“地鐵”10個有趣的冷知識，隧道每隔一段距離就有一個小型避難所

你有沒有注意到站臺和站臺之間的地鐵軌道其實不是直直的平路？它們是設計成一個淺淺的波浪形狀的。這種設計背後有很巧妙的節能原理。

當列車離開一個站臺後，軌道會有一個緩緩向上的坡度。列車爬坡時會自然減速，這樣就不用完全靠制動系統來降速了。到了最高點後，軌道又會緩緩向下傾斜，列車可以藉助重力自然加速，這樣就能省下一部分動力能源。

這種波浪形設計通常坡度都很小，乘客一般感覺不到。工程師們會根據站臺間的距離、列車速度等因素精確計算坡度。雖然每次節省的能源看起來不多，但地鐵每天要運行幾百趟，長期累積下來節省的能源就相當可觀了。這種利用地形和重力來節能的設計，充分體現了現代軌道交通的智慧。

說到地鐵隧道的溫度，這還真是個挺有意思的現象。地鐵隧道深埋在地下，一般都在地表以下20到60米的位置，這個深度正好處於地球的恆溫帶。這裡的溫度受地表天氣變化的影響特別小，所以全年都能保持在20到25度左右。

在物理學上，這跟地下土壤和岩石的保溫效果有關。它們就像一個天然的隔熱層，冬天擋住寒氣往下滲透，夏天又阻擋地表的熱量往下傳。再加上地鐵運營時列車運行、設備運轉也會產生一些熱量，通過通風系統的調節，就形成了這種相對穩定的溫度環境。

這種特點讓地鐵站在一些城市意外成了市民躲避極端天氣的好去處。比如在酷暑難耐的盛夏，很多人會特意到地鐵站裡歇歇腳，享受一下這個天然的"空調"；寒冷的冬天，地鐵站裡的溫暖也給在外面凍得夠嗆的人們提供了一個暖和的避風港。

說起地鐵車廂的玻璃，它可不是普通的窗戶玻璃那麼簡單。地鐵車窗用的是特製的鋼化夾層安全玻璃，厚度通常在25-32毫米之間，差不多是普通玻璃的3-4倍。

這麼厚的玻璃主要是爲了應對地鐵運行時產生的各種壓力。當地鐵高速駛入隧道時，會在前方形成高壓區，車尾則形成低壓區，這種壓力差會突然作用在車窗上。特別是當兩列地鐵在隧道里交會時，瞬間產生的壓力變化更大。

除了承受壓力，這種特製玻璃還能防止破碎。就算髮生意外撞擊，玻璃也會碎成圓潤的小顆粒，不會產生尖銳的碎片，大大降低了傷人的風險。而且中間的膠層能把碎片粘在一起，不會散落。這樣的設計既保證了乘客安全，又能應對地鐵運行時的各種物理壓力。

地鐵站晚上關閉後確實會用超聲波來對付老鼠，這是因爲老鼠的聽覺範圍比人類更寬。人耳能聽到的聲音頻率大約在20赫茲到20千赫茲之間，但老鼠能聽到高達60千赫茲的超聲波。地鐵系統通常會使用22-35千赫茲的超聲波，這個頻率對老鼠來說非常刺耳難受，但人類完全聽不到。

這種驅鼠方法很環保，不會傷害到人類和其他動物。地鐵選擇在深夜使用超聲波，主要是因爲這時候乘客很少，老鼠活動最頻繁。超聲波設備一般安裝在站臺、軌道和倉庫等老鼠經常出沒的地方。

不過超聲波也不是萬能的，因爲老鼠可能會慢慢適應這種聲音。所以很多地鐵系統會把超聲波和其他驅鼠方法結合使用，比如定期清理垃圾、封堵洞口，保持環境衛生等，這樣才能更好地控制老鼠數量。

說到地鐵車廂的承重設計，這確實是個很有意思的話題。地鐵作爲城市公共交通的主力軍，每天承載着數以百萬計的乘客，安全性自然是重中之重。

地鐵車廂的設計師們在制定承重標準時，都會採用一個"3倍安全係數"的原則。比如說，如果一節車廂的設計載客量是300人，那麼它實際能承受的重量至少是900人的重量。這麼做是爲了應對各種可能出現的極端情況，像是突發大客流、緊急剎車或者發生事故時的衝擊力。

除了考慮人的重量，車廂設計還要把空調、照明、座椅等設備的重量都算進去。整個車廂的框架結構用的都是高強度合金材料，經過嚴格的疲勞測試和振動測試。車廂底部的轉向架也經過特殊加固，確保在高速運行時保持穩定性。

即使在最擁擠的早晚高峰，雖然看起來車廂裡擠滿了人，但實際重量也遠沒有達到設計極限。這種預留充足安全餘量的設計理念，就是爲了讓乘客能安心乘坐地鐵。

說起地鐵車輪，很多人以爲它是完全圓的，其實不然。地鐵車輪的橫截面其實是一個略微傾斜的錐形，專業上稱爲"踏面錐度"。這種設計真的很巧妙，當列車轉彎時，內側車輪走的圓周路徑比外側短，正是這種錐形設計讓內側車輪在轉彎時自動滑到較小直徑處，外側車輪則滑到較大直徑處，這樣就能讓車輪自然適應轉彎時內外圈的速度差。

這種錐度設計不僅幫助列車更平穩地過彎，還能減少車輪和軌道的磨損。要知道，如果車輪是完全圓柱形的，轉彎時內外輪的轉速一樣，就會造成車輪和軌道之間的劇烈摩擦，不僅增加能耗，還會加快零件損壞。

地鐵車輪的錐度一般在1/20到1/40之間，這個數值是經過精密計算的，既要保證轉彎時的順暢，又要確保直線行駛時的穩定性。這種看似簡單的設計背後，其實凝聚了工程師們的智慧。

在地鐵隧道里，確實每隔一定距離就會設置避難所，這個距離一般是500米到800米。這些避難所其實是凹進隧道牆壁的小空間，有點像壁龕，深度大概一米左右，寬度差不多能容納兩到三個人並排站立。

避難所的設計初衷是爲了保護在隧道里工作的維修人員和其他工作人員的安全。當他們在隧道里工作時，如果突然聽到或看到列車駛來，可以迅速躲進這些避難所，等列車通過後再繼續工作。

這些避難所一般都裝有應急照明燈，有些還配備了緊急呼叫裝置和簡單的通風設備。避難所的位置通常用熒光標誌標註，在黑暗中也能清楚看到。爲了讓工作人員能夠及時發現避難所，隧道牆壁上還會定期粉刷醒目的指示標誌。

這種設計在全球各個城市的地鐵系統中都很常見，是地鐵安全系統中不可或缺的組成部分。雖然看起來很簡單，但對於確保隧道工作人員的安全非常重要。

地鐵剎車時會產生大量動能，這些能量以前都白白浪費掉了，但現在的地鐵系統能把它們變回電能重新利用，這個過程叫再生制動。具體來說，當列車減速時，車輪帶動電機反向工作，電機就變成了發電機，把機械能轉化成電能。這些回收的電能會通過供電網絡傳輸，可以給其他正在加速或運行的列車使用，或者儲存起來以後再用。

現代地鐵能回收60%到80%的制動能量，這在節能減排方面幫了大忙。比方說，一列重達200噸的地鐵列車從80公里每小時減速到停車，大約能回收50千瓦時的電能，差不多夠一個普通家庭用一週的。像北京、上海這樣的大城市，每天靠這種方式節省的電能都相當可觀。

這個技術不光省電，還能減少地鐵隧道里的熱量。因爲傳統制動會把能量變成熱，讓隧道變得很熱，而再生制動就不會有這個問題。

地鐵軌道上那些小縫隙其實是伸縮縫，是修建地鐵時特意設計的。爲啥要留這些縫隙呢？主要是因爲鋼軌在不同溫度下會發生熱脹冷縮。夏天溫度高，鋼軌就會變長；冬天溫度低，鋼軌就會變短。如果不留這些縫隙，鋼軌受熱膨脹時就會向兩邊頂，可能會把軌道壓彎或者壓壞，這樣地鐵就沒法安全運行了。

這些伸縮縫的間距和寬度都是經過精確計算的。一般來說，每隔幾十米就會設置一個伸縮縫，縫隙寬度大約在兩三釐米左右。伸縮縫裡還會填入特殊的材料，這樣既能讓鋼軌自由伸縮，又能保證列車平穩通過。除了鋼軌，地鐵隧道的混凝土結構也都設計了類似的伸縮縫，目的都是爲了應對溫度變化帶來的形變。

當地鐵列車高速駛入站臺時，會推動前方的空氣，形成一股強大的氣流。這是因爲列車車頭像巨大的活塞一樣，把狹窄的隧道里的空氣壓縮推送，空氣無處可逃，就會在站臺上形成湍流。這股氣流力量很大，能把輕質物品吹得到處亂飛，甚至會讓站得過近的乘客失去平衡。

更有意思的是，當列車開出站臺時，還會產生負壓效應。列車快速離開會在後方形成低氣壓區域，周圍的空氣會迅速補充進來，造成另一波氣流。這就像拔掉浴缸塞子時水往下倒的效應差不多。

正是考慮到這種空氣動力學效應，地鐵站臺都會畫上黃色警戒線，提醒乘客保持安全距離。現代地鐵站的設計也會考慮這個問題，通過設置通風口和導流設施來減少這種氣流對乘客的影響。這樣的設計既保證了乘客安全，又能讓列車正常運行。