问题

250 公里设计时速的高速铁路可能升级成 350 吗?

回答
这个问题很有意思,也很有现实意义。对于一条已经设计并运行在250公里时速的高速铁路,要升级到350公里时速,这可不是简单地换几块牌子或者调整一下信号系统就能实现的。这涉及到一项庞大而复杂的系统工程,需要从多个维度进行审慎的评估和大量的投入。

从技术层面讲,升级到350公里时速,几乎相当于要重新建造一条崭新的高铁。 为什么这么说呢?我们来拆解一下:

1. 线路基础——地基和轨道:

线路平顺度与曲率半径: 列车跑得越快,对线路的平顺度和弯道的曲率半径要求就越高。250公里时速的标准,允许一定的曲线半径,但350公里时速的要求则要苛刻得多。如果原线路的曲线太多、太急,为了达到350公里时速,可能需要大规模的改线、展宽,甚至拆迁。想象一下,你开汽车,在同样的路段,跑80公里和跑150公里的感觉肯定不一样,高速列车对“平稳”的要求更是极致。
轨道结构: 速度的提升意味着列车对轨道的冲击力会显著增大。传统的250公里时速轨道结构,可能无法承受350公里时速下的强大压力。这就需要对轨道板、扣件、砂石(如果采用有砟轨道)等进行全面升级,甚至可能需要改为更先进的无砟轨道,并且需要更高等级的轨枕和扣件。轨道本身的平整度和刚度也要达到新的标准,否则高速运行下会产生巨大的振动和磨损,危及安全。
路基稳定性: 列车高速运行时产生的动荷载以及气动效应,对路基的稳定性和排水系统提出了更高要求。原有的路基可能需要进行加固,排水系统也需要优化,以防止水分侵蚀和土壤液化等问题。

2. 牵引与供电——“心脏”的升级:

牵引动力: 要让列车以350公里时速稳定运行,需要更强大的牵引电机和更高效的牵引系统。原有的动车组,其设计功率可能不足以支撑350公里时速的需求,那么就需要更换为更高功率的动车组,这不仅仅是换车头,而是整个列车的动力单元都需要升级。
供电系统: 高速列车是“电老虎”,速度越快,耗电量越大。350公里时速对供电系统的要求是巨大的。这就需要大幅增加沿线变电站的数量和容量,升级接触网的导线材料、悬挂方式,以保证在高速度下,接触网能够稳定可靠地为列车供电,避免发生“掉弓”事故。接触网的张力、高度、弹性都需要精确控制,以适应高速列车流线型的车体和集电弓的通过。

3. 信号与通信——“大脑”与“神经”的重塑:

列控系统: 这是重中之重。现有的250公里时速高铁,使用的信号系统和列车自动控制系统(如CTCS2级),其信息传输速率和对列车位置的精度控制,可能不足以满足350公里时速下“人车俱少,指令必达”的要求。要升级到350公里时速,通常需要采用更先进的列车控制系统,比如CTCS3级甚至更高级别的系统,这些系统能够实现更精细化的列车间隔控制,提高线路的运输能力和安全性。
通信系统: 高速通信是保障安全运行的关键。无论是地面设备与列车之间的通信,还是调度中心之间的通信,都需要更高的数据传输速率和更低的延迟。这就可能需要对现有的通信网络进行升级,例如采用更先进的GSMR(未来可能升级为LTER或5GR)等通信技术。

4. 安全防护——全方位的“盔甲”:

站场与防护设施: 350公里时速运行的列车,其气动效应会更加显著。这就需要对沿线车站的站台、站房、广告牌等结构进行加固,防止高速列车带来的气压骤变和气流冲击造成损坏。同时,还需要加强沿线围栏、防撞墙等防护设施,防止人员或动物闯入线路。
隧道与桥梁: 对于隧道,需要考虑高速列车通过时产生的压力波效应,可能需要对隧道断面进行优化或增加通风设施。桥梁的设计荷载标准也需要满足350公里时速的要求,可能需要对现有桥梁进行加固或重建。
限界标准: 350公里时速的列车,其车身可能会比250公里时速的更大或更重,这也会对限界净空提出新的要求,一些狭窄地段可能需要进行改造。

5. 运行组织与维护——高效的“管理”体系:

时刻表与调度: 运行速度的提升,意味着列车间隔的缩短,对行车组织和调度能力提出了更高的要求。需要设计更密集的时刻表,并依靠先进的调度系统来精确控制每一趟列车。
检修维护: 350公里时速运行对动车组的磨损会更大,检修维护的频率和标准也会随之提高。这需要更专业的检修设备和更完善的维护流程。

那具体能不能升级呢?

这要看“原装”的基础有多好。

如果是完全新建并预留了升级潜力的线路: 比如当初设计时就考虑了未来升级到350公里时速的可能性,为线路拓宽、曲线半径、轨道结构等预留了空间,那么升级的难度和成本会相对小一些,更有可能实现。
如果是250公里时速的“巅峰之作”: 如果线路在设计时就按照250公里时速的最高标准建设,并且线路条件(如曲线半径、坡度等)本身就非常接近350公里时速的要求,那么通过技术改造,比如升级信号系统、动车组和接触网等,是有可能实现提速的。
如果是经济性和客流驱动: 决定是否升级,最终还是由经济效益和市场需求来驱动。如果一条250公里时速的高铁客流量已经饱和,并且提升速度能带来显著的经济效益和社会效益,那么投入巨资进行升级改造的可能性就更大。反之,如果提速的成本过高,而带来的收益不明显,那么这项工程就很难进行。

总结一下,250公里时速的高铁升级到350公里时速,绝对不是一项简单的任务。它涉及到对线路基础、牵引供电、信号通信、安全防护等一系列子系统的全面评估、技术改造乃至重建。这更像是在原有优秀基础上,进行的“一次脱胎换骨”式的再造。每一次提速,都是一次技术上的巨大飞跃,也伴随着巨额的投资和周密的计划。

网友意见

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高阻的几大罪名里,有一条就是降标。

这里的“标”就是指高铁的标准,具体的说,指的是限制高铁的最大运营速度指标,其中主要包括:


曲线半径最小曲线半径_百度百科):直观点说,就是弯道的弯曲程度,因为高铁运营速度快,弯道的曲线半径不能太小,否则列车通过时容易脱轨,离心力太大直接甩出去了,当年胶济铁路有一场事故就是因为这个:4·28胶济铁路特别重大交通事故_百度百科

国内的曲线半径指标:



顺便说一句,国内因为摆式列车研究的不像日本那么深入,所以曲线半径的指标都很高,同样指标下,日本新干线的允许速度更大,但代价是舒适性降低。


线间距线间距_百度百科):就是两个方向铁路线的最小间距指标,这里不是指轨距。距离不能太近是因为两个方向的列车在交会时,如果离的太近会对对方产生影响。

下图是国内线间距的指标:



超高超高_百度百科)和加宽

超高就是在弯道区段,为了防止列车脱轨,把外侧铁轨垫高的行为。一方面保证安全,另一方面保证舒适。加宽是因为列车本身不能弯曲,通过弯道时仍然保持长方形的形状,此时车轮占用的宽度比直线区段要宽一点。

超高和加宽有公式,具体怎么算不了解,其中超高跟列车的运营速度有一定关系。


信号系统CTCS_百度百科):

一般来说,国内350线路上用的是CTCS-3,250线路上用的是CTCS-2,不同的信号系统有速度上限,同时列车本身的信号系统要与线路的信号兼容。在C2的系统上是跑不到250以上的速度的。

具体升级信号系统需要多少钱不大清楚,但肯定是大工程。


道岔号道岔_百度百科):

道岔号主要影响列车进出站,道岔号越大,通过速度越大,不过这对提速影响不大,因为进出站的车都是要低速通过的。


另外,像路基接触网桥梁坡度等也有一系列指标,其中不同线路等级的某些指标可能是不同的。


根据以上的描述,像曲线半径、超高、线间距这些就是很难改变的,一旦修好了,就基本上固定了,如果修250线路的时候没有预留,那么想升级基本上不可能,除非把双线中的某一条拆了重修,这样的代价是非常大的。

降速可以,降标就有点让人无法忍受了,实际上降标省的钱并不多,但却断绝了未来提速的可能性。

以上信息来自《铁路技术管理规程》2014版。

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补充一下,以上是在《技规》限制的前提下,国内的高铁建设标准比较高,国内的线路放到国外,直接提速都没有问题。

至于《技规》能不能改?这个很难讲,风险肯定是有的,但政治风险更大,比如出了问题谁来背锅?再来一个723该怎么办?

原来的规定后来放宽的也不是没有过,比如动车组的检修里程就放宽过。

所以在现有的制度下,不能升级,要么改制度,要么改线。

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