第一章世界高速鐵路格局

第一章世界高速鐵路格局西南交通大學(xué)趙麗平lpzhao@問題中國在世界高速鐵路格局中又處于一個什么樣的位置？21世界高速鐵路的格局如何？1.1.1“夕陽產(chǎn)業(yè)”論調(diào)的終結(jié)

20世紀(jì)50年代，以美國為代表，汽車工業(yè)大力發(fā)展，高速公路快速修建，走進(jìn)尋常百姓家的汽車讓人們體會到門到門的便利服務(wù)是何等愜意。60年代，大型民航客機(jī)出現(xiàn)，飛機(jī)以無可爭議速度優(yōu)勢，廣受人們青睞。在勃勃生機(jī)的新生交通工具面前，曾為人類帶來20世紀(jì)文明的鐵路，日益面臨“門前冷落鞍馬稀”尷尬處境。便利方面不如汽車；速度方面比不過飛機(jī)。似乎真的走進(jìn)了垂暮，人們發(fā)出無力感嘆：鐵路已是夕陽產(chǎn)業(yè)！然而，日本的高速鐵路——新干線的誕生改變了世界鐵路的命運(yùn)。

1.1日歐高速鐵路格局的演變1.1.1“夕陽產(chǎn)業(yè)”論調(diào)的終結(jié)

1964年10月1日；日本東海道新干線東京站。

0系“光”號新干線動車組啟動的一瞬間，世界上第一條全長515公里、最高速度210km/h高速鐵路——東海道新干線——商業(yè)運(yùn)行正式開始！，新干線（Shinkansen）成為專有名詞，也成為日本高速鐵路的代名詞。新干線開通后，以高速、正點(diǎn)、安全、大運(yùn)量、全天候的獨(dú)特優(yōu)勢，廣受歡迎。對世界鐵路界，在夕陽產(chǎn)業(yè)的悲觀論調(diào)中，以技術(shù)和經(jīng)營上的成功給予最否定回答！振奮了世界對鐵路運(yùn)輸?shù)男判模l(fā)了英、德、法等歐洲國家建設(shè)高速鐵路的熱潮，從此拉開歐洲和日本高速鐵路競爭的序幕……1.1日歐高速鐵路格局的演變世界高速列車元老0系動車組1.1日歐高速鐵路格局的演變世界高速列車元老0系動車組

1.1.2日本新干線一枝獨(dú)秀的時代（1964年-1980年）

“一舉成名天下知”，新干線奠定日本在世界鐵路界的先驅(qū)者地位。新干線開通后，英、法、德、美、前蘇聯(lián)等國很快做出反應(yīng)，開始研發(fā)自己的高速列車。當(dāng)時歐美等國列車最高運(yùn)行速度為160km/h。

1965年6月，距離新干線開通不到一年，原聯(lián)邦德國在慕尼黑召開國際運(yùn)輸展覽會期間，每天開行200km/h的E03型電力機(jī)車牽引列車運(yùn)送客人。

1967年5月，法國的CC-6500型高速電力機(jī)車牽引的列車，在既有線上線路條件好、長約80km的區(qū)間也實(shí)現(xiàn)了200km/h運(yùn)行。緊隨新干線之后真正下大力氣研發(fā)高速列車的英國、美國和前蘇聯(lián)。最早成功的1976年由英國人開發(fā)的HST（HighSpeedTrain）動車組。HST動車組為2M7T的9輛編組，前后各配一輛功率1680kW電傳動內(nèi)燃機(jī)車。列車前后各配置一輛機(jī)車，列車在終點(diǎn)站省去調(diào)換車頭的麻煩，后來法、德等動力集中方式高速動車組也采用。從10月4日起，HST的IC125型列車在英國東海岸線既有線開始200km/h商業(yè)運(yùn)行，獲得巨大成功。1.1日歐高速鐵路格局的演變大獲成功的英國HST動車組

1.1日歐高速鐵路格局的演變世界高速列車元老0系動車組

追隨新干線的失敗者主要有兩種方式。一種設(shè)計目標(biāo)過高，采用新技術(shù)的可靠性無法得到保證，代表英國研發(fā)APT(AdvancedPassengerTrain)動車組。采用燃?xì)鉁u輪機(jī)為動力裝置、油壓控制的車體傾斜技術(shù)、流體動力制動裝置等，最高運(yùn)行時速250km，高40km。由于設(shè)計目標(biāo)過高，未經(jīng)技術(shù)太多，列車故障頻發(fā)，失敗告終。另一種前期技術(shù)儲備不夠，直接仿造動力分散方式新干線列車。代表美國和前蘇聯(lián)。屬二流水準(zhǔn)，模仿新干線制造動力分散式高速列車并投入運(yùn)行。在高速方面沒有什么積累，復(fù)制列車故障頻發(fā)，軌道損壞過大。德、法、英宣稱本國已擁有高速鐵路，終竟底氣不足。理由：聯(lián)邦德國在國際運(yùn)輸展覽會的200km/h運(yùn)行，曇花一現(xiàn)，只能算展覽會間一道亮麗風(fēng)景線；而法國和英國，還沒有逃脫既有線上提速的范疇。法國人最先建設(shè)高速，1965年底，擬定高速鐵路構(gòu)想定為“TGV”

；1966年設(shè)立主要研究高速鐵路技術(shù)研究局；1967年7月TGV正式啟動；1968年6月維也納國際研討會，稱建巴黎至里昂之間約500km長TGV高速鐵路。

1980年前，世界只有日本才有高速鐵路，完全屬于日本新干線時代。1.1日歐高速鐵路格局的演變1.1.3歐洲的反超（1981年—1991年）

1981年9月27日，一列前后各一輛電力機(jī)車、中間8輛客車構(gòu)成列車，從巴黎向里昂方向飛馳而去。車頭形狀，就像歐洲美男子的臉龐一樣輪廓分明，最高速度達(dá)260km/h。這就是法國人的TGV—PSE！東海道新干線把日本最大兩座城市—東京和大阪—連接在一起。法國的高速新線東南線，也連接法國最大的兩座城市——巴黎和里昂。TGV-PSE那260km/h速度。這個速度比當(dāng)時新干線列車快40km/h！在高速運(yùn)行方面，朝氣蓬勃的TGV一開始遠(yuǎn)遠(yuǎn)把新干線甩在了后面。兩年后東南線全線開通時，TGV—PSE列車最高速度提高到270km/h！而新干線的最高時速依舊在220km/h徘徊不前。

TGV的優(yōu)勢不僅僅是速度。TGV和新干線，這是兩條形神迥異的高速鐵路。法國人充分調(diào)研日本新干線優(yōu)缺點(diǎn)后，然后根據(jù)自身的技術(shù)優(yōu)勢和特點(diǎn)研發(fā)，雖比新干線晚出17年，但從TGV上幾乎看不到新干線的影子。

1.1日歐高速鐵路格局的演變TGV開通時和新干線的主要不同點(diǎn)

比較項目新干線TGV車輛動力方式動力分散動力集中受電弓數(shù)量多少轉(zhuǎn)向架獨(dú)立式鉸接式車體尺寸大小線路最大坡道值小15‰大（35‰）隧道多無列車?yán)眉扔芯€進(jìn)入城市中心不可（需建設(shè)新線）可運(yùn)輸組織既有線的直通不可可列車編組固定不固定（可兩編組相掛運(yùn)行）票價固定可變列車運(yùn)行班次固定根據(jù)需要，可臨時增發(fā)時刻表上沒有的列車法國人分析的新干線缺點(diǎn)及其相應(yīng)的改善方法

新干線的缺點(diǎn)原因TGV的改善方法對后來日本新干線的影響受電弓受流不良接觸線事故多發(fā)電磁干擾多發(fā)受電弓數(shù)量過多在高速運(yùn)行區(qū)間只使用1臺受電弓受電弓數(shù)量逐漸減少，形成日本獨(dú)自2臺受電弓受流方式運(yùn)輸力調(diào)整欠彈性固定編組固定列車運(yùn)行圖固定票價制2個編組相掛運(yùn)行臨時增發(fā)列車變動票價制東北、上越、山陽新干線采用多種編組區(qū)分使用的方法東北新干線引入臨時列車增發(fā)方式運(yùn)輸繁忙期和閑散期票價略有不同和既有線必須換乘無法和既有線直通運(yùn)行和既有線直通導(dǎo)入山形新干線方式（小型新干線）現(xiàn)在是研發(fā)可實(shí)現(xiàn)不同軌距直通的技術(shù)來應(yīng)對維護(hù)管理費(fèi)用過高；車內(nèi)乘坐舒適度欠佳動力分散方式列車動力集中方式列車采用鉸接式轉(zhuǎn)向架日、歐見解不一致的地方很多造價昂貴小坡道；隧道多；橋梁多無碴軌道都市中心建新線大坡道；不要隧道筑堤；有碴軌道利用都市中心既有線直通北陸新干線采用30‰的大坡道后來開通TGV線路有些區(qū)間也有隧道根據(jù)地質(zhì)的不同采用不同的工法同上日本難以實(shí)現(xiàn)世界上首開300km/h高速運(yùn)行先河的TGV-A列車

1.1日歐高速鐵路格局的演變世界高速列車元老0系動車組

日本早就有新干線，鄰國法國TGV又如耀眼的新星迅速升起。TGV的成功開通，給原聯(lián)邦德國政府潑了一盆冷水，必須立即加快建設(shè)的步伐！1982年高速試驗列車研制工作展開，1985年7月動力集中方式的ICE(InterCityExperimental)試驗列車研制成功，德國鐵路創(chuàng)始150周年。1988年4月28日，ICE首次突破人類鐵道史400km/h速度大關(guān)，2天后的5月1日，406.9km/h新世界紀(jì)錄。半年后，實(shí)力強(qiáng)勁法國TGV以482.4km/h的速度躍居速度榜首。

1991年6月2日，全長327km漢諾威——維爾茨堡線和107km（其中新線99km）的曼海姆——斯圖加特線全線開通，最高速度280km/h的ICE1型列車閃亮登場，世人開始關(guān)注這個本該早到卻遲來的競爭者——ICE。

對比：日本以高速鐵路鼻祖自居，法國TGV已經(jīng)成為世界新霸主。在高速運(yùn)行方面，當(dāng)時ICE不如TGV但優(yōu)于新干線。ICE靠什么作為“賣點(diǎn)”呢？更寬敞、舒適的乘車環(huán)境。1.1日歐高速鐵路格局的演變德國ICE1列車

1.1日歐高速鐵路格局的演變

ICE1和TGV一樣屬動力集中式，前后各配一輛動力車，根據(jù)客流量中間附掛7～14節(jié)拖車，按照空氣動力學(xué)設(shè)計的車頭外形美觀，空氣阻力小。ICE1最高速度280km/h，比當(dāng)時新干線高60km/h，比TGV—A低20km/h。速度不是賣點(diǎn)，乘坐環(huán)境。乘客平均占地1.32m2/人，是200系1.4倍(0.933m2/人)和TGV—A的1.26倍(1.041m2/人)。車內(nèi)裝潢設(shè)計美觀、明亮而大方。分頭等車、二等車和餐車。敞開式，包間式客室，帶會議桌包間。工作所需一應(yīng)俱全，堪稱一流的餐車。像一座移動的高級賓館。有得必有失，ICE1付出列車重量增大的代價。ICE1軸重到19t，比100系新干線重3t，比TGV重2t。從1981年到1991年，法國TGV開通，德國ICE開通，意大利高速客專接近尾聲，歐洲高速鐵路界熱鬧而富有朝氣，日本新干線充滿沉悶之氣。

1982年，日本東北和上越兩條開通。為嚴(yán)寒多雪定身制造的200系動車組，比TGV-PSE動車組晚一年，210km/h最高速度無法和TGV260km/h相提并論，防雪裝置使軸重變得和動力集中式TGV-PSE相等，都是17t，其出現(xiàn)越加凸顯TGV的絕對優(yōu)勢。1985年10月1日，東海道新干線迎來一位新伙伴—100系動車組，最高速度230km/h，技術(shù)上導(dǎo)入雙層車外無突破。1.1日歐高速鐵路格局的演變1.1.4日歐雙雄并行的時代(1992年～現(xiàn)在)

1987年，日本國鐵實(shí)現(xiàn)民營化。JR東海、JR西日本、JR東日本加大高鐵研發(fā)的力度，新干線卷土重來了！

1992年3月14日，300系“希望”號新干線動車組首先出場。

最高運(yùn)行速度，不能和TGV和ICE抗衡。法國在3年前，大西洋線TGV-A最高速度300km/h了，一年投運(yùn)ICE1最高速度280km/h。動力分散式列車的優(yōu)點(diǎn)在它身上真正顯示出來了。首先是300系輕量化技術(shù)取得了驕人成績。TGV-PSE和TGV-A動車組的軸重為17t，300系軸重只有11.3t！ICE1的軸重19t，單位地板面積重量。TGV-PSE和TGV-A分別為1.041t/m2和0.937t/m2，而300系為0.584t/m2——只相當(dāng)于TGV-PSE和TGV-A的56%和62%！其次，顯著弱點(diǎn)是機(jī)器數(shù)量太多，機(jī)器的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)事費(fèi)錢。在直流傳動的時代，動力分散方式的這個缺點(diǎn)的確比較明顯。300系采用交流傳動技術(shù)后，電傳動系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)工作大大減小。1.1日歐高速鐵路格局的演變300系再生制動技術(shù)的采用，使分散在各車廂下部的牽引電機(jī)在列車制動時可作為制動裝置使用，不但對系統(tǒng)節(jié)能發(fā)揮作用，還大大減小機(jī)械制動裝置的負(fù)擔(dān)。即，新干線列車在正常制動時，列車一般30km/h以上使用再生制動，30km/h以下切換成機(jī)械制動。動力集中方式下車，各拖車制動力得機(jī)械制動裝置來承擔(dān)，維護(hù)保養(yǎng)工作很大。300系動車組只使用2臺受電弓。

500系：1997年3月，JR西日本公司，最高速度300km/h，速度落后TGV列車16年后，終于打成平手。在旅行速度和平均速度方面，超過TGV。500系動車組為16M全動車方式，造價高。由于太過追求速度，列車的斷面積小，乘客的乘坐舒適度受到影響。

700系：1999年3月投運(yùn)。吸收300和500系優(yōu)點(diǎn)，集速度、經(jīng)濟(jì)性和乘坐舒適度于一身，代表日本高速列車研制最高水平。從1992年至現(xiàn)在：世界第一列全部雙層客車E1系“MAX”號問世；新干線和既有線直通運(yùn)行小型新干線列車的運(yùn)行；部分線路區(qū)間數(shù)字ATC信號系統(tǒng)的采用；新干線在臺灣高鐵建設(shè)國際招標(biāo)中中標(biāo)；車體可傾斜式N700系2007年投入運(yùn)營；360km/h新一代新干線超高速動車組研發(fā)等。1.1日歐高速鐵路格局的演變開一代新風(fēng)的300系

1.1日歐高速鐵路格局的演變世界高速列車元老0系動車組

1.1日歐高速鐵路格局的演變法國人讓TGV走向世界。1992年4月，西班牙馬德里—塞維利亞長約471km高速新線開通。運(yùn)行AVE(AltaVelocidadEspanola)型，法國購置TGV-A型基礎(chǔ)上設(shè)計制造。AVE列車2L8T的10輛編組，最高速度300km/h。1993.8.20，韓國首爾—釜山高速鐵路高速列車競標(biāo)，法、德、日經(jīng)過激烈爭奪。韓國引進(jìn)46列法國TGV-R型高速列車。TGV實(shí)現(xiàn)進(jìn)軍亞洲。1994年11月，從法國巴黎出發(fā)，穿過英吉利海峽海底隧道，到達(dá)英國倫敦的高鐵開通?！癊urostar（歐洲之星）”高速列車飛馳在該線路上，“Eurostar”根據(jù)TGV技術(shù)研制而成。1996年6月2日，根據(jù)TGV研制的高速動車組“Thalys”，在法國巴黎—比利時布魯塞爾—荷蘭阿姆斯特丹之間運(yùn)行。第二年12月10日，“Thalys”的足跡又延伸到德國的科隆。在法國國內(nèi)：1993年5月23日，北方線開通；2001年6月10日，地中海線開通。高速列車技術(shù)方面，對應(yīng)3種不同供電方式（交流25kV/50Hz，直流1500V和3000V）TGV-R列車，1996年投入運(yùn)行TGV-Duplex雙層列車，為實(shí)現(xiàn)東部線350km/h運(yùn)行研制AGV型動力分散式列車等都取得巨大成功。1.1日歐高速鐵路格局的演變德國1991年ICE1列車投入運(yùn)行，第二年研制高速動車組ICE2。

ICE2動車組長度只有ICE1一半長，在技術(shù)上沒什么新突破，基本技術(shù)參數(shù)和ICE1完全相同。把ICE1從中間一分為二，變成2列ICE2動車組。ICE2只有1輛電力機(jī)車，為了在終點(diǎn)站用換車頭就能雙向運(yùn)行，在列車另一端的先頭車輛也設(shè)有駕駛臺。為什么專門研制短動車組？ICE1是作干線運(yùn)輸?shù)膭榆嚱M，如果到支線上直通運(yùn)行，顯得運(yùn)輸力過剩。由于ICE2動車組可相掛運(yùn)行，這樣就可以根據(jù)運(yùn)輸量的要求，讓動車組單獨(dú)或相掛運(yùn)行。

ICE1和ICE2在乘坐環(huán)境方面堪稱一流。但19t的軸重給德國帶來了煩惱。原因？按歐洲鐵路運(yùn)輸規(guī)范，國際直通列車軸重必須在17t以下，因此無法TGV那樣走出國門，實(shí)現(xiàn)國際直通運(yùn)行。

ICE3：動力分散方式高速動車組，達(dá)到減輕軸重。另外，1995年動工的科隆——法蘭克福高速新線最大坡度40‰，最高運(yùn)行速度300km/h。ICE3開歐洲動力分散方式高速動車組先河。2000年投于商業(yè)運(yùn)行，4M4T的8輛編組，最高運(yùn)行速度可達(dá)330km/h，實(shí)際商業(yè)運(yùn)行300km/h。

德國的動力分散方式高速列車ICE3

1.1日歐高速鐵路格局的演變世界高速列車元老0系動車組

1.1.5亞歐時代整個20世紀(jì)，日本與歐洲幾乎占盡了世界高速鐵路的所有風(fēng)光。進(jìn)入21世紀(jì)，亞洲的高速鐵路建設(shè)顯得生機(jī)勃勃：2005年，韓國首爾～釜山高速鐵路開通，全長426km，高速動車組KTX最高運(yùn)行速度達(dá)300km/h；2006年，中國臺灣省全長345km的臺北～高雄高速鐵路投入運(yùn)營，從日本引進(jìn)的高速動車組T700的最高運(yùn)行時速為300km；2007年4月18日，中國鐵路實(shí)施第六次大面積提速。推出三種時速200km及以上的高速動車組CRH，時速200km及以上線路里程一次達(dá)6003km，其中時速250km的線路長度達(dá)到846km；2008年7月，時速300km的北京～天津高速客運(yùn)專線開通；多條高速客運(yùn)專線如火如荼地建設(shè)；將在2020年前建成世界最大高速鐵路網(wǎng)……世界高速鐵路今后將進(jìn)入——亞歐時代！

1.1日歐高速鐵路格局的演變

速度紀(jì)錄、高速運(yùn)行、乘客運(yùn)輸組織及乘客服務(wù)，歐洲優(yōu)于日本；列車輕量化技術(shù)、大量運(yùn)輸及列車定時運(yùn)行，日本又優(yōu)于歐洲；進(jìn)軍國際市場方面，兩者各有勝負(fù)，總體看，歐洲好于日本。日歐是高速鐵路的佼佼者，在技術(shù)和管理上，各有千秋，難分伯仲。從純技術(shù)的角度講，動力分散方式和動力集中方式的競爭。目前動力集中方式占據(jù)世界主流。如沒ICE3的話，動力分散的新干線孤軍奮戰(zhàn)。動力分散成為今后高速列車的主流可能性似乎更大?？陀^看，德國開發(fā)成功ICE3后，法國于1999年6月研制時速300-360km/h的AGV型動力分散方式列車。原因，動力分散方式除了有列車軸重輕，更重要，動力分散方式列車制動時，牽引電機(jī)可變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，把列車動能變?yōu)殡娔芊答伝仉娋W(wǎng)。既可減少依賴摩擦的機(jī)械制動裝置維修保養(yǎng)，又可節(jié)約能源，提高列車制動性能。即使將來動力分散方式列車成為主流，不意味日本會一統(tǒng)世界高速。1.2日、法、德三強(qiáng)技術(shù)體系比較

1.3.1中國既有線200km/h運(yùn)行現(xiàn)狀1.3中國在世界高速鐵路格局中的位置

中國鐵路高速運(yùn)行從2007年4月18日開始的。繼1997年至2004年先后五次大提速后，這一天實(shí)施了第六次大提速。最大亮點(diǎn)是：既有線上速度200km/h動車組開行！既有線提速到200km/h，部分區(qū)間達(dá)250km/h，標(biāo)志著在既有線提速方面質(zhì)的飛躍，達(dá)到既有線提速國際水平。提速后，全國鐵路速度160km/h及以上線路里程達(dá)1.4萬km，速度200km/h及以上線路里程達(dá)6003km。6003km！只是既有線提速的里程，并非客運(yùn)專線。就實(shí)現(xiàn)200km/h及以上運(yùn)行的線路里程來看，和國外比，中國一躍成為世界高速運(yùn)行的大國。目前世界上已有10多個國家鐵路通過既有線改造，旅客列車最高運(yùn)營速度達(dá)到200km/h，線路總里程約為8000km。即，中國既有線200km/h運(yùn)行的線路里程是其他國家總和的75%！日、法、德三國高速鐵路里程分別約為2300km、1580km和815km（加上法、德高速列車在既有線上的運(yùn)營里程），從都是干線鐵路都以時速200km及以上的速度運(yùn)行的觀點(diǎn)來看，中國運(yùn)營里程已超越了世界高速鐵路技術(shù)最強(qiáng)的三國！1.3中國在世界高速鐵路格局中的位置

第六次大提速后200km/h及以上運(yùn)行線路圖（線路總里程：6003km）1.3.2世界最大的高速鐵路網(wǎng)建設(shè)計劃

2007年，全國鐵路旅客和貨物運(yùn)輸需求分別為15億人、25億t。據(jù)預(yù)測，到2020年，將達(dá)到40億人、40億t，年平均增長7%和4%。不繼續(xù)快速發(fā)展，“瓶頸”制約矛盾將越來越突出。網(wǎng)絡(luò)化時代的今天，人們生活節(jié)奏日漸加快。盡管2007年動車組的登場將大城市之間的旅行時間大大壓縮了，然而，北京至上海需9h59min。可惜，目前，中國除了投入使用的秦沈客運(yùn)專線外，其他是客貨混跑，處于客運(yùn)快速與貨運(yùn)重載難以兼顧的尷尬局面。中國鐵路，運(yùn)能不足，競爭力需進(jìn)一步提高，加以中國面臨的環(huán)保和節(jié)能問題，這些都呼喚著中