当线路的平纵断面不改变、货流和车流结构一定时，货物列车牵引质量Q总主要受机车类型（机车牵引力）和站线有效长度的制约，即

式中 FK——机车轮周牵引力，kN；

Wo′，Wo′——机车、货车的单位基本阻力，N/kN；

ip——计算上坡道的坡度，‰；

P——机车的质量，t；

P延——车辆的每延米平均质量，t；

q自——车辆的平均自重，t；

q载——车辆的平均标记载重，t；

l机，l车——机车、车辆的平均长度，m；

γ载——车辆的平均载重利用系数；

l到发——到发线有效长度，m；

l安——安全距离，m。

一定类型机车的牵引力规定列车质量标准，可以保证机车得到最好的利用，但也可能使到发线长度未能充分利用，还可能因此而增加了行车量；如按站线长度和列车每延米平均质量来确定列车质量标准，可以保证有最小的行车量，但这种列车并不是总能选到最合适的功率的机车来牵引的。如使用显著超出该质量所需功率的机车，即使把多余的牵引力用来提髙运行速度，也将是不尽合理的。那么，在给定机型的条件下，如何解决这一问题呢？这就要从理论上加以分析。

当采用成对非追踪平行运行图时，单线区段的区间通过能力为

式中 T周——运行图周期，h；

l限——限制区间长度，km；

v运——列车在限制区间内的平均运行速度，km/h；由于

∑相 r—对—于 车运站行间图隔周时期间而及言起 ∑停 r车数附值加不时大分，的为总简和化，起h见。，(www.daowen.com)

可以忽略不计，于是有

如货运方向的通过能力以货物吨数表示，则有

如以A 表示，上式可以写成

Q总 v运称为机车的纯生产率。由上式可见，为使区段通过能力有最大值，必须使列车牵引总重和列车运行速度的乘积达到最大值。为此目的，对如何更合理地利用现有机车的功率进行分析。已知，当机车牵引力得到充分利用时，。在等式两边同乘以v运，并简化使Wo′≈Wo′′≈ Wo，可得

机车动轮轮周功率NK以下式表示：

即 FK v运＝270NK，同时记W0+ip＝W，代入（5-12）可得

在内燃牵引条件下，机车功率NK在很大速度变化范围内几乎是常数，随着运行速度的增大，运行阻力W 值将增大，值将会减小。因此，充分利用内燃机车牵引力增加列车质量，可以使区段输送能力有最大值。在电力牵引条件下，电力机车的最大功率只在一定的速度范围内（例如50～60 km/h）才能实现，以后如速度再提高，功率就急剧下降，因此，提髙列车质量来提高区段输送能力的效果更加显著。

由此可见，在机车类型和站线长度已定的条件下，对所有牵引方式来说，充分利用机车牵引力所能达到的最大货物列车质量也就是最有利的列车质量标准。

如果要求在选择列车质量的同时选定机车类型和站线长度，情况稍有不同。为使问题易于解决可以假定：每吨列车质量所摊到的该种牵引方式单位机车功率固定不变，即所选择的机车牵引力将随列车质量的增加而大致成比例地增加。在此条件下，对各种牵引方式来说，在同一区间内不同质量列车的平均运行速度将大致相同。此时，在双线区段，列车质量的变化将会影响：

（1）货车在编成站的集结停留时间。此项年度支出与列车质量的增加成正比。

（2）与机车乘务组工资有关的支出，此项支出与列车质量的增加成反比。

（3）延长站线、改建机务设备和供电设备的支出。因为只有在车站到发线长度不足时才需延长站线，只有改用大功率机车后原有机务、供电设备不能适应时才需改建，所以应按具体条件规定。

（4）因进行线路改建工程需在运行图上预留施工“天窗”而使列车延误的费用。此项费用一般在双线区段平行运行图每日行车量超过70～80 对时方予计算。

这样，双线上最有利的列车质量，应是几种规定的运行速度条件下，年度换算总支出最少的方案。

运量大、运距长、价值低廉的重质货物，如煤炭、矿石等，以较大质量的列车来输送是合理的；而鲜活易腐及价值昂贵的日用百货等，由于加速其送达具有重要国民经济意义，不满轴运行的损失，完全可以得到补偿，因而对快运货物列车通常规定较低的质量标准和较高的行车速度。

另外，对于单线区段，提高列车质量还会减少交会时的停站次数和停站时间。此外，提高列车质量还可能因推迟加强线路能力而得到额外的节省。将列车质量增加到站线现有长度所容许的数值，开始时可导致换算总费用的减少，之后，当进一步提高列车质量必须将站线延至规定长度等级时，换算总费用开始增长。换算总费用最小的方案即表明最有利列车质量和最佳站线长度相互匹配。计算表明，最有利的站线长度为850～1 050 m。与此长度相对应的最优列车质量标准随货流量大小和车辆每延米平均质量而变化，当每延米质量达到4.6～5.8 t 时，约为3500～5 500 t；随大型车比重的增大及专用车的采用，当每延米质量达到6～8 t时，列车质量可达4 500～7 500 t。在大多数情况下，提高列车质量同时延长站线和加强牵引力应是加强单线铁路通过能力最初阶段应采取的措施。只有当现有站线有效长度已是850～1 050 m，而货流又足够大时，才采用部分区间双线或修建双线的加强措施。