[科普中國]-構(gòu)造速度

概念定義

構(gòu)造速度就是機(jī)器零件在正常工作狀態(tài)下的最快運(yùn)轉(zhuǎn)速度。例如，常規(guī)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造速度是每分鐘3000轉(zhuǎn)。構(gòu)造速度、又稱設(shè)計(jì)速度、最大速度或安全速度，它只取決于機(jī)器零件本身的材料和結(jié)構(gòu)性質(zhì)。例如，復(fù)興號(hào)CR400AF的構(gòu)造速度是350km/h。1

當(dāng)一列火車的機(jī)車構(gòu)造速度和車廂構(gòu)造速度不一致時(shí)，列車的運(yùn)營(yíng)速度受數(shù)值小的制約。

相關(guān)對(duì)比運(yùn)營(yíng)速度運(yùn)營(yíng)速度是指車輛在商業(yè)營(yíng)運(yùn)中的常規(guī)速度，等于或低于構(gòu)造速度，受到路面條件、法律政策、經(jīng)營(yíng)管理等多方面因素共同影響。例如，鐵路降速政策發(fā)布后，中國既有線普通鐵路列車的運(yùn)營(yíng)速度限制為160km/h。2

試驗(yàn)速度試驗(yàn)速度又稱實(shí)驗(yàn)速度，是指車輛在既有的一切內(nèi)外條件下能夠沖刺的最快速度，高于構(gòu)造速度，只能維持極短時(shí)間，并且會(huì)對(duì)車體和外界環(huán)境帶來強(qiáng)力沖擊，機(jī)器零件磨損很快，但具有很高的科學(xué)研究?jī)r(jià)值。例如，中華之星動(dòng)車組的試驗(yàn)速度是300km/h以上。3

最大速度最大速度是指在構(gòu)造速度的基礎(chǔ)上、安全冗余范圍內(nèi)列車短時(shí)間內(nèi)可達(dá)到的最高速度，等于或稍高于構(gòu)造速度。列車可以在較短的時(shí)間內(nèi)開行到最大速度，但如果長(zhǎng)時(shí)間或長(zhǎng)期按最大速度開行，則列車的能耗和維護(hù)成本等會(huì)增加，零件更換頻繁，超出設(shè)定的使用周期。例如，和諧號(hào)CRH380A的最大速度是380km/h。4

持續(xù)速度1、持續(xù)運(yùn)行的速度，有些媒體或官網(wǎng)直指構(gòu)造速度，常用于客運(yùn)機(jī)車；5

2、在1995年版的《內(nèi)燃機(jī)車總體與機(jī)車走行部》中，“持續(xù)速度”是指機(jī)車在全功率工況下，其冷卻裝置的能力所能容許的持續(xù)運(yùn)行的最低速度，常用于貨運(yùn)機(jī)車，如和諧1型貨運(yùn)機(jī)車持續(xù)速度是65km/h。6

鐵路領(lǐng)域構(gòu)造速度，是在正常情況下，考慮機(jī)車和車輛車體和轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和機(jī)車動(dòng)力性能所允許的理論最大行車速度。構(gòu)造速度概念在科研領(lǐng)域中運(yùn)用較多，但對(duì)大眾實(shí)用性較低，現(xiàn)鐵道部門對(duì)外重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)運(yùn)營(yíng)速度。7

一般情況下要高于最大試驗(yàn)速度，但少數(shù)特殊情況下，試驗(yàn)速度也可以超過構(gòu)造速度，但此時(shí)就相對(duì)有安全風(fēng)險(xiǎn)了。如CW-2E轉(zhuǎn)向架，構(gòu)造速度160km/h，最大試驗(yàn)速度180km/h；209P轉(zhuǎn)向架，構(gòu)造速度140km/h，因制動(dòng)距離超限等，裝用于25G客車時(shí)的最大運(yùn)行速度120km/h。

構(gòu)造速度理念的應(yīng)用在現(xiàn)行及以往頒布的公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范中，設(shè)計(jì)速度是一個(gè)基礎(chǔ)指標(biāo)，規(guī)定了線形的最低設(shè)計(jì)準(zhǔn)，是所有公路幾何設(shè)計(jì)參數(shù)確定的前提。在我國目前中國的公路線形設(shè)計(jì)中不論是高速公路還是地方低等級(jí)公路采用的都是設(shè)計(jì)速度理念，我國大多數(shù)的設(shè)計(jì)人員都接受并采用這種設(shè)計(jì)方法。

構(gòu)造速度理念中存在的不足1、設(shè)計(jì)要素可能采用最低指標(biāo)

根據(jù)選定的設(shè)計(jì)速度，依據(jù)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范在某 些條件受限制路段，設(shè)計(jì)者可能會(huì)選擇此設(shè)計(jì)速度下各幾何設(shè)計(jì)參數(shù)的極限指標(biāo)，那么這些路段的路況條件在此條線路中是最低的。

2、前后線形指標(biāo)的一致性和均衡性差

在某條公路設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者在執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范前提下，會(huì)根據(jù)各個(gè)路段實(shí)際控制條件選取線形指標(biāo)，只要條件允許設(shè)計(jì)者往往會(huì)盡可能采用高指標(biāo)。如條件受限路段就會(huì)采用較低的指標(biāo)甚至極限指標(biāo)，而無限制條件的路段將采用較高的指標(biāo)。因此造成前后路段指標(biāo)差異太大，致使相鄰路段行駛速度差超過某個(gè)限值。

3、與車輛實(shí)際行駛特性不符

采用設(shè)計(jì)車速理念，某一條公路或某一路段其設(shè)計(jì)車速就是一個(gè)固定值，但是在實(shí)際駕駛行為中,，沒有任何一個(gè)駕駛?cè)藭?huì)自始至終按照某個(gè)固定車速行駛，其實(shí)際行駛車速總是隨公路線形、車輛動(dòng)力性能及駕駛?cè)颂匦缘雀鞣N條件改變而變化。在實(shí)際駕駛中，只要路況車況允許，駕駛?cè)丝偸菚?huì)采用較高的速度行駛，實(shí)際車速往往與設(shè)計(jì)速度存在較大差異。 正是由于這種差異的存在，致使與路段設(shè)計(jì)速度配合的線形指標(biāo)不能滿足駕駛者的安全行車要求，給交通運(yùn)營(yíng)埋下安全隱患。8

相關(guān)擴(kuò)展運(yùn)行速度運(yùn)行速度是指在特定路段上，在干凈、潮濕的條件下，在自由流情況下，85%的駕駛員行車不會(huì)超過的行駛速度。它是按統(tǒng)計(jì)學(xué)中測(cè)定的從高速到低速排列第85個(gè)百分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的車輛行駛速度，是一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)，是單元路段上車輛實(shí)際行駛速度。

1、避免恒定的設(shè)計(jì)速度設(shè)計(jì)的盲目性和不具體性，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)用性；

2、能綜合考慮一切交通組成單元如道路線形、駕駛員、汽車、路側(cè)自然景觀和環(huán)境等對(duì)行車的影響，更符合實(shí)際，更加科學(xué)，考慮的因素也更加全面；

3、以運(yùn)行速度為依據(jù)設(shè)計(jì)，線形是連續(xù)的，不會(huì)出現(xiàn)速度突變點(diǎn)，保證了前后路段指標(biāo)的一致性和均衡性，削除了安全隱患。

理念發(fā)展我國公路路線設(shè)計(jì)中尚采用設(shè)計(jì)車速理念，主要原因就是運(yùn)行車速理念在我國尚未完全成熟， 用上存在一定的不足。雖然我們國家還未像美國等國家正式采用運(yùn)行速度設(shè)計(jì)理念，不過對(duì)于采用設(shè)計(jì)車速理念進(jìn)行設(shè)計(jì)存在的缺陷和由此可能產(chǎn)生的安全隱患使我們認(rèn)識(shí)到應(yīng)當(dāng)采取措施進(jìn)行削除和避免。

由此現(xiàn)階段在執(zhí)行設(shè)計(jì)車速理念的前提下，結(jié)合運(yùn)行速度測(cè)算分析的安全設(shè)計(jì)理念應(yīng)當(dāng)被我們廣大設(shè)計(jì)者所認(rèn)同和運(yùn)用，如此才能促使運(yùn)行速度設(shè)計(jì)理念的發(fā)展和完善，從而使我們的公路設(shè)計(jì)離“注重安全、以人為本”的設(shè)計(jì)理念越來越近。