高速鐵路

在鐵路上，高速鐵路是指最高時速超過 200 公里/小時的定期列車服務。

對于軌道車輛的高速鐵路，鐵路系統的所有組成部分都必須適應更高的要求。 除了高速列車，還需要專門的高速線路和相應強大的列車控制和安全系統。

高速鐵路的車輛以電動為主。 盡管柴油或燃氣輪機牽引車輛經常接受測試，但它們是極少數。

為了實現高速，安裝了高驅動功率（接近 10,000 kW）并且列車盡可能輕（輕型結構）。 相對于它們的質量來說，這些火車非常強大，也能夠爬上比傳統火車陡得多的坡度。 純高速路線因此可以更自由地布線，這有助于節省建設成本。 根據時刻表，高速列車最高時速可達 380 公里/小時，在試運行期間還達到 575 公里/小時（TGV 試驗列車 V150）和 603 公里/小時（2015 年 4 月的 JR 磁懸浮試驗列車）。

在鐵路交通中，高速線路 (SFS) 是指速度至少為 200 公里/小時的鐵路線。 一些國際定義規定要達到更高的速度。

除了必須承受高負載的相應路線外，高速路線不得有平交道口，如果平臺以超過200公里/小時的速度駛過，則必須提供乘客安全系統。

對架空線路也有特殊要求：使用由特殊合金制成的接觸線，可改善電氣接觸并防止飛濺的火花。

由于高鐵路運行距離較長（約7000米）和緊急制動距離（超過3000米），傳統的信號系統用軌道塊覆蓋列車已不再適用，因為塊間距和穿行距離必須非常長。 這也與時刻表要求的短列車順序相悖。

因此，高速列車不再通過要求停止或減速的固定鐵路信號準時控制在路線上，而是通過持續的無線電聯系。 沿途的導線通常用于此目的，它們作用于列車天線并在列車和控制中心之間建立連接。

例如，傳輸即將發生的速度變化的位置和類型，列車天線在線路電纜上的位置用于列車定位。 在這里，今天通常仍然有固定的街區部分。

作為副作用，線性列車控制系統可防止突然制動操作和在過度傾斜的彎道中停車，這對乘客來說是不舒服的。

在 1950 年代，如果不對道路造成xxx性損壞或危及車輛的安全駕駛，則無法控制超過 200 公里/小時的速度。 現在可以使用驅動技術毫無問題地掌握更高的速度。

在低速范圍內（至少對于全軸驅動車輛而言），可實現的xxx加速度不受輪軌之間附著力值的限制，即使在不利的天氣條件下也是如此，而僅受駕駛舒適性的限制。 然而，在高速行駛時，驅動阻力如此之高，以至于靜摩擦力可能太低而無法將足夠強的牽引力傳遞到軌道。 因此，在高速列車中驅動許多軸，即使用動力車或多單元概念。

這在不利的天氣條件下影響抓地力值的確切關系很難掌握，而行駛阻力——在較高速度下，尤其是空氣阻力（隨速度呈二次方增加）——對可達到的速度具有決定性影響。 盡管如此，即使在今天的設計中沒有任何重大改進的情況下，即使在各種天氣條件下的日常操作中，至少高達 400 公里/小時的速度似乎也是可能的。

高速鐵路所需的高發動機功率現在完全由電動機提供。 原則上，燃氣輪機驅動也是可能的，但由于極端的噪音發展和低效率，特別是在部分負載下，這并沒有被進一步追求，并且在未來似乎也不是一個替代方案。

電力驅動的局限性不在于電動機的性能，而在于通過架空線路的電力傳輸。 一個極限代表架空線的機械彈性，另一個代表可以通過受電弓從架空線傳輸的xxx電流。 目前，架空接觸網的建設已經取得了很大進展，正常運行時速度高達 350 公里/小時對于相應架空接觸網的機械負荷而言似乎沒有問題； 預計將來會進一步提高這一限額。

就功耗而言，極限似乎在 15-20 兆瓦左右，可能也是出于經濟原因，例如電力成本和變電站的工作量。 越來越輕的結構和越來越低的空氣阻力意味著車輛的能源需求可以越來越低。

在250公里/小時以上的速度范圍內，車輛的噪聲排放主要由空氣動力噪聲決定，噪聲功率隨速度的5次方增加。 這意味著，例如，當速度從 300 公里/小時增加到 400 公里/小時時，平均電平增加 6 分貝。

由于高速列車也會駛過人口稠密的地區，因此車輛產生的噪音是影響相應路段最高允許速度的一個因素。

盡管高速鐵路一直是代表各自國家技術性能的聲望對象，但如果沒有一定的經濟效益，這樣的項目是無法實現的。

高速鐵路通過補償更高的車輛成本、更高的線路建設和定期維護工作量以及更短的行程時間導致的更低的車輛和人員需求來彌補更高的能源需求，從而實現盈利。 此外，由于較短的旅行時間和車輛的吸引力，有時可以記錄到旅行者人數的顯著增加。

旅行時間的基本因素是：

• xxx速度
• 停車距離
• 車輛的加速能力
• 保持時間
• 慢速區域和路線中未定期獲得最高速度批準的部分

雖然車輛的停車時間和加速能力在停車距離短的城市交通中尤為重要，但在高速鐵路中，短行程時間主要是通過持續的高速和大停車距離來實現的。 然而，在非常高的速度（大約 250 公里/小時）下，如果要實現緊密的列車序列（3 分鐘），車輛加速和減速能力的重要性就會增加。