日新月異的高速鐵路

受人口，資源，環(huán)保等問題的困擾，人們把解決交通運(yùn)輸問題的目光轉(zhuǎn)向了公共交通體系的軌道交通，具有國際性和時(shí)代性概念的高速鐵路是其中的佼佼者。日新月異發(fā)展的高速鐵路，成了老百姓關(guān)注的熱門話題，為此，記者采訪了中國鐵道科學(xué)研究院原副院長朱其杰，他詳細(xì)地介紹了高速鐵路的相關(guān)內(nèi)容。

不要盲目追求高速度

記者：由于京津城際鐵路的正式運(yùn)營，時(shí)速最高達(dá)到了550公里。高速鐵路給老百姓帶來實(shí)實(shí)在在的方便，但普通百姓對(duì)高速鐵路的概念還不是很清楚，請(qǐng)您介紹一下，高速列車是不是越快越好，時(shí)速達(dá)到多少公里才算高速列車呢?

朱其杰：按照國際通用的標(biāo)準(zhǔn)，高速鐵路是指最高運(yùn)行時(shí)速在200公里以上的鐵路。1 964年日本建成東海道高速鐵路新干線，這是世界上第一條高速鐵路，它一舉解決了包括東京等大城市在內(nèi)的經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)地區(qū)的陸上運(yùn)輸問題，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益舉世矚目。之后，法，德、日等國又在高速技術(shù)上取得了新突破。

我國在發(fā)展高速鐵路時(shí)，一定不要盲目追求速度，高速鐵路的速度不是越快越好，當(dāng)能耗和速度達(dá)到一個(gè)最佳比例時(shí)，才是鐵路的最佳經(jīng)濟(jì)速度。

高速鐵路九大優(yōu)勢

記者：迄今世界上時(shí)速在200公里以上的高速鐵路總長度已超過1萬公里。與其他運(yùn)輸方式如傳統(tǒng)的列車以及汽車、飛機(jī)相比，高速鐵路有明顯優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面?

朱其杰：高速鐵路的優(yōu)勢概括來說，主要有以下九大特點(diǎn)：

速度快高速鐵路的試驗(yàn)速度已經(jīng)超過500公里／小時(shí)，最高運(yùn)行時(shí)速300多公里，今后將更快。

客運(yùn)量大一條高速公路一年最大客運(yùn)量不會(huì)超過1 000萬人次。日本的一條高速鐵路一年客運(yùn)量已達(dá)到1.5億人次。

全天候高速鐵路由計(jì)算機(jī)控制運(yùn)行，風(fēng)雨雪霧等惡劣天氣對(duì)它沒有影響。列車按規(guī)定時(shí)刻到發(fā)與運(yùn)行，規(guī)律性很強(qiáng)。這是飛機(jī)，汽車及其他交通工具所不及的。

安全可靠日本1 985年統(tǒng)計(jì)，每10億人公里死亡人數(shù)，鐵路為1.97人，汽車18.93人，飛機(jī)為16.01人。日本新干線建成運(yùn)營30多年，運(yùn)輸旅客35億人次，法國巴黎到里昂的1100多公里高速鐵路，每年運(yùn)輸幾千萬人次，至今沒有發(fā)生一起人員傷害事故。

能耗低研究表明：若以普通鐵路每人公里消耗能源為1單位，則公共汽車為1.5，小汽車為8.8，飛機(jī)為9.8而高速鐵路僅為1.3。

污染輕高速鐵路沒有粉塵，煤煙和其他廢氣污染，噪音比公路要小5-10分貝。

占地少與四車道的高速公路相比，高速鐵路的用地只有高速公路的一半。

舒適高速鐵路運(yùn)行車輛空間大，旅客臥、坐、行都比其他交通方式更加舒適。

效益高日本東海道新干線總投資為3800億日元，由于投入運(yùn)營后客流量迅速增長，而運(yùn)輸成本只有飛機(jī)的1／5，因此正式投入運(yùn)營的第七年便全部收回了投資。1 985年以來，每年創(chuàng)利都在2000億日元以上。

快速發(fā)展的中國高速鐵路

記者：目前，世界高速鐵路建設(shè)方興未艾，中國高速鐵路建設(shè)也在奮力崛起，請(qǐng)您談?wù)勎覈咚勹F路的具體情況?

朱其杰：由于我國地質(zhì)條件的差異性，分建成網(wǎng)的復(fù)雜性，不可能完全照搬任何一國的高速鐵路技術(shù)。我國近20年來，在走出去，請(qǐng)進(jìn)來學(xué)習(xí)高速鐵路技術(shù)的同時(shí)，數(shù)千科技人員長期投入取得上百項(xiàng)研究成果。立足自我，充分利用我國多年來積累的技術(shù)儲(chǔ)備，認(rèn)真學(xué)習(xí)和借鑒國外高速鐵路建設(shè)和運(yùn)營的成功經(jīng)驗(yàn)，堅(jiān)持博采眾長，加強(qiáng)包括原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新在內(nèi)的全面自主創(chuàng)新，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建具有中國特色和世界先進(jìn)水平的高速鐵路技術(shù)體系。

具體來說，我國高速鐵路已建成的有15條，達(dá)到5600公里，今后擬建的有1O條，約4100公里，未來省會(huì)城市之間都有高速客運(yùn)專線，也就是通常所說的動(dòng)車組。時(shí)速200公里及以上動(dòng)車組技術(shù)引進(jìn)、吸收、消化和再創(chuàng)新工作，正在按計(jì)劃順利推進(jìn)。第六次大面積提速時(shí)速200公里動(dòng)車組已上線運(yùn)行，為適應(yīng)大運(yùn)量、長運(yùn)距的高速客運(yùn)需要，鐵道部正在積極組織16輛長編組座車和世界首創(chuàng)的長編組高速臥鋪車的開發(fā)；還將根據(jù)運(yùn)輸需要繼續(xù)開發(fā)雙層客車等形式的高速動(dòng)車組。屆時(shí)，國內(nèi)企業(yè)將掌握包括關(guān)鍵技術(shù)在內(nèi)的動(dòng)四組技術(shù)，在技術(shù)上處于主導(dǎo)地位，國產(chǎn)化率將達(dá)到70％以上，并形成開發(fā)和制造高速動(dòng)車組系列產(chǎn)品，生產(chǎn)一流水平的中國品牌動(dòng)車組的能力。

高速鐵路技術(shù)大不同

記者：與傳統(tǒng)的鐵路相比，高速鐵路在技術(shù)上有何特點(diǎn)?

朱其杰：高速鐵路由高質(zhì)量及高穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施、性能優(yōu)越的高速列車先進(jìn)可靠的列車運(yùn)行控制、高效的動(dòng)輸組織與運(yùn)營管理架構(gòu)等綜合集成。與傳統(tǒng)的鐵路相比，我國高速鐵路建設(shè)的技術(shù)差異主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是基礎(chǔ)設(shè)備的不同：比如路基、軌道。二是機(jī)動(dòng)設(shè)備，主要是機(jī)車的變化。

軌道：從有砟到無砟

高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)類型從總體上分有砟軌道和無砟軌道。有砟軌道是鐵路的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。它具有鋪設(shè)，更換與維修方便，造價(jià)較低，吸噪特性較好等優(yōu)點(diǎn)。但隨著行車速度的提高，其自身缺點(diǎn)也隨之顯現(xiàn)。法國是以有砟軌道為代表的高速鐵路國家，一直以有砟軌道能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)速270～300公里的運(yùn)營而感到驕傲。但隨后發(fā)現(xiàn)早期建造的軌道粉化嚴(yán)重，使用不到10年就不得不全面大修，更換道砟。

無砟軌道與有砟軌道軌下結(jié)構(gòu)基本相同，差異主要是無砟構(gòu)筑混凝土道床，有砟鋪設(shè)35厘米厚道砟。無砟軌道的優(yōu)點(diǎn)是：穩(wěn)定性高、剛度均勻性好，結(jié)構(gòu)耐久性強(qiáng)，維修工作量顯著減少。高速鐵路要求地面的平順度，穩(wěn)定性非常高，有砟軌道的工后沉降控制在厘米級(jí)，目前我國的高速鐵路的無砟軌道工后沉降達(dá)到毫米級(jí)，因此無砟軌道已獲得高速鐵路越來越廣泛的應(yīng)用。中國鐵路時(shí)速300公里的客運(yùn)專線將大范圍成段，成線修建無砟軌道。無砟軌道也存在地震等不可抗拒的災(zāi)害修復(fù)不如有砟軌道容易，線路噪音、振動(dòng)大于有砟軌道，建設(shè)投資大于有砟軌道的缺點(diǎn)。

高速動(dòng)車組

大家一說到高速鐵路，就想到動(dòng)車組，和諧號(hào)，具體來說，列車主要有兩種形式，動(dòng)力集中式和動(dòng)力分散式。傳統(tǒng)的火車大多是動(dòng)力集中式，動(dòng)力集中在機(jī)車頭上。

動(dòng)力分散型，也就是我們常說的動(dòng)車組，列車的動(dòng)力不在頭車上，可以分散在不同的車廂上。動(dòng)力分散動(dòng)車組的優(yōu)點(diǎn)，牽引功率大，載客人數(shù)多、軸重小，啟動(dòng)快，加速性能好，利用率高，適合公交化客運(yùn)，編組靈活，經(jīng)濟(jì)效益高。由于動(dòng)力分散動(dòng)車組與動(dòng)力集中動(dòng)車組比較在高速運(yùn)用條件下有明顯的優(yōu)點(diǎn)，動(dòng)力分散是高速動(dòng)車組的發(fā)展趨勢。我國的高速鐵路的機(jī)車大多采用動(dòng)力分散型。

未來的“移動(dòng)比賽”

記者：展望未來，請(qǐng)您談一談高速鐵路的發(fā)展方向?

朱其杰：國外先進(jìn)的高速動(dòng)車組已普遍采用了輕量化鋁合金車體，高可靠性無搖枕轉(zhuǎn)向架、大功率直交牽引傳動(dòng)，基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的列車控制和旅客信息系統(tǒng)等。高速鐵路從某種意義上來說，是無人駕駛，列車的控制程序是編好的，除非發(fā)生意外事件。需要駕駛員采取緊急措施停止列車的運(yùn)行，其他時(shí)間列車一般按編好的程序正常運(yùn)行。

高速鐵路行車以速度信號(hào)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的色燈信號(hào)，以車載信號(hào)作為行車的憑證，為防止司機(jī)失誤影響行車安全，地面?zhèn)魉偷杰囕d設(shè)備的信號(hào)直接轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)列車制動(dòng)系統(tǒng)的控制，稱為列車動(dòng)行控制系統(tǒng)。主要有地面設(shè)備和車載設(shè)備組成。

展望高速鐵路未來的發(fā)展方向，用一個(gè)形象的比喻，那就是“移動(dòng)的比賽”。具體是地面的控制中心通過無線信息控制機(jī)車，許多國家正在研制自己下一代高速列車無線通信網(wǎng)絡(luò)。這是未來高速鐵路的一種發(fā)展趨勢。

高速鐵路未來的另一個(gè)特點(diǎn)，就是在高速鐵路的建設(shè)中高架橋多，橋梁占的比重大。雖然橋梁一次性投入大，但穩(wěn)定性好，不容易損壞，維修量少。

國外高鐵發(fā)展現(xiàn)狀

記者：經(jīng)過40多年的發(fā)展，高速鐵路技術(shù)日臻完善、成熟，形成了以日、法、德5個(gè)技術(shù)原創(chuàng)國為代表，適合各自國情、路情和各具特點(diǎn)的技術(shù)格局。請(qǐng)您具體談一談國外高速鐵路發(fā)展的現(xiàn)狀?

朱其杰：目前，國外擁有高速鐵路的國家主要有日本、德國、法國、英國，意大利、西班牙等。在國外高速鐵路的發(fā)展過程中，由于各國原有鐵路的技術(shù)裝備和線路狀態(tài)的不同，各國所采用的方式和技術(shù)措施也不盡相同。

日本

1964年10月日本先于其他國家開通了世界第一條高速鐵路一東海道新干線，采用0系電動(dòng)車組，最高試驗(yàn)速度為256km／h，最高運(yùn)行速度為210km／h。日本加速修建這條標(biāo)準(zhǔn)較高的客用專線是由于日本工業(yè)生產(chǎn)迅速增長且絕大部分工業(yè)集中在東海岸地區(qū)。1 992年開始開發(fā)超高速電動(dòng)車組，取名為STAR21型電動(dòng)車組，創(chuàng)意為21世紀(jì)用的時(shí)速350km高級(jí)豪華列車。由于日本鐵路的既有線路彎道較多，所以鐵路高速化的途徑是新建準(zhǔn)軌客運(yùn)專線，而不利用既有線路進(jìn)行改造。

法國

法國高速線上采用的電動(dòng)車組在牽引動(dòng)力上的布置與日本不同。日本是動(dòng)力分散式，而法國是動(dòng)力集中式，法國是創(chuàng)造鐵路列車試驗(yàn)速度最高的國家，法國第一條鐵路線(巴黎東南新干線)于1972年動(dòng)工，1983年投入運(yùn)用。最高運(yùn)行速度為270km／h。在巴黎東南新干線通車后，法國繼續(xù)擴(kuò)大高速鐵路線，1990年大西洋新干線正式通車，最高運(yùn)行速度為300km／h。為了擴(kuò)大高速鐵路網(wǎng)和開通國際聯(lián)運(yùn)高速線，法國又修建第三條新干線——北方新干線，最高運(yùn)行速度可達(dá)300—350km／h。法國實(shí)現(xiàn)鐵路高速化時(shí)，不利用既有線路，采用建造新專用線的方法，與日本同屬一個(gè)類型。

德國

德國發(fā)展高速鐵路未采用修新線的方式，僅對(duì)原技術(shù)狀態(tài)較好的線路進(jìn)行改造和加固，必要時(shí)才修幾段新線，使其形成幾條高速運(yùn)行線。其中最長的兩條是：漢諾威一維爾茨堡和曼海姆一斯圖加特。與日本，法國兩國新修專用線的做法具有明顯不同，屬于改造舊線實(shí)現(xiàn)高速的模式。

英國

英國鐵路目前采用改造既有線路的方法來提高列車運(yùn)行速度，與德國同屬一個(gè)模式。英國鐵路幾乎與法國同時(shí)開始規(guī)劃鐵路高速化，但走了彎路，現(xiàn)落在法國后面。英國鐵路目前正在進(jìn)行西海岸電氣化改造，計(jì)劃使用電動(dòng)車組的牽引方式，最高運(yùn)行速度250km／h。

意大利

意大利是采用了先改車(不改線)，后建新線的方式來實(shí)現(xiàn)鐵路高速化的。意大利在上世紀(jì)70年代中期投入運(yùn)用了帶擺式車體的ERT4，01型的客車，最高運(yùn)行速度為1 60～1 80km／h，上世紀(jì)80年代最高速度達(dá)到200km／h。新建米蘭一那不勒斯高速線，最高運(yùn)行速度為275～300km／h。采用ETR500高速電動(dòng)車組。該列車由1 4輛車組成，采用交流異步電動(dòng)機(jī)牽引。

西班牙

西班牙發(fā)展高速鐵路時(shí)采用多種手段。采用先用擺式列車，后建新線的方法，建新線后仍不放棄擺式列車，這是兩種軌距并存條件下采用的方針。

西班牙還為新線購置了全新的非擺式的高速列車。該高速列車是以法國大西洋新干線運(yùn)用的TGV-A列車為基礎(chǔ)，并考慮到在西班牙線路運(yùn)行的特殊要求，局部進(jìn)行修改設(shè)計(jì)制成的。列車設(shè)計(jì)最高運(yùn)行速度為300km／h。