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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