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法學電力牽引：什麼是機械再生制動？（分級軌道系統）
當列車加速到一定速度時，需要能量，這被稱為動能，對應於該速度。動能由以下表達式給出：
$$\mathrm{KE\mathrm{\: =\: }\frac{1}{2}\mathit{mv^{\mathrm{2}}}}$$
在滑行期間，一部分儲存的能量用於克服列車運動的摩擦和其他阻力，從而降低列車的速度。因此，滑行可以被認為是一種機械再生制動。
透過增加滑行時間可以顯著節省能源消耗，但這會降低列車的執行速度。然而，如果要保持原來的執行速度，則需要增加加速度，這可以透過大型牽引電機來實現。因此，節約的能源消耗可能會被列車重量增加和裝置額外成本所抵消。
分級軌道系統
在現代城市和郊區交通條件下，列車的滑行時間約佔總執行時間的20%到50%，因此大量的動能必須在制動器中浪費。然而，有一種方法可以解決這個問題，它基於機械再生制動的原理；它被稱為分級軌道系統。
分級軌道系統如圖所示。該系統有助於將能源消耗節省約25%。
在分級軌道系統中，車站位於高於平軌一定高度的位置，離開車站時的軌道坡度為1:30，駛近車站時的坡度為1:60。在分級軌道系統中，列車的動能不是浪費在制動器上，而是作為勢能儲存起來，因為列車在駛近車站時必須爬上1:60的坡度。這種勢能用於在向下坡度行駛時推動列車並使其加速。
此外，透過採用分級軌道系統，可以使用小型牽引電機驅動列車，單位能量消耗可以降低到採用平軌時的75%。
分級軌道系統僅適用於地鐵服務，因為在地面鐵路中，在建造所需的分級軌道時會遇到困難。
更新於：2022年5月20日
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