迎接高速铁路发展新高潮 [复制链接]

第7版(国际)
专栏：院士园地

　　迎接高速铁路发展新高潮
　　中国科学院、中国工程院院士 沈志云
　　作者简介：机车车辆专家。1929年生，湖南长沙人。1952年唐山交通大学毕业。1961年获原苏联副博士学位。80年代去美国麻省理工学院访问。1991年当选中国科学院院士。1994年当选中国工程院院士。西南交通大学教授。长期研究车辆系统动力学及控制。1983年发表轮轨非线性蠕滑力模型，国际上通称“沈氏理论”。研制成功迫导向货车转向架达到无轮缘磨损的程度。曾任国际车辆系统动力学协会学委会主席。
　　世纪之交，世界高速铁路正在掀起新的发展高潮。曾被称为“夕阳工业”的铁路运输，随着科技与经济的发展，将重新放射出夺目的光彩，并成为21世纪知识经济时代的支柱产业之一。
　　新高潮正在到来
　　高速铁路发展新高潮的标志，可举美、俄、英等国铁路的动向来说明。一向有“不是汽车就是飞机”的美国，最近连续签订了几个发展高速铁路的合同，先是华盛顿经纽约到波士顿的东部走廊，购买阿尔斯通—巴巴的尔联合生产的时速250公里的摆式列车，然后是拉斯维加斯到洛杉矶的高速磁浮铁路，还有佛罗里达、达拉斯等10处铁路均在考虑高速技术。更重要的是位于普耶普罗的AAR试验中心，正在积极研制美国自己的高速摆式列车。俄罗斯从1991年开始把重点转向经济改革，就在这一年就由总统亲自签署命令：开始修建莫斯科到圣彼得堡时速300—350公里的高速铁路。他们自己研制的“神鹰号”高速列车，将在年底完成，时速可达350公里。英国已决定在伦敦至苏格兰间开行时速250公里的摆式列车。韩国及我国台湾省都已着手修建高速铁路。欧洲铁路联盟已经规划了1万余公里的欧洲高速铁路网。一个声势浩大的世界高速铁路建设新高潮正在到来！
　　进入90年代以来，人类环境保护意识日益增强，节约有限的能源和减少对大气的污染成了优先考虑的问题。在这方面铁路恰好具有优势。高速铁路的人均能耗是小汽车的14％—15％，飞机的10％—20％，运营成本是空运的20％，高速公路的40％。而汽车的恶性发展已带来交通堵塞和大气污染两大公害。于是一个世界范围的高速铁路发展新高潮应运而起，并有在下世纪重新主宰交通运输之势。
　　焦点是速度
　　想当初，1825年乔治·史迪文逊发明的蒸汽机车牵引38辆客车，将600名旅客从英国的斯托克顿送到34公里以外的达林顿，时速仅为24公里，这在当时是了不起的“大容量和高速度”。从此，铁路在交通运输中独领风骚，迅速发展成主要运输方式，到19世纪末20世纪初达到顶峰，全球铁路总长120万公里，承担的客货运量占运输总量的70％以上。但好景不长，随着汽车、飞机等现代运输工具的发展，西方国家的铁路日渐萎缩。尤其是高速公路的建成和远程航空线的开辟，使铁路运量大幅度转移。铁路运营连年亏损，部分线路不得不封闭或予以拆除。仅美国营业线就减少了12万公里，英国从3．14万降到1．77万公里，法国由4．13万降到3．43万公里。美国铁路客运量竟下降到仅占客运总量的0．65％。于是，在人们心目中出现了“铁路会不会消亡”的问题。
　　出路何在？焦点仍在速度。1964年10月，日本为迎接奥运会，修建了第一条高速铁路，从大阪到东京，时速达到210公里。在以后20多年的运营中，这条高速铁路出乎意料地取得了巨大成功，它吸引了90％以上东京和大阪间的旅客，迫使航空公司关闭了这条航线。然而，如此优越的高速铁路，在近30年中竟然只建成约4000公里，其原因就在提高列车运行速度是一件非常复杂的事。我国铁路50年来，列车平均时速只从20．9公里提高到39．2公里，平均每年提速不到半公里。而要从时速160公里提高到200公里以上，直到300—350公里，则必须突破传统技术，采用全新模式和高科技，才能解决高速列车存在的固有矛盾，才能保证安全。
　　日本高速列车的成功带来了铁路复苏的希望，激励许多国家发展高速铁路。除日本继续修建高速铁路使总长达到1832．5公里以外，法国继时速270公里的东南线以后，又成功地开通了时速300公里的大西洋线，还创造了时速515．3公里试验速度的世界纪录。法国研制的TGV高速列车，在国际上享有很高声誉。德国除修建了两段时速280公里高速铁路以外，还使ICE高速列车遍布全国。其他如意大利、西班牙等，都加入到了国际高速铁路的行列中。在铁路一片亏损声中，高速铁路一枝独秀，成为唯一盈利的铁路单位。这就是世界高速铁路建设的第一个高潮。
　　新的特点
　　这次高潮虽是第一次高潮的继续和发展，但却具有许多不同的特点：
　　高速度日本、法国当前发展高速列车都把速度目标值定在时速350—400公里。1997年3月，在日本召开的“世界铁路发展模式研讨会”，深入探讨了在轮轨条件下列车时速达到500公里的可能性和各种技术方案，一致认为21世纪在高速铁路上开行时速500公里的高速列车将成为十分平常的事情。与此同时，德国和日本都要开发时速为450—600公里的磁悬浮高速列车。德国采用常导电磁式悬浮和导向技术，日本则采用超导电动式磁悬浮列车。德国拟修建的柏林到汉堡磁浮铁路，时速定为450公里，日本研制的磁浮列车试验速度已达550公里，刷新了地面有轨交通速度的世界纪录。另外，采用主动控制的摆式列车，可使列车通过曲线的速度提高30％—35％。因此，在既有铁路线上用摆式列车提速，是这次高潮中的异军突起。目前投入运用的摆式列车已超过300列。
　　高技术前述高速列车存在的许多矛盾要求，通过采用有源主动控制，都能得到满意的解决。主动控制摆式列车则引入了现代尖端军事技术，即用于坦克在行进中火炮瞄准射击的稳定技术，可使列车在通过曲线时得到预期的任何运动姿态。日本超导磁浮列车则大量引用航空技术。高技术的大量引用，最终将使古老的火车改造成符合联合国标准（高技术占60％以上）的高技术产品。
　　高服务这次高速铁路高潮中，充分注意到大容量、高速度、安全、正点、宽敞、舒适等优点，还在生活娱乐设施之外，考虑移动通讯，使用微机、传真、复印等办公条件。降噪、抗电磁干扰和保护环境的措施也受到重视。可以预期21世纪的高速列车将成为高洁净、高效能的绿色运输大通道。
　　高效益同其他知识经济产业一样，新的高速铁路将吸引大量客流，获得高经济效益。根据德国布莱迈耶博士的计算，在900公里运距以上，将时速100公里提高到250公里，可使客运量提高三倍，随着对环境保护要求的提高和速度的进一步增加，这一趋势还将加剧。
　　作为铁路大国的我国铁路，在扩大路网、修建新线和改造旧线的同时，如何加快发展高速铁路技术，迎接世界高速铁路新高潮，是摆在我们面前的紧迫课题。我国已经决定修建时速250—300公里的京沪高速客运专线，已经着手研制摆式列车，也已开始进行超导磁浮列车的研究。西南交通大学牵引动力国家重点实验室，经过十年努力，建成了世界一流的高速机车车辆试验研究装置。所有这一切都有理由相信，到21世纪，我国将以具有自己特色的高速技术屹立于世界高速铁路之林！