“地铁”10个有趣的冷知识，隧道每隔一段距离就有一个小型避难所

你有没有注意到站台和站台之间的地铁轨道其实不是直直的平路？它们是设计成一个浅浅的波浪形状的。这种设计背后有很巧妙的节能原理。

当列车离开一个站台后，轨道会有一个缓缓向上的坡度。列车爬坡时会自然减速，这样就不用完全靠制动系统来降速了。到了最高点后，轨道又会缓缓向下倾斜，列车可以借助重力自然加速，这样就能省下一部分动力能源。

这种波浪形设计通常坡度都很小，乘客一般感觉不到。工程师们会根据站台间的距离、列车速度等因素精确计算坡度。虽然每次节省的能源看起来不多，但地铁每天要运行几百趟，长期累积下来节省的能源就相当可观了。这种利用地形和重力来节能的设计，充分体现了现代轨道交通的智慧。

说到地铁隧道的温度，这还真是个挺有意思的现象。地铁隧道深埋在地下，一般都在地表以下20到60米的位置，这个深度正好处于地球的恒温带。这里的温度受地表天气变化的影响特别小，所以全年都能保持在20到25度左右。

在物理学上，这跟地下土壤和岩石的保温效果有关。它们就像一个天然的隔热层，冬天挡住寒气往下渗透，夏天又阻挡地表的热量往下传。再加上地铁运营时列车运行、设备运转也会产生一些热量，通过通风系统的调节，就形成了这种相对稳定的温度环境。

这种特点让地铁站在一些城市意外成了市民躲避极端天气的好去处。比如在酷暑难耐的盛夏，很多人会特意到地铁站里歇歇脚，享受一下这个天然的"空调"；寒冷的冬天，地铁站里的温暖也给在外面冻得够呛的人们提供了一个暖和的避风港。

说起地铁车厢的玻璃，它可不是普通的窗户玻璃那么简单。地铁车窗用的是特制的钢化夹层安全玻璃，厚度通常在25-32毫米之间，差不多是普通玻璃的3-4倍。

这么厚的玻璃主要是为了应对地铁运行时产生的各种压力。当地铁高速驶入隧道时，会在前方形成高压区，车尾则形成低压区，这种压力差会突然作用在车窗上。特别是当两列地铁在隧道里交会时，瞬间产生的压力变化更大。

除了承受压力，这种特制玻璃还能防止破碎。就算发生意外撞击，玻璃也会碎成圆润的小颗粒，不会产生尖锐的碎片，大大降低了伤人的风险。而且中间的胶层能把碎片粘在一起，不会散落。这样的设计既保证了乘客安全，又能应对地铁运行时的各种物理压力。

地铁站晚上关闭后确实会用超声波来对付老鼠，这是因为老鼠的听觉范围比人类更宽。人耳能听到的声音频率大约在20赫兹到20千赫兹之间，但老鼠能听到高达60千赫兹的超声波。地铁系统通常会使用22-35千赫兹的超声波，这个频率对老鼠来说非常刺耳难受，但人类完全听不到。

这种驱鼠方法很环保，不会伤害到人类和其他动物。地铁选择在深夜使用超声波，主要是因为这时候乘客很少，老鼠活动最频繁。超声波设备一般安装在站台、轨道和仓库等老鼠经常出没的地方。

不过超声波也不是万能的，因为老鼠可能会慢慢适应这种声音。所以很多地铁系统会把超声波和其他驱鼠方法结合使用，比如定期清理垃圾、封堵洞口，保持环境卫生等，这样才能更好地控制老鼠数量。

说到地铁车厢的承重设计，这确实是个很有意思的话题。地铁作为城市公共交通的主力军，每天承载着数以百万计的乘客，安全性自然是重中之重。

地铁车厢的设计师们在制定承重标准时，都会采用一个"3倍安全系数"的原则。比如说，如果一节车厢的设计载客量是300人，那么它实际能承受的重量至少是900人的重量。这么做是为了应对各种可能出现的极端情况，像是突发大客流、紧急刹车或者发生事故时的冲击力。

除了考虑人的重量，车厢设计还要把空调、照明、座椅等设备的重量都算进去。整个车厢的框架结构用的都是高强度合金材料，经过严格的疲劳测试和振动测试。车厢底部的转向架也经过特殊加固，确保在高速运行时保持稳定性。

即使在最拥挤的早晚高峰，虽然看起来车厢里挤满了人，但实际重量也远没有达到设计极限。这种预留充足安全余量的设计理念，就是为了让乘客能安心乘坐地铁。

说起地铁车轮，很多人以为它是完全圆的，其实不然。地铁车轮的横截面其实是一个略微倾斜的锥形，专业上称为"踏面锥度"。这种设计真的很巧妙，当列车转弯时，内侧车轮走的圆周路径比外侧短，正是这种锥形设计让内侧车轮在转弯时自动滑到较小直径处，外侧车轮则滑到较大直径处，这样就能让车轮自然适应转弯时内外圈的速度差。

这种锥度设计不仅帮助列车更平稳地过弯，还能减少车轮和轨道的磨损。要知道，如果车轮是完全圆柱形的，转弯时内外轮的转速一样，就会造成车轮和轨道之间的剧烈摩擦，不仅增加能耗，还会加快零件损坏。

地铁车轮的锥度一般在1/20到1/40之间，这个数值是经过精密计算的，既要保证转弯时的顺畅，又要确保直线行驶时的稳定性。这种看似简单的设计背后，其实凝聚了工程师们的智慧。

在地铁隧道里，确实每隔一定距离就会设置避难所，这个距离一般是500米到800米。这些避难所其实是凹进隧道墙壁的小空间，有点像壁龛，深度大概一米左右，宽度差不多能容纳两到三个人并排站立。

避难所的设计初衷是为了保护在隧道里工作的维修人员和其他工作人员的安全。当他们在隧道里工作时，如果突然听到或看到列车驶来，可以迅速躲进这些避难所，等列车通过后再继续工作。

这些避难所一般都装有应急照明灯，有些还配备了紧急呼叫装置和简单的通风设备。避难所的位置通常用荧光标志标注，在黑暗中也能清楚看到。为了让工作人员能够及时发现避难所，隧道墙壁上还会定期粉刷醒目的指示标志。

这种设计在全球各个城市的地铁系统中都很常见，是地铁安全系统中不可或缺的组成部分。虽然看起来很简单，但对于确保隧道工作人员的安全非常重要。

地铁刹车时会产生大量动能，这些能量以前都白白浪费掉了，但现在的地铁系统能把它们变回电能重新利用，这个过程叫再生制动。具体来说，当列车减速时，车轮带动电机反向工作，电机就变成了发电机，把机械能转化成电能。这些回收的电能会通过供电网络传输，可以给其他正在加速或运行的列车使用，或者储存起来以后再用。

现代地铁能回收60%到80%的制动能量，这在节能减排方面帮了大忙。比方说，一列重达200吨的地铁列车从80公里每小时减速到停车，大约能回收50千瓦时的电能，差不多够一个普通家庭用一周的。像北京、上海这样的大城市，每天靠这种方式节省的电能都相当可观。

这个技术不光省电，还能减少地铁隧道里的热量。因为传统制动会把能量变成热，让隧道变得很热，而再生制动就不会有这个问题。

地铁轨道上那些小缝隙其实是伸缩缝，是修建地铁时特意设计的。为啥要留这些缝隙呢？主要是因为钢轨在不同温度下会发生热胀冷缩。夏天温度高，钢轨就会变长；冬天温度低，钢轨就会变短。如果不留这些缝隙，钢轨受热膨胀时就会向两边顶，可能会把轨道压弯或者压坏，这样地铁就没法安全运行了。

这些伸缩缝的间距和宽度都是经过精确计算的。一般来说，每隔几十米就会设置一个伸缩缝，缝隙宽度大约在两三厘米左右。伸缩缝里还会填入特殊的材料，这样既能让钢轨自由伸缩，又能保证列车平稳通过。除了钢轨，地铁隧道的混凝土结构也都设计了类似的伸缩缝，目的都是为了应对温度变化带来的形变。

当地铁列车高速驶入站台时，会推动前方的空气，形成一股强大的气流。这是因为列车车头像巨大的活塞一样，把狭窄的隧道里的空气压缩推送，空气无处可逃，就会在站台上形成湍流。这股气流力量很大，能把轻质物品吹得到处乱飞，甚至会让站得过近的乘客失去平衡。

更有意思的是，当列车开出站台时，还会产生负压效应。列车快速离开会在后方形成低气压区域，周围的空气会迅速补充进来，造成另一波气流。这就像拔掉浴缸塞子时水往下倒的效应差不多。

正是考虑到这种空气动力学效应，地铁站台都会画上黄色警戒线，提醒乘客保持安全距离。现代地铁站的设计也会考虑这个问题，通过设置通风口和导流设施来减少这种气流对乘客的影响。这样的设计既保证了乘客安全，又能让列车正常运行。