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高速铁路:现代化、高效安全的陆上运输方式

时间:2023-05-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:高速铁路是陆上运行距离最长,运行速度最高的交通运输方式。相比之下,高速铁路是当今最安全的现代高速交通运输方式。高速铁路有轨交通系统取消了地面信号。因此,发展高速铁路,符合我国的能源发展战略。高速铁路占地只有4车道的高速公路的2/3,而每小时可完成的运量却是4车道高速公路的4倍以上。但各国高速铁路在某些技术方面也有逐渐接近或融合的趋势,如采用动力分散式

高速铁路:现代化、高效安全的陆上运输方式

(一)高速铁路的特点

1.运行速度高

速度是高速铁路的技术核心,也是其主要的技术经济优势所在。高速铁路是陆上运行距离最长,运行速度最高的交通运输方式。近几年相继建成的高速铁路,其最高运行速度都在300~350 km/h,预计几年内将突破350 km/h。除最高运行速度外,旅客更关心的是旅行时间,而旅行时间是由旅行速度决定的。以北京至上海为例,在正常天气情况下,乘飞机的旅行全程时间(含市区至机场、候检等全部时间)为5 h左右,如果乘高铁全程旅行时间则为5~6 h,与飞机相当;如果乘既有铁路列车,则需要15~16 h,高铁在最大程度上缩短了人们出行的时间。

2.运输能力大

高速铁路旅客列车最小行车间隔可以达到3 min,列车密度可达20列/h。每列车载客人数也比较多,如采用动力分散方式及重联客车,其列车定员可达1 200~1 500人/列,理论上每小时的输送能力可以达到2×24 000~2×30 000人。四车道的高速公路每小时的输送能力约为2×4 800人,2条跑道的机场每小时的吞吐能力约为2××6 000人。可见高速铁路的运输能力是高速公路和民用航空等现代交通运输方式不可比的。

3.安全性能好

安全是人们出行选择交通运输方式的首要因素。尽管各种现代交通运输方式都竭力提高自身的安全性能,但交通事故仍时有发生。据铁道科学研究院承担的“我国高速铁路的社会成本及对社会的贡献”课题的研究,我国交通运输中每亿人千米交通事故死伤人数公路为死亡10.5人,重伤24.88人;民航为死亡0.1人,重伤0.01人;铁路为0.29人,重伤0.72人。每人千米交通事故造成的损失公路为0.0649元;民航为0.0005元;铁路为0.0018元。相比之下,高速铁路是当今最安全的现代高速交通运输方式。

4.全天候运行

高速铁路的安全保障系统不但保证了高速列车运行安全,也使铁路运输全天候的优势得到了更充分的发挥。高速铁路有轨交通系统取消了地面信号。因而,除可能危及行车安全的自然灾害外,几乎不受天气和气候条件的影响,且24 h都可安全地正常运行。

5.能源消耗少

交通运输是能源消耗的大户,能耗标准是评价交通运输方式优劣的重要技术指标。研究表明:若以普通铁路每人每千米消耗的能源为1,则高速铁路为1.3,公共汽车为1.5,小汽车为4.8,飞机为6.8。高速铁路能源消耗大约是小汽车的1/4和飞机的1/5。高速铁路使用的是二次性能──电力,而汽车、飞机使用的是不可再生的一次性能──汽油。因此,发展高速铁路,符合我国的能源发展战略。随着水电和核电的发展,高速铁路在能源消耗方面的优势还将更加突出。

6.占用土地少

交通运输,尤其是陆上交通运输,由于要修建道路和停车场,需要占用大量的土地,而且大部分是耕地,双线高速铁路路基面宽6.6~14 m,而4车道的高速公路路基面宽达26 m。双线铁路连同两侧排水沟用地在内,每千米用地约70亩,4车道的高速公路每千米用地约105亩。高速铁路占地只有4车道的高速公路的2/3,而每小时可完成的运量却是4车道高速公路的4倍以上。

7.环境污染轻

环境保护已成为全球性的紧迫问题,任何工程上马都要进行环境评估,交通运输工程更需如此,这里着重比较噪声及空气污染问题。高速铁路采用电力牵引,因此消除粉尘、煤烟和其他废气污染,噪声比高速公路低5~10 dB。

8.乘坐舒适

随着生活水平的提高,高速铁路线路平顺、稳定,高速列车运行平稳,座位宽敞,设施先进,装备齐全,乘坐非常舒适,乘坐过高速铁路列车的人深有感受,这些是飞机和汽车难以企及的。

9.社会效益好

高速铁路除有很好的经济效益外,还有显著的社会效益。据研究,京沪高速铁路的社会成本为0.323 9元/人千米,而高速公路为0.659 4元/人千米,民航为0.747 6元/人千米;其比例为1∶2.036∶2.308,在完成同等运量的情况下,修建京沪高速铁路每年节省的社会成本就达223亿元,6~7年其总额就相当于全部建设投资。此外,高速铁路还可拉动沿线的经济增长,提供众多的就业机会。(www.xing528.com)

当然,高速铁路也存在着一些缺陷,主要表现在:高速铁路的造价成本和技术要求高、施建标准严格苛刻、管理维护复杂困难,因此高铁的建设前提是丰富的客源、雄厚的经济、强大的科技、适宜的地势和先进的管理。盲目兴建高铁不仅劳民伤财,而且会破坏环境。

(二)高速铁路的技术特征

采用轮轨技术的高速铁路具有以下4个方面的主要技术特征:

(1)轮轨方面:持久高平顺性的轨道轻量化、高走行稳定性的列车。

(2)弓网方面:大张力的接触网,高性能的受电弓。

(3)空气动力方面:流线型、密封的列车,较大的线间距和隧道断面。

(4)牵引与制动方面:大功率的交-直-交列车和大容量的牵引供电设施,大能力的盘形、再生、涡流列车制动系统和车载信号为主的列控模式。

各国的高速铁路技术体系因国情不同而有所差异。大致有4种类型:

(1)新建高速铁路双线,专门用于旅客快速运输。如日本新干线和法国高速铁路,均为客运专线,白天行车,夜间维修。基本上自成独立的系统,采用综合调度集中方式。日本采用动力分散式动车组、大量采用无砟轨道,法国采用动力集中式动车组、有砟轨道。

(2)新建高速铁路双线,实行客货共线运行,如意大利罗马佛罗伦萨高速铁路,客运速度为250 km/h,货运速度为120 km/h。

(3)部分新建高速线与部分既有线混合运行。如德国柏林—汉诺威线高速铁路,承担着客运和货运任务,动车组有动力集中式向动力分散式发展、大规模采用无砟轨道。

(4)在既有线上使用摆式列车运行。这多见于欧洲国家,在美国“东北走廊”摆式列车速度为240 km/h。

我国客运专线铁路有自己独特的技术特点:

(1)新建300 km/h及以上行车速度的双线高速铁路,专门用于旅客快速运输。近期的运输组织模式采用本线旅客列车和跨线旅客列车高、中速混合运行的模式。

(2)新建行车速度250 km/h旅客列车与120 km/h货物列车混合运行的模式。

(3)通信信号制式要考虑既有路网的兼容性

但各国高速铁路在某些技术方面也有逐渐接近或融合的趋势,如采用动力分散式动车组、大量采用无砟轨道等。

我国高速铁路的主要技术标准如下:铁路等级为高速铁路;正线数目为双线;列车最高运行速度为350 km/h,最低运行速度为200 km/h;运输模式为高中速混跑;线间距为5 m;最小曲线半径一般为7 000 m、困难5 500 m;最大坡度:12‰~20‰;到发线有效长度为520~700 m;牵引种类及列车类型为电力、动车组;列车运行控制方式为自动控制;行车指挥方式为综合调度集中。

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