铁路运载工具

1、SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/1SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/2第一节第一节 轨道运载工具的类型轨道运载工具的类型一、轨道运载工具特点 轨道运载工具是沿轨道行驶的各种机车与车辆的总称。轨道式运载工具依靠车辆外部的轨道进行导向，车辆通过带凸缘的钢轮沿钢轨内侧行驶,轨道起着支承车辆和导向的作用。钢轮同钢轨之间的滚动阻力约是汽车轮胎在混凝土路面上的滚动阻力的1/10轨道式运载工具单位重量的能源消耗最低。维护工作少,耐久性高,行驶平稳舒适,天气适应性强,对环境的污染小。其初期投资高，通达

2、性受到限制。在坡道上行驶不如轮胎式车辆，制动距离长(驾驶时需高度注意安全), 小半径转弯时噪声大于轮胎式车辆。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/3二、二、轨道运载工具类型轨道运载工具类型1.有轨电车2.快速轨道交通列车 地铁 轻轨3、市郊铁路列车4、铁路客运列车、铁路客运列车5、铁路货运列车、铁路货运列车6、高速铁路列车、高速铁路列车7、其他轨道交通车辆列车、其他轨道交通车辆列车SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/4三、三、轨道车辆类型及基本组成轨道车辆类型及基本组成1. 车辆类型轨道式车

3、辆可按动力配备情况分为下列几种：1) 在几个或全部轴上配置动的车辆，可以单独操纵，也可同另一辆配对成列车。 2) 配置有动力的挂车，无驾驶员操纵装置，它只能同有驾驶员操纵的车辆组合成列车。 3) 无动力配置的挂车,它只能由配置动力的车辆拖拉。 上述有动力或无动力的各种车辆，都具有制动能力。前两种车辆或挂车配置的动力都为电力制动。2基本组成 简单的轨道车辆是由车身和底盘，绝大多数由车身和转向架组成。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/5第二节第二节 铁路运载工具铁路运载工具 一、一、铁路运输概述铁路运输概述1、铁路运输分类（1）按运输对象分类，

4、铁路运输可分为旅客运输和货物运输。（2）按是否以营利为目的分类，铁路运输可分为营业性运输和非营业性运输。（3）按铁路管理权限分类，可将铁路运输分为国家铁路、地方铁路、专用铁路、铁路专用线、国内合资铁路及中外合资铁路、铁路联运等。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/62、铁路运输的地位和作用地位地位： 铁路运输是我国运输业中的主要运输方式，也是世界上大多数国家陆上运输的主要方式。 铁路是各种运输方式的主要力量，是运输的大动脉，在交通运输体系中起到骨干和主导作用。 铁路运输在国防军事方面也发挥着重要作用。 随着重载运输和高速旅客列车在技术上的突破

5、，铁路运输在综合运输体系中具有更加重要的地位。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/7作用：作用：（1）路是国家重要的基础设施、国民经济的大动脉、现代化统一运输网中的骨干和中坚；（2）铁路运输促进了生产规模、原材料供应范围和产品销售市场的扩大；（3）铁路运输加速了各地区的开发，扩大了部门之间、地区之间甚至各国之间的分工和合作，使资源得到更加充分的利用；（4）铁路运输是联系工业和农业、城市和乡村的纽带，对经济增长和社会进步起着极大的推动作用；（5）铁路运输是进行文化和科学技术交流，保证一个国家政治统一和国防安全的重要因素。SHANGHAIMARI

6、TIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/83、铁路运输特点（1）运量大）运量大（2）速度快）速度快（3）运输成本低）运输成本低（4）准时、安全可靠）准时、安全可靠（5）环境污染小）环境污染小 （6）能耗小）能耗小（7）适应性强）适应性强（8）资本密集）资本密集（9）设备庞大不易维修，）设备庞大不易维修，且战时容易遭致破坏且战时容易遭致破坏（10）有效使用土地）有效使用土地SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/94、铁路运输的生产组织和经营管理特征（1）车路一体车路一体（2）以列车为客、货运输的基本输送单元以列车为客、货运

7、输的基本输送单元（3）铁路具有优越的外部导引技术铁路具有优越的外部导引技术（4）铁路运输设备不能移转铁路运输设备不能移转（5）营运缺乏弹性营运缺乏弹性SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/105、铁路运输设备、铁路运输设备（1）车站：带有配线的分界点。）车站：带有配线的分界点。 分类：分类：车站按技术作业性质：中间站区段站编组站按业务性质：客运站货运站客货运站按等级：特等站一等站二等站三等站四等站五等站SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/11（2）铁路线路分类：铁路线路分为正线、站线、段管线、

8、岔线及特别用途线。构成： 路基与道砟 钢轨与轨枕 道岔（3）信号（4）机车车辆SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/12第三节第三节 铁路机车车辆铁路机车车辆 一、 铁路机车 铁路机车是列车的动力来源 , 因此机车的台数与牵引力大小均影响列车的行驶速度与服务质量。理想的机车除了能够提供足够的马力之外,在维修保养方面亦须具方便性,才可以提高营运效率。目前,世界上较常用的机车有下列四种形式。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/13 1、蒸汽机车这是早期的铁路机车类型,它利用燃煤将水加热成水蒸气,再

9、将水蒸气送入汽缸,借以产生动力,来推动机车的车轮转动。这类机车的主要优点是价格低廉而且维修容易,缺点则是牵引力不够大 热效率甚低(仅为6%),而且会污染空气造成乘客不舒适。另外,在重联牵引时亦需要增加驾驶人员,导致费用增加。蒸汽机车由锅炉、汽机、车架和走行部以及煤水车等组成。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/14 2、内燃机车1911 年美国通用公司开始试验以内燃机作为铁路的动力来源,因而制造了世界上的第一辆柴油机车。此后,内燃机车受到各国铁路业者的喜好而加以采用。内燃机车系利用柴油作燃料,以内燃机运转发电机产生电流作为动力来源,再由电流牵

10、引电动机使其带动车轮转动。内燃机车是以柴油机作为动力的火车头,与蒸汽机车相比,内燃机车具有许多优点,例如:它可以节约大量优质煤炭;它的热效率比蒸汽机车高3倍左右,运行准备时间短,起动加速快,可提高线路通过能力25%以上。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/15 3、电力机车 这种机车是利用机车上的受电弓将轨道上空的接触电线网的高压电直接输入至机车内的电动机 , 再将电流导入牵引电动机 , 使之带动机车车轮。 能源的适应性强，利用率高、经济效益明显。电力机车的能源直接来自容量很大的接触网，电力机车功率大、过载性能强、爬坡性能好，出车前的整备时间

11、也比其他机车短，而且起动平稳、加速快，几乎不受气候和地理条件的限制。此外，电力机车本身不带原动机，没有煤油和废气，不污染环境，不仅司机劳动条件良好，并能为旅客创造 清洁的旅行条件。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/164、动车组铁路列车除了以机车连挂客、货车牵引行驶之外 , 也还可将驾驶室及动车与客车合在一起 , 这种车辆在铁路营运上称为动车组。动车组按动力装置一般可分为内燃动车组和电动车组。使用动车的比重以日本为最大，占87%；荷兰、英国次之，分别占83%和61%；法国、德国又次之，分别占22%和12%。动车组称得上是铁路旅客运输的生力军

12、。中国首列液力传动内燃动车组，1998年底由四方机车车辆厂研制，动车组总功率为2000 kW，设计速度140kmh，总定员450人。 中原之星”交流传动电动车组，动车组总功率6400 kW，最高运营速度160km/h，总定员1178人。中华之星”高速电动车组，列车最高运营速度可达 270km/h，是目前我国商业运行时速最快的电动车组。2002年11月27日，“中华之星”在秦沈客运专线综合试验中，成功创造了中国铁路的最高速度 321.5km/h。国产摆式动车组内燃液力传动摆式动车组，2003年研制成功的时速160km/h的摆式动车组。该车由于采用了先进的倾摆技术，所以曲线通过速度将比普通客车提高

13、20%-30%。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/17 磁悬浮列车磁悬浮列车： 是一种靠磁的吸力和排斥力来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可以达每小时500公里以上，比轮轨高速列车的300多公里还要快，因此可成为航空的竞争对手。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/18二、铁路车辆二、铁路车辆1铁路车辆的种类铁路车辆的种类 铁路车辆按照用途可分为铁路客车、铁路货车和铁路特种用途车三大类。 用于运送旅客和为旅客服务的

14、车辆为铁路客车，如座车、卧车、餐车、行李车等； 用于运送货物的车辆为铁路货车，如敞车、棚车、平车、罐车、保温车等； 用于铁路企业办理自身业务用的车辆为铁路特种用途车，如检衡车、除雪车、试验车等。 货车按照适合装运货物品种的多少，又可分为通用车和专用车。 铁路车辆还可按轨距分为准轨车、宽轨车和窄轨车； 按产权所属关系分为路用车（所有权属于铁路部门的车辆）和厂矿自备车等。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/192铁路车辆结构铁路车辆结构 车体 走行部 车钩缓冲装置 制动装置 车辆设备SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学

15、上海海事大学http:/20车体车体 车体是车辆上容纳旅客或货物的部分，通常是一个封闭的空间，也有上面敞开的。车辆类型不同，车体结构也不同。车辆上的许多载荷都直接作用在车体上，因此车体必须具有必要的强度和刚度。 车体由下面的走行部支承，两端装有车钩缓冲装置，内部根据需要布置各种设备。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/21走行部、车钩缓冲装置走行部、车钩缓冲装置 走行部是车辆借以在钢轨上运行的部分，有轮对、轴箱装置、 弹簧和减振器、转向架的构架或侧架及其他梁件和杆件等零部件。四轴和四轴以上的车辆中，这些部件组装成前后两个转向架，因此对于这些车

16、辆来说，走行部就是转向架。走行部应能保证车辆运行安全和平衡。 车钩缓冲装置是车辆上实现与其他车辆或机车相互连结，并在列车运行和编组过程中传递和缓和拉伸力和压缩力的部件，由车钩和缓冲器及其他零部件组成，安装在车体两端的底架牵引梁内。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/22制动装置、车辆设备制动装置、车辆设备 制动装置是车辆上实现运行中列车减速或停车，保证列车安全运行的设备，由装在车体下 部的制动主管、空气分配阀、制动缸等部件和装在走行部内的基础制动装置（制动梁、闸瓦等）组成。为保证单独停放时不致溜动，车辆上还装有手制动装置。 车辆设备是车辆上为

17、客货运输服务的附加设施，随车辆类型而异。如客车的照明设备、供电设备、空气调节设备、采暖设备、卫生设备等，保温车上的制冷装置、发电机组，货车上的床板托、栓马环、绳栓、柱插以及供调车人员使用的脚蹬、扶手等。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/233铁路车辆的主要技术经济指标铁路车辆的主要技术经济指标 包括载重、自重、轴数、轴重、每延米重量、内外部尺寸、车体比容、单位地板面积等。 载重指正常情况下车辆允许装运的最大重量。 自重指车辆自身的重量。载重 与自重之和为总重。对于客车和某些货车来说，在总重中还包括水、冰、燃料、食品、卧具等的重量，即整备品重

18、量。总重除以轴数所得的商称为轴重，除以车辆全长所得的商称为每延米重量。 外部尺寸指车辆外廓的长、宽、高最大尺寸，其中长度是指两端车钩连结线间的距离，又称车辆全长。 内部尺寸指货位内廓的长、宽、 高最小尺寸。车体比容和单位地板面积分别指车体装货容积和地板面积对于载重的比。车辆尺寸取决于运输需要，同时受铁路限界的限制。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/244检修运用检修运用 车辆在使用寿命期中要进行检修。中国铁路实行厂修、段修、辅修和轴检四级定期检修的制度，并辅以列车检查和摘车临修等日常维修，以保证车辆的良好状态。为便于识别车辆的配属关系和使用

19、，在车辆上涂有各种标记。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/25第四节第四节 铁路运营组织铁路运营组织 铁路运输生产是以列车装 载旅客和货物，沿着铁路线路运行，从而实现旅客和货物的位移。因此，有关旅客和货物的位移以及机车、车辆和列车的移动，都属于铁路运营活动。为安排、组织 铁路运营活动所进行的各种工作，统称为铁路运营工作，在中国又称为铁路运输组织工作。 铁路运营工作是综合运用线路、车站、机车、客车、货车、通信信号等各 种运输技术设备，统筹协调各个专业部门和各个生产环节的关系，完成铁路旅客运输和铁路货物运输任务。 SHANGHAIMARITIM

20、EUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/261铁路运营包括的主要内容铁路运营包括的主要内容 世界各国铁路的技术设备、运营特点、经营方针互有差异，但运营工作的内容基本相同，一般都包括三个方面。（1）铁路旅客运输（2）铁路货物运输（3）铁路行车SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/272铁路运营的任务铁路运营的任务（1）安全、迅速、准确、便 利、经济地组织旅客运输和货物运输；（2）充分发挥各种运输技术设备的效能,加速机车、车辆周转,合理使用区段通过能力，保证完成规定的运输任务和掌握增长的 客货运量；（3）保证运输生产流程的连续衔接

21、和运输生产活动的不间断进行；（4）为改进旧的、设计新的运输技术设备提出运营要求及其合理布置方案，特别是车站和铁路枢纽的总体布置和设计。 SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/283有关运营理论有关运营理论 各国铁路在长期运营实践中逐步形成了铁路运营理论。日本和欧美等国铁路的运营管理理论，主要包括客运管理、货运管理和行车管理等方面 中国把铁路运营理论称为铁路运输 组织理论，包括铁路行车组织、铁路货物运输组织、铁路旅客运输组织、车站和枢纽总体设计等。 铁路运营理论，作为一门科学，旨在研究铁路运输生产活动的合理 组织和科学管理。 铁路运营理论的发展趋

22、势是借助电子计算技术和系统工程理论等现代科学技术成就，力求对铁路运营活动进行定量的、动态的、系统最优的研究，制定相应的数学模型，为实现铁路运营工作的最优 化和逐步实现铁路运营工作综合自动化提供理论依据。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/29第五节第五节 铁路机车车辆运用指标铁路机车车辆运用指标一、货车运用指标货车运用指标由数量指标和质量指标两部分组成。u数量指标可以从货车运用的装、卸、排等数量方面进行反映；u质量指标则可以由货车运用效率进行反映。 从时间上考核货车运用效率的指标为货车周转时间货车周转时间和货车日车公里货车日车公里等； 从载重

23、力利用方面考核货车运用效率的指标有货车平均静载重、货车平货车平均静载重、货车平均动载重和货车载重力利用率均动载重和货车载重力利用率等； 此外,还有货车日产量货车日产量这一项综合反映货车运用效率的指标。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/301. 货车载质量及载重力利用率（1）货车静载重：货车从装车车站出发时的平均载荷（2）重车动载重：重车在整个运行途中的平均载荷（3）运用车动载重：每一运用货车 ( 包括重车和空车 ) 车公里所完成的货物吨公里数（4）货车载重力利用率：净载重/标记载重SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事

24、大学上海海事大学http:/31 2. 货车工作量铁路货车运用工作的基本内容 , 就是将货车送往货物发送车站装车 , 然后将重车编入列车按规定径路运行,送至货物到达站卸车,卸后空车再送往装车,不断循环。每完成 次作业循环,铁路就算完成了一个工作量,而该辆货车就算完成了一次周转。这样,货车工作量实际上就是在一定时期内,全路、铁路局运用货车完成的货车周转次数,在数值上,可以用每昼夜新产生的重车数u来代表,就全路而言,工作量是指全路的使用车数u使，即：而铁路局的工作量则应等于使用车数与接入重车数之和使uu SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/323

25、. 使用车数使用车数用装车数与增加使用车数之和表示，即：增加使用车数是指不按装车数统计的使用车数 , 它包括 : 中转零担货物的装车 , 运用重车途中倒装而增加的装车,装运铁路货车用具的整车装车；新线、地方铁路分界站向新线、地方铁路的装车,以及由新线、地方铁路接入重车到达新线、地方铁路分界站的卸车,计算增加使用车和增加卸车各一辆使用车数按去向和车种别确定。其中, 装车数根据批准的要车计划产生的装车货源数据库生成,增加使用车系参照车站实际统计资料确定使用车按其去向可分为自装自卸和自装交出两部分,即 :SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/33 4

26、货车走行公里（1) 重车走行公里 重车走行公里是指运用货车在重状态下所走行的公里数。在数值上, 它等于不同走行公里重车数与相应的走行公里数乘积之和。（2) 空车走行公里 空车走行公里是指运用货车在空状态下所走行的公里数。在数值上,它等于不同走行公里空车数与相应的走行公里数乘积之和。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/34（3) 运用车走行公里 运用车走行公里是指运用车在重状态和空状态下所走行的公里数。在数值上它等于重车走行公里与空车走行公里之和。（4) 空车走行率 空车走行率是指空车走行公里与重车走行公里的比值。（5) 管内工作车和移交车走行

27、公里SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/355. 货车周转时间及相关指标 （1) 货车周转时间货车周转时间是指货车每完成一个工作量平均消耗的时间( 车辆日 )。因而对于全路来说,货车周转时间是指货车从第一次装车完了时起,至下一次装车完了时止,所平均消耗的时间；对于铁路局来说,货车周转时间是指货车从第一次装车完了或接重时起,至下一次装车完了或接重时止,在铁路局管内消耗的时间。货车周转时间可采用车辆相关法和时间相关法两种方法计算。假设全路每天装车7万辆,货车周转时间为3d,为了保证每天完成7 万辆的装车任务,则共需运用车的数量为:73=21万辆。

28、由此可见,运用车数 (N), 工作量 (u)及货车周转时间 () 三者之间的关系可以用下式表示 :车辆相关法： N= u (=N/u)SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/36 时间相关法： 货车完成一个周转所消耗的时间可分为以下 3 个部分 : 在各区段的旅行时间 (T旅 ); 在各技术站进行中转作业的停留时间 (T技 ); 在货物装卸站的停留时间 (T货 ) 。因此,按时间组成因素计算,货车周转时间可用下式表示 :SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/376 货车日车公里和货车日产量 7运用车保有量 SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/38二、客车运用指标1. 旅客列车车底周转时间 旅客列车车底周转时间( 简称车底周转时间或车列周转时间),是指为了开行运行图中某一对旅客列车的车底,从第一次由配属站发出之时起,至下一次再由配属站发出之时 止,所经过的全部时间。SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY上海海事大学上海海事大学http:/39 2. 旅客列车速度指标 旅客列车速度指标包括技术速度、旅行速度(也可称之为区段速度