科普 | 为什么市区地铁时速不设计成100公里以上?

科普 | 为什么市区地铁时速不设计成100公里以上?

对于容量更大,载重也更多的A型车而言,若想做到最高时速100及以上的运营能力,对比起B型车,设计的功率又要进一步提升。

列车输出的功率越大,电力牵引系统(包括电机和逆变器等部分)规模也就越大,列车造价也就越高。一般设计时速80km/h的地铁,由于功率限制原因,基本不能满足时速120运营的要求。考虑到城轨或地铁线路需要频繁上坡,列车的输出功率也要作冗余设计。

典型的6编组B型列车,设计时速80的采购价为3600万人民币/列,设计时速120的采购价则为4300万人民币/列,后者在粗略相较之下仍高了20%。地铁(轨交)公司由于需要实现较短的发车间隔,一般初期就会采购20列以上,那么多出的20%就是一笔不小的钱。

线路设计方面,在单节列车长度一定的情况下(车轴的轴距相同),设计时速越高,要求的线路曲线半径越大,线位要求越高,土建成本也高,总体上的线路造价也就越高了。

以单节19m长的B型车为例,一般设计时速为80km/h的地下铁线路,其线路设计的曲线半径在R=300m~500m之间;满足设计时速120km/h的地下铁线路路段(部分120的城轨并不能全线都满足条件),设计曲线半径在R=800m以上。

引用一个北交大《城市轨道线路平面曲线最小半径选择》的片段

从数值上就可看出:设计120时速的线路,在曲线设计上没有时速80的线路灵活。这意味着:满足运营时速120及以上的区段内无法在地理位置复杂的一些地方设站;由于线位要求高的原因,可能会难以避开某些地质恶劣的地区,或连接某个特殊的站点。在环境或选线条件有所限制的情况下,在土建上就要下功夫,其中最常见的就是在部分路段降低设计规格,对要求作出相应的妥协。

例如广州三号线的列车,虽然设计时速为120km/h,但三号线全线并非每一路段都能满足此运营速度要求,而网络盛传中只有几个区段能满足;五号线杨萁—动物园区间有一个很著名的急弯道,这样则是为连接某两个站点,而致使该区间设计线位较差的一个典例。

不过,广州地铁三号线虽然并非全段都能实现最高运营时速,但其还是做到了主线平均速度50km/h+(普通时速80的地铁一般均速都在40以下),成绩还是不错的。

在城区内,由于列车运行时产生的噪音、震动等因素,运行速度越快这方面的影响越大,会引发不少相关问题,所以也会导致列车在此区间跑不快。 若线路中大部分存在“妥协”的情况,那么还不如降低整体设计要求,避免过度设计。

考虑到高时速下的安全性及舒适性,线路的部分系统的设计也要有所强化。例如:时速越高活塞效应越严重,通风系统需要更好的设计;时速越高,对于地基和轨道可能会有较大影响,可能需要额外的加固,或使用更好的材料;当运行时速100及以上时,因气压问题会让乘客感到不适,需要考虑列车气密(密封)性;高架线路区段若经过住宅区,需要设计隔音墙,甚至降低时速来降低对周边居民的影响………线路设计时速的提升,往往需要考虑更多的问题,若要一一解决,都会使土建成本不可避免的增高。

想要做到平均/最高时速高,又能做到站距小通达度高,又不多花钱。这种事基本是不存在的,有些城市是能做但没钱,有些城市却是有钱,但城市规模与环境又有所限制。

所以,与其追求最高速度,不如想着如何合理设计,来最大程度的发挥该线路的作用。从线路定位出发,市郊,近郊,及机场线系统最适合发展时速100及以上的轨道交通系统。市区通勤区段占比较高,站距又偏小的线路,老老实实跑最高80就好啦。

来源:e车网轨道交通资讯返回搜狐,查看更多

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