En høyhastighetslinje , eller LGV , er en jernbanelinje bygget spesielt for å tillate sirkulasjon av høyhastighetstog .
Som definert av International Union of Railways (UIC) brukt i de fleste land, inkluderer dette nye linjer bygget for en hastighet på minst 250 km / t , samt eksisterende linjer tilpasset en hastighet på 200 til 220 km / t , brukt med tog spesielt designet for høy hastighet, og til og med nye tilgangslinjer til LGV, spesielt i Spania .
Det anses at utover denne hastigheten er observasjon av sideskiltene ikke lenger mulig (i henhold til UIC-standarden ). En av hovedegenskapene til høyhastighetslinjer er derfor å inkludere et spesielt signalanlegg som gjør det mulig å motta hastighetsindikasjoner og viss spesifikk informasjon direkte i førerhuset.
Den første linjen av denne typen ble tatt i bruk i Japan i 1964, kalt Shinkansen . I Europa er den første høyhastighetslinjen Direttissima Firenze-Roma , bestilt i 1977 i Italia . Det er to typer høyhastighetslinjer, de er tette til det historiske nettverket (spesielt av tekniske kompatibilitetsgrunner: sporvidde mellom skinner og sporvidde) og de som er knyttet til sistnevnte.
De mest maskede nettverkene til LGV er:
Siden 2015 har andre land tatt høyhastighetslinjer i bruk, som Tyrkia , Marokko og Saudi-Arabia .
Høyhastighetslinjer er fremdeles gjenstand for prosjekter, spesielt i Kina, hvis mål er å nå 70 000 km høyhastighetslinjer i drift innen 2035 .
Høyhastighetslinjer (LGV) har vanlige tekniske egenskaper.
I 2020 hadde 21 land over hele verden linjer som tillot kjøring i hastigheter større enn eller lik 220 km / t . Tabellen nedenfor viser den globale beholdningen kl27. februar 2020 (slutt desember 2020for Kina) høyhastighetslinjer i henhold til International Union of Railways (UIC). Det tar hensyn til, for klassifiseringen, 307 km med linjer som er begrenset mellom 70 og 130 km / t i Japan, mens bare linjer over 200 km / t er tatt i betraktning for Europa. Klassifiseringen er laget i henhold til gjeldende kjørelengde for linjene i drift.
| Land | I tjeneste | Under konstruksjon | Planlagt | Langsiktig | Totalt antall land | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Kina | 38.700 | 3000 | 8.300 | 20.000 | 70.000 |
| 2 | Spania | 3,330 | 1.293 | 676 | 0 | 5 299 |
| 3 | Japan | 3 041 | 402 | 194 | 0 | 3,637 |
| 4 | Frankrike | 2,734 | 0 | 0 | 1.725 | 4,459 |
| 5 | Tyskland | 1,571 | 147 | 81 | 210 | 2.009 |
| 6 | Finland | 1120 | 0 | 0 | 0 | 1120 |
| 7 | Italia | 921 | 327 | 0 | 0 | 1.248 |
| 8 | Sør-Korea | 893 | 0 | 49 | 0 | 942 |
| 9 | forente stater | 735 | 763 | 1.659 | 449 | 3.606 |
| 10 | Tyrkia | 594 | 1.652 | 789 | 4 384 | 7.419 |
| 11 | Saudi-Arabia | 449 | 0 | 0 | 0 | 449 |
| 12 | Taiwan | 354 | 0 | 0 | 0 | 354 |
| 1. 3 | Østerrike | 254 | 281 | 71 | 0 | 606 |
| 14 | Polen | 224 | 0 | 805 | 875 | 1.904 |
| 15 | Belgia | 209 | 0 | 0 | 0 | 209 |
| 16 | Marokko | 200 | 0 | 139 | 975 | 1314 |
| 17 | sveitsisk | 144 | 15 | 0 | 0 | 159 |
| 18 | Storbritannia | 113 | 230 | 320 | 0 | 663 |
| 19 | Nederland | 90 | 0 | 0 | 0 | 90 |
| 20 | Tsjekkia | 64 | 0 | 666 | 318 | 1.048 |
| 21 | Danmark | 56 | 0 | 0 | 0 | 56 |
| 22 | Iran | 0 | 1336 | 117 | 1 651 | 3 104 |
| 22 | Thailand | 0 | 253 | 431 | 1.958 | 2,642 |
| 22 | Sverige | 0 | 11 | 150 | 589 | 750 |
| 22 | Russland | 0 | 0 | 1.080 | 1,549 | 2,629 |
| 22 | Egypt | 0 | 0 | 910 | 300 | 1 210 |
| 22 | Indonesia | 0 | 0 | 712 | 0 | 712 |
| 22 | India | 0 | 0 | 508 | 4,126 | 4.634 |
| 22 | Litauen | 0 | 0 | 392 | 0 | 392 |
| 22 | Latvia | 0 | 0 | 265 | 0 | 265 |
| 22 | Estland | 0 | 0 | 213 | 0 | 213 |
| 22 | Israel | 0 | 0 | 85 | 0 | 85 |
| 22 | Sør-Afrika | 0 | 0 | 0 | 2390 | 2390 |
| 22 | Australia | 0 | 0 | 0 | 1.749 | 1.749 |
| 22 | Vietnam | 0 | 0 | 0 | 1600 | 1600 |
| 22 | Kasakhstan | 0 | 0 | 0 | 1.011 | 1.011 |
| 22 | Portugal | 0 | 0 | 0 | 596 | 596 |
| 22 | Brasil | 0 | 0 | 0 | 511 | 511 |
| 22 | Malaysia | 0 | 0 | 0 | 335 | 335 |
| 22 | Norge | 0 | 0 | 0 | 333 | 333 |
| 22 | Canada | 0 | 0 | 0 | 290 | 290 |
| 22 | Mexico | 0 | 0 | 0 | 210 | 210 |
| 22 |
Bahrain / Qatar |
0 | 0 | 0 | 180 | 180 |
| 22 | Singapore | 0 | 0 | 0 | 15 | 15 |
Tetthet til LGV-nettverket i Europa (hastighet ≥ 250 km / t ). I km per million innbyggere (2010).
Tetthet i LGV-nettverket. Øst-asiatisk (hastighet ≥ 250 km / t ). I km per million innbyggere (2010).
Nåværende og fremtidige høyhastighetslinjer i Russland som forbinder Europa med Asia.
Høyhastighets linjer i USA.
Hastighet pålegger geometriske begrensninger for sporoppsettet. På grunn av økningen i sentrifugaleffekten med hastighet, er minimumsradiusen på kurven høy, avhengig av målhastighetene (i motsetning til gamle linjer bygget i tider da 120 km / t var høy hastighet). Denne minimumsradiusen varierer fra 2500 meter (for Shinkansen Tōkaidō-linjen åpnet i 1964 ved 210 km / t ) til 6000 meter for nyere eller fremtidige linjer planlagt for hastigheter på rundt 350 km / t . Avhengig av terreng er stiene så rette som mulig med kurver med større radius: rekorden for3. april 2007ved 574.8 kilometer i timen ble oppnådd i en kurve med en radius på 16,667 meter.
Profilen (ramper og bakker) kan, hvis linjen er spesialisert for høyhastighetstrafikk, være like alvorlig som for fjelllinjer. Den kinetiske energien som lagres av høyhastighetstog og deres svært høye spesifikke kraft, gjør at de kan klatre opp veldig sterke ramper uten å straffe strømforbruket for mye. Den Paris-Sud-Est LGV har 35 ‰ ramper (krysset Morvan ); på LGV Köln - Frankfurt når de 40 ‰ . Denne funksjonen letter innsetting av linjer og reduserer byggekostnadene.
De må være normale sporvidder (1.435 m ) eller brede målere . Den metriske eller smalsporede ikke tillater å oppnå 200 km / t i strøm tjeneste. Dette var grunnen til at i Japan som i Taiwan, måtte høyhastighetsnettverket være forskjellig fra det tradisjonelle nettverket. På den iberiske halvøya, der konvensjonelle linjer er bredsporede, bygges eller planlegges LGV-er på standardmål bare for å opprettholde kompatibilitet med resten av Europa.
Banen må ha svært høye geometriske og mekaniske egenskaper. For ballast spor: ballast profil tilpasset, betongsviller (mono- eller bi-blokker) overalt, også i skinne-anordning (selv om enhetene blir holdt på tre etasje til LN3 av konstruksjonen), tunge skinne ( UIC 60 - 60E1 dag) . I flere land (Japan, Tyskland, Kina) utvikler eller spres bruken av spor på betongplater.
Sporens senteravstand må økes (4,2 til 4,5 m ) for å begrense eksplosjonseffekten i krysset mellom to tog.
Strukturer krever beregninger tilpasset hastighetene som er praktisert (større dynamiske effekter).
Hvis de har tunneler, må seksjonen deres være (over) dimensjonert, spesielt i endene, for å begrense effekten av aerodynamisk trykk.
En LGV er oftest dedikert til høyhastighetsbevegelse for reisende og post. Blandet passasjer- og godstrafikk medfører sterke begrensninger. Den mulige hastigheten til en linje avtar kraftig hvis tog med svært forskjellige hastigheter kjører der (300 og 200 km / t , a fortiori 300 og 160 km / t ). Kryssing av høyhastighetstog og "allround" godstog er neppe mulig på grunn av risikoen for destabilisering av laster ved eksplosjonseffekt. Derfor kan godstog bare kjøre i perioder når de er stengt for høyhastighetstrafikk - for eksempel om natten. Men disse periodene brukes til vedlikehold av infrastrukturen. Sterke ramper begrenser sterkt den mulige mengden godstog. Langsom trafikk forhindrer at maksimal skråning påføres spor for LGV-er: for samme fartsgrense må kurver med større radius være gitt. Derfor er en blandet linje dyrere i tekniske strukturer og vanskeligere å sette inn i landskapet. Blandingen er ofte begrenset til spesifikke seksjoner (tidligere forbikjøring av Tours på LGV Atlantique , bypass av Nîmes og Montpellier koblet til LGV Méditerranée ); andre steder gjelder det et lite antall "treg" trafikk (tysk LGV eller LGV Sud-Est ).
Høyhastighetslinjer er alltid elektrifisert, for i tillegg til begrensningene for å bære drivstoff og drivstoff, gir termisk trekkraft ikke den spesifikke kraften og øyeblikkelig kraften som kreves for høy hastighet. Bortsett fra den 3 kV - DC- elektrifiserte Roma-Firenze LGV (som Direttissima og resten av det italienske nettverket, unntatt LGV), blir LGVene elektrifisert ved høyspenning på 15 kV og 16,7 Hz i nettverk som bruker dette systemet (Tyskland, Østerrike Sveits), 25 kV ved 50 eller 60 Hz overalt ellers (til og med nåværende og fremtidige italienske høyhastighetslinjer).
De kjedelinjer er tettere enn dem for konvensjonelle linjer, slik at hastigheten for forplantning av den mekaniske bølge (korrugering av kontakttråd av kjøreledningen som følge av kontakten av den pantograf ) forblir større enn hastigheten til toget. Faktisk, hvis toget gikk raskere enn bølgen, ville det være en opphopning av deformasjon foran strømavtaker, eller veggen på ledningsnettet , et fenomen som ville forårsake et brudd på ledningsstrømmen (fenomen som ligner på lydbarrieren , men for en kabel).
Bølgene som genereres av strømaftagerens friksjon, beveger seg på en konvensjonell ledning med en hastighet nær 350 km / t . Når toget kjører i en hastighet nær disse bølgene, kan det ta igjen dem. Den bølgende strømavtaker er da bare i kontakt til tider med ledningsnettet, som forårsaker en periodisk strømforsyning, og forhindrer normal bevegelse av toget. Det er derfor nødvendig å stramme ledningsnettet ytterligere for å takle trafikken i hastigheter over 350 km / t , noe som akselererer slitasjen. Dette er en av grunnene til at hastighetsregistreringer generelt blir etablert på nye linjer, der de nye ledningene kan bli overspent uten risiko for mekanisk svikt, og deretter slappe av for å bli tilpasset til normal driftshastighet når rekorden er satt.
Med rekorden 3. april 2007 var hastigheten på bølgen i størrelsesorden 620 km / t , knapt høyere enn hastigheten nådd ( 574,8 km / t ).
Høyhastighetslinjer er utstyrt med signalanlegg med overføring av spor-til- tog-informasjon ( Track-to-machine transmission (TVM) i Frankrike, Linienzugbeeinflussung (LZB), i Tyskland, Transmission beacon-locomotive (TBL) i Belgia, etc) .). Det eksisterer et europeisk signalsystem: det er ETCS . Det ble installert på østeuropeiske LGV i to eksemplarer med TVM 430 , men det ble ikke brukt i 2009. Alle disse systemene inneholde informasjon om hastigheten å bli observert, tilstedeværelse av et strøm kutt , etc. til hytta . og inkluderer hastighetskontroll, enten kontinuerlig i trinn (TVM300) eller med beregning av bremsekurver (TVM430).
De er generelt inngjerdet for å forhindre dyreinntrenging og ondsinnede handlinger. Planoverganger er forbudt, og broer er utstyrt med deteksjonssystemer for å forhindre fallende gjenstander på banen (DCV - Vehicle fall detectors) samt overvåkingssystemer for sidevind (DVL - Crosswind detectors). Noen områder er også utstyrt med frostmåleutstyr (LGV Est).
På grunn av deres tekniske egenskaper representerer byggingen av høyhastighets jernbanelinjer en relativt tung investering.
Prisen per kilometer avhenger av forskjellige parametere: lettelse av områdene som skal krysses; tekniske konstruksjoner som skal bygges, kommunikasjon som skal reetableres (spesielt veier); den planlagte linjetypen (reservert for høyhastighets- eller blandet passasjer- / godstrafikk); integrering i landskapet og overholdelse av lokale miljøbestemmelser.
Ved begynnelsen av 2007 ble den gjennomsnittlige kostnaden per kilometer estimert til 17 millioner nåværende euro, for en forkjørsrett på 40 m (total bredde) og en plattform på 14 m , dvs. omtrent tre ganger kostnaden for å bygge en 2 Motorvei × 2. kjørefelt.
I noen land med ulendt terreng (spesielt Spania) kan denne gjennomsnittlige kostnaden dobles. Det samme gjelder når befolkningstettheten er slik at linjene må passere i en tunnel over betydelig lengde (betjener London - Saint Pancras stasjon).
I en studie utført for RFF i Mai 2009, varierer prisen per kilometer mellom € 8 millioner og € 66 millioner . Strukturer øker kostnaden per kilometer.
I SNIT 2010 forprosjekt varierer prisene mellom 12,9 M € / km for LGV Poitiers Limoges (men enkelt spor) til 57,57 M € / km for LGV PACA.
Grenelle II-retningslinjene krever at prosjektlederen optimaliserer miljøintegrasjonen av høyhastighetslinjer, noe som vil øke kostnadene per kilometer betydelig.
Tunge investeringer er lønnsomme hvis det er tilstrekkelig passasjertrafikk. Réseau Ferré de France (RFF) indikerer på nettstedet sitt at en LGV som maksimalt benyttes av TGV Duplex, tilsvarer en 2 × 5-felts motorvei. Kapasiteten til en linje avhenger av antall tog som kan kjøres på den og antall passasjerer som kan transporteres per tog.
En studie fra Utstyrsdepartementet i 2002 anslår at LGV Sud-Est , den travleste med 75 000 passasjerer per dag i år, hadde en teoretisk kapasitet 4,5 ganger større.
I Japan fraktet Tōkaidō Shinkansen-linjen 413 000 passasjerer per dag i 2007 (med viktige mellomstasjoner som ligger på linjen, blir en liten andel av reisene gjort end-to-end).
Noen nye linjeprosjekter, som LGV fra Paris - London via Amiens eller Centre France LGV , er spesielt motivert av metningen av de gamle linjene som de blir bedt om å duplisere.
Tvert imot, noen prosjekter i Spania virker mindre nyttige. På sammenlignbare linjekilometer står Spania for henholdsvis 5% og 15% av antall høyhastighetsreisende fra Japan og Frankrike.
Antall daglige togreiser tilsvarer produktet av den maksimalt tillatte hastigheten av timens amplitude for linjens drift.
I dag tillater høyhastighetslinjen Paris-Lyon sirkulasjon av 12 tog i timen. Bruken av ETCS nivå 2 (eller av TVM 430 , som opererer for eksempel på LGV est) vil gjøre det mulig å øke kapasiteten til 16 tog i timen. Vedtakelsen av den deformerbare mobilblokken som er tillatt av det fremtidige ETCS- nivå 3, vil øke kapasiteten til linjen til 19 togstier . Til sammenligning tillater en konvensjonell linje 20 til 25 baner i timen; SNCF planlegger å eksperimentere i 2013 på visse Île-de-France-linjer, med et operativsystem som tillater 40 togstier.
Studien fra Utstyrsdepartementet antar en sirkulasjon fra klokka 6 til 22 med en times avbrudd på dagtid ( hvite arbeider ). Den mest restriktive er antagelsen om regelmessighet i etterspørselen. I dag er reisendes krav svært svingende (rushtid i morgen og kveld, helger, ferieavganger) og å utjevne toppene i forbruket krever avkastningshåndteringsteknikker som den tidsmessige moduleringen av prisene etter tid. Dette utgjør et politisk rettferdighetsproblem mellom reisende; i en dom fra 1993 mente statsrådet at den tidsmessige moduleringen av tariffer under visse betingelser var forenlig med SNCFs offentlige tjenestemisjon. Siden denne studien ble utført, har introduksjonen av NOTES (New Tariff And Service Offer) i 2007 av SNCF økt bruken av tariffmodulasjoner for å gi en jevnere etterspørsel.
Den TGV Duplex "L'Océane" i rute mellom Paris, Bordeaux og Toulouse, kan transportere 556 sittende passasjerer med tog, er det i dag TGV utstyr med større kapasitet. Utviklingen av Duplex high-speed railcar kan øke lastekapasiteten. Det var tenkt å bygge "Jumbo Duplex", bestående av to sammenslåtte Duplex-togsett, som ville ha fraktet 1200 passasjerer, men studien ble forlatt.
I Japan har Shinkansen større kapasitet takket være en bredde som er større enn UIC-måleren (3,38 m og 1323 passasjerer for Shinkansen 700-serien ), som gir fem seter per rad i andre klasse (fire per rad i 1. klasse).
I Kina plasseres fem seter per rad i andre klasse, fire i første klasse og tre i business class i nye Fuxing.
Et TGV-tog har en lengde på 200 m (237 m for TGV Atlantique). Den kan kjøre i en enkelt enhet eller i flere enheter (to sammenkoblede togsett), og danner et lengdetog som er kompatibelt med de 400 m stasjonsplattformene som er standardisert av UIC. På eksisterende stasjoner anses det å være for dyrt å utvide plattformene for å tillate tredobbelt eller firdoblet drift. Det vil også være nødvendig å organisere ruting av passasjerer, 400 m blir betraktet som en øvre grense for komfortavstand for en reisende til fots.
SNCF kunngjør en gjennomsnittlig TGV-fyllingsgrad på 77% i 2008.