第一章概述第一节列车运行图的意义在组织旅客和货物运输的生产过程中，列车运行是一个很复杂的环节，它要利用多种铁路技术设备，要求各个部门、各工种、各项作业之间互相协调配合，才能保证行车安全和提高运输效率。列车运行图是用以表示列车在铁路区间运行及在车站到发或通过时刻的技术文件，规定各次列车占用区间的程序，列车在每个车站的到达和出发(或通过)时刻，列车在区间的运行时间，列车在车站的停站时间以及机车交路、列车重量和长度等，是全路组织列车运行的基础。列车运行图一方面是铁路运输企业实现列车安全、正点运行和经济有效地组织铁路运输工作的列车运行生产计划，规定了铁路线路、站场、机车、车辆等设备的运用，以及与行车各有关部门的工作，并通过列车运行图把整个铁路网的运输生产活动联系成为一个统一的整体，严格地按照一定的程序有条不紊地进行工作，保证列车按运行图运行，它是铁路运输生产的一个综合性计划。另一方面它又是铁路运输企业向社会提供运输供应能力的一种有效形式。从这个意义上讲，供社会使用的铁路旅客列车时刻表及“五定”货运班列运行计划，实际上就是铁路运输服务能力目录。因此，列车运行图又是铁路组织运输生产和产品供应销售的综合计划，是铁路运输生产联结厂矿企业生产和社会生活的纽带。铁路通过能力与列车正点运行及列车运行的流水性密切相关。列车运行生产计划即列车运行图的实现有赖于铁路区段通过能力的保证，特别是当列车运行过程发生波动，亦即发生偏离于计划的情况时，只有在有充分通过能力保证的条件下，才能确保运输生产按计划准时进行，列车才有可能重新恢复正点运行。第二节 列车运行图的图形表示方法列车运行图是运用坐标原理对列车运行时间、空间关系的图解表示，因而实际上它1 7 2 第四篇 列车运行图是对列车运行时空过程的图解。在列车运行图上，对列车运行时空过程的图解可以有两种不同的形式:其一为以横坐标表示时间，纵坐标表示距离，这时，列车运行图上的水平线表示分界点的中心线，水平线间的间距表示分界点间的距离，垂直线表示时间;其二为以横坐标表示距离，纵坐标表示时间，这时，列车运行图上的水平线表示时间，垂直线表示分界点中心线，垂直线间的间距表示分界点间的距离。目前我国铁路列车运行图采用第一种图形表示形式。为适应使用上的不同需要，列车运行图按时间划分方法的不同有如下三种格式: (1)二分格运行图(图 4 - 1 - 1)。它的横轴以2 min为单位用细竖线加以划分，10分格和小时格用较粗的竖线表示。二分格图主要在编制新运行图时使用。图 4 - 1 - 1 二分格 运行图 图 4 - 1 - 2 十分格 运行 图(2)十分格运行图(图 4 - 1 - 2)。它的横轴以10 min为单位用细竖线加以划分，半小时格用虚线表示，小时格用较粗的竖线表示。十分格图主要供列车调度员在日常调度指挥工作中编制调度调整计划和绘制实绩运行图时使用。图 4 - 1 - 3 小 时格 运行图(3)小时格运行图(图 4 - 1 - 3)。它的横轴以1 h为单位用细竖线加以划分。小时格图主要在编制旅客列车方案图和机车周转图时使用。在运行图上，以横线表示车站中心线的位置，它可有下列两种确定方法:(1)按区间实际里程的比率确定，即按整个区段内各车站间实际里程的比例来确定横线位置。采用这种方法时，运行图上的站间距离完全反映实际情况，能明显地表示出站间距离的大小。但由于各区间线路平面和纵断面互不一样，列车运行速度有所不同，这样列车在整个区段的运行线往往是一条斜折线，既不整齐，也不易发现列车区间运行时分上的差错，所以一般不采用这种方法。(2)按区间运行时分的比率确定，即按整个区段内各车站间列车运行时分的比例来确定横线位置。采用这种方法时，可以使列车在整个区段的运行线基本上是一条斜直2 7 2 铁路运输组织学线，既整齐美观，也易于发现列车区间运行时分上的差错，所以一般采用这一方法。如图 4 - 1 - 4 按区 间运行 时分比 率确 定车站 位置 示意图图 4 - 1 - 4 所示， A— B 区段下行方向货物列车运行时分共计为170 min，采用这一方法确定横线位置时，首先确定技术站A、B 的位置，然后在代表 A 站的横线上任取一点 A，并以 A 点所对应的时间为原点，在代表 B 站的横线上向右截取相等于170 min的 B F 线段，得 F 点，同时按Aa、ab、bc、cd 和 dB 区间的列车运行时分，将 BF 线段划分为 5 个时间段，连结A、F 两点，得一斜直线。过 5 个时间段端点作垂直线，在 A F 斜直线上可得交点，过各该交点作水平线，即为代表 a、b、c、d 车站的横线。运行图上的列车运行线(斜线)与车站中心线(横线)的交点，即为列车到、发或通过车站的时刻。根据列车运行图的格式，到发时刻有不同的表示方法。在二分格图上，以规定的标记符号表示，不需填写数字(例如“|”表示分钟，“S ”表示30 s);在十分格图上，填写10 min以下数值;在小时格运行图上，填写60 min以下数值，所有表示时刻的数字，都填写在列车运行线与横线相交的钝角内。列车通过车站的时刻，一般填写在出站一端的钝角内。在运行图上，铺画有许多不同种类列车的运行线。为了便于识别起见，对各种列车采用不同的表示方法，并对每一列车冠以规定的车次，标在区段的首末两端区间相应列车运行线的上方。上行列车的车次为双数，下行列车的车次为单数。我国铁路规定向首都的方向为上行方向，反之为下行方向。第三节 列车运行图的分类按使用范围以及铁路线路的技术设备(如单线、复线)和列车运行速度、上下行方向的列车数量、列车的运行方式等条件，列车运行图可分为多种类型。1. 按照区间正线数(1)单线运行图。在单线区段，上下行方向列车都在同一正线上运行，因此，两个方向列车必须在车站上进行交会，如图 4 - 1 - 5 所示。(2)双线运行图。在双线区段，上下行方向列车在各自的正线上运行，因此，上下行方向列车的运行互不干扰，可以在区间内或车站上交会，但列车的越行必须在车站上进行，如图 4 - 1 - 6 所示。(3)单双线运行图。在有部分双线的区段，单线区间和双线区间各按单线运行图和双线运行图的特点铺画运行线，如图 4 - 1 - 7 所示。3 7 2 第四篇 列车运行图图 4 - 1 - 5 单线 成对平 行运 行图2. 按照列车运行速度(1)平行运行图。在同一区间内，同一方向列车的运行速度相同，且列车在区间两端站的到、发或通过的运行方式也相同，因而列车运行线相互平行，如图 4 - 1 - 5 和图 4 - 1 - 6 所示。(2)非平行运行图。在运行图 上铺有各种不同速度的列车，且列车在区间两端站的到、发或通过的运行方式不同，因而列车运行线不相平行，如图 4 - 1 - 8 所示。图 4 - 1 - 6 双 线成 对平行 运图 行图 4 - 1 - 7 单双线 运行 图3. 按照上下行方向列车数(1)成对运行图。这是上下行方向列车数相等的列车运行图，如图 4 - 1 - 5 和图 4- 1 - 6 所示。(2)不成对运行图。这是上下行方向列车数不相等的列车运行图，如图4 - 1 - 9所示。4. 按照同方向列车运行方式(1)连发运行图。在这种运行图上，同方向列车的运行以站间区间为间隔。单线区段采取这种运行图时，在连发的一组列车之间不能铺画对向列车，如图 4 - 1 - 9 所示。(2)追踪运行图。在这种运行图上，同方向列车的运行以闭塞分区为间隔，在装有自动闭塞的单线或双线区段上采用，如图 4 - 1 - 10 所示。4 7 2 铁路运输组织学图 4 - 1 - 8 单 线非平 行运 行图图 4 - 1 - 9 单 线不成 对运 行图图 4 - 1 - 10 双线追 踪非 平行运 行图应该指出，上述分类都是针对列车运行图的某一特点而加以区别的。实际上，每张列车运行图都具有多方面的特点，例如某一区段的列车运行图(图 4 - 1 - 10)，它既是双线的、非平行的，又是追踪的。复习与思考题1. 简述列车运行图的意义及其在铁路运输工作中的作用。2. 简述列车运行图坐标表示方法和车站中心位置的确定方法，以及各种时分格运行图时分的填写方法。3. 简述列车运行图的分类方法。5 7 2 第四篇 列车运行图第 二 章 列 车 运 行 图 要 素第一节 概 述列车运行图虽有各种不同的类型，但它总是由一些基本要素所组成的。因此，在编制列车运行图之前，必须首先确定组成列车运行图的各项要素。列车运行图要素包括:列车区间运行时分;列车在中间站的停站时间;机车在基本段和折返段所在站的停留时间标准;列车在技术站、客运站和货运站的技术作业过程及其主要作业时间标准;车站间隔时间;追踪列车间隔时间。一、列车区间运行时分列车区间运行时分是指列车在两相邻车站或线路所之间的运行时间标准，它由机务部门采用牵引计算和实际试验相结合的方法进行查定。列车区间运行时分按车站中心线或线路所通过信号机之间的距离计算。当到发场中心线与车站中心线不一致时，按到发场中心线计算(见图 4 - 2 - 1)。图 4 - 2 - 1 计 算车站 或线 路所间 列车 运行时 分距离 图由于旅客列车和货物列车的运行速度各不相同，上下行方向的线路平面、纵断面条件和列车重量也不相同，所以列车区间运行时分应按各种列车和上下行方向分别查定。此外，列车区间运行时分还应根据列车在每一区间两个车站上不停车通过和停车两种情况分别查定。列车不停车通过两个相邻车站所需的区间运行时分称为纯运行时分。列车到站停车的停车附加时分和停站后出发的起动附加时分，应根据机车类型、列车重量以及进出站线路平面、纵断面条件查定。二、列车在中间站的停站时间列车在中间站的停站时间由下列原因产生:6 7 2 铁路运输组织学(1)进行必要的技术作业，如摘挂机车，试风和列车技术检查，机车乘务组和车长换班等;(2)客货运作业，如旅客乘降，行李、包裹、邮件的装卸，车辆摘挂，货物的装卸等;(3)列车在中间站的会车和越行。摘挂机车作业在采用补机地段的起点站和终点站上进行。列车在中间站的技术检查和试风，一般在长大下坡道前后的车站上进行。当牵引区段较长，机车乘务组和车长的连续工作时间超过规定标准时，也可能要采用中途换班的方式。客货运作业停站时间，应根据各种列车的不同需要分别规定。对旅客列车规定旅客乘降、行李包裹和邮件的装卸所需要的停站时间;对摘挂列车规定摘挂车辆、取送车及不摘车装卸作业所需要的停站时间。列车进行技术作业和客货运作业的时间标准，由每一车站用分析计算和实际查标相结合的方法分别确定。列车在中间站的各项作业，应尽可能平行进行，在满足实际需要的条件下，应最大限度地缩短列车停站时间，以提高列车的旅行速度。三、机车在基本段和折返段所在站停留时间标准机车在基本段和折返段所在站停留时间标准，取决于机车的运用方式。铁路机车的基本运用方式可有如下几种:(1)肩回运转制交路。机车担当与基本段相邻区段的列车牵引任务。除需进折返段整备外，机车每次返回基本段所在站时，也需入段作业，如图 4 - 2 - 2 所示。图 4 - 2 - 2 肩回运 转制 交路图图 4 - 2 - 3 半 循环 运转制 交路 图(2)半循环运转制交路。机车担当与基本段相邻两个区段的列车牵引任务，除需进折返段整备外，机车第一次返回基本段所在站时不入段，继续牵引列车向前方区段运行，到第二次返回基本段所在站时，才入段进行整备作业，如图 4 - 2 - 3 所示。(3)循环运转制交路。机车担当与基本段相邻两个区段的列车牵引任务，除需进折返段整备及因中间技术检查需入基本段外，每次返回基本段所在站，都在车站上进行整备作业，如图 4 - 2 - 4 所示。图 4 - 2 - 4 循环运 转制 交路图 图 4 - 2 - 5 环形运 转制 交路图7 7 2 第四篇 列车运行图(4)环形运转制交路。机车在一个区段或枢纽内担当两个及以上往返的列车牵引任务之后，才入段进行整备作业，机车不需要转向，如图 4 - 2 - 5 所示。这种交路适用于担当市郊列车和小运转列车的牵引任务。机车在基本段和折返段所在站办理必要作业所需要的最小时间，称为机车在基本图 4 - 2 - 6 机车 在折返 段所在 站作 业过程 图段和折返段所在站的停留时间标准。机车在折返段所在站应办理的作业有:在到发线上的到达作业，包括到达试风、摘机车、准备机车入段进路等;机车入段走行;机车在段内作业;机车出段走行;在到发线上的出发作业，包括挂机车、出发试风等。综合以上各项作业所需要的时间，便可得出机车在折返段所在站的停留时间标准。如图 4 - 2 - 6 表示，10001 次列车机车自到达折返段所在站之时起至牵引 10004 次列车出发时止，在该站的停留时间(包括在段内的停留时间)为:t 折 = t 到 达 + t 入 段 + t 整 备 + t 出 段 + t 出 发 ( min)上列各项作业时间，可根据分析计算和查标相结合的方法确定。在基本段所在站上，不采用循环运转制时，机车也需办理上述各项作业，而且整备作业要更加细致些，因而整备时间也要更长一些。在编制运行图前，机务部门必须对每一牵引区段的机车分别查定办理各项作业的时间标准，并规定机车在基本段和折返段所在站的停留时间标准。四、列车在技术站和客货运站的技术作业时间标准为了保证车站与区段工作协调，必须编制与车站技术作业过程相配合的列车运行图。因此，在编制列车运行图时，需具备技术站、客货运站技术作业过程的主要作业时间标准，它包括:(1)在到发车场内办理各种列车作业的时间标准;(2)在驼峰或牵出线上解体和编组列车的时间标准;(3)旅客列车车列在配属段、折返段所在站的停留时间标准;(4)货物站办理整列或成组装卸作业时间标准。上述标准，一般可根据《车站行车工作细则》确定。第二节 车站间隔时间车站间隔时间是指在车站上办理两列车的到达、出发或通过作业所需要的最小间隔时间。在查定车站间隔时间时，应遵守有关规章的规定及车站技术作业时间标准，以8 7 2 铁路运输组织学保证行车安全和最有效地利用区间通过能力。常用的车站间隔时间包括不同时到达间隔时间、会车间隔时间、同方向列车连发间隔时间、同方向列车不同时发到间隔时间和不同时到发间隔时间等几种，其值大小与车站信号、道岔操纵方法，车站邻接区间的行车闭塞方法，以及车站类型、接近车站线路的平、纵断面情况，机车类型，列车重量和长度等因素有关。在编制新列车运行图之前，每个车站都应根据具体条件，查定各种车站间隔时间。一、不同时到达间隔时间(τ 不 )在单线区段，来自相对方向的两列车在车站交会时，从某一方向列车到达车站时(a)一列 停车 、一 列通 车 (b)两 列都 停车图 4 - 2 - 7 不同 时到达 间隔 时间图图 4 - 2 - 8 进站信 号机 开放时的 列车 位置与 不同 时到达 间隔 时间图起，至相对方向列车到达或通过该站时止的最小间隔时间，称为不同时到达间隔时间，如图 4 - 2- 7 所示。为了提高货物列车的旅行速度，除上下行列车在同一车站上都有作业需要停站外，原则上应使交会的两列车中的一列通过车站，因此在运行图上较常采用的是一列停车、一列通过的不同时到达间隔时间。为确保行车安全，在进站信号机外制动距离内进站方向为超过《技规》规定的下坡道，而接车线末端又无隔开设备的车站，禁止办理相对方向同时接车。凡不能办理相对方向同时接车的车站，由相对方向到站停车的两列车也须保持必要的不同时到达间隔时间。不同时到达间隔时间的大小，根据如下条件确定:(1)只有当第一列车到达车站，并为对向列车准备好接车进路以后，才能给对向列车开放进站信号。(2)进站信号开放时，列车头部在进站信号机外方所处的位置，应等于一个制动距离及司机确认信号显示时间内所通过的距离之和，如图 4 - 2 - 8 所示。因此，不同时 到达间隔时间由 两个部分 组成:第一部分为第一列车到达车站后，车站办理必要作业所需要的时间 t 作 业 ;第9 7 2 第四篇 列车运行图二部分为对向列车通过进站距离 L 进 所需要的时间 t 进 。据此，可有τ 不 = t 作 业 + t 进 = t 作 业 + 0. 06L 进v 进= t 作 业 + 0. 060. 5l 列 + l 确 + l 制 + l 进v 进( min)(4 - 2 - 1)式中 l 列 ———列车长度， m;l 确 ——— . 司机确认进站信号显示状态时间内列车运行距离， m;l 制 ——— . 列车制动距离或由预告信号机至进站信号机的距离， m;l 进 ——— . 进站信号机至车站中心线的距离 m;v 进 ——— . 列车平均进站速度，k m/ h。由于车站两端的 l 进 和 v 进 不同，因此每一车站必须对上下行列车分别查定其不同时到达间隔时间。车站办理必要作业所需时间，根据各站信联闭设备条件及其作业内容查定。二、会车间隔时间(τ 会 )在单线区段，自列车到达或通过车站时起，至由该站向同一区间发出另一对向列车时止的最小间隔时间，称为会车间隔时间，如图 4 - 2 - 9 所示。图 4 - 2 - 9 会车 间隔时 间图会车间隔时间由车站值班员监督列车到达或通过后，为向同一区间发出另一列车所需办理必要作业的作业时间组成，根据各站信联闭设备条件及其作业内容查定。三、同方向列车连发间隔时间(τ 连 )在单线或双线区段，从列车到达或通过前方邻接车站时起，至由车站向该区间再发出另一同方向列车时止的最小间隔时间，称为同方向列车连发间隔时间。根据列车在前后两站停车或通过的不同情况，连发间隔时间可有下列四种形式:(1)两列车通过前后两车站，见图 4 - 2 - 10(a);(2)第一列车在前方站停车，第二列车在后方站通过，见图 4 - 2 - 10(b);(3)第一列车在前方站通过，第二列车在后方站停车，见图 4 - 2 - 10(c);(4)两列车在前后两站均停车，见图 4 - 2 - 10(d)。按照连发间隔时间组成因素的不同，可以将上述四种形式的连发间隔时间归纳为两种类型，第一种类型为图 4 - 2 - 10(a)、(b)两种形式。其共同点是列车均在后方站0 8 2 铁路运输组织学图 4 - 2 - 10 连发间 隔时 间图图 4 - 2 - 11 两列车 通过 前后站 连发 间隔时 间组 成图通过，其不同点仅在于前者是前方站值班员监督列车通过，后者是监督列车到达。这一类型的连发间隔时间由两部分组成(见图 4 - 2 - 11):(1)前后两站办理作业所需的时间 t 作 业 ;(2)第二列车通过后方站进站距离 L 进 的时间 t 进 。1 8 2 第四篇 列车运行图这种类型的连发间隔时间可按如下公式计算:τ 连 = t 作 业 + t 进 = t 作 业 + 0. 06L 进v 进= t 作 业 + 0. 060. 5l 列 + l 确 + l 制 + l 进v 进( min)(4 - 2 - 2)第二种类型为图 4 - 2 - 10(c)、(d)两种形式。其共同点是列车均在后方站停车，其不同点仅在于前者是前方站值班员监督列车通过，后者是监督列车到达。通过对连发间隔时间组成因素的分析可以看出，第一种类型连发间隔时间的组成因素及车站办理作业的内容与不同时到达间隔时间基本相同;第二种类型连发间隔时间所包括的作业内容则与会车间隔时间基本相同。但必须注意，连发间隔时间是发生在前后两个车站上，而不同时到达和会车间隔时间是发生在同一个车站上。四、同方向列车不同时到发间隔时间(τ 到 发 )和不同时发到间隔时间(τ 发 到 )自某方向列车到达车站时起，至由该站发出另一同方向列车时止的最小间隔时间，称为同方向列车不同时到发间隔时间。自列车由车站发出时起，至同方向列车到达车站时止的最小间隔时间，称为同方向列车不同时发到间隔时间。这两种间隔时间在运行图上的表现形式如图 4 - 2 - 12 所示。图 4 - 2 - 12 同方 向列车 不同 时到发 和不 同时发 到间 隔时间 图凡禁止办理同时接发同方向列车的车站，都必须查定同方向列车不同时到发间隔时间和不同时发到间隔时间。在查定这两种间隔时间时，必须遵守以下两个条件:(1)办理同方向列车不同时到发时，必须在列车全部到达并停在警冲标内方以后，另一个同方向列车方可从该站出发;(2)办理同方向列车不同时发到时，必须在第一列车全部通过出发进路中的最后出站道岔以及车站办理有关作业之后，将要进站的另一同方向列车，应位于该站进站信号机外方 l 制 + l 确 的位置处。根据上述条件，同方向列车不同时到发间隔时间为由车站值班员监督列车到达后，向同一方向发出另一列车所需办理必要作业的作业时间组成。而同方向列车不同时发到间隔时间，则由如下三部分组成(见图 4 - 2 - 13):(1)出发列车通过出站距离 L 出 的时间 t 出 ;(2)车站办理必要作业的时间 t 作 业 ;(3)到达的同方向列车通过进站距离 L 进 的时间 t 进 。2 8 2 铁路运输组织学图 4 - 2 - 13 同方向 列车 不同时 发到 间隔时 间组 成图因而，可有 τ 发 到 = t 出 + t 作 业 + t 进 ( min) (4 - 2 - 3)由图 4 - 2 - 13 可见t 出 = 0. 06l 出 + 0. 5l 列v 出( min)t 进 = 0. 060. 5 l 列 + l 确 + l 制 + l 进v 进( min)所以，同方向列车不同时发到间隔时间计算公式也可以写为:τ 发 到 = t 作 业 + 0. 06(l 出 + 0. 5l 列v 出+0. 5l 列 + l 确 + l 制 + l 进v 进) ( min)(4 - 2 - 4)式中 l 出 ———由车站中心线至出发进路最外方道岔的距离， m;v 出 ——— . 列车由车站出发时，通过出站距离的平均速度，km/ h。五、相对方向列车不同时通过间隔时间(τ 通 )在一端连接双线区间、另一端连接单线区间的车站(或线路所)上，两个相对方向的列车不同时通过该站(或线路所)的最小间隔时间，称为相对方向列车不同时通过间隔时间。如图 4 - 2 - 14 所示，相对方向列车不同时通过间隔时间也由 t 作 业 和 t 进 两部分时间组成。上述各种车站间隔时间的数值大小，与列车运行速度和列车长度有关。因此，应分别对旅客列车和货物列车进行查定。3 8 2 第四篇 列车运行图图 4 - 2 - 14 单双 线区段 相对 方向列 车不同时 通过车 站的 间隔时 间组 成图第三节 追踪列车间隔时间一、追踪列车间隔时间的意义在自动闭塞区段，一个站间区间内同方向可有两列或两列以上列车，以闭塞分区间隔运行，称为追踪运行。追踪运行列车之间的最小间隔时间，称为追踪列车间隔时间I，如图 4 - 2 - 15 所示。追踪列车间隔时间，决定于同方向列车间隔距离、列车运行速度及信联闭设备类型。图 4 - 2 - 15 追 踪列 车间隔 时间 图4 8 2 铁路运输组织学二、三显示自动闭塞区段追踪列车间隔时间在使用三显示自动闭塞的区段，追踪列车之间的间隔，通常情况下需相隔三个闭塞分区，如图 4 - 2 - 16 所示。这样，可以保证后行列车经常能看到绿灯显示，从而可以使列车保持高速运行。图 4 - 2 - 16 追踪列 车向绿 灯运 行时的 间隔 距离图在这种情况下，追踪列车间隔时间 I绿追 为:I绿追 = 0. 06l 列 + l′分 区 + l″ 分 区 + l 分 区v 运( min) (4 - 2 - 5)但是，当列车在长大上坡道上运行时，由于运行速度较低，追踪列车间隔时间也可以按照前后列车间隔两个闭塞分区的条件(见图 4 - 2 - 17)来确定。这时，追踪列车间隔时间 I黄追 为:I黄追 = 0. 06l 列 + l′分 区 + l″ 分 区v 运+ t 确 ( min) (4 - 2 - 6)式中 t 确 ———司机确认信号转换显示的时间， min。图 4 - 2 - 17 追踪列 车向黄 灯运 行时的 间隔 距离图根据列车在区间内追踪运行的上述条件计算出追踪列车间隔时间后，还应分别按列车到站停车、从车站出发和两列车不停车通过车站的条件进行验算。按到站停车条件确定追踪列车间隔时间时，应确保后行的追踪列车不因站内未准备好接车进路而减低速度。为此，车站准备好进路和开放好进站信号的时刻，应不迟于第二列车首部接近站外第二通过色灯信号机的时刻(见图 4 - 2 - 18)。这时，追踪列车间隔时间 I 到 应为:5 8 2 第四篇 列车运行图I 到 = t 作 业 + 0. 060. 5l 列 + l′分 区 + l″ 分 区 + l 进v平 均进( min) (4 - 2 - 7)式中 t 作 业 ——— 晈 车站准备进路和开放进站信号的时间， min;v平 均进 ——— w 列车通过进站计算距离的平均速度，k m/ h。图 4 - 2 - 18 列车 到站停 车时 追踪列 车间隔 图按列车从车站出发条件确定追踪列车间隔时间时，应确保后行列车在出站信号机显示绿灯的条件下出发，如图 4 - 2 - 19 所示。只有在第一列车腾空两个闭塞分区后，出站信号机才能显示绿灯。图 4 - 2 - 19 列 车从车 站出 发时追 踪列 车间隔 图因此，由车站发出追踪列车间隔时间 I 发 应为:I 发 = t 作 业 + 0. 06l 列 + l′ 分 区 + l″ 分 区v平 均出( min) (4 - 2 - 8)当准许列车凭出站信号机显示黄色灯光发车时，则追踪列车间隔时间 I 发 应为:I 发 = t 作 业 + 0. 06l 列 + l′分 区v平 均出( min) (4 - 2 - 9)式中 t 作 业 ——— 晈 车站开放信号和司机确认信号的时间， min;v平 均出 ——— w 列车通过出站计算距离的平均速度，k m/ h。按前后两列车不停车通过车站条件确定追踪列车间隔时间时，必须在第一列车通过出站道岔，并为后行列车开放进站信号后，后行列车才能处在与第一列车相隔三个闭塞分区(包括车站闭塞分区)距离的位置(见图 4 - 2 - 20)。这时，追踪列车不停车通过车站的间隔时间 I 通 应为:6 8 2 铁路运输组织学I 通 = t 作 业 + 0. 06l站分 区 + l′ 分 区 + l″ 分 区 + l 列 + l 岔v平 均通( min) (4 - 2 - 10)式中 l站分 区 ——— 晇 车站闭塞分区长度， m;v平 均通 ———列车通过车站计算距离的平均速度，k m/ h;l 岔 ———出站信号机至最外方道岔的距离， m;t 作 业 ——— v 为第二列车开放进站信号的时间， min。图 4 - 2 - 20 列车 不停车 通过 车站时 追踪 列车间 隔图因为旅客列车和货物列车的运行速度不同，所以在确定货物列车与旅客列车之间的追踪间隔时间时，应按到站条件计算，见图 4 - 2 - 21(a)，而确定旅客列车与货物列车的追踪间隔时间时，则应按从车站出发的条件计算，见图 4 - 2 - 21(b)。图 4 - 2 - 21 旅客列 车和货 物列 车追踪 间隔 时间图对各区间求出普通货物列车之间的上述几种追踪间隔时间之后，取其中最大的数值作为计算平行运行图通过能力时的追踪间隔时间。三、四显示自动闭塞区间追踪列车间隔时间计算原理1. 四显示自动闭塞的概念一般称通过色灯信号机能显示诸如红( H )、黄( U )、绿黄( L U)和绿( L)四种灯光信号的自动闭塞为四显示自动闭塞。在国外，四显示自动闭塞通常在既有密度大、速度低、时间集中的市郊列车，又有直快和特快等列车运行的运输繁忙的市郊铁路上或列车速度高、制动距离长、运输繁忙的高速铁路上采用。2. 四显示自动闭塞与三显示自动闭塞的区别四显示自动闭塞的轨道电路根据前行列车位置，发出不同的码序，表示一定的限制7 8 2 第四篇 列车运行图速度。当装设有超速防护装置时，列车超速运行，将迫使列车发生紧急制动。所以，四显示信号是具有预告功能的速差式信号。而我国铁路一直采用的三显示自动闭塞，各种信号显示没有具体速度要求，对超速没有速度监督作用，是无明显速度级差的信号。两种自动闭塞在运用功能方面的主要区别如表 4 - 2 - 1 所列。表 4 - 2 - 1 四显示与三显示自动闭塞运用功能比较表项 目 四 显 示 三 显 示地 面信号 显示 四显 示( L、L U 、U 、H ) 三 显示( L、U、H )机 车信号 系统 自动 停车装 置，侧线 运行机 车信 号指示 自 动停车 装置，侧 线运行 无机 车信号 指示制 动距离 分区 数 2 个 闭塞分 区 1 个闭塞 分区列 车追踪 间隔 5 个 闭塞分 区 3 个闭塞 分区列 车运行 方向 每线 双向运 行 每 线单向 运行列 车运行 凭证 以机 车信号 为主 以 地面信 号为主闭 塞分区 长度 700 0 ～900 m 1 600～2 600 m3. 追踪列车间隔时间如图 4 - 2 - 22 所示，在四显示自动闭塞区间，列车追踪运行至少应保证有五个闭塞分区的间隔。其中防护区用于保护区间，要求列车停车;提醒区用于提醒司机，列车将进入减速地段。据此，在四显示自动闭塞条件下，在区间内运行的追踪列车间隔时间I 追 可按下式计算:I 追 = 0. 065 l 分 区 + l 列v 运( min) (4 - 2 - 11)图 4 - 2 - 22 四显示 追踪 列车间 隔图图 4 - 2 - 23 移动 自动闭 塞追 踪列车 间隔 图四、移动自动闭塞追踪列车间隔时间计算原理移动自动闭塞是在确保行车安全前提下，以使追踪列车间的间隔达到最小为目标，以车站控制装置和机车控制装置为中心的一个闭塞控制系统。在这一系统下，列车准确定位是关键性技术。三颗卫星只能使定位精度为100 m，辅之以地面装置校正可以达到1 m 以内的精确度。区间内运行的每一列车均与前方站的中心控制装置周期性地保持8 8 2 铁路运输组织学高可靠度的通讯联系;车站中心控制装置接到列车信息后，根据列车牵引特性曲线及区间相关参数，解算出每一追踪列车的允许最大运行速度发送给列车，而对于接近进站的列车，则根据调度命令发出该列车进站及进入股道等信号。采用移动自动闭塞系统可以有效地压缩追踪列车间隔时间，提高区间通过能力。在移动自动闭塞区间，追踪列车间隔时间如图 4 - 2 - 23 所示。据此，在区间内运行的追踪列车间隔时间 I 追 可按下式计算:I 追 = 0. 06l 制 + l 列 + l 安v 运+ t 信 ( min) (4 - 2 - 12)式中 l 制 ———列车制动距离， m;l 安 ———系统安全防护距离， m;t 信 ———列车动态信息传输时间， min。复习与思考题1. 列车运行图由哪些基本要素组成 ?2. 列车区间运行时分是怎样确定的 ?3. 机车在基本段和折返段所在站停留时间的含义及其组成时间因素，两项时间有何不同 ?4. 何谓车站间隔时间 ? 影响车站间隔时间的主要因素有哪些 ?5. τ 不 、τ 会 、τ 连 、τ 到 发 、τ 发 到 、τ 通 的含义及查定计算方法，哪些车站应查定这些车站间隔时间 ?6. 什么是追踪列车间隔时间 ? 分几种 ? 各如何确定 ?7. 如何确定旅客列车和货物列车之间的追踪列车间隔时间 ?8. 列车为什么需要在中间站停车，其停站时间如何查定 ?9 8 2 第四篇 列车运行图第 三 章 列 车 运 行 图 结 构 分 析第一节 列车运行图结构单元特征分析一、运行列车组和列车种类组1. 运行列车组在列车运行图上相同或不相同运行方向两相邻列车所组成的列车运行图结构单元称为运行列车组。如图 4 - 3 - 1 所示，列车①和②、②和③以及③和④分别构成了列车图 4 - 3 - 1 运行 列车组 构成 图运行图的运行列车组。显然，当区段一日内运行列车数为 N 时，可以有( N - 1)组运行列车组。若将当日最后一列车与次日第一列车也组成为一运行列车组，则可构成一循环的运行列车组体系。2. 列车种类组列车按其所承担运输任务的 不同主要可分为旅客列车、货物列车和客货混合列车。旅客列车按其旅行速度的不同，又可分为特快列车、快速列车和普通旅客列车等;货物 列车按 其列 车运 行特 征的 不同，也可分为始发直达列车、技术直达列车、直通货物列车、区段货物列车、摘挂列车和小运转列车等。按一定要求将在该铁路区段内运行的上述“不同种类”列车归并组合而成的列车组称为列车种类组。考虑到列车在区段内的运行状况与区间通过能力相关的主要因素是时间因素，在这里一般可以按列车种类及其列车的区间运行时分或列车的区段旅行时间为特征，将列车分类归并组合为列车种类组，为进一步简化列车分类，减少列车种类组，例如可规定:(1)当“不同种类”列车的平均区间运行时分或平均区段旅行时间之差小于 10 %时，可将这类“不同种类”列车合并为同一种类列车。(2)当“某一种类”列车的列车数少于总列车数的 5 % 时，可将这类列车并入列车区间运行时分或区段旅行时间相近的列车种类组。3. 可能运行列车组种类数0 9 2 铁路运输组织学按运行列车组第一列车和第二列车(或称前行列车和后行列车)所属列车种类组之不同，又可以将运行列车组分为若干不同种类的运行列车组。因为任一列车种类组的列车均可作为运行列车组的第一列车，又可以作为运行列车组的第二列车，所以对于组织单向行车的双线区段来说，可能的运行列车组种类数n 双 应为:n 双 = n2组 (4 - 3 - 1)式中 n 组 ———列车种类组数。对于组织双向行车的单线区段来说，任一列车种类组的列车，除具有既可作为运行列车组的第一列车，又可作为运行列车组的第二列车的组合特征外，它还具有既可作为运行列车组的上行列车，又可作为运行列车组的下行列车的组合特征。因此，单线区段可能的运行列车组种类数 n 单 应为:n 单 = (2 n 组 ) 2 = 4 n 2 组 (4 - 3 - 2)其中，由相同种类列车构成的运行列车组称为相同种类运行列车组，而由不相同种类列车构成的运行列车组称为不同种类运行列车组。在运行列车组中出现相同种类运行列车组的概率 W g 可按下式计算:W g =N gN(4 - 3 - 3)式中 N g ———相同种类运行列车组数。二、运行列车组的分布特征运行列车组一般可以用列车运行图的列车运行间隔时间或列车运行时间来描述它在运行图上的分布特征。列车运行图上的列车运行间隔时间或不同列车运行时间或不同运行方向的列车序列分布通常是无规律的，因而它可以用随机分布来描述，亦即运行列车组在列车运行图上的分布通常可以用随机分布来描述。对于组织单向行车的双线区段，若同方向列车按列车运行速度不同(亦即列车运行时间不同)只划分为两个列车种类组，而对于组织双向行车的单线区段，按列车运行方向不同也只划分为两个列车种类组，并分别用下标 0 和 1 表示，因而两类不同运行速度列车或不同运行方向列车的列车数可分别写为 n 0 和 n 1 。相类似地由相同种类列车组成的运行列车组数可写为 n 00 和 n 11 ，而由不相同种类列车组成的运行列车组数则可写为 n 10 和 n 01 。对于 0 类列车来说它或者是在 0 类列车前运行或者是在 1 类列车之前运行，两者必居其一，故必有:n 0 = n 00 + n 01 (4 - 3 - 4)同理也有 n 1 = n 11 + n 10 (4 - 3 - 5)又因为全部列车是在一整天内循环运行的，故序列的最后列车将再次表现为在第一列车之前运行。在这一循环内也必有1 9 2 第四篇 列车运行图n 01 = n 10 (4 - 3 - 6)这样，在区段上运行列车组总数 N 应为:N = n 00 + 2 n 01 + n 11 (4 - 3 - 7)若将相同与不相同种类运行列车组数积之差与不同种类列车数积之比，称为运行列车组系数 γ，则有:γ=n 00 n 11 - n201n 0 n 1(4 - 3 - 8)当两列车种类的列车数相等，即 n 0 = n 1 ，且 n 00 = n 11 时，则(4 - 3 - 8)式可写为γ=n200 - n201( n 00 + n 01 )2=n 00 - n 01n 00 + n 01(4 - 3 - 9)当在运行图中每天只出现两次列车种类 0 和 1 之间的变换时，可称之为最稳定的列车运行图结构。这时系数 γ达到最大值，即γ m ax =( n 0 - 1)( n 1 - 1) - 12n 0 n 1= 1 -1n 0-1n 1(4 - 3 - 10)在运行图中最大可能频繁地出现 0 类列车与 1 类列车之间的变换时，可称之为最强烈变换的运行图结构。这时 n 00 = n 11 = 0，系数 γ达到最小值，即当 n 1 n 0 时γ min =- n21n 0 n 1= -n 1n 0(4 - 3 - 11 a)当 n 0 n 1 时γ min =- n20n 0 n 1= -n 0n 1(4 - 3 - 11 b)据此，仅当列车数 n 1 = n 0 时，才能达到限界值 γ min = - 1。运行图的运行列车组序列结构实际出现情况处于两极限结构之间，它可按给定的概率作分析计算。在这里若分别用 ω 0 、ω 1 表示在运行图中出现 0 类和 1 类列车的概率，则有ω 0 =n 0N(4 - 3 - 12)ω 1 =n 1N(4 - 3 - 13)因而，出现由 0 类列车组成运行列车组的概率 ω 00 应为:ω 00 = ω 0 ω 0 =n20N2(4 - 3 - 14)在总共 N 个运行列车组条件下可能出现由 0 类列车组成的运行列车组数 n 00 为:n 00 = ω 00 N =n20N(4 - 3 - 15)2 9 2 铁路运输组织学与式(4 - 3 - 15)相类似，也有:n 11 =n21N(4 - 3 - 16)n 01 = n 10 =n 1 n 0N(4 - 3 - 17)将式(4 - 3 - 15)、(4 - 3 - 16)和(4 - 3 - 17)代入式(4 - 3 - 8)可得 γ= 0 的结果。这意味着当运行列车组按随机规律出现时，必有 γ= 0。例如若将某双线区段运行列车，按列车运行时间划分为快速运行列车 G 和慢速运行列车 M 两大类，而相应的列车数各为 29 列和 69 列，则可按表 4 - 3 - 1 的方式构成不同列车运行图结构特征。其中普通运行图结构按式(4 - 3 - 15)～(4 - 3 -17)计算运行列车组数有:n G G =29×2998= 8. 6≈9表 4 - 3 - 1 列车运行图结构分析表第一 列车第二列 车 G M 计普 通运 行图结 构GM92020492969计 29 69 98最稳定 运行 图结构GM2811 x682969计 29 69 98最强 烈变换进行 图结构GM02929402969计 29 69 98n M M =69×6998= 48. 6≈49n M G = n G M =29×6998= 20. 4≈20当运行图具有最稳定结构时， n G G = 29 - 1 = 28， n G M = 1， n M M = 69 - 1 = 68。按式(4 - 3 - 10)有:γ m ax = 1 -129-169= 0. 951当运行图具有最强烈变换结构时， n G G = 0， n G M = 29， n M M = 40。按式(4 - 3 - 11)有:γ min = -2969= - 0. 420对于组织双向行车区段，设 n 0 和 n 1 分别为上下行两方向(或称 0 方向和 1 方向)运行列车数、β为 0 方向列车数所占比重，故有:n 0 = βN (4 - 3 - 18)n 1 = (1 -β) N (4 - 3 - 19)将式(4 - 3 - 18)和(4 - 3 - 19)代入式(4 - 3 - 8)并经整理，可得变换列车运行方向的运行列车组数 n 01 ，即3 9 2 第四篇 列车运行图n 01 =(1 - γ) n 0 n 1N(4 - 3 - 20)将式(4 - 3 - 18)和(4 - 3 - 19)代入式(4 - 3 - 20)有:n 01 = (1 - γ)(1 - β)βN (4 - 3 - 21)因而出现变换列车运行方向运行列车组，亦即出现会车的概率 ω k 应为:ω k =2 n 01N= 2(1 - γ)(1 - β)β (4 - 3 - 22)当 n 0 = n 1 ，即 β= 0. 5 时，则有:ω kg =1 - γ2(4 - 3 - 23)对于随机的运行列车组序列，γ= 0，则ω ko = 2β(1 - β) (4 - 3 - 24)两运行方向列车数相同、且运行列车组为随机序列，即 γ= 0，β= 0. 5 时，显然有:ω kgo = 0. 5第二节 列车运行间隔时间的概率分布同方向两相邻列车由车站出发发车时间之差称为列车运行间隔时间 I f (见图 4 -3 - 2)，观测时间域内所有列车运行间隔时间之和必等于观测时间域的长度 T z ，即图 4 -3 -2 列车运 行间 隔时间 图∑I f = T z (4 - 3 - 25)因而平均列车运行间隔时间珋I f 应为:珋I f =T zN(4 - 3 - 26)一般情况下列车运行间隔时间的概率分布可用爱尔朗分布来描述，即h = Ne - Kα ∑K - 1n = 0K(α)nn !(4 - 3 - 27)式中 h——— 旜 理论频数;α———列车运行间隔时间 I f 与平均列车间隔时间珋I f 之比值;N———运行列车数。参数 K 用下式计算确定，即K = (珋I fS z)2(4 - 3 - 28)式中 S z 为列车运行间隔时间的标准偏差，计算公式为:S z = a∑ x2f - (∑ xf)2/ NN - 1(4 - 3 - 29)4 9 2 铁路运输组织学式中 a 为列车运行间隔时间分组的组距，而 x 为按列车运行间隔时间组中值 I″f和临时均值 I′ f 计算的参数，且x =1a( I″f - I′ f ) (4 - 3 - 30)K 可取 1～∞的全部数值。当 K = 1 时，由式(4 - 3 - 27)可得负指数分布的形式:h = Ne- α(4 - 3 - 31)当 K = ∞时，相应为一固定列车运行间隔时间的运行图。在实际工作中通常 K 值在 1 与 5 之间，且具有区段列车运行负荷越大、K 值越大的特征。这说明区段列车运行负荷越大，列车运行越有规律性。例如，表 4 - 3 - 2 所示为 JG 区段观测期间( T z = 1 440 min)的 94 个列车运行间隔时间，其均值为:珋I f =1 44094= 15. 32 min表 4 - 3 - 3 为根 据表 4 - 3 - 2 资料编制 的列车运行间隔频数 表。在组宽 a =5 min，且取第三组中值 I′f = 12 min为临时均值的条件下，表中的 x 值按下式计算:x =15( I″f - 12)表 4 - 3 - 2 列车运行间隔时间表6 y1510168681536111513815122010415161223394911324189814 (151714471423914201421151712741213 :10152315102116921213291093651314 L45911982210191091910981013117 J9205413113387根据表 4 - 3 - 3 的计算资料按式(4 - 3 - 29)和(4 - 3 - 28)计算，可得标准偏差 S z和爱尔朗分布参数 K，即S z = 5418 - 622/ 9494 - 1= ±10. 07 minK =15. 3210. 072= 2. 32因而表 4 - 3 - 2 所列的列车运行间隔时间概率分布可用参数 K = 2 或 K = 3 的爱尔朗分布来描述，即5 9 2 第四篇 列车运行图h = Ne- 2α(1 + 2α)(4 - 3 - 32a)h = Ne- 3α [1 + 3α+ 3α22] (4 - 3 - 32b)在表 4 - 3 - 4 中列出了按式(4 - 3 - 32b)( K = 3)计算的理论频数 h 和观测频数f。据此作 x2检验可以证明理论分布和观测分布的偏差是随机的，亦即用爱尔朗分布来描述列车运行间隔时间的概率分布是可以接受的。表 4 - 3 - 3 列车运行间隔时间频数表I f ( min) x f xf x 2f0～45～9- 2- 1325- 6 l- 25122510～14 0 29 $ 0 C 0 w15～1920～2425～2930～3435～3940～4445～4950～541234567816 $1103312116 X2201215614816440487536986494 $ 62 X 418表 4 - 3 - 4 理论频数( h)表I f ( min) α Φ ∑ h h f f - h( f - h) 2/ h04 ~ . 59 ~ . 514. 519. 524. 500 A . 2940 A . 6200 A . 9471 A . 2731 A . 6001 - . 0000 - . 9400 - . 7150 - . 4600 - . 2650 - . 1439488674325136 W21241812133 C2529161110- 3 X45- 2- 1- 31. 5000. 7621. 0420. 2220. 0830. 69294 l 94 X 0 / 4. 301第三节 平均最小列车间隔时间一、列车间隔时间和最小列车间隔时间列车间隔时间是指从运行列车组第一列车由区间一端站出发或通过之时起，至运行列车组第二列车由区间同一车站或另一端站出发或通过时止的时间。而最小列车间隔时间是指运行列车组两列车可以在同一区间内运行，且运行过程相互不受干扰的最6 9 2 铁路运输组织学图 4 - 3 - 3 列车运 行图缓 冲时 间图小时间间隔，如图 4 - 3 - 3 所示，必有I = I f - t r (4 - 3 - 33)式中 I f ———列车间隔时间， min;I———最小列车间隔时间， min;t r ———列车运行图缓冲时间， min。二、双线自动闭塞区段最小列车间隔时间在双线区段，最小列车间隔时间是指运行列车组两列车由区间同一车站出发或通图 4 - 3 - 4 四种运 行列车 组的 构成图过的最小必要间隔时间，即列车追踪间隔时间。最小列车间隔时间 I就每一种类运行列车组可有不同情况。对于只具有两种列车种类组的区段，可能的运行列车组种类数为:n 双 = 22= 4四种运行列车组的构成情况如图 4 -3 - 4 所示，图中各种运行列车组的最小列车间隔时间，在相应区段具体条件下，可根据列车运行要求计算确定。三、单线非自动闭塞区段最小列车间隔时间在单线区段，以运行列车组两列车运行方向为特征，可将运行列车组分为运行方向相同运行列车组(或称为连发运行列车组)和运行方向不相同运行列车组(或称相向运行列车组)两类。对于连发运行列车组，最小列车间隔时间虽与双线区段的概念相似，也是指运行列车组两列车由区间同一车站出发或通过的最小必要间隔时间，但是在包含的时间因素上却有所不同，因它还与第一列车在区间两端站的运行情况相关。根据运行列车组第一列车在区间两端站运行情况之不同，每一种类连发运行列车组的可能构成情况如图 4 - 3 - 5 所示。据此，区分不同情况的最小列车间隔时间可按如下公式计算:(1)第一列车前通后通时I = t 1 +12(τ′ 连 +τ″ 连 ) = t 1 + τ 连 (4 - 3 - 34)式中 t 1 ———第一列车区间运行时分， min。(2)第一列车前停后通时7 9 2 第四篇 列车运行图图 4 - 3 - 5 连发 运行列 车组 构成图I = t 1 + τ 加 +12(τ′ 连 +τ″ 连 ) = t 1 + τ 加 +τ 连 (4 - 3 - 35)式中 τ 加 ———列车加速附加时分， min。(3)第一列车前通后停时I = t 1 + τ 减 +12(τ′ 连 +τ″ 连 ) = t 1 + τ 减 +τ 连 (4 - 3 - 36)式中 τ 减 ———列车减速附加时分， min。(4)第一列车前停后停时I = t 1 + τ 加 + τ 减 +12(τ′ 连 +τ″ 连 ) = t 1 + τ 加 +τ 减 + τ 连 (4 - 3 - 37)假定连发运行列车组第一列车在运行图中出现四种运行情况的概率是相等的。因而，计算连发运行列车组最小间隔时间的一般式也可以写为:I = t 1 +τ 连 +12(τ 加 + τ 减 ) (4 - 3 - 38)对于相向运行列车组，最小列车车间隔时间是指运行列车组第一列车由区间一端站出发或通过之时起，至运行列车组第二列车由区间另一端站出发或通过时止的时间，其值与运行列车组第一、第二列车在运行图上铺画的优先级相关。1. 当两列车的优先级相同时按照运行列车组第一列车在区间两端站运行情况之不同，相向列车运行组的可能构成情况如图 4 - 3 - 6 所示。据此，区分不同情况的最小列车间隔时间可按如下公式计算:(1)第一列车前通后通时 I = t 1 + τ 会 (4 - 3 - 39)(2)第一列车前停后通时 I = t 1 + τ 加 + τ 会 (4 - 3 - 40)(3)第一列车前通后停时 I = t 1 + τ 减 + τ 不 (4 - 3 - 41)8 9 2 铁路运输组织学图 4 - 3 - 6 两列 车优先 级相 同时相 向列 车运行 组的构 成图(4)第一列车前停后停时 I = t 1 + τ 加 + τ 减 + τ 不 (4 - 3 - 42)假定由相同等级列车组成的相向运行列车组第一列车在运行图中出现四种情况的概率是相等的。因而，计算相向运行列车组最小列车间隔时间的一般式也可以写为:I = t 1 +12(τ 加 + τ 减 + τ 不 +τ 会 ) (4 - 3 - 43)2. 当两列车优先级不相同，且第一列车优先于第二列车时这时运行列车组第一列车在区间终端站必取通过的铺画方式，而按其在区间始端站运行情况之不同，相向运行列车组可有如图 4 - 3 - 7 所示的可能构成情况。图 4 - 3 - 7 第 一列车 优于第 二列 车时相 向运 行列车 组构 成图据此，区分不同情况的最小列车间隔时间可按如下公式计算:(1)优先列车前通后通时 I = t 1 + τ 会 (4 - 3 - 44)(2)优先列车前停后通时 I = t 1 + τ 加 + τ 会 (4 - 3 - 45)与列车等级相同的情况相类似，作为一般式也可以写为:I = t 1 + τ 会 +12τ 加 (4 - 3 - 46)3. 当两列车优先级不相同，且第二列车优于第一列车时这时运行列车组第一列车在区间终端站必取停车待会的铺画方式，而按其在区间始端站运行情况之不同，相向运行列车组可有如图 4 - 3 - 8 所示的可能构成情况。9 9 2 第四篇 列车运行图图 4 - 3 - 8 第 二列车 优于第 一列 车时相 向运 行列车 组构 成图据此，区分不同情况的最小列车间隔时间可按如下公式计算:(1)第一列车前通后停时 I = t 1 + τ 减 + τ 不 (4 - 3 - 47)(2)第一列车前停后停时 I = t 1 + τ 加 + τ 减 + τ 不 (4 - 3 - 48)因而，作为一般式也可以写为:I = t 1 + τ 不 +τ 减 +12τ 加 (4 - 3 - 49)4. 有作业需要停车站相衔接区间当区间一端站为两方向列车作业需要停车站时，对于相向运行列车组的可能构成情况如图 4 - 3 - 9 和图 4 - 3 - 10 所示。图 4 - 3 - 9 相向 运行列 车组 构成图图 4 - 3 - 10 相向运 行列 车组构 成图对于小口朝向区间(见图 4 - 3 - 9)，最小列车间隔时间可按如下公式计算:(1)第一列车前通后停时 I = t 1 + τ 减 + t 作 业 -τ 不 (4 - 3 - 50)式中 t 作 业 ———列车作业需要停站时间， min。(2)第一列车前停后停时 I = t 1 + τ 加 + τ 减 + t 作 业 - τ 不 (4 - 3 - 51)因而，作为一般式也可写为:0 0 3 铁路运输组织学I = t 1 + t 作 业 + τ 减 +12τ 加 - τ 不 (4 - 3 - 52)对于大口朝向区间(见图 4 - 3 - 10)，最小列车间隔时间可按如下公式计算:(1)第一列车前通后停时 I = t 1 + τ 不 + t 作 业 +τ 减 (4 - 3 - 53)(2)第一列车前停后停时 I = t 1 + t 作 业 + τ 不 +τ 加 + τ 减 (4 - 3 - 54)因而，作为一般式也可写为:I = t 1 +τ 不 + t 作 业 + τ 减 +12τ 加 (4 - 3 - 55)当不能确定大口朝向具体区间时，作为近似计算，也可将式(4 - 3 - 52)和(4 - 3 -55)合并为如下形式:I = t 1 + t 作 业 + τ 减 +12τ 加 (4 - 3 - 56)四、平均最小列车间隔时间平均最小列车间隔时间是指运行列车组最小列车间隔时间的平均值。设根据列车运行图查定的类别运行列车组数为 n ij ，而相应的最小列车间隔时间为I ij ，则全部列车占用区间的总时间 B 对于双线自动闭塞区段应为:B =∑mi， j = 1n ij I ij (4 - 3 - 57)式中 i———运行列车组第一列车的列车种类组序号;j———运行列车组第二列车的列车种类组序号;m ———列车种类组数。对于单线区段应为:B =∑2 mi， j = 1n ij I ij (4 - 3 - 58)式中 i，j= 1，2，??，2 m ，例如对于具有 A、B、C、D、E 类运行列车组的情况，与 i， j取值相应的列车种类组顺序是 A↑、A↓、B↑、?、E↑、E↓。若一日内区间开 行的全部 列车为 N，则平 均最小列 车间隔时 间 珋I 可按下式 计算:珋I =BN(4 - 3 - 59)当所研究区段还没有列车运行图可供利用时，可认为各种运行列车组的出现都是随机事件。在这种情况下以不同种类列车数和类别运行列车组最小列车间隔时间 I ij为基础，平均最小列车间隔时间珋I 可按下式计算:对于双线自动闭塞区段1 0 3 第四篇 列车运行图珋I =∑mi， j = 1n i n j I ij∑mi， j = 1n i n j(4 - 3 - 60)对于单线区段珋I =∑2 mi， j = 1n i n j I ij∑2 mi， j = 1n i n j(4 - 3 - 61)式中 n i ， n j ———各为运行列车组中第一、第二列车的种类别列车数。相应地其中相同种类运行列车组平均最小列车间隔时间 珋I g 和不同种类运行列车组平均最小列车间隔时间珋I r 可按如下公式计算:珋I g =B gN g(4 - 3 - 62)珋I r =B rN r(4 - 3 - 63)式中 B g 、B r ———各为相同和不同种类运行列车组占用区间总时间， min;N g 、N r ———各为相同和不同种类运行列车组的组数。复习与思考题1. 简述运行列车组和列车种类组的意义及其计算方法。2. 何谓最稳定列车运行图结构、最强烈变换列车运行图结构和运行列车组随机分布列车运行图结构 ? 试述列车运行图结构分析方法。3. 简述列车运行间隔时间概率分布的描述方法。4. 何谓平均最小列车间隔时间 ? 如何计算确定不同条件下的平均最小列车间隔时间 ?2 0 3 铁路运输组织学第 四 章 列 车 晚 点 传 播 理 论第一节 列车进入晚点及缓冲时间的分布函数一、列车进入晚点分布函数1. 列车进入晚点列车由任一车站出发，对于其相邻区间而言，可称之为该列车进入区间，若列车由任一站出发晚点，即将产生列车进入区间晚点，亦即当列车由任一车站进入区间的实际时刻偏离于运行图规定时刻，简称列车进入晚点，并定义列车实际进入区间时间与运行图规定的计划发车时间之差为列车进入晚点时间。众所周知，列车运行图规定了列车到达、出发或通过车站的时刻，各次列车均应严格按运行图规定的时刻运行。然而实际列车运行是一个十分复杂的运输生产过程，它需要利用多种铁路技术设备，同时要求与运输相关各部门、各工种、各项作业之间相互协调配合。因此，列车实际在车站的到达、出发或通过，通常不可能完全按照运行图规定的时刻进行，而是以运行图规定时刻为基点，在一定范围内波动的。认识和掌握这一波动的波动范围和波动规律，对改进列车运行图的编制，充分利用铁路区间通过能力以及维护正常的运输生产秩序都有重要的意义。2. 列车进入晚点的分布函数设区间每日运行列车数为 N， N 列列车中出现列车进入晚点的列车数为 N t ，其比率则可称之为晚点率或发生列车进入晚点的概率 g，它可用下式表示:g =N tN(4 - 4 - 1)若每日列车进入晚点时间总值为 t( min)，则每一运行列车的平均进入晚点时间珋t应为:珋t =tN( min) (4 - 4 - 2)而每一晚点列车所摊到的平均列车进入晚点时间 t m 则应为:t m =tN t( min) (4 - 4 - 3)因而， g、珋t、t m 之间存在着如下关系:t m =珋tg(4 - 4 - 4)3 0 3 第四篇 列车运行图假定出现列车进入晚点的概率分布服从负指数分布规律，因而出现其值为 t 的列车进入晚点概率密度 W t 应为:W t = ae- m t(4 - 4 - 5)式中 a、m———概率密度函数的参数。由概率公式可得:1 = g 0 + limx→ 0∫∞xW t dt (4 - 4 - 6)式中 g 0 为 t= 0 时的概率，其值为g 0 = 1 - g (4 - 4 - 7)因此，式(4 - 4 - 6)也可以写为:1 = 1 - g + limx→0∫∞xW t dtg = limx→ 0∫∞xW t dt= a∫∞0e- mt dt= -ame- mt|t = ∞t = 0=am(4 - 4 - 8)这样，参数 a 可按下式求出，即a = m g (4 - 4 - 9)将式(4 - 4 - 9)的 a 代入式(4 - 4 - 5)可得:W t = mge- m t(4 - 4 - 10)3. 列车进入晚点分布函数的 x 2 检验显然，式(4 - 4 - 10)所反映的是当列车进入晚点的频率是随机事件时的分布规律，并假定该分布服从负指数分布规律。对我国铁路区段实际列车晚点资料作统计分析及x2检验表明，这一假设是可接受的。二、列车运行图缓冲时间分布函数1. 列车运行图缓冲时间列车最小间隔时间是保证车站能完成必要的接发列车作业和确保列车在区间内安全运行的时间。在具体铺画列车运行图时，由于受列车种类不同、列车在运行图上相互位置的安排和区间通过能力利用率等因素的影响，列车运行图中实际安排的列车发车间隔时间或到、发间隔时间往往大于最小列车间隔时间。定义列车运行图规定的列车间隔时间与最小列车间隔时间之差为列车运行图缓冲时间，简称缓冲时间。缓冲时间对于缓解列车晚点对后行列车运行的影响有重要意义。4 0 3 铁路运输组织学2. 缓冲时间的分布函数通过对大量列车运行图缓冲时间分析可以发现，小值缓冲时间出现的频率通常都大于大值缓冲时间出现的频率。因此，一般认为缓冲时间的概率分布也可以用负指数分布规律来表示，并假定缓冲时间可以用一个以一定限界值 t r 开始的理论频数总值来描述，即∑∞rh r = Ne- t r / 珋t r(4 - 4 - 11)式中 t r ———一定数值的缓冲时间， min;珋t r ———平均缓冲时间， min:N———日运行列车数;h r ———数值为 t r 的缓冲时间的出现频数。设 W r 为出现其值为 t r 的缓冲时间的概率，因而也有∑∞t rW r =1N ∑∞t rh r (4 - 4 - 12)因而，可得在 t r = t r 至 t r = ∞范围概率密度 W t 的分布函数，即∫∞t rW r dr = e- t r /珋t rW r =1珋t re- t r / 珋t r(4 - 4 - 13)x2检验表明，缓冲时间的这一假设分布也是可以接受的。第二节 两相邻列车间的晚点传播一、运行列车组的类型运行列车组以其组成列车等级(或优先级)为特征，可分为如下类型:(1)由相同等级列车组成的第一类运行列车组;(2)由不相同等级列车组成，且高等级列车为前行列车的第二类运行列车组;(3)由不相同等级列车组成，且高等级列车为后行列车的第三类运行列车组。二、第一类运行列车组两列车间晚点的传播如图 4 - 4 - 1 所示，运行列车组第一和第二列车之间存在着一个其值为 I 的最小列车间隔时间，且两列车间又有其值为 t r 的缓冲时间。当第一列车进入区间的晚点时间 t v1 大于第二列车晚点时间 t v2 和缓冲时间之和时，第二列车就将产生其值为 t f2 g 的列车增晚时间。在这里，将这类列车增晚时间定义为列车晚点传播的后效晚点时间，简称列车后效5 0 3 第四篇 列车运行图图 4 - 4 - 1 第一 类运行 列车 组两列 车间 晚点传 播说 明图晚点时间。因为t 1 + I = I + t r + t 2 + t f2 g(4 - 4 - 14)所以，在这一条件下的列车后效晚点时间 t f2 g 可按下式计算:t f2 g = t 1 - (t r + t 2 )(4 - 4 - 15)当第一列车的晚点时间大到致使比第二列车可能进入区间的时间还要晚时(见图 4 - 4 - 2)，在列车等级相同的条件下，则需变更其列车运行顺序，即第一列车将改为位于第二列车之后运行。在这种情况下，第一列车将产生为确保第二列车与第一列车之间的最小列车间隔时间而造成的增晚时间，即列车后效晚点时间 t f1 g 。图 4 - 4 - 2 第一类 运行列 车组 两列车 间晚 点传播 说明 图因为t 1 + t f1 g = I + t r + t 2 + I (4 - 4 - 16)所以，这一条件下的列车后效晚点时间 t f1 g 可按下式计算:t f1 g = (2 I + t r + t 2 ) - t 1 (4 - 4 - 17)三、第二类运行列车组两列车间晚点的传播第二类运行列车组在列车等级上第一列车高于第二列车。因此，一般不允许将第二列车的晚点传播给第一列车。这样，第二类运行列车组的第二列车较之第一类运行列车组的第二列车将在更大范围内接受晚点传播(见图 4 - 4 - 3)。因为t 1 + I = I + t r + t 2 + t f2 v (4 - 4 - 18)所以，在这一条件下的列车后效晚点时间 t f2 v 可按下式计算:t f2 v = t 1 - ( t r + t 2 ) (4 - 4 - 19)6 0 3 铁路运输组织学图 4 - 4 - 3 第二类 运行列 车组 两列车 间晚 点传播 说明 图四、第三类运行列车组两列车间晚点的传播第三类运行列车组在列车等级上第二列车高于第一列车。因而，当 t 1 ( t r + t 2 )时，两列车的运行顺序将被改变(见图 4 - 4 - 4)。因为t 1 + t f1 v = I + t r + t 2 + I (4 - 4 - 20)所以，这一条件下的列车后效晚点时间 t f1 v 可按下式计算:t f1 v = (2 I + t r + t 2 ) - t 1 (4 - 4 - 21)图 4 - 4 - 4 第三类 运行列 车组 两列车 间晚 点传播 说明 图五、两相邻列车间的平均列车后效晚点时间1. 第一类运行列车组的平均列车后效晚点对于第一类运行列车组来说，在第一列车晚点作用下，列车后效晚点既可能发生在第一列车，也可能发生在第二列车。在分别计算出第一或第二列车后效晚点时间后，再乘以第一列车出现晚点时间 t 1 的概率，就可以得出平均列车后效晚点时间珋t f2 g 和珋t f1 g 。因而，第一类运行列车组的平均后效晚点时间总值珋t fg 应为:珋t fg =珋t f2 g +珋t f1 g (4 - 4 - 22)从(4 - 4 - 15)、(4 - 4 - 17)、(4 - 4 - 19)和(4 - 4 - 21)式可以看出，列车后效晚点时间的数值也与服从负指数分布的变量第二列车进入晚点时间 t 2 及列车运行图缓冲时间 t r 相关。这样考虑变量 t 2 和 t r 作用后的平均列车后效晚点时间珋t fg ，经推导整理计算公式可写为:7 0 3 第四篇 列车运行图珋t fg =珋t 1 (1 - e- m1 珋I g ) 2m 1 t-r + 1(1 - g 2 +m 2 g 2m 1 + m 2) (4 - 4 - 23)式中 珋t 1 ———第一列车平均进入晚点时间， min;珋I g ———相同种类运行列车组平均最小列车间隔时间， min;珋t r ———平均列车运行图缓冲时间， min。2. 第二、三类运行列车组的平均列车后效晚点时间对于第二类运行列车组，作为高等级列车的第一列车晚点，可能引起第二列车产生列车后效晚点时间;而对于第三类运行列车组，作为低等级的第一列车晚点，则可能引起第一列车自身产生列车后效晚点时间。在分别计算出第二或第一列车后效晚点时间后，再乘以第一列车出现晚点时间 t 1 的概率，就可以得出平均的列车后效晚点时间珋t f2 v 和珋t f1 v 。这时，两类运行列车组的平均列车后效晚点时间珋t fv 应为:珋t fv =12(珋t f1 v +珋t f2 v ) (4 - 4 - 24)在考虑变量 t 2 和 t r 作用后的平均列车后效晚点时间珋t fv ，经推导整理计算公式可写为:珋t fv =珋t 1m 1 珋t r + 1〔m 1 珋I v (1 - e- 2 m1 珋I v )(1 - g 2+m 2 g 2m 1 + m 2)〕 (4 - 4 - 25)式中 珋I v ———不相同种类运行列车组的平均最小列车间隔时间。第三节 平均列车后效晚点时间一、第一层次晚点传播的平均列车后效晚点时间1. 分类运行列车组的综合平均列车后效晚点时间设某区段的运行列车组总数为 N，其中具有相同列车等级的第一类运行列车组数为 N g 。这样，在该区段列车运行图 中出现相同列车等级 运行列车组的概率 W g 应为:W g =N gN(4 - 4 - 26)因而，在运行图中出现具有不相同列车等级运行列车组(包括第二、三类运行列车组)的概率为(1 - W g )。在这里称直接因列车晚点传播而发生的列车后效晚点为第一层次晚点传播列车后效晚点。根据分类运行列车组出现概率及其相应的平均列车后效晚点时间，第一层次晚点传播的平均列车后效晚点时间珋t f1 应为:珋t f1 =珋t fg W g +珋t fv (1 - W g ) (4 - 4 - 27)8 0 3 铁路运输组织学据此可得:珋t f1 =珋t 1 [ W g (1 - e- m 1 珋t g ) 2+ (1 - W g ) m 1 珋I v (1 - e- 2 m1 珋t v )]m 1 t-r + 1(1 - g 2m 2 g 2m 1 + m 2)(4 - 4 - 28)若取 g 1 = g 2 = g，珋t 1 =珋t 2 = t， m 1 = m 2 = m，则上式也可以简化为:珋t f1 = t[ W g (1 - e- m珋t g)2+ (1 - W g ) m珋I v (1 - e- 2 m珋t v )]1 -g2m t-r + 1(4 - 4 - 29)若令珋t[ W g (1 - e- m珋t g ) 2+ (1 - W g ) m珋I v (1 - e- 2 m珋Iv )](1 -g2) = K，则 t-f1 的计算公式可以简化为:珋t f1 =Km t-r + 1(4 - 4 - 30)2. 列车晚点向非相邻后行列车直接传播的平均列车后效晚点时间当 t 1 (t 2 + t r1 + I 1 + I 2 )时，第一列车的晚点在运行列车组两相邻列车间不发生直接的晚点传播，而与运行图中安排在第三、四或更后的非相邻列车发生直接的晚点传播关系，并使这些列车产生列车后效晚点(见图 4 - 4 - 5)。图 4 - 4 - 5 第一列 车晚点 向非 相邻列 车直 接传播 说明 图当第一列车与第二列车发生直接晚点传播关系(即 n = 1)时，如前已述，可有:珋t f1 =Km t-r + 1当第一列车与第三列车或第四列车发生直接晚点传播关系(即 n = 2 或 n = 3)时，则相应可有:珋t f2 =珋t f1e- m珋Im t-r + 1(4 - 4 - 31)t-f3 = t-f1e- 2 m珋Im t-r + 12(4 - 4 - 32)9 0 3 第四篇 列车运行图作为一般式，当第一列车与第( n + 1)列车直接发生晚点传播关系时，则有:t-fn = t-f1 (e- m珋Im t-r + 1)( n - 1)(4 - 4 - 33)3. 第一层次晚点传播的平均列车后效晚点时间因为每一列车都可作为第二列车承受晚点时间 t-f1 ，又可能作为第三、四、?、n 和( n + 1)列车承受晚点时间 t-f2 、t-f3 、?、t-fn ，所以第一层次晚点传播的平均列车后效晚点时间总值t-F1 应为:t-F1 = t-f1 + t-f2 + ? + t-fn= t-f1 [1 +e- m珋Im t-r + 1+ (e- m珋Im t-r + 1)2+ ? + (e- m珋Im t-r + 1)n - 1] (4 - 4 - 34)上式为一等比级数，在 n→∞时，对级数求和可得:t-F1 = t-f111 -e- m珋Im t-r + 1(4 - 4 - 35)将t-F1 代人上式，并经整理可得:t-F1 =Km t-r + 1 - e- m珋I=t-(1 - g/ 2)[ W g (1 - e- m珋I g ) 2+ (1 - W g ) m珋I v (1 - e- 2 m珋I v )]m t-r + 1 - e- m珋I(4 - 4 - 36)例如，某双线区段某一区间调查期间开行 431 列列车，其中 139 列发生列车进入晚点，晚点时间总值为6 009 min，据此可有:g =N tN=139431= 0. 322 5t-=tN=6 009431= 13. 942 0 min根据该 区 间列 车 运 行 图 资 料 分析 计 算 有: t-r = 6. 34 min;珋I g = 8. 00 min;珋I v =7. 03 min;珋I = 7. 22 min; W g = 0. 020 8。将上述计算数据代入式(4 - 4 - 36)，即可得该区间第一层次晚点传播的平均列车后效晚点时间总值:t-F1 q =10. 023 1×6. 34 + 1 - e- 0. 023 1× 7. 22 ×{13. 942 0×(1 -0. 322 52)×[0. 020 8×(1 - e- 0. 023 1× 8 ) 2+ (1 - 0. 0208)0 1 3 铁路运输组织学×0. 023 1×7. 03×(1 - e- 2 ×0. 023 1 ×7. 03)]}= 1. 607 min二、高层次列车晚点传播和平均列车后效晚点时间1. 高层次列车后效晚点对列车晚点传播现象的进一步分析可以发现，除列车进入区间晚点可以引发后行列车的第一层次列车后效晚点之外，如图 4 - 4 - 6 所示，具有后效晚点的列车 2，其晚点时间还可以进一步向后行列车 3 传播，引发列车 3 的列车后效晚点;列车 3 的晚点时间又可以向列车 4 传播，并引发列车 4 的列车后效晚点。在这里，将列车后效晚点引发的列车后效晚点称为高层次列车后效晚点，在数值上，高层次列车后效晚点等于列车后效晚点总值与第一层次列车后效晚点数值之差。图 4 - 4 - 6 高 层次 列车晚 点传 播说明 图2. 列车运行排队模型的平均排队时间按照排队论的原理，实际上也可以将列车后效晚点时间称之为列车排队时间。在运行列车组密集排列期间，即使是小的列车进入晚点，也可能引起较长时间的列车运行排队现象，并导致发生高层次的列车后效晚点。以存在列车进入晚点和列车后效晚点为特征的列车运行系统，可以认为是一个M/ G/ 1 类型的排队系统。这样，第一层次列车后效晚点时间也可以称之为第一层次列车排队时间 t w 1 。根据排队论原理， M/ G/ 1 类型排队系统的变异系数为 υ时，其排队时间的期望值 E( W )可用下式表示:E( W ) =- ρ(υ2+ 1)2μ(1 -ρ)(4 - 4 - 37)式中 μ为系统服务率，ρ为系统占用率，对于列车运行排队系统可分别定义为1 1 3 第四篇 列车运行图μ=1珋I(4 - 4 - 38)ρ=珋I珋I - t-r(4 - 4 - 39)据此， M/ G/ 1 类型列车运行排队系统的平均排队时间 t W G 应为:E( W ) = t W G = (υ2+ 1)珋I22 t-r(4 - 4 - 40)当服务时间为常数时，变异系数 υ= 0。因而，排队模型 M/ D/ 1 的平均排队时间t W 应为:t-W =珋I22 t-r(4 - 4 - 41)作为系统服务时间的最小列车间隔时间 I，实际上其离散程度是很小的，亦即可假定变异系数接近于 0 或明显地小于 1。因而，实际列车运行排队系统的平均排队时间与排队模型 M/ D/ 1 的平均排队时间之差很小，可近似地用排队时间 t W 表示列车运行排队系统的平均排队时间。3.列车运行排队系统的第一层次平均排队时间在运行列车组密集排列期间，由于列车密集排列，对于不同等级列车在列车运行调度工作中，实际上只能按相同列车等级处理，故可取 W g = 1，并可用平均最小列车间隔时间珋I 代替相同等级列车的平均最小列车间隔时间珋I g 。这样，平均第一层次列车后效晚点时间t-F1 g 的计算公式也可简化为:t-F1 g =t-(1 - g/ 2)(1 - e- m珋I ) 2m t-r + 1 - e- m珋I(4 - 4 - 42)用t-= g/ m 代入上式，并经整理可得:t-F 1 g =( g - g2/ 2)(1 - e- m珋I ) 2m (1 +m t-r1 - e- m珋I )(4 - 4 - 43)当列车晚点概率趋近于 1，而晚点列车平均晚点时间 t m 趋近于无穷大，即 g→1、m→0 时，可以用第一层次平均列车后效晚点时间 t-F 1 表示列车运行排队系统的第一层次平均排队时间 t W 1 。据此，对式(4 - 4 - 43)变换整理后，可得:t w 1 =珋I22( t-r +珋I)(4 - 4 - 44)4. 列车运行排队系统的高层次平均排队时间如前已述，高层次列车后效晚点时间可用列车后效晚点时间总值与第一层次列车2 1 3 铁路运输组织学后效晚点时间之差表示，亦即列车运行排队系统的高层次平均排队时间 t w k 可用平均排队时间 t w 与第一层次平均排队时间 t w 1 之差表示。因而有:t w k = t w - t w 1 (4 - 4 - 45)若令 ψ= t w k / t w 1 ，则经整理可得:ψ=珋It-r(4 - 4 - 46)这样，也有t w k = ψt w 1 (4 - 4 - 47)实际上，当列车晚点概率并不趋近于 1，晚点列车平均晚点时间也并不趋近于无穷大时，列车运行排队系统高层次与第一层次平均排队时间的上述关系同样适用。因而，也有:t w k = ψt-F1 g (4 - 4 - 48)5. 平均列车后效晚点时间和列车后效时间总值平均列车后效晚点时间t-F ，由第一层次与高层次平均列车后效晚点时间两部分组成，即t-F = t-F1 + ψt-F1 g (4 - 4 - 49)将相关因素代入上式，并经整理可得:t-F =t-(1 - g/ 2)m t-r + 1 - e- m珋I[ W g (1 - e- m珋I g)2+ (1 - W g ) m珋I v (1 - e- 2 m珋I v) +It-r(1 -e- m珋I ) 2 ](4 - 4 - 50)列车后效晚点时间总值 t F 是指一日内在该区间运行全部列车后效晚点时间之和，故其值等于一日内在该区间运行列车数 N 与平均列车后效晚点时间之乘积，即t F} = N t-F=N t-(1 - g/ 2)[ W g (1 - e- m珋I g)2+ (1 - W g ) m珋I v (1 - e- 2 m珋I v) +珋It-r(1 - e- m珋I ) 2]m t-r + 1 - e- m珋I(4 - 4 - 51)将上例的计算数据代入式(4 - 4 - 50)，该区间平均列车后效晚点时间应为:t-F =13. 942(1 - 0. 322 5÷2)0. 023 1×6. 34 + 1 - e- 0. 023 1 ×7. 22 [0. 020 8×(1 - e- 0. 023 1 ×8)2+ (1 - 0. 0208)0. 023 1×7. 03(1 - e- 2× 0. 023 1× 7. 03 ) + 7. 226. 34 (1 - e0. 023 1× 7. 22 ) 2 ]= 2. 661 min3 1 3 第四篇 列车运行图因而，列车后效晚点时间理论总值应为:t F = 2. 661× 4315= 229 min三、平均必要列车运行图缓冲时间必要列车运行图缓冲时间是指在允许产生一定数值列车后效晚点时间的条件下，列车运行图应具有的平均缓冲时间。列车后效晚点时间作为评价列车运行工作的一项质量指标，与列车运行的准时性和列车运行秩序密切相关，在日常工作中应对它有一定的数量要求。在给定列车后效晚点时间总值标准的条件下，可根据式(4 - 4 - 51)就每一具体区间计算确定必要的平均列车运行图缓冲时间。复习与思考题1. 简述列车进入晚点和列车运行图缓冲时间分布函数。2. 何为列车后效晚点时间 ? 试述在两相邻列车间发生晚点传播时，不同类型运行列车组列车后效晚点时间即平均列车后效晚点时间的计算方法。3. 何为第一层次和高层次晚点传播 ? 试述第一层次和高层次晚点传播平均列车后效晚点时间的计算方法。4. 什么是平均必要列车运行图缓冲时间 ? 其计算原理是什么 ?5. 对两列车后效晚点进行分析。4 1 3 铁路运输组织学第 五 章 区 段 管 内 工 作 组 织对在区段内中间站上须办理货物作业的车辆所进行的工作，称为区段管内工作，它包括:货物装车或卸车作业;向中间站送车，以及由中间站取出装车完了重车或卸后空车;中间站的调车工作。向中间站送车和由中间站取车的货物列车，主要有摘挂列车、区段小运转列车和调度机车等。其中摘挂列车是最普遍和最主要的形式。第一节 区段管内工作量区段管内工作量一般是指从事区段管内工作的各种货物列车的行车量，它取决于区段管内的零散车流量，即区段管内车流量。区段管内车流量由区段管内各中间站的重车流量、为保证中间站装车所需要的空车来源和卸后空车的去向所决定。根据计划的管内重车流量和空车流向，并参照实际车流规律，可编制区段重空车流斜表(见表 4 - 5 - 1)。根据列车牵引重量和各区间的车流量，即可确定摘挂列车的行车量。表 4 - 5 - 1 A— B 区段管内车流斜表A a b c d e f B 计A2 A015102 #118535— —30 m31a —02— — — — —0 X2b200— — — —2 v07029 m0c60— —01— —6012 m1d100— — — —1 v08019 m0e80— — — — — —8 X0f30— — — — — —3 X0B — —20—50— —7 X0计4702 A017122 #11136353 v021010834注:分 子———重车;分 母———空车 。5 1 3 第四篇 列车运行图列车重量标准一般是按整个区段规定的。实际上，在一个区段内，各个区间的线路平面和纵断面各不相同，因此各个区间的牵引重量可以不同，同时，由于摘挂列车在各中间站办理车辆摘挂作业，致使实际的列车重量在沿途也有变化。为了充分利用机车牵引力，在查定该区段应开行的摘挂列车数时，一般应以各区间牵引重量和各区间由摘挂列车挂运的车流量为依据，用下式分别对每一区间进行计算:n 摘 挂 =U重摘 挂 q 总 重 + U空总 重 q 自 重Q 区 间(4 - 5 - 1)式中 n 摘 挂 ——— 曻 该区间一日内应开行的摘挂列车数;U重摘 挂 、U空摘 挂 ———该区间一日内由摘挂列车挂运的重车数和空车数;q 总 重 ———货车平均总重，t;q 自 重 ———货车平均自重，t;Q 区 间 ———该区间牵引重量，t。对每个区间分别上下行方向求出 n 摘 挂 的数值后，取其中最大值作为该区段应开行的摘挂列车对数。如表 4 - 5 - 2 所示，按照计算应开行两对摘挂列车，但分析各区间的车流资料表明，下行方向需要开行两列摘挂列车的只是 A— a 和 a— b 两个区间，而上行方向需要开行两列摘挂列车的也只是 b— a 和 a— A 两个区间。为了减少摘挂列车开行次数，又能及时输送区段管内车流，也可以考虑在 A— b 间开行一对区段小运转列车，而在整个区段则开行一对摘挂列车。对上下行车流量显著不等的区段，上下行方向开行的摘挂列车数也可以不同，如开行一对半两对半等。表 4 - 5 - 2 A— B 区段各区间通过总吨数和列车牵引重量标准量区间名 称A → B 方向(下 行) B→ A 方 向(上行)车 数重 车 空车总 重吨 数列 车牵引重 量车 数重车 空车总 重吨数列 车牵 引重 量A— aa— bb— cc— dd— ee— ff— B3028222627242131 B3321115002 | 4472 3531 7651 8511 8131 5361 3442 h 0002 0001 8002 0001 9001 6501 65047 b4729231810700000003 0083 0081 8561 4721 1526404483 2003 2002 0001 8001 8001 8001 800注:重 车总 重64 t，空车自 重17 t。第二节 区段管内货物列车的铺画方案在确定服务于区段管内工作的各种货物列车在列车运行图上的铺画方案时，必须6 1 3 铁路运输组织学保证摘挂车流在技术站和中间站上的停留时间为最小，保证机车乘务组和车长的连续工作时间不超过规定标准。在铺画时，摘挂列车在各中间站的停留时间，应满足货物装卸和调车作业的需要。对于不是经常有货物装卸和整车货物发送或到达的中间站，在方案中可不规定停站时间，或将此种车站的停站时间集中于某一个车站，在日常执行中由列车调度员机动调整。摘挂车流在中间站的停留时间主要决定于摘挂列车运行线的相互关系。在区段内只开行一对摘挂列车时，由某方向摘挂列车送到中间站的车流，作业后可能由次日同一车次的摘挂列车挂走，也可能由相对方向的摘挂列车挂走。在这里，把由同方向列车挂走的车流称为顺向车流，由相对方向列车挂走的车流称为逆向车流。顺向车流在中间站上的停留时间与摘挂列车在运行图上的铺画方案无关，而逆向车流在中间站上的停留时间则与摘挂列车在运行图上的铺画方案有很大关系。当上下行方向摘挂列车在区段列车运行图上按无交叉方式铺画，且下行方向列车在前，上行方向列车在后时，可称之为上开口摘挂列车铺画方案;反之，则可称之为下开口摘挂列车铺画方案。对于上开口方案，下行摘挂列车送到各中间站的逆向车流，作业后均能由上行摘挂列车挂走，是下行摘挂列车与上行摘挂列车在运行图上具有最小间隔时间的方案(见图 4 - 5 - 1)，车辆在 i中间站的停留时间为:T i = f N下下 ，i ( T 周 + t′ 调 ，i ) + N上上 ， i ( T 周 + t″ 调 ， i ) + N上下 ，i (t″ 供 ， i + t 调 ， i )+ N下上 ，i ( T 周 - t″ 供 ，i )= f ( N上下 ， i - N下上 ， i )(t″ 供 ， m + ∑mr = i t 调 ， r+ t 运( i - m ) ) + N下上 ，i ( T 周 + t 调 ，i )+ N下下 ，i ( T 周 + t′ 调 ，i ) + N上上 ， i ( T 周 + t″ 调 ， i ) (4 - 5 - 2)图 4 - 5 - 1 上 开口方 案示 意图车辆在各中间站的总停留时间为:T =∑mi = 1T i (4 - 5 - 3)式中 t″ 供 ， i ——— 暀 i站可供货车办理货物作业的时间( t″ 供 ， i ≥ t″ 货 ，i ， i = 1， 2， ?， m )，即7 1 3 第四篇 列车运行图从下行摘挂列车出发到上行摘挂列车到达之间的间隔时间;t″ 货 ，i ———随下行摘挂列车到达站的逆向车流的货物作业时间标准(不包括摘挂列车停站时间标 准内可能利用的时间);上 ， i 为由上行摘挂列车挂来然后由下行摘挂列车挂走的车流)。随着上下行摘挂列车运行线铺画方案的变化(如图 4 - 5 - 1 虚线所示)，逆向车流在中间站的停留时间也发生变化。在所有可能的铺画方案中，车辆在各中间站总停留时间最小的方案，才是摘挂列车的最优铺画方案。为了寻求最优铺画方案(仅从中间站车辆停留时间最少这一目标函数出发)，可先根据上下行逆向车流的大小，确定上开口或下开口方案(见图 4 - 5 - 2)，然后再采用逐步移动运行线的方法，比较车辆小时的得失，找出最有利的方案。图 4 - 5 - 2 一对摘 挂列 车初始 铺画 方案图当区段内某方向有两列摘挂列车时，第一列摘挂列车送往各中间站的顺向车流，作业后就可以由同方向的第二列摘挂列车挂出，因而可以使该方向顺向车流在中间站的停留时间大为缩短。为了保证顺向车流能在当日由第二列摘挂列车挂出，同方向摘挂列车的间隔，应不少于作业时间最长那个中间站的一次或双重货物作业时间和调车作业时间标准，如图 4 - 5 - 3 所示。为了缩短摘挂车流在技术站上的停留时间，应保证有最良好的车流接续。摘挂列车在技术站的出发时刻，必须与挂有摘挂车流的列车的到达时刻相配合;摘挂列车到达技术站的时刻，必须与挂走摘挂车流的列车的出发时刻相配合，图 4 - 5 - 4 表示到达B— C 区段的大部分摘挂车流由邻接区段的区段列车挂到技术站 B，则 41001 次摘挂列车从技术站 B 出发的时刻，应规定在 30001 次区段列车到达技术站 B 之后再加上一定的间隔时间 T。 T 值应等于区段列车的到达、解体作业时间和摘挂列车的编组、出发作业时间之和。8 1 3 铁路运输组织学图 4 - 5 - 3 同 方向 有两列 摘挂列 车的 铺画方 式示 意图图 4 - 5 - 4 摘挂列 车与 区段列车 运行 时刻配 合示 意图由于摘挂列车需要在中间站停车作业，在区段内的旅行时间较长，所以在制定摘挂列车铺画方案时，应特别注意机车乘务组和车长的连续工作时间不超过规定标准。当图 4 - 5 - 5 摘挂 列车 分段作 业示 意图摘挂列车机车乘务组和车长的连续工作时间超过规定标准时，则应采取适当措施缩短摘挂列车在区段内的旅行时间。常用的措施可有:(1)当同方向每天开行两列摘挂列车时，可以组织分段作业。如图 4 - 5 - 5 所示，第一列摘挂列车仅在前半段的中间站上作业，而安排第二列摘挂列车仅在后半段的中间站上作业。(2)在日常调度工作中，组织中间站按日历装车，借以减少摘挂列车停站次数。在编图时摘挂列车的停车作业时间可集中给点，灵活运用。图 4 - 5 - 6 区段小运转列车与摘挂列车配合作业的示意图(3)在有区段小运转列车或调度机车的区段，尽量使摘挂列车在区段小运转列车或调度机车运行的地段内无作业通过中间站，以提高摘挂列车的旅行速度，如图 4 - 5 - 6 所示。在编制列车运行图时，应参照区段管内货物列车铺画方案，安排摘挂列车和其他为区段管内工作服务的各种列车的运行线，必要时可酌量移动或调整这些列车运行线，以免影响其他货物列车的运行，使区间通过能力得到更好的利用。复习与思考题1.何谓区段管内工作 ? 它包括哪些作业 ?2.如何确定区段管内工作量 ?3.确定区段管内货物列车的铺画方案应满足什么要求 ? 对于不同的行车量，在铺画方案上应如何考虑 ?9 1 3 第四篇 列车运行图第 六 章 机 车 运 用 工 作 组 织第一节 机车交路和机车运转制机车交路或称机车牵引区段，是指机车担当运输任务的固定周转区段，即机车从机务段所在站到折返段所在站之间往返运行的线路区段。机车交路是组织机车运用工作，确定机务段的设施和配置、机车类型分配、机车运用指标的重要依据。图 4 - 6 - 1 机车交 路和 乘务组 交路图机车交路按用途，可分为担当旅客列车牵引任务的客运机车交路和担当货物列车牵引任务的货运机车交路;按乘务组工作时间，可分为一般机车交路和长交路。对于长交路，在机车乘务组采用换乘的乘务制度条件下，机车交路按方向又可分为直线形交路〔或称双向交路，见图 4 - 6 - 1(a)〕和多边形交路〔或称多向交路，见图 4 - 6 - 1(b)〕。机车在交路上进行列车作业的组织方式称为机车运转 制，它主要可 有循环运转制、半循环运转制、肩回式运转制和 环形运转 制之分。因而，机 车交路按机车运转制分，又 可分为循 环运转制交路、半循环运转制交路、肩回式运转制交路和环形运转制交路。确定机车交路，实际上也就是确定机务段及其折返段的位置，其主要依据为:(1)运输的需要，即区段的行车量和列车密度;(2)提高机车运用效率方面的考虑;(3)乘务员工作时间和机车周转的安排;(4)机车的技术性能。由于蒸汽机车运行速度较低，以及受机车煤、水储量的限制，其交路一般较短。内燃机车和电力机车因整备作业简便，运行速度高，续行距离长，机车交路可大大延长，甚至可达数千公里。加拿大蒙特利尔至温哥华的机车交路长达4 691 k m，我国铁路长沙—广州的客运机车交路也已达726 k m。延长机车交路可以减少机务段数量，提高机车0 2 3 铁路运输组织学运用效率，从而可节省建设投资、降低运营管理费用，有明显的经济效益。确定机车交路长度是一个涉及诸多因素的技术经济问题。在实际工作中，可按机车乘务员一次连续工作时间标准计算:L 1 = 0. 5(t 标 准 - ∑t 准 备 ) v机旅 (k m) (4 - 6 - 1)L 2 = ( t 标 准 - ∑t′ 准 备 ) v机旅 (k m) (4 - 6 - 2)式中 L 1 ———一般机车交路的机车交路长度，k m;L 2 ———“长交路”的机车交路长度，k m;v机旅 ———牵引区段机车平均旅行速度，k m/ h;t 标 准 ———机车乘务员一次连续工作时间标准，h;∑t 准 备 ——— + 机车乘务组在机务段和折返段及其所在站工作时间，即由本段接班至列车出发，以及由列车到达至交班完了，再加上乘务组在折返段由列车到达交班完了至牵引列车出发时止的工作时间，h;∑t′ 准 备 ——— + 机车乘务组在机务段和折返段及其所在站工作时间，即由本段接班至列车出发，以及在折返段由列车到达至开始休息的工作时间，h。在长交路区段，当机车乘务组采用中途换乘的乘务制度时，确保机车进入配属段进行机车预检及各种计划修理的机车交路最大长度 L max ，则可按如下公式计算:对于直线形交路L m ax =12T 机 检 S 机 = 12 T 机 检 v 直 (k m ) (4 - 6 - 3)对于多边形交路L m ax = T 机 检 S 机 = 24 T 机 检 v 直 (k m) (4 - 6 - 4)式中 T 机 检 ——— 暆 机车两次预检作业之间的工作时间标准，h;S 机 ———机车日车公里;v 直 ———列车运行平均直达速度，km/ h。第二节 机车乘务组织一、机车乘务员值乘制度机车乘务员的值乘制度有包乘制和轮乘制两种。包乘制是指由固定的几个乘务机班组成机车乘务组，轮流值乘一台(双机重联时为一组)机车的乘务制度。在这一值乘制度下，机车组包管包用固定一台机车，即除值乘外，还负责机车的日常检查和保养以及中间技术检查，并参加机车的修理作业。包乘制有利于加强乘务员对机车运用和保养的责任心，便于乘务员熟悉机车的性能特征，掌握机车的状态。但包乘制使机车运用受到限制，机车生产时间不能充分利用，机车交路也1 2 3 第四篇 列车运行图不能很长，从而降低了机车运用效率和乘务员的劳动生产率。轮乘制是指没有固定的机车乘务组，机车由若干乘务机班轮流使用，各乘务机班可以在任一台机车上值乘的乘务制度，在这一值乘制度下，机车的日常检查、保养和维修工作由专职人员负责。因此，必须建立严格的制度，明确规定乘务员和检修人员的职责，由于采用轮乘制时，可以保证乘务组有更好的劳动和休息条件，消除机车在折返段因等待乘务组休息而产生的停留时间，从而显著提高机车的运用效率和乘务员的劳动生产率，机车交路可得以延长。若将轮乘制和长交路加以结合，则可取得更佳的技术经济效果。轮乘制早在蒸汽牵引年代就已被许多发达国家所采用。从 1975 年开始，我国铁路对内燃机车和电力机车开始轮乘制的试验，并逐步实施轮乘制。根据多年来实践，轮乘制能否坚持推广，充分发挥其经济效益，关键是必须做好机车在段地勤检修工作，确保机车质量良好地出乘，保证在乘务区段内安全行驶。二、乘务员换班方式根据机车交路长度和机车乘务员一次连续工作时间标准的规定，机车乘务员担当机车作业可采用折返段换班、中途换班、立即折返和按时出乘等几种乘务员换班方式。对于出乘往返所需工作时间超过机车乘务员一次连续工作时间标准的机车交路，预先安排一班乘务员驻在折返段，当第一班乘务员牵引列车到折返段休息时，驻班乘务员即上机车牵引列车返回机务段的乘务员换班方式称为折返段换班。采用折返段换班方式可有效地延长机车交路长度，但乘务员经常需在外段驻班，不利于乘务员休息。对于采用内燃或电力牵引的长交路铁路，在机务段和折返段之间设置的乘务员换班地点(通常为技术站)，为每台机车驻有一个乘务机班，当机车牵引列车到达换班地点时，由驻班乘务机班换班，继续运行至前方折返段或另一个换班地点的乘务员换班方式称为中途换班。采用中途换班可有效地提高机车运用效率。立即折返是在乘务员出乘往返所需工作时间不超过机车乘务员一次连续工作时间标准的一般交路上采用的乘务员换班方式。在这种机车交路上工作时，机车乘务员在折返段不休息，机车技术作业完成后立即接运另一列车返回机务段。按时出乘是指机车乘务员完全按连续工作时间标准及有关规定换班的乘务员换班方式，它仅限于机车在很短交路上担当小运转列车牵引任务或在本站、邻站担当调车任务时采用。三、机车乘务员的作息时间为确保行车安全，机车乘务员的劳动和休息时间，应满足如下要求:(1)一次连续工作时间标准(包括出、退勤工作时间)，旅客列车一般不得超过8 h，货物列车一般不得超过10 h。(2)全月工作时间按180 h掌握(包括乘务工作时间和参加机车检修工作时间)。2 2 3 铁路运输组织学(3)在本段休息时间不应少于16 h。(4)外段调休时间不得少于5 h，驻班休息时间不得少于10 h。轮乘制外段换班继乘休息时间不得少于8 h。(5)实行轮乘制的机车乘务员每月应有 1～2 次 48～72 h的大休班时间。第三节 机车周转时间机车周转时间包括机车全周转时间和机车运用周转时间两个概念。日常运转工作中采用的机车全周转时间，是反映机车运用效率的重要指标，是指机车每周转一次所消耗的时间(非运用时间除外)，包括纯运转时间、在中间站停留时间、本段和折返段停留时间以及本段和折返段所在站停留时间。据此，对于回段机车，机车全周转时间为从上次入段时起至本次入段时止的时间;对于实行循环运转制和乘务员轮乘制的机车，为从上次机车到达乘务员换班站时起至本次机车到达乘务员换班站时止的时间。机车运用周转时间是指不包括机车在本段停留时间在内的机车周转一次所消耗的时间。缩短机车周转时间可以减少运用机车台数，提高机车运用效率。机车全周转时间 θ 机 可按如下公式计算:θ 机 =Lv机旅+ t 本 + t 折 (h) (4 - 6 - 5)或 θ 机 =24 LS 机(h) (4 - 6 - 6)式中 L———机车周转距离，即机车每一次周转平均走行距离，km;t 折 ———机车在折返段及其所在站停留时间，h;t 本 ———机车在本段及其所在站停留时间，h;v机旅 ———机车旅行速度，即机车牵引列车在区段内的平均走行速度，它也是反映机车运用效率的重要指标，可按下式计算:v机旅 =∑ M S 本∑t 运 + ∑t 中 停(k m/ h) (4 - 6 - 7)其中 ∑ M S 本 ——— 栴 本务机车走行公里，k m，∑t 运 ———本务机车总走行时间，h，∑t 中 停 ———本务机车中间站总停站时间，h复习与思考题1.何谓机车交路和机车运转制 ? 确定机车交路的依据是什么 ?2.简述包乘制和轮乘制的机车乘务员值乘工作方式，并分析其优缺点。3.什么是机车全周转时间 ? 其值如何计算确定 ?3 2 3 第四篇 列车运行图第 七 章 列 车 运 行 图 的 编 制第一节 概 述随着铁路客货运量的日益增长和运输市场的发展变化，铁路技术设备和运输组织工作的不断改进，以及列车牵引重量和运行速度的逐步提高，每经过一定时期，就有必要重新编制一次列车运行图。列车运行图的编制应在铁道部统一领导下，由各铁路局负责做好具体工作。铁道部由运输、机务、车辆、工务、电务、计划等有关部门负责人组成领导小组，负责编图的组织领导工作，确定编图的原则、任务和步骤，组织有关铁路局协商拟定全路跨局旅客列车运行方案，解决局间列车交接的有关问题，审查各局提报的编图资料和各局编制的列车运行图。各铁路局也由运输、客运、机务、车辆、工务、电务等部门的有关人员组成编图小组，按照铁道部的统一部署，认真准备好编图资料，负责完成本局的运行图编制工作。铁路局有关部门应按时向铁道部有关业务局上报下列各项编图资料:(1)各区段各种客货列车行车量;(2)车站间隔时间和追踪列车间隔时间，以及必要的列车运行图缓冲时间;(3)各区段通过能力;(4)客货列车停车站名和停站时间标准;(5)各技术站主要技术作业时间标准;(6)客车车列在配属段、折返段停留时间标准;(7)客货列车区间运行时分和起停车附加时分;(8)各区段货物列车重量标准;(9)机车在基本段和折返段作业时间标准，机车运用方式和乘务组工作制度;(10)各区段线路允许速度;(11)施工计划以及慢行地段和慢行速度;(12)现行列车运行图完成情况的分析。编制列车运行图时，必须满足如下要求:(1)保证列车运行的安全。列车运行图必须符合《铁路技术管理规程》的有关规定，严格遵守行车的作业程序和时间标准。(2)迅速、便利地运输旅客和货物。运行图上铺画的旅客列车应最大限度地为旅客4 2 3 铁路运输组织学提供方便条件，客、货列车对数应考虑到运量的波动程度，保证完成国家规定的运输任务。(3)充分利用铁路通过能力，经济合理地运用机车车辆。在铺画列车运行线时，应消除各种不必要的停留时间，提高列车的旅行速度;要合理规定列车重量标准和机车运用方法;对直通列车要注意良好的衔接，以提高机车车辆的运用效率。同时，要妥善安排工务部门的施工计划，保证线路大修施工和日常运输两不误。(4)应将区间通过能力利用率控制在一定的允许范围内，确保列车运行图具有一定的弹性，以适应日常运输生产和列车运行秩序变化的需要。(5)列车运行图要与列车编组计划和车站技术作业过程相协调，使列车运行线与车流很好地结合起来。(6)保证各站、各区段间工作的协调和均衡。在运行图上铺画列车运行线时，应力求在一昼夜内各个阶段大体均衡，以充分利用车站到发线和咽喉通过能力、车站改编作业能力，以及区间通过能力。(7)合理安排乘务人员的作息时间，保证不超过规定的一次连续工作时间标准。列车运行图是全路与运输有关各单位的综合工作计划。因此，在编制运行图过程中，要从全局出发，统筹兼顾，正确处理列车运行与技术站作业的关系，列车运行与机车交路的关系、运输与施工的关系、跨局列车与管内列车的关系、旅客列车与货物列车的关系等。要使编制出来的运行图既是先进的，又是可行的。各铁路局编完运行图后，由铁道部审查批准，并由铁道部确定在全路统一实行新运行图的日期(与新列车编组计划同时实行)、印制行车时刻表，拟定新旧运行图的交替办法，各铁路局应组织各分局、站、段切实做好实行新运行图的各项准备工作。第二节 旅客列车开行方案铁路是以列车方式进行运输生产活动的。为了完成旅客运输计划，必须将流向、流量、流程各异的旅客组织到不同种类、不同发到站、不同到发时刻的旅客列车中去，才能安全、迅速、准确、便利、舒适地输送旅客到达目的地，并使客运技术设备得到经济、合理地运用。因此，旅客列车运行组织，是铁路旅客运输服务工作的重要组成部分。旅客列车运行组织工作的内容，主要包括以下几方面:(1)选择旅客列车的重量和速度;(2)制定旅客列车的开行方案;(3)编制旅客列车运行方案图;(4)确定车底需要组数;(5)铁路客运调度指挥工作。旅客列车运行组织计划的编制，主要是在铁道部和铁路局两级机构中进行。这是5 2 3 第四篇 列车运行图一项复杂而细致的系统工程，需要在部、局的统一领导下，客运部门与车机工电辆各部门密切配合、协调一致才能完成。旅客列车的重量和速度，决定着旅客列车编成的大小和旅客在途时间的多少，直接影响到铁路的客运能力、服务质量和客运设备的使用效率。选择旅客列车最佳重量和速度的方法有别于货物列车，要考虑的因素是多方面的。主要应针对提高旅客列车直通速度这一要求，因为争取高速是在不同技术经济条件下旅客运输组织工作不变的主题。在机车类型和线路条件已定的情况下，提高直通速度可采取加速列车运行、压缩停站次数、缩短停站时间等措施来实现。还应从列车始发时刻、终到时间、通过大站的时刻即方便旅客的角度出发来进行检验和修正，按这个修正后的直通速度计算出来的各种旅客列车重量标准和编组辆数，最后还需考虑沿途车站的线路有效长、站台雨棚长、团体及专包车加挂预留吨位等实际因素加以确定。我国对旅客列车重量标准和编组辆数规定如下:特直快列车 800～1 000 t，15～20辆;普通旅客列车800 t，15 辆，技术政策规定，旅客列车最大编组为 20 辆。在旅客列车的重量标准和编组辆数确定之后，根据各种旅客列车的编组结构，可以计算出它们的定员。在已编制客流计划的基础上，就可着手拟定旅客列车的开行方案了。旅客列车的开行方案，是指确定旅客列车运行区段、列车种类及开行对数的计划。旅客列车开行方案的编制在铁道部列车运行图编制委员会的统一领导下进行。直通旅客列车的开行方案由铁道部研究有关铁路局的建议后确定，管内及市郊旅客列车的开行方案，由各铁路局自行确定并报部，铁道部有关业务局进行综合平衡后拟定全路开行方案并提交铁道部列车运行图编制委员会审批。旅客列车的始发站、终到站及经由线路构成旅客列车的运行区段，列车种类区别出列车不同的等级或性质，开行对数的多少表示行车量的大小，三者组成一个完整的旅客列车开行方案。旅客列车的运行区段和开行对数，基本上是取决于客流计划。也就是说，按流开车，这是确定旅客列车开行方案首要的和基本的原则。在根据客流计划绘制的区段客流密度图上，清楚、直观地表示出各方向上各客流区段旅客的流量、流向及客流大量发生、消失和变化较大的地点，这就为划分各种旅客列车运行区段，确定列车种类，计算开行对数的工作提供了基本的依据。直通旅客列车的运行区段应根据列车始发站与终到站之间的直通客流量确定，跨局列车的直通客流需达到一定数量时报部审批方可开行。铁道部颁发的《铁路旅客运输管理规程》规定，开行跨越两个铁路局的直通旅客列车其直通客流量不少于 600 人，跨三局的不少于 500 人，跨四局及其以上的不少于 400 人。在此基础上，先按贯穿整个方向各客流区段的最小客流密度安排开车，也就是说，为了最大限度地以直达运输吸引直通客流，一般将一个铁路方向的两端站定为旅客列6 2 3 铁路运输组织学车的始发站和终到站。然后再将客流密度变化幅度较大的站间定为较短的旅客列车运行区段，并且要求整个方向上旅客列车开行方案提供的客运能力与各客流区段上的客流密度相适应。开行不同种类的旅客列车是不同时期、不同地区社会经济形势的需求。在制定旅客列车开行方案时，特快、快客和普客吸引客流的比例，可根据客流统计资料提供的经验值再参照发展情况取定。一般说，首都与省会之间，各大城市之间应有特快和快客，做到以较高级列车输送大城市间的直通客流，以较低级列车输送沿途变动的客流。随着时代的发展，特快和快客的比重将越来越高，旅客列车慢改快，快改特快，开行大容量、多等级的旅客列车已成为一种趋势。在市场经济条件下，旅客列车开行方案的确定应讲究投入产出，以提高铁路运输的市场份额为目标，列车的开行一定要满足市场的需要，合理确定列车开行结构，提高速度，并充分发挥铁路在中长距离运输(1 000～1 500 k m 左右)占有的明显优势，讲市场、讲效益，坚持做到有流开车，无流停运。因此，按照铁路运输的特点和市场对铁路客运的需求，铁路运送旅客的主要对象将向中长途发展，并逐步增加直通旅客列车的比重。同时，加强铁路在中短途客运市场的竞争力，尽快增加管内特快和快车的比例也是非常必要的。在 1997 年的运行图方案中，首次把中距离旅客运输摆在了最优先的位置上，确定全路开行 78 对以北京及全国较大城市为中心的夕发朝至列车，并给予最优的开行条件。这将有利于全面提高铁路中距离客运的竞争能力，加大占领中距离客运市场的力度。为适应不同层次的旅客需求，应增加旅客列车的种类。随着我国国民经济的持续发展，人民生活水平不断提高，旅客的需求发生了很大变化，不同层次的旅客旅行目的不同，对旅行要求也不同，这就要求铁路在扩大旅客运输能力的同时，适应市场的变化要求，开行不同种类，不同档次的旅客列车。如速度不同的普通、快车、特快、直达、快速列车，质量不同的普通、空调、卧铺、豪华列车，提供专项服务的旅游、会议等专用列车。充分发挥铁路的优势，提高铁路在客运市场的竞争能力。同时，旅客列车的开行，还要考虑到列车运行区段两端站所在城市的政治经济地位、文化背景、地理位置、旅游资源、国防意义等诸多因素来加以确定，为加强首都与边疆之间，中央、沿海与内地之间、城市与农村之间的联系服务。旅客列车对数确定得是否合理，是衡量运行图编制质量的重要标志之一。它既要适应客流量的需要，又要使客运设备得到经济合理的利用。确定旅客列车的开行方案，除了客流的条件之外，还需考虑客运设备的配置条件。为了进行旅客列车车底的整备作业，旅客列车的始发站和终到站应选择有客车整备所的车站。为了办理机车的折返作业，列车运行区段的两端站应为机务段所在站。在活动设备方面，要求配属的机务段和客车车辆段能提供足够数量的客运机车和客运车辆。只有在技术设备上具备了这些条件，开行方案才是切实可行的。7 2 3 第四篇 列车运行图在直通旅客列车开行方案确定之后，管内及市郊列车的开行方案，由各铁路局根据管内及市郊客流区段密度的特点自行确定，报部备案。市郊列车主要是安排好在早晚两个高峰时间内开行的列车数，以适应职工通勤、学生通学的实际需要。市郊列车的运行区段，考虑到市郊客流递远递减的特点，还可以划分成几个地段，组织市郊地段运输。季节性旅游列车的开行，可根据需要，在通过能力、机车车辆等条件允许的情况下确定。旅客列车行车量的计算通式如下:N =Aa 均(4 - 7 - 1)式中 A———两站间的计划客流密度;a 均 ———列车平均定员人数;N———列车数。由于旅客列车的种类及运行距离不同，其所能吸引的客流量不同，要求的列车编组内容也不同，各种列车的定员也就不同，因此在确定行车量时应对各种旅客列车分别进行，一般从高级列车到低级列车顺序计算。1. 特快N 特 快 =A K 特 快a 特 快(4 - 7 - 2)式中 K 特 快 ——— 暎 乘特别快车的旅客占总旅客数的百分数;a 特 快 ———特别快车定员。2. 快客N 快 =A K 快a 快(4 - 7 - 3)式中 K 快 ——— 昜 乘快客的旅客占总旅客数的百分数;a 快 ———快客定员。3. 普客图 4 - 7 - 1 A - E 方 向各区 段客流 密度 图N 客 =A - a 特 快 N 特 快 - a 快 N 快a 客(4 - 7 - 4)式中 a 客 ———普客列车定员。现以 A— E 方向为例来确定旅客列车的开行方案。已知其最大客流方向的区段客流密度图如图 4 - 7 - 1 所示。 K 特 快 、K 快 皆为 40 % ，列车 平 均 定 员 a 特 快 、a 快 、a 客 分 别 为 1 000、1 200、1 400。已知 A、E 为重要大城市，且为客流大量产生及 消 失 地 点， A— E 间 有 较大 的 直 通 客流8 2 3 铁路运输组织学(2 400人)，因此可定为旅客列车的运行区段，并按比例开行特别旅客快车。A— E 间 N 特 快 =2 400×40 %1 000= 0. 96≈1 列开行特快列车后只剩余 2 400 - 1 000×1 = 1 400 人，因各区段一般要开行一对普通旅客列车，故决定不再开行快速客车。A— E 间 N 客 =2 400 - 1 000×11 400= 1 列扣除 A— E 间特 快吸引的 客流后， A— D 间 尚有直通 客流3 600 - 1 000×1 =2 600人，客流量仍较大， D 为大城市，因此 A— D 间应指定为旅客列车运行区段并开行快速客车。A— D 间 N 快 =3 600×40 %1 200= 1. 20≈1 列剩余客流为3 600 - 1 000×1 - 1 200×1 = 1 400人，应由普通旅客列车输送，为方便长途旅客，可将该列车到站延长至 E， A— D 间客流1 400人，由上述 A— E 间普通旅客列车输送。B 站、D 站是大城市，客流变化幅度较大， C 站的两邻接区段客流密度相差无几，因此将 B— D 定为一个旅客列车运行区段为宜。客流密度统一按5 000人计算。剩余客流量为5 000 - 1 000×1 - 1 200×1 - 1 400×1 = 1 400人，组织开行普客。B— D 间 N 客 =5 000 - 1 000×1 - 1 200×1 - 1 400×11 400= 1 列最后，绘制 A— E 方向旅客列车开行方案示意图，如图 4 - 7 - 2 所示。确定了直通旅客列车的开行方案后，应将未能列入方案的剩余直通客流并入管内图 4 - 7 - 2 A — E 方向 旅客 列车开 行方案 示意 图客流，用同样原理确定管内旅客列车的开行方案。对于不足每日开行一列的直通旅客列车或国际列车，可采用隔日开行或定期开行(如每周两次)的方式，以经济合理地使用铁路机车车辆和通过能力。如直通旅客列车在运行全程的部分区段上出现列车虚糜情况下，可在能力有余区段适当增加列车停站次数，以吸收部分管内客流，在超员区段则可采用加挂回转车的办法解决，即往程在指定站摘下，返程再挂上，该回转车组(1～3 辆客车)只在指定的超员区段上加挂往返运行。在实际工作中，每次编制运行图时，并不是都重新确定旅客列车的开行方案，一般是以现行运行图中已开行的旅客列车为基础。根据计划客流，确定加开的、慢改快的、9 2 3 第四篇 列车运行图快改特快的、短变长的旅客列车，综合形成一个新的旅客列车开行方案。所谓短变长，即延长旅客列车运行区段，其目的如下:(1)为了节省车底需要组数。将输送短途客流的管内列车运行区段延伸加长，成为直通旅客列车，比邻接区段加开一对管内列车，可以减少车底折返时间，从而节省车底组数。(2)解决车站设备或能力不足。如按客流需要，某站应作为旅客列车的终到站，但因设备或能力不足，该站不宜作为车底折返站时，可将车底折返站由近移远加以延长。第三节 旅客列车运行图的编制方法在编制列车运行图时，一般先铺画旅客列车运行线，然后再在这个基础上铺画货物列车运行线。在铺画旅客列车运行线和货物列车运行线时，需要安排好整个方向上的列车运行线，以提高运行图的编制质量。为此，列车运行图的编制通常分两步进行:第一步编制列车运行方案图，着重解决运行图的全面布局问题，它只是对每一方向画出各技术站间的列车运行线，而不详细画出经过每一车站的时刻，如图 4 - 7 - 3 所示;第二步根据方案图铺画详细的运行图，即详细规定出每一列车在各个车站上到、发或通过的时刻。据此，编制旅客列车运行图，首先需编制旅客列车运行方案(简称客车方案)。编制客车方案主要解决如下几个方面的问题:1. 方便旅客旅行在安排旅客列车运行线时，必须把方便旅客旅行作为一项基本要求。(1)应规定适宜的旅客列车始发、终到和通过各主要站的时刻。对于运程适宜的大城市间开行的旅客列车，应尽可能按“夕发朝至”的要求安排列车始发和终到时刻。直通列车宜在下午或晚间开，但不宜过晚(迟于 0:00);宜在白天到，但不宜过早(早于6:00～7:00 点)。为了提高客运站的通过能力，保证客运站工作的均衡，在城市交通的配合下，直通列车也可以规定不早于 7:00 开，不晚于 0:00 到。根据上述要求，可以对直通列车规定出合理的发车时刻范围。以全程列车运行时间为 10 + 24 D h为例( D 为列车在途中过夜天数)，直通列车合理发车时刻范围如图 4 - 7 - 4 所示。直通列车通过沿途各大站的时刻亦应力求方便旅客，若不能完全满足此项要求时，应权衡轻重，尽可能予以照顾。管内旅客列车以运送短途旅客为主，一般运行距离较短，故以白天运行为宜。在管内列车较多的区段不可能均在白天运行时，个别列车亦可在夜间运行，但始发时刻不宜过晚，到达时刻不宜过早。(2)使各方向各种列车的运行时刻相互衔接，缩短旅客中转换乘的等待时间。在几个方向会合的枢纽站，旅客由一方向转往另一方向时，或者通过车辆换挂，或者通过中0 3 3 铁路运输组织学图 4 - 7 - 3 列车 运行方 案图转换乘，均要求各方向列车运行时刻适当衔接，以减少换挂车辆的停留时间或中转旅客的候车时间。如果同时满足各方向旅客的要求确有困难时，则应照顾中转直通客流较大的方向。例如，图 4 - 7 - 5 表示由 E 到 D 及由 C 到 A 开行直通旅客列车，但 E 至 A1 3 3 第四篇 列车运行图图 4 - 7 - 4 直通 客车 的合理 发车 时刻范 围图图 4 - 7 - 5 直通旅 客列 车在枢 纽站 相互衔 接图的中转客流较多， C 至 D 的中转客流较少，因此C— A、E— D 直通列车经过 B 站的时刻应照顾E— A 方向中转旅客的方便。管内旅客列车与直通旅客列车在运行时刻上亦应求其衔接配合，以便中小站出发的旅客由管内列车换乘直通列车，到达中小站的旅客由直通列 车换 乘管内 列车。如管 内列 车数较多，则最好在直通列车前后各开一次管内列车，以利中小站旅客的换乘，其铺画方式如图 4 - 7- 6 所示。当管内旅客列车数较少而某一方向(例如上行方向)直通列车换乘管内列车的客流占优势时，亦可只在直通列车的后面开行一次管内列车，为优势方向客流服务，如图 4 - 7 - 7 所示。铁路旅客列车在时刻上与其他交通工具相互配合，对于方便旅客具有重要意义，在图 4 - 7 - 6 管内 旅客列 车与直 通旅 客列 车运 行时刻 的配 合示例 图编制列车运行方案时亦应注意这方面问题。2. 经济合理地使用机车车辆直通与管内旅客列车的到发时刻，除应力求便利旅客外，还应照顾旅客车列(又称车底)和客运机车的经济使用。由图 4 - 7 - 8 及图 4 - 7 - 9 可以看出，若将去程列车的到发时刻与回程列车到发时刻结合起来考虑，并适当改变列车到发时刻，就有可能减少需要的车底数。旅客列车运行方案图上运行线的铺画方式，对客运机车的运用也有很大影响。如图 4 - 7 - 10 所示，通过适当调整列车的到发时刻，即可使机车由四台减少至三台，因2 3 3 铁路运输组织学图 4 - 7 - 7 管内旅 客列车 与直 通旅客列车 运行 时刻的 配合 示例图此，在编制 客车方案图 时，在考虑为旅客提供方便及 减少车列需要数的同时，必须注意加速机车周转。由于在编制方案图时，直通列车先于管内列车铺画，所以列车运行与机车周转相互配合问题，主要是在编制管内旅客列车运行方案 时才有可能加以全面考虑的。图 4 - 7 - 8 直通列 车车 列周转 与到 发时刻 关系图图 4 - 7 - 9 管内 列车车 列周 转与到 发时 刻关系 图图 4 - 7 - 10 旅客列车运行方案与机车周转关系图3. 保证旅客列车运行与客运站技术作业过程的协调由于旅客列车到发时刻的特殊要求，大客运站在一昼夜的某一段时间内，往往出现列车密集到达或出发的情况。在编制列车运行方案时，列车密集到发的间隔时间应与车站技术作业过程相协调，否则将不能保证车站正常接发列车。大型客运站一般按方向设置候车室，因此同方向旅客列车的始发间隔时间，也应考虑到旅客站舍的负担，以免造成站内拥塞。4. 为货物列车运行创造良好条件3 3 3 第四篇 列车运行图实践证明，在客车方案图上尽可能均衡地铺画旅客列车运行线，不仅有利于车站客运设备的有效利用，有利于保证旅客列车的良好运行秩序，并且有利于货物列车均衡地运行，有利于加速机车车辆周转。在实际工作中，同时实现上述各项要求往往是困难的，在编制客车方案时，应根据具体情况，权衡利弊，合理安排。旅客列车运行方案应按照先国际、后国内，先直通，后管内，先快车、后慢车的顺序图 4 - 7 - 11 旅 客列车 会让 额外增 加时间 图进行编制。在铺画各种列车运行方案时，应注意 区段内会车或 越行地点的设 备条件，考虑列车会让所需附加时分。附加时分随单线、复线及信、联、闭设备的条件而有所 不 同。 一 般 来 说， 会 车 附 加 10 ～12 min，等待越行附加 30～35 min，如图 4- 7 - 11 所示。根据旅客列车运行方案，按照上述各种列车的铺画顺序，可在二分格运行图上详细铺画各种列车运行线，即所谓铺画详图。在编制列车运行详图时，除国际联运的旅客列车在国境站的接续时刻不得变更外，其他列车的运行时刻尚可作小量必要的调整，以便创造更好的会让和运行条件，与货物列车运行取得较好的配合。第四节 货物列车运行图的编制方法一、货物列车运行图的编制步骤为了保证各邻接区段、各相邻铁路局间列车运行的紧密衔接，以及列车运行图与列车编组计划、车站技术作业过程、机车周转图的相互协调，在旅客列车运行图编制以后，货物列车运行线的铺画也可分两步进行，即先编方案图，然后再根据方案图编制详图。但在运量大、区间通过能力比较紧张的单线区段，由于在编方案图时很难对限制区间给予准确的安排，所以一般不编方案图，而直接在二分格运行图上编制详图。编制方案图时，各种货物列车在每一区段的旅行时间，可按下列方法确定:(1)对于摘挂列车，根据区段管内货物列车铺画方案规定;(2)对于其他货物列车，在双线区段为各区间运行时分与列车在各中间站技术作业停站时分之和;单线区段为各区间运行时分与列车在各中间站平均停站时间之和。二、货物列车运行方案在编制货物列车运行方案图时，应注意解决如下几方面的问题:4 3 3 铁路运输组织学1. 列车运行图与列车编组计划的配合为了使列车运行图与列车编组计划相配合，编制列车运行图时必须做到:(1)按照列车编组计划所规定的列车种类和列车数(并考虑适当波动)，在运行图上铺画相应的货物列车运行线。(2)对有稳定车流保证的定期运行列车，应在运行图上定出固定运行线，从始发站到图 4 - 7 - 12 列车运行线紧密衔 接图终点站使用统一的车次，这种列车通过沿途各技术站时要有良好的接续，如图 4 - 7 - 12 所示。图 4 - 7 - 13 列车 到达 间隔与 解体 作业相 协调 图(3)对没有稳定车流保证的技术直达列车和直通列车，在两编组站间使用直通列车车次。经过编组站时，相邻区段不同车次的运行线也要考虑适当的衔接，如图 4 - 7 - 12 所示。(4)运行图上铺画的运行线，应与车流密切结合。例如装车地直达列车由始发站出发的时间，要结合有关厂矿、企业的生产和装车情况;空车直达列车的运行线要根据空车产生的规律，从始发站开始铺画，使运行线与车流最大限度地结合起来。2. 列车运行图与车站技术作业过程的配合列车运行不均衡是导致货车在车站产生各种等待停留时间和浪费车站通过能力、改编能力的主要原因。因此，在编制运行图时应力求使各方向列车在技术站均衡到发，并使各方向改编列车和中转列车交错到开，为车站创造均衡而有节奏的工作条件。由于受旅客列车铺画位置的影响，以及为保证邻局、邻区段货物列车有良好的运行条件，往往会造成货物列车运行线在运行图上不能均衡排列，而在一段时间内产生列车密集到开现象。在这种情况下，铺画运行图时应注意符合下列要求:(1)列车到达技术站和由技术站出发的间隔时间，应考虑车站的到发线数目及列车占用到发线的时间，以保证车站能不间断地接发列车。(2)到达技术站解体的列车，其间隔时间应与驼峰或牵出线的作业进度相适应，以减少列车待解停留时间。如图 4 - 7 - 13 所示，因解体列车到达间隔时间与车站技术作5 3 3 第四篇 列车运行图业过程相协调，而不致产生待解时间。如果解体列车到达间隔时间与车站技术作业过程不协调(见图 4 - 7 - 14)，则可能因而产生大量待解时间。(3)由技术站编组出发的列车，其间隔时间应与编组牵出线的编组作业进度相适图 4 - 7 - 14 列车到 达间 隔与解 体作 业不相 协调 图应，以减少待发停留时间。在编制列车运行图时，对于组织始发直达列车的车站，应使空车列车到达与重车列车出发之间的间隔与该站各项作业时间相协调(见图 4 - 7 - 15)，否则将延长货车停留时间或不能保证重车列车按规定时刻出发。3. 列 车运行图 与机车 周转的配合为了加速机车周转，保证机车在自外段停留时间符合规定的标准，不断改进机车运用指标，在编制列车运行图时，应考虑列车运行与机车周转有良好的配合。为实现列车运行与机车周转相配合，一般采用根据规定行车量、机车运用方式和机车在自外段停留时间标准，并考虑机车乘务组连续工作时间等因素，顺序地将列车运行线和机车周转画在运行图上的方法。为了避免产生机车等候列车的额外停留时间，应使相对方向的列车配合地到达更换机车的技术站。其到达的间隔时间( I 到 )，应等于机车和列车技术作业时间标准的差额(见图 4 - 7 - 16)，即I 到 = t 机 - t 作 业 (4 - 7 - 5)式中 t 机 ———机车技术作业时间标准， min;t 作 业 ———中转列车在技术站的作业时间标准， min。图 4 - 7 - 15 列车运 行图与 货运 站技 术作业 过程 相协调 图图 4 - 7 - 16 相 对方 向列车 配合 到达更换机 车的 技术站 图在非平行运行图上，由于旅客列车运行线的铺画先于货物列车，因而货物列车运行线的分布不可能完全均衡。在编制列车运行图时，应尽可能使列车和机车的额外停留时间达到最小。6 3 3 铁路运输组织学货物列车运行方案的编制可有下列两种方法:(1)由方向的一端开始，顺序铺画货物列车运行线;(2)由方向中间的某一局间分界站向两端延伸铺画。在个别区段，当通过能力利用率接近饱和时，运行图编制最好就由这一最繁忙的区段开始。三、货物列车运行图的详图根据货物列车运行方案图，可在二分格运行图上具体铺画各区段的货物列车运行线。在详细铺画列车运行图过程中，对方案图所规定的运行线一般可做适当移动，但应尽可能不改变分界站的到开时刻。在单线区段，如果通过能力有较大后备，则可优先铺画定期运行的快运货物列车如“五定班列”和直达列车。在中间站交会时，应尽量使其他货物列车等会这些列车;在经过技术站时，应保证其紧密接续，以加速这些列车的运行。对于摘挂列车，应先按区段管内货物列车铺画方案在图上铺画轮廓运行线，然后结合其他货物列车一起铺画。在铺画详图时，应注意如下三个方面的问题:1. 保证行车安全和旅客乘降安全(1)遵守不准同时接发列车的有关规定。(2)保证车站间隔时间及列车追踪间隔时间符合各站所规定的标准。(3)避免某方向列车在禁止停车的车站上停车。(4)遵守规定的机车乘务组和车长工作、休息的时间标准。(5)列车在车站会车和越行时，同时停在车站上的列车数应与该站的到发线数相适应。2. 有效地利用区间通过能力在单线区段，如果通过能力有较大富余时(利用率在 70 % 以下)，为保证机车的良好运用，货物列车运行线可以从机车折返站开始成对地铺画。如图 4 - 7 - 17 所示，这时应尽可能使列车到达折返站与由该机车牵引相反方向列车出发的间隔时间，等于机车在折返段所在站的作业时间标准。当在运行图上铺画的列车对数达到区间通过能力利用率的 80 % 以上时，为了有效地使用区间通过能力，该区段应从限制区间开始铺画货物列车运行线，即在运行图上铺完旅客列车运行线之后，从限制区间开始铺画规定数量的货物列车运行线，然后再从限制区间分别向其他区间顺序铺画，如图 4 - 7 - 18 所示。3. 提高货物列车旅行速度影响旅行速度的主要因素是会车和越行次数及其停站时间。因此，在铺画运行图时，必须尽量减少列车的会车和越行次数及其停站时间。7 3 3 第四篇 列车运行图图 4 - 7 - 17 从 机车 折返站 开始铺画货 物列 车运行 线方 法示意 图图 4 - 7 - 18 从 限制区 间开始 铺画货物列 车运行 线方 法示意 图(1)铺画在旅客列车之前的货物列车，尽可能使之通过各中间站，以避免在区段内被旅客列车越行，如图 4 - 7 - 19 所示，(a)为不合理的铺画方法，(b)为合理的铺画方法。图 4 - 7 - 19 在旅 客列 车之前 铺画 货物列 车方法 示意 图(2)当在区段内不能避免越行时，尽可能将越行地点规定在有技术作业的车站上，或者规定在两相邻区间运行时分最小的车站上。如图 4 - 7 - 20 所示，若 b 站为上行图 4 - 7 - 20 列车待 避停 留时间 示意 图列车技术作业停车站，则列车在等待越行的同时可以进行技术作业，从而减少甚至取消了由于越行而产生的额外停留时间;又若 b站两相邻区间的运行时分最小，则可使列车在 b 站的待避停留时间为最短。(3)在旅客列车之后铺画货物列车时，尽量使客货列车之间能够铺画交会的对向货物列车，以减少会车停站时间。如图 4 - 7- 21 所示，(a)为不合理的铺画方法，(b)为合理的铺画方法。8 3 3 铁路运输组织学图 4 - 7 - 21 在 旅客 列车之 后铺 画货物 列车 的方法 示意图(4)在单双线区段，可从最困难的单线区间开始铺画列车运行线，并尽可能使列车的交会在双线区间内进行。在运量很大的区段上，为确保列车运行图与车站作业相协调，在铺画运行图之后，应对区段站、编组站、主要客运站和货运站的咽喉道岔和到发线的占用情况进行图解检查。当某些车站的接发车条件不能满足运行图的要求时，需要适当修改运行图，或采取必要的技术组织措施，例如重新调整到发线的使用，以保证运行图的顺利实行。第五节 分号列车运行图的编制一、分号列车运行图的种类分号列车运行图根据其所适应需要之不同可分为两类，即在运量波动较大的铁路区段或方向上，为适应运量波动需要而编制的不同客货行车量分号运行图，以及为进行隧道、桥梁修理和线路改造、大中修等施工，须在列车运行图上规定施工“空隙”区段的施工分号列车运行图。二、不同行车量的分号列车运行图(1)依照不同的行车量编制一个综合分号列车运行图。编制这种列车运行图，原则上应从最小运量的分号列车运行图开始，首先铺划运行图的基本核心列车，即定期直达列车和其他固定运行的货物列车(有稳定车流保证的货物列车及摘挂列车等)，然后在此基础上再顺序铺划到最大分号运行图所规定的行车量，并分别把这些运行线和机车周转相互协调起来，如图 4 - 7 - 22 所示。(2)按照不同的行车量，分别编制几个不同运量与不同时刻的独立分号运行图。编制这种列车运行图时，每个运行图上列车运行线的铺划及与机车周转的联系都应单独考虑。9 3 3 第四篇 列车运行图图 4 - 7 - 22 综 合分 号列车 运行 图图 4 - 7 - 23 预 留施工“空 隙”的列 车运 行图综合分号列车运行图的优点是，更换分号列车运行图时，仅变更列车运行图上运量，而不变动列车车次、时刻和运行程序;其缺点是很难编制出最有利的列车运行图和机车周转图，同时对列车密度的均衡性也有一定的不利影响。独立分号列车运行图的优点是每个列车运行图的指标都较高，列车运行和机车周转都能够取得较好的协调;但是由于每个分号列车运行图中的运行线是各自独立的，因此当更换分号列车运行图时，容易发生困难。综合分号运行图主要使用在复线区段，独立分号列车运行图则主要使用在单线区段。但在运量不大而区间通过能力又不甚紧张的单线区段，亦可编制综合分号列车运行图。三、在列车运行图中预留施工“空隙”的办法及施工分号列车运行图在列车运行图上预留线路施工所必需的“空隙”，可以解决列车运行与线路施工之间矛盾的有效措施。所谓施工“空隙”，是指在列车运行图中，为区间或车站正线规定不放行列车的一段时间。在列车对数较少的区段，列车运行图上产生的自然“空隙”，可作为施工“空隙”;而对于通过能力比较紧张的区段，必须在列车运行图中特意预留施工“空隙”。图 4 - 7 - 23为预留有施工“空隙”的列车运行图。0 4 3 铁路运输组织学在运行图中预留施工“空隙”的长短，与工程内容、工程复杂程度、施工技术作业过程及线路通过能力等因素有关。一般不宜过长，以免造成列车运行极不均衡，过分降低旅行速度，延长机车和车辆在技术站的停留时间。但也不宜过短，以免造成施工机械和劳力的浪费，延长工期。运行图上施工“空隙”时间的选定要考虑当地的气候条件。例如，炎热地区应选在早晨，寒冷地区应选在中午。旅客列车运行线必须躲开施工“空隙”时间。在列车运行图中预留施工“空隙”的方法，主要有以下三种:(1)在基本列车运行图中预留施工“空隙”。采用这种方法的优点是可以保证运输与施工互不干扰;缺点是在非施工期间，列车运行不均衡。因此，这种方法主要适用于应预留的“空隙”不大，而且通过能力有很大后备的区段。由于线路施工一般并不是在区段的所有区间内同时进行，而是逐个区间顺序地进行。如果在运行图中对所有预定施工的区间都规定施工“空隙”，并相应地考虑列车慢行，势必有一些“空隙”将不能完全利用。从通过能力利用和运输观点看，这样预留“空隙”显然是不合理的。因此，可以考虑只在开始施工的某些区间预留“空隙”，然后逐步挪移到其他施工区间。(2)在编制基本列车运行图(不考虑施工“空隙”)的同时，另编预留施工“空隙”的分号运行图。在施工期间使用施工分号列车运行图，而在不施工期间使用基本列车运行图。采用这种方法，在施工和非施工期间，运行图均能较好地符合实际需要，既保证了施工，又能照顾到列车密度的均衡。但因为只在施工区段采用施工分号列车运行图，容易使某些列车在技术站(施工区段与非施工区段相连接的技术站)上的衔接发生不协调现象，从而延长列车和机车在技术站上的停留时间。(3)在基本列车运行图里不预留施工“空隙”，但在编制列车运行图时考虑了在施工期间留出施工“空隙”的可能性，其办法是:①对双线区段，在白天预定进行施工的时间内，同方向列车间隔时间应不少于限制区间单线运行图周期，以便施工时可在施工区间利用一条正线组织双方向运行，如图 4- 7 - 24 所示。②对单线区段，在编制基本列车运行图时，不预留任何“空隙”时间，在施工期间可采取抽线的方法。如图 4 - 7 - 25 所示，抽掉 20003、20005、20006、20010 各次列车，在a— b、b—c 区间即可留出一定的施工“空隙”。施工封锁区间开通后，将产生临时性的慢行，在编制施工分号列车运行图时，可将慢行附加时分规定在列车运行时分中。如不编施工分号列车运行图，而在基本列车运行图中预留施工“空隙”时，原则上不考虑慢行附加时分，可在施工前修正基本列车运行图时适当加以考虑，旅客列车慢行附加时分可以规定在列车区间运行时分内，也可预留在列车停站时分内。为了满足铁路信集闭设备以及道岔、线路日常维修需要，接受多年来事故教训，确1 4 3 第四篇 列车运行图图 4 - 7 - 24 双 线施 工期间 组织双方 向行 车的运 行图图 4 - 7 - 25 以 抽线方 法预留 施工“ 空隙”的 运行图保行车安全，一定要坚持“要点”维修的办法，禁止利用列车运行图间隙抢点作业。因此，在编制基本图时应考虑预留“空隙”维修时间的可能性。第六节 电力牵引区段列车运行图的编制电力牵引与蒸汽牵引相比较，具有降低运输成本、提高通过能力、改善运营工作条件和乘务组劳动条件等一系列优点。在采用电力牵引的线路上，由于机车运行速度高，在途中没有上水、清炉等作业，不必因技术需要而停站，甚至可以通过某些区段站，减少机务段数目，减少机车出入库次数，在基本段和折返段的整备作业大大简化，从而可以使机车交路延长。采用电力牵引时，机车的主要运用方式是循环运转制，机车乘务组可以中途换班，国外铁路普遍实行轮乘制，如图 4 - 7 - 26 所示。在图 4 - 7 - 26 中 A— E 为长交路牵引区段，机车乘务组不固定服务于某一台机图 4 - 7 - 26 轮 乘制机 车交 图车，在 A、E 折返地点乘务组不休息随原机车折返，在 B、C、D 站乘务组在到发线上换班，乘务组在 C 站交出机车后接乘对向的列车返回基本段。在电气化线路上，牵引变电所的功率与分布、接触网的导线截面与运行图类型和铺画方式之间有着密切的关系。在编制运行图时，必须充分考虑供电设备的条件。区段内两变电所之间同时运行的列车数越多、列车离变电所的距离越远、线路坡度越陡，以及列车的重量越大，接触网的负荷和从接触网到机车受电弓的电压损失也就越大。因此，电力牵引区段列车运行图的编制，必须注意如下特点:2 4 3 铁路运输组织学(1)为了保证供电设备有最良好的工作状况，使列车达到最高的运行速度，首先要求运行线在时间和空间上尽可能均衡分布。(2)线路断面为下坡道和上坡道相互交错的区段，应力求使一个馈电区范围内同时处于上坡位置的列车数少，尤其对位于两个牵引变电所之间中部地段的各区间更须如此。(3)在采用再生制动的区段内，应注意上坡列车和下坡列车在时间上互相配合，如图 4 - 7 - 27 所示。这样可使上坡列车所需要的大量电流，有一部分可以利用下坡列车施行再生制动时向接触网反馈的电流来补偿。图 4 - 7 - 27 电气 化区 段根据 不同 线路断 面在运行 图上铺 画列 车运行 线的 方法图(4)为了避免供电设备超过规定的负荷，应防止由牵引变电所间的同一地段内各分界点同时发出几个列车，各列车的起动和加速在时间上应彼此错开至少 2～3 min。(5)离牵 引变 电所 较远 的区间，因接 触网 上电 压下 降幅 度较大，应选择合理的会车方案。为了保证电力机车较快地转为按自动特性曲线行驶，应对出站就遇上坡的列车规定其不停车地通过车站。(6)在线路断面比较平坦的双线区段，应避免超轴列车在相邻变电所的中部地段会车，尽可能使其在接近变电所的地点交会。(7)在列车运行图上应避免接连铺画超轴列车，最好在旅客列车或重量标准较小的货物列车之后铺画超轴列车。(8)在双线区段，应充分利用电力牵引条件下货物列车和旅客列车运行时分相差较小的特点，尽量组织列车无越行运行，可显著提高旅行速度。(9)在列车运行图上，应为接触网的日常检查与维修留出必要的“空隙”时间，并按V 型天窗的方法预留。此时，接触网应分为几个分段分别进行遮断。单线线路在分段的电流被遮断后，行车即完全中断，而双线线路在一条正线被遮断的时间内，另一条正线仍可作单方向或双方向行车之用。(10)在线路大修施工期间，施工“空隙”之后，往往要密集放行列车，此时应注意各列车之间保证有一定的间隔时间。第七节 列车运行图指标和实行新图前的准备工作一、列车运行图编制质量的检查列车运行图全部编完后，必须对列车运行图编制质量进行全面检查。检查的主要3 4 3 第四篇 列车运行图内容有:(1)列车运行图上铺画的客货列车数，是否符合所规定的任务;(2)列车运行线的铺画是否符合规定的各项时间标准，列车的会让是否合理，在中间站停车会让的列车数是否超过各该站现有的到发线数;(3)摘挂列车的铺画是否满足区段管内货物列车铺画方案的要求;(4)机车乘务组连续工作时间和机车在自外段所在站的停留时间是否符合规定的时间标准;(5)在列车运行图上预留的施工“空隙”是否满足施工需要;(6)局间分界站列车衔接是否合适，一昼夜内各阶段列车到发密度是否大体均衡。二、列车运行图指标通过检查，确认运行图完全满足规定的要求后，还应计算列车运行图指标。列车运行图指标包括数量指标和质量指标，由各铁路局计算，报铁道部汇总。1. 数量指标(1)国境站和局间分界站相互交接的列车数。(2)按列车性质分类的旅客列车及货物列车数。(3)旅客列车及货物列车走行公里。(4)由各始发站发出的各种旅客列车数和货物列车数。2. 质量指标(1)旅客列车或货物列车的平均技术速度( v 技 )，计算公式为:v 技 =∑ nl∑ nt 运(k m/ h) (4 - 7 - 6)式中 ∑ nl——— 晧 各区段旅客列车或货物列车走行公里的总和;∑ nt 运 ———各区段旅客列车或货物列车运行时间总和，包括运行时分和起停车附加时分。(2)旅客列车平均直通速度( v客直 )，计算公式为:v客直 =∑ nl 客∑ nt 全 旅(k m/ h) (4 - 7 - 7)式中 ∑ nl 客 ——— 曊 旅客列车走行公里的总和;∑ nt 全 旅 ———旅客列车全程旅行时间的总和，包括运行时分、起停车附加时分和停站时间。(3)货物列车平均旅行速度( v 旅 )和速度系数(β)，计算公式各为:v 旅 =∑ nl 货∑ nt 旅(k m/ h) (4 - 7 - 8)β=v 旅v 技(4 - 7 - 9)4 4 3 铁路运输组织学式中 ∑ nl 货 ——— 曊 各区段货物列车走行公里的总和;∑ nt 旅 ———各区段货物列车旅行时间的总和，包括列车运行时间和中间站的停站时间。(4)直通货物列车在技术站的平均接续时间( T 接 续 )，是反映技术站相邻区段直通列车运行线相互衔接的质量指标，应分别就每一技术站、铁路局和全路进行计算，其计算公式为:T 接 续 =∑ n 直 t∑ n 直( min) (4 - 7 - 10)式中 ∑ n 直 t——— 曬 无改编作业通过技术站直通、直达货物列车在站停留时间的总和;∑ n 直 ———无改编作业通过技术站的直通、直达货物列车数。(5)货物列车平均直达速度( v货直 )，是综合表示货物列车旅行速度高低和技术站接续时间长短的指标，其计算公式为:v 货直 =∑ nl′ 货∑ nt′ 旅 + ∑ nt 技 停(k m/ h) (4 - 7 - 11)式中 ∑ nl′ 货 ——— 曺 整个方向货物列车走行公里的总和;∑ nt′ 旅 ———整个方向各区段货物列车旅行时间的总和，包括列车运行时间和在中间站的停站时间;∑ nt 技 停 ———所有直通、直达货物列车在该方向各技术站停留时间的总和。(6)机车周转时间(θ 机 )和机车日车公里( S 机 )，是两项反映机车运用的主要质量指标，可分别按如下公式计算:θ 机 =24 MU 供 应(h) (4 - 7 - 12)S 机 =∑ nl 货 + ∑ M S 单 + ∑ M S 双M(k m/ d) (4 - 7 - 13)式中 M ——— 杁 一昼夜内使用机车台数(根据机车周转图确定);U 供 应 ———一昼夜内向各区段供应的机车台次;∑ M S 单 、∑ M S 双 ———各为列车运行图规定的单机走行公里和双机牵引公里。为了进一步评价新列车运行图的编制质量，除计算新列车运行图的各项指标外，并应与现行列车运行图进行比较，分析各项指标提高或降低的主要原因。三、实行新图前的准备工作列车运行图最后经铁道部批准后，由铁道部规定全路统一实行新图的日期。为了保证新图能够正确和顺利地实行，必须在实行新图之前做好下列准备工作:(1)发布有关实行新图的命令，公布跨局新旅客列车运行的交替办法;(2)印制并分发列车时刻表;5 4 3 第四篇 列车运行图(3)各铁路局根据铁道部发布的有关命令和指示，拟定执行新图的技术组织措施和新客货列车运行的交替计划;(4)组织有关人员学习新图，使每个有关职工了解、熟悉并掌握新图规定的要求;(5)根据新图的规定，组织各站修订和编制《车站行车工作细则》;(6)做好机车、客车和乘务人员的调配工作;(7)有关局共同召开局分界站会议，共同拟定保证实现新图的措施。复习与思考题1. 试述编制列车运行图应准备的资料及基本要求，其中客、货列车行车量如何确定 ?2. 简述列车运行图的编制程序。3. 编制客车方案主要应解决哪些问题 ? 如何解决这些问题 ?4. 为什么要编制货物列车运行方案图 ? 在什么情况下可不编方案图 ? 为什么 ?5. 编制货物列车运行方案图要解决哪几方面问题 ? 如何解决这些配合问题 ?6. 铺画列车运行图详图时，一般应注意解决哪些问题 ? 如何实现这些要求 ?7. 何谓分号运行图 ? 为什么要编制分号运行图 ? 分号运行图有哪几种 ? 各适用于什么条件 ?8. 在线路施工条件下，列车运行图上预留“空隙”的主要方法有哪几种 ? 试分别说明其优缺点及其适用条件。9. 在电力牵引条件下，列车运行图编制有何特点 ?