运输大王火车：世界火车发展史，首条机车铁路

2．世界火车发展史

最早的蒸汽机车

人们远程旅行时，通常会选择火车，车上各种设施较为齐全，例如座位、床铺、餐厅、洗手间等应有尽有，怪不得有人将其称为“流动的旅馆”呢！坐在车厢里，不仅平稳，而且还可以观赏车外的景色。除了这些用途之外，火车还能够为世界各地运送货物。来吧，让我们来重温一下火车的发展史吧！

最早的蒸汽机车

最早的蒸汽机车

1804年，英国的德里维斯克，通过对瓦特蒸汽机的改造，研制出一台用来运货的蒸汽机车。锅炉被他制成管状，这样一来，就会大大增加蒸汽压力，而且不易出现故障。没过多久，他将此蒸汽机安装在铁路马车上，最早的蒸汽机车也就从此诞生了。

不仅如此，德里维斯克又发明了最早的载客火车。1808年，他在伦敦建造了一条圆形的轨道，用蒸汽机车牵引，专门用来运送客人。这是第一辆真正的载客火车，但当时人们并没有太多人认识到它的重要意义。

1810年，英国的斯蒂芬森在此基础上，自己动手研制蒸汽机车。1814年，他的“布鲁克”号机车问世了。此机车共有两个汽缸、一个长为2.5米的锅炉，还有一个凸缘的车轮，能够承载8节矿车，载重为30吨，时速为6.4千米。此后的10年中，斯蒂芬森相继造了12辆与“布鲁克”号非常接近的火车头。这些设计虽然没有重大的突破，但是他认为火车时代在不久的将来必然会到来。

史蒂芬森的“火箭”号机车

18世纪早期，由于生产力不断发展，生产效率也随之提高，工厂迫切需要大量原材料的运进，与此同时也需要将产品输送到世界各地，马车已经远远满足不了人们的需求了。那时的蒸汽机车正好能够满足人们的需求，不仅有相当大的运载力，且能够进行长距离运输。于是，蒸汽机车一跃而成为运输业的冠军。

1829年4月，利物浦—曼彻斯特铁路委员会宣布，即将举行一次竞赛。比赛要求是：每辆机车牵引一列载满石子的车辆，在3千米长的路上往返运行20次，获胜的机车设计者可以赢得500英镑。

斯蒂芬森的“火箭”号机车

在10月份的比赛中，斯蒂芬森亲自驾驶“火箭”号机车，牵引着12吨重的货车，时速达22.5千米。直到第10次行驶时，时速提高到33.7千米，而最后更是出人意料，时速竟高达47千米，因此力挫群雄，成为冠军。当他抵达终点时，全场观众无不欢呼惊叫。自此以后，斯蒂芬森的才能和蒸汽机车发明人的身份得到了世人的普遍认可，没有人再怀疑他的才能了。

1817年，有一位英国商人，名为批司，他想修筑一条达灵顿—斯托克顿的铁路，并任命斯蒂芬森为修筑铁路的总工程师。由于当时处于工业革命时期，钢铁工业与机器制造业发展水平较高，这就为铺设铁路提供了必要的条件。在这项工程中，斯蒂芬森采用了4.57米长的锻铁铁轨，两根轨道之间的距离统一为1.435米。铁路1825年竣工，并开始通车。在世界上，这是首条采用机车牵引，并同时办理客运和货运业务的铁路。

乔治·斯蒂芬森

斯蒂芬森于1825年9月27日，亲自驾驶自己设计制造出来的“动力”1号机车，一共载着550名乘客，自达灵顿出发，以24千米的时速，向斯托克顿行驶。这一旅程之后，“动力”1号机车被人们称之为人类历史上第一列用蒸汽机车牵引，行驶在铁路上的载人列车。当列车抵达斯托克顿时，现场4万余人为之欢呼，为人类历史这一非同凡响的旅行祝贺。

1830年后，随着生产力不断提高，蒸汽机车的动轮也从两对（有时三对）发展成为四、五、六对；与此同时，热效率、牵引力和功率也在不断得到提高。

利物浦—曼彻斯特铁路上行驶的蒸汽机车

1830年的最后一个季度，利物浦—曼彻斯特铁路乘客运载多达7万人；1831年，其运输总收入为50万英镑；1832年，英国共建有24条商业铁路，其中有一条最为兴旺，年运载量达35万人次，而且还可载70万吨货物。1832年，美国仅建造新铁路就多达17条。到1936年，美国已有2649千米长的铁路了。而且在这一年，铁路运载旅客10余万人次，谱写了交通史上新的篇章。

19世纪早期，年年都会发生交通事故，大量铁路工人在火车运行过程中死亡或受伤。其中有三分之一的人，是由于在两车之间挂车钩时，不幸受伤或死亡。约翰逊发现两手的手指可以互相钩住，于是发明了一种铰接自动挂钩。这一发明可以避免事故的发生，为此，约翰逊申请了一项专利。然而在当时，员工受伤铁路不需要赔偿，因此那些铁路负责人对这一发明不屑一顾。这样一来，此项发明只好被搁置起来。

早期，司机为了火车能够停下来，不得不关掉机器，将车上的锡制号笛拉响。男性旅客听到号笛，便相继从车上跳下，共同让火车停下来。后来，乔治·威斯汀豪斯由于看了一篇关于风钻的文章，从中找到灵感，研制出一台空气制动阀。将其安装在一列火车上，试验成功了。这一设备的发明，使得火车仅在短暂的时间内，就可以停下来了。

中国第一台蒸汽机车——“龙”号机车

河北开滦煤矿于1878年开工，为了解决煤炭的运输问题，清政府计划修建一条唐胥铁路。1880年开始施工，1881年开始通车，铁路长为10千米。后来，由于中国人手里握着英国的几份火车设计图纸，再加上矿厂可以提供起重机锅炉、长井架等各种设备。没过多久，中国第一台蒸汽机车－－“龙”号机车便问世了。1952年，中国又研制出了真正意义上第一台国产蒸汽机车。随后，又研制出了许多型号的机车，例如解放型、建设型、胜利型、人民型、FD型、前进型等，共计6种型号蒸汽机车。

京张铁路(北京─张家口)，是中国人自行设计﹑修建的第一条铁路。詹天佑是此项工程的总工程师，于1905年5月开工。这一工程地形相当复杂，外国人曾扬言“中国造此路之工程师尚未出生”，可是事实并非如此。詹天佑为了穿越燕山山脉以及军都山的都山大沟，在路段为22千米内，采用了30%的坡道以及“人”字型路轨。不仅如此，当列车抵达青龙桥车站时，换个方向由推机车转换为牵引机车，不再受到地形的限制。这一铁路的建成，开创了中国人自行设计﹑修建铁路的先河。

京张铁路示意图

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詹天佑

詹天佑是我国最早、最杰出的铁路工程师，他非常爱国，领导和修筑了从北京到张家口的铁路。这是第一条完全由中国人自主设计施工的铁路。

詹天佑

从北京到张家口的铁路全长200余千米。1905年，清政府任命詹天佑为总工程师，修筑从北京到张家口的铁路。从南口往北过居庸关到八达岭，一路都是高山深涧，悬崖峭壁。这样艰巨的工程，各国著名的工程师都不敢轻易尝试，在外国人眼里，中国人是无论如何也完成不了的。

詹天佑不怕困难，毅然接受了任务，开始勘测线路。白天，他攀山越岭、勘测线路；晚上，他就在油灯下绘图、计算。为了寻找一条合适的线路，他常常请教当地的农民。遇到困难，他总是想：这是中国人自己修筑的第一条铁路，一定要把它修好。否则，不但惹外国人讥笑，还会使中国的工程师失去信心。

这条铁路不满四年就全线竣工了，比原计划提早两年。这件事给了藐视中国的帝国主义者一个有力的回击。今天，我们乘火车去八达岭，经过青龙桥车站时，可以看到一座铜像，那就是詹天佑。许多到中国来游览的外宾，看到詹天佑留下的伟大工程，都赞叹不已。2005年10月12日，纪念京张铁路开工100年时，在张家口南站，“中国铁路之父”詹天佑的铜像揭幕。詹天佑铜像由中央美术学院设计雕塑，高2.8米，重1吨。詹天佑有“中国铁路之父”、“中国近代工程之父”的美誉。

随着时间的推移，蒸汽机车应用越来越广泛，但也存在着很多不容忽视的缺点，例如运送的煤四分之一被火车“吃掉”了。随着行驶路程的增长，需要加水、加煤，还需要洗炉。不仅如此，在行驶中还要放出大量黑烟，对环境造成污染，特别是在火车驶入山洞时，由于浓烟散不出去，对旅客和车上工作人员的健康造成严重影响。正是由于如此多的不利因素，曾经风靡一时的蒸汽机车，最终被历史淘汰了，取而代之的是新一代的电力机车和内燃机车。

仍在使用的蒸汽机车(www.xing528.com)

一位名为西门子的德国人，于1879年研制出一台小型电力机车，由150伏直流发电机供电，而且不冒烟。这一机车的问世，马上引起人们的关注，电力机车的发展史，从此便开始了。在英国，电力机车于1890年正式用于营业；在美国，电力机车于1895年开始应用于干线运输。后来，德国、日本也相继研制出了具有实用价值的电力机车。

世界首条电气化铁路，是于1879年在德国柏林建成的。其中也有西门子公司设计的铁路，长度约为600米，共有三根铁轨，其中一根就是用来输送电力的。

内燃机车

柏林电气化双轨铁路于1881年建成：一根铁轨为火线；另一根为地线。1885年，成立了西门子─哈尔斯克公司，而且还修建了一条长为6千米的电气化铁路，这是第一次采用高架电线输送电流。

此外，瑞士于1904年架设了单向交流电压为1.5万伏的高压电线，为500马力的BB型电力机车供电。自此以后，电气化铁路迅速发展起来。

进入20世纪初期，美国通用电气公司组装了一辆汽油机车，发电机是由内燃机带动的，然后通过发电机带动电动机，机车受到推动就能够行驶了。

作为展览品的蒸汽机车

后来，柴油机便问世了。由于这一发明实用价值高，经济性能好，不久便在铁路上得到广泛应用。

美国新泽西州的中央铁路于1925年使用首辆220千瓦的小型柴油机机车，随后，又出现了大型机车，分别为2574千瓦、5516千瓦。此类大型机车能够牵引5000余吨的货物，时速高达145千米。

虽然电力机车有着很高的速度和牵引力，但无论是高架线供电，还是第三轨供电，对于远距离铁路线运输来说，耗资是相当多的。如果供电线路突然中断，铁路运输就会被迫停下来。于是第二次世界大战后，柴油机车的制造技术和性能大大地提高了，功率大约增加了一倍，而且不断向大功率发展。再加上石油价格便宜，内燃机车自然发展极为迅猛。在大约10年的时间内，美国、英国、加拿大等国均实现了内燃机车化。

蒸汽机车

最早的燃气轮机车——柴油机车的“胞弟”，是瑞典人于1933年研制出来的。后来，法国、美国都制造出功率不同的燃气轮机车，并正式投入使用。这一机车最大的优点是：对燃油质量没有太高的要求。除此之外，其制造和修理也相当容易，用水量极小，外界越寒冷，工作效率反而越高，因此不受低温气候的影响。不过，世界上没有十全十美的东西，它也有不少缺点：噪音非常大，对材料的耐热要求较高，这样一来，就会或多或少地影响到燃气轮机车的发展前景。如果没有这些缺点的话，燃气轮机车在交通领域中，将有着十分可观的发展前景。

1906年，出现了最早的动车，是由英国人制造的，电传动为150千瓦。载客可达91人，而且带有行李间，主要用于较轻闲的路段。20世纪20年代到30年代，柴油动车发展极为迅速，它采用的是功率小于300瓦的卧式柴油机，时速高达140千米。

中国和谐号高速列车

随着生产力的提高，动车的功率也越来越大。于是，人们开始在动车后加挂一节甚至几节轻型无动力车辆，这就是原始的动车组。动车组前后两端各配有一个驾驶台，抵达终点之后不用掉头，便直接返回起点站，用起来既方便又省时。与此同时，动车组的运营费用也会大大降低，起动加速和制动减速同以前比较起来，要快捷得多。不仅如此，运营速度也随着时间的推移而提高。1981年，法国TGV型电动车组在巴黎和里昂之间试运行，时速高达380千米。

世界第一条地下铁路，是英国伦敦于1863年1月建成的。此地铁客运量大、速度快、较安全、非常舒适，可以有效缓解大城市的交通问题。通常情况下，一列地铁列车载客量为800～1200人，与十几辆公共汽车的载客量大抵是相当的，而且其速度也比公共汽车快得多，不用占用街道面积，靠电力牵引，能够降低城市环境污染指数。这些优点，正是大多数大城市大力修建地下铁路的原因之一。

伦敦建成了世界第一条地下铁路

曼谷高架铁路

人们还想到了建造高架铁路，这样做是为了提高车速，保证安全，减少地面建筑物的拆迁。1836年这一想法成为现实，英国建造了格林威治─伦敦的高架铁路。后来，美国在纽约市内，也架起了立柱式高架铁路，是钢结构的。然而这种结构的铁路，不仅噪声很大，而且有很大的震动，给周围居民的生活带了严重影响。正由于此，城市中又出现了钢筋混凝土高架桥式铁路。随后，又在高架桥的两边安装了隔音壁，有效地减小了噪声。

1949年之后，新中国成立了自己的机车车辆工厂；1952年，开始自己设计制造蒸汽机车；1958年，自制了内燃机车；1960年，开始自制电力机车。改革开放30余年以来，中国铁路处于一个高速发展的新时期。大秦重载铁路，运承着上万吨的列车。此外，中国还自己研制了时速为170余千米的“SS9”型电力机车和“DF11G”型内燃机车。主要干线时速越来越快，超过原来的160千米/时。

"SS9"型电力机车

东风11G型内燃机车

1950年，全球已有数百个国家和地区建成铁路，并正式投入运营。20世纪30年代以来，由于公路和航空等运输方式的大力发展，铁路受到了不同程度的威胁。为此，英美和西欧等国家都把重心工作放在改进和更新已有的铁路系统上来，以利于火车速度的提高。那时的火车与早期的火车比起来，速度是以前的十几倍。不仅如此，列车总重量与机车功率，也提高了数百倍。那么，火车速度的提高与哪些因素有关呢？其实不仅与动力有很大的关系，而且也受到所受阻力的影响，例如滚动阻力、空气阻力和加速阻力等。其中的空气阻力与车速的平方，是正比例关系。简言之，速度每提高10倍，动力就相对增加100倍，车速的增高，使得滚动阻力也迅速增大。也就是说，当火车时速超过200千米之后，就会产生强烈的振动和噪音。正由于此，各国专家为了提高火车的速度，又把重心全放在了动力增加和阻力减小的工作上。

1988年4月，法国出现了第二代高速列车。此列火车共有10节车厢，485个座位。这列机车经过工作人员的精心设计，有许多优点：安装各种悬浮减震装置及新型低噪音、低震动空调设备，同时也有新的信号系统和新的信息网络；机车车体外型设计成为流线型，空气阻力不再那么强，因此其运行时速高达300千米。

最早修建气垫列车的国家是法国，20世纪60年代，在巴黎和奥尔良郊外，建成了两条气垫悬浮式铁路：一条长为18千米，另一条长为6.7千米，列车的试验时速为200～422千米。此类列车的工作原理是这样的：利用功率相当强的航空发动机，向轨道上喷射压缩空气，这样的话，车体和轨道之间，就会形成一层厚为几毫米的空气垫，整个列车就被空气垫托起来了，于是就在轨道上面悬浮着，安装在后面的螺旋桨推动机车行驶。

磁悬浮列车

日本——最早研制磁悬浮系统的国家之一，1977年，日本制成样车。于1979年在宫崎县进行了超高速磁悬浮列车试验，时速高达517千米。磁悬浮列车是未来铁路运输发展的主要方向，它最大的优点是车轮与轨道之间没有摩擦力。除此之外，还有噪音小、震动轻微、环保、运行安全、舒适等特点。

长、大、重、快的优势集火车于一身，它作为一种陆上交通工具，在长达一百多年的时间里，一直居于陆上运输的霸主地位。然而进入20世纪以来，很多国家交通运输开始向多样化发展，铁路运输的霸主地位开始动摇了。各国铁路为了更好地适应不断变化的形势，开始进行大规模的技术改造，并相继研制出各种各样的新型列车。

现如今，科技发展日新月异，未来的火车速度还将会提到更高，未来的铁路运输也一定会更加便捷。

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车站等级的划分

车站等级的划分，通常是用来衡量车站客货运量和技术作业量，以及在政治上、经济上和铁路网上的地位。近年来，我国大大小小的车站一共有上千个，根据它们所担负的任务量和在国家政治、经济上的地位，将其划分为六个等级，也就是特等、一、二、三、四、五等车站。诸如特等站有北京、上海、广州等，一等站有汉口、成都、济南等，二等有温州、青岛、厦门等，三等以下就太多了，此处不再一一赘述。