高铁技术

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高铁技术顾名思义高速铁路技术 是高速铁路技术的汉语的简说,在中国和平崛起过程中,西方总会有一些质疑的声音,甚至恶意诋毁和攻击,中国高铁自然也不例外。西方一些人对中国高铁的诬蔑攻击,有吃不到葡萄酸溜溜的成分,也别有用心。

根据UIC(国际铁道联盟)的定义,高速铁路是指营运速率达每小时200公里的铁路系统(也有250公里的说法)。早在20世初前期,当时火车“最高速率”超过时速200公里者比比皆是。直到1964年日本的新干线系统开通,是史上第一个实现“营运速率”高于时速200公里的高速铁路系统。高速铁路技术除了在列车在营运达到速度一定标准外,车辆、路轨、操作都需要配合提升。广义的高速铁路技术包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。

适合高速铁路的生存环境其实只有两条基本原则:第一是人口稠密和城市密集,而且生活水准较高,能够承受高速轮轨比较昂贵的票价和多点停靠,第二是较高的社会经济和科技基础,能够保证高速轮轨的施工、运行与维修需要。

就这两点而言,以巴黎和柏林为核心的欧洲大陆和日本密集的城市带是最适合不过的。因此世界最先进的高速轮轨技术诞生在德、法、日这3个国家就非常合乎逻辑。

日本的高速铁路“新干线”诞生于1964年。当时的东京至大阪“东海道”线仅用8年时间就收回全部投资。近40年来,新干线技术不断进步,已经构成了日本国内铁路网的主干部分。

虽然新干线的速度优势不久之后就被法国的TGV超过,但是日本新干线拥有目前最为成熟的高速铁路商业运行经验———近40年没有出过任何事故。而且新干线修建之后对于日本经济的拉动也是引起世界高速铁路建设狂潮原因之一。

TGV可能是目前惟一没有任何淫逸色彩而享誉世界的法国产品。所谓TGV是Train a Grande Vitesse(法语“高速铁路”的)简称。第一条TGV是1981年的开通的巴黎至里昂线。此后不过几个月,TGV就打败法国航空拥有了这条线路的最大客源。

1972年的试验运行中,TGV创造了当时的318公里的高速轮轨时速。

从此TGV一直牢牢占据高速轮轨的速度桂冠,目前的纪录是2007年创下的578.4 公里/小时。另外法国境内的加来至马赛线是目前世界上惟一一条超过1000公里的高速铁路运营线,在这条线路上TGV的平均时速超过300公里,表现也非常稳定。

法国TGV的最大优势在于传统轮轨领域的技术领先。1996年,欧盟各国的国有铁路公司经联合协商后确定采用法国技术作为全欧高速火车的技术标准。因此TGV技术被出口至韩国、西班牙和澳大利亚等国,是被运用最广泛的高速轮轨技术。

德国的ICE则是目前高速铁路中起步最晚的项目。ICE(Inter City

Express的简称)的研究开始于1979年,其内部制造原理和制式与法国TGV有很大相似之处,目前的最高时速是1988年创下的409公里。因此现在德国与法国政府正在设计进行铁路对接,用各自的技术完成欧洲大陆上最大的两个国家铁路网的贯通。

ICE起步较晚和进展比较落后的一个重要原因是德国人在高速轮轨和磁悬浮的两线作战。由于磁悬浮在设计理念上的先天优势(没有固态摩擦),德国的常导高速磁悬浮一直是其铁路方面科研的重点。磁悬浮的设计理念与传统意义上的轮轨完全不同,因此当法国的TGV顺利投入运行,而且速度不亚于当时的磁悬浮时,德国人才开始在高速轮轨方面奋起直追,但是至今仍与法国TGV技术有不小的差距。

在认识建造高速铁路的优势后,美国奋起直追,不仅保留了原计划拆除的东北走廊电气化设施,而且在引进TGV技术的基础上,研制了具有美国特色的高速列车ACELA,该列车连接了波士顿、纽约、费城、华盛顿。是美国唯一一条高速铁路。

1971年最早的TR1型磁悬浮面世之后,至今已经有八个型号。上海磁悬浮采用的就是最新的TR8型。

日本磁悬浮研究成功是在新干线正式运行10年之后的1972年,而且研究方向是与德国完全不同的超导方式。目前日本磁悬浮已经在试验中得到552公里/小时的最高速度。但是曾经实地考察过两国线路的朱镕基总理评价日本磁悬浮的噪音和晃动都大于德国磁悬浮。日本方面也以技术尚未完全成熟为由,拒绝向中国提供磁悬浮技术。

高速轮轨和磁悬浮虽然在设计方法上有天壤之别,却还有一点是共通的,那就是关注于改变列车和轨道的接触状况以提高速度。到目前为止,磁悬浮能够达到的设计运行最高时速为450公里(德国),试验最高时速552公里(日本)。与目前最高时速的高速轮轨TGV相比,磁悬浮的纯速度领先还并不明显,但它有明显的速度潜力和能耗比、噪音等。与此大相径庭的是近年在兴起的,关注于改进机车牵引系统的摆式列车,很有可能是此后地面交通工具提高速度的另一个有益尝试。

德国、意大利和瑞典是最早进行摆式列车试验的国家,1997年以来摆式列车因为价格便宜和制造工艺相对简单,尤其是能够充分利用现有线路,不必铺设全新的铁路网络的优势,而逐渐能够在高速列车的竞争上与高速轮轨和磁悬浮分庭抗礼。

从国际趋势来看,摆式列车很有可能是一种在大规模成熟铁路网基础上完成提速,而且性价比较高的高速铁路技术。

TGV 技术

法国:TGV

法国、英国、比利时:欧洲之星

法国、比利时、荷兰、德国:Thalys

西班牙: AVE

韩国:KTX

美国:ACELA

ICE 技术

德国:ICE (Intercity Express)

德国、比利时、荷兰、瑞士、奥地利:ICE (Intercity Express)

中国: CRH(China

Railway High-speed)

新干线技术

日本:新干线

台湾:台湾高铁

中国:CRH2(E2-1000)

Talgo技术

西班牙: Talgo350

摆式列车

意大利、芬兰、葡萄牙、捷克、斯洛文尼亚、英国:Pendolino

瑞典:X2000

瑞士: ICN

意大利、瑞士: Eurostar Italia

美国: Acela

加拿大: LRC

日本:800系新干线、N700系新干线

磁悬浮

中国上海:中国第一辆磁悬浮列车(机场快铁)

日本:山梨リニア(MLX-001),中央新干线(东京~大阪,规划中)

中国目前高速铁路

沪宁杭线,沪宁线,宁杭线,沪杭线,哈大线,武广线,郑西线,京石线,汉宜线,港深广,京津城,京沪线等,到2020年,计划用6万亿修建5万公里高速铁路。

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