4.3 区间通过能力计算

4.3 区间通过能力计算

原理与制式都齐了，本节把它们兑换成数字。区间通过能力是全书出现频率最高的约束量——运行图铺不开、车流组织不进去、晚点调整无余地，最后都会落到"区间能力就这么多"上。这里把公式、口径和两道完整算例一次讲透。

本节摘要：区间通过能力以平行运行图为基准：可用时间除以运行图周期（单线）或追踪间隔（双线），再按非平行运行图的扣除与折算修正。能力加强的路径遵从"先压缩周期、再改制式、后建复线"的阶梯。计算不难，口径要紧。

平行运行图：能力的理论基准

平行运行图是教学用的理想化图形：同一方向所有列车同速、等间隔地铺画，运行线全部平行。它的能力就是"理论刻度"。

单线区间的刻度是一对列车所占的周期。一对上、下行列车完整走完区间并让出通道，耗时要覆盖下行走行、上行走行，加上两端车站的会车间隔时分与不同时到达间隔时分，这个总和叫运行图周期，常用 T周 表示。于是单线平行运行图通过能力为：

N平行 = （1440 - 天窗时间）÷ T周        单位：对/日

【算例一】甲—乙单线区间，两端为会让站
  下行区间走行 22 分钟，上行 24 分钟
  会车间隔时分 a = 4 分钟，不同时到达间隔 τ = 5 分钟
  接触网检修天窗 90 分钟，组织成矩形天窗一次扣除

  T周 = 22 + 24 + 4 + 5 = 55 分钟
  N平行 = （1440 - 90）÷ 55 = 1350 ÷ 55 ≈ 24 对/日
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双线自动闭塞区间的刻度是追踪间隔 I——同向两列车首尾的时间间隔，由分区数、列车速度与信号制式决定，一般取 8 到 10 分钟（普速）或 4 到 6 分钟（高速）。双线是两个方向各自独立铺画，能力按每方向单独计：

【算例二】丙—丁双线自动闭塞，I = 10 分钟，天窗 120 分钟
  N平行 = （1440 - 120）÷ 10 = 132 列/日/方向
  若 I 压缩到 8 分钟：N平行 = 1320 ÷ 8 = 165 列/日/方向

  对比：同条件改 I=8 带来的 33 列增益，来自纯信号改造——
  这就是 1.2 节"能力藏在规则里"的数字版本。
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两道算例里藏着一个共同的细节：天窗是整块扣除的。单线九十分钟的天窗直接"吃掉"大约两对列车的空间；双线两小时的天窗吃掉十几列。天窗的长度与设置方式（垂直天窗、矩形天窗、V 形天窗）是能力账上的大项，8.1 节高铁场景会再算一次。顺带一提，算例一里那十九分钟的会车与不同时到达间隔，占了周期的三分之一还多——单线能力改造最划算的靶子，常常不是"让车跑快点"，而是"让车站办得快点"。

图4-3 一对列车的运行图周期构成

非平行运行图：现实是斜率不同的线

真实的运行图上快慢车混跑，快车每超越一列慢车，就在慢车"身后"留出一串无法利用的间隙。为了给快车铺线而放弃的慢车空间，折算成扣除系数：开行一列特快，可能相当于"花掉"两到三列货车的能力位。同理，零散的摘挂列车、区间作业车也有各自的扣除系数。于是实际能力为：

N使用 ≈ N平行 - Σ（快车列数 × 扣除系数）- 摘挂等扣除
      再乘以预留波动余量

【延续算例一】单线 24 对基准，图定含 2 对旅客列车
  客车扣除系数按单线经验取 1.5：
  N货车 ≈ 24 - 2 × 1.5 - 摘挂扣除 1 ≈ 19 对/日（货车）
  留 10% 波动余量后 ≈ 17 对/日的稳妥安排
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扣除系数的大小不是查表了事，它取决于快慢车速度差、越行站分布与让车方案——同一区段，把越行站从一处增到两处，扣除系数就能明显下降。这解释了一个常见的工程现象：同样的客车开行数量，不同车站配置的区段，货车能力的损失差异悬殊。因此客车开行方案与货车能力预算必须同表核算，先单方拍板客车再算货车余量的做法，是运行图透支的另一个常见起点。

能力加强：三级阶梯

当需求逼近能力，加强路径有明确的阶梯。第一级：压缩周期与间隔——优化会让方案、压缩起停附加、改善信联闭设备缩短间隔时分；投资小、见效快，通常能把能力挤出两三成。第二级：改闭塞制式——半自动改自动（单线变半自动追踪或自动闭塞），或双线加密分区、缩短追踪间隔；投资中等，能力提升一个台阶。第三级：增设正线——单线改复线，对向不再互相等待，周期概念退场、追踪概念登场，能力以数倍计；投资最大，但需求长期旺盛时是唯一根本解。每一级都该先于下一级被穷尽，这是投资决策的基本纪律。

再算一笔账：天窗方式的比较

天窗怎么设，直接改写能力账。沿用算例二的双线条件，比较两种天窗方案。

【算例三】丙—丁双线自动闭塞，I = 10 分钟
  方案A：垂直天窗，上下行同时停电 120 分钟
    每方向能力 = （1440 - 120）÷ 10 = 132 列/日/方向

  方案B：V 形天窗，上下行错开各 120 分钟
    每方向扣除仍约 120 分钟，但错开时段可互相放行部分列车
    通行列车占比上升，能力约为 138 列/日/方向
    代价：邻线有电，作业防护等级提高，安全风险敞口变大

  判读：V 形天窗用安全裕量换约 5% 的能力，
        适合运量饱和且检修可控的干线；
        新线与高风险线路倾向垂直天窗。
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天窗账的背后是风险偏好的选择，参数不同、结论不同，这正是能力计算作为决策工具的本意——它不替你选，它让代价显形。

常见误区

误区一：把能力当成线路的"物理常数"。 能力随闭塞制式、天窗安排、客货结构、越行方案而变，同一区间在不同图态下的能力可以相差两三成。谈能力必须带条件。

误区二：扣除系数照抄邻线。 扣除系数由本线的速度差、越行站分布、让车方案决定，照抄他线经验值是运行图透支的常见起点。正确做法是用本线历史数据标定，9.2 节的数据驱动优化正是干这件事。

误区三：能力加强先想到大工程。 三级阶梯里，第一级（压缩周期与间隔）常常被跳过——因为它的收益分散在一百多个时分参数里，不像"建复线"那样一目了然。但按投资收益比，它几乎总是第一顺位。

本节要点回顾

• N平行 = 可用时间 ÷ 周期（单线）或 ÷ 追踪间隔（双线），天窗整块扣除。
• 单线的 T周 = 双向走行 + 会车间隔 + 不同时到达间隔，每一分钟都有压缩选项。
• 扣除系数把快车、摘挂车的铺线代价折算成慢车能力位，它随越行条件而变。
• 能力加强走压缩周期 → 改制式 → 建复线的阶梯，先软后硬、先小后大。
• 能力数字是运行图（第 6 章）的底账：算不清区间，图就铺不平。