铁路分类及其优势.ppt
2023/9/29,1,铁路分类及优势范围,1、铁路分类,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 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 按运营性质划分:客运专线、客货共线铁路、货运专线铁路根据驱动方式划分：黏着驱动、直线电机驱动、缆索驱动根据支承方式划分：车轮支承、电磁支承、气垫支承 根据导向方式划分：轮缘导向、电磁导向、导向轮导向,2023/9/29,铁路分类及优势范围,3,1、目前铁路分类(p.13)按列车运行速度划分铁路类型,常速铁路快速铁路高速铁路超高速铁路磁浮铁路,2023/9/29,铁路分类及优势范围,4,1.1常速铁路,列车最高运行速度小于等于120km/h的铁路称为常速铁路。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。这种铁路大部分为客货混线运输的铁路。世界上目前的绝大部分铁路即属于这种铁路。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。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,5,1.2快速铁路,列车最高运行速度在超过120km/h到但不超过200km/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。快速铁路有时也称中速铁路。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。目前我国的主要干线铁路已由常速铁路升级为快速铁路。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。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。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,6,1.3 高速铁路,一般将新建铁路列车最高运行速度在250km/h至400km/h之间的铁路称为高速铁路。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,7,(1)高速铁路的定义,1970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西欧:新建250-300km/h,旧线200km/h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/h1986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/h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。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,8,(2)高速铁路发展阶段,第一代:V=200-250km/h,轮轨粘着制第二代:V=250-400(350)km/h,轮轨粘着制第三代:V=400(350)-550km/h,磁浮第四代:V=2000-3000km/h,磁浮第五代:V=22,500km/h,真空磁浮,第一代,9,2023/9/29,高速铁路,V=200-250 km/h轮轨粘着制日本东海道新干线,1964年,V=210km/h中国秦沈客运专线，2003年，设计速度200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,10,2023/9/29,高速铁路,V=250-400(350)km/h轮轨粘着制上越新干线(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/h,MLX-01-901磁悬浮高速列车,第三代高速铁路,2023/9/29,12,高速铁路,德国TR：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,2023/9/29,铁路分类及优势范围,14,对“未来地铁”的原理进行的简化-第四代,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3。列车时速由22500公里降低为2000-3000公里；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。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,第五代:V=22,500km/h,真空磁悬浮运营费比普通铁路便宜90%，比飞机便宜95%。纽约至洛杉矶只需半小时这是一种理想型的超高速铁路,为设想,2023/9/29,铁路分类及优势范围,16,低真空管道式超高速铁路-第五代,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%。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,2023/9/29,铁路分类及优势范围,17,1.4超高速铁路(特高速铁路)磁浮铁路,列车最高运行速度超过400km/h的铁路称为超高速铁路。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。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。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,18,2、各种铁路的优势范围(p29),旅客总出行时间优势距离优势运行速度在中国全国范围内实现一日往返,2023/9/29,铁路分类及优势范围,19,2.1 旅客总出行时间,旅客出行的总出行时间等于旅行时间与附加时间之和。旅客的旅行时间是指旅客在所讨论的主要运输工具上的纯旅行时间。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）。,2023/9/29,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,2023/9/29,铁路分类及优势范围,21,总旅行时间对比表,2023/9/29,铁路分类及优势范围,22,2.2 优势距离,优势距离小汽车的优势距离 飞机的优势距离 磁浮铁路的优势距离 高速铁路的优势距离 快速铁路的优势距离,2023/9/29,铁路分类及优势范围,23,(1)优势距离,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。优势距离一般情况下是指一定的距离范围。当小汽车、飞机的运行速度固定而列车的运行速度变化时，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。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,24,优势距离图,2023/9/29,铁路分类及优势范围,25,优势距离表(km),2023/9/29,铁路分类及优势范围,26,(2)小汽车的优势距离,在小汽车运行速度为120km/h的条件下，当旅客旅行距离小于200km时，乘小汽车一般情况下所花费的总旅行时间最小，因此小汽车的优势距离一般在200km以内。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,27,(3)飞机的优势距离,当飞机的地面飞行速度为700km/h时，飞机的优势距离与高速铁路相比约在1000km以上，与磁浮铁路相比约在2600km以上。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,28,(4)磁浮铁路的优势距离,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；当运距大于上述情况时，乘坐飞机更节约时间。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。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,29,磁浮铁路的优势距离,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。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。这样磁浮铁路的实际优势距离会超过2625km。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,30,(5)高速铁路的优势距离,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。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。磁浮铁路将高速铁路的优势距离扩展了1870km。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。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,31,(6)快速铁路的优势距离,快速铁路的最高运行速度为120200km/h，按较高速度200km/h计算，快速铁路的优势距离为300420km。磁浮铁路将快速铁路的优势距离范围延长了2347km。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,32,说明,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。乘客在选择交通工具时还要考虑其他因素：配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。考虑这些因素之后，铁路的优势距离还会提高。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,33,2.3 优势运行速度,优势运行速度铁路优势运行速度的下限值 磁浮铁路最高运行速度的下限值 磁浮铁路填补了高速铁路与航空之间的速度断档,2023/9/29,铁路分类及优势范围,34,(1)优势运行速度,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。由于优势距离包括一定范围，故优势运营速度也包括一定的范围。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。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,35,(2)铁路优势运行速度的下限值,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。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；只有列车的运行速度高于180km/h并且旅行距离大于362km时铁路才具有优势。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。,2023/9/29,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,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。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。,2023/9/29,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,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。飞机的地面速度取700km/h，这在国内航空运输中是比较合适的。这样在高速铁路与航空运输之间目前就明显地存在一个速度断档，这从综合交通运输体系的角度来看是有缺陷的。目前磁浮铁路的最高试验速度为581km/h，设计的最高运行速度为500km/h。因此目前的磁浮铁路起码可以补充40500km/h范围之内的速度空档。将来运行速度可以填补余下的500700km/h的速度断档，而且有可能超过飞机的飞行速度。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,38,2.4在中国全国范围内实现一日往返,目前中国铁路一日到达的距离范围为2000km左右。若磁浮列车运行速度的按500km/h考虑，磁浮直达列车半日到达的距离为5750km，将覆盖中国全国的范围。按现有铁路线里程计算，中国省会城市之间的最大距离为5062km（哈尔滨至乌鲁木齐）。时速500km的磁浮铁路，直达列车在这两个城市间运行只需要11小时。而目前两个城市之间特快列车的运行时间为37个小时。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,39,2.4在中国全国范围内实现一日往返,当然，考虑将来在一些中途大站停车等因素，磁浮列车的运行时间会增加一些，但同时由于磁浮铁路的实际运行线要比既有铁路线会缩短，故实际运行时间会在12小时以内。因此将来依靠磁浮铁路，可以在中国全国的范围内实现当天往返的目标。这将使铁路的竞争力大幅度提高。将来在磁浮铁路成网以后，人们的长距离出行有可能将主要依靠磁浮铁路。,2023/9/29,铁路分类及优势范围,40,谢谢！,
