铁路运输系统概述

交通运输工程学院交通运输教研室1铁路运输系统交通运输工程系铁路运输系统第一章铁路运输概述第二章铁路运输基本设备第三章铁路运输的组织第四章铁路的发展交通运输工程系铁路运输系统第一章铁路运输概述萌芽期（1825-1900年）•1825年9月27日，世界第一条铁路在英国斯托克顿（Stockton）和达灵顿（Darlington）之间开通，全长27km左右，由英国人乔治·斯蒂芬森（GeorgeStephenson）设计修建。列车由12节货车和22节客车组成，可搭乘旅客450人，最初速度4.5km/h，后达到24km/h。交通运输工程系铁路运输系统第一章铁路运输概述蓬勃发展期（1900-1945年）•各国对于资源的需求激增，汽车受技术价格的限制未能大量生产，陆地运输任务基本靠铁路完成衰退期（1946-1964年）•公路运输的高速发展•铁路运输长期垄断经营•铁路运输的可达性低复苏期（1964-如今）•1964年日本在东京至大阪间建成世界上第一条高速铁路——时速200km的东海道新干线•轨道运输低污染、大运量、迅速快捷交通运输工程系铁路运输系统第一章铁路运输概述我国铁路发展简史1876年，英商假借修普通道路为名，由怡和洋行出资铺设吴凇到上海长约14.5km的淞沪铁路，后由清政府令两江总督沈葆桢用28.5万两白银赎回，旋即拆除。此为我国第一条运营铁路1881年，建成自唐山起至胥各庄（今河北丰南）止，全长9.7km的唐胥铁路，此为我国自办的第一条铁路。1909年9月24日，由詹天佑设计并主持施工的京张铁路建成通车。由北京丰台至河北张家口，全长约200km。此为中国人主持设计建设的第一条铁路。交通运输工程系铁路运输系统第一章铁路运输概述1911年，清政府宣布将实施铁路国有化政策，由此爆发“保路运动”1922年，中华民国政府公布铁路建筑各项标准及规范书1932年，民国政府公布铁路法截止1949年，全国可通车铁路仅21989km1952年7月1日，由成都到重庆，全长530km的成渝铁路全线通车，此为新中国建国后新建的第一条铁路1961年8月15日，宝成铁路宝鸡至凤州段电气化铁路交付运营。1975年7月1日，由宝鸡至成都全长676Km的宝成电气化铁路全线建成通车。此为中国第一条电气化铁路截至2010年，中国铁路铁路营业里程达9.1万km，居世界第二，亚洲第一；高速铁路运营里程达逾3000km，居世界第一；武广客运专线平均时速达341km，居世界第一交通运输工程系铁路运输系统第一章铁路运输概述交通运输工程系铁路运输系统第一章铁路运输概述交通运输工程系铁路运输系统第一章铁路运输概述优点运输能力大运输成本低运输安全性好运输时间准运输速度快受气候影响小对生态环境影响小电气化自动化程度高缺点初期投资大运输缺乏弹性设备庞大不易维修，战时容易遭受破坏铁路运输的特点交通运输工程系铁路运输系统第二章铁路运输基本设备第一节铁路线路第二节铁路机车第三节铁路车辆第四节铁路车站及枢纽第五节铁路信号交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路铁路线路是由路基、桥隧建筑物（包括桥梁、涵洞、隧道等）和轨道（包括钢轨、连接零件、轨枕、道床、防爬设备和道岔等）组成的一个整体工程结构。交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路铁路主要技术标准包括铁路等级、正线数目、限制坡度、最小曲线半径、牵引种类、机车类型、车站分布、到发线有效长度和闭塞类型等。一、铁路的主要技术指标交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路等级在路网中的意义远期年客货运量Ⅰ级铁路起骨干作用的铁路≥20MtⅡ级铁路起骨干作用的铁路20Mt起联络辅助作用的铁路≥10MtⅢ级铁路为某一区域服务，具有地区运输性质的铁路10Mt二、铁路的等级交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路一条铁路线在空间的位置是用它的线路中心线来表示的。铁路线路平面由圆曲线、直线以及它们之间的缓和曲线组成。三、线路的平面和纵断面及其组成要素1、线路的平面交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路线路平面图用一定比例尺，把线路中心线及其两侧的地面情况投影到水平面上的图纸交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路线路平面上有了曲线后，列车通过时，由于离心力的作用，车轮与轨道产生了一种附加阻力，称为曲线阻力。曲线阻力与曲线半径成反比，曲线半径的选择尽力选择较大的值，最小曲线半径事故线路平面设计时允许选用的最小值曲线半径的选择交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路等级设计行车速度(km/h)最小曲线半径(m)一般困难Ⅰ16020001600120120080080500450Ⅱ120100080080450400Ⅲ10060055080400——区间线路最小曲线半径交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路2、线路纵断面铁路线路中心线在垂直面上的投影叫做线路纵断面交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路区间线路最大限制坡度(‰)在一条线路上列车以最小速度运行能够通过的最大坡道叫做限制坡度限制坡度越小，列车运输能力越强交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路四、路基为满足轨道铺设和运营条件而修建的土工构筑物，保证轨顶设计标高，并与桥梁隧道链接组成完整贯通的铁路线路，按横断面分为路堤和路堑、半路堑两种基本形式路堤铺设轨道的路基面高于天然地面，以填筑方式构成的路基交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路路堑铺设轨道的路基面低于天然地面，以开挖方式构成的路基交通运输工程系铁路运输系统第一节铁路线路五、轨道轨道是指引导列车行驶方向，承受机车车辆的压力，并把压力扩散到路基或桥隧结构物上。轨道由钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备组成交通运输工程系铁路运输系统轨枕作用——承力、传力、固轨木枕——弹性好；形状简单，制造容易；重量轻，铺设、更换方便。它的主要缺点就是要消耗大量的木材，而且使用寿命较短。钢筋混凝土轨枕——使用寿命长、稳定性好、养护工作量小，加上材料来源较广，所以得到广泛采用，不仅可以节省大量木材，而且还有利于提高轨道的强度。第一节铁路线路交通运输工程系铁路运输系统联结零件联结时，两节钢轨之间应当预留适当的缝隙，叫做轨缝，这样，当温度发生变化时，钢轨就可以自由地伸缩。第一节铁路线路交通运输工程系铁路运输系统道床作用——支承轨枕、固定轨枕的位置、缓和机车车辆轮对对钢轨的冲击碎石道床整体道床第一节铁路线路交通运输工程系铁路运输系统防爬设备列车运行时，常常产生作用在钢轨上的纵向力，使钢轨作纵向移动，有时甚至带动轨枕移动，这种纵向移动，叫做爬行防爬器第一节铁路线路交通运输工程系铁路运输系统道岔道岔是使机车车辆由从一股道转入另一股道的连接设备转辙器：包括两根尖轨和两根基本轨，是引导机车车辆转线的部分辙叉及护轨：包括辙叉心、两根翼轨和两根护轮轨。它的作用是保证车轮安全通过互相交叉的两根钢轨连接部分：包括两根直轨和两根导曲线轨第一节铁路线路交通运输工程系铁路运输系统机车分类1、按原动力分：蒸汽机车、内燃机机车、电力机车2、按运用分：客运机车、货运机车、调车机车第二节铁路机车机车铁路运输的基本动力，牵引客车或货车车辆沿钢轨运行交通运输工程系铁路运输系统优点：制造维修容易，成本低、缺点：热效率太低，速度、功率低蒸汽机车通过蒸汽机，把燃料的热能转换成机械能的机车第二节铁路机车交通运输工程系铁路运输系统第二节铁路机车内燃机车使用内燃机作为动力的机车优点：热效率较高，整备时间短，持续工作时间长，用水少，便于多机牵引缺点：对大气和环境都有污染交通运输工程系铁路运输系统第二节铁路机车电力机车依靠外部供电系统供电，通过机车上的牵引电机驱动的机车优点：结构较简单，设备工作稳定可靠，功率大、效率高、不污染环境交通运输工程系铁路运输系统项目/形式蒸汽机车内燃机车电力机车构造与造价简单、低廉复杂、较高复杂、较高运行速度最小较高最高马力最小较大最大热能效率最低较高最高空气污染度最严重轻微没有维护难易度容易困难容易三种机车的比较第二节铁路机车交通运输工程系铁路运输系统第三节铁路车辆铁路车辆运送旅客和货物的运载工具，一般没有动力装置，按用途可分为客车和货车两大类。铁路车辆一般由车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置、制动装置五部分组成。交通运输工程系铁路运输系统第三节铁路车辆棚车平板罐车车体旅客或者装载货物的部分，一般与车底架构成一个整体。交通运输工程系铁路运输系统第三节铁路车辆车底架承受车体和所装载物的重量，并将其传递至走行部交通运输工程系铁路运输系统走行部引导车辆沿轨道运行，并把重量传递给钢轨第三节铁路车辆交通运输工程系铁路运输系统第三节铁路车辆车钩缓冲装置使机车和车辆连挂一起，传递牵引力和制动力，缓和列车运行或调车作业时所产生的冲击力。交通运输工程系铁路运输系统第三节铁路车辆列车制动装置使用外力迫使运行中的机车车辆减速停车的一种设备交通运输工程系铁路运输系统第四节铁路车站及枢纽办理旅客和货物运输各项作业办理与列车运行相关的各项作业交通运输工程系铁路运输系统车站的分类1、按技术作业性质分中间站区段站编组站技术站2、按业务性质分客运站货运站客货运站3、按等级分特等站一至五级站4、车站的线路种类正线、到发线、调车线、牵出线、货物线、安全线、避难线、机车走行线、存车线、检修线第四节铁路车站及枢纽交通运输工程系铁路运输系统第四节铁路车站及枢纽中间站是为提高铁路区段的通过能力，保证行车安全和为沿线城乡（中小城镇）及工农业生产服务而设的车站主要任务办理列车会让、越行和客货运服务主要作业1、列车的到发、通过、会让、越行2、旅客的乘降和行包的承运、保管与交付3、货物的承运、装卸、保管与交付4、本站作业车的摘挂作业和向货场、专用线取送车辆的调车作业5、客货运量较大的中间站，还有始发、终到客货列车的作业主要设备客运设备、货运设备、站内线路、信号及通信设备交通运输工程系铁路运输系统第四节铁路车站及枢纽交通运输工程系铁路运输系统第四节铁路车站及枢纽区段站多设在中等城市和铁路网上牵引区段的分解处主要任务办理货物列车的中转作业进行机车的更换或机车乘务组的换班及解体编组区段列车和摘挂列车主要作业客运、货运、运转、机车、车辆主要设备客运、货运、运转、机务、车辆交通运输工程系铁路运输系统区段站布置图第四节铁路车站及枢纽交通运输工程系铁路运输系统第四节铁路车站及枢纽单向编组站只有一套调车设备（包括驼峰、调车场、牵出线）供上、下行改编车流共用的车站双向编组站有两套调车设备各自解编上行或下行改编车流的车站级——车站内纵向排列的车场数场——全站的主要车场总数编组站铁路网上办理大量货物列车解体和编组作业，并设有比较完善的调车设备的车站，有列车工厂之称。交通运输工程系铁路运输系统第四节铁路车站及枢纽双向三级六场纵列式编组站布置图单向二级四场混合式编组站布置图交通运输工程系铁路运输系统第四节铁路车站及枢纽铁路枢纽在铁路交汇点上或终端地区，由各种铁路线路、专业车站以及其它为运输服务的有关设备组成的总体主要设备铁路线路车站疏解设备其他设备铁路枢纽交通运输工程系铁路运输系统第四节铁路车站及枢纽影响枢纽布置图的因素主要有：枢纽在路网中的作用、客运量、城市发展规划、其他运输方式。布置图形：三角形、十字形、顺列形、并列形、环形、混合形等交通运输工程系铁路运输系统第五节铁路信号铁路信号是铁路信号、联锁、闭塞设备的总称•铁路信号向有关行车和调度人员发出的指示和命令•联锁设备保证站内行车和调度工作的安全和提高车站的通过能力•闭塞设备保证列车在区间内运行的安全和提高区间的通过能力交通运输工程系铁路运输系统第五节铁路信号信号颜色红——停车黄——注意或减速行驶绿——按规定速度行驶白、蓝色灯信号机进站信号机通过信号机出站信号机预告信号机调车信号机驼峰信号机交通运输工程系铁路运输系统列车进路车站为列车进站、出站所准备的通路调车进路车站为各种调车作业准备的通路联锁在有关道岔和信号机之间，以及信号机和信号机之间建立起的一种相互制约的关系，以保证车站的安全联锁设备为完成联锁关系而安装的技术设备联锁设备第五节铁路信号交通运输工程系铁路运输系统闭塞设备闭塞设备，用