创新的基础设施:高铁

高速铁路系统的方法

建设高铁系统有两种方法。第一个选择是改进现有的铁路轨道和信号技术，使高铁列车能够以110英里/小时(177公里/小时)的速度运行。有了这个选择，高铁列车通常会与速度慢得多的货运列车共用轨道。第二个选择,构建全新的轨道专门为高速客运铁路服务的使用,将使列车旅行速度更快——220英里每小时(354公里/小时)——因为火车就不会与慢分享跟踪货运列车或遇到优先权问题。第一种方法的建设成本自然比第二种方法要低得多(根据美国铁路协会的数据，升级铁轨每英里大约要花费700万美元，而建造新铁轨每英里可能要花费3500万美元国会研究服务)。

虽然升级现有轨道比建造新轨道成本更低，但现有轨道在实现安全最高速度方面存在一些障碍，例如地理弯道和平交道口。Amtrak的Acela列车运行在东北走廊(美国唯一的客运高铁系统)，并使用倾斜技术，这使得列车能够在不大幅降低速度的情况下处理弯道，从而有助于减少整体旅行时间。然而，该系统中列车位置相当接近的区域限制了该技术的使用。东北走廊上的火车不是以150- 200英里/小时(241- 322公里/小时)的速度行驶，而是平均70英里/小时(113公里/小时)(尽管有一小段时间速度确实达到了150英里/小时(241公里/小时))。

高速铁路技术

高铁列车利用传统的钢轮或钢轨技术，以及成熟的标准轨距轨技术，在大多数情况下利用架空电气化推进列车。由于不需要携带燃料，这项技术使得火车能够显著提高速度。高铁列车减轻的重量也使其能够快速起停。美国大多数现有铁路都没有电气化，这可能会导致额外的成本，即使是在为高铁改造现有轨道的时候。

高铁列车也采用空气动力设计，采用动态变重技术，采用空气制动和再生制动，这有助于回收部分制动过程中损失的能量。高铁系统需要笔直、平坦的轨道，曲率或高程变化很小。随着曲线、高程变化或与其他列车相交区域的增加，轨道变得更加复杂，速度必须降低以适应列车的需要。专为高铁设计的轨道可以同时容纳多辆列车，而不影响速度和安全性。

高速铁路通信技术

就像传统列车一样，高铁列车在固定轨道上运行，这意味着如果轨道被阻塞，列车操作员很难避免碰撞。高铁列车的高速度使得在紧急情况下在障碍物视线范围内停车变得越来越困难。高铁列车采用列车正控技术，显示列车运行速度，方便控制列车运行速度，提供列车变轨和信号条件的数据。积极列车控制技术为系统提供列车隔离(避免碰撞)，临时限速，线路速度执行，以及铁路工作人员的路边安全美国铁路工程和道路维护协会(AREMA)。随着美国高铁基础设施的扩张，使用的高铁技术可能也会随之改变。未来，高铁列车预计将变得更加数字化，这意味着，目前旨在帮助列车运营商预测铁路状况变化和列车性能的技术，将能够在几乎没有人力参与的情况下进行调整。