高速铁路相关概念及主要技术特征

第一节高速速铁路概述述随着我国对外开开开放和高高科技技技术的的发展展，高速速电气气化铁路路被列列为铁道道部重重点建设设项目目，对高高速铁铁路的技技术研研究和开开发已已成为国国家科科技攻关关的重重要课题题。在在广大科科技人人员的努努力下下，国内内几条条主要干干线已已相继提提速，广广深线车车速定定为200kkm/h，一些适适应应高速铁铁路的的接触网网结构构已在线线路上上使用，它它将将使接触触网技技术带入入新的的领域，为为此此有必要要了解解高速铁铁路的的相关知知识一、高速铁路相相相关的概概念1970年5月月月，日本本在第第71号法律《全全全国新干干线铁铁路整备备法》中中规定：“列车在主主要要区间能能以200kkmm/h以上速度度运运行的干干线铁铁道称为为高速速铁路”。这是世世界界上第一一个以以国家法法律条条文的形形式给给高速铁铁路下下的定义义。1985年5月，联合合国国欧洲经经济委委员会在在日内内瓦签署署的国国际铁路路干线线协议规规定高高速铁路路的列列车运行行速度度为：新新建客客运列车车专用用型高速速铁路路时速为300kkmm/h；新建客客货货运列车车混用用型高速速铁路路时速为25kmm//h。1986年1月，国际际铁铁路联盟盟秘书书长勃莱莱认为为，高速速列车车最高运运行速速度至少少应达达到200kkmm/h。因此，国国国际上目目前公公认列车车最高高运行速速度达达到200kkmm/h及其以上上的的铁路叫叫高速速铁路。我国学术界定义义义（非官官方定定义）：：新建建铁路列列车最最高运行行时速速≮250kkmm，改建铁铁路路列车最最高运运行时速≮200kkmm，可称之之为为高速铁铁路；；时速16600～200kkmm铁路称为为快快速铁路路；高高速铁路路、城城际轨道道交通通、城市市客运运铁路、以以客客为主适适量兼兼顾货运运的铁铁路均为为铁路路客运专专线。目前世界上有三三三种类型型的高高速铁路路：一一是既有有线客客货混运运型；；最高运运行速速度200kkmm/h，如俄罗罗斯斯、英国国等；；二是新新建客客货混运运型，最最高运行行速度度250kkmm/h，如德国国、意意大利等等；三三是新建建客运运专线型型，最最高运行行速度度可达300kkmm/h及其以上上，如如日本、法法国国、德国国、西西班牙、韩韩国国等。高高速列列车按动动力配配置方式式不同同可分为为动力力分散型型和动动力集中中型，按按转向架架形式式不同分分为绞绞接式和和独立立式。比比较典典型的如如日本本各系高高速列列车，属属于动动力分散散型、独独立转向向架；；法国的TGV高速列车车，属属于动力力集中中型、绞绞接式式转向架架；德德国的ICE高速列车车，属属于动力力集中中型，独独立转转向架。二、高速铁路的的的主要技技术特特征1、高速铁铁铁路是当当代高高新技术术的集集成在世界上，高速速速铁路的的诞生生是继航航天行行业之后后，最最庞大复复杂的的现代化化系统统工程。它它所所涉及的的学科科之多、专专业业之广已已充分分反映了了系统统的综合合性。20世纪后期期科科学技术术蓬勃勃发展，迅迅速速转化为为生产产力的三三大技技术有：：计算算机及其其应用用；微电电子技技术、电电力电电子器件件的实实用化与与遥控控自控技技术的的成熟；；新材材料、复复合材材料的推推广。高高速铁路路绝非非依靠单单一先先进技术术所能能成功，它它正正是建立立在这这些相关关领域域高新技技术基基础之上上，综综合协调调，集集成创新新的成成果。因因此，高高速铁路路实现现了由高高质量量及高稳稳定的的铁路基基础设设施、性性能优优越的高高速列列车、先先进可可靠的列列车运运行控制制系统统、高效效的运运输组织织与运运营臂理理体系系等综合合集成成，如图2-1--1所示。系系统统协调的的科学学性，则则是根根据铁路路行业业总的要要求，各各子系统统均围围绕整体体统一一的经营营管理理目标，彼彼此此相容，完完整整结合。高速铁路在实施施施中，从从规划划设计开开始就就把各项项基础础设施、运运载载装备、通通信信信号、运运输输组织及及经营营管理等等于系系统纳入入整个个大系统统工程程之中统统筹运运作。为为实现现总体目目标，采采用了多多项关关键技术术。虽虽然这些些新技技术分别别隶属属于各有有关的的子系统统，但但其主要要技术术指标、性性能能参数是是相互互依存、相相互互制约的的，均均须经详详细研研究、反反复论论证与修修订，才才能保证证实现现大系统统综合合集成特特性的的要求，达达到到整个系系统的的合理与与优化化。图2-1-1高新技术术综综合集成成的高高速铁路路总示示意图2、高速度是高高高速铁路高高新新技术的的核心心不言而而而喻，高高速铁铁路的速速度目目标值是是由常常规铁路路发展展到高速速铁路路最主要要的区区别。按按照铁铁道部现现行的的规定，列列车车速度的的级别别划分见见表2-1--1。表2-1-1列车速度度级级别划分分表序号列车最高运行速速速度/km··hh-1列车级别1v≤120普速列车2120<v≤22200快速列车3v>200高速列车列车运行速度是是是属第一一层次次的系统统目标标，只有有将速速度目标标值确确定之后后才能能选定线线路的的设计参参数、列列车总体体技术术条件、列列车车运行控控制及及通信信信号系系统：当当然，运运量规模模、行行车密度度、运运输组织织、成成本效益益等也也均是第第一层层次系统统目标标，但是是在各各种交通通运输输力式中中，速速度始终终是技技术发展展的核核心，它它是技技术进步步的具具体体现现，所所以速度度目标标应是第第一位位的。自20世纪后半半叶叶以来，铁铁路路旅客列列车速速度连续续跃上上三大台台阶，60年代第一一代代高速列列车，速速度为230kkm／h，80年代初第第二二代高速速列车车速度达达到270kkm／h，至90年代第三三代代高速列列车速速度已达达到并并超过了300kkm／h。到2l世纪初，将将将要有350kkm／h的高速列列车车问世。列列车车最高运运行速速度随着着时代代的进步步不断断提高，它它体体现了铁铁路的的等级及及其技技术发展展水平平。但是是对社社会而言言，旅旅客出行行一般般并不十十分关关注列车车的最最高速度度，而而关心旅旅行时时间的缩缩短；；只有提提高旅旅行速度度才能能给旅客客带来来实惠。要要提提高旅速速不是是轻而易易举的的，这不不仅只只是列车车的性性能，还还要看看沿线的的环境境与条件件，线线路设计计优劣劣，配套套设施施是否完完善，还还涉及行行车组组织及运运营管管理等，所所以以从整个个系统统来分析析，列列车旅速速最能能反映铁铁路的的水平。当当今今，世界界高速速铁路区区段旅旅速与最最高行行车速度度之比比最高的的可超超过0.8，而最低低的的不及0.6。重视提提高高旅速与与最高高速度之之比也也有利于于获得得良好的的运营营效果。所所以以说，高高速铁铁路第一一层次次的技术术核心心指标是是速度度，它不不仅是是最高运运行速速度，还还应包包括高速速列车车的旅行行速度度。3、系统间相互互互作用发生生了了质变众所周知，常规规规铁路是是一个个庞大的的综合合系统，在在长长期的实实践中中，铁路路行业业的技术术进步步已获得得科学学的积累累，至至今巳形形成了了技术管管理规规程、系系列规规范、各各种标标准、各各项规规定等一一整套套可操作作的法法规，使使具有有复杂综综合集集成特性性的铁铁路系统统，有有据可循循、有有序运作作。在在当今铁铁路系系统中，运运、机机、工、电电、辆辆各子系系统的的日常工工作司司各司其其职，正正常运转转。然然而，高高速铁铁路情况况大不不相同，虽虽然然它仍受受铁路路行业传传统影影响，但但由于于行车速速度至至少提高1倍以上，将将将引发铁铁路行行业各系系统及及其相互互关系系的质变变。过过去用于于常规规铁路行行之有有效的法法规不不能照搬搬于高高速铁路路。高高速铁路路从可可行性研研究，规规划、设设训、施施工、制制造到到运营管管理，都都要超前前、系系统地进进行研研究才能能付诸诸实施。随随着着速度的的提高高，各子子系统统原有的的规律律和相互互间关关系将转转化为为强作用用而须须重新认认定。系系统中某某项参参数或标标准选选择不慎慎都将将引发连连锁反反应。例例如，线线路参数数、路路基密实实度或或桥梁刚刚度选选择不合合理，不不仅是线线路质质量问题题，还还将影响响列车车运行的的平稳稳性及可可靠性性，也干干扰运运输组织织、行行车指挥挥。反反之，确确定列列车主要要参数数及性能能也必必须考虑虑线路路参数与与控制制系统方方案，否否则最终终都要要制约整整个系系统效能能的发发挥。系系统之之间的关关系远远比常规规铁路路复杂。所所以以，在筹筹划高高速铁路路之初初，必须须从总总体上估估计到到这一庞庞大系系统更加加复杂杂的综合合特性性，认真真研究究并协调调各子子系统主主要技技术参数数变异异的合理理范围围，重视视新系系统的强强耦联联特性。4、系统动力学学学问题更加加突突出前面已经阐明明明了高速铁铁路路整体的的主要要技术特特征，并并说明了了高速速铁路与与常规规铁路在在本质质上的差差异，下下面将着着重从从总体上上分析析发生本本质差差异的基基本原原因，以以便更更深刻地地认识识对高速速铁路路技术系系统提提出的新新课题题。纵观观世界界，凡能能独立立自主建建设高高速铁路路的国国家，在在筹划划立项之之初，对对高速铁铁路的的重大技技术与与经济问问题都都进行了了全面面的研究究。特特别是在在确定定基本功功能与与主要技技术参参数时，都都根根据各自自的条条件结合合其国国情与路路情做做了周密密的调调查，进进行必必要的理理论研研究与试试验分分析。其其中，高高速铁路路系统统动力学学问题题是这一一切的的根由。（1）、高速速铁路路系统动动力学问问题eq\o\ac(○,1)高速列车车的振振动与冲冲击问题题高速列列列车在线线路上上行驶，速速度度越高，激激励励车一线线一桥桥系统发发生的的振动与与冲击击越强，致致振振的敏感感因素素越宽。振振动动与冲击击的频频响函数数关系系，主要要取决决于参振振系统统各自的的动力力学特性性，它它包括其其内在在的物理理力学学参量、相相互互间发生生接触触或约束束的几几何参量量与物物理参量量。很很明显，相相互互接触的的物体体其相对对速度度越高，在在研研究动载载作用用时应考考察的的截止频频率越越高，而而可能能发生的的强作作用点就就越多多：一般般而言言，振动动与冲冲击动力力响应应的物理理量(位移、速速度度、加速速度)幅值是与与速速度的平平方成成正比的的。在在频域范范围内内，应考考察的的频率不不仅取取决于激激励频频率的高高低，还还与系统统的固固有频率率密切切相关。激激扰扰频率与与速度度成正比比，与与接触表表面沿沿速度方方向上上的几何何变异异之波长长成反反比。由由此可可见，高高速铁铁路的基基础设设施及运运载装装备不但但应具具备优良良的固固有特性性，还还必须在在界面面上彼此此都要要保有均均匀、平平顺、光光滑的的特征。这这是是建立高高速铁铁路各子子系统统都必须须遵守守的共性性准则则。系统振动与冲击击击力学分分析，最最主要的的日的的是协调调各子子系统组组成部部分的特特性参参数，保保证系系统功能能优化化。对于于高速速铁路来来说，最最重要的的是确确保列车车持续续、安全全、平平稳运行行。因因此，必必须预预见在各各种速速度工况况下系系统的动动力响响应。突突出的的问题如如：轮轮轨间接接触力力的变化化，将将影响列列车牵牵引与制制动的的实现、轮轮轨轨的磨损损与疲疲劳、运运行的的安全指指标；；车一线线一桥桥系统的的动力力反应，将将影影响结构构功能能与列车车平稳稳运行；；弓网网系统的的振动动，将影影响授授电效能能及安安全；所所以动动力响应应是涉涉及高速速行车车技术深深层次次的基本本问题题，须认认真处处理。eq\o\ac(○,2)．高速列车车运运行中的惯惯惯性问题题在系统统统振动与与冲击击的动力力学分分析中，主主要要着重于于研究究列车以以常速速在直线线线路路上运行行的动动力反应应。实实际上对对更为为复杂的的问题题，如列列车起起动或制制动时时的变速速运行行工况，通通过过平面曲曲线或或变坡段段竖曲曲线上运运行及及高速过过岔等等问题，只只能能简化为为刚体体动力学学或弹弹性联接接的多多体动力力学来来分析。其其基基本点是是在理理想状态态下分分析选定定系统统的固有有特征征及界面面特性性，对更更复杂杂的某些些非稳稳态问题题着重重研究列列车的的走行性性能，限限定在低低频城城内研究究列车车运行中中的惯惯性问题题。预预见高速速列车车运行中中可能能发生的的纵向向及横向向加速速度，前前者与与列车的的牵引引制动性性能、列列车的操操纵及及线路纵纵断面面有关，后后者者主要受受线路路平面设设计参参数制约约。高速列车运运行行中的惯性性性问题直直接影影响旅客客的安安全与舒舒适。对对于安全全性来来说，列列车速速度在300kkm／h以下时，安安安全条件件阈值值一般宽宽于舒舒适度的的要求求，即只只要满满足了乘乘客舒舒适度就就能保保证安全全的要要求。但但对超超高速铁铁路来来说条件件就不不一定总总保持持这样了了，即即在舒适适条件件范围内内，超超高速铁铁路系系统中某某些安安全限值值将超超限。这这是因因为激扰扰频率率增高以以后，列列车某些些部件件工作条条件更更不利于于安全全运行所所致。所所以，随随着速速度进一一步提提高，安安全性性将可能能比舒舒适度有有更严严的要求求，这这是值得得注意意的。对于舒适度，人人人体承受受振动动的能力力与频频率密切切相关关，根据据试验验结果(图2-1--22)，其频率率在10HHz以下更为为敏敏感，承承受能能力较低低．从从感到不不适的的加速度度幅值值来看约约为0.1g左右。对对于于这种超超低频频振动横横向加加速度的的承受受能力，因因人人体质而而异，它它与姿态态．年年龄、性性别、职职业、经经历图2-1--22人体对振振动动反应的的示意意图等都有关。一般般般采取在在旅途途中列车车上抽抽样调查查统计计分析确确定，现现参考国国外资资料列于于表2-1--2中。表2-1-2列车运行行中中旅客不不同姿姿态舒适适度的的感受舒适度立姿坐姿横向加速度时变变变率/g·SS-11好0.085g0.1g0.03中0.1g0.12g0.045差0.12g0.15g0.07列车运行加速或或或减速时时，旅旅客均要要承受受纵向惯惯性力力的作用用，通通常亦以以加速速度衡量量：加加速时由由于受受到牵引引功率率的限制制，一一般准静静态(平均，以以下下同)加速度值值都都不超过0.055g，所以加加速速时在正正常操操纵下，不不会会给旅客客带来来不适感感：但但制动时时为确确保列车车安全全，整列列车制制动功率率大，减减速距离离较短短，如列列车速速度为300kkm／h时，紧急急制制动距离离小于于370000m，其准静静态态减速度度低于于0.1g，考虑车车辆辆制动时时动作作不一致致将有有冲动现现象发发生，但但瞬时时减速度度将接接近0.3g，这时旅旅客客将感到到不适适，所以以紧急急制动只只能在在非常情情况下下使用。在在一一般常用用制动动情况下下有较较严格的的规定定，当制制动参参数取0.8或0.5并操纵得得当当，其减减速度度分别为0.07755g及0.055g。所以，为为为保证列列车行行驶时旅旅客的的舒适度度必须须重视运运动中中的惯性性问题题。这应应从线线路基本本参数数、列车车性能能及操纵纵技术术予以保保证。（2）．高速列列车车空气动力力力学问题题eq\o\ac(○,1)列车空气阻阻力力问题地面交通系统都都都有一个个难以以避免的的共性性问题，这这就就是空气气动力力学问题题。在在地表大大气层层中，交交通载载体所受受到的的空气阻阻力、竖竖向力、横横向向力和压压力波波等与速速度平平方成正正比，随随着速度度的提提高急剧剧增加加，从而而成为为提高地地面高高速交通通速度度主要的的制约约因素。高高速速列车时时速超超过200kkmm/h，就必须认认真真研究这这一问问题。为为减缓缓空气动动力的的影响，通通过过大比例例风洞洞模型试试验及及三维有有限元元空气动动力学学理论分分析，筛筛选设计计方案案，可作作出技技术经济济合理理抉择。其其主主要问题题如下下：在一一定速速度下，高高速速列车空空气阻阻力及其其他空空气动力力作用用取决于于列车车的外形形、列列车的截截面及及外发面面的光光滑平顺顺度：：所以，在在列列车的总总体设设计及车车体没没计中都都必须须周密处处置，使使整列车车具有有良好的的气动动性能。eq\o\ac(○,2))列车内部部空气气密封问问题高速运行的列车车车，由于于各种种气动效效应影影响使列列车内内外压差差增大大。若列列车密密封性差差．则则必将引引起车车内气压压的变变化；超超过一一定范围围，将将引起人人体各各种不适适感。所所以，对对车窗窗、车门门、车车辆间连连结风风挡都要要求具具有良好好的密密封性。eq\o\ac(○,3)线间距问题题两列相对行驶的的的高速列列车在在线路上上会车车时各种种串气气动力作作用比比单列车车行驶驶时强烈烈，并并将影响响列车车运行的的平稳稳性与车车内人人员的舒舒适感感。这种种影响响在其他他条件件一定的的情况况下，与与高速速铁路的的线间间距成反反比：：高速铁铁路的的线间距距应根根据车速速、车车宽、列列车头头形系数数、车车体密封封程度度、车窗窗玻璃璃承压能能力等等因素来来考虑虑：若在在高速速线上有有各种种不同类类型式式列车运运行，应应顾及性性能较较差列车车的承承受能力力。eq\o\ac(○,4)隧道断面选选择择问题对于有限界面的的的隧道而而言，高高速铁路路的空空气动力力学作作用将比比在明明线环境境条件件强烈，在在一一定速度度下，其其幅值主主要与与隧道断断面的的堵塞比比密切切相关。所所以以，列车车速度度越高，隧隧道道断面应应越大大。对长长隧道道来说还还必须须考虑隧隧道内内空气有有较通通畅的导导流途途径以缓缓解具具动力效效应。2、对高速铁铁路路主要子系系系统的基基本要要求（1）．高速铁铁路路的基础设设设施高速铁铁铁路的基基础设设施是确确保高高速行车车的基基础。前前巳论论述，高高速铁铁路与常常规铁铁路相比比最大大的区别别在于于线路高高平顺顺度特性性方面面。高平平顺性性最终体体现是是在轨道道上，无无论轨道道是在在路基上上或在在桥梁上上，也也无论是是何种种类型的的轨道道，都要要求它它不仅在在空间间要具有有平缓缓的线型型、高高精度的的允差差、高光光洁度度的轨面面，而而在时间间上还还必须具具有稳稳固的高高保持持性。由由此决决定了高高速铁铁路基础础设施施各主要要组成成部分——路基、桥桥梁梁、隧道道等的的主要技技术参参数与技技术规规定，必必须互互相协调调，使使之整体体上满满足高速速行车车在运动动学、动动山学、空空气气动力学学及运运输质量量方面面各项技技术指指标；所所有基基础设施施在运运背管理理方面面还必须须具备备高可靠靠度与与可维修修、少少维修的的条件件，以利利降低低成本及及提高高效能。（2）.高速列列车高速列车是高高高速铁路的的运运输载休休，是是实现高高速铁铁路功能能的关关键。为为确保保高速行行车主主要功能能指标标的落实实，高高速列车车在车车型、牵牵引、制制动、减减振、列列控、检检测、供供电等一一系列列专业技技术上上都要取取得重重大突破破。建建立在轮轮轨系系基础上上的各各型高速速列车车吸取了了当代代相关高高新技技术，已已做出出为世人人瞩日日的成就就。为为满足更更高的的目标需需求，仍仍在不断断更新新换代，具具技技术发展展永无无止境。（3）．高速铁铁路路的运行控控控制、行行车指指挥及运运营管管理高速铁路运行行行控制、行行车车指挥及及运营营管理各各系统统是确保保高速速铁路列列车运运行安全全有序序、发挥挥效率率与效益益的核核心体系系。虽虽然高速速铁路路与常规规铁路路相似，其其主主要软硬硬技术术都由区区间轨轨道电路路、自自动闭塞塞、车车站计算算机联联锁等所所构成成的调度度系统统支持，但但由由于运行行速度度大幅度度的提提高，列列车密密度增加加，行行车组织织节奏奏明显增增快，高高速铁路路的运运行控制制及调调度系统统应更更加完备备，运运输组织织与经经营管理理体系系应更加加严密密。高速速铁路路调度指指挥系系统是以以行车车调度为为核心心，集动动车底底调度、电电力力调度、综综合合维修调调度、客客运服务务调度度、防灾灾安全全监控为为一体体的综合合自动动化系统统，该该系统应应能确确保高速速高密密行车的的安全全与效能能。高高速铁路路的经经营管理理从模模式、体体制到到运作方方法都都要适应应新的的形势，必必须须结合国国情与与路情作作山切切合实际际的选选择，以以促进进高速铁铁路效效能发挥挥。以上，从大系系系统总体观观点点概述了了高速速铁路的的基本本技术特特征，并并对现代代化的的高速铁铁路提提出了系系统的的、原则则的新新要求。三、高速铁路的的的主要技技术经经济优势势1、运行速速速度高速度是是是高速铁铁路的的技术核核心，也也是其主主要的的技术经经济优优势所在在。1990年5月18日法国TGV的试验速速度度就达到到了515．3km／h。新世纪纪伊伊始，2001年5月26日，TGV高速列车车从从法国的的加来来跑到马马赛，全全程10667．2km，只用了3h229mminn47s。其中前100000kin只有3h99imn，平均运运行行速度达达到了了317．，km／h；最高运运行行速度达达到了了366．6km／h。迄今，高高高速铁路路是陆陆上运行行距离离最长，运运行行速度最最高的的交通运运输方方式。近近几年年相继建建成的的高速铁铁路，其其最高运运行速速度都在300kkiin／h左右，预预计计几年内内将达达到或突突破350kkm／h。旅客出出出行在途途中所所花费的的时间间由’部分组成成：：一是山山出发发地(家)至始发站(港)的走行(或)短途运输输方方式的运运行)时间及等等待待时间；；二是是所乘坐坐的交交通运输输方式式白发站(港)至到站(港)的旅行时时间间干是由由到站站(港)至目的地(家)的走行(或短途运运输输方式运运行)时间。不不同同的交通通运输输方式，其其第第一和第第三部部分时间(以下简称称附附加时间)是不同的的。一一般坐飞飞机，附附加时间间较长长，而汽汽车就就比较短短，但但对一定定距离离而言飞飞机的的飞行时时间要要短于汽汽车的的运行时时问。就就公路、铁铁路路和航空空而言言，所谓谓某种种交通运运输力力式的优优势距距离，即即为旅旅客出行行花费费的总时时间比比其他交交通运运行方式式都少少的距离离范围围。速度度越高高，附加加叫问问越少，其其优优势距离离范围围就越大大。当代大大大交通系系统中中，高速速公路路、航空空运输输与铁路路并存存，且都都在迅迅速发展展。旅旅客选择择运输输工具主主要出出于对速速度、安安全、经经济及及舒适度度的综综合比较较。随随着经济济的发发展、人人民生生活水平平的提提高、社社会活活动节奏奏的加加快，将将进一一步增强强旅客客的时间间价值值观念，对对交交通运输输下县县速度的的要求求将更为为迫切切。如果果旅客客出行的的附加加时间以以高速速公路为为零，高高速铁路路为1.ooh，航空为2．5h(上飞机前1．5h，下飞机机后1．oh)，汽车平平均均运行速速度取取120kkmm/h，飞机巡巡航航速度取700kkm／h，高速铁铁路路最高运运行速速度分别别取210kkm／h，250kkm/h，300kkm／h和350kkm/h，从旅客客总总的旅行行时间间进行比比较，具具有利吸吸引范范围为：：小汽车车车：优势势距离离在200kkm以内；航空：优势势距距离在100000km以上。高速列列列车：速速度为为210kkm／h，优势距距离离仅为300--5500kkm；速度为为为250kkm／h，优势距距离离为250—600kkm；速度为为为300kkm／h时，优势势距距离为200—800kkm；速度为为为350kkm／h时，优势势距距离为180—110000kmm(图1．31)。但旅客客客出行选选择交交通运输输力式式，除考考虑时时间节省(优势距离)外，还需需综综合考虑虑票价价、舒适适性、安安全因素素等。如如果加上上安全全、舒适适及票票价等因因素，高高速铁路路的有有利吸引引范围围还将有有所扩扩展，即即使速速度目标标定为为300kkm／h，上限也也将将在100000km以上。某种运输方式的的的优势距距离不不等于其其线路路的长度度范围围：线路路的长长度指一一条线线两端点点站间间的距离离。比比如高速速公路路的优势势距离离在200kkm以内，其其线线路长度度超过过200kkm者不胜枚枚举举；航空空优势势距离在100000km以上，小小于1011330kkm的航线和和航航班也有有的是是；高速速铁路路优势距距离在在200kkm—800kkm间，小于200kkmm(如德国的的曼曼海姆——斯图加特99kkmm)和大于800kkmm(如闩本的的东东海道与与山阳阳新干线线计106699.44kkm)都有。高高速速公路和和高速速铁路都都要为为沿线的的旅客客服务，通通过过汽车和和列车车中途停停站或或开行短短距离离的班车车，吸吸引沿线线客流流。京沪沪高速速铁路全全长13000多公里，而而而旅客平平均行行程只有400余公里，北北北京——上海的客客流流只占总总发送送量的7％左右，其其其周转量量也不不到20％。因此此，修修建京沪沪高速速铁路的的目的的决不仅仅仅是是为了与与航空空争北京——上海的客客流流，而主主要的的市场是是沿线线各站到到发的的客流。列车运行距离离离指该列车车始始发站至至终到到站间的的距离离。除两两站间间的直达达列车车外，一一般列列车在中中途却却要停车车上下下旅客，既既为为长途旅旅客服服务，也也为短短途旅客客服务务。列车车的运运行距离离可小小于或大大于铁铁路运输输的优优势距离离；也也可小于于或大大于(如跨线运运行行的列车)某一线路路的的长度。弄清楚优势距距距离、线路路长长度和列列车运运行距离离的概概念及其其相互互间的关关系后后，就不不难理理解最高高运行行速度为300kkm／h的高速铁铁路路其优势势距离离在200～800kkn／间，而而修修建长达13000多公里的的京京沪高速速铁路路的合理理性了了。2.、运输能力力大大高速铁路旅客列列列车最小小行车车间隔可可以达达到3mln，列车密密度度可达20列／h。每列车车载载客人数数也比比较多，如如采采用动力力分散散方式及及双层层客车，其其列列车定员员可达达12000—15000人／列，理理理论上每每小时时的输送送能力力可以达达到2x22440000—2x33000000人。四车车道道的高速速公路路每小时时的输输送能力力约为为2x48800人，2条跑道的的机机场每小小时的的吞吐能能力约约为2x660000人。可见见高高速铁路路的运运输能力力是高高速公路路和民民用航空空等现现代交通通运输输方式不不可比比的。我我国拟拟建中的的京沪沪高速铁铁路，追追踪列车车间隔隔时间按3min设计，高高速速列车定定员初初定为1200人／列，每每每年可完完成1x65500万人的输输送送任务，且且还还有进一一步扩扩大其运运输能能力的空空间。京京沪高速速铁路路远期运运量将将达2x55500万人／年年以以上，这这是其其他现代代交通通运输方方式难难以胜任任的。随着经济的发发发展及人民民物物质文化化生活活水平的的提高高，其潜潜在的的客流量量是很很大的。我我国国需要发发展高高速度、大大运运量的公公共交交通体系系：高高速铁路路运输输能力大大的特特点在我我国将将得到充充分发发挥。3、安全性能好好好安全是人们出行行行选择交交通运运输方式式的首首要因素素。尽尽管各种种现代代交通运运输方方式都竭竭力提提高自身身的安安全性能能，但但交通事事故仍仍时有发发生。日日本每10亿人公里里死死亡人数数既有有铁路为1．97人，汽车车为18．9人。欧洲洲铁铁路共同同体14个成员国国，每每年因公公路交交通事故故死亡亡5400000人，伤170万人，超超过过铁路的125倍。美国国死死于高速速公路路交通事事故者者每年约5万人。据据铁铁道科学学研究究院承担担的“我国高速速铁铁路的社社会成成本及对对社会会的贡献”课题的研研究究，我国国交通通运输中中每亿亿人公里里交通通事故死死伤人人数公路路为死死亡10.5人，重伤24.888人；民航航为为死亡0.1人，受伤0.01人；铁路路为0.29人，重伤0.72人。每人人公公里交通通事故故造成的的损失失公路为0.066449元；民航航为0.000005元；铁路路为0.000118元。高速铁路采采用用了先进的的的列车运运行控控制系统统，能能保证前前后两两列车必必要的的安全距距离，防防止列车车迫尾尾及正面面冲撞撞事故。几几乎乎与行车车有关关的固定定设施施与移动动设备备，都有有信息息化程度度很高高的诊断断与监监测设备备，并并有科学学的养养护维修修制度度。对一一些有有可能危危及行行车安全全的自自然灾害害，设设有预报报预警警装置。所所有有这些构构成了了高速铁铁路现现代化的的、完完善的安安全保保障系统统。这这一系统统可以以防止人人为的的过失、设设备备故障及及自然然灾害等等突发发事件引引起的的事故。高高速速铁路在在国外外已有近39年运营实实践践，除德德国1998午6月3日发生的的翻翻车事故故外，在在其他国国家从从未发生生乘客客伤亡事事故。其其中日本39年来已安安全全运送近70亿人次的的旅旅客，每每天要要到发800多列高速速列列车，无无一伤伤亡事故故发生生。这是是其他他仟何现现代交交通运输输方式式难以做做到的的。相比比之下下，高速速铁路路是当今今最安安全的现现代高高速交通通运输输方式。4、全天候运行行行高速铁路的安全全全保障系系统不不但保证证了高高速列车车运行行安全，也也使使铁路运运输全全天候的的优势势得到了了更充充分的发发挥。高高速铁路路系有有轨交通通系统统，且取取消了了地面信信号。因因而，除除可能能危及行行车安安全的自自然灾灾害外，几几乎乎不受天天气和和气候条条件的的影响，且且24小时都可可安安全地正正常运运行。由于高速铁路事事事故率几几乎为为零，再再加上上全天候候都可可正常运运行，因因此高速速列车车始终是是在一一个十分分稳定定的系统统中运运行，其其正点点率非常常高。日日本东海海道新新干线列列车平平均晚点点不到到o.3mmin，几乎与与钟钟表一样样的准准。这是是其他他任何一一种现现代交通通运输输方式都都做不不到的。西西班班牙AVE高速列车车晚晚点5min，就要向向旅旅客退回回全部部票款。这这也也是其他他任何何一种现现代交交通运输输方式式不敢承承诺的的。5、能源消耗少少少交通运输是能源源源消耗的的大户户，能耗耗标准准是评价价交通通运输方方式优优劣的重重要技技术指标标。研研究表明明：若若以普通通铁路路每人公公里消消耗的能能源为为1单位，则则高高速铁路路为1.3，公共汽汽车车为1．5，小汽车车为8.8，飞机为9.8。高速铁铁路路大约是是小汽汽车和飞飞机的的1／5。高速铁铁路路使用的的是二二次能源——电力，而而汽汽车、飞飞机使使用的是是不可可再生的的一次次能能源——汽抽。因因此此，发展展高速速铁路，符符合合我国的的能源源发展战战略。随随着水电电和核核电的发发展，高高速铁路路在能能源消耗耗方面面的优势势还将将更加突突出。6、占用土地省省省交通运输，尤其其其是陆上上文通通运筋，由由于于要修建建道路路和停车车场，需需要占用用大量量的土地地，而而且大部部分是是耕地，双双线线高速铁铁路路路基面宽9.6～14m，而4车道的高高速速公路路路基面面宽达26m。双线铁铁路路连同两两侧排排水沟用用地在在内，每每公里里用地约70亩；4车道的高高速速公路每每公里里用地要105亩。高速速铁铁路占地地只有有4车道的高高速速公路的2／3，而每小小时时可完成成的运运量却是4车道高速速公公路的4倍以上。500kkm的法同TGV高速铁路路相相当于一一个大大型机场场用地地。我国国人均均耕地面面积约约1.2亩，修1km的4车道的高高速速公路，就就将将有80—90人失去土土地地。这一一点应应引起交交通运运输规划划部门门的高度度重视视。7、工程投资低低低工程投资是制制制约某种现现代代交通运运输方方式能否否得到到迅速发发展的的重要因因素。高高速铁路路的工工程投资资要高高于普通通铁路路，但并并不比比高速公公路高高：在法法国高高速铁路路基础础设施造造价要要比4车道的高高速速公路省17％。已投投入入运营的的西班班牙马德德里一一塞维利利业高高速铁路路，全全长471kkm，设计速速度300kkm／h，总投资资约35亿美元，约约743万美元／km，折合人人民民币约61550万元／km。采用BOT形式，拟拟建建设中的的澳大大利业堪堪培拉拉——悉尼高速速铁铁路，全全长255kkm，设计速速度320kkm／h，总投资21亿美元，约约824万美元／km，合人民民币币约68000万元／km。有人估估计计在美国国城区区修建高高速铁铁路其造造价仅仅为高速速公路路的1／4~1／5。前苏联联专专家预测测，，沿沿重要干干线修修建高速速客运运专线，其其造造价是普普通铁铁路的1.5~~22.0倍。我国国秦秦沈客运运专线线运行速速度可可达200—250kkm／h，工程投投资资约40000万元／km。这些都都说说明，高高速铁铁路上程程投资资在高速速交通通中是比比较低低的。8、污染环境轻轻轻环境保护已成为为为全球性性的紧紧迫问题题，任任何工程程上马马都要进进行环环境评估估，交交通运输输工程程更需如如此，这这里着重