世上這麼多交通工具裡，大家為何會選擇搭乘列車呢？大部分的原因大概就是在短時間內可以到很遠的地方，並且擁有合理的票價。今天現代樂鐵部落格要向各位介紹列車速度的相關知識與情報。將從世界最初的列車速度開始到現代樂鐵所開發的世界頂級高速列車HEMU的技術將逐一介紹。
列車速度的發展史從英國開始
列車的定義是指以自身動力在軌道行駛的車輛。在19世紀發明了蒸氣火車之後，列車動力從柴油、電力、磁力和利用氫所產生的電力的使用發展過來，動力源與技術的日益發展，列車速度也以幾何級數的速度發展得越來越快。
1825年全世界第一條鐵路在英國開通，史蒂芬生的機車一號機關車以時速20公里的速度行駛，而後列車的性能大幅向上，1893年時速160公里的蒸汽火車999號在美國製造，1920年柴油機關車開始登場。
▲英國的cheltenham spa express(出處 : Wikimedia Commons)
在運行的列車之中，英國的旅客列車cheltenham spa express在124.3公里的距離已最高時速148.7公里(平均時速114.8公里)行駛，在1930年成為「世界速度最快的列車」。那麼2019年現今的列車發展到什麼階段了呢？一起來看看韓國國內與世界最快的列車們吧！
首先高速列車與一般列車通常以時速200公里為基準區分，以韓國國內運行的高速列車為例，有KTX(最高行駛時速305公里，最高設計時速330公里) 、KTX山川(最高行駛時速305公里，最高設計時速330公里) 、SRT(最高行駛時速305公里，最高設計時速330公里) 與今後將運行的EMU-250 (最高行駛時速260公里，最高設計時速286公里)等。
而一般列車則有特急遊客列車ITX青春(最高設計時速180公里)、急行旅客列車ITX新村(最高設計時速150公里)、Nuriro號(最高設計時速150公里) 和普通遊客(地鐵、電聯車等)列車(最高設計時速90公里)。
▲世界主要高速列車比較(出處 : GoEuro, StatistaCharts)
世界最快的列車排名可分為已運行的列車和尚未商用化的開發列車。若以以在行駛的列車為基準，目前世界上最快的列車為北京~上海高速鐵路上行駛的CR400AF(或 CR400BF)，最高運行時速高達350公里，設計時速達400公里。而若包含仍在開發的車輛，則排名參考上圖，日本的SCMalgev(磁浮列車)目前保持世界最高速列車的紀錄。
但若排除磁浮列車，考慮到輪子與鐵軌接觸的抵抗力，則世界的最高時速紀錄者則為最高時速575公里的法國TGV，而韓國目前開發的高速列車HEMU-430X最高時速為421公里，目前為世界第四快的列車。
列車速度種類區分
一般來說列車速度雖以時速來標示，但速度的種類有好幾種，通常可區分成平均速度、表定速度、最高速度和均衡速度等，而依據列車的性能可區分成設計最高速度與運行最高速度。
▲平均速度與表定速度的差別在與有無包含列車停駛的時間
平均速度是指列車運行的時間除以運行的距離，但不包含列車停駛的時間；而表定速度則是有包含列車停駛的時間。也就是說若是停駛站較多的列車，平均速度就會比表定速度大，若是停駛站較少的列車，兩者的速度則差不多。
最高速度是指列車可以行駛的最快速度，事實上列車在完工後會在交通幹線上透過最高速度的測試來驗證。而影響最高速度的要素包含驅動和促進性能、線路條件和集線性能、運行安全性、噪音等。
均衡速度是依據指列車在通過彎道時所產生的離心力，在無加速度的情況下的運行速度。
及時停駛與列車防護的重要性
▲在HEMU-430X駕駛室進行夜間增速測試的研究員
在重視列車速度的同時，列車的「停止」也是相當重要，因為列車速度與安全就是「Go-Stop」的關係。列車跑的在快，若無法自然地停止，那麼安全上就會發生問題，因此根據列車加快的速度，煞車方式也越來越有效率。
在鐵道線路上發現障礙物、和前車的距離需緊急縮短等各種情況下，列車必須緊急煞車，為了讓列車停駛，必須開啟煞車模式，而在煞車模式中有常用煞車與應急煞車。在緊急狀況時，需使用應急煞車，使列車能夠在最短距離內停駛，因此煞車的速度快且擁有高性能的煞車能力。韓國國內規定的應急煞車的減速度約為4km/h/s，根據韓國鐵路安全法的規定，在高速鐵路的情況，時速300公里的列車必須要在3,300公尺的距離內停駛。
最一開始僅用摩擦煞車來使列車停止，但為了讓列車能夠更安全地停駛和更有效率地修復零件，現今電力煞車和摩擦煞車則混合使用。速度增快的同時，為防止脫軌和事故的發生，必須考慮到安全性，特別是在煞車時，為了列車的安全減速，再生煞車透過電力煞車，讓列車能夠依一定的速度減速，且在低速的情況下，空氣煞車則利用摩擦煞車來使列車停駛。
除了煞車裝置外，還有一個維護列車安全的裝置叫做列車自動防護裝置(ATP, Automatic Train Protection)，此裝置在列車速度超過信號指示的速度或無視信號繼續行駛時，會自動讓列車停駛或減速，此裝置可說是列車自動停駛裝置(ATS, Automatic Train Stop)的一部份概念，可以控制跟在先出發的列車後的列車運行速度，並且在駕駛誤操作煞車系統時能夠讓列車更安全停駛。
列車速度與鐵道的關係
基本上列車指的就是利用車輪在鐵路上行駛的車輛，列車在到達或超過一定速度時，鐵路的負重會急遽增加，因而引起震動，而震動會研究影響列車行駛的安全，最糟的情況還有可能造成列車脫軌。
另外，也有可能造成鐵路周邊建築物震動和產生噪音問題。為了減少震動和噪音，鐵路本身保有的臨界速度必須比列車運行的速度高，才能確保安全的狀態，因此在提高列車運行速度的同時，研究車輪和鐵路的相關研究也是必要的。
*臨界速度 : 在車輛原有的特性上，列車若到達一定的速度，列車動態安全性急速下降的狀態發生時，此時的列車速度稱為臨界速度。
現代樂鐵的技術在世界上數一數二
▲圖為現代樂鐵動力分散型高速列車HEMU-430X
最高時速保有四屆排名第四名的HEMU-430X是現代樂鐵在2012年公開的次世代高速列車，HEMU-430X是根據韓國產動力分散型高速列車開發的國家政策所誕生，多虧HEMU-430X，韓國能夠以自主生產的技術開發出時速高達400公里的列車並擠身至世界第四。
HEMU-430X的成功，讓現代樂鐵更進一步確保了動力分散型高速列車的設計與製造技術，並在2016年三度與KORAIL簽約，一共提供了130輛動力分散型的高速列車。而活用HEMU-430X的開發成果，未來最高時速320公里的EMU-300和最高時速260公里的EMU-250也將問世。
列車速度的競爭在過去可被認為是技術開發的壯舉，但若無法真正被使用，那麼終究只是項紀錄。現代樂鐵不僅製造和提供安全的列車外，也考慮到乘客便利性和機關的運行與維護，為了達到這個目標，在列車設計時，適用了標準化的裝置與製造工法，並以數年間累積的知識來設計。另外，在軌道、建築物、電力、通訊、驗收等和車體/設備、轉向架、牽引/煞車、集電/電力轉換、車上信號/通信間的接口也都嚴密地探討，並且為因應第四次工業革命，也不斷挑戰製造智能型列車。
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