速车系统概论PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 交通的概念与历史回顾 1

1.1.1 交通的概念 1

1.1.2 从远古走来的交通 1

1.1.3 牲畜作为交通工具的驯化与使用 2

1.1.4 道路的出现与开拓 2

1.1.5 轮子与车辆的发明 3

1.1.6 道路的延伸——桥梁 3

1.1.7 道路的扩展——隧道 4

1.1.8 马车的兴起与应用 4

1.1.9 公路机动车辆的兴起 5

1.1.10 水面运输的源与流 5

1.1.11 船舶的驱动与操纵 5

1.1.12 轨道运输工具的兴起：火车与铁路 6

1.1.13 速度是交通运输中永恒的课题 6

1.1.14 航空的优势与问题 7

1.1.15 飞机高速飞行的一些启示 8

1.2 真空技术的由来及其应用 9

1.2.1 古代排斥的真空概念 9

1.2.2 真空概念的建立 9

1.2.3 活塞抽气机的发明 9

1.2.4 真空技术的早期研究与演示 10

1.2.5 真空技术的早期工业应用 10

1.2.6 真空技术应用于轨道交通事业的早期尝试 11

1.2.7 现代真空技术 11

1.3 真空管道交通研究的现状与任务 12

1.3.1 高速管道运输的概念 12

1.3.2 运输之星地铁系统概念 12

1.3.3 瑞士地铁研究计划 12

1.3.4 “美国地铁”概念与“美国地铁”同盟会 13

1.3.5 架空真空管道概念 14

1.3.6 我国近年真空管道交通的研究概况 14

1.3.7 本书宗旨 15

第2章 真空管道交通的特点与应用定位 16

2.1 真空环境用于交通的一些技术优势 16

2.1.1 低阻力 16

2.1.2 高精度 17

2.1.3 形状无关 17

2.1.4 良好的安全特性 18

2.1.5 稳定优越的物理环境 19

2.2 真空环境用于交通的一些难点 20

2.2.1 昂贵的边界 20

2.2.2 人不能生活在真空中 21

2.2.3 进出真空环境开销巨大 22

2.2.4 对流冷却功能缺失 22

2.3 真空管道交通的应用方向 23

2.3.1 真空管道交通应用方向的选择原则 23

2.3.2 真空管道交通的军事应用潜力探讨 24

2.3.3 真空管道的货运交通应用潜力探讨 24

2.3.4 真空管道个人交通应用潜力探讨 25

2.3.5 真空管道应当着眼于高速长途客运 25

2.4 速车系统的基本概念 26

2.4.1 速车系统的基本技术特点 26

2.4.2 基本术语说明 26

2.4.3 有速乘客交换基本思路 26

第3章 承载-密封分置真空边界 28

3.1 真空技术概观 28

3.1.1 真空系统的基本组成与分类 28

3.1.2 真空系统的基本方程 28

3.1.3 真空系统中的气流状态 29

3.1.4 真空系统的气体负荷 30

3.1.5 低真空抽气时间的计算 31

3.2 速车运行环境的真空指标 32

3.2.1 高速列车的牵引功率 32

3.2.2 速车系统的功率消耗特点 33

3.2.3 初期速车的功耗选择 34

3.2.4 速车运行环境的真空度 34

3.2.5 速车真空环境的体积与密封面积 34

3.3 真空环境边界承载-密封分置设计方案 35

3.3.1 真空边界的基本要求 35

3.3.2 材料按照真空性能分类 36

3.3.3 承载-密封分置方案 37

3.3.4 卸压型承载密封分置的基本结构 38

3.3.5 卸压层与卸压泵 38

3.4 承载结构的类型与材料 39

3.4.1 承裁结构的功能与类型 39

3.4.2 基础结构材料选择 39

3.4.3 承载材料的扩展讨论 41

3.4.4 挂座与承载结构的现场施工连接方式 42

3.5 分置真空边界的密封材料与结构 42

3.5.1 薄膜气体围护的历史回顾 42

3.5.2 薄膜在承载-密封分置真空系统中的应用特点 43

3.5.3 卸压层与承载结构的连接 43

3.5.4 密封膜条状悬挂的力学分析初步 44

3.5.5 薄膜材料的泄漏特性 47

3.5.6 真空边界密封材料的选择 48

3.5.7 塑料与塑料薄膜 48

3.5.8 塑料薄膜的阻透性能 49

3.5.9 塑料的水蒸汽渗透系数 52

3.5.10 橡胶（薄膜）的阻透性能 54

3.5.11 挂座间距与安全系数 54

3.5.12 多层塑料薄膜 55

3.5.13 漏孔的泄漏特性 55

3.6 承载-密封分置真空边界研究的一些延伸课题 56

3.6.1 多层密封真空边界系统及其优势 56

3.6.2 缓冲层 56

第4章 速车 57

4.1 速车设计的一些原则 57

4.1.1 有速乘客交换是速车的基本特点 57

4.1.2 有速乘客交换对速车结构的要求 57

4.1.3 速车的兼容性问题 58

4.1.4 速车截面形状的选择 58

4.1.5 速车头尾非对称结构 59

4.1.6 速车车舱的概念 59

4.1.7 速车与飞机相比的一些优势 60

4.1.8 一些说明 61

4.2 速车车体的基本结构 61

4.2.1 交通工具的座位与通道概念 61

4.2.2 有速乘客交换的特点 61

4.2.3 双通道的要求 62

4.2.4 两种双通道的模式 63

4.2.5 双层双通道速车 63

4.2.6 单层双通道速车 65

4.2.7 双层4通道速车 67

4.2.8 速车乘客行李随身的特点 69

4.3 速车的对接与连通 69

4.3.1 速车对接连通的特点 69

4.3.2 空间飞船对接的历史回顾 69

4.3.3 速车对接与空间飞船对接特点比较 70

4.3.4 速车对接与连通机构 71

4.3.5 速车连通机构 75

4.3.6 速车对接连通过程举例 76

4.4 速车的空气调节与冷却 81

4.4.1 速车环境特点 81

4.4.2 速车生命保障系统的基本负荷 82

4.4.3 二氧化碳吸收 83

4.4.4 其他有害气体控制 84

4.4.5 氧气供应 84

4.4.6 速车系统的热负荷特点 86

4.4.7 转移冷却概念 86

4.4.8 转移冷却工质选择 87

第5章 速车的支撑、驱动与导向 88

5.1 概述 88

5.2 机械轮轨驱动 88

5.2.1 由来已久的轮轨交通 88

5.2.2 轮轨车辆的运行阻力、功率以及影响 88

5.2.3 轮轨作用以及轮轨的黏着力 89

5.2.4 不懈的努力 91

5.2.5 钢铁轮轨承重，直线电机驱动的支撑与驱动组合 91

5.2.6 轮轨在速车系统中的潜力与限制 91

5.3 磁浮技术的经典研究与开发 93

5.3.1 一点说明 93

5.3.2 磁悬浮交通技术的由来与发展经历 93

5.3.3 经典磁浮列车技术研究现状 94

5.3.4 电磁式长定子（EMS） 94

5.3.5 电磁式短定子（HSST） 95

5.3.6 电动制悬浮（EDS） 97

5.3.7 上海磁悬浮列车 98

5.3.8 成熟磁浮技术在速车系统中的应用潜力 100

5.4 磁浮技术发展的新方向 100

5.4.1 持之以恒的努力 100

5.4.2 永磁体悬浮尝试与约束 101

5.4.3 高温超导磁浮研究与开发 101

5.4.4 永磁材料的由来与现状 101

5.4.5 磁阵列磁浮结构与原理 102

5.4.6 综合评论 103

5.5 无接触输电概念 103

5.5.1 车辆能源系统概述 103

5.5.2 滑动输电技术的历史与现状 105

5.5.3 无接触输电基本方案 106

5.5.4 等离子体无接触输电原理 106

5.5.5 等离子弧（焰）的基本物理特性 108

5.5.6 等离子体无接触输电装置基本结构 109

5.5.7 等离子体输电系统的材料消耗与效率 112

5.5.8 接触-非接触输电技术的组合运用 112

第6章 速车线路 114

6.1 速车线路的特点与选择 114

6.1.1 速车线路的土木工程特点 114

6.1.2 真空管道交通的隧道概念 114

6.1.3 真空管道交通的架空管道概念 115

6.1.4 速车线路（真空管道）的浅埋选择 115

6.1.5 速车线路概念 116

6.1.6 速车线路的复线选择 116

6.1.7 速车线路复线单通道方案 117

6.1.8 速车线路复线夹墙双通道方案 117

6.1.9 速车线路的截面尺寸选择注意问题 119

6.1.10 夹墙的通风驱动与控制 119

6.1.11 夹墙的气密方案 120

6.1.12 环形速车线路 121

6.2 速车线路的弯曲与交叉 121

6.2.1 速车线路的弯道的曲率、速度关系 121

6.2.2 速车线路在丘陵地区的曲率策略 122

6.2.3 穿越峡谷水面的速车桥概念 122

6.2.4 穿越宽阔水底与山岭的速车隧道概念 122

6.2.5 速车线路的交叉 124

6.2.6 速车线路的连网问题 125

6.3 速车线路真空管道的密封结构 125

6.3.1 速车线路中薄膜与基础管道的连接 125

6.3.2 速车线路底部的连接与密封 127

6.3.3 卸压段概念 127

6.3.4 长挂座与卸压道 128

6.4 真空泵与真空机组 128

6.4.1 真空泵与真空机组的概念 128

6.4.2 机械真空泵概览 129

6.4.3 几种大流量机械真空泵 130

6.4.4 蒸汽流真空泵 132

6.4.5 气体捕集式真空泵 132

6.4.6 低温泵在速车转移冷却系统中的应用 133

6.5 速车线路的施工 135

6.5.1 速车线路建设主要施工项目 135

6.5.2 速车线路的施工准备 135

6.5.3 速车线路建设的集成施工作业 136

6.5.4 速道（速车线路）地表的恢复与使用 137

第7章 速车车站 138

7.1 速车车站的特点与功能 138

7.1.1 速车车站的选址 138

7.1.2 速车车站的分区与功能 138

7.2 速车的渡口与渡机 139

7.2.1 无道岔的速车线路系统 139

7.2.2 列车轮渡技术回顾 139

7.2.3 速车系统的渡口与渡机概念 140

7.2.4 渡机的基本结构驱动方式 140

7.2.5 渡机机轮的载荷与数量估算 142

7.2.6 渡机接送速车的基本操作流程 143

7.2.7 渡口移动台辅助套准装置 148

7.2.8 渡机纵向移动微调辅助套准装置 149

7.2.9 渡口、渡机设计中一些值得注意的特点 150

7.3 速车气闸站 150

7.3.1 速车进出真空环境的概念 150

7.3.2 气闸装置的由来与空间实践 150

7.3.3 速车（渡机）进出真空环境操作的特点 151

7.3.4 气闸站的三级阶梯方案 151

7.3.5 移动门气闸站方案 160

7.3.6 气闸站的真空机组系统 162

7.3.7 速车气闸站的密封、承载结构特点 164

7.4 速车车站内区以及气闸站的配置 165

7.4.1 速车车站内区的功能与影响 165

7.4.2 单渡口速车简单车站内区 165

7.4.3 多渡口简单车站内区配置 167

7.4.4 具有综合配置的车站内区 169

7.4.5 车站内区站门 171

7.5 内区空载渡机缓冲区在速车线路中的形成方式 172

7.5.1 对称速车车站弯道 172

7.5.2 半对称速车车站弯道 173

7.5.3 单边全弧车站弯道 174

7.5.4 组合曲率弯道车站内区 175

7.5.5 组合曲率缓冲区间隔形成中的速道偏转角度的选择 176

7.5.6 具有直道穿插的组合曲率车站弯道 178

第8章 速车系统运行 180

8.1 速车系统运行的概念 180

8.2 速车关联运行 181

8.2.1 速车对接与关联运行的安全基础 181

8.2.2 空中加油的实践 182

8.2.3 空间对接的实践与应用 182

8.2.4 速车线路、车站的模型 185

8.2.5 速车的关联运行中速度-距离安全判据 186

8.2.6 速车关联发车 187

8.2.7 速车的前关联发车 187

8.2.8 速车的后关联发车 190

8.2.9 速车的对接与连通 193

8.3 速车有速乘客交换模式 193

8.3.1 有速乘客交换的一些特点 193

8.3.2 有速乘客交换的一些注意问题 194

8.3.3 座位Ⅰ座-j行间隔座位配置 195

8.3.4 多轮梯次转座 196

8.3.5 转座控制与引导系统 196

8.4 有速乘客交换图示方法与应用 197

8.4.1 有速乘客交换的图示方式 197

8.4.2 速车有速乘客交换过程示例 197

8.4.3 速车转座结果讨论 200

8.4.4 转座时间探讨 201

8.5 速车系统的辅助运行 201

8.5.1 速车辅助运行的基本概念 201

8.5.2 载客辅助运行 202

8.5.3 调度辅助运行 203

8.5.4 速车的维护 203

8.5.5 速车线路的维护 204

8.5.6 系统的启动与试运行 205

8.6 速车系统的运力 206

8.6.1 决定速车系统运力的几个因素 206

8.6.2 速车系统运力估算举例 209

8.7 与速车运行相关的一些延伸课题 210

8.7.1 运行抽气 210

8.7.2 速车系统的真空环境的氢气或者氦气的填充 222

第9章 速车应急救援 223

9.1 速车运行的安全性特点 223

9.2 速车自检与自救系统 224

9.2.1 速车常规的应急救援系统 224

9.2.2 速车车舱的泄漏问题 224

9.2.3 速车车舱泄漏的检测与监测 224

9.2.4 速车非破坏性泄漏事故应急处理 225

9.2.5 一种常规的应急供氧装置 226

9.2.6 对于处理支撑与驱动系统故障的初步设想 229

9.3 速车的应急转移救援 229

9.3.1 交通工具的应急转移 229

9.3.2 速车的车、站应急转移 229

9.3.3 速车的车、车应急转移 230

9.4 速车的应急充气救援 230

9.4.1 速车线路应急充气的需求 230

9.4.2 卸压泵站、爆炸充气复合结构 231

9.4.3 爆炸螺栓 232

9.4.4 应急充气过程 232

9.4.5 部分速车线路应急充气协调操作 233

9.4.6 应急充气速率与速车线路充气-抽气复合装置的密度选择 237

第10章 速车系统的开发与应用展望 239

10.1 速车系统的投资与运营成本问题 239

10.1.1 概述 239

10.1.2 基础管道建设与施工 239

10.1.3 密封层的材料与施工 240

10.1.4 速车磁悬浮驱动（轨道）设备 241

10.1.5 速车车辆的开发与制造 242

10.1.6 车站 243

10.1.7 速车的运营成本 244

10.1.8 速车系统的性能价格比探讨 245

10.2 速车系统的应用前景展望 245

10.2.1 亚洲、欧洲高速交通通道 245

10.2.2 交通事业远景展望 247

10.2.3 速车系统的运行速度极限 248

10.3 速车系统开发的机遇与挑战 249

附录 术语简表 250

参考文献 251