列车运行速 度的差距。 1 9 9 8 年1 0 月1 日，第二次大面积提速使京广、京沪、京哈三大干线客 车最高时速达到1 6 0 公里，广深线采用摆式列车最高时速达到2 0 0 公里。 为支持西部大开发，2 0 0 0 年l o 月2 1 日，铁路以西部地区为重点，实 施第三次大面积提速。陇海、兰新线的提速大大缩短了旅行时间，北京西至 乌鲁木齐全程旅行时间不到4 8 小时，上海至乌鲁木齐全程旅行时间不到5 1 小时。旅行时间分别缩短约1 2 小时和1 4 小时。 2 0 0 1 年1 0 月2 1 日，中国铁路实施第四次大提速。我国旅客列车平均 旅行速度每小时提高2 公里，达到6 1 9 2 公里小时，其中，特快列车为8 8 0 l 公里小时，快速列车6 3 7 l 公里小时，普通快车5 8 ，9 4 公里小时。提 速延展里程增加到1 3 万公里，覆盖了全国主要大、中城市。 前三次提速，带来铁路旅客和货物周转量连年增长，平均增长率达到 6 8 ，其中客票收入的年增长率高达1 i 8 ，超过了公路、水运的增长幅 度。1 9 9 7 年2 0 0 0 年四年累计增收8 3 8 亿元，1 9 9 9 年提前一年实现扭亏目 标，2 0 0 0 年实现赢利5 亿元，2 0 0 1 年1 月9 月铁路运输收入刨历史最高 水平，并实现了税收的相应增长。 铁路提速产生的效应大大超过提速本身。对于外有空运、路运市场夹击、 内部正在探寻改革之路的中国铁路来说，提速是目前最可行、必须做、也是 见效最快的抢占市场之路。提速转变了人的观念，不仅为铁路彻底摆脱计划 经济的束缚注入了动力，加快了铁路由生产型向经营型的转变，推动了科技 进步，也使铁路贴近了市场，开始真正融入市场经济的海洋，中国铁路己进 入新的发展阶段p j 。 2 0 0 3 年6 月2 8 日，铁路跨越式发展研讨会在北京召开，铁道部党组书 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 记、部长刘志军提出实现铁路跨越式发展的总体思路、重点任务和工作措施。 刘部长具体提出了八方面重点任务，第一项重点任务就是建设发达的铁路 网，即以“扩大路网规模，完善路网结构，提高路网质量”为主攻方向。在 该项重点任务的第一个内容：建设快速客运网中明确提出要进一步推进既有 线列车提速。1 9 9 7 年以来，我国铁路连续进行了四次大面积提速，基本形 成了“四纵两横”的提速网络。下一步，要继续以主要干线为重点，推进列 车提速，力争使我国铁路既有线列车速度达到发达国家水平，进一步提高提 速干线客车运行速度。2 0 0 3 2 0 0 7 年，京沪、京广、京哈、京九、陇海、 浙赣、胶济等有条件的干线，提速客车最高时速达到2 0 0 公里，并逐步向其 他干线扩展，扩大提速范围。2 0 0 4 年以京沈快速客运通道建成和京沪、京 广、京九、陆桥通道改造为主要内容，结合株六复线的投产，实施第五次大 面积提速。第五次大提速，推出了1 9 对直达特快列车，这是一个新的列车 品牌，浓缩了铁路运输管理的新成果，展示了铁路运输生产力发展的新水平， 体现了“以人为本”的新理念。2 0 0 5 年以陇海线郑徐段电化，兰新线全线 贯通复线，沪杭线电化，浙赣线电化，渝怀线、遂渝线建成投产，达成线改 造，武九线建成复线，胶济线电化等为主要内容，实旌第六次大面积提速。 经过这两次大面积提速，使全国铁路快速线路总里程达到2 万公里左右【7 1 。 1 3 国内外铁路提速研究现状 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、提速对行车安全技术等问题进行了研 究，取得了很大成绩。在运输组织方面，对列车提速带来的客货列车运行模 式、对运输能力影响、对旅客列车速度影响、客货列车速度的相互匹配、客 货列车的开行数量及方案、列车运行图编制、天窗的开设形式及开设时间、 调度指挥等问题进行了许多研究，取得了一批重要的研究成果，为发展快速、 高速铁路提供了很好的参考和借鉴，并在实际工作中起到了很好的指导作 用。 1 3 1 国外研究现状哺1 前苏联研究得出：对客货混运的既有线，旅客列车最高速度可在2 0 0 k m h 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 以内，而用有轨的机车车辆实现的客运专线上，技术上可以实现旅客列车最 高速度在3 5 0 k m h 的范围内。 目前世界上对繁忙干线的提速，速度目标值大多在1 4 0 1 6 0 k m h ，如华 盛顿一波士顿的东北走廊，伦敦一爱丁堡的东海岸干线和莫斯科一列宁格勒 ( 现圣彼得堡) 干线，其距离分别为7 3 5 k m 、4 4 3 k m 和6 5 0 k m 。要将速度目 标值提高到2 0 0 k m h 时，需要相当大的投资。如前苏联莫斯科一列宁格勒干 线，旅客列车最高速度从1 6 0 k m h 提高到2 0 0 k m h ，共花了2 0 年( 1 9 6 4 1 9 8 3 ) 时间，平均旅速为1 3 0 4 k m h ，平均改造费用为3 4 0 0 卢布k m 。 繁忙既有干线旅客列车要求最高速度提高到2 0 0 k m h ，一般是高速列车 下高速线或联络线等线路，德国、法国、日本、意大利等国都是这种线路。 国外铁路提速的经验表明，最高速度提高到2 0 0 k m h 时，对既有客货混 运的线路，需要改善线路断面，采用多显示( 四显示等) 机车信号或增加信 号显示。如日本和法国，当速度超过1 6 0 k m h 时，用列车速度控制设备补充 地面信号系统：德国铁路则采用连续式列车速度控制装置，它既能减轻司机 晾望信号的负担，又能为程序控制列车运行操作提高了条件。这样，首先能 提高各种速度列车混运线路的通过能力。另外，需更好的提高制动力，如采 用电子制动和磁轨制动，还要将平交道口改为立交等。德国在速度超过 1 6 0 k m h 时，把道口安全控制纳入连续式列车控制设备内。 前苏联从1 9 7 2 年开始，将莫斯科一列宁格勒的既有线改造成为列车最 高速度达到2 0 0 k m h 。前苏联交通部会同科学院、学校和现场单位，进行了 2 0 多项不同类型的实验，编制了一套完善的改造计划，进行了大量的线路 改造和大修工作，封闭了1 4 处平交路口，解决机车车辆、信号、供电以及 客货车对开时空气动力学方面的问题，于1 9 8 4 年3 月，使列车最高速度达 2 0 0 k m h ，平均旅行速度达1 4 0 k m h 。 对通过能力有富余的线路，为提高部分旅客列车速度，很多国家研究采 用摆式车体方案，认为摆式列车是用改进车辆代替改造线路提速的重大技术 改革。据一些国家的实践证明，它可提高列车通过曲线速度约2 0 4 0 ， 平均速度约提高1 5 2 0 。但因只能提高一部分旅客列车的速度，而对繁 忙干线其它列车的影响很大，故扣除系数急剧加大。而很多国家一时难以确 定采用这种方案是否可行，就首先进行实际实验后再定，如美国东北走廊就 曾进行过这种方案的试验，而奥地利认为这种方案在繁忙既有线铁路不合 算，难以达到扩能的目的。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第5 页 1 3 2 国内研究现状 虽然我国铁路的提速之路还刚走没几年，但国内学者对提速所涉及的诸 多技术、组织、管理等问题都进行了较深的探讨，并取得了一些重要的成果。 这些研究成果基本上都是基于列车最高速度在1 4 0 1 6 0 k m h 或者是最高速 度在3 0 0 k m h 左右的客运专线所得到的，对于客货混跑线路旅客列车最高速 度达到2 0 0 k m f h 的研究国内在这方面的研究还比较少。 在能力方面，当列车最高速度达到1 4 0 1 6 0 k m h 时，首先对能力的影 响较大。国内若干学者在这方面研究较多，并得出了若干结果：在客货列车 混跑的线路上，列车提速对线路区间通过能力的影响，实际是指对货物列车 通过能力的影响。旅客列车扣除系数的大小与区段内客货列车运行速度、追 踪列车间隔时间、货物列车起停附加时间、旅客列车在一昼夜的分布、车站 设置位置等因素有密切关系。列车运行速度若改变，旅客列车扣除系数就要 随之变化。当客货列车运行速度之比增大，即客货列车速差增加时，旅客列 车扣除系数会增大；当客货列车运行速度之比减小，即客货列车速差减小时， 旅客列车扣除系数会减少。当客货列车都提速，并实现客货列车运行速度的 合理匹配，即客货列车运行速度之差较现行缩小时，提速后线路区间货物列 车通过能力不仅不会下降，反而还会有所改善。 而当旅客列车提速，货物列车不提速，提速旅客列车扣除系数增大，降 低区间货物列车通过能力。就单列提速旅客列车而言，提速旅客列车数量越 多，其扣除系数越小；就提速旅客列车总扣除能力来说，其随提速旅客列车 数量增多而增加，当提速旅客列车数量为一半时，其扣除能力最大。三显示 信号制式，客货列车都提速，一般情况下降低通过能力，只有采用追踪运行， 速度匹配时，才有可能增加列车通过能力。四显示信号制式，客货列车提速， 速度匹配时，可增加区间列车通过能力。 提高列车运行速度是铁路发展的总趋势，不以人们的主观意志为转移。 然而客货列车速度值的选择需要认真对待，否则取值不当，将达不到提速的 理想效果。客货列车的合理匹配，是由线路、机车、车辆技术装备条件和运 能的需要等多种因素所决定的。从提高线路运输能力和节省投资分析，近期 繁忙干线提速客货列车速度，客车应以达到1 4 0 k m h ，货车应以达到8 5 为 主。 在列车运行图的编制方面，由于铁路列车运行图是铁路运输组织的核 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 心，在市场经济条件下，如何合理组织列车运行，以稳定、可靠的列车运行 计划最大限度的满足旅客需求是实现铁路经济效益和社会效益阴天键。因 此，运行图中采用的行车方式，可简称运行图采用模式，直接影响着铁路的 运用效率和经营效果。有关学者结合近些年来对快、高速铁路运输组织问题 的研究，从分析我国快、高速铁路运行图的特点人手，提出了有关快、高速 铁路列车运行图编制的一些设想，找出了快、高速铁路列车运行图编制的关 键，如高速铁路运行图的编制必须满足旅客运输市场需要，高速铁路运行图 的编制必须考虑共线运行模式下通过能力的合理利用，高速列车运行图编制 必须便利列车运行调整等。并提出了我国高速铁路列车运行图编制采用的模 式：集中均衡式运行图模式，或者是合理负荷下的规格化饱和运行图模式 ( 简称规格化运行图模式) 。 同时与一般既有铁路相比，由于货物列车可以随时待避旅客列车，待避 时间和待避地点均可自由选择，因此，列车速度相对较低的既有铁路列车运 行调整要比2 0 0 k m h 铁路容易。2 0 0 k m h 铁路在进行运行调整时可以借鉴这 些既有线的方法，但不能照搬。2 0 0 k m h 铁路调度指挥最大的难度就在于一 旦由于某种原因导致行车秩序混乱时的行车秩序的恢复，所以在2 0 0 k m h 铁路的日常调度指挥中要为各种设备的利用留有足够的弹性空间( 在编制列 车运行图对应充分考虑到这一要求，适当“撒点”) ，并制定可行的应急方案， 以备在发生意外时尽快的恢复霉亍车秩序。 1 4 研究内容和意义 1 4 1 研究内容 论文以“沿海通道”的重要组成部分之一福厦铁路为研究背景，针对福 厦线在运输组织方面所需考虑的重点问题，本文主要研究如下三个方面的内 容： 1 2 0 0 k m h 客货混跑铁路运输组织模式研究。提出分线运行模式的条 件，对混跑的各种具体模式进行详细分析，并对这些运输组织模式进行适应 性分析。 2 2 0 0 k m h 客货混跑铁路合理站间距研究。分别从回显示自动闭塞下 的最短站间距、列车越行次数及越行站间距、行车量及其构成等对合理站间 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 距的影响几个方面进行理论和模拟分析，提出2 0 0 k m h 客货混跑铁路合理站 间距。 3 2 0 0 k m h 客货混跑铁路通过能力计算研究。对2 0 0 k m h 铁路全天候 客货混跑模式下通过能力的分析计算，包括单列旅客列车、多列旅客列车、 成组开行旅客列车等各种情况下的旅客列车扣除系数及能力计算进行研究。 1 4 2 研究意义 铁道部提出了实现我国铁路跨越式发展的工作思路，在充分肯定铁路取 得巨大成绩的同时，清醒地看到存在的问题和与发达国家的差距。提出铁路 跨越式发展，是为了全面贯彻落实“三个代表”的重要思想，全面建设小康 社会的要求，是走新型工业化道路的要求，经过几十年的建设和发展，我国 铁路也具备了实现跨越式发展的基础和条件。铁路跨越式发展的五个重点目 标之就是在技术装备上，以客运高速、快速和货运快捷、重载为重点。继 续推进列车提速是实现跨越式发展的战略重点之一，明确提出了要使我国铁 路既有线列车速度达到发达国家水平。因此，提速是铁路具有社会影响力的 重大发展战略。 在今后的三年中，我国铁路还将进行两次大提速，随着列车速度的进一 步提高，2 0 0 k m h 客货混跑模式的铁路也将随之出现，无论是新线设计，还 是既有线提速，速度达到2 0 0 k m h 的客货混跑情况下的运输组织模式和相应 问题的研究，如列车提速带来的运输能力影响问题、高速旅客列车速度影响 问题、客货列车速度的相互匹配、客货列车的开行数量及方案、列车运行图 编制、天窗的开设形式及开设时间等都将是一个崭新的课题，需要从理论上 进行认真的分析研究和解决，这既是铁路跨越式发展战略的需要，也是铁路 运输组织理论发展的需要。这些问题的研究不仅对于确定2 0 0 k m h 铁路客货 列车运行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 也是铁路运输组织理论发展的需要，具有十分重要的现实意义和理论研究价 值。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 第2 章2 0 0 k m h 客货混跑铁路运输组织模式研究 2 1 2 0 0 k m h 客货混跑铁路运输组织的特点 1 列车种类增多：有摘挂列车、普通货物列车、快运货物列车、1 2 0 k m h 左右的普通旅客列车、1 4 0 1 6 0 k m h 的快速旅客列车、2 0 0 k m h 左右的特快 旅客列车和直达特快列车，列车种类达7 类甚至更多。 2 列车速度差异增大：在2 0 0 k r a h 客货混跑的线路上，有列车速度在 1 0 0 k m h 以下的低速列车( 如普通货物列车、摘挂列车) ，有列车速度在 1 2 0 k m h 左右的中速列车( 普通旅客列车) ，也有列车速度在1 6 0 k n g h 左右 的中高速列车( 快速旅客列车) ，还有列车速度达到2 0 0 k m h 的特快旅客列 车，列车问的速度差异将达到一倍以上，速度差异的绝对值将达到l o o k m h 以上。 3 行车组织模式有待研究：在列车种类多、列车速度差异大的客货混 跑线路上组织行车，既不能用高速铁路的行车组织模式和秦沈客运专线的行 车组织模式，也不能照搬列车速度相对较低的现有客货混跑模式，如何组织 行车尚无成熟的经验借鉴，有待进行深入的研究。 4 运输日常调度难度较大：由于列车种类多、列车速度差异大，同时 也就使得日常运输组织的难度加大，在设计时就必须考虑日常运输组织和列 车运行调整的需要，给日常运输组织留有足够的余地。 2 2 2 0 0 k m h 客货混跑铁路运输组织基本模式 铁路运输作为一种开放的运输大通道，一直在国民经济的发展过程中占 有举足轻重的作用，被誉为国民经济的大动脉，而铁路行车组织则是铁路运 输的重中之中，铁路行车组织直接关系着铁路机车、车辆运用的好坏与列车 运行优劣以及铁路通过能力大小，铁路行车组织运用现有的技术设备及系统 工程的思想和方法，科学的规划和合理组织与机车车辆移动和列车运行有关 的运输生产活动，同时根据不同的社会需求及增长情况确定能力加强方案， 对技术设备的改造或新建提出运营要求。 铁路行车的基本模式有两种，即客货分线运行及客货混跑。分线运行模 式就是根据客货列车之间速度的不同和对线路要求的不周，同方向上的旅 西南交通大学硕士研究生学位论文 第9 页 客列车与货物列车分别走不同的线路，货物列车和旅客列车的运行互不干 扰。一般来说，以下几种线路比较适合采用分线运行的模式。 1 高速铁路及高速客运专线 高速铁路及高速客运专线一般设在两个经济较发达的城市之间，同时存 在着一定量的固定客流量，这类旅客对于客运专线的时间要求比较严格。同 时，高速铁路及高速客运专线旅客列车运行速度高，对线路要求相对较高， 与普通列车对线路的质量、曲线半径等都有所不同，同时与其它普通列车存 在的速度差过大，如果不分线，将对线路的整体通过能力影响巨大。所以从 列车的安全性与运行可靠性出发，高速铁路及高速客运专线应该分线进行。 高速铁路及高速客运专线分线运行可以保证列车的准时性，安全性，提 高线路的通过能力与设备的利用率，但高速铁路及高速客运专线分线运行时 要充分考虑到旅客的换乘问题，因为换乘要增加旅客的旅行时间，降低旅客 的旅行速度，影响旅客途中休息，增加疲劳，也有可能因为先乘列车的晚点 而漏乘后续列车。所以在高速铁路及高速客运专线分线运行时，不仅要充分 考虑旅客的换乘方式，而且要最大限度的减少因换乘而给旅客带来的诸多不 便。 2 路网内的主要干线通道 在路网内的主要干线运输通道上，客货运量都很大，这就要求在这些干 线通道上的客货运输能力都要强。一般来说，对于旅客列车与货物列车混跑 线路，客货列车运行速度差越大，旅客列车扣除系数就越大，货物列车通过 能力就越小，同时货物列车对旅客列车的影响就越大，当旅客列车提速、货 物列车不提速，或旅客列车提速程度大大高于货物列车时，货物列车通过能 力将大大降低。所以由于现有客货列车的速度差以及不同速列车之间的速度 差的影响，同一线路上运行不同速度的列车，对线路的通过能力会有所限制， 并且这种速度差越大，对线路的通过能力影响越大，势必造成线路能力不能 满足市场需求的局面。同时，由于过大的速度差，对线路及设备的利用及损 耗也会造成很大的影响。所以，对于路网内的主要干线运输通道，客货列车 应采用分线运行的模式。 虽然客运专线可以大幅度提高线路的通过能力，提高列车的旅行速度， 但投资较大，在经济基础薄弱的我国，铁路传统的行车组织基本模式是客货 混跑，即客货列车共线运行模式，就是同方向的旅客列车与货物列车在同一 条线路上运行，根据旅客列车与货物列车的特点与需要按不同的组织方式组 西南交通大学硕士研究生学位论文第盟 织列车运行。这种行车组织模式是在我国计划经济时代形成的，在这一时代， 一方面，铁路运输的主要任务是在有效地利用运输技术设备的情况下充分地 满足国民经济和人民群众在旅行中的需要，首先考虑的是铁路内部的设备利 用以及经济效益最优，而不是站在经济发展及社会需求的角度来决定行车组 织模式：另一方面，从建国到9 0 年代铁路开始提速，我国铁路一直实施的 是“重载中速”的技术路线，线路的速度等级一直较低，列车间的速差不大， 种类不多。九十年代中期一直到现在，随着社会经济的发展，经济体制改革 进程不断加快，市场经济在社会中占主导地位，社会对铁路运输需求的改变 导致很多铁路线路的运输组织特点较原来有很大的改变，原有的铁路行车组 织模式不能适应市场的需要，铁路行车组织模式在一定程度上应该根据市场 的需要有所改变。 2 0 0 k m h 的客货混跑铁路，其显著的特点就是线路上运行的列车种类 多，如有直达客车、特快客车，快速客车，快速货车等，而且速差大，最快 和最慢的列车，速差达到1 0 0 多公里每小时，因此组织行车有别于一般的铁 路线路。其模式概括来说，可以分为两种：全天候客货混跑和成组开行。 2 2 1 全天候客货混跑 客货列车开行随意性大，没特别规律性。 2 0 0 k m h 的客货混跑铁路，其显著的特点就是线路上运行的列车种类 多，如有特快客车，快速客车，快速货车等，而且速差大，最快和最慢的列 车，速差达到1 0 0 多公里每小时。在这样的线路上组织客货列车全天候混跑， 从能力上来说，影响很大。 一般来说，对于客货列车混跑线路，客货列车运行速度差越大，旅客列 车扣除系数就越大，区间货物列车通过能力就越小。按照这一规律，当旅客 列车提速、货物列车不提速，或者是旅客列车提速比货物列车提速力度更大， 区间货物列车通过能力下降。具体分析如下： 单列旅客快车扣除系数计算公式为： = 龟+ 铂= 型垒粤垃+ 孕 ( 2 一1 ) 旅客快车基本扣除系数是由于旅客列车越行货物列车时产生的。追踪列 车间隔时间i 一般取决于货物列车的运行速度、信号显示制式、闭塞分区长 西南交通大学硕士研究生学位论文第”页 度、客货列车的制动距离等因素；t 。由被越行列车机车牵引力和制动系统 的效率来决定；当，值确定后，驯k 值由越行的旅客列车的运行速度决 定。 当旅客列车最高速度为1 2 0 k m h 时的，+ k 一般分别为8 、1 0 m i n ，此 时的基本扣除系数分别为1 - 8 6 、1 8 8 。提高旅客列车的运行速度，改善旅客 列车的制动系统和信号系统等，可以减少，到+ 的数值。如果旅客列车最 高速度提高到1 4 0 k m h ，相应的基本扣除系数可分别将为1 7 9 、1 7 5 ；如果 旅客列车最高速度提高到1 6 0 k r n h ，相应的基本扣除系数可分别将为1 7 1 、 1 6 9 ：如果旅客列车最高速度提高到2 0 0 k m h ，相应的基本扣除系数可分别 将为1 5 7 、1 5 6 。 可见，在保证制动距离满足要求的情况下，旅客列车的速度越高，基本 扣除系数就越小；越行列车的牵引力越大，制动效率越高，基本扣除系数也 就越小，但绝不是说基本扣除系数会随着旅客列车速度的提高成比例的减 少。当列车速度和信号系统以及制动效果达到一定的匹配关系时，基本扣除 系数不会再随旅客列车速度的提高而减少。 客车的基本扣除系数时由列车的运行速度、信号系统、车站作业组织水 平等决定的，于区段内区间的数量和大小无关，而客车的附加扣除系数是由 客货列车在各区间的运行时分之差所造成的，区段内中间站的数量和区间大 小的不均衡性是制约客车附加扣除系数的关键因素。 我们就一具体区段进行附加扣除系数的计算，这里将客货列车的平均运 行速度取其最高速度的0 8 5 ，但2 0 0 k m h 的旅客列车平均运行速度取其最高 速度的0 8 0 。通过计算表明，当其它条件不变时，附加扣除系数随追踪列车 间隔的增加而减少，而随客货列车速差的增加而增大。当旅客列车速度不变 时，附加扣除系数随货物列车速度的提高而减少，且减少的幅度较大，货物 列车速度每提高i o k m h ，附加扣除系数一般约降低o 2 ；当货物列车速度不 变时，附加扣除系数随旅客列车速度的提高而增大，但增加的幅度相对较小， 旅客列车速度每提高i o k m h ，附加扣除系数增加一般不超过o 0 8 。 综合| 以上分析，客车扣除系数的变化规律与附加扣除系数的情况大体相 同，只是基本扣除系数和附加扣除系数随旅客列车速度的变化呈相反方向变 化。但由于旅客列车提速而货物列车不提速或者提速幅度小于旅客列车的情 况对附加扣除系数的影响大于对基本扣除系数的影响，因此从整体上说，当 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 客货列车速差增大时，旅客列车扣除系数呈增大的趋势【5 1 。 在计算线路通过能力中时，如果还是采用全天候客货混跑的行车组织模 式，当旅客列车提速、货物列车不提速，或旅客列车提速程度大大高于货物 列车时，货物列车通过能力将大大降低，从而使得整个线路的通过能力降低。 在当前，随着国民经济的迅猛发展，客货运量大幅度增长，铁路各干线能力 十分紧张，虽然不断的提速可提高线路的运输能力，但如果仍采用全天候客 货混跑的行车组织模式，则限制了线路运输能力的提高。 全天候客货混跑，当旅客列车速度大幅度提高，快慢车的速差增大，快 车对慢车的越行次数增加，虽然慢车的速度较以前有较大的提高，但其旅行 速度仍将会受到很大的影响。 全天候客货混跑，均衡性好，列车在各站的越行不会出现大的波动，因 此每个股道数的设置比较均匀。另外一方面，全天候客货混跑不会对车站的 接发车等作业产生很大的影响，尤其是不会对编组站造成大的冲击。但列车 发出的随意性强，某时刻线路上运行的列车种类多，变化大，这对车站工作 人员尤其是调度人员要求较高，要随时注意各种列车的越行、停站等，因此 运输组织难度较大。此外，由于多种列车同一时刻在线路上运行，很多设备 系统的状态转换频率高，工作人员的思维转换也要快，这对运输安全还是有 一定的影响。 从全天候客货混跑对线路的能力及固定设备的影响看，该种模式在线路 的行车量不大，能力不紧张时采用比较有利。 2 2 2 成组开行 某时间段内，铁路线路上连续开行性质相同或相近的具有固定结构的多 列列车称为一个列车组。列车组在运行图上表现出来的是结构相同或相似， 而且可能在运行图上多次出现。 列车组内包含的某列车种类，称为列车元，列车组内包含的列车种类 数称为元数，数量最多的列车元称为主元。如由3 列特快旅客列车，3 列快 速旅客列车和1 列普通旅客列车组成的列车组为三元列车组，主元为特快旅 客列车。 列车组是一种或多种列车的组合，月于列车组的性质，我们可以从四个 方面来描述：元数、主元、每元列车数量、列车的开行时间要求。 相同组是组内列车种类及数量均相同的列车组。 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 列车组内，列车种类和数量的组合，应遵循以下原则： 列车性质相同或相似，速度相差不大； 组内列车元数不超过3 元； 每组列车数量不超过6 列。 成组开行，即连续开行具有固定结构的列车组。成组开行的简单形式就 是在整条线路或者线路的某个区段，连续开行同种类的列车。例如，以追踪 的形式连续开行几列特快旅客列车，然后再连续开行几列快速旅客列车等。 成组开行模式按照所有列车是否全部成组和所有的列车组是否均衡又可分 为多种形式：均衡完全成组、非均衡完全成组、均衡部分成组、非均衡部分 成组。 我们将2 0 0 k m h 客货混跑铁路上运彳亍的列车种类归结为5 种：特快旅客 列车、快速旅客列车、普通旅客列车、快速货物列车、普通货物列车。设某 条线路上的行车量为n ，五种列车的数量分别为疗j ，m ， 1 3 ，n 4 ，抛 nl+胆2+n3+n4+疗5=n(2-2) 所有列车共构成m 种列车组，总组数为，每种列车组的组数为m ， 每种列车组内列车数量为岛( i - l ，2 m ) ，在完全成组的情况下则有如下的 关系式： l + 2 + + 。= n ( 2 3 ) 定义列车组的元数为p ( 1 s p 3 ) ，组内每元列车的数量为k ，有： t 1 + 鼻2 + k 1 3 = k 1 ( 2 4 ) 当列车组只有一元时，k 。和乜为零；同理，当列车组只有二元时，丘， 为零。则有： j ( 七l l + 与2 + 墨3 ) + 2 化1 + k 2 2 + 也3 ) + + 坍眠+ k 2 + k 3 ) = n ( 2 5 ) 如果每个相同列车组在单位时间内( 2 4 小时) 均衡分布称该相同列车 组均衡开行，如果所有的列车组都均衡开行，则该行车组织模式是均衡完全 成组模式。 对于某种列车组“如果m 组都均衡开行，开窗时间为r ，则组间的间 隔时间为= ( 1 4 4 0 t ) n , ，这是该种列车组均衡开行的理想情况，在实际运 行中，这种情况是很难出现的，其间隔不可能完全相同，如果间隔时间在某 个范围之内变动，且其变动幅度不大时，我们也可以视作均衡开行，为表示 变动幅度大小，可引入一波动系数屏。 西南交通大学硕士研究生学位论文第14 页 层= 1 - h i v ，l i m ( 2 - - 6 ) 当屏为l 时，表示该种类i 组列车组开行间隔时间相等。一般地，当 ，o 8 5 时，可以认为该种列车组均衡开行。 在所有的m 种列车组中，均衡开行的列车组有种，非均衡开行的则 有m m ，种，引入一个系数a ，表示所有列车组的开行均衡度。 a = m y m ( 2 - - 7 ) 一般地，当o 8 口l 时，可以认为整个列车开行属于均衡成组开行模 式。 设被划入列车组内的列车数占总列车数的x ，则未成组的列车数为 “一a ) n ，成组的列车数为2 n 。2 n 列列车共组成m 种列车组，每种列车组的 列车数量为岛，第i 种列车组成j 组。则有： ( 1 一旯h + ，。+ 一：+ t ，) + n z o ：。+ 七：+ 七：，) + + 二( k 。+ 。：+ 七。，) 】= n ( 2 8 ) 当彳 0 , 8 时，可以认为整个列车开行属于部分成组开行模式，当 0 8 1 时，可以认为整个列车开行属于完全成组开行模式。 归结起来，可以有： 当o 8 蔓五1 且o 8 口l 时，可认为列车开行属于均衡完全成组模式。 因此，当0 8 s a l 且口 o 8 时，可认为列车开行属于非均衡完全成组 模式。 因此，当a 0 8 且0 8 口冬1 时，可认为列车开行属于均衡部分成组模 式。 因此，当兄 o 8 且g o 8 时，可认为列车开行属于非均衡部分成组模 式。 2 3 2 0 0 k m h 客货混跑铁路运输组织模式的适应性分析 2 3 1 能力适应性分析 为了实现运输生产过程，完成国家规定的运输任务，铁路必须具备定 的运输能力。在采用一定类型的机车车辆和一定的行车组织方法条件下，铁 路区段的各种固定设备，在单位时间内( 通常指一昼夜) 所能通过的最多列 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 车数或列车对数称为通过能力 1 l 】。 线路的通过能力和行车组织方法或模式密切相关。在其它固定设备相同 的情况下，铁路线路采用不同的行车组织模式，其通过能力就不同。通常情 况下，线路在成组开行的模式下的通过能力大于全天候客货掘跑模式下的通 过能力。对于单列旅客列车扣除系数由两部分组成： f = 如+ ( 2 9 ) 1 基本扣除系数分析 在旅客列车成组铺画时，每一组内开行的旅客列车数为k ，旅客列车成 组铺画时旅客列车之间的间隔为i ，则一个旅客列车组内扣除的货物列车数 为 占目基：占基+ 半：s 基+ 足一l ( 2 1 0 ) 占组基= 占基十了= s 羹十a l l 2 一 在每一个成组铺画组内，平均每列旅客列车扣除的货物列车数为： s 基= s 组基k ( 2 1 1 ) = 占# k + l l 设旅客列车成组铺画的比例为y ，则旅客列车部分成组铺画时，旅客列 车的平均基本扣除系数为： 暑均基= ( 1 一y ) 占萋+ 手基( 2 - - 1 2 ) 旅客列车集中成组开行时旅客列车平均基本扣除系数与不集中开行时 的基本扣除系数的差值为： 占均基= 占均基一占基= 一，