1、铁路行车专业知识铁路行车专业知识目录v一、铁路行车组织概念v二、运输能力 v三、列车牵引计算及机车车辆v四、重载运输v五、高速铁路v六、信息化在铁路运输中的应用 一、铁路行车组织概念v铁路行车组织是铁路运输生产组织最核心组成部分，是综合运用各种运输设备、组织运输生产的技术业务。一、铁路行车组织概念v铁路行车组织通过采用先进的运营组织方法，密切铁路内部各部门和铁路外部各企业间的协作，建立正常稳定的运输生产秩序，安全、正点、优质、高效地完成运输任务。一、铁路行车组织概念v铁路运输生产是以列车方式进行的。凡是与列车运行、机车和车列移动有关的各项活动，都属于行车组织的范围。具体来说，行车组织工作主要有
2、：车流组织、列车运行图的编制、通过能力的加强、运输计划的编制（还有日常运输生产的调度指挥，列车到达、出发的技术作业，车列的解体、编组和车辆的摘挂、取送作业等等）。一、铁路行车组织概念v我们铁路设计院的行车组织，主要是研究设备的能力，也即是综合运用各种运输设备，采用先进的可行的行车组织方法及规定的技术作业过程，所能达到的运输能力。主要工作有车流组织；确定设备的规模及其能力等；运用运筹学、列车牵引计算学，解决有关铁路设计中的问题等。二、运输能力v铁路运输能力包括通过能力和输送能力。v1、通过能力v铁路通过能力是指每一铁路线路或区段，根据现有（或设计）的固定设备，在一定类型的机车、车辆和行车组织方法
3、的条件下，于单位时间内(一昼夜或一小时)所能通过的最大列车数(以列或对计)。二、运输能力v设计的通过能力计算：这一工作是在已确定的平纵断面之后进行，对线路设计的方案进行能力检算。v 平行运行图通过能力(平图能力)v 单线、半自动闭塞：其能力随控制区间会车方式而异。基本计算公式为：1、通过能力二、运输能力v v 平行运行图通过能力(平图能力)v双线、半自闭塞 v 双线自动闭塞v对电气化铁路，须预留接触网检修的天窗时分。N=周T1440=连t1440(列)N=周T1440=追I1440(列)1、通过能力二、运输能力v 1、通过能力v 非平行运行图通过能力(非平图能力)v 客货共线铁路非平图能力计算
4、，是在平图能力基础上，根据旅客、快运、摘挂等列车的扣除系数，对非平图能力进行近似计算。非平图能力的计算公式为：vn货=N平-客n客-(快-1)n快-(摘-1)n摘 n使=n货K 二、运输能力v 1、通过能力v 扣除系数概念v 扣除系数是以一种列车(常规铁路一般为货车、高速铁路一般为高速直达客车)占用能力为标准，确定其它列车与该标准列车在能力占用上的当量关系。二、运输能力 1、通过能力v 扣除系数概念v影响因素：扣除系数的大小与一系列因素有关，其中主要有：v 区间不均等程度；v列车的运行速度、数量及其在运行图上的铺画位置；v各种列车的停站次数及停站时间。v一般在计算时采用铁运函1990286号文
5、选取相应的扣除系数v在合蚌客运专线设计中，我们根据有限的运行图资料，进行分析、研究、计算。二、运输能力v2、输送能力v铁路输送能力是指每一铁路一个方向或两个方向，于一年内所能输送的最大货流量，即货物净重吨数(以万吨计)。v铁路输送能力的大小，是以铁路区间通过能力为基础，以动力(机车)的运送能力为保证，还与货流结构(种类)、货物列车重量及行车组织方法等因素密切相关。二、运输能力v 2、输送能力v一般计算公式：v式中：波动系数，设计采用在1间；v 净重系数，一般用空率计算，空率在015%间。v可见上述两系数对计算的结果有一定的影响。输=快摘摘摘摘快快客客储平NN)NN(N1N410G365波净 波
6、 净 二、运输能力v3、需要能力v铁路需要通过能力是指：根据预测的客货运量测算的通过能力(含能力储备)。v该能力一般是以平行运行图的货物列车对数表示。二、运输能力v3、需要能力v 需要能力的计算：v 据预测运量计算货物列车对数(列数)vv 据列车对数计算需要通过能力N需=(N货+N空+客N客+摘N摘+快N快)(1+储)N货=净波G365104-(摘N摘+N快)二、运输能力v4、铁路枢纽有关作业量的确定v在进行枢纽、编组站的设计、研究时，首先要确定其作业量，再确定或检算其固定设备规模。v 车流组织 v为确定其工作量，先进行本枢纽与相邻枢纽编组分工的研究，这是行车组织核心工作之一，通过调查研究、收
7、集资料、分析计算，运用运筹学原理，确定列车开行的原则，即列车编组计划。二、运输能力v 4、铁路枢纽有关作业量的确定v 作业量的计算v据枢纽的预测运量及编组计划进行分析、计算，得出各年度的有、无调列数、辆数（如下页所示），绘制列流图并提出设备规模。这是站场等专业设计的依据之一，也是对设备能力检算的基础。年度：2030 阜阳北站作业量表方向别到达出发解编辆数无调辆数办理车数无调比有调（解体）无调（通过）有调（编组）无调（通过）列数辆数列数辆数列数辆数列数辆数重车空车计重车空车计重车空车计重车空车计潘集西231328421370102523786302213071307116936932677132
8、3商丘27156615664830243024362056142070391892331252036365544青龙山1799799731195301953211210391249271701170122463654漯河156586581365006501232518350816080080011661450淮滨34194593203819119711971810301030352205220530683402六安8260523124602898289810438438442772027727505670枢纽184104088180000188180818000016360合计14271645
9、957759167587944731035213771842367420172585948321069115179210433622258.1%二、运输能力v5、枢纽(车站)能力检算v站场专业一般需提交1/2000平面图，进行能力检算，当能力不满足要求，须修改设计并重新检算。v 咽喉道岔通过能力v利用率：v通过能力：v 到发线(到达场、出发场、到发场)能力计算，和上列计算公式基本相似K=)r1)(t1440(t咽空固固总T N=nKnKnKn中发接摘=N接+N发+N中+n摘 二、运输能力v 5、枢纽(车站)能力检算v 驼峰改编能力v 单推单溜：v 还有双推单溜、双推双溜能力计算基本相似。v 峰
10、尾牵出线编组能力v基本计算公式：摘编妨整备固机编ntttMN)1)(1440()(1440)1(列单解占整备固空单解LttN二、运输能力v上述能力还有一个适应性的问题，对我们设计单位，要求设计的通过能力要大于或等于需要能力；设计的输送能力需大于或等于预测的客、货运量（同理，驼峰能力要大于或等于其作业量）。三、列车牵引计算及机车车辆 v （一）列车牵引计算v列车牵引计算是一门应用科学，是研究牵引力、阻力、制动力、坡度、距离、时间、速度间的关系。v从运输能力分析计算中可以看出，各种运行时分，间隔时间及列车重量的确定，都需要列车牵引计算的结果。三、列车牵引计算及机车车辆v （一）列车牵引计算v 列车
11、牵引计算在铁路设计中的主要应用有：v 1、列车牵引质量的确定及线路通过能力、车站作业能力的检算；v 2、设计方案比选(运营费计算)及区间通过信号机的布置；v 3、列车制动计算（制动距离检算）及功能闯坡检算；三、列车牵引计算及机车车辆v （一）列车牵引计算v列车牵引计算在铁路设计中的主要应用有：v4、能耗计算及电机发热检查；v5、避难线设置及驼峰设计检查等等。v熟悉列车运行的操作方法(行车专业是设计院的火车司机)，了解机车、车辆的有关牵引、制动的各种数据、性能、资料等，是行车专业的基本功。三、列车牵引计算及机车车辆v（二）机车v机车近年发展很快，并逐步向大功率发展。现介绍一种较先进的和谐型机车：
12、三、列车牵引计算及机车车辆v（二）机车v和谐型机车为国产大功率交流传动电力机车，它将成为我国铁路货运重载、快捷运输的主型机车。“和谐”型机车是目前我国技术水平最高、单机功率最大、时速最快的货运电力机车。在铁路一级线路上单机可牵引5000吨，最高时速可达到120公里。由大连厂生产。三、列车牵引计算及机车车辆v（二）机车v牵引种类、机车类型，也是铁路设计中首先要解决的重要问题之一，这需要多专业的通力合作，综合比较确定。从行车专业角度要对牵引种类、机车类型提出一个初步意见，供总体下达设计任务，以开展设计工作。三、列车牵引计算及机车车辆v（三）车辆v1、货车v铁道部通过对全路车辆进行普查，于1987年
13、以铁基1987498号文“关于1995年和2000年设计年度各车型百分比及有关数据的通知”将有关货车数据列出，供设计使用。在设计中要结合具体情况灵活运用，因铁道部已多年未提供新的数据。三、列车牵引计算及机车车辆v （三）车辆v 1、货车v 改革开放以来我国车辆工业的发展突飞猛进。重点研发、设计、制造了各种使用车辆，以满足铁路对货车重载、提速、安全的要求。走行部实现了滚动轴承化，广泛使用16、17号车钩，大量采用合金材料，延长了车辆使用寿命。三、列车牵引计算及机车车辆v （三）车辆v 1、货车v 下面介绍一种在大秦铁路为实现单元式重载列车使用的运煤专用敞车。vC76型25t轴重新型运煤敞车是适用
14、于我国标准轨距的一端装有自动车钩的运煤敞车，适应2万吨重载单元列车运输要求。该车可与相适应的港口码头拨车机、定位机和翻车机配套使用，可实现不摘钩连续装卸。三、列车牵引计算及机车车辆vC76主要技术参数主要技术参数：v我国已开始使用的还有C80型载重为80t的铝合金运煤敞车。轨距轨距(mm)1435自重自重(t)25 载重载重(t)75 车辆长度车辆长度(mm)12000 车辆最大高度（车辆最大高度（mm）3604（3592）车辆最大宽度（车辆最大宽度（mm）3184 容积（容积（m3）81.8 商业运行速度商业运行速度(km/h)100 三、列车牵引计算及机车车辆v （三）车辆v2、客车v客车
15、车底目前普遍采用25B、25G、25T、25E等型。v内燃动车组有运行在沪宁线上的“新曙光”号；电动车组有运行在京沈快速客运通道的“中华华星”及运行在广深线的“蓝箭”等。v虽然我国目前运行的动车组型号较多，但都未能定型。三、列车牵引计算及机车车辆v （三）车辆v 2、客车v 对我们设计来说，只能采用铁运函2006402号文“关于印发时速200和300公里动车组主要技术条件的通知”中的资料进行。目前上海局使用的是CRH2（川琦），运营速度有200km/h及300km/h两种，由四方厂生产。三、列车牵引计算及机车车辆v （三）车辆v3、车辆制动装置v列车制动就是人为地制止列车的运动，包括使它减速，
16、不加速或停止运行。列车制动检算是铁路设计非常重要的工作。v目前，铁路车辆采用的制动方式，最普遍的是闸瓦制动，此外尚有盘形制动、电磁轨道制动（利用装配转向架上的制动电磁铁，需要制动时，通电励磁后吸压到钢轨上，摩擦制动）等等（现机车上多有电阻制动等）。四、重载运输v 1、概述v重载运输是指在先进的铁路技术装备条件下，扩大列车编组，提高列车重量的运输方式。由于重载运输对铁路线路、机车车辆、行车组织等方方面面的要求比较高，正因为如此，重载运输才算得上未来铁路发展的方向之一。四、重载运输v2、铁路重载运输模式：v按重裁列车的作业组织方法区分，铁路重载运输有以下三种模式：v（1）单元式重载列车是把大功率机
17、车双机或多机与一定编成辆数的同类专用货车固定组成一个运输“单元”，并以此作为运营计费的单位。四、重载运输v 2、铁路重载运输模式：v（2）组合式重载列车是由两列及其以上同方向运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列车。机车分别挂于各自的货物列车首部，由最前方货物列车的机车担任本务机车，运行至前方某一技术站或终到站后，分解为普通货物列车。四、重载运输v 2、铁路重载运输模式：v（3）整列式重载列车是由大功率单机或多机重联牵引，列车由不同型式和载重的货物车辆混合编组，达到规定重载标准（牵引重量达到5000吨及其以上）的列车。目前，我国繁忙干线上开行的重载列车主要为这种模式。四、重载运输v 3、我国
18、重载运输现状v经过多年的研究，重载列车的多机重联控制技术、制动装备和技术、车钩强度和缓冲能力等，都得到全面提高和加强。重载列车的开行提高了线路运输能力和运输效率。大秦线、2002年运量达到亿t，2004年达到亿t、2005年亿t、2006年计划达到亿t。四、重载运输v4、重载列车开行的技术条件v（1）重载列车对到发线有效长的要求v到发线有效长是重载运输的重要技术条件，直接关系到重载线路的列车质量。v（2）重载列车对机车车辆的要求v重载列车与大功率牵引动力和大轴重大容量车辆是紧密联系的。据铁道部机车车辆装备现代化的发展要求，要重点发展单机牵引5000t，速度120km/h的内燃、电力机车。加快生
19、产轴重23t和25t、载重70t和80t、运行速度120km/h的缩短型车辆。四、重载运输v5、我国铁路重载运输发展规划v根据我国未来经济社会发展和大宗货物流向特点，在流量大、流向集中地区，结合新线建设和既有线改道，建设重载运输通道，合理布局重载运输网络，起止点应选择在大宗物资集散地，如煤炭生产基和港口等。四、重载运输v5、我国铁路重载运输发展规划v根据中长期铁路网规划，南北重载运输通道主要有津沪、京广、京哈、京九、华东二通道等；东西重载运输通道主要有：大秦、神朔黄、陇海、沿江通道(襄樊武汉九江合肥南京)等。这将极大缓解铁路货物运输紧张局面，保证国家重点物资运输畅通，提升铁路运输能力。五、高速
20、铁路 v高速铁路和重载运输，都是当今铁路现代化的标志。v1、高速铁路的基本概念v国际上根据铁路线路允许运行的最高时速作以下划分：v普通铁路160km/h以下；v快速铁路160200km/h；v高速铁路200 km/h（既有线改建），250 km/h（新建线）。五、高速铁路v 1、高速铁路的基本概念v1986年国际铁路联盟认为高速铁路的最高速度至少应达到200km/h。v目前，通常认为：速度在140 km/h以下为常速铁路；140 km/h200 km/h为准高速铁路；200km/h400 km/h为高速铁路；400 km/h以上为超高速铁路。五、高速铁路v 2、高速铁路的运输模式v（1）既有线
21、与高速线的分工v目前，我国高速线多沿既有线修建。基本思路是要最有效地利用高速线与既有线的能力，谋求最佳的经济效益。有效的办法是实施客货分线，即高速线运行速度较高的旅客列车；既有线运行货物列车及速度较低的旅客列车，腾出的运行线可增开货物列车，以扩大货运能力及减少货物送达时间。五、高速铁路v 2、高速铁路的运输模式v（2)高速线的运输组织模式v 运输组织一般有三种方式：v一是跨线列车进入高速线按中速行驶，高速直通列车跑高速，称为“中速车上线”模式。v二是跨线列车不进入高速线，旅客在接轨站换乘高速列车，高速线只跑高速列车，称为“跨线换乘”模式。v三是高速线只跑高速列车，为了不使跨线旅客在接轨站换乘，
22、高速列车下线运行在邻接线跑中速，称为“高速车下线”模式。五、高速铁路v2、高速铁路的运输模式v运输模式是高速铁路设计的出发点和运营的落脚点。目前我国高速线的运输模式主要采用“中速车上线”方式。五、高速铁路v 2、高速铁路的速度目标值v（1）概述v高速铁路速度目标值的确定，是一个综合各项技术与政策的复杂系统工程，与建设模式（修建新线或旧线改建）和运输模式密切相关。速度目标值不仅体现了一个国家铁路的技术水平，也反映了该国总体的科技能力。在不同速度匹配下，所采用的各种技术设备，应使其技术上适用可行，经济上合理有利，运用上安全可靠，以满足运输的需求并取得较好的运营与社会效益。五、高速铁路v 2、高速铁
23、路的速度目标值v （1）概述v 建设高速铁路，其速度的高低关系到各项技术指标及政策。还有各项技术设备的攻关、开发、研制、设计施工及拟定运用方案，都须依确定的速度目标值来进行。因此，速度目标值的确定，是建设高速铁路首先要解决的问题之一。五、高速铁路v 2、高速铁路的速度目标值v(2)速度目标值的选择v选择速度目标值首先要分析、研究、计算高速铁路在多长距离、多高速度下与公路（小汽车、长途汽车）和航空相比，在节省总旅行时间上才能处于有利地位。v从投入产出和成本效果的比较，一般认为目前大部分主要铁路干线上最经济合理的最高速度为250300 km/h，这样可以获得盈利。五、高速铁路v3、客运专线(高速铁
24、路)能力计算v在新建时速200250公里客运专线铁路设计暂行规定中说到“不同速度目标值客运专线通过能力计算原理基本相同。其区间通过能力计算可参照暂行规定进行。”v高速铁路的通过能力主要受运输模式、列车种类、速度、停站、运行图铺画方式、站间距离、天窗设置等设备和运营因素的影响。五、高速铁路v3、客运专线(高速铁路)能力计算v 一般高速铁路的通过能力利用有如下特点：v(1)昼夜能力利用的不均衡性v 这同常规铁路力求组织均衡运输，充分利用区间通过能力的运营要求有较大不同。v(2)理论计算能力与实际可利用能力差距较大。v 尽管在运行图上铺画较多的运行线，而实际上各线由于所处的时间段不同，它所能吸引并完
25、成的旅客输送量都大不相同。v(3)客车停站及其起停车 附加时分影响的放大。五、高速铁路v3、客运专线(高速铁路)能力计算v如上所述可以看到，高速铁路能力计算具有一定的复杂性和某种不确定性。我们在合蚌客运专线设计中，根据本线情况，参照暂行规定，计算了不同速度等级列车混运条件下的区段通过能力。六、信息化在铁路运输中的应用v铁路信息化是铁路未来发展的战略制高点，是推动技术创新、增强企业核心竞争力的重要标志，是铁路跨越式发展强有力的技术保障，还是提高通过能力、运输效率和服务水平、保障运输安全的重要手段。也为铁路（行车组织）设计带来新的课题。六、信息化在铁路运输中的应用v1、铁路运输管理信息系统（TMI
26、S）v在TMIS建成之前的铁路运输犹如一个“黑洞”，车辆、集装箱和所运货物，一经发出就不容易知道在何处，直到到达目的地后才从“黑洞”中冒出来，这种服务质量远不能满足市场经济的需要。有了TMIS，这种状况得到彻底改变，它可以提供全路车辆、机车、列车、集装箱及所运货物的地点及设备的技术状态，并预见它们的动态变化，从而为铁路系统运输指挥人员提供及时、准确、完整的动态信息和决策方案。六、信息化在铁路运输中的应用v2、列车调度指挥信息系统（TDCS）v列车按运行图运行，这是正常情况，由于受诸多因素的影响，偏离列车运行线的情况时有发生。为维护按图行车，提高运输效率，需要列车调度员不间断地了解列车运行情况，
27、及时采取调整措施，以便使晚点列车尽快恢复正点，并尽量减少对其它列车的影响。但由于列车运行变化纷繁，很难做到制订一个好的运行调整计划，随着行车密度的增大，这种现象会越业越严重。因此，采用新的技术来改善我国铁路调度指挥工作，越来越迫切。六、信息化在铁路运输中的应用v2、列车调度指挥信息系统（TDCS）vTDCS也是利用电子计算机的快速，准确和智能化特点，采用现代信息技术，建立的列车调度指挥系统。vTDCS系统特点，可以归纳为：v调度办公无纸化 流程管理程序化v安全检测智能化 信息交换网络化v计划调整自动化 调度指挥无声化v调度监视图形化 车次追踪实时化六、信息化在铁路运输中的应用v3、新一代调度集
28、中系统（CTC）v铁道部发展计划司于2005年11月发布的铁路“十五”运输设备技术改造规划中指出，“十一五”期间，要全面完成TDCS和CTC建设，初步实现调度指挥智能化。v六、信息化在铁路运输中的应用v3、新一代调度集中系统（CTC）v该系统主要功能为：v日班计划管理，列车运行图生成、下达，列车运行图自动调整，调车计划编制及下达，调车计划自排进路，实际运行图自动描绘，调度命令、行车凭证下达，列车运行监视及车次追踪，接车进路预告及与TDCS、TMIS信息交换等。六、信息化在铁路运输中的应用v4、列车速度控制系统v社会生产的日益增长，要求铁路运输向高速、高效、重载、安全的方向发展，其核心问题就是对
29、列车运行速度的控制问题。随着计算机、传感、仿真等新技术及系统工程学的发展与应用，为发展和完善列车运行速度自动控制系统提供了有利的条件。下面就其发展情况作一简单介绍。六、信息化在铁路运输中的应用v4、列车速度控制系统v（1）ZPW-2000及超速防护系统v在普速情况下，我国现已采用ZPW-2000四显示自动闭塞，因四显示自动闭塞通过信号机具有速度的含义。为保证列车安全，四显示自动闭塞系统必须在机车上安装列车超速防护装置（速度监控装置和自动停车装置）。当列车超过设定的速度而又未得到处置的情况下将自动停车，以防列车尾追相撞。六、信息化在铁路运输中的应用v4、列车速度控制系统v（1）ZPW-2000及
30、超速防护系统v列车超速防护系统是一个重要而复杂的问题。它既要在司机失误情况下能保证列车在安全区域内自动停车，又要给司机一定的自由度，以便司机在保证安全的前提下灵活地驾驶机车。v超速防护方式取决于限速方式，与行车组织设计关系甚大，一般是采用阶梯式限速曲线。六、信息化在铁路运输中的应用v4、列车速度控制系统v（2）CTCS-2v随着列车运行速度的提高，列车制动距离大幅度增加，必需采用更先进的超速防护系统，才能保证高速铁路的高安全和高效益。v国外高速铁路采用的列车速度控制系统有各种制式和不同的名称，如日本的ATC、德国的LZB和法国的TVM。六、信息化在铁路运输中的应用v4、列车速度控制系统v（2）
31、CTCS-2v我国秦沈（秦皇岛沈阳）线是采用法国的TVM430列控系统,其列车最小追踪间隔时间为5min。v京沪高铁设计是采用ETCS2+CTCS2+应答器列控系统,其列车最小追踪间隔时间为3min。六、信息化在铁路运输中的应用v4、列车速度控制系统v（2）CTCS-2v我们院设计的合蚌线是采用CTCS2+应答器列控系统,其列车最小追踪间隔时间为4min。v 在研究 250km/h 试验线中，我们采用一站式限速曲线模式。经分析计算，列车制动距离为6900m，即要保证后续列车在绿灯下运行，其间隔为6个闭塞分区（信号专业据此设置信息码），以保证列车运行安全。六、信息化在铁路运输中的应用v4、列车速
32、度控制系统v我国规划的CTCS3级是基于无线传输信息（采用轨道电路等方式检查列车占用）的列车运行控制系统。六、信息化在铁路运输中的应用v4、列车速度控制系统v（3）ATCSv美国提出的新型的（或先进的）列车控制系统ATCS（Advanced Train Control System），它是以列车为核心，把监测、控制、通信和指挥融为一体的先进的列控系统。该系统能在调度中心与列车之间连续不断地传送信息，保持实时联系，调度中心利用计算机和无线通信指挥行车。其列车定位方式是采用卫星（GPS）定位，行车间隔得到优化，达到高效、准确、安全的目的。欧洲在这方面也有研究，但未见在营业线上使用的报道。六、信息化在铁路运输中的应用v4、列车速度控制系统v我国北斗卫星定位系统，在不久将来亦有可能应用于铁路列控系统，这将使我国的铁路运输组织迈上新台阶。
