線路容量
単線区間における線路容量Nは、 N = 1440 t + c f {\displaystyle N={\dfrac {1440}{t+c}}f} と表現される。ここでtは駅間所要時間、cは駅における閉塞取扱時間、fは線路利用率である。tとcはどちらも単位は分である。
閉塞取扱時間は、ある方向からの列車が駅に到着した後、転轍機を転換して進路を構成し、その方面への出発信号機に進行が表示されて、実際に反対方向の列車が出発できるようになるまでの時間を表す。自動信号の区間では1.5分、非自動信号の区間では2.5分が標準とされている。
線路利用率は、実際に線路を利用する時間の割合を意味する。夜間には保線作業や架線工事などを行うために線路閉鎖をすることがあり、1日の全ての時間で列車を運転できるわけではない。また優等列車を運転して普通列車の駅での待ち合わせ時間が長くなるような非効率なダイヤ構成を行うと、運転できる列車本数は少なくなる。これらを反映して線路利用率は標準では0.6とされている。速度の異なる列車が混在している路線では、無駄な待ち合わせ時間が増えるため線路利用率の値は下がる。
また、線路容量を計算する対象路線のうち、もっとも低い線路容量になっている区間が全体の線路容量となる。例えば、ある区間で対向列車の交換ができる駅の間隔が長くなっていると、駅間所要時間が長くなって線路容量が下がる。結果として、その区間を通行できる列車本数によって全体の運行可能本数が制限される。このため、交換可能駅は均等な間隔で配置されていることが望ましい。
実際の単線区間ではこの式に値を代入して計算すると、80本から90本程度が1日の列車運転本数の限界であると算出される。