高速铁路

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在铁路上,高速铁路是指最高时速超过200公里/小时的定期列车服务。 对于轨道车辆的高速铁路,铁路系统的所有组成部分都必须适应更高的要求。除了高速列车,还需要专门的高速线路和相应强大的列车控制和安全系统。 高速铁路的车辆以电动为主。尽管柴油或燃气轮机牵引车辆经常接受测试,但它们是极少数。 为了实现高速,安装了高驱动功率(接近10,000kW)并且列车尽可能轻(轻型结构)。相对于它们的质量来说,这些火...

高速铁路

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铁路上,高速铁路是指最高时速超过 200 公里/小时的定期列车服务

基础知识

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对于轨道车辆高速铁路,铁路系统的所有组成部分都必须适应更高的要求。 除了高速列车,还需要专门的高速线路和相应强大的列车控制和安全系统。

子弹头列车

高速铁路的车辆以电动为主。 尽管柴油燃气轮机牵引车辆经常接受测试,但它们是极少数。

为了实现高速,安装了高驱动功率(接近 10,000 kW)并且列车尽可能轻(轻型结构)。 相对于它们的质量来说,这些火车非常强大,也能够爬上比传统火车陡得多的坡度。 纯高速路线因此可以更自由地布线,这有助于节省建设成本。 根据时刻表,高速列车最高时速可达 380 公里/小时,在试运行期间还达到 575 公里/小时(TGV 试验列车 V150)和 603 公里/小时(2015 年 4 月的 JR 磁悬浮试验列车)。

高速路线

在铁路交通中,高速线路 (SFS) 是指速度至少为 200 公里/小时的铁路线。 一些国际定义规定要达到更高的速度。

除了必须承受高负载的相应路线外,高速路线不得有平交道口,如果平台以超过200公里/小时的速度驶过,则必须提供乘客安全系统。

对架空线路也有特殊要求:使用由特殊合金制成的接触线,可改善电气接触并防止飞溅的火花。

列车控制

由于高铁路运行距离较长(约7000米)和紧急制动距离(超过3000米),传统的信号系统用轨道块覆盖列车已不再适用,因为块间距和穿行距离必须非常长。 这也与时刻表要求的短列车顺序相悖。

因此,高速列车不再通过要求停止或减速的固定铁路信号准时控制在路线上,而是通过持续的无线电联系。 沿途的导线通常用于此目的,它们作用于列车天线并在列车和控制中心之间建立连接。

例如,传输即将发生的速度变化的位置和类型,列车天线在线路电缆上的位置用于列车定位。 在这里,今天通常仍然有固定的街区部分。

作为副作用,线性列车控制系统可防止突然制动操作和在过度倾斜的弯道中停车,这对乘客来说是不舒服的。

高速铁路的限制

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平滑度

在 1950 年代,如果不对道路造成xxx性损坏或危及车辆的安全驾驶,则无法控制超过 200 公里/小时的速度。 现在可以使用驱动技术毫无问题地掌握更高的速度。

附着轮/轨

在低速范围内(至少对于全轴驱动车辆而言),可实现的xxx加速度不受轮轨之间附着力值的限制,即使在不利的天气条件下也是如此,而仅受驾驶舒适性的限制。 然而,在高速行驶时,驱动阻力如此之高,以至于静摩擦力可能太低而无法将足够强的牵引力传递到轨道。 因此,在高速列车中驱动许多轴,即使用动力车或多单元概念。

空气阻力

这在不利的天气条件下影响抓地力值的确切关系很难掌握,而行驶阻力——在较高速度下,尤其是空气阻力(随速度呈二次方增加)——对可达到的速度具有决定性影响。 尽管如此,即使在今天的设计中没有任何重大改进的情况下,即使在各种天气条件下的日常操作中,至少高达 400 公里/小时的速度似乎也是可能的。

动力传输

高速铁路所需的高发动机功率现在完全由电动机提供。 原则上,燃气轮机驱动也是可能的,但由于极端的噪音发展和低效率,特别是在部分负载下,这并没有被进一步追求,并且在未来似乎也不是一个替代方案。

电力驱动的局限性不在于电动机的性能,而在于通过架空线路的电力传输。 一个极限代表架空线的机械弹性,另一个代表可以通过受电弓从架空线传输的xxx电流。 目前,架空接触网的建设已经取得了很大进展,正常运行时速度高达 350 公里/小时对于相应架空接触网的机械负荷而言似乎没有问题; 预计将来会进一步提高这一限额。

就功耗而言,极限似乎在 15-20 兆瓦左右,可能也是出于经济原因,例如电力成本和变电站的工作量。 越来越轻的结构和越来越低的空气阻力意味着车辆的能源需求可以越来越低。

噪声发展

在250公里/小时以上的速度范围内,车辆的噪声排放主要由空气动力噪声决定,噪声功率随速度的5次方增加。 这意味着,例如,当速度从 300 公里/小时增加到 400 公里/小时时,平均电平增加 6 分贝

由于高速列车也会驶过人口稠密的地区,因此车辆产生的噪音是影响相应路段最高允许速度的一个因素。


经济

尽管高速铁路一直是代表各自国家技术性能的声望对象,但如果没有一定的经济效益,这样的项目是无法实现的。

高速铁路通过补偿更高的车辆成本、更高的线路建设和定期维护工作量以及更短的行程时间导致的更低的车辆和人员需求来弥补更高的能源需求,从而实现盈利。 此外,由于较短的旅行时间和车辆的吸引力,有时可以记录到旅行者人数的显着增加。

旅行时间的基本因素是:

  • xxx速度
  • 停车距离
  • 车辆的加速能力
  • 保持时间
  • 慢速区域和路线中未定期获得最高速度批准的部分

虽然车辆的停车时间和加速能力在停车距离短的城市交通中尤为重要,但在高速铁路中,短行程时间主要是通过持续的高速和大停车距离来实现的。 然而,在非常高的速度(大约 250 公里/小时)下,如果要实现紧密的列车序列(3 分钟),车辆加速和减速能力的重要性就会增加。

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词条目录
  1. 高速铁路
  2. 基础知识
  3. 子弹头列车
  4. 高速路线
  5. 列车控制
  6. 高速铁路的限制
  7. 平滑度
  8. 附着轮/轨
  9. 空气阻力
  10. 动力传输
  11. 噪声发展
  12. 经济

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