铁路等级与技术标准

1. 铁路等级与技术标准 西南交通大学 土木工程学院 道路与铁道工程系 易思蓉 四川成都二环路北一段111号 电话:028-87600623,87602879 邮编:610031 Email:sryi@home.swjtu.edu.cn

2. 铁路等级划分方法 • 铁路等级定义 • 铁路等级是根据铁路线在铁路网中的作用、性质和远期客货运量，以及最大轴重和列车速度等条件，对铁路划定的级别 • 地位 • 是铁路的基本标准，设计铁路时需先确定铁路等级，然后选定其他主要技术标准和各种运输装备的类型。

3. 铁路等级划分方法 • 铁路等级划分的意义 • 体现国家对各级铁路的运营质量和运行安全等不同要求 • 有区别地规划不同铁路的运输能力 • 经济合理地制定相应的技术标准和设备类型，使国家资金得到合理的利用

4. 铁路等级划分方法 • 划分铁路等级的依据 • 机车车辆轴重 • 列车运行最高速度 • 年客货运量 • 线路意义及路网作用

5. 划分铁路等级的依据 • 机车车辆轴重 • 轴重对铁路设备的影响 • 机车轴重影响机车的功率 • 车辆轴重影响列车每延米重，且桥梁荷载和轨道类型等也受轴重控制

6. 划分铁路等级的依据 • 机车车辆轴重 • 我国铁路轴重的现状 • 普通铁路机车车辆轴重一般为21~23t • 25t轴重的大型低动力货车仅在大秦线等煤运专线投入运营 • 动车组轴重一般为14~16t • 我国铁路除个别重载运煤专线是固定车底外，在绝大多数客货列车共线运行铁路上，机车在一定的交路内运转，而货车则全路通用

7. 划分铁路等级的依据 • 机车车辆轴重 • 国外铁路轴重的现状 • 法国16t、18t、20t • 德国16t~25t • 国际铁路联盟16~20t • 英国14t~18t • 美国曾提高到30t，后来有所降低

8. 划分铁路等级的依据 • 列车运行最高速度 • 速度对设备标准的影响 • 客车及货车在途时间 • 机车功率 • 机车车辆构造 • 线路平、纵断面与轨道标准 • 通信信号设备水平 • 运输调度 • 行车组织

9. 划分铁路等级的依据 • 列车运行最高速度 • 速度与铁路类型的关系 • 普速铁路 100～160km/h • 快速铁路 160～200km/h • 高速铁路 ＞200km/h(既有线改造)； ＞250km/h(新建线)

10. 80～90 货运 最高速度(km/h) 特快 快车 慢车 特快 快车 慢车 前苏联 160～200 100～130 120 100 法国 200 140～160 140～160 160 客运 最高速度(km/h) 国别 100～140 90 120～140 120 120 100 80 英国 160 100～120 美国 201 130～170 140 100～120 89 瑞典 90 200 160 原联邦德国 划分铁路等级的依据 一些国家既有铁路干线客货列车的速度配置

11. 划分铁路等级的依据 • 年客货运量 • 客货运量是设计铁路的依据 • 客货运量是评价铁路经济效益的基础 • 客货运量是影响铁路线路方案取舍的重要因素 • 在保证同样使用寿命的条件下，大运量就要采用高标准的技术装备

12. 划分铁路等级的依据 • 线路意义及路网作用 • 拉动经济发展 • 为了发展经济，在部分待开发、但客货运量不很大的地区修建一定等级的铁路必将带动本地经济的快速发展，诱发社会客货运量的持续增长，进而提高铁路运输的经济效益 • 促进经济发展与交流 • 联通国家大经济区(包括连接和跨越国家大经济区)，在路网中起骨干作用的铁路，对于促进经济区间的经济、文化交流及发展将起重要作用，特别是对于经济较为落后的地区，更具有开发的意义

13. 划分铁路等级的依据 • 线路意义及路网作用 • 适应经济发展，满足运输需求 • 联通经济发达地区的铁路是指联通沿海经济发达地区或具有较强经济实力的大城市(如直辖市、大工业城市等)的铁路，这类地区经济发达、人口众多，客货运量往往都很大，故应一次修建双线铁路或至少按一次修建双线铁路设计 • 连通、拉动或促进经济发展 • 连接重要城市的铁路一般是指连接省会或经济发达的地级市的铁路，如果该铁路本身运量就较大，应当按高等级铁路修建；若年客货运量较小，但考虑到线路意义及路网作用，也可修建为高等级铁路

14. 铁路等级划分方法 • 单指标划分法 • 轴重划分法 • 德国按最大允许轴重（16t~22.5t）和最大允许每米车重（5.0~8.0t/m）将铁路划分为10级 • 法国按运行车辆的轴重（16t、18t、20t）将铁路划分为三级 • 国际铁路联盟按运行车辆的轴重（16t~20t）将铁路划分为三级

15. 铁路等级划分方法 • 单指标划分方法 • 速度划分法 • 各国高速铁路、客运专线 • 运量划分法 • 美国按货运密度（货运量）（1Mt-km/km~20Mt-km/km）将铁路划分为四级 • 前苏联按客货运量（5Mt~20Mt）将铁路分为四级

16. 铁路等级划分方法 • 多指标划分方法 • 行车速度+运量 • 英国按列车速度（80km/h~200km/h）和运量（2Mt~12Mt）将铁路划分为16级 • 日本窄轨铁路按运量（5Mt~20Mt）、行车速度（85km/h~110km/h）和轴重（14t~18t）将铁路划分为四级

17. 铁路等级划分方法 • 多指标划分方法 • 行车速度+运量+路网意义 • 中国2000年以前，除广深准高速铁路以外，其余的铁路大多为客货列车共线运行铁路，《线规》将铁路按客货运量、路网中的作用和性质划分为三个等级。 • 2000年以后，铁路依据客货运量、运输性质和速度等多项指标划分等级。

18. 中国铁路分类分级方法 • 分类——根据运输性质的不同分为三类 • 客运专线铁路 • 客货共线铁路 • 货运专线铁路 • 分级——根据路网中的作用、性质和主要运输任务、旅客列车运行速度、和客货运量分为7级 • 客运专线 • 高速铁路、快速铁路 • 客货共线 • Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级 • 货物专线——不再分级

19. 中国铁路分类分级方法 • 客运专线 • 铁路网中专门（或主要）用于旅客运输、列车在主要区间能以200km/h及以上速度运行的标准轨距铁路，称之为客运专线铁路。 • 新建客运专线铁路（或区段）的等级，根据其在铁路网中的作用、性质、旅客列车设计行车速度可分为高速铁路和快速铁路两级

20. 中国铁路分类分级方法 • 客运专线 • 高速铁路 • 在客运专线网中起骨干作用，最高设计行车速度为250km/h及以上的客运专线铁路，称为高速铁路。 • 铁路网中建于经济特别发达、人口很稠密、客运量很大的地区，连接国家重要政治、经济中心城市，具有特别重要的政治、经济意义 • 高速铁路的主要任务是运输旅客，列车最小行车间隔可达3min，列车密度可达每小时20列，列车定员可达1600余人/列，每小时最大输运能力可达2×32000余人，能够实现大量、快速和高密度运输 • 采用本线旅客列车和跨线旅客列车混合运行的运输组织模式

21. 中国铁路分类分级方法 • 客运专线 • 快速铁路 • 在客运专线网中起联络、辅助作用，为区域或地区服务且最高设计行车速度不高于250km/h的客运专线铁路 • 快速铁路干线铁路 • 城际轨道交通

22. 中国铁路分类分级方法 • 客运专线 • 快速铁路干线 • 铁路网中建于经济发达、人口很稠密、客运量很大的地区，连接省会城市及大中城市，具有重要的政治、经济意义，旅客列车设计速度大于200km/h的中长距离客运干线铁路 • 列车最小行车间隔可达3分钟，列车密度可达每小时20列，列车定员可达1600余人/列，每小时最大输运能力可达2×22000余人，能够实现大量、快速和高密度运输 • 采用本线旅客列车和跨线旅客列车混合运行的运输组织模式

23. 中国铁路分类分级方法 • 客运专线 • 城际铁路 • 铁路网中建于某经济发达区域，具有重要的政治、经济意义，连接经济区域内存在着经济旅客运量需求的中心城市的区域城际客运专线铁路 • 单式城际铁路是指连接两个城镇的铁路线上只存在着彼此之间惟一一对经济旅客运量需求的铁路 • 复式城际铁路是指连接多个城镇的铁路，同时每两个城镇之间也可能存在着经济旅客运量需求

24. 中国铁路分类分级方法 • 客货共线铁路 • 铁路网中客货列车共线运行、旅客列车设计行车速度等于或小于160km/h、货物列车设计行车速度等于或小于120km/h的标准轨距铁路 • 新建和改建客货共线铁路(或区段)的等级，应根据其在铁路网中的作用、性质、旅客列车设计行车速度和客货运量分为四级

25. 中国铁路分类分级方法 • 客货共线铁路 • Ⅰ级铁路 铁路网中起骨干作用的铁路,或近期年客货运量大于或等于20Mt者； • Ⅱ级铁路 铁路网中起联络、辅助作用的铁路,或近期年客货运量小于20Mt者且大于或等于10Mt者 • Ⅲ级铁路 为某一地区或企业服务的铁路,近期年客货运量小于10Mt且大于5Mt者 • Ⅳ级铁路 为某一地区或企业服务的铁路,近期年客货运量小于5Mt者 • 以上年客货运量为重车方向的货运量与客车对数折算的货运量之和。每日一对旅客列车按1.0Mt年货运量折算

26. 中国铁路分类分级方法 • 货运专线铁路 • 铁路网中重点围绕煤炭、矿石等资源外运地区运输需求建设,用于运载大宗散货，供总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路 • 货运专线铁路实际上是客货共线铁路客车对数为零、牵引质量大于5000t的特例，通常定级为重载铁路。重载铁路的列车单列运输量至少在5000吨以上，总重可达1～2万吨，轴重可达30吨，行车密度可达1万吨-km／km。运输的大宗散货主要为煤炭、矿石、散粮等。 • 货运专线铁路设计按客货共线铁路的重载铁路级的标准进行设计

27. 铁路主要技术标准选择 • 定义 • 铁路主要技术标准是指对铁路输送能力、工程造价、运营质量以及选定其他有关技术条件有显著影响的基本标准和设备类型

28. 铁路主要技术标准选择 • 主要技术标准项目 • 客运专线铁路 • 最大坡度、最小曲线半径、到发线有效长度、牵引种类、动车组（机车）类型、列车运行控制方式、行车指挥方式和追踪列车最小间隔时分 • 客货共线铁路 • 正线数目、限制坡度、最小曲线半径、到发线有效长度、牵引种类、机车类型、牵引质量、机车交路和闭塞类型

29. 铁路主要技术标准选择 • 主要技术标准选择原则 • 主要技术标准间应相互协调 • 主要技术标准应远近结合 • 要注意点线结合 • 考虑设计线的作用和运量 • 要结合地区自然条件 • 要注意新技术、新设备的应用

30. 主要技术标准选择 • 正线数目 • 正线数目是指连接并贯穿车站的线路的数目 • 平原、丘陵地区的新建铁路，远期年客货运量大于或等于35Mt/a，山区新建铁路远期年运量大于或等于30Mt/a时，宜按双线设计，分期实施；近期年客货运量达到上述标准者，宜一次修建双线。远期年客货运量按国家要求的年输送能力和客车对数折算的年客货运量大于或等于30Mt/a，宜预留双线。 • 客运专线应当按一次修建双线铁路设计。

31. 主要技术标准选择 • 最大坡度(限制坡度) • 最大坡度是铁路线路纵断面坡度允许采用的最大值。在一定自然条件下，线路的最大坡度不仅影响线路走向、线路长度和车站分布，而且直接影响行车安全、行车速度、运输能力、工程投资、运营支出和经济效益，是铁路全局性技术标准。 • 客货共线铁路，线路最大坡度是由货物列车运行要求确定的，单机牵引地段的最大坡度称为限制坡度。 • 客运专线铁路，最大坡度主要受跨线旅客列车牵引特性和列车编组条件控制

32. 主要技术标准选择 • 最小曲线半径 • 最小曲线半径是设计线采用的曲线半径最小值。 • 最小曲线半径不仅影响行车安全、旅客舒适等行车质量指标，而且影响行车速度、运行时间等运营技术指标和工程投资、运营支出和经济效益等经济指标。 • 最小曲线半径应根据铁路等级、路段旅客列车设计行车速度和工程条件比选确定。

33. 主要技术标准选择 • 到发线有效长度 • 到发线有效长度是车站到发线能停放最长到发列车而不影响相邻股道作业的最大长度 • 客货共线铁路，货物列车到发线有效长度应根据运输需求和货物列车长度确定，且宜与邻接线路的货物列车到发线有效长度相协调，并应采用1050，850，750，650等系列值。

34. 主要技术标准选择 • 到发线有效长度 • 客运专线铁路：到发线有效长度必须满足该线路最长到发列车停车的需要。 • 到发线有效长度由站台长度、安全防护距离、警冲标至绝缘节的距离组成： 到发线有效长度=2*（5+95）+450=650m。 • 若考虑站台两端的安全过走距离取125m，则客运专线车站到发线有效长度为：450+2*125=700m。

35. 主要技术标准选择 • 牵引种类 • 牵引种类是指机车牵引动力或动车组动力的类别 • 牵引种类应根据路网与牵引动力规划、线路特征和沿线自然条件以及动力资源分布情况，结合机车或动车组类型合理选定 • 运量大的主要干线，大坡度、长隧道或隧道毗连的线路上应优先采用电力牵引 • 高速客运专线铁路应按电气化铁路设计

36. 主要技术标准选择 • 机车（动车组）类型 • 机车（动车组）类型系指同一牵引种类中机车或动车组的不同型号 • 机车（动车组）类型应根据牵引种类、运输需求以及与线路平、纵断面技术标准相协调的原则，结合车站分布和领域的牵引质量，经技术经济比选确定。 • 最高设计速度140km/h以上的铁路，应分别选择货物列车机型和旅客列车机型 • 时速200km/h的旅客列车应优先选用动车组

38. 我国电力与内燃部分主型机车的主要技术参数

39. 我国部分动车组的主要技术参数

40. 主要技术标准选择 • 牵引质量 • 牵引质量就是机车牵引的车列质量，也称牵引吨数 • 货流条件 • 主要以重质大宗散装货物为运输对象的铁路，应取较高的牵引质量标准。牵引质量标准应综合货物品类、批量大小、产供销关系以及装卸和存储设备的条件等综合分析确定。 • 机车牵引能力 • 当设计线最大坡度一定时，机车牵引能力和车辆载重能力是确定货物列车牵引质量标准的主要技术因素。提高牵引质量需要有相应的牵引能力的机车，并有足够的制动能力。提高机车的牵引能力的途径有两个：一是采用大功率机车；二是采用中等功率的机车多机牵引。

41. 主要技术标准选择 • 牵引质量 • 到发线有效长度 • 当车辆延米重一定时，牵引质量的大小受到发线有效长度限制。提高牵引质量，需要适当的到发线有效长度相配合。我国主要干线的到发线有效长度，已基本形成850m的系统，其对应的普通货物列车牵引质量为3000~4000t。若牵引质量大于4000t，则需要进一步延长到发线有效长度；对于5000t的重载运输，应当采用1050m的到发线有效长度。

42. 主要技术标准选择 • 牵引质量 • 轨道结构强度 • 在到发线有效长度一定的前提下，提高列车牵引质量，可以采用大型车辆以提高车辆延米重。但车辆大型化的措施即增加车辆轴重，相应需要采用重型轨道结构和提高桥梁的活载等级，从而影响移动设备和固定设备的维修和装卸条件，从而增加工程运营成本。

43. 主要技术标准选择 • 闭塞方式 • 铁路为了保证行车安全、提高运输效率，利用信号设备等来管理列车在区间运行的方法，称为闭塞方式，简称闭塞 • 办理闭塞所用的设备叫做闭塞设备 • 人工闭塞 闭塞锁 路签机

44. 主要技术标准选择 • 闭塞方式 • 半自动闭塞

45. 主要技术标准选择 • 闭塞方式 • 自动闭塞

46. 主要技术标准选择 • 闭塞方式 • 双线铁路采用自动闭塞可使两同向列车的间隔时分缩短到8～10min，通过能力达100列/d以上。 • 自动闭塞与调度集中配合，可使所有车站的道岔和信号均实行远程集中控制，从而提高通过能力。 • 在调度集中的基础上，利用电子计算机进行列车调度工作，构成行车调度自动控制系统，称为行车指挥自动化。 • 单线铁路远期应采用半自动闭塞，双线铁路应采用自动闭塞。当旅客列车设计速度大于120km/h时，双线区段应采用速差式自动闭塞，单线区段宜采用自动闭塞或自动站间闭塞。

47. 主要技术标准选择 • 列车运行控制方式 • 速度大于200km/h的高速客运专线铁路，信号系统应采用自闭式的自动控制系统，行车运行控制方式应当采用自动控制 • 我国铁路目前主要采用通用型机车信号和主体机车信号与列车运行监控记录装置相结合的中国铁路列车控制系统（ＣＴＣＳ系统）

48. 高速列车速度控制系统(ATC)

49. 主要技术标准选择 • 列车运行控制方式 • 采用车载速度显示信号作行车凭证无线列调数话同传，列控连锁一体化

50. 无线列车控制系统—移动闭塞