軌道交通之鐵路分類及優(yōu)勢范圍

1、鐵路分類及優(yōu)勢范圍n目前鐵路分類n各種鐵路優(yōu)勢范圍n 1、鐵路分類n按管理主體劃分：按管理主體劃分：國家鐵路、地方鐵路、合資鐵路、專用鐵路、 鐵路專用線 n按服務(wù)范圍劃分：按服務(wù)范圍劃分：干線鐵路、城際鐵路、市郊鐵路、城市軌道交通 n 按運營性質(zhì)劃分按運營性質(zhì)劃分: 客運專線、客貨共線鐵路、 貨運專線鐵路n根據(jù)驅(qū)動方式劃分：根據(jù)驅(qū)動方式劃分：黏著驅(qū)動、直線電機(jī)驅(qū)動、纜索驅(qū)動n根據(jù)支承方式劃分：根據(jù)支承方式劃分：車輪支承、電磁支承 、氣墊支承 n根據(jù)導(dǎo)向方式劃分根據(jù)導(dǎo)向方式劃分 ：輪緣導(dǎo)向、電磁導(dǎo)向、導(dǎo)向輪導(dǎo)向2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍31、目前鐵路分類 (p.13)

2、按列車運行速度劃分鐵路類型n常速鐵路n快速鐵路n高速鐵路n超高速鐵路磁浮鐵路2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍41.1常速鐵路n列車最高運行速度小于等于120km/h的鐵路稱為常速鐵路。n即指通常意義上的鐵路，也稱普速鐵路、低速鐵路，簡稱為鐵路。n這種鐵路大部分為客貨混線運輸?shù)蔫F路。n世界上目前的絕大部分鐵路即屬于這種鐵路。n我國原先的I級鐵路的設(shè)計速度也為120km/h，即在鐵路提速以前（二十世紀(jì)九十年代之前），我國的鐵路均屬于常速鐵路的范疇。2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍51.2快速鐵路n列車最高運行速度在超過120km/h到但不超過200km/

3、h的鐵路稱為快速鐵路，其中以客運為主的鐵路列車的最高運行速度不低于160km/h。n快速鐵路有時也稱中速鐵路。n我國鐵路大提速的速度目標(biāo)值大部分都是由常速鐵路的速度范圍提高到快速鐵路的速度范圍。n目前我國的主要干線鐵路已由常速鐵路升級為快速鐵路。n最近的鐵路提速將在更大范圍內(nèi)將常速鐵路改造為快速鐵路。n原先曾經(jīng)將列車最高運行速度在160km/h至200km/h之間的鐵路稱為準(zhǔn)高速鐵路。我國的廣深鐵路曾經(jīng)被稱為廣沈準(zhǔn)高速鐵路。我國鐵道部2000年頒布的鐵路主要技術(shù)政策已將準(zhǔn)高速鐵路歸為快速鐵路。2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍61.3 高速鐵路n一般將新建鐵路列車最高運行速

4、度在250km/h至400km/h之間的鐵路稱為高速鐵路。2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍7(1) 高速鐵路的定義n1970年日本在全國新干線鐵路整備法中規(guī)定：在主要區(qū)間能以200km/h以上速度運行的干線鐵道n西歐:新建250-300km/h,舊線200km/hn聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會1985年規(guī)定：新建客運專線300km/h,客貨混線250km/hn1986年國際鐵路聯(lián)盟秘書長勃萊認(rèn)為，最高運行速度至少達(dá)到200km/hn我國規(guī)定，新建鐵路列車最高運行速度大于250km/h的鐵路稱為高速鐵路。2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍8(2) 高速鐵路發(fā)展階

5、段n第一代:V=200-250km/h,輪軌粘著制n第二代:V=250-400(350)km/h,輪軌粘著制n第三代:V=400(350)-550km/h,磁浮n第四代:V=2000-3000km/h ,磁浮n第五代:V=22,500km/h,真空磁浮第一代92022-3-11高速鐵高速鐵路路nV=200-250 km/hn輪軌粘著制n日本東海道新干線,1964年, V=210km/hn中國秦沈客運專線，2003年，設(shè)計速度200n廣深鐵路依靠擺式列車，實現(xiàn)了200km/h的運營速度第二代高速鐵路102022-3-11高速鐵高速鐵路路V=250-400 (350)km/h輪軌粘著制上越新干線(

6、260),北陸新干線(270)京津城際、武廣高鐵、鄭西高鐵、滬杭城際、京滬高速等(350)V=400(350)-550km/h：直線電機(jī)驅(qū)動、磁懸浮日本MLX運營速度550km/h，試驗速度581km/hMLX-01-901磁懸浮高速列車第三代高速鐵路2022-3-1112高速鐵高速鐵路路德國TR：上海磁浮線上海磁浮線(430km/h) 2002年12月31日建成。2003年11月創(chuàng)造了501km/h的試驗速度。V=2000-3000km/h ,磁懸浮 高架低真空管道,空氣10-20%,未來10年 第四代高速鐵路2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍14對“未來地鐵”的原理進(jìn)行

7、的簡化-第四代n管道內(nèi)真空度由完全真空變?yōu)榈投日婵?，保?020%的空氣，即將常溫時的空氣密度1.2kg/m3降為0.12-0.24kg/m3。n列車時速由22500公里降低為2000-3000公里；n把“地下鐵道”改成主要以高架橋為主要形式，以降低工程造價。n經(jīng)過了這些簡化之后，在充分利用當(dāng)代科技成果的基礎(chǔ)上大力開展試驗研究，未來10年以后，這種超高速鐵路很可能成為現(xiàn)實。第五代高速鐵路n第五代: V=22,500km/h,真空磁懸浮n運營費比普通鐵路便宜90%，比飛機(jī)便宜95%。n紐約至洛杉磯只需半小時n這是一種理想型的超高速鐵路,為設(shè)想2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍

8、16低真空管道式超高速鐵路-第五代n上世紀(jì)70年代末，美國一家咨詢公司設(shè)計了一種稱為“行星號”的未來地下鐵道n理論時速可達(dá)22500公里，這種超高速列車不但可以獲得極高的速度，而且其運營費比普通鐵路便宜90%，比飛機(jī)便宜95%。n這是一種理想型的超高速鐵路，限于現(xiàn)代科技水平，“未來地鐵”還難以實現(xiàn)。而且在當(dāng)今世界上，把列車提高到那樣高的速度也沒有這種必要性2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍171.4超高速鐵路(特高速鐵路)磁浮鐵路n列車最高運行速度超過400km/h的鐵路稱為超高速鐵路。n目前一般認(rèn)為輪軌接觸型鐵路的實用最高速度為400km/h左右，故欲使列車達(dá)到更高的運行

9、速度，不能依靠傳統(tǒng)的輪軌接觸方式，而要依靠其他的牽引方式來降低列車運行阻力。為此國際上曾研制過氣墊列車等新型的鐵路運輸工具，但目前比較成熟的超高速鐵路技術(shù)仍然為磁浮鐵路技術(shù)。n磁浮鐵路目前分為中低速磁浮和高速磁浮兩種類型，列車最高運行速度超過400km/h的磁浮鐵路應(yīng)該成為超高速磁浮。2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍182、各種鐵路的優(yōu)勢范圍(p29)n旅客總出行時間n優(yōu)勢距離n優(yōu)勢運行速度n在中國全國范圍內(nèi)實現(xiàn)一日往返2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍192.1 旅客總出行時間n旅客出行的總出行時間等于旅行時間與附加時間之和。n旅客的旅行時間是指旅客

10、在所討論的主要運輸工具上的純旅行時間。n旅客出行的附加時間為旅客總出行時間與旅行時間的差值，主要包括在一次出行中花費在其它運輸工具上的時間。粗略計算，旅客出行的附加時間高速公路為零，高速鐵路為1.0h，航空為2.5小時（上飛機(jī)前1.5h，下飛機(jī)后1.0h）。2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍20不同交通工具、不同速度時乘客總旅行時間各種速度的列車與飛機(jī)總旅行時間相等時的旅行距離(km)高速總旅行時間（h）各種速度的列車與小汽車總旅行時間相等時的旅行距離(km)小汽車快速鐵路高速 飛機(jī)km/h旅行距離（km）高速 高速磁懸浮磁懸浮磁懸浮磁懸浮2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范

11、圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍21總旅行時間對比表速度距離1201602003505007002001.72.321.81.42.84003.32.532.11.83.16005.04.842.72.23.48006.76.053.32.63.610008.37.363.93.03.9120010.08.574.43.44.2140011.79.885.03.84.5160013.311.095.64.24.8180015.012.3106.14.65.1200016.713.5116.75.05.4220018.314.8127.35.45.6240020.016.0137.95.85.9260021

12、.717.3148.46.26.2280023.318.5159.06.66.530002519.8169.67.06.82022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍222.2 優(yōu)勢距離 n優(yōu)勢距離n小汽車的優(yōu)勢距離 n飛機(jī)的優(yōu)勢距離 n磁浮鐵路的優(yōu)勢距離 n高速鐵路的優(yōu)勢距離 n快速鐵路的優(yōu)勢距離 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍23(1) 優(yōu)勢距離 n優(yōu)勢距離是指某種交通運輸方式在某一種運行速度條件下，與其他交通運輸方式或其他運行速度相比，使乘客的總旅行時間最短的運送距離。n優(yōu)勢距離一般情況下是指一定的距離范圍。n當(dāng)小汽車、飛機(jī)的運行速度固定而列車的運行速度

13、變化時，根據(jù)旅客總的旅行時間，可得出3種交通運輸工具優(yōu)勢距離范圍，見下圖。 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍24優(yōu)勢距離圖 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000鐵 1500120 200 250200 400 600 800時）(120km/h圍范路火車速度500400 300350 450 550 km/h磁路路小勢車優(yōu)勢圍范汽優(yōu)高速鐵浮鐵懸(V=700km/h時)飛機(jī)優(yōu)勢范圍2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍25優(yōu)勢距離表(km

14、) 列車速度(km/h)小汽車(V=200km/h)鐵路飛機(jī)(V=700km/h)179.5362362200300420250230583300200788350183105040017114004501641890500158262555015438502022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍26(2) 小汽車的優(yōu)勢距離 n在小汽車運行速度為120km/h的條件下，n當(dāng)旅客旅行距離小于200km時，n乘小汽車一般情況下所花費的總旅行時間最小，n因此小汽車的優(yōu)勢距離一般在200km以內(nèi)。 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍27(3) 飛機(jī)的優(yōu)勢距離 n當(dāng)飛機(jī)

15、的地面飛行速度為700km/h時，n飛機(jī)的優(yōu)勢距離與高速鐵路相比約在1000km以上，n與磁浮鐵路相比約在2600km以上。 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍28(4) 磁浮鐵路的優(yōu)勢距離 n在所討論的情況下，對于磁浮鐵路，當(dāng)列車運行速度分別為400、450、500km/h，旅客旅行距離分別小于1400、1890、2625km時，乘坐磁浮列車所花費的總旅行時間最小；n當(dāng)運距大于上述情況時，乘坐飛機(jī)更節(jié)約時間。n若磁浮列車的最高運行速度按500km/h計算，其優(yōu)勢距離范圍為1582625km，范圍總長2467km。2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍29磁

16、浮鐵路的優(yōu)勢距離 n值得注意的是，乘飛機(jī)旅行除了已考慮的附加時間最長（2.5h）之外，還需要考慮手續(xù)繁雜、到機(jī)場乘車不方便、乘坐飛機(jī)安全性差、舒適性差等不利因素。n因此，即使乘坐飛機(jī)所花費的時間和費用與磁浮鐵路相同，乘客一般會選擇乘坐磁浮列車。n這樣磁浮鐵路的實際優(yōu)勢距離會超過2625km。 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍30(5) 高速鐵路的優(yōu)勢距離 n在大約2001000km的旅行距離范圍內(nèi)，乘坐高速鐵路所花費的總旅行時間最小，當(dāng)然，速度不同時相應(yīng)的優(yōu)勢距離有所不同。n目前高速鐵路的最高運行速度一般為300km/h左右，其優(yōu)勢距離為200780km。n磁浮鐵路將高速

17、鐵路的優(yōu)勢距離擴(kuò)展了1870km。n擴(kuò)展了優(yōu)勢距離范圍，就意味著擴(kuò)大了鐵路與公路尤其是航空的競爭優(yōu)勢范圍。 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍31(6)快速鐵路的優(yōu)勢距離 n快速鐵路的最高運行速度為120200km/h，n按較高速度200km/h計算，快速鐵路的優(yōu)勢距離為300420km。n磁浮鐵路將快速鐵路的優(yōu)勢距離范圍延長了2347km。 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍32說明n上述的優(yōu)勢距離只是根據(jù)旅客出行時間最短確定的，沒有考慮工程造價、票價等經(jīng)濟(jì)因素，也沒有考慮旅客舒適程度、服務(wù)質(zhì)量等方面的因素。n乘客在選擇交通工具時還要考慮其他因素：n配

18、有臥鋪車廂的夕發(fā)朝至列車很受歡迎，即使列車運行時間比飛機(jī)多幾個小時，由于避免了乘飛機(jī)需要提前一天到達(dá)、另外花錢租住旅館等弊端，乘客一般會選擇火車而不選擇飛機(jī)。n考慮這些因素之后，鐵路的優(yōu)勢距離還會提高。 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍332.3 優(yōu)勢運行速度 n優(yōu)勢運行速度n鐵路優(yōu)勢運行速度的下限值 n磁浮鐵路最高運行速度的下限值 n磁浮鐵路填補(bǔ)了高速鐵路與航空之間的速度斷檔 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍34(1)優(yōu)勢運行速度 n優(yōu)勢運行速度是指某一種交通運輸工具在一定的運輸距離內(nèi)使得總出行時間最小的運行速度。n由于優(yōu)勢距離包括一定范圍，故優(yōu)勢

19、運營速度也包括一定的范圍。n例如，在所討論的情況下，乘坐磁浮鐵路旅行1400km所對應(yīng)的優(yōu)勢運行速度為400550km/h，旅行420km時為200550km/h。 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍35(2)鐵路優(yōu)勢運行速度的下限值 n在快速鐵路（120km/h至200km/h）的速度范圍內(nèi)，小汽車與飛機(jī)的速度線有一個交點，所對應(yīng)的旅行距離為362km、旅行時間為3.02h，此時所對應(yīng)的列車的運行速度約為180km/h。n該點是一個臨界點，在所討論的情況下，當(dāng)列車的運行速度小于180km/h時，乘坐火車的旅客總出行時間都比小汽車長，鐵路不具有優(yōu)勢；n只有列車的運行速度高于

20、180km/h并且旅行距離大于362km時鐵路才具有優(yōu)勢。n因此，在所討論的條件下，鐵路優(yōu)勢運營速度的下限值應(yīng)該是180km/h。 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍36(3) 磁浮鐵路最高運行速度的下限值 n磁浮鐵路的優(yōu)勢速度范圍，在所討論的條件下可以擴(kuò)展為180550km/h。n由于目前時速350km的高速鐵路技術(shù)已經(jīng)成熟，并且磁浮鐵路在工程經(jīng)濟(jì)、乘客換乘方便等方面不如高速鐵路，故對于長距離的旅客運輸而言，磁浮鐵路的最高運行速度的下限值定為400km/h比較合適。 2022-3-11鐵路分類及優(yōu)勢范圍鐵路分類及優(yōu)勢范圍37(4)磁浮鐵路填補(bǔ)了高速鐵路與航空之間的速度斷檔 n在350km/h的運行速度之下，公路和鐵路的運行速度是連貫的，從公路、高速公路、常速鐵路、快速鐵路到高速鐵路，之間沒有速度斷檔。n