第四章交通运输能力

第四章交通运输能力第四章交通运输能力第一节交通运输能力的基本概念一、运输生产能力生产能力是在一定的人员、设备、环境、组织管理等条件下，单位时间内生产的产品数量。

运输生产能力是在一定的时间内，通过一定的设备、人员、环境、组织管理等条件共同作用表现出来的可能完成的运输数量。

运输能力定义：在一定的设备条件、交通方式、控制条件和环境条件下，单位时间内（1d 或1h）能够生产的运输产品数量。

（一）运输生产能力的特殊性：1.从设备条件方面，由固定设备与活动设备组成，并要求两者合理、协调配置。

2.运输系统的开放性、生产过程的动态性及生产活动的协同性、能力反映的综合性。

（1）开放性：要满足社会客货运输需求，其服务对象来自社会，服务空间开放；（2）动态性：运输生产的基本产品是满足客货“质”和“量”要求的位移；（3）协同性：在运输生产过程中，需要各种要素有机联系，协调工作；（4）综合性：其能力是各个要素，各个环节综合在一起的反映。

3.运输产品特点要求能力储备，对需求变化的动态适应要求适度超前发展。

二、影响运输能力的因素设备条件：决定运输数量与服务质量交通条件：交通特征、交通流特征（流向、流量、流时、流距及交通量分布）控制条件：交通控制设施的形式（交通信号）及特定设计、交通规则、各种交通管制等环境条件：交通运输系统的外部环境条件以及交通系统内部环境条件（秩序、车道）三、运输能力的分类与表现形态1、按运输方式划分铁路、公路、水路、航空、管道、城市道路交通通行能力2、按运输过程及作业环节划分（1）交通线路固定设备能力——通过能力（2）交通活动设备能力——运载能力（3）交通港站能力——输送能力：对运输对象的集散、容纳和办理能力；对运输载体的技术作业和维护管理能力。

3、按运输方式交通流的不同形态划分连续流——没有外部固定因素（如交通信号设施等）影响的不间断流，是以事件之间的间隔时间（车头时距）为基础的交通量。

如公路、道路基本路段上的交通流。

如公路、道路基本路段的交通流。

间断流——有外部固定因素影响的周期性交通流，是以一系列相等时间间隔为基础的交通量。

如铁路、航空、水运，道路交叉口的交通流。

四、交通能力利用与能力计算的特点1、运输能力负荷运输设备实际承担的运输量及其能力利用水平称为设备的能力负荷。

能力负荷相对值——能力利用率φ＝N实／N能×100％运输能力负荷，一般可分为技术负荷和经济负荷。

技术负荷——指在一定的条件下，运输设备的最大计算能力扣除各种损失后，技术上可能达到的利用率。

经济负荷——指在一定的条件下，运输设备的负荷既是技术上可能达到的，又是经济上有利的利用率。

通过改变运输组织方法，从数量、时间和空间几个方面调节和分配运输流，有目的地实现运输能力负荷的转移和转化，可以产生更大的整体运输效益或效能。

2、运输能力的薄弱环节及其限制作用在整个运输系统中，运输能力最薄弱的环节总是对运输能力起决定性的限制作用或所谓“瓶颈”作用。

3、无效能力运输线路各种固定设备所形成的最终通过能力是理论上可能实现的最大运输能力。

无效能力——运输能力中存在不能被利用的部分实际有效能力——运输能力中实际被利用的能力能力损失的原因：设备、计划、人员及外界环境、气候等无效能力因为运输系统内各子系统的强关联性，某个子系统的能力损失还可能传递、影响其前方或后方相邻的子系统，使之随后也产生一定的能力损失。

4、运输能力储备——保证系统运营可靠性运输储备能力——指在一定的时期内给定的运量条件下，充分考虑运量波动、维修作业、技术改造和系统发展等因素后，运输系统持有的完成给定运输任务所必须的最小的日常使用能力以外的附加能力。

上述储备能力分为两类：（1）对于日常运输变动的应急和应变能力所进行的能力储备考虑运量波动和车辆运行波动的储备能力考虑运输突发性的故障、中断、调度指挥失误等的储备能力考虑大、中修施工及施工慢行所预留的储备能力考虑抢险、救灾、绕行、军运等不可预测任务的储备能力，这类体现为对日常运输变动的应急和应变能力（2）对于运输需求持续增长所进行的能力储备运输系统运营初期的储备能力为适应系统以后的发展阶段在技术改造时期施工预留的储备能力考虑社会经济长远发展规划的储备能力按照性质，储备能力可分为通过（通行）能力储备和输送能力储备。

（1）通过能力储备是固定设备的能力储备——不可调拨（2）输送能力储备是活动设备的能力储备——可调拨能力储备实质上是利用设备冗余或时间冗余提高运输系统可靠性，使运输系统的发展能够适应不断增长的运输需求。

规定设备的能力储备，实际上是界定运输设备的合理负荷水平。

5、能力计算的当量换算铁路在通过能力计算时，将所有列车换算为标准列车。

公路在通行能力计算时，将所有车型换算为标准小汽车或标准小货车。

能力的计算具有计量的近似性特点。

6、理想计算条件（前提）的假定性、现实状况的复杂性和评价的模糊性第二节间断流的交通线路能力计算一、铁路通过能力计算方法1、通过能力的概念及影响因素铁路通过能力——在设定类型的机车、车辆和一定的行车组织方法的前提下，以固定设备在单位时间内（通常指一昼夜）能放行通过的标准重量的最大列车数或列车对数。

决定铁路区段通过能力的主要因素：区间：正线数、长度、纵断面、机车类型、信联闭设备的种类。

车站：到发线数、咽喉布置、驼峰和牵出线数、信联闭塞设备的种类。

机务段设备和整备设备：机车的定修台位、段内整备线。

电气化铁路的供电设备：牵引变电所和接触网。

根据以上固定设备计算出来的通过能力，最薄弱的设备限制了整个区段的能力，该能力即为该区段的最终通过能力。

（1）设计通过能力——预计新线修建以后或现有铁路技术改造以后，铁路区段固定设备所能达到的能力。

（2）现有通过能力——在现有固定设备、现行的行车组织方法和现有的运输组织水平的条件下，铁路区段可能达到的能力。

（3）需要通过能力——在一定时期内，为了适应国家建设和人民生活的需要，铁路区段所应具备的能力。

2、列车运行图的分类按照区间正线数（1）单线运行图。

上下行列车在同一正线上运行，两个方向列车在车站上进行交会。

（2）双线运行图。

上下行列车在各自正线上运行，互不干扰，在区间内或车站上交会。

（3）单双线运行图。

有部分双线的区段。

按运行速度分（1）平行运行图：同一区间、同一方向，速度相同（无越行列车），运行方式相同（2）非平行运行图：同一区间、同一方向，多种不同速度列车（常见运行图），运行方式不同按上下行列对分（1）成对运行图：上下行列对数相等（2）不成对运行图：上下行列对数不等按同方向列车运行方式分（1）追踪运行图：在“AB”区段，同向列车以闭塞分区为间隔（2）非追踪运行图(连发运行图)：在“非AB”区段，同向列车以站间区间为间隔3、计算平行运行图通过能力的基本原理在平行运行图上，同一区间内同方向列车的运行速度都是相同的，并且上下行方向列车在同一车站上都采取相同的交会方式。

任何一个区间的列车运行线总是以同样的铺画方式一组一组地反复排列着。

这样一组列车占用区间的时间，称为运行图周期T周。

平行运行图的区间通过能力计算公式：困难区间——在运行图周期里，∑t运最大的区间。

限制区间——整个区段里，T周最大的区间也就是通过能力最小的区间。

限制区间的通过能力即为该区段的区间通过能力。

4、以非平行运行图扣除系数计算铁路区间通过能力的方法非平行运行图通过能力——指在旅客列车数量及其铺画位置既定的条件下，该区段一昼夜内所能通过的货物列车和旅客列车对数（或列数）。

先确定平行运行图的通过能力，然后根据开行快速列车对货物列车的影响，扣除由于受这种影响而不能开行的货物列车数，以及因开行摘挂列车而减少开行的货物列车数。

计算非平行运行图通过能力的方法有两种：图解法：图解法比较精确，但较烦琐，故只在特殊需要时采用。

首先铺画旅客列车，然后在旅客列车间隔内，铺画其他货物列车（包括摘挂列车）。

分析法——扣除系数法n非货＝n－ε客n客－(ε快货－1)n快货－(ε摘挂－1)n摘挂扣除系数——指因铺画一对或一列旅客列车、快运货物列车或摘挂列车，须从平行运行图上扣除的货物列车对数或列数。

5、以非平行运行图平均最小列车间隔时间计算铁路区间通过能力的方法6、平均最小列车间隔法与扣除系数法的比较二、典型道路交叉口通行能力计算方法(一)无信号控制交叉口通行能力1.行车规定主要道路上的车辆优先通行，通过路口不用停车，一直通过；沿次要道路行驶的车辆，让主要道路上的车辆先行，寻找机会，穿越主要道路上车流的空当，通过路口。

路口的通行能力＝主要道路的交通量＋次要道路能穿越空当通过的车辆数无信号交叉口的通行能力最大等于主要道路路段的通行能力。

主要道路方向的通行按路段计算。

次要道路通行能力受下列因素影响：（1）主要道路上车流的车头间隔分布（2）次要道路车辆穿越主要道路车流所需时间（3）次要道路上车辆跟驰的车头时距大小（4）主要道路上车流的流向分布2.交通流向分析在无信号交叉口，次要道路上的车流，每一流向都面临与之发生冲突的交通流。

左转车流、右转车流、直行车流3.穿越间隙可穿越间隙大小与次要道路上的车流通过交叉口的状态有关系。

在进口停车等候，所需间隙7～9s驶近路口降速待机，所需间隙6～8s与穿越车流的流向有关系。

4.计算公式假设主要道路上车辆优先通过路口，主要车道上车辆之间的间隙分布符合负指数分布。

次要道路上的车辆每小时能穿越主要道路车流的数量为：（1）一条直行车道的设计通行能力计算公式车辆平均通过停车线的时间ti与车辆组成、车辆性能、驾驶员条件有关。

（2）直右车道通行能力（3）直左车道通行能力（4）直左右车道通行能力（5）通行能力折减在一个信号周期内，对面到达的左转车超过3～4pcu时，左转车通过交叉口将影响本面直行车，应折减本面各直行车道（包括直行、直左、直右、直左右车道）的设计通行能力。

三、航道通过能力计算方法1.影响航道通过能力的因素（1）航道和船舶的技术性能航道——通航尺度（深度、宽度、弯曲半径）；航道通航及枯、中、洪水位的水深，汛期的流速；天然航道的航标设置和过滩设备能力；航道困难地段长度、数量及分布；船舶——尺度（长、宽、吃水）；船舶和船队的速度。

（2）经济因素——航区的客流结构及船舶性能与货物性能的适应情况。

（3）自然因素——风、雨、雾等自然气象因素。

（4）运行组织因素——发船方法、通过困难地段方法、驾驶人员技术水平。

2.天然航道通过能力的确定天然航道包括自由行驶区段和受限制区段。

其通过能力取决于困难区段通过能力。

自由行驶区段——指船舶可以自由对驶和超越的航段困难区段——指航道狭窄、弯曲半径小、水流急、有险滩暗礁的航段或浅水航段，船舶通过这些航段会受到不同的限制。

（1）确定天然航道通过能力方法：计算分析法和图解分析法。