скажите почему поезд должен быть неболее 200 вагонов

Максимальный вес поезда определяется силой тяги локомотива. Сила тяги определяется: во-первых, по мощностному ограничению локомотива (т. е. двигатель определенной мощности может развивать определенную силу тяги) и ограничением по сцеплению, т. е. силой сцепления колес локомотива с рельсами, которая зависит от осевой нагрузки локомотива и коэффициента сцепления. Кроме того, вес поезда определяется профилем пути, т. е. максимальными подъемами и уклонами.
Спрашивать, сколько вагонов - не совсем корректно. Например, мощнейший российский электровоз ВЛ-85 создан для вождения нормальных поездов (до 60 вагонов) по очень сложным профилям восточного Транссиба и БАМа. На ровном участке он утянет и сотню вагонов. Пассажирские локомотивы обычно рассчитаны на 20 - 24 вагона.
А вообще, есть такой документ МПС - "Правила тяговых расчетов для поездной работы". Скачать его можно, например, здесь: http://ronisd.narod.ru/faq_8.html Там подробнейшим образом расписано, как рассчитать допустимый вес поезда для любых условий.
Для ориентировки могу сказать, что вес грузового вагона с полной загрузкой - до 85 тонн, пассажирского - до 55 т.

Основные ограничения для длинны поезда пропускная способность железной дороги и длинна станционных путей, прочность пути и сооружений.

это не так!
у нас был поезд Экибастуз-Урал и состоял он из 440 вагонов и весил 42000 тонн
а вообще это зависит от рельефа местности где идет состав, насколько я помню с учебы стандарт длины по России от 850 до 1750 метров.
а обычно составы считаются не по количеству вагонов, а по количеству колесных пар (включая колесные пары локомотивов)

предельное количество 80 вагонов-при полной загрузке в 60 тонн каждого вагона этот состав нормально тянет сцепка из двух тягачей обеспечиваю приемлемую скорость движения до 80-100 и нормальное время прохождения станций и развилок при нормальном тормозном пути. если увеличить количество вагонов при увеличении количества тягачей мы не получим ту же скорость движения и длину остановочного пути, а станции и развилки такой состав будет проходить по пол дня-ведь согласно правила мпс-состав должен сбрасывать скорость, поэтому и формируется состав не более 80 хотя может быть и 120(лично как то насчитал) но при пустых вагонах

Если длина поезда будет чрезмерно большой, то его трудно будет уместить на любой из станций, чтобы во время стоянки не занимать перегон.

При торможении такого состава не выдержат противоугоны. ( Противоугон-устройство для удежания рельса от родольного смещения).

чтобы