高速铁路发展史

地球上第一条高速铁路是什么时候出现的，由于许多国家在上世纪初到二战前都建立了试验性的高速铁路，现在我们已经无从考证了。不过，如果要问第一条投入商业运营的高速铁路在什么地方，那么《Geek》可以肯定地告诉你答案：日本。

在日本高速铁路被称为新干线，究其历史那还得从上世纪30年代说起。当时，日本制定了最高速度可达每小时200公里的子弹列车计划，准备修建一条专用铁路。1940年，子弹列车计划中的东京至下关段动工，可是随后因战争而停工。一直到50年代日本成功申办了1964年东京奥运会，于是他们决定利用子弹列车计划留下的底子——在原来停建的铁路上修建用于高速客运的专用铁路，而这项在1959年动工的“面子工程”就是现在的东海道新干线。

1964年10月1日东海道新干线正式通车，作为第一条投入商业运营的高速铁路，它连接了日本的东京与大阪这两大城市。与当时日本铁路大多采用窄轨(轨距1067mm)不同，东海道采用的是列车运行稳定性更高的标准轨(轨距1435mm)。除了轨距上的不同之外，为了保证列车的高速运行，东海道新干线还改铁路单线往返的设计，将东海道新干线设计为复线往返。也就是说，往不同方向的列车相互不会使用同一条铁路。这就好比高速公路一样，列车各行其道，相互并不会干扰。另外，由于列车高速运行时，即便是撞上重量很轻的物体，对其都会产生巨大的破坏。为了保证了列车高速运行时的安全，东海道新干线还进行了全线封闭。当然，东海道新干线要达到每小时200公里的运营速度，没有专门的列车是不行的。为此，日本国铁(现在已经私营化，拆分为JR东日本、JR东海、JR西日本等公司)在东海道新干线动工的同时，于1962年专为东海道新干线设计了一种列车。这种每辆车长25米、宽3.4米，12辆为一个编组(后增加为16辆为一个编组)，最多可搭载旅客1401人的列车就是后来成为日本工业产品标志性象征的O系列车。

P.S.

什么样的铁路才算高速铁路?

国际上将铁路以速度等级划分为常速铁路、中速铁路、准高速铁路、高速铁路与超高速铁路这5类。其中常速铁路的运营速度为每小时100公里～120公里；中速铁路的运营速度为每小时120公里～160公里；准高速铁路的运营速度为每小时160公里～200公里：高速铁路的运营速度为每小时200公里～400公里：超高速铁路的运营速度为每小时400公里以上。随着东海道新干线的成功，日本国铁开始了新干线的推广工作。目前，除了最初的东海道新干线之外，日本已经建成了山阳、北陆、东北、上越、山形与秋田这6条新干线。在这些新干线上跑的高速列车除了前面提到的0系列车之外，日本国铁在它的基础上，通过采用功率更大的牵引电机，强度更高、重量更轻的新型材料以及更符合空气动力学原理的设计先后设计了100系、300系、500系、700系、N700系、E2系、E3系以及E4系等多种列车。在这些列车中，N700系列车的运营速度已经达到了每小时300公里，而运营速度高达每小时320公里的E5系列车正在研发中，预计将在2014年投入运行。当然，对于日本的新干线，最厉害的地方并不仅仅体现上列车的运营速度上，它还包括了独特的铁路控制技术。对于新干线，由于日本的国土狭小，列车在新干线上总体看来都是停停走走，不能长时间保持高速运行，因此只能将它们像公交车一样控制。要实现这样的控制技术毫无疑问是非常困难的，可是日本人竟然变态地达了惊人的5分钟一班的发车间距。而且更让人觉得不可意思的是，即便是在这样的条件下，它们还保持了45年没有出现重大事故——在新干线上跑的列车连只鸡都没撞到过。

在日本发展新干线的同时，远在欧洲的法国一刻也没闲着。上世纪60年代的时候，法国就开始了高速铁路方面的研究。不过，当时法国政府热衷于采用气垫或磁悬浮技术，而法国国铁则倾向于采用传统轮轨技术。在法国政府不愿意投资的情况下，法国国铁决定联合阿尔斯通开始单干，并对他们的高速铁路——TGV(Traina Grande Vitesse)进行了试验性研究。

1972年3月24日，阿尔斯通造出了TGV列车的原型——TGV 001列车。与现在我们看到的TGV列车不同，TGV 001列车并没有采用电机来牵引，而是采用了燃气轮机。各位Geek看到这里可不要觉得那些法国人浪漫得有些可爱，在自己的高速列车上采用了并不常见的技术。其实当时法国国铁作出这样的选择是完全正确的，因为燃气轮机不仅是设计TGV的阿尔斯通的强项，而且它还拥有体积小、功率高与加速好的优点。在1972年12月8日，TGV 001的最高速度轻松超过了每小时300公里。最高达到了每小时318公里。一直到今天，这记录仍然是采用燃气鸵机牵引的列车最高速度。不过，法国人的运气不好——在1973年爆发的石油危机让他们彻底明白了，TGV 001的燃气轮机太费油了。费油，运营成本自然就很高，想要在TGv上赚钱的法国国铁可不答应，于是TGv列车最后还是乖乖回到了以电机输出动力的老路上来，而作为TGV列车原型的TGV001列车也就只制造了一个编组。对于TGV列车，它与新干线的0系列车最大的不同之处就是其牵引方式采用的是动力集中式。相对于动力分布式，动力集中式其实就是将列车的动力集中在首尾的机车上。也就是说TGV除了首尾的机车是动车之外，其他的都是拖车。采用这种方式，虽然在加速性能上不如动力分布式，但是却可以方便地进行编组与维修。既然动力集中式在加速性能上不如动力分布式，那么TGV列车是如何实现高速运行的呢?其实，TGv列车能够高速运行的秘密就在它的转向架上——通常情况下，TGV列车的编组为2动8拖，除了首尾两辆机车与拖车各有2个转向架之外，其他的拖车相互之间都是通过链接式转向架连接的。采用这样的设计，其目的就是为了让TGv列车能以高速通过弯道。当普通列车通过弯道时，为了保证它的稳定性，通常都会进行减速处理。铁路上弯道一多，列车的运营速度自然就快不了。而采用链接式转向架，由于每辆拖车少了一个转向架的约束，实际上是增加了TGV列车的转弯半径，提高了TGV列车通过弯道时的稳定性。因此，TGV列车可以在不减速的情况下高速过弯。于是，TGV列车在加速性能上的不足，以高速通过弯道的方式弥补回来，让这玩意儿实现了不逊于动力分布式牵引的运营速度。除此之外，采用链接式转向架还可以有效减轻列车的重量。我们还是以2动8拖为 个编组来计算，TGV列车共有13个转向架，而普通列车则需要20^转向架。这样一比，两者在转向契的数量上就有了明显的差距——TGV列车比普通列车少7个转向架。转向架少了7个，

TGV列车那得减轻多少重量啊?于是，轻装上阵的TGV列车就是想在高速铁路上慢点跑，都是件很困难的事情。

在1974年之后，TGV列车进行了100万公里的运行测试，各项参数均显示它符合设计要求。两年之后，法国政府终于放弃了以前发展气垫或磁悬浮技术这样不切实际的想法，答应资助TGV。于是，法国的第一条高速铁路——连接巴黎与里昂的东南线随之开工。1981年9月27日，东南线正式通车，成为了继东海道新干线之后，地球上第二条投入商业运行的高速铁路。从那以后，无论是法国政府还是法国国铁或是法国旅客，他们都因TGV带来的便捷而尝到了甜头。于是高速铁路逐渐覆盖了整个法国。此外，法国国铁还将TGV进行技术输出，在欧洲大陆上建立了一个跨越多个国家的高速铁路网络。我们熟悉的欧洲之星列车，其实就是TGV专为连接欧洲大陆与英伦三岛的英法海底隧道设计的。目前运行的欧洲之星列车，伦敦至布鲁塞尔仅需2小时，而伦敦至巴黎也仅需2小时15分钟。进入新世纪之后，TGV则向着更高的速度进军。2007年4月3日，在法国一段经过特殊加固的高速铁路上，一列采用2动3拖编组，名为V150的TGV列车经过14分钟的连续加速后，最高速度达到了每小时574.8公里，成为了传统轮轨技术的第一速。这一速度已经非常接近另外一种新兴的轨道交通技术——磁悬浮技术的极限速度了。

P.S.

美国人有没有高速铁路?

对于这个问题，《Geek》可以负责任地讲：没有。虽然有些喜欢考据的Geek会指出TGV除了在欧洲大陆上生根开花之外，它的表兄Acelo(由阿尔斯通授权庞巴迪制造的TGV，带有摆式列车技术)还远涉重洋来到了美洲大陆开创新天地。不过非常不幸的是，由于美国的人口密集区大多集中在大西洋与太平洋相邻的东、西海岸，而供Acela撒欢的华盛顿至波士顿的铁路并不是专为高速列车而设计，加上美国人骨子里认为：你TGV再快，能快得过飞机?所以TGV的表兄Acela在那边的日子过得并不好，其运营速度不过每小时138公里，这样慢的速度与TGV列车最高速度每小时574.8公里比起来只能算是龟爬。也许，我们将Acela看作是美国的“迷你TGV”更合适一些。法国人在TGV上毫无疑问是非常成功的，不仅在自己国家进行了广泛应用，而且还技术输出到了其他国家。可是，这样的成功却深深伤害了法国的老邻居也是老对手德国的自尊心。于是，严谨的德国人决定奋起直追，在1986年开始了他们的高速铁路计划——ICE(Inter City Express)。

由于德国各个城市的人口分布比较平均，所以JEC与日本的新干线、法国的TGV有很大的不同——它不是以首都为中心，通过修建首都与其他城市连接的高速铁路来实现较高的运营速度。所以德国的ICE更像是我们熟悉的城际列车。也正因为如此，所有的ICE都是在德国国铁现有的铁路基础上进行改造的。只有两段铁路才能让高速列车实现每小时300公里的运营速度。虽然ICE没有对修建专门的高速铁路，但是在改造后的铁路上运行的ICE列车却是专门设计的。

在德国，与电气有关的东西很少有不涉及西门子的——德国高速铁路的主力ICE列车就是西门子造的。在德国提出ICE计划之后的第5年，也就是1991年6月2日，第一批ICE－1列车正式投入使用。该列车采用2动12拖为一个编组，全长411米，最大可载800名旅客，是所有的ICE列车中最长的。在汉堡至慕尼黑的铁路上运行时，这家伙的最高速度可达每小时280公里。不过，ICE－1列车的缺点也非常明显，由于它不能与其他列车混编或重联，加上当时的ICE列车的上座率不高，所以一直存在运营成本过高的问题。除此之外，由于ICE－1列车与TGV列车一样，牵引方式采用的是动力分散式，所以它的加速性能并不怎么样。为了解决ICE－1列车的这些问题，在1997年的时候，ICE－1列车的后续者ICE－2列车正式登场了。与ICE－1列车相比，ICE－2列车更像前者的缩小版——它在ICE－1列车的基础上，其主要结构几乎没有做任何变化，只是将每辆拖车的长度缩减到ICE－1列车的一半。因此，ICE－2列车的运营成本要比ICE－1列车低上不少，即使是要达到ICE－1列车的运量，它也可以通过两个编组重联的方式实现。而对于ICE－1列车在加速性能上的不足，ICE－2虽然德国人没有走法国人的采用铰接式转向架的道路，但是他们都是通过减轻重量来实现的。由于ICE－2列车的长度只有ICE－1列车的一半，那么它在重量上自然要比后者轻上不少。在相同的机车牵引下，重量越轻的列车，加速性能自然就越好。因此，ICE－2列车就会跑得更快。虽然德国人通过缩短长度来减轻重量的办法让ICE－2列车跑得更快，但是ICE列车再短，在运营速度上的提高也是有个极限的。于是。为了追求更高的运营速度，德国人终于在最新的ICE－2列车的后继者ICE－3列车上放弃了动力集中式的牵引方式——ICE－3列车与它的两位前辈不同，不仅在外形上设计的更加符合空气动力学原理，而且转而投靠了动力分布式。除此之外，与ICE－2列车相比，ICE－3列车的长度就更短了——它由8辆动车为一个编组，可载428名旅客。目前，ICE－3列车是德国国铁速度最快的列车，在科隆至法兰克福、因戈尔施塔特至纽伦堡的铁路上它可以达到每小时300公里的运营速度。

日本的新干线在加速性能与载客量上有着明显的优势，但是由于列车的牵引方式采用的均是动力分布式，这种方式除了在国土面积狭小的地方才有所作为之外，在长时间的高速行驶的时候，加速性能的优势并不明显。而且由于列车必须采用多个牵引电机，其成本自然也不会便宜，加上修建一条复线往复、全线封闭的新干线的费用，总体成本就更高了。而法国的TGV虽然也必须修建复线往复、全线封闭的铁路。但是列车的牵引方式却采用了动力集中式，因此TGV的总体成本还是要比新干线低上不少的。也正是这个原因，TGV才技术输出到多个国家，成为了目前应用得最广泛的高速铁路。德国的ICE虽然是三大高速铁路中起步最晚的，但是它却可以建立在原有的铁路上。虽然存在载客量较小的问缺点，但是由于其主要成本只是在高速列车与铁路改造上，所以总体成本比新干线与TGV低上不少，是高速铁路中价格实惠量又足的典型。

说完了日本的新干线、法国的TGV与德国的ICE之后，我们在来看看我国的高速铁路计划。CRH(China Railway High-speed)。进入90年代之后，广州、深圳的发展速度那可是一日千里，特别是深圳，甚至还出现了三天一层楼的“深圳速度”。可在迅速发展的

经济面前，往返于两个城市之间的列车的运营速度却慢得离谱，明显破坏了和谐发展的局面。于是，管铁路的“铁老大”在面子上挂不住了——它不仅在1994年完成了对广深线运营速度每小时160公里的准高速铁路改造，而且还在1996年从瑞典租了X2000列车。要说这X2000列车，那可是相当的牛×。它在进入弯道的时候不仅不必减速，而且还通过向内侧倾斜车身，以减小离心力的方式来实现高速通过，这也就是我们常说的摆式列车。不过，狡猾的瑞典人可不会因为你向它租了一列列车，就心甘情愿将技术交给你，所以对每次对X2000列车的维修都得跑到香港去做。这当然不是“铁老大”希望看到的。于是它狠下一条心，干脆将X2000列车直接买了下来，在对外运营的同时，利用它对高速铁路进行研究。

虽然X2000列车不是自己造的，但是“铁老大”还是在广深线上尝到了甜头。有鉴于此，它将广深线上获得的经验向全国推广。看准了高速铁路这块肥肉的南、北车集团迅速做出反应，开始了对高速铁路的探索，一时间长的、短的、大的、小的，电力的、内燃的试验列车铺天盖地。什么蓝箭、先锋、中华之星、中原之星、长白山、新曙光列车就是在那段时期出现的。当然，这一时期中国列车的最高速度也被他们不断刷新，从每小时160公里起跳，在2002年11月27日，中原之星创造了当时的“中国铁路第一速”——每小时321.5公里。到了2008年初，“铁老大”开始准备第六次大提速。与前五次大提速不同，这一次提速最主要的内容就是让运营速度为每小时200公里～250公里的列车投入运行。中国的高速列车 CRH列车就是在那一天正式在世人面前亮像。目前，CRH列车共有CRH1、CRH2、CRH3与CRH5这4种，它们的原型分别是庞巴迪Regina C2008、日本新干线E2-1000型、ICE-3与阿尔斯通Pendolino(不带摆式列车技术)，其中CRH2列车与CRH3列车应用得最为广泛。地球上三大高速铁路系统，中国就占了两个，而缺席的TGV则因为法国国铁报出了比新干线与ICE高出许多的天价，直接被“铁老大”淘汰出局。采用新干线技术的CRH2列车在第六次大提速之后的第6天，在京津城际铁路上最高时速达到每小时370公里，打破了中华之星列车创造“中国铁路第一速”。但是这一记录并没保持多久，在2个月之后的6月24日，它就被原型为ICE－3列车的CRH3列车在同一条铁路上以每小时394.3公里的最高速度打破。虽然，CRH21列车与CRH3列车的最高速度都已经超过了每小时350公里，但是CRH2列车需要为其专门修建铁路，而CRH3列车的对控制技术统的要求太高，载客量太少，因此中国未来到底采用那种高速铁路的技术，或是独立自主开发目前仍不明确。

相对于日本国铁为新干线专门修建的高速铁路，我国目前只为CRH专门修建了一条高速铁路——京津城际铁路，其他的高速铁路都是在原有铁路上，通过铺设了无砟道床。将全线进行封闭改造而成的。不过，随着经济的发展，我国也计划修建总长度为12000公里的“四横四纵”高速铁路网络。其中四纵为南北走向的铁路，由京哈客运专线、京沪客运专线、京港高铁与杭福深客运专线组成。而四横则为东西走向的铁路，由青大客运专线、徐兰客运、沪汉蓉客运专线与杭长昆客运专线组成。

从日本的新干线通车到今天，高速铁路的历史不过短短的45年。在这45年中，无论是新干线还是TGV或是ICE，甚至是CRH，它们都在不停地刷新运营速度的记录。虽然高速铁路的运营速度与民航飞机比起来还相差太多，但是它却比后者更廉价、更环保的优势。也正因为如此，连一向轻视高速铁路的美国，在奥巴马上任后也批准了130亿美刀的高速铁路计划。对于高速铁路，我们有理由相信将会有更多的国家开建高速铁路。在技术上它也许不是新干线，也不是TGV，更不是ICE，但是它们都会为我们提供了更加便捷的旅行方式。

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