為什麼日本高鐵立不起硬幣而中國高鐵可以

提問者:用戶YSCO 發布時間: 2024-12-14 05:53:52 閱讀時間: 3分鐘

最佳答案

弄虛作假「破硬幣」只能算一個直不雅但不謹嚴的對比實驗,破硬幣成功了固然闡明列車運轉非常安穩,破不起來硬幣卻不克不及闡明牢固性就很「差」,因為乘客對車輛橫搖無疑是有一個不至於形成明顯不適感的容忍限制的(不然鐵路上就不會容許一定範疇內的欠/過超高的存在),乃至偶然間為了實現其他目標比方提速而在不至形成明顯不適的前提下恰當「就義」乘坐舒服度也是完全可能接收的。破硬幣實驗是在京滬高鐵上做的,有車迷在其他高鐵線路上做這個實驗成果壹直不成功,是不是就闡明其他的高鐵安穩性差、應當給個差評?顯然並非如此。

線路前提跟車輛技巧程度都有可能影響列車運轉牢固性。車輛方面不克不及斷言中國跟日本孰優孰劣,也許「各有所長」是改正確的表述,這裡姑且採取(固然不討人愛好的)更謹慎保守的見解,畢竟「因為車輛技巧方面絕對興旺國度還存在一定差距......」類似如許的表述在國內技巧文獻中時常呈現,我想學者們的這種謙虛不會是毫無原因的。CRH動車組的歷史滿打滿算也只有15年,而日本跟歐洲的高速列車曾經有多少十年的開展歷史,計劃經驗的積聚是一方面,另一方面因為新支線的線路前提總體較「差」(後述)因是日本現實上愈減輕視經由過程車輛技巧的改出去補充基本前提的嚴重缺乏。何故說新支線的線路前提較差呢?即以破硬幣實驗對比的京滬高鐵跟東海道新支線而論,兩者的線路前提可謂天差地別——

僅僅是從線間距跟曲線半徑標準就可看出東海道新支線跟國內新建高速鐵路有多大年夜差距。即就是200km/h級別有砟客貨混跑鐵路,在國內標準下也須要4.4m的正線線間距並按3500(最小)/2800(艱苦)m設置曲線,至於300km/h級別高速鐵路客運專線更是須要4.8m的線間距跟5500(最小)/4500(艱苦)m的曲線半徑,而僅僅相稱於國內200km/h級別鐵路標準的東海道新支線已從1964年開通時的210km/h提速到了現在的285&270km/h。在線路前提較差的情況下,如許的提速必定要在舒服度上付出一定就義。但是,我們無法去責備1959年的十河信二(大年夜力推動新支線建立的時任國鐵總裁)跟島秀雄(為新支線制訂具體技巧打算的國鐵技巧總監)不預感到多少十年後高速鐵路的運轉時速將達到300公里(八十年月末法國LGV大年夜西洋線第一個達到了時速300公里)、從而在建立東海道新支線時提前預留一個較高的標準,並且以日本國土狹小、人口轆集、地價昂揚的現實國情也確切不在土建方面「大年夜手大年夜腳」的前提。

對乘客舒服度影響最明顯的莫過於曲線半徑、超高、緩跟曲線以及夾直線。曲線半徑標準很輕易懂得,大年夜彎道不輕易讓旅客產生列車急轉時的不適感。但是,列車經由過程曲線時必定會產生向心力,招致車輛呈現橫向動搖,乘客會感到被不由自立地「甩」向彎道的外側(同時也會形成輪軌的相互磨損),並且曲線半徑越小、經由過程曲線的速度越高,離心減速度越大年夜。但對高速鐵路而言工資降落速度不是一個好的抉擇,最好曲直線半徑在建立時可能取一個較高的標準。為了均衡向心力,可能使軌道外側恰當抬升至高於內軌,如許列車過彎時因為軌道內外高差會天然向曲線的內側傾斜,產生的重力分力會抵消向心力的影響,降落乘客的不適感,內外軌間的高度差即為「超高」。對准軌鐵路,使列車經由過程曲線的向心力被完全均衡時的超高為h=11.8×V²÷R(h:超高值mm,V:經由過程速度km/h,R:曲線半徑m),但現實卻不克不及簡單套用打算成果,因為外軌超高也不宜過高,不然列車過大年夜的傾斜同樣會形成旅客不適,並且必須考慮到列車緩行、或同線路有其他中低速列車、或列車在緊急情況下不得不在彎道上泊車時不至因內傾適度而側翻,因此超高設置必定有一下限(根據國內實驗成果,超高達到200mm以上時旅客會產生明顯的傾斜感)。國內一般規定普速鐵路超高不大年夜於150mm,高速鐵路超高不大年夜於180mm,而東海道新支線設置了200mm超高,如按國內標準現實上已超越了容許下限。

根據超高打算公式,以東海道新支線開通時的V=210km/h、R=2500m代入,得出向心力掉掉落均衡時的超高應為208mm,事先東海道新支線現實設置的曲線段最大年夜超高為180mm,也即絕對均衡超高「欠」28mm,線路實設超高小於向心力掉掉落完全均衡時所需的超高,這稱為「欠超高」(反之則為過超高);或許倒代入h=180mm,V=2500m,得出在實設180mm超高時列車的均衡經由過程速度應為195km/h,而列車現實經由過程速度(210)要偏高,這意味著因為現實經由過程速度高於均衡經由過程速度,列車經由過程曲線時產生的向心力不掉掉落完全抵消(過超高則反之,現實經由過程速度低於均衡速度,列車向內傾斜),現實上列車仍然會向外側傾斜。但在一定範疇內這種傾斜並不會形成旅客明顯的不適、是被容許的,按照國內高速鐵路標準,欠超高在40mm以下為「優良」、在60mm以下為「精良」,最大年夜不超越90mm(國內普速鐵路標準更寬,而歐洲的法、德等國高速鐵路乃至容許150~180mm的欠超高),因此在時速210公里時,東海道新支線的曲線段欠超高仍在可接收範疇內。

但是,跟著90年月最高時速270公里的300系高速列車投入運轉,東海道新支線的運轉時速大年夜大年夜進步了,以V=270km/h、R=2500m代入得出均衡超高h=344mm,曾經大年夜大年夜超越了超高容許下限,日本也不得不將東海道新支線的曲線段超高從180mm調高到了200mm(內外軌的高差可在線路維修時停止調劑),即便如許假如按V=270經由過程仍然存在144mm欠超高、仍然超越欠超高標準下限(假如按照非常寬鬆的法國高速鐵路標準倒是啥事都不......)。終極不得不將列車經由過程2500m曲線時的速度限制在255km/h(其他路段為270km/h),如許V=255時所需超高為306mm,存在106mm欠超高,隨之又將欠超高標準由≤90mm放寬至≤110mm,同時放寬了對列車經由過程曲線時閣下橫向減速度的限制(意味著容忍更大年夜程度的車輛橫搖,必定要就義一部分舒服性),如許剛好可能滿意提速——但若按照國內高速鐵路標準,200mm的超高跟106mm的欠超高都曾經是「超標」了。在山陽新支線、西南新支線連續提速到時速300公里的時間,255km/h的曲線段限速卻仍然伴隨了東海道新支線多年,直到21世紀新的N700系高速列車投入運營。因為N700系列車經由過程由車載打算機把持的氛圍彈簧安裝可能在經由過程曲線時實現車體1°的自立傾斜,換言之以自立傾斜來補充外軌超高的缺乏,從而在同樣線路前提下實現了以270km/h速度經由過程2500m半徑曲線,這是新支線經由過程車輛技巧的改出去補充線路前提缺乏的典範。

京滬高鐵的情況呢?按V=350km/h、R=7000m,得出均衡超高應為206mm、但這超越了國內高鐵容許下限180mm;曲線段現實設置超高為175mm,也就是說列車按350km/h經由過程期尚存在31mm的欠超高,但完全符合國內的「優良」標準;因為現階段動車組運營時速為300公里,代入得V=300時的均衡超高為150mm,則存在175-150=25mm的過超高,列車會稍向內側傾斜,但仍然滿意「優良」標準。比擬於東海道新支線,京滬高鐵的線路前提曾經不知優勝到哪裡去了。但是,我們可能因此而做出「新支線不如中國高鐵」的結論嗎?固然中國高鐵的土建標準要高很多,但這裡面歸功於技巧的東西只是一部分(固然還是有的,長大年夜地道跟橋樑如許的大年夜工程都離不開技巧進步),更多的實在應當歸功於時光(新支線大年夜多已是多少十年前開工的項目了)跟情況(正如上文所言,以日當地狹人稠的現實確切不在土建上「大年夜手大年夜腳」的資本)上的差別,乃至假如對車輛技巧有充足的信念,那麼主動拔取一個較「低」的有利於節儉投資的土建標準也並無弗成,高速鐵路廣泛放寬最大年夜限制坡度(基於高速列車的動力大年夜大年夜加強這一現實)以增加小曲線跟橋隧工程量就是一例。東海道新支線以僅相稱於國內時速200公里級別鐵路的線路標準,經由過程壹直提速達到了最高285公里的運營時速,假如我們的關注點全在於「破不起來硬幣」(本來日將來本就是以就義部分舒服性來滿意提速前提的,想必他們對此也早有心思籌備),豈不是「捨本逐末」?對旅客來說,無論是舒服度的晉升亦或是遊覽速度的進步都須要衡量取捨,在不至形成明顯不適感的前提下恰當就義舒服性來調換旅速進步能否值得?特別是對國內很多200&250km/h級別高速鐵路而言,現在旅客對速度的請求進一步進步,200km/h級別動車組在某些情況下曾經不克不及滿意遠程遊覽須要了,那麼是按高標準另起爐灶新建一條時速350公里級別高鐵,還是進修海外的經驗適度放寬標準、改進車輛技巧、在現偶然速200&250公里線路的基本上提速到300公里,這個成績也許值得進一步思考。

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