5客運(yùn)專線天窗設(shè)置方式課件

我國鐵路客運(yùn)專線綜合維修天窗設(shè)置方式研究問題的提出我國高速客運(yùn)專線采用多種速度的列車共線運(yùn)行的組織模式。跨線列車如果不能避開天窗時(shí)間，就必須考慮與各種維修作業(yè)的協(xié)調(diào)問題。確定適應(yīng)高速客運(yùn)專線運(yùn)輸組織需要的維修天窗設(shè)置方式，協(xié)調(diào)組織各專業(yè)維修作業(yè)，解決好維修與行車的矛盾：對(duì)發(fā)揮鐵路的效益至關(guān)重要對(duì)我國客運(yùn)專線綜合維修現(xiàn)代化具有積極的推動(dòng)作用對(duì)我國客運(yùn)專線的建設(shè)、發(fā)展具有重要的意義對(duì)我國客運(yùn)專線運(yùn)輸組織理論的完善具有重要的意義

主要內(nèi)容天窗開設(shè)時(shí)間的需求分析旅客列車夜間行車需求分析天窗設(shè)置的基本形式不同天窗形式特點(diǎn)分析無碴軌道條件下的天窗特點(diǎn)分析天窗開設(shè)時(shí)間的需求分析工務(wù)維修時(shí)間要求接觸網(wǎng)維修時(shí)間要求通信信號(hào)維修時(shí)間要求結(jié)論在有碴軌道條件下，我國高速客運(yùn)專線應(yīng)該為工務(wù)維修、接觸網(wǎng)維修和通信信號(hào)設(shè)備檢修，開設(shè)4至6小時(shí)的綜合維修天窗。綜合維修天窗時(shí)間的長度決定于工務(wù)維修工作的需要。根據(jù)高速鐵路列車開行的情況，并考慮天窗時(shí)間帶對(duì)線路通過能力的影響，我國高速客運(yùn)專線綜合維修天窗安排在夜間0:00～6:00為宜。旅客列車夜間行車需求分析

I客運(yùn)專線夜間行車需求本線列車沒有夜間行車需求；跨線列車有一定的夜間行車需求；“夕發(fā)朝至”列車必然有夜間行車需求。開行夕發(fā)朝至列車可行性分析“夕發(fā)朝至”客流的變化——大部分“夕發(fā)朝至”客流轉(zhuǎn)為本線客流；但一些較長途的跨線列車客流變?yōu)椤跋Πl(fā)朝至”客流；夜間天窗的開設(shè)客觀上限制了“夕發(fā)朝至”列車的開行，但可以組織列車在非維修線路上運(yùn)行，或采用轉(zhuǎn)線方式或等線方式。旅客列車夜間行車需求分析

II夜間天窗時(shí)間內(nèi)行車組織方式天窗內(nèi)不行車高速列車在天窗時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)入既有線運(yùn)行——轉(zhuǎn)線方式；高速列車運(yùn)行至就近的車站上停車等待天窗結(jié)束后再繼續(xù)運(yùn)行——等線方式。天窗內(nèi)行車在天窗時(shí)間內(nèi)組織列車按單線追蹤運(yùn)行；在天窗時(shí)間內(nèi)組織列車按單線非追蹤運(yùn)行。

高速客運(yùn)專線天窗的設(shè)置方式與天窗時(shí)間內(nèi)是否采用“一線維修、一線運(yùn)行”直接決定高速客運(yùn)專線夜間的行車組織方式。天窗設(shè)置的基本形式

I國內(nèi)外天窗設(shè)置情況線路天窗形式天窗長度開設(shè)時(shí)間新干線垂直矩形4h0:00~6:00TGV垂直矩形3~4h0:00~6:00ICE垂直矩形2.5~3h3:00~6:00AVE垂直矩形5h夜間俄羅斯提速線路垂直矩形3~4h夜間我國既有提速線路V型2.5~3h不定廣深準(zhǔn)高速線路垂直矩形2.5~3h0:00~3:30綜合維修天窗設(shè)置基本形式天窗的種類（1）工務(wù)維修天窗（2）電務(wù)維修天窗（3）接觸網(wǎng)維修天窗天窗的開設(shè)方式（1）垂直矩形天窗（2）V型天窗（3）Y型天窗（4）r型天窗（5）X型天窗（6）平行矩形天窗（7）單線隔日矩形天窗（8）雙向分隔式矩形天窗（9）分段垂直矩形天窗天窗設(shè)置的基本形式

II（1）矩形天窗

其優(yōu)點(diǎn)是綜合維修時(shí)不受列車影響，維修作業(yè)效率和安全度相對(duì)較高。缺點(diǎn)主要是對(duì)列車運(yùn)行有一定影響，尤其是跨線普通列車運(yùn)行線的鋪畫受到一定限制。（2）V型天窗

優(yōu)點(diǎn)是可以保證在全天內(nèi)均可以行車，便于跨線列車運(yùn)行線的鋪畫和日常的運(yùn)行的調(diào)度調(diào)整；其缺點(diǎn)是一線維修一線行車時(shí)，對(duì)兩條線路的作業(yè)都會(huì)產(chǎn)生干擾。

（3）Y型天窗

此天窗的優(yōu)點(diǎn)是利用列車間隔在天窗內(nèi)無列車運(yùn)行，可增加維修作業(yè)時(shí)間。缺點(diǎn)是V型天窗底部與重合天窗相鄰處時(shí)間浪費(fèi)嚴(yán)重，通過能力損失較大，且不能較好的解決渡線檢修問題。

（4）r型天窗

此種天窗的優(yōu)點(diǎn)是，某一方向的列車旅行速度可以提高，缺點(diǎn)是組織反向行車時(shí)天窗內(nèi)有列車運(yùn)行，有安全隱患，降低了維修施工作業(yè)的效率，同時(shí)不能檢修渡線。另一方向的列車旅行速度將會(huì)有所降低。（5）X型天窗

它同時(shí)具有V型天窗的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但另一方面它比V型天窗所占用的相鄰天窗開設(shè)時(shí)段的范圍要小，比較有利于較長的線路或區(qū)段上采用。（6）平行矩形天窗

雖然它可以解決跨線列車運(yùn)行線鋪畫的問題，在全天內(nèi)都可以運(yùn)行列車，但是由于兩個(gè)矩形分別設(shè)置占用了較多的日間發(fā)車時(shí)段，不利于白天發(fā)車。而且在維修施工時(shí)，兩條線路的維修作業(yè)與行車作業(yè)間均受到一定的影響。（7）單線隔日矩形天窗

此種天窗形式，同時(shí)具有矩形天窗和平行矩形天窗的優(yōu)點(diǎn)。解決了平行矩形天窗由于天窗時(shí)段范圍開行太大而造成對(duì)發(fā)車時(shí)段影響的問題，使其控制在夜間0：00——6：00。同時(shí)，因?yàn)榻M織另一線反向行車，也解決了跨線列車運(yùn)行圖的鋪畫的問題。但是，仍然存在有維修作業(yè)與鄰線行車之間的相互干擾問題。（8）雙向分隔式矩形天窗

此種天窗形式，同時(shí)具有矩形天窗和V形天窗的特點(diǎn)。解決了V天窗由于天窗時(shí)段范圍開行太大而造成對(duì)發(fā)車時(shí)段影響的問題，使其控制在夜間0：00——6：00。同時(shí)，因?yàn)榻M織一線施工，另一線行車，也解決了跨線列車運(yùn)行圖的鋪畫的問題。但是，仍然存在有維修作業(yè)與鄰線行車之間的相互干擾問題，而且行車帶的開設(shè)對(duì)列車的到達(dá)分布有較高的要求。天窗設(shè)置的基本形式

III“一線維修、一線行車”方式可行性分析垂直和分段式矩形天窗：兩線同時(shí)封閉維修的組織方式其他形式的天窗：“一線維修，一線行車”的組織方式——提供夜間行車的條件需采取的措施：鄰線列車最高速度應(yīng)控制在160km/h以內(nèi)；每隔一定時(shí)間必須設(shè)置重合天窗。能較好的緩解我國高速客運(yùn)專線夜間行車需求與線路維修之間的矛盾。

不同天窗形式特點(diǎn)分析

I單向隔日矩形天窗可以提供連續(xù)5～6小時(shí)（以6小時(shí)天窗時(shí)間為比較）的作業(yè)時(shí)間。提供了單線行車通道，能滿足一定數(shù)量的行車需求。可以組織列車以單線雙向交會(huì)或單線追蹤運(yùn)行。天窗的通過能力與天窗內(nèi)列車的運(yùn)行組織方法有關(guān)：最大通過能力——空費(fèi)三角區(qū)內(nèi)最大追蹤列車數(shù)與單線限制區(qū)間通過能力之和；追蹤運(yùn)行通過能力——空費(fèi)三角區(qū)可通過的最大追蹤列車數(shù)；雙向交會(huì)運(yùn)行通過能力——單線限制區(qū)間通過能力與車站數(shù)目一半之和。不同天窗形式特點(diǎn)分析

IIV型天窗可以提供連續(xù)5～6小時(shí)的維修作業(yè)時(shí)間；提供了單線行車通道，可以滿足一定的行車需求；天窗時(shí)間要求較長，嚴(yán)重的影響了日間高速列車的正常運(yùn)行，對(duì)列車的運(yùn)行干擾較大，無法較好的滿足高速客流對(duì)列車開行時(shí)間的具體需要；通過能力遠(yuǎn)小于單線隔日矩形天窗；極大的影響了逆天窗傾斜方向列車的旅行速度；在V型天窗夾角內(nèi)底部運(yùn)行的列車，可能出現(xiàn)兩次進(jìn)入天窗的情況。不同天窗形式特點(diǎn)分析

III雙向分隔式矩形天窗的特點(diǎn)上下行線路每天均可以實(shí)施維修作業(yè)。在天窗內(nèi)開設(shè)1小時(shí)行車帶，提供了行車條件。行車時(shí)間帶將天窗分隔，無法提供連續(xù)的作業(yè)時(shí)間，對(duì)維修效率產(chǎn)生影響。對(duì)夕發(fā)朝至和跨線列車的時(shí)刻要求相對(duì)集中。能力損失比隔日單向矩形天窗高。不同天窗形式特點(diǎn)分析

IVV型天窗與其他天窗的比較

V型天窗每天要開設(shè)兩個(gè)時(shí)段，無法利用天窗前后時(shí)段組織列車追蹤運(yùn)行，能力損失和影響范圍都很大。

天窗形式通過能力影響時(shí)段能力損失V型8.5～15.520:30-9:30～6:30-13:30134～142雙向分隔式矩形1223:30-6:30～21:30-8:3081單向隔日矩形緊密發(fā)車35.5～38.523:30-6:30～21:30-8:3054～57單線追蹤7.5～1623:30-6:30～21:30-8:3077～86均衡運(yùn)行8.5～13.523:30-6:30～21:30-8:3084～79注：列車追蹤間隔時(shí)間為4min，天窗時(shí)間為4～6小時(shí)，開設(shè)時(shí)間0:00～6:00。單向隔日矩形天窗和雙向分隔式矩形天窗比較隔日單向矩形天窗雙向分隔式矩形天窗行車方式單線雙向或追蹤運(yùn)行雙線追蹤運(yùn)行線路設(shè)備要求上、下行線路均需具備雙向行車條件無特殊要求列車開行時(shí)段在影響范圍內(nèi)分布較均衡時(shí)間要求比較集中維修頻率上、下行線路隔天維修一次上、下行線路每天維修一次維修作業(yè)時(shí)間5-6h連續(xù)維修作業(yè)時(shí)間部分區(qū)段不足3h連續(xù)作業(yè)時(shí)間兩線同時(shí)維修需特殊處理無特殊要求天窗前后時(shí)段可用于行車只能用于增加維修時(shí)間旅行速度雙向運(yùn)行較低；追蹤運(yùn)行較高相對(duì)較高天窗影響范圍23:30-6:30～21:30-8:3023:30-6:30～21:30-8:30通過能力8.5～13.5對(duì)12對(duì)左右能力損失54～84對(duì)81對(duì)不同天窗形式特點(diǎn)分析

V垂直矩形天窗可以連續(xù)提供5～6小時(shí)，甚至更長的維修作業(yè)時(shí)間對(duì)于需兩線同時(shí)封鎖維修的設(shè)備提供了良好條件，在維修過程中不受鄰線行車干擾會(huì)影響一定范圍的發(fā)車時(shí)段對(duì)夕發(fā)朝至和較長距離跨線列車的夜間行車需求無法滿足對(duì)通過能力的影響最大不同天窗形式特點(diǎn)分析

VI分段矩形天窗只能在很小的程度上滿足夜間列車運(yùn)行的需要。只能照顧順傾斜方向列車的開行，而對(duì)另一方向的列車則大大惡化了行車條件。全線連續(xù)設(shè)置時(shí)將產(chǎn)生較大的影響區(qū)，會(huì)影響日間發(fā)車；對(duì)與天窗傾斜方向相反方向的列車運(yùn)行將造成更大的影響，不宜全線連續(xù)開設(shè)。具有很大的靈活性，可以根據(jù)實(shí)際的行車需要，在全線、甚至是整個(gè)客運(yùn)專線網(wǎng)上，選擇合適的時(shí)間、傾斜方向、傾斜角度，以分段、組合、連續(xù)等多種方式進(jìn)行開設(shè)。在不允許采用“一線維修、一線行車”時(shí)，比垂直矩形天窗具有更大的優(yōu)勢(shì)。不同天窗形式特點(diǎn)分析

VII小結(jié)在“一線維修，一線運(yùn)行”方式可行的條件下，單向隔日矩型天窗是維修天窗較好的設(shè)置方式；如果不允許采用“一線維修、一線行車”的方式，開行分段矩形天窗要比垂直矩形天窗具有更大的優(yōu)勢(shì)。分段和垂直矩形天窗都不能提供夜間行車的條件，在保證安全和技術(shù)上可行的條件下，采用“一線維修、一線行車”的組織方式，能夠較好的緩解我國高速客運(yùn)專線夜間行車需求與線路維修之間的矛盾。

無碴軌道條件下的天窗特點(diǎn)分析

I無碴軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可顯著減少維修工作量，及對(duì)施工“天窗”的需求高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向國外高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)日本新干線、法國TGV高速鐵路、德國高速鐵路英國、意大利、美國、韓國、荷蘭、我國臺(tái)灣我國無碴軌道的研究與應(yīng)用無碴軌道結(jié)構(gòu)形式已全部納入在編的《鐵路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范》，將在客運(yùn)專線上得到廣泛的應(yīng)用。無碴軌道條件下的天窗特點(diǎn)分析

II無碴軌道與有碴軌道的維修工作比較有碴軌道的線路維修費(fèi)用相當(dāng)于無碴軌道的五倍,山陽(東北)新干線平均維修費(fèi)用僅為有碴軌道的18%(33%)，維修工作量可減少70%以上。無碴軌道條件下的天窗特點(diǎn)分析

III無碴軌道維修天窗時(shí)間分析我國客運(yùn)專線線路長，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大，運(yùn)行距離較長的列車很難躲過天窗，對(duì)綜合維修天窗的短時(shí)性要求特別高。無碴軌道維修作業(yè)時(shí)間短，綜合天窗的設(shè)置時(shí)間決定于接觸網(wǎng)維修作業(yè)的需要——2h左右。如果無碴軌道客運(yùn)專線的綜合維修天窗時(shí)間為2～3h，可擴(kuò)大通過能力約10％。如果將2～3h天窗設(shè)在白天，長途跨線和夕發(fā)朝至列車的開行將不受天窗制約。無碴軌道客運(yùn)專線綜合維修天窗時(shí)間設(shè)2～3h是合理的。能夠較好的滿足對(duì)天窗的短時(shí)性要求，宜于采用分段矩形天窗的形式。

夕發(fā)朝至列車可能的開行方式：

采用矩形天窗中的單線隔日矩形天窗；采用白天開設(shè)綜合維修天窗；采用“高速列車下既有線”運(yùn)行。

客運(yùn)專線開行夕發(fā)朝至列車對(duì)天窗選擇影響研究

夕發(fā)朝至列車：下午5點(diǎn)至晚上12點(diǎn)間始發(fā)，第二天上午6點(diǎn)至9點(diǎn)終到的列車。

“夕發(fā)朝至”列車開行既滿足了部分旅客的旅行需求，又可豐富鐵路運(yùn)輸產(chǎn)品種類，實(shí)現(xiàn)客運(yùn)專線效益最大化。1、本線列車開行夕發(fā)朝至列車相關(guān)問題研究

A.夕發(fā)朝至列車始發(fā)后在客專上運(yùn)行，在維修天窗開啟前下到既有線運(yùn)行至天窗結(jié)束，然后再上客專運(yùn)行至終到站。

B.夕發(fā)朝至列車始發(fā)后在客專上運(yùn)行，在綜合維修天窗開啟前下到既有線運(yùn)行至列車終到站。當(dāng)T=3h時(shí)，夕發(fā)朝至列車運(yùn)行距離：1125km<S<3675km當(dāng)T=4h時(shí)，夕發(fā)朝至列車運(yùn)行距離：990km<S<3540km當(dāng)T=5h時(shí)，夕發(fā)朝至列車運(yùn)行距離：855km<S<3405km

2、跨線開行夕發(fā)朝至列車及相關(guān)問題研究

A、夕發(fā)朝至列車上客專運(yùn)行一段時(shí)間后，天窗開啟前又下到既有線運(yùn)行，待天窗關(guān)閉后，若滿足上線條件，再上客運(yùn)專線運(yùn)行，否則繼續(xù)走既有線運(yùn)行至終到站。

B.夕發(fā)朝至列車到達(dá)客專與既有線銜接時(shí)，維修天窗已開設(shè)，列車?yán)^續(xù)在既有線上運(yùn)行，待天窗關(guān)閉后，若滿足上線條件，列車上客專運(yùn)行。

C.夕發(fā)朝至列車在客專上運(yùn)行，在綜合維修天窗開啟前已跨越客運(yùn)專線運(yùn)行區(qū)域，下到既有線運(yùn)行直至終點(diǎn)站。當(dāng)T=3h時(shí)，既有線距離：0≤L1≤1785km，客專運(yùn)行距離:720≤L2≤1890km當(dāng)T=4h時(shí)，既有線距離：0≤L1≤1785km，客專運(yùn)行距離:720≤L2≤1775km當(dāng)T=5h時(shí)，既有線距離：0≤L1≤1785km，客專運(yùn)行距離:720≤L2≤1620km

D.跨線列車到達(dá)客運(yùn)專線與既有線銜接點(diǎn)時(shí)，維修天窗關(guān)閉，若列車滿足上線條件，上客專運(yùn)行，否則沿既有線運(yùn)行至終點(diǎn)站。當(dāng)T=3h時(shí)，既有線距離：0≤L1≤1200km，客專運(yùn)行距離:765≤L2≤1530km當(dāng)T=4h時(shí)，既有線距離：0≤L1≤1785km，客專運(yùn)行距離:720≤L2≤1620km當(dāng)T=5h時(shí)，既有線距離：0≤L1≤1440km，客專運(yùn)行距離:255≤L2≤1020km1）既有線運(yùn)輸能力的影響大量客流轉(zhuǎn)移至客運(yùn)專線，既有線能力得到釋放，但是隨著社會(huì)的發(fā)展，貨運(yùn)量也由大幅度增加，另外多種貨物列車（五定班列、集裝箱專列、快運(yùn)列車等）的開行也占有了大部分的能力，所以既有線能力富裕量不大，尤其是在個(gè)別區(qū)段已趨于飽和，所以高速列車下線運(yùn)行對(duì)既有線能力影響較大，其解決方法為：控制下線高速列車數(shù)量，避開能力飽和區(qū)段。2）既有線行車組織的影響由于高速類車下線運(yùn)行受到時(shí)間（避開綜合維修天窗段）、空間（避開既有線能力飽和區(qū)段）、下線點(diǎn)（必須具備客運(yùn)專線與既有線聯(lián)絡(luò)線）等多方面的限制，所以組織“夕發(fā)朝至”列車靈活性較差，只能集中在一定時(shí)段，在一定范圍下既有線運(yùn)行。也就是說既有線部分區(qū)段在一定時(shí)間內(nèi)主要為高速列車服務(wù)，如果高速列車下線數(shù)量較多，會(huì)