高铁类型一览-高铁知识趣谈

高铁是一个复杂系统，除了轮轨式的高速铁路外，还包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统和真空轨道中的超级高铁运输系统。因此，高铁的分类也是比较复杂的问题。大多数学者根据高铁的运营速度来划分高铁。而本书根据高铁运营原理和预警阀值，把高铁分为三类：轮轨高铁、磁浮高铁和超级高铁。其中高铁的预警阀值，主要根据高速列车的能耗和对环境的破坏程度，从速度和经济的角度考虑，把不适合商业运营的速度，作为预警阀值。

第一类：轮轨高铁（Wheel high-speed railway）。轮轨高铁属于轮轨式的高速铁路，本书把它定义为第一类高铁。根据国际铁路联盟的定义，高速铁路是指透过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到200 km/h 以上，或者专门修建新的高速新线，使营运速率达到 250 km/h以上的铁路系统。轮轨高铁的类型见表 1.3。

表1.3　轮轨高铁的类型

1.轮轨高铁的定义

轮轨高铁就是轮轨式高速铁路，是主要在轨道上运行且靠轮子驱动的高速铁路运输系统，简称轮轨高铁，也叫常规高铁、普速高铁。

2.轮轨高铁的特征

轮轨高铁的主要特征包括运营速度、预警阀值、运行阻力三个方面。具体如下：

特征一：运营速度。轮轨高铁的运营速度：200～400 km/h。不同国家和地区，根据本国和地区情况，采用不同的运营速度，一般都在 200 km/h到 300 km/h 之间运营。

特征二：预警阀值。轮轨高铁的预警阀值：400 km/h。预警阀值上限是 400 km/h，超过该值轮轨高铁容易脱轨，发生交通事故。

特征三：运行阻力。轮轨高铁的阻力：摩擦阻力和空气阻力。运行阻力是空气阻力，而且当高铁速度大于 300 km/h 时，空气阻力成指数增加。如：200～250 km/h，空气阻力占 60% 以上；250～300 km/h，空气阻力占80% 以上；300 km/h，空气阻力占 90% 以上。

第二类：磁浮高铁（Maglev high-speed railway）。磁浮高速铁路属于磁悬浮式的高速铁路，本书把它定义为第二类高铁。磁浮高速铁路从悬浮机理上可分为电磁悬浮（EMS，Electro Magnetic Suspension）和电动悬浮（EDS，Electro Dynamic Suspension）两种。磁悬浮高速列车要使高速列车速度达到 500 km/h，这是普通列车绝对办不到的。如果把超导磁体装在列车内，在地面轨道上敷设铝环，就是利用它们之间发生相对运动，使铝环中产生感应电流，从而产生磁排斥作用，把列车托起离地面约 10 cm，使列车能悬浮在地面上而高速前进。磁浮高铁的类型见表1.4。

表1.4　磁浮高铁的类型

1.磁浮高铁的定义

磁浮高铁就是磁悬浮式高速铁路，主要是悬浮在轨道上运行的高速铁路运输系统，简称磁浮高铁，也叫超导高铁、磁悬浮高铁。

磁悬浮列车作为一种新型的地面交通工具，已从实验阶段走向了商业运营，克服了传统列车轮轨黏着限制、机械噪声和磨损等问题，具有速度快、爬坡能力强、能耗较高、运行时噪声小、安全舒适、不燃油、电磁波污染少等优点，成为人们梦寐以求的理想陆上交通工具。(www.xing528.com)

2.磁浮高铁的特征

磁悬浮列车是利用超导磁体使车体上浮，通过周期性地变换磁极方向而获取推进动力的列车。磁悬浮列车除速度快之外，还具有无噪声、无震动、省能源的特点。磁浮高铁的主要特征包括运营速度、预警阀值、运行阻力三个方面。具体如下：

特征一：运营速度。磁浮高铁的运营速度：400～1 000 km/h。轮轨高铁的预警阀值是 400 km/h，但在低于 400 km/h 情况下，从运营成本来说轮轨高铁更适合地面运输，所以磁浮高铁的运营速度必须大于 400 km/h。

特征二：预警阀值。磁浮高铁的预警阀值：1 000 km/h。磁浮高铁速度超过 1 000 km/h 时，运营成本太高，不再适合作为交通工具。

特征三：运行阻力。磁浮高铁的阻力情况：空气阻力，无摩擦阻力。磁浮高速列车和轨道不接触，所以没有摩擦阻力。

第三类：超级高铁（Super-speed railway）。超级高铁属于真空管道式的高速铁路，本书把它定义为第三类高铁。超级高铁是一种以“真空管道运输（Pneumatic tubes）”为理论核心设计的交通工具，具有超高速、高安全、低能耗、噪声小、污染小等特点。超级列车有可能是继汽车、轮船、火车和飞机等之后的新一代交通运输工具，即第五种交通工具。超级高铁的类型见表 1.5。

表1.5　超级高铁的类型

1.超级高铁的定义

超级高铁就是真空管道悬浮式高速铁路，主要是在真空管道中悬浮运行的高速铁路运输系统，简称超级高铁，也叫真空高铁、胶囊高铁、高速飞车。

2.超级高铁的特征

超级高铁的主要特征包括运营速度、预警阀值、运行阻力三个方面。具体如下：

特征一：运营速度。超级高铁的运营速度在 1 200 km/h（音速 340 m/s）以上，没有上限。

特征二：预警阀值。超级高铁的预警阀值：没有限制，可以任性运行。如果有限制的话，主要还是受人体生理的限制，人体生理适应的最快速度是多少，则超级高铁的预警阀值就是多少。

特征三：运行阻力。超级高铁的阻力情况：无摩擦阻力，无空气阻力。在真空管道运行，所以是零阻力。

为了减少空气阻力，实现快速运行，超级高铁是不可回避的选择。对于超级高铁而言，超高速是人类地面高速交通的交通需求。这是因为：一方面，交通工具的环保性。电气化的轨道交通，人均二氧化碳排放量最小，如汽车 100 g /（人·km）、飞机 140 g /（人·km）、铁路 20 g /（人·km）。另一方面，高铁的快速性。随着社会经济的发展，人们渴望超高速，而真空管道是地面交通达到超高速的唯一途径。“时间就是金钱，时间就是生命”，为了快速出行，超级高铁将是最佳交通工具。