摘 要：隨著社會(huì)發(fā)展，城市交通擁堵，公共交通先天缺陷，高速公路高傷亡率等傳統(tǒng)載運(yùn)模式下無法解決的許多重大交通問題，與人類發(fā)展需求之間的矛盾越來越尖銳。如何突破傳統(tǒng)載運(yùn)模式，構(gòu)建能從根本上解決重大交通問題的技術(shù)方案，必需提出新的理論。在對(duì)飛機(jī)空中加油，航天飛機(jī)在地面與空間站之間轉(zhuǎn)運(yùn)人員物資等一類特殊載運(yùn)工程技術(shù)實(shí)例進(jìn)行分析研究后，發(fā)現(xiàn)此類事例有著共同的構(gòu)成要件和載運(yùn)機(jī)理，再通過進(jìn)一步概括、推導(dǎo)，確立了遞速理論。遞速理論運(yùn)用于道路交通領(lǐng)域，指導(dǎo)建立起新的遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式，開啟以遞速軌道列車和運(yùn)行軌道列車為組合載運(yùn)體系的道路交通新時(shí)代。

關(guān)鍵詞：受載體；遞速載體；運(yùn)行載體；遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式；遞速運(yùn)行地鐵；不停站遞速運(yùn)行高鐵；遞速運(yùn)行融合高·鐵

1 遞速理論的確立

分析以下實(shí)例：

（1）某海域航線上一艘戰(zhàn)艦需要在高速航行狀態(tài)下接受油料、

淡水及作戰(zhàn)物資的補(bǔ)給，執(zhí)行補(bǔ)給任務(wù)的補(bǔ)給船必須從待命點(diǎn)加速靠近戰(zhàn)艦后與該戰(zhàn)艦等速航行，向戰(zhàn)艦實(shí)施航行補(bǔ)給。

（2）空中加油機(jī)從地面起飛給飛行狀態(tài)的戰(zhàn)機(jī)加注航油。

（3）航天飛機(jī)從地面給空間站輸送航天員M和太空生活物質(zhì)，又將在空間站工作一段時(shí)期的航天員N帶回地面。

（4）科學(xué)家計(jì)劃用飛船向威脅地球安全的近地小行星輸送安裝能改變其運(yùn)行軌道的施力裝置。

在例1-4中的淡水、航油、航天員M、施力裝置等人員物資，是在事例中接受載運(yùn)的物體，統(tǒng)稱為受載體。

在例1-4中的補(bǔ)給船、空中加油機(jī)、航天飛機(jī)、飛船等，它們作為明確的載運(yùn)工具在載運(yùn)受載體的旅程中，都要使自身及其受載體的速度發(fā)生遞增或遞減的變化，因而被稱為遞速載體。如航天飛機(jī)將航天員M從地面起飛時(shí)的零速，加速飛行到與空間站對(duì)接時(shí)的高速，以及航天飛機(jī)將航天員N接回地面過程中，從與空間站相等的高速遞減到返回地面的零速。

在例1-4中的戰(zhàn)艦、戰(zhàn)機(jī)、空間站、小行星等稱為運(yùn)行載體，它們?cè)诮邮芗虞d或卸載時(shí)正以一定的速度運(yùn)行。

在例1-4中的受載體航油，航天員M、生活物資等在進(jìn)入遞速載體前所在的庫房、站場(chǎng)是相對(duì)靜止的地點(diǎn)，稱為靜態(tài)點(diǎn)。受載體由遞速載體逆性轉(zhuǎn)載進(jìn)入的站場(chǎng)、庫房也是靜態(tài)點(diǎn)，如例3中航天員N從航天飛機(jī)回到地面站場(chǎng)。

同一個(gè)受載體，出發(fā)前所在的靜態(tài)點(diǎn)與逆性遞速抵達(dá)的靜態(tài)點(diǎn)，可以不是同一個(gè)靜態(tài)點(diǎn)，如例3中航天員N回到地面某基地的靜態(tài)點(diǎn)，而當(dāng)初出發(fā)時(shí)可能是在另一個(gè)基地的靜態(tài)點(diǎn)。

在例1-2中，作為運(yùn)行載體的戰(zhàn)艦、戰(zhàn)機(jī)，都有他們的海域航線和空域航線，雖然它們的航線在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境不可能是預(yù)設(shè)的，不是穩(wěn)定的航行軌道，但仍然可以認(rèn)定，它們的位置、航向信息肯定要被它們的遞速載體所獲知，其航跡可作為遞速載體追蹤靠近予以參考的即時(shí)航行軌道；在例3-4中，作為運(yùn)行載體的空間站、小行星都有穩(wěn)定的運(yùn)行軌道。

以上受載體、遞速載體、運(yùn)行載體、靜態(tài)點(diǎn)、以及運(yùn)行軌道構(gòu)成遞速理論的五個(gè)遞速要件。（如表1所示）

受載體在靜態(tài)點(diǎn)與遞速載體間轉(zhuǎn)載時(shí)，如例3中航天員M從發(fā)射站場(chǎng)進(jìn)入航天飛機(jī)，例2中航油從油庫輸送到空中加油機(jī)等，靜態(tài)點(diǎn)速度v1為0，處于?？繝顟B(tài)的遞速載體速度v2為0，此時(shí)

v1=v2=0，這是遞速過程中的靜停等速轉(zhuǎn)載。

受載體在遞速載體與運(yùn)行載體間轉(zhuǎn)載時(shí)，如例3中航天員M從航天飛機(jī)進(jìn)入空間站、例2中航油從加油機(jī)油箱加注到戰(zhàn)機(jī)油箱，遞速載體速度v2與運(yùn)行載體速度v3必然相等，受載體才能在兩個(gè)高速運(yùn)行的載體間安全順暢的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)載，此時(shí)：

v2=v3，這是遞速過程中一次至關(guān)重要的高速等速轉(zhuǎn)載（或稱有速等速轉(zhuǎn)載）。

上述等速轉(zhuǎn)載都是可逆性等速轉(zhuǎn)載，如例3中航天員N可以從空間站進(jìn)入航天飛機(jī)，以及從航天飛機(jī)到地面站等。

完成靜停等速轉(zhuǎn)載后的受載體，搭乘遞速載體從零速遞增到與運(yùn)行載體速度相等的高速，或完成高速等速轉(zhuǎn)載的受載體，從高速遞減到與靜態(tài)點(diǎn)速度相等的零速，這種使受載體行進(jìn)速度發(fā)生的遞增或遞減變化稱為速度遞變。例3 中從空間站進(jìn)入航天飛機(jī)的航天員N，隨航天飛機(jī)降落，由與空間站速度相等的高速減速至到達(dá)地面站的靜態(tài)零速，這種遞速載體載運(yùn)受載體由高速遞減為零速的過程稱為逆性遞速。

如此，受載體在遞速載體上的一段旅程，總是體現(xiàn)為一端是零速，另一端是高速，或一端是高速，另一端是零速的可逆行速度遞變。

在靜停等速轉(zhuǎn)載與高速等速轉(zhuǎn)載的兩次等速轉(zhuǎn)載之間，受載體隨遞速載體不僅完成了速度遞變，還行駛了一段有一定距離的旅程，這一旅程稱為遞速旅程。

以上受載體的可逆性等速轉(zhuǎn)載，遞速旅程，以及可逆性速度遞變，是遞速理論必有的三個(gè)遞速機(jī)理。

例3中，航天員M和生活物資（受載體），從地面站場(chǎng)（靜態(tài)點(diǎn)）到航天飛機(jī)（遞速載體），完成靜停等速轉(zhuǎn)載，隨航天飛機(jī)起飛飛行一段距離的旅程后與空間站對(duì)接，完成遞速旅程和速度遞變，航天員M和生活物資從航天飛機(jī)進(jìn)入空間站（運(yùn)行載體），完成高速等速轉(zhuǎn)載，最終實(shí)現(xiàn)從零速的地面站場(chǎng)到達(dá)在軌高速運(yùn)行的空間站，這種從零速靜態(tài)點(diǎn)到達(dá)高速運(yùn)行載體的位置跨越稱為速位跨越。航天員N及空間站生活垃圾隨航天飛機(jī)從在軌高速運(yùn)行的空間站位置，逆性到達(dá)速度為零的地面站場(chǎng)，這種從高速運(yùn)行載體到達(dá)零速靜態(tài)點(diǎn)的位置跨越稱為逆性速位跨越。

速位跨越、逆性速位跨越分別是遞速和逆性遞速過程要獲得的遞速效果。

至此，結(jié)合前述五個(gè)遞速要件、三個(gè)遞速機(jī)理以及獲得的遞速效果，可以確立如下遞速理論：

以遞速載體為中介，受載體依次完成：靜停等速轉(zhuǎn)載，在遞速載體上的遞速旅程以及旅程中的速度遞變，高速等速轉(zhuǎn)載，能夠?qū)崿F(xiàn)從靜態(tài)點(diǎn)到在軌高速運(yùn)行載體間的速位跨越，或逆性完成上一程序后，能夠?qū)崿F(xiàn)從在軌高速運(yùn)行載體到靜態(tài)點(diǎn)的逆性速位跨越。

2 遞速理論在道路交通領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 傳統(tǒng)載運(yùn)模式下無法解決的重大道路交通問題

下面有三份統(tǒng)計(jì)資料：

（1）中科院《中國(guó)新型城市化報(bào)告2012》發(fā)布，中國(guó)50個(gè)城市上班路上平均時(shí)間排名，北京以單程52分鐘位居榜首，廣州、上海、深圳分別以48、47、46分緊隨其后。

報(bào)告指出，100萬以上人口城市，有80%的路段和90%的路口車輛通行能力已接近極限。

（2）2015年4月5日，荷蘭交通導(dǎo)航服務(wù)商TomTom發(fā)布2014全球擁堵城市排名，中國(guó)北京僅名列第15名。

（3）2015年2月10日，中國(guó)公安部交通管理局公布2014年交通事故多發(fā)、死亡人口集中的10個(gè)高危路段，全年平均每10公里僅人員死亡就達(dá)30人，這10個(gè)路口中有5個(gè)屬于高速公路。

第1、2份資料說明的是，北京是中國(guó)城市交通最擁堵、城市人出行最艱難的城市之一，但這種狀況在世界上還不算最嚴(yán)重的。

一直以來，城市交通問題，城市人出行難的問題，是全世界無法從根本上解決的問題。隨著世界城市化進(jìn)程的加快，這一問題已愈加嚴(yán)重，它早已不是增加投入和加強(qiáng)治理能解決的問題。人們想到的唯一出路是構(gòu)建方便、快捷、舒適、大運(yùn)量的，高密度的公共交通網(wǎng)，使市民自覺減少市區(qū)內(nèi)的自駕出行。但是，現(xiàn)有技術(shù)條件下的公共交通，包括各種制式的軌道交通，自其興起以來，就各自有著無法彌補(bǔ)的先天不足。如公共汽車，?？空军c(diǎn)多，繞行路線長(zhǎng)，高峰時(shí)段車內(nèi)擁擠，車外擁堵，乘行不舒適且速慢。地鐵、輕軌的最大問題是站距太長(zhǎng)，乘行不方便，還有逢站必停導(dǎo)致旅行時(shí)速仍然很低和高峰時(shí)段運(yùn)量不足等問題。

第3份資料反映的是中國(guó)公路交通的安全現(xiàn)狀。有資料顯示，中國(guó)每年交通事故死亡人數(shù)都在二十萬人左右，這還不算人員、車輛傷損，而這樣的交通事故，大多都發(fā)生在高速公路上。高速公路的安全問題，同樣是世界難以從根本上解決的問題。

人類自從發(fā)明依靠圓輪著地行駛的交通工具以來，雖然不斷賦予其科技創(chuàng)新元素，但始終維系著一種單體式獨(dú)立操控載運(yùn)的傳統(tǒng)載運(yùn)模式，即同向行駛在同一條無軌路面上的諸多車輛，不可能做到嚴(yán)格地同步、定距運(yùn)行，其行止、快慢、超插、轉(zhuǎn)向各依所需，各循可能。在密集行駛的道路上，快車從于慢車，慢車從于堵車，線路通行表現(xiàn)為無序、低速、低效。而軌道列車的運(yùn)行雖有嚴(yán)格的調(diào)控體系，但從來也未嘗試過運(yùn)用功能設(shè)施去分擔(dān)上下旅客、貨物的任務(wù)，列車逢站必停，車輛、線路的載運(yùn)通行效率低下，尤其是普速鐵路。

在這樣的傳統(tǒng)載運(yùn)模式下，現(xiàn)有交通運(yùn)輸領(lǐng)域中的諸多問題，就有其存在的客觀合理性：

a.城市交通擁堵：它遵循兩個(gè)以上的物體不可在同一時(shí)間點(diǎn)上通過同一空間點(diǎn)這一物理學(xué)原理。

b.速度太低的公共汽車：要方便沿途乘客上下車，其?？空军c(diǎn)必然要多，加上車多擁堵，其旅行時(shí)速也就必然很低。

c.乘行不便的地鐵列車：必須保證40千米以上旅行時(shí)速，站距就要在1000米以上，眾多距離地鐵站較遠(yuǎn)的人們也就必然難以乘坐，盡管該地鐵線路就在腳下。

d.高速公路追尾傷亡：在車流密集時(shí)，后面所有汽車駕駛員要在很近的前方發(fā)生緊急狀況的瞬間，都要及時(shí)采取完全正確的處置措施是很難的，因而多車追尾發(fā)生重大傷亡也就難以避免。

2.2 遞速理論與道路交通

這里先研究一項(xiàng)已經(jīng)公開的發(fā)明專利——并聯(lián)式遞速運(yùn)行軌道列車及其載運(yùn)方法（中國(guó)國(guó)內(nèi)專利號(hào)：201410553565.2，PCT國(guó)際階段：CN2015/09 1011）。

該發(fā)明是一種用于城市地下公共交通的新型地鐵列車，它的主體技術(shù)是：由遞速與運(yùn)行功能分屬的遞速列車和運(yùn)行列車并列組成載運(yùn)組合體；遞速列車與運(yùn)行列車各自走行在往返閉合，兩端作曲線回轉(zhuǎn)的軌道線上；兩軌道線等距并列設(shè)置。

此外，該發(fā)明還涉及十多項(xiàng)可實(shí)施應(yīng)用的關(guān)鍵從屬技術(shù)。

該發(fā)明的載運(yùn)模式為：以遞速列車為中介載體，將站臺(tái)上的乘客轉(zhuǎn)遞到以一定速度運(yùn)行的運(yùn)行列車上，同時(shí)將運(yùn)行列車上要在下一站下車的乘客轉(zhuǎn)遞到下一站的站臺(tái)。遞速列車為周期性停站列車，運(yùn)行列車為不停站列車，遞速列車與運(yùn)行列車周期性并列連接等速運(yùn)行。

該發(fā)明構(gòu)建的載運(yùn)模式，其構(gòu)成要件與運(yùn)行原理完全符合遞速理論所概述的構(gòu)成要件及運(yùn)行機(jī)理，是遞速理論適用于道路交通中城市軌道交通的典型案例。

表2所列為并聯(lián)式遞速運(yùn)行軌道列車載運(yùn)模式中對(duì)應(yīng)遞速理論的五大要件。

表3所列為并聯(lián)式遞速運(yùn)行軌道列車載運(yùn)模式運(yùn)行原理遵循遞速理論的三大機(jī)理。

該發(fā)明中，乘客作為受載體，從始發(fā)站到終點(diǎn)站需要經(jīng)歷二次互逆性遞速。乘客在第一次遞速中實(shí)現(xiàn)從始發(fā)站站臺(tái)到運(yùn)行列車的速位跨越，在第二次逆性遞速中乘客實(shí)現(xiàn)從運(yùn)行列車到終點(diǎn)站站臺(tái)的逆性速位跨越，在兩次互逆性速位跨越之間的運(yùn)行列車上，要經(jīng)歷一段不需停站的運(yùn)行旅程。

這種具有遞速理論概述的構(gòu)成要件，遵循遞速理論概述的載運(yùn)機(jī)理，體現(xiàn)遞速理論論述的速位跨越而構(gòu)建起來的新型道路交通載運(yùn)模式稱為遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式。

2.3 遞速理論在道路交通領(lǐng)域的應(yīng)用前景

遞速理論應(yīng)用于道路交通領(lǐng)域，就是要構(gòu)建遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式，并為遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式提供科學(xué)的理論依據(jù)。

除了并聯(lián)式遞速運(yùn)行軌道列車屬于遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式，互聯(lián)網(wǎng)上還流傳著多種不停站軌道列車的創(chuàng)意設(shè)計(jì)，如《未來高鐵不停站》（創(chuàng)意人，陳建軍），盡管這些創(chuàng)意設(shè)計(jì)在一些具體技術(shù)方面還存在種種問題，離實(shí)施應(yīng)用還有很大差距，但它門的載運(yùn)模式完全符合遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式。

遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式最直觀，最基本的載運(yùn)效果就是作為受載體的乘客在旅程中可以中途不停，一站直達(dá)。但這不是唯一的效果，在同一道路遞速載運(yùn)模式下，不同的具體技術(shù)方案，能衍生出多種滿足人們需求，意義更大的載運(yùn)效果，能解決傳統(tǒng)載運(yùn)模式下不能解決的許多重大道路交通難題。

——遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式應(yīng)用于城市公共交通，將建成遞速運(yùn)行地鐵，屆時(shí)：

（1）全客運(yùn)線附近的乘客能隨時(shí)就近上下車，比乘坐路面公交汽車更方便，解決了現(xiàn)有地鐵站距太長(zhǎng)乘行不便的問題。遞速載運(yùn)模式下的地鐵站距可縮短到150-250米，趟次間隔僅80-100秒。（其車站規(guī)模、站務(wù)人員大幅縮減，車站被簡(jiǎn)化成一個(gè)只突出安檢功能的地下通道）。

（2）乘行舒適，通常情況下乘客都有座位，解決了現(xiàn)有地鐵乘行擁擠不適的問題。遞速載運(yùn)模式下的地鐵列車，其斷面客流量比現(xiàn)有地鐵增加1-3倍，高峰時(shí)段還可加編組。

（3）乘行速度快，解決了現(xiàn)有地鐵旅行時(shí)速依然較低的問題。遞速載運(yùn)模式下的地鐵列車，其運(yùn)行列車中途不停，旅行時(shí)速可超過60千米，比現(xiàn)有地鐵提高30-50%。

（4）并聯(lián)式遞速運(yùn)行軌道列車在城市地下構(gòu)建起縱橫交織的軌道交通網(wǎng)，為市民提供特別方便、舒適、快捷的出行方式，將大幅減少市區(qū)內(nèi)的自駕出行，在解決城市地面道路擁堵的同時(shí)，也將大幅降低城市交通能耗和污染排放。

——遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式應(yīng)用于高速鐵路，將建成可實(shí)施應(yīng)用的不停站遞速運(yùn)行高鐵列車，屆時(shí)，像中國(guó)京廣高鐵列車全程通行兩千多公里三十多個(gè)站，可節(jié)省減速停站時(shí)間共兩個(gè)多小時(shí)。

——遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式應(yīng)用于將高速公路與普速鐵路融合的遞速運(yùn)行融合高·鐵，將實(shí)現(xiàn)乘客、車輛及貨物安全、高速的共線載運(yùn)。屆時(shí)，裝載乘客的特種車廂，裝載貨物的特種集裝箱，及各種車輛將通過遞速列車轉(zhuǎn)載到運(yùn)行列車上，作旅行時(shí)速達(dá)150千米以上不停站運(yùn)行，同時(shí)將即將到達(dá)目的地的特種車廂、集裝箱及車輛轉(zhuǎn)遞到需要到達(dá)的路口或站點(diǎn)。與傳統(tǒng)高速公路和普速鐵路相比，遞速運(yùn)行融合高·鐵將顯著提高道路運(yùn)行速度和通行效率，顯著降低總的運(yùn)行能耗和總的道路、車輛維護(hù)成本，搭乘列車的所有車輛不再有追尾事故發(fā)生，其駕駛員不再需要辛勞駕駛。這將是世界陸地上最龐大，最高效，卻又是最節(jié)能環(huán)保的道路交通運(yùn)輸工程。

3 結(jié)束語

（1）遞速理論是揭示一類特殊載

運(yùn)工程實(shí)例中，作為一種載運(yùn)工具的遞速載體，不是將受載體從靜態(tài)點(diǎn)直接傳輸?shù)搅硪粋€(gè)靜態(tài)點(diǎn)，而是將受載體從靜態(tài)點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)在軌高速運(yùn)行載體上，或從高速運(yùn)行的運(yùn)行載體上逆性傳輸?shù)届o態(tài)點(diǎn)這一可逆性過程的載運(yùn)規(guī)律。

（2）將遞速理論應(yīng)用于整個(gè)道路

交通運(yùn)輸領(lǐng)域，構(gòu)建起來的遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式為：

由功能分屬的遞速軌道列車（遞速載體）和運(yùn)行軌道列車（運(yùn)行載體）聯(lián)合組成載運(yùn)組合體，接受載運(yùn)的人員、物質(zhì)（包括車輛）等受載體，依次完成：a.一次遞速，實(shí)現(xiàn)從站臺(tái)（靜態(tài)點(diǎn)）到以一定速度運(yùn)行的運(yùn)行列車的速位跨越；b.運(yùn)行列車上的一段運(yùn)行旅程；c.一次逆性遞速，實(shí)現(xiàn)從運(yùn)行列車到終點(diǎn)站（靜態(tài)點(diǎn)）的逆性速位跨越。最終實(shí)現(xiàn)從起點(diǎn)站到終點(diǎn)站的載運(yùn)效果。

遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式具有遞速理論概述的全部構(gòu)成要件，遵循遞速理論概述的全部載運(yùn)機(jī)理，體現(xiàn)遞速理論論述的速位跨越。

但是，在產(chǎn)生遞速理論的源事例中，受載體只需經(jīng)歷一次遞速（或逆性遞速），也并不考量受載體在運(yùn)行載體上的旅程。而遞速理論在道路交通領(lǐng)域應(yīng)用中所構(gòu)建的遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式下，受載體必須先后經(jīng)歷一次遞速和一次逆性遞速，同時(shí)還需在兩次遞速之間經(jīng)歷運(yùn)行載體上的一段運(yùn)行旅程。

（3）以遞速理論為理論基礎(chǔ)建立的遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式，將解決傳統(tǒng)載運(yùn)模式下無法解決的重大道路交通問題，為人們出行、貨物甚至車輛的運(yùn)輸提供方便、舒適、快捷、安全、高效、節(jié)能、環(huán)保的載運(yùn)方式，將引發(fā)世界道路交通領(lǐng)域一場(chǎng)深刻的理論探討和技術(shù)革命。

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作者簡(jiǎn)介：周新華，遞速理論、遞速·運(yùn)行載運(yùn)模式創(chuàng)立人，并聯(lián)式遞速運(yùn)行軌道列車及其載運(yùn)方法發(fā)明人，遞速軌道交通研究有限責(zé)任公司發(fā)起人，從事遞速軌道交通技術(shù)研究和理論探討。