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150年前奇技淫巧到大建高铁 中外大PK

一百五十年前,铁路被清人视为破坏风水的“奇技淫巧”。而如今,“国民经济命脉”展开了史无前例的跨越式发展。从0.5公里的“展示铁路”到“八纵八横”的铁路交通网构建完毕,从“龙号”机车到时速350公里的高速列车,中国铁路发展史,见证了一个国家百年巨变。

19世纪,中国继日本及印度之后成为第三个修建铁路的亚洲国家。1875年,英国在上海铺设了14.5公里长的吴淞铁路,成为中国第一条营运铁路。第一次见到火车的中国人对这一新兴事物充满恐惧。尽管如此,受“师夷长技以治夷”思想影响的“洋务派”清政府官员还是被迫接受了铁路,于1881年建造了第一条清政府主张兴建的官办铁路:唐胥铁路。图为吴淞铁路(上)与唐胥铁路(下)资料照片。

中国第一辆火车是当时唐胥铁路总工程师的夫人仿照英国著名的蒸汽机车“火箭号”而造成的,并把它命名为“中国火箭号”。因为中国工人在机车两侧各刻一条龙,于是把它叫做“龙号”机车。

八国联军入侵之后,国内要求保卫路权、自修铁路的呼声越来越大,清政府终于决定自行兴建第一条完全由中国人自行设计施工的铁路——京张铁路。该铁路由铁路工程专家詹天佑主持设计建造。图为京张铁路修成时,詹天佑(车前右第三人)与同事合影。

图为詹天佑设计的京张铁路。作为京张铁路总工程师,詹天佑创造性地运用了“人”字型铁路,使火车能在山区陡坡通行。

1911年5月,清政府宣布“铁路国有”政策,将已经私有化的川汉、粤汉铁路收归国有。此举招致了四川各阶层的反对,由此掀起了声势浩大的保路运动。10月10日,湖广地区革命党人乘清政府派军前往四川镇压起义造成武汉兵力不足的机会,发动了武昌起义,促使中华民国的成立,结束了封建帝制。

1912年,中华民国宣告成立。中华民国临时大总统孙中山提出了宏伟全面的铁路建设计划,设计了连通全国的3条主要干线,总长20万公里。在此后的《实业计划》“第四计划”中,孙中山又进一步周密化,设计了5条贯通全国的铁路大干线,细分为中央铁路系统、东南铁路系统、扩张西北铁路系统等。

民国时期,中日苏三国在东北围绕中东铁路的权益争夺,也从另外一面显现了中国铁路发展的曲折。中东铁路原是由沙俄在中国东北境内修筑的一段铁路。该铁路最早由俄国控制,1922年苏联成立后改为中苏共管。1929年张学良试图用武力强行收回中东铁路,结果东北军败给了苏联红军。30年代,日本侵入东北后,苏联很快就将该铁路卖给了满洲国。1945年后,苏联重新获得了控制权,并在解放后将其移交给了中国政府。

1937年,我国自行设计、建造的第一座双层铁路、公路两用桥钱塘江大桥落成。钱江大桥横跨钱塘江,是连接沪杭甬、浙赣铁路的交通要道。该桥由当代桥梁专家茅以升博士设计建造。然而竣工不到2个月,杭州城被日军攻陷。为了切断交通枢纽,茅以升不得不亲手炸毁这座耗时3年完工的大桥。因为民国时期频繁的战乱和外部势力影响,中国铁路在这一时期一直发展缓慢。

1950年代初,新中国政府决定填补西部地区的铁路空白,开始建设成都到重庆的成渝铁路,1950年6月开工建设,1952年6月通车,成为解放后修建的第一条铁路。图为1953年7月30日,成渝铁路建成通车。

宝成铁路北起陕西省宝鸡,南行达四川省成都,与成渝、成昆两线衔接,全长669公里,是沟通西北与西南的第一条铁路干线。也是突破“蜀道难”的第一条铁路。宝成铁路于1952年7月1日在成都动工,1958年建成通车,1975年7月完成铁路电气化工程改造,成为全国第一条电气化铁路。

成昆铁路自四川省成都至云南省昆明,全长1100公里,原为国防三线建设的重点工程,1958年7月动工,在修了61公里后停建。1964年8月复工,“文化大革命”开始后又一度停工,1970年7月1日全程贯通。成昆铁路工程的艰巨浩大,举世罕见。全线桥隧总延长占线路长度41.6%。有些地段找不到地方设置车站,不得不将站线建在桥梁上或隧道内,在全线122个车站中,这类车站就有41个。这个艰巨宏伟的工程,荣获国家颁发的“科学技术进步特等奖”。图中火车正在穿越成昆铁路全线最长隧道,海拔最高的隧道——沙木拉达隧道。

由于成昆铁路工程异常艰巨以及当时的施工条件限制,大量铁道兵在建设时期牺牲在工地。关于牺牲的铁道兵人数,各种资料数目不一,迄今也没有权威的统计资料。但是至今仍然可以在成昆铁路沿线看到很多烈士陵园。

陇海铁路是中国一条从江苏连云港通往甘肃兰州的铁路干线,于1905年起动工,经过四十余年的分段建设,至1952年全线建成,目前全长1759公里,为I级双线电气化线路。陇海铁路是贯穿中国东、中、西部最主要的铁路干线,也是从太平洋边的中国连云港至大西洋边的荷兰鹿特丹的新亚欧大陆桥的重要组成部分。图为1978年一列货运列车喘着粗气驰出宝鸡,踏上宝鸡峡的锦汉大桥。

大秦铁路建于1985-1997年,是中国唯一一条煤炭运输专线铁路,也是中国第一条重载单元铁路。铁路自山西省大同市至河北省秦皇岛市,纵贯山西、河北、北京、天津,全长653千米,平均不到15分钟,就有一列运煤列车呼啸而过,将上万吨煤炭运至数百公里之外的秦皇岛港装船南运。图为奔驰在大秦铁路上,长达2公里以上的万吨载重列车。

京九铁路,又称京九线,是一条从北京通往广东深圳的铁路,起于北京西站、至深圳站,再经香港境内的东铁线,终至九龙(红磡)站。1994年京九铁路各段开始动工,1996年9月1日京九铁路提前实现全线开通。图为1996年9月1日从北京开往深圳的105次列车,第一次开进井冈山站时,当地情绪非常激动的民众。

2003年10月12日, 秦沈铁路作为中国第一条客运专线铁路正式投入运行。专线铁路设计时速为每小时200公里,最高时速为300公里。图为“中国之星”电动车正在秦沈客运专线上运行,不过此后由于该车在技术上暴露了诸多不成熟之处,铁道部在之后并没有将“中华之星”列入发展重点。

2006年4月27日,上海磁悬浮结束两年试运,正式投入营运。这是世界上首条投入商业化运营的磁悬浮列车示范线,全长29.863公里。不同于一般的地面火车,磁悬浮列车运用磁铁“同性相斥,异性相吸”原理,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车。14分钟能来回在上海市区和浦东机场之间。

青藏铁路是青海省西宁市至西藏自治区拉萨市的铁路,全长1956公里,是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。中国在施工中克服了青藏高原冻土层的世界难题,于2006年7月1日顺利实现了全面通车。图为当地群众欢迎从格尔木到西藏的“青1”次列车。

在2007年实行的中国铁路第六次大提速,中国首次在各主要提速干线(如京沪线、京广线、京哈线、胶济线等)大规模开行时速高达200~250公里的中国铁路高速(CRH)动车组列车,达到了目前世界上既有线提速改造的先进水平。图为北京南站中停靠的多列动车。

2008年中国拥有了第一条时速超过300公里的高速铁路——京津城际铁路,2009年又拥有了世界上一次建成里程最长、运营速度最高的高速铁路——武广客运专线。2011年6月30日,京沪铁路即将开始正式运营。截止至2011年1月,中国已建成13条高铁线路,运营总里程达到8358公里。

京沪高铁将于6月30日15时正式开通运营。作为新中国成立以来一次建设里程最长、投资最大、标准最高的高速铁路,京沪高铁贯通“三市四省”。

自1997年以来,中国铁路经历了六次大提速,配合高速铁路的迅速发展,列车速度普遍有了很大的提高。同时,中国铁路营业里程也将由目前的8万公里达到11万公里以上,电气化率、复线率均达到50%以上。2009年7月1日,随着洛湛铁路永州至玉林段正式开通,标志着中国实现了“八纵八横”铁路网主骨架。到2015年,我国铁路营业里程将达到12万公里以上,其中高速铁路1.6万公里以上。以高速铁路为骨架,总规模5万公里的快速铁路网将基本建成。

京沪高铁第一班车

高铁标杆——东海道新干线

世界高铁大PK

2008年8月1日,中国第一条高速铁路线京津城际铁路正式开通。此前的40年里,高速铁路已经在日本、法国、德国、意大利等国家发展起来。中国在吸收各国高速铁路技术的基础上,逐步发展出了技术全面、运营里程最长的高铁系统。在京沪高铁开通之际,我们在此对世界轮轨高速铁路发展现状进行盘点。

1934年,意大利开始研制电气化列车,经过风洞试验而开发的ETR200列车在1937年投入了博洛尼亚-罗马-那不勒斯的电气化铁路运营。在当时ETR200被认为是全欧洲最舒适,速度最快的商业列车。其改进型号ETR212可达到201KM/h的最高时速,打破了当时的世界纪录。这可以被认为是最早意义上的高速铁路。1937年12月,墨索里尼将其送去美国纽约参加世界博览会。

现代高速铁路主要分为日本新干线系统、法国TGV系统和德国ICE系统三大类。日本新干线以“子弹列车”闻名,在1964年东京奥运会前夕开始通车营运。第一条路线是连结东京与新大阪之间的东海道新干线。这条路线也是全世界第一条载客营运的高速铁路系统。新干线通车至今从未发生过因人为因素导致有人死亡的事故,因此号称全球最安全的高速铁路之一。其稳定运行全靠日本的良好电力技术,列车可以缩短至3分钟的班距运行,是唯一适合大量运输的高速铁路系统。除此之外由于全面采用动力分布式设计,新干线也是世界上行驶过程最平稳的列车之一。

台湾高速铁路(THSR)由台湾高速铁路股份有限公司负责兴建,后转移给政府继续经营。THSR采用日本新干线系统作为总体基础,不过为了适应台湾的气候环境和轨道状况,部分参考了欧洲高铁所采用的安全措施。台湾高铁线路位于台湾人口最密集的西部走廊,路线全长345公里。于2007年1月5日通车后,逐渐成为台湾西部重要的长途运输工具之一,亦为台湾轨道工业指标。

法国高速列车也称TGV,是日本新干线之后的世界第二条商业运行高速铁路系统。TGV列车系统由阿尔斯通公司和法国国家铁路公司设计建造并由后者负责运营。1981年,TGV在巴黎与里昂之间开通,如今已形成以巴黎为中心、辐射法国各城市及周边国家的铁路网络。

2007年4月3日,TGV列车以574.8公里的时速创造了轮轨列车的最快世界纪录。同时,TGV当时世界上定期轮轨客运列车中平均速度最快的。

TGV的成功促进了铁路网络的扩张,多条新线路在法国南部、西部和东北部建成。法国的铁路网络逐渐与邻国相连,欧洲之星应运而生。欧洲之星高速列车(Euro Star)是欧洲首列国际列车,1994年投入运营。它的设计针对一项著名的工程:英吉利海底隧道。它穿越英吉利海底隧道并把伦敦、巴黎和布鲁塞尔三个首都连接起来。欧洲之星的最高速度可达到300公里/小时,乘客从伦敦的滑铁卢(Waterloo)火车站搭乘欧洲之星到达巴黎只需要2小时35分钟。欧洲人首次可以从英国搭乘火车快速地到达欧洲大陆,而且旅途舒适便捷,不用再忍受搭乘飞机时的诸多不便。

AGV,法语意思为“高速动车组”,是法国最新研制的实验性高速铁路车辆,为动力集中式的TGV的后续产品。其目标运营速度为360km/h。相较动力集中式的TGV,采用分布式动力系统的AGV优势更加明显。 在环保和能源利用方面,其98%的机体使用了可回收材料,其功率重量比达到了22.6kw/t,温室气体排放量也较其他交通工具大大降低。对运营商而言,AGV最大的优势是配置灵活。运营商可按需配置7、8、11或14节车厢来搭载250到650名的乘客。

TGV列车系统作为一个成功的范本,被各国引进。韩国KTX采用法国TGV-A型动车组,总数为46组,当中12组由法国阿尔斯通公司制造,其余34组则在韩国制造。被誉为“世界十佳列车之一”。其选择的路线恰在韩国经济最为发达的中部腹地,一头是人口1200多万的韩国首都,也是政治、经济、文化中心的首尔;另一头是韩国最大港口、第二大城市釜山。KTX高铁线于2004年4月1日正式开通。

美国阿西乐快线(Acela Express),是一条由美铁(Amtrak)经营、沿美国东北走廊的高速铁路,从华盛顿特区至波士顿,途经巴尔的摩、费城和纽约。阿西乐快线也采用了TGV技术。它是美国第一条真正意义上的高速铁路,最高时速可达240公里,但平常行驶的平均时速都保持在160KM/h。阿西乐快线深受东北走廊的商务旅客及观光旅客青睐,相对航空业和其他铁路列车的旅客份额比例来看,在华盛顿-纽约已经抢占了超过50%,在纽约-波士顿也达整体的37%。根据营运计算,每年使用人次300万以上,2009年统计达690万人次。

西班牙高速列车简称AVE,早期AVE列车采用法国TGV技术,其后分别采用过西班牙本地TALGO和德国ICE技术。AVE与西班牙其他铁路线采用的宽轨不同,使用了标准轨道,让其未来可以与其他地区的铁路相连接。

德国从1986年正式开始研发高速铁路,ICE——试验型城际列车特快(InterCityExperimental)——于1989年投入服务。为了适应在整个欧洲的推广,ICE发展到第三代车型ICE3时取消了动力车头。动力输出被分散在列车各车轮上,各车廂推进力量相同,在同等耗能下大大提升列车的稳定性、动力效率与爬坡能力。以ICE3的技术为基础,德国高铁也发展出了ICE-T(电力驱动)和ICE-TD(柴油驱动)两种摆式列车,ICE T/TD不以直线上的最高速度作为主要发展的目的,而是保持车辆在弯道上的平均车速,可以很好的适应多弯的山路,独有的车体倾斜技术令列车能够应付更多、更急的弯道并以更高的车速过弯。

在1998年6月3日,一列时速约200公里的ICE1型列车在下萨克森州脱轨,并在一座桥梁的前面解体,造成101人死亡,88人重伤。事故的起因是一个材料有缺陷的车轮发生了故障。车廂被300吨重的惯性力抛出轨道并彻底毁坏,整列列车扭曲并翻车。高速所导致的严重事故,这也是世界各系列的高铁都面临的一个安全隐患。

2006年,俄罗斯铁路股份公司与西门子合作,在ICE3的技术基础上,研发生产出了适应俄罗斯宽轨的高速列车Velaro RUS EVS,第一代的设计时速可达250km/h,二代可达330 km/h。第一批Velaro列车在2009年投入运行,Velaro高速列车相对欧洲其他高速列车车体宽度增加了330 mm,列车总长250米,可搭载6000名乘客。基于Velaro平台,西门子为中国定制了Velaro-CN,也就是CRH3型列车。

90年代末期,中国开始研制自己的高铁系统。在研究了各国高铁技术并和三大主流高铁系统制造商交流合作的基础上,于2007年2月1日开始在广深线投入试运行。首发车型为CRH1。CRH1型动车组的原型车是瑞典国铁设计的Regina C2008型电力动车组,采用交流传动及动力分布式设计,设计最大运营速度为250公里/小时,但实际运用中CRH1A的最大运营速度受动车组微机控制系统软件锁定(软件限速),初期最高运营速度为205公里/小时。

CRH2型是以日本新干线的E2系为基础,是台湾高铁700T型之后,第二款自日本出口的新干线列车。2004年10月,“日本企业联合体”与中国铁道部签订出口铁路车辆、转让技术合同,总价值93亿元人民币。根据合同,60列当中有3列在日本完成,并完整地运往中国;剩余多组将通过技术转移,由南车集团在国内生产。CRH2A基本上与日本的原型车E2系相同,并使用与E2系相同的牵引电动机,在中国进行了本土化改进,包括使用德国技术改造受电弓,以适应高变化的沿线接触网,以及在驾拖车顶部安装多种信号天线。其改进型CRH380A即将在京沪高铁上投入运营。

CRH3列车的原型为德国铁路的ICE3列车。2005年,中国北车以6.69亿欧元的总价引进西门子公司技术,在国内生产实现国产化。CRH3C型电力动车组依然采用动力分布式,最高运营速度达350km/h。2008年8月1日,京津城际铁路于正式通车运营,CRH3C型动车组也于当日起投入运营,当年6月,CRH3型动车组在京津城际铁路运行试验中创出394.3Km/h的时速,北京到天津只用25分10秒,创出目前国内运营铁路的最高速度。

“CHR4”这个型号,则预留给中国自主研发的动车组,预先投入运营的是CRH5型动车组。CRH5的车体以芬兰铁路的SM3动车组为原型,动力设计上以法国阿尔斯通的Pendolino宽体摆式列车为基础。2004年,铁道部和阿尔斯通签订总值6.2亿欧元的合同,根据合同,阿尔斯通将7项高速列车的关键技术转移给中国,用于生产CRH5。同时,CRH5是动车组系列中唯一对原型车的进行了大幅度的改动的车型。在耐寒性方面,CRH5比CRH1及CRH2优胜,其承受温度范围可达±40℃,大多数被安排于中国东北地区运用。

目前全世界运营中的高铁总里程已达上万公里,这些线路分布在14个国家和地区。舒适方便、能源消耗低、运输效率高,发展高铁已是当今世界铁路发展的共同趋势。

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