全球高速铁路模式与中国土木工程概论

铁路现代化的一个重要标志是大幅度地提高列车的运行速度。高速铁路是发达国家于20世纪六七十年代逐步发展起来的一种城市与城市之间的运输工具。

一般地讲，铁路速度的分档中，100～120km/h称为常速，120～160km/h称为中速，160～200km/h称为准高速或快速，200～400km/h称为高速，400km/h以上称为特高速。根据UIC（国际铁道联盟）的定义，高速铁路是指营运速度达200km/h的铁路系统（也有250km/h的说法）。

1.当今世界上建设高速铁路的模式

世界上第一条高速铁路为1964年10月建成的日本东海道新干线，最高速度达210km/h，后来日本还建成山阳新干线（时速230km/h，1975年）、东北新干线和上越新干线（时速260km/h，1982年）。法国于1983年开通了运营速度为270km/h的TGV东南干线，后来又建成TGV大西洋线，速度达300km/h。当今世界上建设高速铁路有下列四种模式。

（1）德国ICE模式：全部修建新线，旅客列车及货物列车混用。

（2）日本新干线模式：全部修建新线，旅客列车专用。

（3）英国APT模式：既不修建新线，也不大量改造旧线，主要采用由摆式车体的车辆组成的动车组。旅客列车及货物列车混用。

（4）法国TGV模式：部分修建新线，部分旧线改造，旅客列车专用。

2.高速铁路的优点

多年来的实践证明，高速铁路表现出许多优点：①节约能源，据法国对TGV东南干线高速铁路能耗算，按承载率65%计，由巴黎至里昂426.38km，平均每位乘客耗能折合汽油9.5L，而乘坐空中客机则需耗汽油30.4L，尚不包括自市区至机场的能源消耗；②保护环境。③安全。④舒适。⑤省时，在旅行时间上，汽车无法和高速列车相比，对于500～800km的中长距离，高速列车甚至可与飞机竞争。

3.高速铁路的关键技术问题

高速铁路的修建为城市之间的快速交通往来和旅客出行提供了极大的方便，同时也对铁路选线与设计等提出了更高的要求，其中以下几个关键技术问题更为重要。

（1）高速铁路线路应能保证列车按规定的最高车速安全、平稳和不间断地运行。铁路曲线是决定车速的关键之一。在现有铁路上提速首先遇到的限制即是曲线限速问题，如我国速度为160km/h的铁路曲线半径一般是2000m，法国速度达300km/h的铁路曲线半径为4000m。在高速铁路上，随着列车运行速度的提高，要求线路的建筑标准也越高。

（2）轨道的平顺性是解决列车提速的至关重要问题。轨道不平是导致车辆振动、产生轮轨附加动力的根源，因此高速铁路必须严格控制轨道的几何形状，以提高轨道的平顺性。(www.xing528.com)

（3）高速列车的牵引动力是实现高速行车的重要关键技术之一。它又涉及许多新技术，如新型的动力装置与传动装置、新型的牵引方式、新的列车制动技术、高速电力牵引时的受电技术、适应高速行车要求的车体结构等。

（4）高速铁路的信号与控制系统是高速列车安全、高密度运行的基本保证。例如，2011年7月23日，我国发生在浙江温州境内的动车追尾事故（见图5-14），其主因就是气候等原因引起的高铁信号与控制系统的失灵。

图5-14　浙江温州境内的动车追尾事故

4.我国高速铁路的发展

虽然我国的高速铁路建设起步较晚，但目前已成为世界上高速铁路发展最快、系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大的国家。

1994年12月通车的广深准高速铁路是我国自行设计、施工建设的第一条速度为160km/h的新型铁路。从广州经增城、东莞至深圳，全长147km，由原广深铁路改建而成，被誉为中国高速铁路成长、成熟的“试验田”。

我国第一条真正意义上的高速铁路，是2002年建成运营的秦沈客运专线，全线设计速度为200～250km/h，同年“中华之星”电力动车组（见图5-15）在秦沈客运专线创造了当时的“中国铁路第一速”——321.5km/h，轰动一时。

图5-15　“中华之星”电力动车组

2008年8月，我国第一条具有完全自主知识产权、世界一流水平的高速铁路京津城际铁路通车运营。2009年12月，当时世界上一次建成里程最长、工程类型最复杂、设计速度350km/h的京港高铁武广段开通运营。2010年2月，世界首条修建在湿陷性黄土地区，连接中国中部和西部，设计速度350km/h的郑西高速铁路开通运营。2011年6月建成运营的京沪高速铁路线路全长1318km，设计的最高速度为350km/h。2019年底通车的京张城际铁路，设计的最高速度为350km/h。

目前，我国拥有的高速铁路有：京津城际、昌九城际、石太客运专线、长吉城际铁路、胶济客运专线、武广客运专线、郑西高速铁路、温福线、福厦铁路、成灌高铁、沪杭高铁、沪宁城际铁路、广珠城际铁路、海南东环铁路、京沪高速铁路等。其中，京津城际高铁以350km/h的运营速度成为全世界投入实际运营高铁中速度最高的高速铁路线。截至2017年年底，我国高铁运营里程达2.5万km，居世界第一位。