铁路运输系统.ppt

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1、交通运输学,交通运输学,第一章 绪论(2学时)第二章 交通运输的历史与发展(2学时)第三章综合交通运输体系(4学时)第四章公路运输系统概述(4学时)第五章 汽车运输调查与运输量预测(4学时)第六章 公路货物运输组织(4学时)第七章 公路旅客运输组织(4学时)第八章 铁路运输系统(4学时)第九章 水路运输系统(4学时)第十章航空运输与管道运输（2学时）,本课程教学内容,第八章铁路运输系统,第八章铁路运输系统 第一节概述 第二节铁路线路及车站 第三节铁路车辆 第四节铁路运输组织,第一节概述,第一节概述一、铁路运输 铁路运输是指车辆在机车的牵引下沿着铁路运行，实现旅客或货物空间位移的过程。铁路运输的

2、发展 历史：近200年，分为四个时期。发展趋势：高速铁路和重载运输方向发展。高速铁路：是指列车运行速度可达200km/h及以上的铁路。,第一节概述,特点：除具有一般铁路运输的特点外，还有速度快、舒适程度高等特点。主要形式：*日本新干线*法国TGV*德国ICE模式*英国APT模式,日本新干线,法国的TGV,高速铁路,我国高速铁路,世界高速铁路发展,美国：奥巴马在执政后，决定拨出80亿美元，用于在全美建设高铁走廊，目前6条高铁路线已获立项，远景规划是建立一个长度达1.7万英里的先进高铁网络，并分期执行。欧洲：西班牙计划在2010年超过日本，建成世界上最大的高速铁路网；英国拟耗资近340亿英镑在20

3、30年前修建一条连接苏格兰和伦敦的高速铁路(2400公里)；,世界高速铁路发展,法国希望将高速铁路总长度提高一倍，在2020年达到2500英里；波兰将于2014年开始兴建国内第一条高速铁路，计划2020完工；瑞典正在筹划15亿克朗的国家公路与铁路建设计划，并在进行一项1500亿克朗的高速铁路方案调研。亚洲：除日本、中国、中国台湾省外，规划发展高铁的国家还有印度、越南、泰国、海湾一些国家。,中国的高速铁路发展,我国预计2010年到2012年，新线投产达到2.6万公里，其中客运专线9200公里。目前，我国的高速铁路通车里程已达7500公里，到2012年底，我国铁路营业里程将达到11万公里以上，其中

4、客运专线和城际铁路将达到1.3万公里。远景规划将建成“四纵四横”客运专线。,第一节概述,重载运输:指年运量为2000万吨的线路、单元或组合列车大到或超过5000吨，列车中车辆轴为25吨重，符合条件之二，即为重载。二、铁路运输的特征*运量大、运价低廉且运距长*行驶具有自动控制性*有效使用土地*污染性较低*受气候限制小缺点：投资大，设备庞大不易维修，货损较高，营运缺乏弹性,三、铁路运输系统构成 固定设施 铁路线路 铁路车站 运输工具 车辆 机车 控制系统 信号控制系统 生产管理系统,一、铁路线路1、铁路线路 是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个带状整体工程结构。它是由轨道结构及支撑它的路基、涵洞或

5、桥梁、隧道等组成。2、铁路等级 根据铁路线路设计规范，铁路按其在铁路网中的作用、性质和运输客货运量，进行分级。,第二节铁路线路及车站,第二节铁路线路及车站,二、铁路线路的结构 1、组成：由路基、桥涵、隧道和轨道组成。（1）路基 路基是为满足轨道铺设和运营条件而修建的土工构筑物。作用：直接承受轨道的重量及其上的载荷。要求：有足够的强度和足够的宽度。,结构形式：路堤：即路基面高于天然地面，以填筑方式构成。路堑：即路基面低于天然地面，以开挖方式构成。,第二节铁路线路及车站,（2）桥隧建筑物 桥梁交通上用来跨越河流、山谷、线路等障碍的建筑物。组成：由桥跨结构、桥墩（桥台）和基础三部分组成。分类：梁式桥

6、 基本类型 拱式桥 按受力体系 钢架桥 悬吊桥 组合形式：斜拉桥 杆系拱桥,第二节铁路线路及车站,特大 单：100,多：500 按跨径分类 大桥 40 100 中桥 2040 30100 小桥 20 圬工桥 按所用材料 少筋混凝土桥 钢筋混凝土桥 预应力混凝土桥主要技术参数：净跨径，标准跨径，桥全长，桥梁高度，净空高等。,第二节铁路线路及车站,涵洞与隧道 涵洞设在路堤下部的填土中，用以通过水流的一种建筑物。组成：由洞身、基础、端墙和翼墙组成。作用：便于水流和人流通过。隧道：修筑于山岭、河床、海峡或湖底，使得公路、铁路线方便地跨越障碍的建筑物。,第二节铁路线路及车站,（3）轨道 组成：由钢轨、轨

7、枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等主要部件组成。钢轨 组成：轨头、轨腰和轨底组成。类型：75kg/m，60kg/m，50kg/m，43kg/m。长度：25m，12.5m，另有若干标准缩短轨。作用：导向和承受车轮压力。要求：足够的强度、刚度和硬度。,第二节铁路线路及车站,铁路轨道结构图,（4）轨枕 作用：传力，保持钢轨位置和轨距。类型：木枕：材料 钢筋混凝土枕 结构 普通钢筋混凝土轨枕 宽钢筋混凝土轨枕,第二节铁路线路及车站,轨枕,（5）联结零件 分为两类：接头联结零件和中间联结零件。接头联结零件：有鱼尾板、螺栓、螺帽和弹簧垫圈等。作用：用于钢轨接头处，将两根钢轨连接起来。中间联结零件：木枕用

8、的道钉和垫板，钢筋混凝土轨枕用的扣件（扣板式、拱型弹片式和W型弹条式）作用：将钢轨紧扣在轨枕上。（6）道床 作用：支撑和固定轨枕，减小其上动载荷对路基的冲击。,第二节铁路线路及车站,第二节铁路线路及车站,要求：具有坚硬，不易风化，富有弹性和排水性好的结构材料筑成。如碎石、卵石、粗砂。（7）防爬设备 轨道爬行因列车运行时纵向力作用，使钢轨产生纵向移动，甚至带动轨枕一起移动的现象。,出现的地方：列车纵向作用力大的地方。如单向铁路的重车方向，长大下坡道上，进站前的制动距离内。危害：引起轨缝不匀，轨枕歪斜，影响行车安全。防止措施：*加钢轨与轨枕间的扣压力和道床阻力*设置防爬设备（8）道岔 它是铁路线路

9、和线路间连接和交叉设备的总称。,第二节铁路线路及车站,第二节铁路线路及车站,作用：是车辆平稳地由一条线路转向另一条线路。常用形式：普通单开道岔。选用原则：一般根据侧向通过的列车速度的要求，选择适宜型号的道岔。不超过50km/h的用12号，超过50km/h的用18号，超过80km/h的用30号（常用9，12，18号）。三、铁路的主要技术参数 1、轨道上钢轨的相互位置（1）直线部分的轨距与水平,轨距：是钢轨轨头顶面下16mm范围内两股钢轨作用边之间的最小距离。常用形式：标准轨距（1435mm）、宽轨距和窄轨距。水平：要求保持水平，轨顶面高差不超过4mm。,第二节铁路线路及车站,第二节铁路线路及车站

10、,2、曲线部分的轨距和水平 曲线部分的轨距需加宽，为提高车辆的横向稳定性，需进行超高处理。3、限界限界为了确保机车车辆在铁路线路上运行的安全，防止机车车辆撞击邻近线路的建筑物和设备，而对机车车辆和接近线路的建筑物、设备所规定的不允许超越的轮廓尺寸线。,第二节铁路线路及车站,其中：机车车辆限界是机车车辆横断面的最大极限，它规定了机车车辆不同部位宽度、高度的最大尺寸和底部零件至轨面的最小距离。建筑接近限界是一个和线路中心线垂直的横断面，它规定了保证机车车辆安全远行所必需的横断面的最小尺寸。,第二节铁路线路及车站,4、线路标志 在铁路沿线设置的指示或提醒列车运行的标志的总称。设置位置：应埋设在计算里

11、程方向的线路左侧。类型：主要有：公里标、半公里标、曲线标、圆曲线和缓和曲线始终点标、桥梁标、坡度标、管界标、站界标等。作用：反映铁路线形情况，引导司机及维护人员正确操作。,线路上各种各样的标志,四、铁路车站 1、车站的基础知识（1）区间与分界点 区间车站将每一铁路线路划分成的若干个段落。站间区间车站与车站之间的区间。所间区间车站与线路所之间的区间。闭塞分区自动闭塞区段上通过色灯信号机之间的段落。区段通常指两相邻技术站间的铁路线段。,第二节铁路线路及车站,铁路车站的基本组成:客运设备、货运设备、站内线路、信号与通讯设备,第二节铁路线路及车站,（2）车站的分类 按政治、经济地位分：特等站、一等至五

12、等站。中间站 按技术作业分 区段站 编组站 客运站 按业务性质分 货运站 客货运站,第二节铁路线路及车站,（3）车站线路种类 车站设有许多线路，包括正线和站线（发到线、牵出线、调车线、货物线及其他用途的线路）。II正线；1，34一到发线；5、6、7、8一调车线；9，10一站修线；11，13牵出线；12一货物线；机1一机车走行线。,第二节铁路线路及车站,2、中间站 一般位于中小城镇，保证行车安全和服务于沿线地区经济而设的车站。主要任务：列车的接发、通过和越行；旅客的乘降和行李、包裹的收发与保管；货物的承运、交付、装卸和保管；零担、摘挂列车向货场甩挂车辆的调车作业。,常用设备：客运设备、货运设备、

13、站内线路、信号与通讯设备。3、区段站 大多设在中等城市和铁路网上牵引区段（机车交路）的起点或终点。主要任务：除担任中间站任务外，主要为邻接的铁路区段供应及整备机车。,第二节铁路线路及车站,主要作业：客运业务、货运业务、运转业务、机车业务和车辆业务。4、编组站 它是铁路网上办理大量货物列车解体和编组作业，并设有比较完善调车设备的车站。主要任务：解编各类货物列车，组织和取送本地区车流，供应列车动力、整备检修机车、货车的日常技术保养等四项。,第二节铁路线路及车站,第八章铁路运输系统,第三节铁路车辆 铁路列车是由铁路车辆挂上机车所构成。一、铁路车辆 铁路车辆是指本身没有动力，用于运送旅客和货物的铁路专

14、用工具。1、分类：按用途分：客车、货车及特种用途车。按车轴数分：四轴车、六轴车和多轴车。2、车辆的基本构造,第三节铁路车辆,组成：由车体和车底架、走行部、车钩缓冲装置、制动装置四大部分组成。车体的形式：指旅客乘坐或装载货物部分，其结构与车辆的用途有关。主要有：棚车、敞车、平车、保温车、罐车、专用货车和客车等。车底架：作用：是车辆的基础。要求：有足够的强度和刚度。,车辆分类,棚车结构图,货车车底架结构图,走行部：作用：引导车辆沿轨道运行并将重量传给钢轨。基本组成装置转向架车钩缓冲装置 作用：使机车与车辆或车辆之间连挂在一起，并传递牵引力和制动力，缓和冲击力。组成：由车钩和缓冲器组成。制动装置 作

15、用：产生外力迫使车辆减速停车。主要形式：空气制动机、手制动机,第三节铁路车辆,铸钢侧架式转向架示意图,3、车辆编码、标记和技术经济参数（1）车辆编码 具有唯一性，是车辆的身份号。构成：由车种、车型和车号组成。（2）车辆标记运用标记：自重、载重和容积；全长、换长；用途；产权标记：国徽、路徽、自备车修理标记：（3）车辆的技术经济参数自重系数指车辆自重与标记载重之比。,第三节铁路车辆,车号编码表,第三节铁路车辆,轴重 规定最大轴重为23t。单位容积车辆设计容积与标记载重之比。每延米轨道载重是车辆总重量与车辆全长之比。（t/m）构造速度 指车辆设计时，按安全及结构强度等条件所允许的车辆最高行驶速度。二

16、、铁路机车 铁路机车是铁路运输提供动力的部分，是铁路列车的基本动力。,1、类型（1）蒸汽机车 以煤为燃料。特点：结构简单制造维修容易，成本低，但效率低污染大（2）内燃机车 以柴油为燃料。特点：结构复杂，成本高，但效率高，整备时间短，持续工作时间长，有一些污染。（3）电力机车 以电力为动力特点：本身无动力，依靠外部电力供应，附属设备多，成本高，但污染小。（4）动力组(动车）驾驶室及动车与客车合在一起的铁路车辆。,第三节铁路车辆,机车分类,第三节铁路车辆,2、基本原理 能量转换：蒸汽机车：,内燃机车：电力机车：,外界电源,牵引电机,机车车轮,3、各种机车的特点对比,第四节铁路运输组织,第四节铁路运

17、输组织 一、铁路运输组织概述 二、铁路旅客运输组织 三、铁路货物运输组织,第四节铁路运输组织,一、铁路运输组织概述 1、铁路行车制度 时间间隔法（列车本位制）空间间隔法（车站本位制）铁路行车制度发展阶段：*单一列车行车制度阶段*通信区间闭塞行车制度阶段*电气路牌区间闭塞行车制度阶段*半自动闭塞行车制度阶段*自动闭塞行车制度阶段*调度集中控制行车制度阶段,第四节铁路运输组织,2、我国铁路运输管理体系 我国对铁路运输实行“统一管理，集中指挥”。即由铁道部或铁路局统一管理所辖范围内的铁路，并对行车和运输业务进行集中统一指挥。管理体系：铁道部-铁路局-站段三级管理模式。3、铁路运输业务 分类：客运业务

18、和货运业务 业务特性比较：,第四节铁路运输组织,二、铁路旅客运输组织 1、铁路客流分类 铁路客流 直通客流 铁路客流 管内客流 市郊客流 2、旅客列车的分级 分为五级：高速、准高速、特快（特别旅客列车）、快车(快速旅客列车)和普通旅客列车（慢车)。,第四节铁路运输组织,3、铁路客运组织 实行按照行车计划，定线、定站、定车次、定所属单位的行车组织方式，成对开行。4、铁路客运的附属业务 附属业务：邮件运输，行李运输，包裹运输,第四节铁路运输组织,三、铁路货物运输组织 1、铁路货物运输的种类 货物种类繁多，铁路运输常分为三种。2、铁路货物运输的基本作业（1）货物发送作业（2）货物运输途中作业（3）货

19、物到达作业,3、铁路行车组织原理（1）基本概念 列车铁路车辆按规定重量、长度及编挂条件编成车列，挂有机车和规定的列车标志并指定有列车车次时。车次为区别不同方向、不同种类、不同路段和不同时刻的列车，给每一列车编定一个标识码。上行全路向北京、支线向干线或指定方向行驶。下行反向。,第四节铁路运输组织,上行列车原则上规定开往首都或由支线开往干线的列车。（编为双号车次）下行列车原则上规定由首都或干线开往支线的列车。（编为单号车次）直达列车货物列车在装卸车站或技术站编组、通过一个以上编组站不进行改编的列车。,第四节铁路运输组织,第四节铁路运输组织,（2）车流组织与列车编组计划 1)车流组织 基本概念：货流

20、在一定时期内，货物由发送地点向到达地点输送的货物数量的总称。货流的描述：货流反映了铁路运输的需求，包含流向、流量、运距和构成四要素。所涉及量有：货运量=各站货物发送吨数的总和=各支货流量的总和,区段的货运密度=通过各区段的货流量的总和货物周转量=区段的货运密度该区段的长度的总和货物平均运程=货物周转量/货运量 车流 在一定时期内，车辆的去向或到站和数量的总称。重车流装车站装出的重车向卸车地点输送所形成的车流。空车流卸车站把卸后富余空车向装车地点排送所形成的车流。,第四节铁路运输组织,第四节铁路运输组织,货物转化为车流：它是车流组织的一项重要工作和任务，是一个供需平衡的过程。即根据货流情况确定出

21、应提供多少车辆形成相应的车流。方法：车流转化为列车流：就是根据每列列车所能牵引的车辆数，结合车流的状况（方向、类别），确定出车站或区段的列车数。（2）列车编组计划 是铁路行车组织工作的较长时期的基础性计划，是科学地组织车流、综合运用全路站场设备的计划。,它由装车地直达列车编组计划和技术站列车编组计划组成。编组的方法：在装车站将较大的车流组织成直达列车，直接送到目的地；将其余的车流送到邻近的技术站集中，按车流去向的远近分别编成技术直达列车、直通列车和区段列车，逐步转送到目的地。(1)装车地直达列车编组计划 定义 优点：减少中间作业环节，降低运输成本，减轻技术站的改编作业负担，提高了运输效率。（2

22、）技术站列车编组计划,第四节铁路运输组织,任务：主要是确定技术直达列车和直通列车的编组。原则：同一去向的车流必须集结成列，然后才能进行编组。开行直达列车的必要条件：NtT N某一去向一昼夜的车流量 t无改编通过沿途技术站的节省时间 T一昼夜消耗的集结车小时,第四节铁路运输组织,（3）列车运行图 1）列车运行图的构成与作用 构成：它以横轴表示时间，并用垂直线等分横轴代表一昼夜的小时和分钟；以纵轴表示距离，并按列车在各区间运行时分的比例画水平线，代表各车站中心线的位置。作用：（2）分类（3）编制 时间要素：列车区间运行时间,第四节铁路运输组织,第四节铁路运输组织,列车中间站停站时间机车在基本段和折返段所在站停留时间列车在技术站和客货运站的技术作业时间列车运行图编制要求：确保列车运行安全；适应运输市场需求，迅速、便利地运输旅客、货物；,充分利用运输能力，经济合理地运用机车车辆和安排施工时间；做好列车运行线与车流的结合；各站、各区段间的协调和均衡；合理安排乘务人员作息时间。,第八章铁路运输系统,思考题：1、轨道的组成及其作用是什么？2、铁路车站的是如何分类的？3、车辆的基本构成是什么？4、如何组织车流？,