1.高铁技术的“三国演义”
4月18日,中国铁路第六次大提速。这次采用的“子弹头”列车,与传统机车不同,这是“动车组”首次大规模地在中国铁路线上亮相,说第六次提速是“中国铁路的一次革命”并不为过。铁路列车究竟能达到多快的时速?世界各国的高铁是怎样的?作为乘客我们应该注意些什么?
高速铁路(简称“高铁”)技术发展到今天,出现了日、法、德“三国演义”的格局。在相互竞争中,技术越来越先进,车速越来越快。
法国高速列车
法国高速列车简称TGV,由法国阿尔斯通公司和法国国营铁路公司设计建造,并由后者负责运营。1981年,TGV在巴黎与里昂之间开通,如今已形成以巴黎为中心、辐射法国各城市及周边国家的铁路网络。TGV是世界上平均速度最快的定期轮轨客运列车。
TGV普通列车的商业运行时速可达320公里。高速铁路线(LGV)经过特别设计,没有急转弯,使用高功率电动机和铰接车架,轮轴高度较低且机车信号内置。运行在LGV上的TGV列车,能达到与磁悬浮列车相同的速度。
随着TGV的成功,法国的邻国例如比利时、意大利、西班牙和德国也纷纷效仿,分别建立起了各自的高铁系统。TGV通过法国铁路网与瑞士相连,通过西北高速列车铁路网络与比利时、德国和荷兰相连,通过欧洲之星铁路网络与英国相连。
日本新干线
高铁的开拓者是日本,新干线是日本的高铁系统,以“子弹头列车”闻名。新干线于1964年10月1日东京奥运前夕通车,第一条线路是连结东京与大阪之间的东海道新干线。这也是全世界第一条载客营运高铁系统。其时速可达270~300公里,在1996年进行高速测试时,时速曾高达443公里。
新干线通车多年来,从未发生过乘客死亡事故,因此号称为“全球最安全的高铁之一”。新干线的稳定运行全靠日本的良好电力技术,适合大量运输。它也是世界上摇晃度最低的列车之一。欧洲之星
欧洲之星是连接英国伦敦(滑铁卢火车站)与法国巴黎(北站)、里尔以及比利时布鲁塞尔(南站)的高铁。列车离开伦敦后便跨越英吉利海峡进入法国,在比利时、法国境内,欧洲之星与法国TGV使用相同轨道。1994年11月,欧洲之星列车第一班正式运营,从此,它成为伦敦至巴黎铁路路线间最受欢迎的列车。
德国城际特快列车
德国城际特快列车,由西门子为首的开发团队设计制造,德国国营铁路公司运营。早在上世纪80年代,德国已开发了高铁系统,其服务范围除涵盖德国境内各大城市外,还跨越邻近国家的多个城市。
城际特快列车的班次由每半小时、一小时或两小时一班不等,还有速度更快的特别直达车。因为德国人口与及中型城市分布较平均,所以德国境内的高铁线路旨在连接各大城市形成完整铁路网,而非求取点对点间的最短行车时间。
2.利益斗争让美国没高铁
世界头号技术大国——美国一直没有高铁问世,这究竟是为什么?从环保角度而言,高铁的优点很明显。它能减少对石油的依赖,减少高速公路上的交通拥挤,当然也能减少交通事故。
美国高速列车计划的主要“杀手”是航空公司、汽车制造商和石油公司。这是再明显不过的:大家都坐火车去了,长途开车的人和乘坐飞机的人就少了。另一个阻碍就是房地产开发商。他们希望政府多修公路,修了公路就能买地建房出售赚钱。开发铁路对房地产开发商没有什么油水,因为美国的高铁计划目的是连接主要城市,减少通勤压力,基本上是公益性的。
美国的高铁计划,就是在这样的背景下变成了“空中楼阁”。
3.中国驶入“高铁时代”
CRH(China Railway High-speed)意为“中国高速铁路”。世界上一般将高速铁路定义在时速200公里以上,中国高速铁路的时速也定义在200公里以上。
根据公开资料,目前中国高铁机车主要有4种型号:CRH1、CRH2、CRH3和CRH5。CRH1是由青岛四方-庞巴迪-鲍尔铁路运输设备有限公司(简称BSP公司)生产。CRH2是南车四方联合川崎重工等日本财团联合制造,采用日本新干线技术。CRH3由唐山机车厂联合西门子生产,采用德国技术。CRH5由长春客车厂联合法国阿尔斯通生产。
其中CRH1、CRH2、CRH5的设计时速在200公里以上,而CRH3的设计时速在300公里以上。因此,第六次大提速将主要采用前3家主力车型。
所有CRH系列均被命名为“和谐号”,“CRH”的简称主要有4层含义:一是标志着中国铁路已掌握了时速200公里及以上动车组核心技术;二是创立了中国铁路高速动车组的自有品牌,同时也与国际惯例接轨;三是表明时速200公里及以上动车组,具有中国铁路的自主知识产权,归铁道部所有;四是标志中国铁路以此为起点,进入高速时代。
4.中国高铁为何叫“动车组”
我国新增的“D”字头的高速列车叫“动车组”,“D”就是“动”字的汉语拼音声母。一般列车动力在于机车头,而动车组的动力是分散在几个车厢,也就是车厢自己有动力会行走。
在动车组之前,我国铁路运营的列车为电力机车,或内燃机车牵引的列车,其动力装置都集中安装在车头上,车厢没有动力,只能被拉着跑。如果把动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又能载客,这样的客车车辆便称为“动车”。而几节自带动力的车辆,加几节不带动力的车辆编成一组,就是动车组。带动力的车辆叫“动车”,不带动力的车辆叫“拖车”。
动车组的主要特点一是技术先进,采用国际通用和先进的标准设计制造。二是安全可靠,具有高强度的铝合金和不锈钢车体,确保了整车的安全性。三是乘坐舒适,充分体现了以人为本的理念。四是卫生环保,车内装饰和化工材料全部符合国内和国际环保规定的要求:卫生间便器污物均集中收集和排放,不对沿线造成任何污染;车外噪声低,减少了对环境的噪音污染。
5.高铁的优点与不足
高速列车的运行速度到底能达到多少呢?德国航空航天中心的空气动力学专家认为,在不影响人类生存能力的情况下,高速列车的可接受时速极限为400公里。
高铁的优点是载客量高,能快速“代谢”乘客。另一方面,虽然高铁的速度比不上飞机,但对于距离稍短的旅程(650公里以下),乘客因无需去较为遥远的机场登机,因而较为省时。另外,高铁与航空等运输方式相比,不易受到气候因素影响。
但高铁也有不足之处。对于铁路沿线旁的住户来说,高铁妨碍了人们的正常生活。列车驶过产生的振动对人体健康有多方面影响,所以应尽量远离居住区。
6.侧风和音爆是“致命伤”
高速列车面临的最大威胁是侧风。对于一辆时速350公里的列车来说,由于车头承受的地心引力太小,列车有可能被突如其来的侧风吹离铁轨。
空气动力学专家利用模型进行了计算,结果显示:列车以时速350公里行驶,可能酿成类似1998年发生在德国埃舍德的严重列车脱轨事故。在当时的事故中,一辆城际特快列车脱轨,造成101人死亡,105人受伤。
为防止类似惨剧发生,德国已采取了一系列措施。针对特别容易发生事故的地区,在铁轨两旁架设防风护栏。
法国国家铁路公司也将预警系统用于南部马赛地区的线路。这一地区的线路是强“密史脱拉风”(以暴风形式吹向法国南部地中海岸的干燥、寒冷的北风)的潜伏地,预警系统能及时发现其存在,提醒列车提前减速。
未来高速列车还必须解决另一个难题——隧道“音爆”。驶入隧道的列车就如同气汞的活塞,所产生的压力波会以声速“跑”在列车前面。隧道末端会因此产生类似打雷的声音,这种现象与飞机超音速飞行时产生的现象类似。在日本,住宅常被建在铁轨附近,火车飞速行驶时产生的音爆,可把窗户震碎。
此外,由于隧道处于负压状态,部分压力波会折回隧道,对乘客带来身体上的不适,就好像脸上被打了一巴掌——列车速度越快、隧道越狭窄,乘客身受的痛苦也就越严重。
参 考 资 料
中国火车六次提速
第一次:1997年4月1日,开行最高时速140公里的40对快速列车和64列夕发朝至车。
第二次:1998年10月1日,最高时速达到140公里至160公里。
第三次:2000年10月21日,重点是亚欧大陆桥陇海、兰新线、京九线和浙赣线。
第四次:2001年11月21日,实施新列车运行图,全国铁路实行联网售票。
第五次:2004年4月18日,开行19对直达特快列车,部分列车时速200公里。
第六次:2007年4月18日,开行动车组140对,年底达到257对。时速200公里及以上里程达到
6003公里。
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