轨道交通之铁路分类及优势范围

1、铁路分类及优势范围n目前铁路分类n各种铁路优势范围n 1、铁路分类n按管理主体划分：按管理主体划分：国家铁路、地方铁路、合资铁路、专用铁路、 铁路专用线 n按服务范围划分：按服务范围划分：干线铁路、城际铁路、市郊铁路、城市轨道交通 n 按运营性质划分按运营性质划分: 客运专线、客货共线铁路、 货运专线铁路n根据驱动方式划分：根据驱动方式划分：黏着驱动、直线电机驱动、缆索驱动n根据支承方式划分：根据支承方式划分：车轮支承、电磁支承 、气垫支承 n根据导向方式划分根据导向方式划分 ：轮缘导向、电磁导向、导向轮导向2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围31、目前铁路分类 (p.13)

2、按列车运行速度划分铁路类型n常速铁路n快速铁路n高速铁路n超高速铁路磁浮铁路2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围41.1常速铁路n列车最高运行速度小于等于120km/h的铁路称为常速铁路。n即指通常意义上的铁路，也称普速铁路、低速铁路，简称为铁路。n这种铁路大部分为客货混线运输的铁路。n世界上目前的绝大部分铁路即属于这种铁路。n我国原先的I级铁路的设计速度也为120km/h，即在铁路提速以前（二十世纪九十年代之前），我国的铁路均属于常速铁路的范畴。2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围51.2快速铁路n列车最高运行速度在超过120km/h到但不超过200km/

3、h的铁路称为快速铁路，其中以客运为主的铁路列车的最高运行速度不低于160km/h。n快速铁路有时也称中速铁路。n我国铁路大提速的速度目标值大部分都是由常速铁路的速度范围提高到快速铁路的速度范围。n目前我国的主要干线铁路已由常速铁路升级为快速铁路。n最近的铁路提速将在更大范围内将常速铁路改造为快速铁路。n原先曾经将列车最高运行速度在160km/h至200km/h之间的铁路称为准高速铁路。我国的广深铁路曾经被称为广沈准高速铁路。我国铁道部2000年颁布的铁路主要技术政策已将准高速铁路归为快速铁路。2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围61.3 高速铁路n一般将新建铁路列车最高运行速

4、度在250km/h至400km/h之间的铁路称为高速铁路。2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围7(1) 高速铁路的定义n1970年日本在全国新干线铁路整备法中规定：在主要区间能以200km/h以上速度运行的干线铁道n西欧:新建250-300km/h,旧线200km/hn联合国欧洲经济委员会1985年规定：新建客运专线300km/h,客货混线250km/hn1986年国际铁路联盟秘书长勃莱认为，最高运行速度至少达到200km/hn我国规定，新建铁路列车最高运行速度大于250km/h的铁路称为高速铁路。2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围8(2) 高速铁路发展阶

5、段n第一代:V=200-250km/h,轮轨粘着制n第二代:V=250-400(350)km/h,轮轨粘着制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92022-6-20高速铁高速铁路路nV=200-250 km/hn轮轨粘着制n日本东海道新干线,1964年, V=210km/hn中国秦沈客运专线，2003年，设计速度200n广深铁路依靠摆式列车，实现了200km/h的运营速度第二代高速铁路102022-6-20高速铁高速铁路路V=250-400 (350)km/h轮轨粘着制上越新干线(

6、260),北陆新干线(270)京津城际、武广高铁、郑西高铁、沪杭城际、京沪高速等(350)V=400(350)-550km/h：直线电机驱动、磁悬浮日本MLX运营速度550km/h，试验速度581km/hMLX-01-901磁悬浮高速列车第三代高速铁路2022-6-2012高速铁高速铁路路德国TR：上海磁浮线上海磁浮线(430km/h) 2002年12月31日建成。2003年11月创造了501km/h的试验速度。V=2000-3000km/h ,磁悬浮 高架低真空管道,空气10-20%,未来10年 第四代高速铁路2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围14对“未来地铁”的原理进行

7、的简化-第四代n管道内真空度由完全真空变为低度真空，保留1020%的空气，即将常温时的空气密度1.2kg/m3降为0.12-0.24kg/m3。n列车时速由22500公里降低为2000-3000公里；n把“地下铁道”改成主要以高架桥为主要形式，以降低工程造价。n经过了这些简化之后，在充分利用当代科技成果的基础上大力开展试验研究，未来10年以后，这种超高速铁路很可能成为现实。第五代高速铁路n第五代: V=22,500km/h,真空磁悬浮n运营费比普通铁路便宜90%，比飞机便宜95%。n纽约至洛杉矶只需半小时n这是一种理想型的超高速铁路,为设想2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围

8、16低真空管道式超高速铁路-第五代n上世纪70年代末，美国一家咨询公司设计了一种称为“行星号”的未来地下铁道n理论时速可达22500公里，这种超高速列车不但可以获得极高的速度，而且其运营费比普通铁路便宜90%，比飞机便宜95%。n这是一种理想型的超高速铁路，限于现代科技水平，“未来地铁”还难以实现。而且在当今世界上，把列车提高到那样高的速度也没有这种必要性2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围171.4超高速铁路(特高速铁路)磁浮铁路n列车最高运行速度超过400km/h的铁路称为超高速铁路。n目前一般认为轮轨接触型铁路的实用最高速度为400km/h左右，故欲使列车达到更高的运行

9、速度，不能依靠传统的轮轨接触方式，而要依靠其他的牵引方式来降低列车运行阻力。为此国际上曾研制过气垫列车等新型的铁路运输工具，但目前比较成熟的超高速铁路技术仍然为磁浮铁路技术。n磁浮铁路目前分为中低速磁浮和高速磁浮两种类型，列车最高运行速度超过400km/h的磁浮铁路应该成为超高速磁浮。2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围182、各种铁路的优势范围(p29)n旅客总出行时间n优势距离n优势运行速度n在中国全国范围内实现一日往返2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围192.1 旅客总出行时间n旅客出行的总出行时间等于旅行时间与附加时间之和。n旅客的旅行时间是指旅客

10、在所讨论的主要运输工具上的纯旅行时间。n旅客出行的附加时间为旅客总出行时间与旅行时间的差值，主要包括在一次出行中花费在其它运输工具上的时间。粗略计算，旅客出行的附加时间高速公路为零，高速铁路为1.0h，航空为2.5小时（上飞机前1.5h，下飞机后1.0h）。2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围20不同交通工具、不同速度时乘客总旅行时间各种速度的列车与飞机总旅行时间相等时的旅行距离(km)高速总旅行时间（h）各种速度的列车与小汽车总旅行时间相等时的旅行距离(km)小汽车快速铁路高速 飞机km/h旅行距离（km）高速 高速磁悬浮磁悬浮磁悬浮磁悬浮2022-6-20铁路分类及优势范

11、围铁路分类及优势范围21总旅行时间对比表速度距离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、.717.3148.46.26.2280023.318.5159.06.66.530002519.8169.67.06.82022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围222.2 优势距离 n优势距离n小汽车的优势距离 n飞机的优势距离 n磁浮铁路的优势距离 n高速铁路的优势距离 n快速铁路的优势距离 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围23(1) 优势距离 n优势距离是指某种交通运输方式在某一种运行速度条件下，与其他交通运输方式或其他运行速度相比，使乘客的总旅行时间最短的运送距离。n优势距离一般情况下是指一定的距离范围。n当小汽车、飞机的运行速度固定而列车的运行速度

13、变化时，根据旅客总的旅行时间，可得出3种交通运输工具优势距离范围，见下图。 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围24优势距离图 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000铁 1500120 200 250200 400 600 800时）(120km/h围范路火车速度500400 300350 450 550 km/h磁路路小势车优势围范汽优高速铁浮铁悬(V=700km/h时)飞机优势范围2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围25优势距离表(km

14、) 列车速度(km/h)小汽车(V=200km/h)铁路飞机(V=700km/h)179.5362362200300420250230583300200788350183105040017114004501641890500158262555015438502022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围26(2) 小汽车的优势距离 n在小汽车运行速度为120km/h的条件下，n当旅客旅行距离小于200km时，n乘小汽车一般情况下所花费的总旅行时间最小，n因此小汽车的优势距离一般在200km以内。 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围27(3) 飞机的优势距离 n当飞机

15、的地面飞行速度为700km/h时，n飞机的优势距离与高速铁路相比约在1000km以上，n与磁浮铁路相比约在2600km以上。 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围28(4) 磁浮铁路的优势距离 n在所讨论的情况下，对于磁浮铁路，当列车运行速度分别为400、450、500km/h，旅客旅行距离分别小于1400、1890、2625km时，乘坐磁浮列车所花费的总旅行时间最小；n当运距大于上述情况时，乘坐飞机更节约时间。n若磁浮列车的最高运行速度按500km/h计算，其优势距离范围为1582625km，范围总长2467km。2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围29磁

16、浮铁路的优势距离 n值得注意的是，乘飞机旅行除了已考虑的附加时间最长（2.5h）之外，还需要考虑手续繁杂、到机场乘车不方便、乘坐飞机安全性差、舒适性差等不利因素。n因此，即使乘坐飞机所花费的时间和费用与磁浮铁路相同，乘客一般会选择乘坐磁浮列车。n这样磁浮铁路的实际优势距离会超过2625km。 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围30(5) 高速铁路的优势距离 n在大约2001000km的旅行距离范围内，乘坐高速铁路所花费的总旅行时间最小，当然，速度不同时相应的优势距离有所不同。n目前高速铁路的最高运行速度一般为300km/h左右，其优势距离为200780km。n磁浮铁路将高速

17、铁路的优势距离扩展了1870km。n扩展了优势距离范围，就意味着扩大了铁路与公路尤其是航空的竞争优势范围。 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围31(6)快速铁路的优势距离 n快速铁路的最高运行速度为120200km/h，n按较高速度200km/h计算，快速铁路的优势距离为300420km。n磁浮铁路将快速铁路的优势距离范围延长了2347km。 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围32说明n上述的优势距离只是根据旅客出行时间最短确定的，没有考虑工程造价、票价等经济因素，也没有考虑旅客舒适程度、服务质量等方面的因素。n乘客在选择交通工具时还要考虑其他因素：n配

18、有卧铺车厢的夕发朝至列车很受欢迎，即使列车运行时间比飞机多几个小时，由于避免了乘飞机需要提前一天到达、另外花钱租住旅馆等弊端，乘客一般会选择火车而不选择飞机。n考虑这些因素之后，铁路的优势距离还会提高。 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围332.3 优势运行速度 n优势运行速度n铁路优势运行速度的下限值 n磁浮铁路最高运行速度的下限值 n磁浮铁路填补了高速铁路与航空之间的速度断档 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围34(1)优势运行速度 n优势运行速度是指某一种交通运输工具在一定的运输距离内使得总出行时间最小的运行速度。n由于优势距离包括一定范围，故优势

19、运营速度也包括一定的范围。n例如，在所讨论的情况下，乘坐磁浮铁路旅行1400km所对应的优势运行速度为400550km/h，旅行420km时为200550km/h。 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围35(2)铁路优势运行速度的下限值 n在快速铁路（120km/h至200km/h）的速度范围内，小汽车与飞机的速度线有一个交点，所对应的旅行距离为362km、旅行时间为3.02h，此时所对应的列车的运行速度约为180km/h。n该点是一个临界点，在所讨论的情况下，当列车的运行速度小于180km/h时，乘坐火车的旅客总出行时间都比小汽车长，铁路不具有优势；n只有列车的运行速度高于

20、180km/h并且旅行距离大于362km时铁路才具有优势。n因此，在所讨论的条件下，铁路优势运营速度的下限值应该是180km/h。 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围36(3) 磁浮铁路最高运行速度的下限值 n磁浮铁路的优势速度范围，在所讨论的条件下可以扩展为180550km/h。n由于目前时速350km的高速铁路技术已经成熟，并且磁浮铁路在工程经济、乘客换乘方便等方面不如高速铁路，故对于长距离的旅客运输而言，磁浮铁路的最高运行速度的下限值定为400km/h比较合适。 2022-6-20铁路分类及优势范围铁路分类及优势范围37(4)磁浮铁路填补了高速铁路与航空之间的速度断档 n在350km/h的运行速度之下，公路和铁路的运行速度是连贯的，从公路、高速公路、常速铁路、快速铁路到高速铁路，之间没有速度断档。n