速度一直是人类永恒的追求。自从19世纪蒸汽机车问世以来，人类不断地改造着交通工具。从自行车、摩托车、汽车、飞机、火车，甚至磁悬浮列车，交通工具的速度越来越快，这也反映了科技的飞速发展，不停刷新着人们对速度的认识。运营速度是衡量交通工具先进性的标准之一。
1.铁路系统的速度
目前的铁路系统按照速度分为普速铁路系统、快速铁路系统、高速铁路系统。
（1）普速铁路系统的速度。普速铁路简称普铁。普速铁路系统是指设计速度低、只能使列车以普通速度行驶的铁路。中国普速铁路是指不大于160 km/h速度级别的非客运专线，以及不大于140 km/h速度级别的客运专线，最常见的就是俗称“绿皮火车”的普速列车，见图6.1。普速铁路虽然速度档次低，但它是世界铁路系统的主体。
图6.1 普速列车
（2）快速铁路系统的速度。快速铁路简称快铁。快速铁路系统是指设计速度标准介于普速铁路和高速铁路之间的铁路，见图6.2。国际上早已区分铁路的普速、快速、高速、更高速等，中国引入快速铁路概念，以便更好地对铁路按照速度等级进行分类。快铁是我国现代化铁路建设中的主流，在长途领域是客货共线，以满足多种需要。高铁时代的中国，快速铁路是指设计速度为 160～250 km/h（含预留）的铁路。
图6.2 快速列车
（3）高速铁路系统的速度。高速铁路简称高铁。高速铁路系统是指基础设施设计速度标准高、可供列车在轨道上安全高速行驶的铁路系统。高铁在不同国家、不同时代以及不同的科研学术领域有不同的规定。中国国家铁路局将中国高铁定义为设计开行速度 250 km/h 以上、初期运营速度250 km/h 以上的客运列车专线铁路，并颁布了相应的《高速铁路设计规范》文件，见图6.3。之后，又将中国高铁定义为速度 250 km/h及以上标准的新线或既有线铁路，并颁布了相应的《中长期铁路网规划》文件，将部分速度 200 km/h 的轨道线路纳入中国高速铁路网范畴。
图6.3 高速列车
2.磁悬浮交通的速度
基于“异性相吸，同性相斥”原理，磁悬浮列车利用电磁力使车体悬浮在轨道之上，并通过电磁力推动车辆运行。列车在运行过程中不与地面接触，消除了轮轨系统的摩擦阻力，可以达到很高的运行速度。因此，磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具，见图6.4。
图6.4 磁悬浮列车
磁悬浮列车最大的特点是在运行过程中不存在轮轨系统无法消除的摩擦阻力，只剩下空气阻力，运行速度可以超过400 km/h，甚至可以达到600 km/h。比如德国的超高速磁悬浮列车的运行速度就超过了430 km/h，而日本的超高速磁悬浮列车的最高速度记录是603 km/h。由于磁悬浮列车不受摩擦阻力影响，理论上可以达到很高的速度，但由于受空气阻力限制，也只能运行在 400～1 000 km/h，运营速度 1 000 km/h 是磁悬浮列车的预警阈值，超过该速度，其运营成本会很高。磁悬浮列车从悬浮机理上可分为电磁悬浮（Electromagnetic Suspension，EMS）和电动悬浮（Electrodynamic Suspension，EDS）两种。而本书将磁浮列车分为三种，见表6.1。
表6.1 磁浮列车的类型
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磁悬浮列车是利用超导磁体使车体上浮，通过周期性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，还具有低噪声、无振动、省能源的特点，有望成为21世纪的主力交通工具。
3.客运飞机系统的速度
客运飞机，简称客机。客运飞机是体型较大、载客量较多的集体飞行运输工具，用于来往国内各城市及各国的商业航行，见图6.5。执行商业航班飞行的客机主要分为干线客机、支线客机。客机按航程分为短程客机、中程客机、远程客机，按起飞重量与载客量分为小型客机、中型客机、大型客机，按驱动方式分为螺旋桨式客机、喷气式客机。
图6.5 客运飞机（波音787）
不同类型客机的速度不同，一般为 700～1 000 km/h。波音 737 巡航速度能达到 918 km/h，波音 747 巡航最快可以达到 1 120 km/h。飞机作为目前最快的交通工具，使长距离出行的时间变短，同时载客量也大，是人们跨国旅行的首选。
4.超级高铁系统的速度
虽然磁悬浮列车不受摩擦阻力，却受空气阻力的影响，运行速度会有界限。为了减少空气阻力，更进一步提高运行速度，满足人类快速出行要求，基于“真空管道”概念，提出了超级高铁，预计其运行速度可达1 200 km/h，见图6.6。
图6.6 超级高铁
由于在真空管道中没有摩擦阻力和空气阻力，超级列车就可以“任性”运行，理论最高速度在 10 000 km/h 以上。本书将超级高铁系统分为三种，见表6.2。
表6.2 超级高铁类型
常见的交通出行工具分别为汽车、铁路、磁悬浮、飞机。为了方便读者了解各类交通出行工具的运行速度，具体对比见表6.3和图6.7。
表6.3 不同出行工具的运行速度
图6.7 不同出行工具的运行速度（单位：km/h）
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