第六章铁路运输能力加强

第五篇铁路运输能力计算与加强第一章概述第二章铁路区间通过能力计算第三章铁路车站通过能力计算第四章铁路车站改编能力计算第五章车站客货设施能力计算第六章铁路运输能力的加强第六章铁路运输能力加强第一节概述第二节提高列车重量第三节增加行车密度第四节提高行车速度第五节铁路运输能力的综合加强第六节加强通过能力方案的技术经济比较第一节概述一、现有通过能力与需要通过能力的确定二、加强通过能力的途径三、运量适应图一、现有通过能力与需要通过能力的确定1.现有通过能力一、现有通过能力与需要通过能力的确定2.需要通过能力)1)((备快货快货摘挂摘挂客客货需nnnnn)(365列总需波货QGKn客客波客365AKn一、现有通过能力与需要通过能力的确定2.需要通过能力后备系数是根据铁路运输需要保有一定后备能力而规定的参数，铁路保持适当的后备能力，主要是为了适应日常货流波动以及进行运行调整、线路和供电设备施工等方面的需要。因此，后备系数应根据各铁路方向的具体情况加以规定，一般单线可取0.20，双线可取0.15。一、现有通过能力与需要通过能力的确定为了醒目起见，可以根据现有通过能力和需要通过能力的资料，绘制现有通过能力与需要通过能力比较图，如图5—6—1所示。利用这一比较图，可以明显地看出通过能力是否需要加强以及需要加强的数量。图5—6—1一、现有通过能力与需要通过能力的确定3.通过能力铁路通过能力可以用列车对数表示，也可以用运送的货物吨数表示。用货物吨数表示时，铁路货运方向一年内所能实现的通过能力可按下式求得（不包括摘挂列车及快运货物列车运送的货物吨数）：)/t(365365)1(年波总能货波总快货快货摘挂摘挂客客备能KQnKQnnnnG二、加强通过能力的途径提高铁路通过能力就是为了增加G能，所以加强通过能力可有如下三个途径：1.提高列车平均牵引总重及平均载重系数（1）采用大型货车，改善车辆构造；（2）采用补机推送，实行多机牵引，开行组合列车和重载列车等；（3）降低限制坡度。二、加强通过能力的途径2.增加行车密度，即增加行车量（1）压缩列车运行图周期以提高平行运行图通过能力。要压缩T周，则需：①提高列车运行速度（例如实行多机牵引、提高线路质量等）；②缩短限制区间长度（如增设会让站、线路所，在限制区间修建双线插入段，部分区间修建双线或全段修建双线等）；③减少车站间隔时间（如改建信、联、闭设备）；④采用特殊类型运行图等。（2）减少扣除系数，这主要是通过改善列车运行图的铺画方法来达到。二、加强通过能力的途径3．同时增加列车重量和行车量属于这类措施的有：采用内燃牵引和电力牵引，采用大型机车等。二、加强通过能力的途径加强铁路通过能力的措施多种多样，归纳起来可划分为技术组织措施和改建措施两大类。凡是用改进行车组织方法，或只需用少量投资，就能使通过能力达到需要水平的加强措施，均属技术组织措施。凡是需要国家大量投资，通过改建或新建铁路技术设备来加强铁路通过能力的措施，均属改建措施。二、加强通过能力的途径在选择加强通过能力的措施时，需要考虑和研究如下一系列因素：（1）国家对铁路建设所采取的技术政策；（2）该方向和区段在铁路网中的地位和作用；（3）该方向和区段现有技术设备的状况和特点；（4）国家生产力发展的远景（决定采用何种新技术及取得某些必需物资的实际可能性）；（5）货流增长的速度；（6）为节约国家投资，分阶段加强通过能力的步骤；（7）实施各种措施的技术经济效果。三、运量适应图为了便于寻求按运量需要的各种可能的加强方案，最简便的办法就是根据运量逐年增长的情况和采取各种措施所能实现的能力绘制运量适应图（见图5—6—2）。借助运量适应图，可以根据运量逐年增长的需要，选择出若干可能的加强通过能力方案，以及确定由一种加强措施过渡到另一种加强措施的最后期限。图5—6—25-6-2三、运量适应图应该指出，铁路各项技术装备的有关参数是相互关联的。在选择加强通过能力措施时，特别是涉及提高列车重量与运行速度时，必须注意到设备的配套问题。为了避免车站、机务、给水、供电等设备的能力与区间通过能力不相协调，在加强区间通过能力时，必须考虑其他设备的现状，找出其限制因素和薄弱环节，采取相应的加强措施来提高其通过能力，使之与区间通过能力相适应，以发挥最大的投资效果。第二节提高列车重量一、提高列车重量的效果及列车重量标准二、划一重量标准和差别重量标准三、牵引动力现代化四、采用大型货车、增加轴重和强化轨道结构、提高承载能力五、组织重载运输一、提高列车重量的效果及列车重量标准在货物周转量相同的条件下，提高货物列车重量的效果，表现在如下几个方面：（1）增加以吨数计的铁路通过能力；（2）减少开行的货物列车数，从而减少在区段内的会让次数，有助于提高货物列车的旅行速度：（3）减少机车使用台数和能源消耗；（4）减少车站到发线的需要数量，并可减轻技术站的工作；（5）降低运输成本。一、提高列车重量的效果及列车重量标准当线路的平纵断面不改变、货流和车流结构一定时，货物列车牵引重量主要受机车类型（机车牵引力）和站线有效长度的制约。如按一定类型机车的牵引力规定列车重量标准，可以保证机车得到最好的利用，但也可能使到发线长度未能充分利用，还可能因此而增加了行车量；如按站线长度和列车每延米平均重量来确定列车重量标准，可以保证有最小的行车量，但这种列车并不是总能选到最合适功率的机车来牵引的。一、提高列车重量的效果及列车重量标准在机车类型和站线长度已定的条件下，对所有牵引方式来说，充分利用机车牵引力所能达到的最大货物列车重量也就是最有利的列车重量标准。如果要求在选择列车重量的同时选定机车类型和站线长度，则需用换算总费用最小的方法来研究最有利列车重量和最佳站线长度相互匹配问题。这一研究计算表明，最有利的站线长度为850～1050m。在大多数情况下，提高列车重量同时延长站线和加强牵引力应是加强单线铁路通过能力最初阶段应采取的措施。只有当现有站线有效长度已是850m，而货流又足够大时，才采用部分区间双线或修建双线的加强措施。二、划一重量标准和差别重量标准为实现划一重量标准，常常需采取提高限制区段列车重量的技术组织措施，甚至改建措施，其中主要有：利用动能闯坡，组织超轴牵引；在限制列车重量的区间采用补机；在限制列车重量的区段采用多机牵引；在限制列车重量区段采用大功率机车等这些措施有时需结合使用。二、划一重量标准和差别重量标准1．利用动能闯坡货物列车牵引重量，是按机车在牵引区段内最困难的上坡道上以计算速度作等速运行的条件计算的。用来计算牵引重量的上坡道的坡度，称为计算坡度或限制坡度。为了提高列车重量，在丘陵地区纵断面起伏较大的线路上，有时规定列车在进入计算坡道的区间前不停车通过车站，以便列车在大于计算重量的条件下，利用动能闯过计算坡道而不致使列车速度降低到计算速度以下。此方法只宜作为提高列车重量的一种过渡措施或辅助措施。二、划一重量标准和差别重量标准2．采用补机采用补机是提高列车重量和统一方向列车重量标准的有效措施。（图5—6—3）在地形变化较大的线路上（如陡坡地段长而集中），采用补机来加强通过能力，是一种经济有效的措施。采用补机来加强通过能力时，由于补机的换挂和折返，对以列数计的通过能力有不利影响。在全区间使用朴机时，补机原则上应附挂反向列车折返，以减少单独放行补机对区间通过能力的影响，如图5—6—4所示。图5—6—3图5—6—4二、划一重量标准和差别重量标准2．采用补机补机在区间的一个地段推进并从区间中途折返时，如果t补t列（见图5—6—5a），对通过能力没有影响；如果t补t列（见图5—6—5b），则对通过能力有不利影响。当限制列车重量的陡坡区间比较集中时，采用补机推送一般是有利的。但当一个区段内的陡坡区间较多且较分散时，使用补机需要多次换挂，列车运行组织工作非常复杂，就不如在全区段采用双机牵引了。图5—6—55-6-5二、划一重量标准和差别重量标准3．采用多机牵引多机牵引能够显著提高铁路运输能力，在电气化铁道及内燃牵引的铁路线上采用较为广泛；蒸汽机车一般限于双机牵引，通常在陡坡区间分散，不宜采用推送补机的区段采用，以达到划一列车重量标准的目的。二、划一重量标准和差别重量标准3．采用多机牵引多机牵引可采用如下两种形式：（1）重联牵引。（2）多列合并。两列或三列列车不加任何改编而合并运行，后一列车的机车与前一列车尾部相连结，即所谓组合列车。开行组合列车既可作为提高列车重量的措施，又可作为快速疏散因施工“天窗”所积压列车的临时措施。采用多机牵引方案作为过渡措施是很有效的。特别是在单线区段，由于会车次数将与行车量的平方成比例地增减，部分列车实行双机牵引可以取得更好的效果。二、划一重量标准和差别重量标准4．采用大功率机车采用大功率机车的效果和采用双机牵引相比，除能达到同样目的外，且可获得节省机车台数和机车乘务组需要数的效果。二、划一重量标准和差别重量标准除划一重量标准外，有时还采用如下几种差别重量标准：（1）区间差别重量标准。（2）区段差别重量标准。（3）平行重量标准。三、牵引动力现代化牵引动力现代化是铁路现代化的中心环节，其主要标志为发展电力、内燃牵引，逐步取代蒸汽牵引。通过牵引动力改革、依靠科技进步来大幅度增加铁路运输能力，是提高运输效率和经济效益的最佳策略。三、牵引动力现代化铁路电气化改造，是提高铁路运输能力的最有效的方法之一。电力牵引的主要优点在于：（1）电力机车牵引力大、速度高，并可取消机车上水、清炉、烧汽等停站时间以及缩短机车在技术站上的技术作业时间。（2）节约能源。（3）改善乘务组劳动条件和增加行车安全。（4）与蒸汽机车比较，不受冬季气候条件的影响，整备简单，几乎经常处于整备妥当状态，运用上有高度的可靠性。（5）技术经济效果好，投资回收期短。三、牵引动力现代化和蒸汽牵引相比较，内燃牵引具有下列主要优点：（1）可以增加列车重量、提高通过能力。（2）内燃机车的热效率比蒸汽机车高4倍左右，减少了铁路所需燃料的运输量；内燃机车无需上水、清炉等作业，用水量很少，整备距离延长，可以实行长交路轮乘制，改善机车运用。（3）内燃机车操纵方便，可以多节重联集中控制，不怕严寒，乘务组工作条件较好。（4）粘着重量大、低速时牵引力大，特别适宜用于车站调车工作。（5）适应性强，见效快。三、牵引动力现代化电力机车热效率高、功率大、制动性能好、运能大、成本低、污染小，是理想的牵引方式，应该大力发展。作为应急措施，可以采用内燃牵引进行电化前的过渡。电气化铁路的摘挂列车、枢纽内的调小机车因需去专用线进行取送车辆的调车作业，也应采用内燃牵引。对于缺煤少水，运量不大的边远地区，以及需要防火的森林线也以采用内燃牵引为宜。四、采用大型货车、增加轴重和强化轨道结构、提高承载能力列车重量是根据铁路固定设备的质量（线路平纵断面，结构强度，站线有效长等），移动设备的数量和质量（机车的功率、制动力，货车每延米重量、车钩强度、制动系统功率等），以及运输组织方法等多种因素综合确定的。在线路平纵断面确定不变的前提下，机车功率配备、站线有效长度和货车每延米平均重量三者互相匹配，才能求得最佳列车重量标准。（表5—6—1）为了在既有线上大幅度提高货物列车重量，应大力发展和采用大型货车。表5—6—1四、采用大型货车、增加轴重和强化轨道结构、提高承载能力发展大型货车的可行办法可有两种：增加轴数：可在不增加轴重的前提下提高载重量，并大幅度提高每延米重量以增加运能。但多轴车重心偏高，结构复杂，检修困难，且不宜使用铁鞋制动，与货物站台及翻车机高度不配套，不切实用。增加轴重：提高4轴货车轴重，由目前的21t提高到23t或25t，结构简单，车辆本身技术问题较易解决，制造和维修所需条件也较易实现，卸车和计量设备也能适应，因而较为可行，比较理想的是制造轴重25t的四轴货车。四、采用大型货车、增加轴重和强化