第四章-交通运输能力.

17 44 1 第四章交通运输能力 胡亚特 17 44 2 第四章交通运输能力 17 44 3 第一节交通运输能力的基本概念 一 生产能力与运输生产能力二 影响运输能力的因素三 运输能力的分类与表现形态四 运输能力利用与能力计算的特点 17 44 4 第一节交通运输能力的基本概念 一 运输生产能力 运输生产能力 在一定的时间内 通过一定的设备 人员 环境等条件共同表现出来的可能完成的运输数量 特殊性 从设备条件方面 由固定设备和活动设备组成运输系统的开放性 生产过程的动态性及生产活动的协同性等特点运输产品特点要求能力储备 对需求变化的动态适度超前发展 17 44 5 第一节交通运输能力的基本概念 二 影响运输能力的因素 17 44 6 第一节交通运输能力的基本概念 三 运输能力的分类与表现形态 1 按运输方式划分铁路运输能力公路运输能力水路运输能力航空运输能力管道运输能力城市道路交通通行能力 17 44 7 第一节交通运输能力的基本概念 三 运输能力的分类与表现形态 2 按运输过程及作业环节划分交通线路固定设备能力 通过能力交通活动设备能力 运载能力交通港站能力 输送能力 17 44 8 第一节交通运输能力的基本概念 三 运输能力的分类与表现形态 3 按运输方式交通流的不同形态划分连续流 公路 道路基本路段上的交通流间断流 铁路 航空 水运 道路交叉口的交通流 17 44 9 第一节交通运输能力的基本概念 四 交通能力利用与能力计算的特点 1 运输能力负荷对于具体的运输方式和运输环境 运输能力是运输设备 交通流和运输组织三者共同作用的结果 其中运输设备是运输能力实现的基础 设备的能力负荷是指运输设备实际承担的运输量及其能力利用水平 17 44 10 第一节交通运输能力的基本概念 四 交通能力利用与能力计算的特点 能力负荷可以从负荷的绝对值和相对值两个方面来衡量 前者反映运输设备实际承担的运输量的规模 后者反映运输设备的能力利用水平 或称能力利用率 式中 实 运输设备的计划的或实际的有效能力 能 运输设备的计算能力 衡量运输设备的能力利用 应注意两者的有机结合 1 运输能力负荷 17 44 11 第一节交通运输能力的基本概念 2 运输能力的薄弱环节及其限制作用运输生产过程由若干环节组成 根据每一环节计算出来的运输能力 可能是各不相同的 其中能力最薄弱的设备限制了整个运输生产过程的能力 3 无效能力运输生产计划中 计划上安排和实际中被利用的能力总是小于理论计算能力 在运输能力中总是存在不能被利用的部分 称为无效能力 四 交通能力利用与能力计算的特点 17 44 12 第一节交通运输能力的基本概念 4 运输能力储备运输储备能力 是指在一定的时期内给定的运量条件下 充分考虑运量波动 维修作业 技术改造和系统发展等因素后 运输系统持有的完成给定运输任务所必须的最小的日常使用能力以外的附加能力 上述储备能力分为两类 1 对于日常运输变动的应急和应变能力所进行的能力储备 2 对于运输需求持续增长所进行的能力储备 四 交通能力利用与能力计算的特点 17 44 13 第一节交通运输能力的基本概念 5 能力计算的当量换算 式中 当量交通量 未经换算的总交通量 第i类车交通量占总交通量的百分比 第i类车的换算系数 6 理想计算条件 前提 的假定性 现实状况的复杂性和评价的模糊性 四 交通能力利用与能力计算的特点 17 44 14 第二节间断流的交通线路能力计算 一 铁路区间通过能力计算方法二 典型道路交叉口通行能力计算方法三 航道通过能力计算方法四 机场跑道通过能力的计算方法 17 44 15 第二节间断流的交通线路能力计算 一 铁路通过能力计算方法 决定铁路区段通过能力的主要因素 区间 正线数 长度 纵断面 机车类型 信联闭设备的种类 车站 到发线数 咽喉布置 驼峰和牵出线数 信联闭塞设备的种类 机务段设备和整备设备 机车的定修台位 段内整备线 电气化铁路的供电设备 牵引变电所和接触网 1 通过能力的概念及影响因素 铁路通过能力 在设定类型的机车 车辆和一定的行车组织方法的前提下 以固定设备在单位时间内 通常指一昼夜 能放行通过的标准重量的最大列车数或列车对数 17 44 16 第二节间断流的交通线路能力计算 一 铁路通过能力计算方法 1 通过能力的概念及影响因素 铁路实际工作中通过能力三个不同的概念 设计通过能力 预计新线修建以后或现有铁路技术改造以后 铁路区段固定设备所能达到的能力 现有通过能力 在现有固定设备 现行的行车组织方法和现有的运输组织水平的条件下 铁路区段可能达到的能力 需要通过能力 在一定时期内 为了适应国家建设和人民生活的需要 铁路区段所应具备的能力 17 44 17 第二节间断流的交通线路能力计算 2 计算平行运行图通过能力的基本原理 运行图按运行速度分平行运行图 同一区间 同一方向 速度相同 运行方式相同非平行运行图 同一区间 同一方向 多种不同速度列车 运行方式不同 单线成对平行运行图 单线非平行运行图 17 44 18 第二节间断流的交通线路能力计算 2 计算平行运行图通过能力的基本原理 平行运行图上 任何一个区间的列车运行线 总是以同样的铺画方式一组一组地反复排列着 这种一组列车占用区间的时间 称为运行图周期 17 44 19 第二节间断流的交通线路能力计算 不同类型的运行图周期 17 44 20 2 计算平行运行图通过能力的基本原理 式中n 平行运行图最大的区间通过能力n周 一个运行图周期中所包含的列车对数或列数t周 为进行线路养护维修 技术改造施工 电力牵引区段接触网检修等预留的固定占用区间时间 以及必要的列车慢行和其附加时分 mind有效 有效度系数 是指扣除设备故障和列车运行偏离 调度调整等因素所产生的技术损失后 区间时间可供有效利用的利用的系数 一般可取d有效 0 88 0 91 不考虑时 取d有效 1T周 运行图周期 min 第二节间断流的交通线路能力计算 17 44 21 3 以非平行运行图和扣除系数计算铁路区间通过能力的方法非平行运行图通过能力 指在旅客列车数量及其铺画位置既定的条件下 该区段一昼夜内所能通过的货物列车和旅客列车对数 或列数 计算非平行运行图通过能力的方法有两种 图解法 图解法比较精确 但较烦琐 只在特殊需要时采用 分析法 扣除系数法扣除系数 指因铺画一对或一列旅客列车 快运货物列车或摘挂列车 须从平行运行图上扣除的货物列车对数或列数 第二节间断流的交通线路能力计算 17 44 22 分析法 式中 n非货 非平行运行图的货物列车通过能力n客 在运行图上铺画的旅客列车对数或列数n快货 在运行图上铺画的快运货物列车的对数或列数n摘挂 在运行图上铺画的摘挂列车的对数或列数 旅客列车的扣除系数 快运货物列车的扣除系数 摘挂列车的扣除系数 第二节间断流的交通线路能力计算 17 44 23 4 以非平行运行图平均最小列车间隔时间计算铁路区间通过能力的方法计算程序法 第二节间断流的交通线路能力计算 17 44 24 区间通过能力 列 d 式中 日内列车运行有效时间 min 非平行运行图平均最小列车间隔时间 min 平均必要列车运行图缓冲时间 min 第二节间断流的交通线路能力计算 4 以非平行运行图平均最小列车间隔时间计算铁路区间通过能力的方法 17 44 25 第二节间断流的交通线路能力计算 扣除系数计算法与平均最小列车间隔时间法比较 17 44 26 二 典型道路交叉口通行能力计算方法根据有无信号灯控制 道路平面交叉口分为无信号控制交叉口和信号控制交叉口两种 第二节间断流的交通线路能力计算 17 44 27 1 非饱和 无信号控制交叉路口的通行能力等于主要道路上的交通量加上次要道路上车辆穿越空当能通过的车辆数 按通过的车辆多少 路段计算 主要道路上车流的车头间隔分布次要道路上车辆穿越主要道路车流时间次要道路上车辆跟驰的车头时距大小主要道路车流分布 2 饱和 无信号交叉口的通行能力最大等于主要道路路段的通行能力 第二节间断流的交通线路能力计算 二 典型道路交叉口通行能力计算方法 一 无信号控制交叉口通行能力 17 44 28 第二节间断流的交通线路能力计算 2 交通流向分析 主要道路上车流存在的可穿越间隙 有多股车流争相利用 二 典型道路交叉口通行能力计算方法 一 无信号控制交叉口通行能力 17 44 29 4 计算公式 式中Q主 主要道路上的交通量 pcu h Q次 次要道路能通过到车辆数 pcu h q 3600 pcu s t0 临界间隙时间 对停车待机通过者t0 7 9s 对减速待机通过者t0 6 8s t 次要道路上车辆跟驰行驶的车头时距 t 3 5s 第二节间断流的交通线路能力计算 17 44 30 直行 右转专用 左转专用 左右转 直右 直左 直左右 图十字形交叉口的车道功能区分 第二节间断流的交通线路能力计算 二 典型道路交叉口通行能力计算方法 二 信号交叉口通行能力 17 44 31 1 一条直行车道的设计通行能力计算公式 Cs 一条直行车道的设计通行能力 pcu h T 信号灯周期 stg 信号每周期内的绿灯时间 s t0 绿灯亮后第一辆车启动 通过停车线的时间 s 如无本地实例数据 可用2 3s ti 直行或右行车辆通过停车线的平均时间 s pcu 折减系数 可用0 9 第二节间断流的交通线路能力计算 17 44 32 2 直右车道通行能力计算公式 Csr 一条直右车道的设计通行能力 pcu h 3 直左车道设计通行能力计算公式 一条直左道的设计通行能力 pcu h 直左车道中左转车所占比例 第二节间断流的交通线路能力计算 17 44 33 4 直左右车道设计通行能力计算公式 一条直左右车道的设计通行能力 pcu h 5 通行能力折减 应折减本面各直行车道 直行 直左 直右等 的设计通行能力 第二节间断流的交通线路能力计算 17 44 34 三 航道通过能力计算方法 第二节间断流的交通线路能力计算 航道通过能力是指在一定的船舶技术性能和一定的运行组织方法条件下 一定航道区段在单位时间内可能通过的货吨或船吨数 它取决于各困难航道的通过能力及相互影响 航道有天然航道和人工航道两种 17 44 35 图解分析法 步骤1 收集和掌握资料 2 确定通过航道区段的航线 航线运营的标准船型等 3 计算区段内困难区段的通行能力 4 全面分析区段内各困难区段的相互关系 确定整个区段的通过能力 第二节间断流的交通线路能力计算 2 天然航道通过能力的确定 天然航道包括自由行驶区段和受限制区段 天然行道的通过能力取决于困难区段的通过能力 17 44 36 3 人工航道能力的确定 第二节间断流的交通线路能力计算 人工航道的通过能力主要取决于船闸的通过能力 17 44 37 3 人工航道能力的确定 第二节间断流的交通线路能力计算 船闸的通过能力确定 1 研究船舶通过船闸的作业程序和各项作业所需的时间 2 决定船舶过闸方法 计算同向过闸的间隔时间 3 根据过闸方法分配各类船舶过闸次数 确定每闸通过船吨数或平均船吨数 17 44 38 四 机场跑道通过能力的计算方法 第二节间断流的交通线路能力计算 跑道通过能力指在一段规定的时间内 当要求连续服务时 一个跑道体系所能承担的最大飞机架次 它等于服务的所有飞机加权平均服务时间的倒数 17 44 39 公路路段 城市道路路段上运行的车辆表现为连续流的特点 一 影响道路通行能力的主要因素二 道路路段通行能力的计算原理三 道路服务水平四 通行能力和服务水平的作用 第三节连续流的交通线路能力计算 17 44 40 第三节连续流的交通线路能力计算 一 影响道路通行能力的主要因素 注意 通道能力和服务水平的各种关系参数值均是在路面条件良好及气候正常情况下得出的 17 44 41 第三节连续流的交通线路能力计算 二 通路路段通行能力的计算原理 17 44 42 第三节连续流的交通线路能力计算 1 基本通行能力 基本通行能力指组成部分在理想的道路 交通 控制和环境条件下 该组成部分一条车道或一均匀段上 不论服务水平如何 1h所能通过标准车辆的最大辆数 理想交通条件是指道路上单一小客车行驶 车头间隔能保持以设计车速行驶所要求的最小车头间隔 无混合车种和行人干扰 衡量的一般标准是指车道宽度大于3 50m 侧向余宽大于1 75m 无纵坡 线型好 有足够视距 能满足设计车速要求 无街道化干扰 17 44 43 第三节连续流的交通线路能力计算 基本通行能力计算 式中CB 基本通行能力 pcu h SB 车辆长度 m S1 反应距离 m S2 制动距离 m S0 安全距离 一般取3m 17 44 44 第三节连续流的交通线路能力计算 2 可能通行能力 可能通行能力是指一已知公路的组成部分在实际或预测的道路 交通 控制及环境条件下 该组成部分一条车道或一车道对上述诸条件有代表性的均匀段上 不论服务水平如何 1h所能通过的标准车辆的最大辆数 可能通行能力是以基本通行能力为基础 再考虑修正系数 17 44 45 第三节连续流的交通线路能力计算 可能通行能力 17 44 46 第三节连续流的交通线路能力计算 3 设计通行能力 设计通行能力是指一条设计中的公路的一组成部分在预测的道路 交通 控制及环境条件下 该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上 在所选用的设计服务水平下 1h所通过的标准车辆最大辆数 设计通行能力是道路根据使用要求的不同 按不同服务水平条件下所具有的通行能力 17 44 47 第三节连续流的交通线路能力计算 设计通行能力 式中 V C i 第i级服务水平最大服务量与基本通行能力的比值系数 多车道的总通行能力N多可以写成 式中 Ni 第一条车道的通行能力 辆 h Ki 相应于各车道的折减系数 17 44 48 第三节连续流的交通线路能力计算 三 道路服务水平 服务水平是在各种交通条件下 在给定车道或车行道上发生的各种行驶状态的无数组合中 评价某一状态下的速度与旅行时间 交通中断 行动的自由 安全性等多种因素影响的定性尺度 1 道路服务水平的定义及等级划分 服务水平反映道路可向使用者提供的综合效果 描述从驾驶员可自由选择行驶车速的最高服务水平起 直至路上车辆拥塞的最低服务水平为止的各种运行条件 服务水平的高低反映一定的条件下 道路上的不同车流状态和与之相应的通行能力以及驾驶员驾车的自由程度 17 44 49 第三节连续流的交通线路能力计算 三 道路服务水平 达到基本通行能力 或可能通行能力 之前交通量愈大 交通密度愈大 车速愈低 运行质量愈低 服务水平愈低 达到基本通行能力 或可能通行能力 之后交通量不可能再增加 运行质量愈低 交通量愈低 交通密度愈大 服务水平 交通量 能力等的关系 17 44 50 第三节连续流的交通线路能力计算 选择服务水平的主要指标 需根据不同形式公路车辆运行规律的差异 采取不同的指标 美国道路服务水平等级划分 17 44 51 第三节连续流的交通线路能力计算 2 服务流量 最大服务流量是指在理想的道路条件和交通条件下 通过道路某断面保持某级服务水平的最大交通量 服务流量是最大服务流量考虑客观条件影响 通过修正后的交通流量 日本不同的公路规划等级有相应的服务系数 如下表 17 44 52 第三节连续流的交通线路能力计算 3 有效量度 有效度量 对于不同的设施类型 提出不同的有效度量 17 44 53 第三节连续流的交通线路能力计算 4 我国道路服务水平定性描述 17 44 54 第三节连续流的交通线路能力计算 四 通行能力和服务水平的作用 17 44 55 一 铁路车站通过能力及改编能力计算方法二 车站客货设施能力计算方法三 港口通过能力计算方法四 机位容量的计算方法 第四节交通港站能力计算 17 44 56 第四节交通港站能力计算 一 铁路车站通过能力计算方法 一 铁路车站通过能力计算方法 车站通过能力 在车站现有设备条件下 采用合理的技术作业过程 一昼夜能够接发各方向的货物 旅客 列车数和运行图规定的旅客 货物 列车数 车站通过能力包括咽喉通过能力和到发线通过能力 咽喉通过能力 指车站某咽喉区各方向接 发车进路咽喉道岔组通过能力之和 咽喉道岔组通过能力 指在合理固定到发线使用方案及作业进路条件下 某方向接 发车进路上最繁忙的道岔组一昼夜能够接 发该方向的货物 旅客 列车数和运行图规定的旅客 货物 列车数 到发线通过能力 指到达场 出发场 通过场或到发场内办理列车到发作业的线路 采用合理的技术作业过程和线路固定使用方案 一昼夜能够接 发各方向的货物 旅客 列车数和运行图规定的旅客 货物 列车数 17 44 57 第四节交通港站能力计算 1 车站通过能力的影响因素 式中 一昼夜某设备总的空费时间 一昼夜某设备作业占用的总时间 17 44 58 第四节交通港站能力计算 2 计算车站通过能力的方法分析计算法直接计算法利用率计算法 式中 N 车站某项设备的通过能力 t占 每列车到发作业占用该项设备的平均时间 min 列 1440 一昼夜时间的分钟数 K 车站某项设备的利用率 n 占用该项设备的现有列车数 17 44 59 第四节交通港站能力计算 2 计算车站通过能力的方法图解法 车站工作日计划图 17 44 60 第四节交通港站能力计算 二 铁路车站改编能力计算方法 车站改编能力是在合理使用技术设备条件下 车站固定调车设备一昼夜内能够解体和编组的货物列车数或车数 它包括驼峰解体能力 调车场尾部编组能力和调车线改编能力 17 44 61 第四节交通港站能力计算 二 铁路车站改编能力计算方法1 驼峰解体能力 驼峰解体能力是指在现有技术设备 作业组织方法及调车机车台数的条件下 驼峰一昼夜能够解体的货物列车数或车数 驼峰作业方案有 单推单溜双推单溜双推双溜 17 44 62 第四节交通港站能力计算 二 铁路车站改编能力计算方法 17 44 63 第四节交通港站能力计算 1 采用单推单溜驼峰作业方案时的驼峰解体能力 单推单溜驼峰作业方案图 17 44 64 第四节交通港站能力计算 其解体能力公式 式中 由于列车到达不均衡 作业间不协调以及设备故障等原因引起的驼峰无法利用的空费时间与一昼夜时间之比表示的空费系数 单推单溜方案分离一个车列平均占用驼峰时间 min 解体列车平均编成车辆 每昼夜固定不能使用的驼峰时间 1 采用单推单溜驼峰作业方案时的驼峰解体能力 17 44 65 第四节交通港站能力计算 2 采用双推单溜驼峰作业方案时的驼峰作业能力 双推单溜驼峰作业方案图 17 44 66 第四节交通港站能力计算 当配备两台调车机车时 调机整备应轮流进行 这时 式中 双推单溜方案分解一个车列平均占用驼峰 min 在固定作业时间内一台调车机车一昼夜的整备时间 min 在固定作业时间内因驼峰机车担当取送车作业而未占用驼峰的时间 当驼峰配三台以上 采用双推单溜作业时 驼峰解体能力 2 采用双推单溜驼峰作业方案时的驼峰作业能力 17 44 67 第四节交通港站能力计算 3 采用双推双溜驼峰作业方案时的驼峰解体能力 每一作业区各配备一台调车机时 驼峰解体计算公式与采用单推单溜驼峰作业方案公式相似 每一作业区各配备两台调车机时 驼峰解体能力计算与采用双推单溜作业相似 17 44 68 第四节交通港站能力计算 2 调车场尾部编组能力直接计算法每昼夜尾部的编组能力N编按下式计算 M 尾部编组调车机台数 交接班 吃饭 备车等固定作业占用编组调车机时间 妨碍系数 编组直通 区段 小运转列车和交换车的加权平均时间 一昼夜编组的摘挂列车数 平均列车编成车辆 17 44 69 第四节交通港站能力计算 利用率计算法每昼夜尾部的编组能力 式中 N 平均每昼夜编组的直通 区段 小运转列车及交换车总列数 K 利用系数 T 每昼夜的总作业时间 min 17 44 70 第四节交通港站能力计算 调车线改编能力 为i组列车的调车线数 i组列车调车线 每股道一昼夜集结编组车数 调车线改编能力使用系数 一般使用0 75 车流不均衡系数 一般采用1 20 该编组去向每一车列平均集结时间 min 该编组去向每一车列平均编组时间 min 17 44 71 第四节交通港站能力计算 二 车站客货设施能力计算方法 客运服务设施 实际上存在设备的现有能力和需要能力 1 客运服务设施能力 17 44 72 第四节交通港站能力计算 2 货运设备作业能力货运设备作业能力包括 17 44 73