铁路运输系统

19.2 铁路运输系统
铁路运输系统主要有三种类型：城市间的旅客和货物运输、通勤运输和高速运输。

每一种的突出属性是安全，低能量需求(对于钢轮在钢轨上，滚
动阻力是3～8lb/ton)，一列车运送1000个乘客或10000t (或更多) 货物的能力，铁路用地所需要的最小化的土地量，在所有天气条件下工作的可靠性，以
及很少的大气污染。

铁路运输系统的其他类型有快速客运，具有以最小的候车时间从路线上的一个站携带乘客到线上的任一个其他站，没有中间站，并
且是单轨道、磁力悬浮固定导轨系统。

19.2.1 货运系统
一般货运铁路是拥有或租借铁路用地的私营产业，其修建并维护它们自己的轨道、结构、信号系统和通讯系统，并运行自有的或租借的设备。

这些
铁路为乡村和城市之间或者在接近的乡村之间提供货物运输服务。

货运铁路可运输所有类型的货物，有些，例如散装货像煤炭和谷物，它们以完全由一
种类型的车厢组成的单元列车运送。

其他货物以由很多类型的车厢组成的混合列车运送，成功的货运业务取决于公平的价格、稳定的运送时间和准时的
交货、免于装载损坏以及减轻的货物装卸工作。

为了提供有利可图的货运业务，良好的技术和操作是必要的。

19.2.2 城市间及高速乘客系统
标准的城市间客运业务以每小时80mi的速度提供了穿越田野安全可靠的人员运送服务。

一般标准的城市间客运业务使用货运钢轨公司的轨道，因此
与货运列车合用轨道。

对于良好的客运业务特有的技术要求包括用非常长的旅程原动力装备的卡车的车厢、减震器、交叉稳定器、空气调节装置、良好
的照明、有吸引力的室内装饰、舒适宽敞的座椅、清洁且足够的盥洗室、便利的行李储藏、定价合理的优良餐车服务以及上等观景车顶车厢 (除了通宵服
务之外)。

出发时间、速度、准时到达和低费用也是重要的因素。

当前在美国，大部分城市间旅客使用私人汽车或飞机旅行，仅有小百分比人员通过铁路旅行。

直到1971年，城市间铁路客运业务由货运铁路提供。

由于这种服务招致的巨大赤字，国会确立了一个私营公用事业的公司——全国铁路客运公司，通常叫做 “美铁” ——来运转一个基本的全国客运系统。

向
铁路运行的城市间客运业务给出了继续其自身业务或通过合同加入美铁的选择权。

铁路通过支付相当多的费用加入美铁，就解除了提供城市间铁路客运
业务的所有的职责。

美铁于1971年5月1日开始运转，并经营了其创立之前存在的城市间客运列车的60%。

最后所有的铁路与美铁签署了合同。

美铁继续
在 45个州的多于22000mi的路线上提供城市间铁路客运业务，并且受到联邦政府的资助。

有些州政府为了在其州内的特殊列车运行也资助美铁。

高速铁路(HSR) 运输一般公认为是110mi/h及以上的速度。

HSR通常具有其自身指定的轨道和与任何货运业务分离的铁路用地。

日本、德国和法国
多年以来已经拥有这种业务，并继续修建新的路线。

最近，一种从加来开往马赛的法国TGV平均时速306km (190mph)。

美国正开始发展铁路线中的HSR
计划，这样的业务将提供与航线不相上下的旅行时间。

美铁已经在东北通道中启动了HSR业务，服务于华盛顿和波士顿之间的较大城市。

高速铁路运输
使用由两个电力机车组成的小火车，一端一个，在电力机车之间带有行李车厢、若干旅客车厢和一个食品服务车厢。

这种小火车是空气动力型的以减少
气流的阻力。

19.2.3 通勤系统
它通常在大城市及其市郊提供短程客运业务，并作为较大铁路系统的一部分进行运营。

工人的运输高峰期发生在清晨和午后期间，但是有些业务必
须贯穿全天提供。

重要的要求是可靠性、最小的行程时间、便利性、舒适性和经济性。

列车通常行驶在标准铁路轨道上，它们可以结合自动的车厢或者
由内燃电力传动机车运转。

汽车行驶与通勤业务相竞争，因此工程师设计一个将吸引最大可能的交通量的通勤系统是重要的。

吸引力是间隔频繁的列车，防护狂风暴雨的天气，可能节约的行程时间，可能改善的空气质量以及经济。

一些研究表明，通过降低对铁路用地和用于汽车的行车道的要求，城市高速铁路运输代替公
路提供了更低的建造成本。

带有空气调节装置、良好的照明和舒适的座椅的双层不锈钢通勤车厢的使用，准时运行和频繁的行程安排，以及推拉式的操
作已经使通勤运输显著增长，尽管带有运费的一些增加。

然而，即使拥有良好的通勤业务，铁路也不能有利润地运转这项业务。

因此，有些州在认为有利的地方资助通勤运行。

一些大型城市地区已经建立
了为通勤运输系统的发展和运转投资的过境区域。

在存在未充分使用或废弃铁路货运线的一些位置，已经被购买或重新装备以建立通勤业务。

这些州和
联邦支持的正当理由是节约了将另外用于额外高速公路的钱财和土地，缓解了城市中的汽车拥塞，减少了城市中所需的停车场的数量，较少了汽车事故
以及噪声和大气污染。

19.2.4 城市高速铁路运输系统
其主要在城市内，尽管有些为附近的郊区提供服务。

特有的要求是频繁且可靠的服务，快速的装卸工作，用于迅速加速与减速的轻型重量，低价费用，以及与其他要求相一致的舒适度。

高速交通车辆主要由外部电力的某种形式来推进。

在高峰期间，乘客通常不得不站行一段。

在人口稠密区，铁路线传统上位于地道中或在高架结构中。

在某些人口稠密区，公路的汽车交通车道以铁路线取代。

同样，在若干中心市区和较大的过境中心区，交通发展通向行人大厅建筑中以及购物区。

随着人口的增长，在某些城市延伸或增加高速交通系统，或其他没有高速交通系统的城市，为了满足增大的人口而研究提供高速交通系统或一些其
他类型的希求成为合乎需要的。

城市高速铁路运输的优点与通勤线给出的那些大致一样。

尽管城市高速铁路运输作为自营的可能性不是很好，很少城市
在现有的街道和公路上能够提供自营式的公交服务。

城市高速铁路运输和通勤系统之间的一个主要区别是，大部分情形下高速铁路运输系统包括新建工程。

因此，必须进行研究以确定将与站上的供电
线公共汽车最适应并且也最方便于大量的人的位置和站距。

高速交通受到联邦基金的资助，由联邦高速运输管理局(FTA)、运输部(DOC) 和当地或地区高速运输管理局进行分配。

协调地面运输效率法案(ISTEA) 赞助所有运输模式的利用，包括城市高速铁路运输。

FTA也赞助针对改进高速交通部件和新的运输概念的开发的研究。

欧洲技术，尤其是适用
于客运汽车的，被广泛应用在新式平面系统中。

19.2.5 快速客运 (PRT)
为乘客提供个性化服务，PRT系统也被称作自动导向交通系统(AGT) 或载人工具。

PRT车厢相对较小。

它们是电动操作的。

这种系统最好的类型是
允许乘客通过按电钮或拨号盘呼叫一辆PRT客车到车站。

在上车之后，乘客可以通过按电钮或拨号盘来指定他想要旅行到达的车站，客车将向那个车站
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进发而在任何中间站不会停下。

目标是最小化等待和运送的时间。

操作是完全自动的，与运行在同一路线上的其他车辆的冲突由计算机行程安排进行预防控制。

车票出售和收集也是自动的，使用电脑控制的自动售货机和交叉天线。

字数：2993
知识来源：[美]乔纳森.T.里基茨(Jonathan T.Richetts),[美]M·肯特·罗弗汀(M.Kent Loftin),[美]弗雷德里克·S·梅里特(Frederick S.Merritt) 编;李军歌,安然,廖炜等译.土木工程师标准手册.北京：中国电力出版社.2007.第1046-1048页.
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