1、高速铁路简介 2011年5月1.高速铁路的概念2.高速铁路发展历程3.世界高速铁路的主要模式4.我国高速铁路网的主要模式5. 高速与普通铁路的主要区别6.高速铁路的特点7.高速铁路的优势8. 国外高速铁路对城市发展的影响9.高速铁路未来发展趋势和方向 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。广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。我国对高速铁路的定义为：新建旅客列车设计最高行车速度达到250km/h及以上的铁路。 1.高速铁路的概念高速列车的运行速度是一项重要的技术指标，也是铁路现代化水平的重要体现。高速铁路是一个具有国际性和时代性的概念
2、。 20世纪70年代日本把列车在主要区间能以200km/h以上速度运行的干线铁道称为高速铁路。 1985年联合国欧经会在日内瓦签署的国际铁路干线协议规定：新建客运专线300km/h；新建客货共线250km/h。 1.高速铁路的概念欧洲铁路联盟于1996年9月发布的互通运营指导文件（96/0048/EC）对高速铁路有了更确切的规定：新建铁路运行速度达到或超过250kmh；既有线通过改造使基础设施适应速度200kmh（世界铁路既有线提速目标值）；线路能够适应高速，在某些地形困难、山区或城市环境下，速度可以根据实际情况进行调整。 1.高速铁路的概念目前，日本、法国、德国、意大利等技术原创国都达到30
3、0km/h，最高可达320km/h，350km/h动车组已试制成功。韩国、中国台湾等地按速度350km/h建设新线。 我国对高速铁路的规定为：新建旅客列车设计最高行车速度达到250km/h及以上的铁路。 1.高速铁路的概念当前，根据所采用的不同技术，高速铁路分为轮轨接触技术类型和磁悬浮技术类型。轮轨技术有非摆式车体和摆式车体两种；磁悬浮技术又根据所采用的悬浮技术分为超导和常导两种。 1.高速铁路的概念2.高速铁路发展历程2.1世界高速铁路发展历程世界第一条高速铁路是日本1964年建成的东海道新干线，最高运行速度210km/h，法国、德国紧随其后,目前建设高速铁路的国家（不含中国大陆及台湾）有欧
4、盟10国、日本、韩国、美国、加拿大，全世界高速铁路建成总里程达7000km以上。2.1世界高速铁路发展历程德国1964年开始，新干线总长度达1835公里，高速列车客运量为世界之最。法国日本1983年开通第一条现代化高速铁路，高速列车TGV运行速度为300350km/h， 最高试验速度为515.3km/h1985年开始研究ICE高速列车，1991年投入运营, 有高速铁路700多公里，高速列车最高运行速度达330km/h2.2我国高速铁路发展历程我国从上世纪90年代就开始密切跟踪世界高速铁路技术的发展，开展了大量的研究工作，2005年开始建设京津城际高速铁路，2008年8月开通了我国的第一条无碴轨
5、道高速铁路，运行速度达到350km/h的国际先进水平，2008年4月开通了第一条有碴轨道高速铁路合宁线，运行速度达到250km/h，目前我国在建高速铁路总里程已达近万公里，超过国外高速铁路的总和。3.世界高速铁路的主要模式日本的新干线模式法国的TGV模式德国的ICE模式3.1日本的新干线模式该模式全部修建新线，旅客列车专用。1964年10月1日东海道新干线正式开通营业，运行速度达到210公里/小时，日均运送旅客36万人次，年运输量达1.2亿人次。这条专门用于客运的电气化、标准轨距的双线铁路，代表了当时世界第一流的高速铁路技术水平。3.2法国的TGV模式该模式部分修建新线，部分改造旧线，旅客列车
6、专用。1971年，法国政府批准修建TGV东南线（巴黎至里昂），1976年10月正式开工，1983年9月全线建成通车。1989年和1990年，法国又建成大西洋线。1993年，法国第三条高速铁路TGV北欧线开通运营，以巴黎为起点穿过英吉利海峡隧道通往伦敦，并与欧洲北部国家相连，是一条重要的国际通道。1999年，地中海线建成。法国TGV列车可以延伸到既有线上运行，所以通行范围覆盖大半个法国国土。 3.3德国的ICE模式该模式全部修建新线、旅客列车及货物列车混用。德国高速铁路ICE于1985年首次试车，1991年曼海姆至斯图加特线建成通车，1992年汉诺威至维尔茨堡线建成通车，1992年德国购买了60
7、列ICE列车，其中41列运行于第号高速铁路，分别连接汉堡、法兰克福、斯图加特。目前，德国的泛欧高速铁路和第三期高速铁路陆续建成，实现了高速铁路国际直通运输。 4.我国高速铁路网的类型按目前的中长期铁路规划，我国的高速铁路网主要包括了5种类型：4.1“四纵四横”客运专线“四纵四横”客运专线是指省会城市及大中城市间的长途高速铁路。我国中长期铁路规划中，到2020年中国的四纵四横客运专线网络全长将达到16000公里。仅行驶旅客列车的客运专线时速可以达到300公里或以上，而旅客列车和货物列车混行的客运专线的时速则为200250公里。客货列车混行的客运专线主要建筑于原先没有铁路的地区，远期若建设了平行的
8、货运铁路，则此类客运专线的时速会被提升至300公里。4.2城际客运系统（城际铁路）城际客运系统是指建设于各都市圈内部，尤其是人口稠密地区（如环渤海地区、珠江三角洲、长江三角洲等地区）的短途高速铁路，线路长度一般在500公里以下。一部分线路的时速可以达到200250公里，例如青烟威荣城际铁路，另外一部分线路的时速可以达到300公里以上，例如京津城际铁路、沪宁城际铁路。4.3经提速改造后的既有线一部分人口稠密，经济较发达地区的城市带干线铁路，经提速改造后的既有线。其主要是指通过加强技术改造和枢纽建设，对现有铁路干线进行复线建设和电气化改造后的高速铁路（如长江三角洲的沪宁铁路）。截4.4完善路网布局
9、和西部开发新线以扩大中国西部铁路网为主，以适应西部地区的经济发展，规划建设的约41000公里的铁路，主要规划在四川、重庆、广西、甘肃、陕西、新疆等西部省市。这些线路主要为客货混行铁路，也有部分客运专线。4.5海峡西岸铁路主要是对位于台湾海峡西岸的福建省的高速铁路建设。4.5海峡西岸铁路主要是对位于台湾海峡西岸的福建省的高速铁路建设。5.高速与普通铁路的主要区别在轮轨接触的铁路技术中，随着速度的提高，将会出现一些新的问题。对基础设施和移动的车辆都提出了新的要求，主要可以归结为两个方面，即：当速度超过250 km/h以后，空气动力特性的显著变化，对车辆结构和铁路基础设施提出新的要求； 高速运行的列
10、车要求具备持久稳定、高平顺性、能供列车安全舒适运行的轨下基础。 列车高速运行时，行车阻力、震动和机械动力噪音有所增加，动车组与空气摩擦噪音的指标亦有所提高。对列车的结构，需要修改头型及外轮廓设计，改善空气流向，优化弓网关系及受电弓的位置，增加减振措施等。试验证明，高速铁路对车辆的密封性能有很高的要求（这包括对车辆空调、门、窗、排污设施等方面的要求），以满足高速运行的空气动力学特性。此外，还要求具有高性能的制动系统和较高的乘座舒适度。 5.1空气动力特性（1）高速铁路需要严格控制路基工程变形。除了线路平面有较大的曲线半径和适当长度的缓和曲线、夹直线长度以外，设计、施工都要将重点放在控制路基的工后
11、沉降、不均匀沉降及路基顶面的初始不平顺性。（2）桥梁要有足够大的刚度。主要控制挠度，梁端转角，扭转变形，结构自振频率，还要限制预应力徐变和结构温差引起的变形。所有这些变形的控制必须以高速列车的动态作用力相耦合为前提。5.2轨下基础（3）一次铺成跨区间无缝线路。轨道结构无论有砟或无砟均必须严格控制铺轨的初始不平顺，保证精度达到高平顺性的要求。钢轨的物理化学性能都有新的要求。根据高速铁路对轨道平顺性的要求，传统边铺边架的施工组织及方法已不适用。 5.2轨下基础4）其他主要区别：由于高速行车的特殊情况，高速铁路配置了风、雨、雪、地震等自然灾害告警系统，监测信息经过通信网与调度中心直接相连，以保证高速
12、行车的安全。沿高速线设置的跨线桥需安装坠落物告警装置，高速全线必须封闭，不设平交道口。 由于高速行驶中列车与空气摩擦产生了大量噪音，因此，高速铁路途经人口密集的地区时，沿线需采取降低噪音的措施，安装隔音墙。 5.2轨下基础(1)高平顺性；(2)高稳定性；(3)高精度、小残变、少维修；(4)宽大、独行的线路空间；(5)高标准的环境保护；(6)开通运行之日即以设计速度运行。6.高速铁路的特点轮轨相互作用的理论研究指出，轨道不平顺所引起的轮轨动力响应及其对行车安全性、平稳性和乘车舒适性的影响，均随行车速度的提高而显著增大。6.1高平顺性稳定、沉降小且沉降均匀的平顺路基是高平顺性轨道的基础。稳定性好的
13、路基，主要是靠控制路基工后沉降和不均匀沉降，以及控制路基顶面的初始不平顺来保证。这正是高速铁路路基设计、施工与普速铁路的主要区别。即高速铁路主要是以“变形”控制路基的设计、施工，而普速铁路则主要是以“强度”控制路基的设计与施工。6.2高稳定性严格控制轨道铺设精度是实现轨道初始高平顺的保证。轨道铺设的初始不平顺，是运营后不平顺发生、发展、恶化的根源。初始状态好的轨道，维修周期长，可长期保持轨道的良好水平；而初期状态不好的轨道，不仅维修周期短，即使增加维修次数，也难改变“先天不良”的痼疾。6.3高精度、小残变、少维修列车沿地面高速运行时，将带动列车周围的空气随之运动，形成一种特定的非定常流场，称为
14、“列车绕流”，俗称“列车风”。这种列车风形成的列车气动力将威胁沿线工作人员和站台旅客的安全，对沿线建筑物也有破坏作用。列车风卷起的杂物也可能危及行车安全。所以高速铁路要求有一个宽大的行车空间，即增大两线间的距离和加宽站台上旅客的安全退避距离。此外，由于高速列车动能和惯性力都很大，一旦与其他物体发生碰撞，其后果是不堪设想的。故高速线路要求一个独行的空间，即采用全封闭形式，沿线路两侧设全长护栏。同时，在高速铁路与道路或既有铁路相交时，一律采用立体交叉。6.4宽大、独行的线路空间高速铁路作为重要的现代化交通运输工具，就需要强调重视现代化的文明，各种设施应与周围环境协调，重视环境保护。防止噪声污染是环
15、境保护的一项重要内容，当列车速度超过250 km/h后，噪声量级随列车速度的6次方关系增大。法国规定，高速铁路通过地区，若原来噪声低于65dB，则需保持原噪声水平，若原来噪声大于65dB，则需控制在70dB以内。因此，沿线通过居民区，甚至通过公园附近，均设有隔音墙、明洞或隔音土堆。6.5、高标准的环境保护目前世界上所建成的高速铁路，除日本东海道新干线外，其后修建的所有高速铁路，均在通车之日列车即按设计最高速度运营。东海道新干线因是第一条高速铁路，没有修建经验，开通运营第一年因路基问题列车未能达到设计速度目标值，经过一年多的整修后，最高运营速度才达到210km/h。我国目前新建铁路通车之时某些地
16、段允许速度仅达5060km/h，半年后也仅允许7080 km/h，通车一年后还不一定能达到设计速度。这对于高速铁路来说是绝不允许的。6.6、开通运营之日列车即以设计速度运行7.高速铁路的优势7.1输送能力大目前各国高速铁路几乎都能满足最小行车间隔时间4分钟及其以下（日本可达3 分钟）的要求，扣除维修时间4小时，则每天可开行的旅客列车约为280对；如每列车平均乘坐800人，年均单向输送能力将达到82 000万人；如果采用双联列车或改用双层客车，载客高达1.65亿人。4车道高速公路客运专线，单向每小时可通过小轿车1 250辆，全天工作20 h，可通过25 000辆。如大轿车占20%，每平均乘坐40
17、人；小轿车占80%，每车乘坐2人，年均单向输送能力为8 760万人。航空运输主要受机场容量限制，如一条专用跑道的年起降能力为12万架次，采用大型客机的单向输送能力只能达到1 500万1 800万人。 7.2速度快速度是高速铁路技术水平的最主要标志，各国都在不断提高列车的运行速度。法国、日本、德国、西班牙和意大利高速列车的最高运行时速分别达到了300公里、300公里、280公里、270公里和250公里。以北京至上海为例，在正常天气情况下，乘飞机的旅行全程时间(含市区至机场、候检等全部时间)为5小时左右，如果乘高速铁路的直达列车，全程旅行时间则为56小时，与飞机相当；如果乘既有铁路列车，则需要15
18、16小时；若与高速公路比较，以上海到南京为例，沪宁高速公路274公里，汽车平均时速83公里，行车时间为3.3小时，加上进出沪、宁两市区一般需1.7小时，旅行全程时间为5小时，而乘高速列车，则仅需1.15小时。 7.3安全性好高速铁路由于在全封闭环境中自动化运行，又有一系列完善的安全保障系统，所以其安全程度是任何交通工具无法比拟的。高速铁路问世35年以来，日、德、法三国共运送了50亿人次旅客。除德国1998年6月3日的ICE884高速列车行驶在改建线上发生事故外，各国高速铁路都未发生过重大行车事故，也没有因事故而引起人员伤亡。这是各种现代交通运输方式所罕见的。几个主要高速铁路国家，一天要发出上千
19、对的高速列车，即使计入德国发生的事故，其事故率及人员伤亡率也远远低于其他现代交通运输方式。因此，高速铁路被认为是最安全的。与此成对比的是，据统计，全世界由于公路交通伤亡事故每年约死亡25万30万人；1994年全球民用航空交通中有47架飞机坠毁，1385人丧生，死亡人数比前一年增加25%，比过去10年的平均数高出20%。每10亿人公里的平均死亡数高达140人。 7.4受气候变化影响小，正点率高高速铁路全部采用自动化控制，可以全天候运营，除非发生地震。据日本新干线风速限制的规范，若装设挡风墙，即使在大风情况下，高速列车也只要减速行驶，比如风速达到每秒2530米，列车限速在160公里/小时；风速达到
20、每秒3035米(类似11、12级大风)，列车限速在70公里/小时，而无须停运。飞机机场和高速公路等，在浓雾、暴雨和冰雪等恶劣天气情况下，则必须关闭停运。 正点率高也是高速铁路深受旅客欢迎的原因之一。由于高速铁路系统设备的可靠性和较高的运输组织水平，可以做到旅客列车极高的正点率。西班牙规定高速列车晚点超过5分钟就要退还旅客的全额车票费；日本规定到发超过1分钟就算晚点，晚点超过2小时就要退还旅客的加快费。 7.5舒适方便高速铁路一般每4分钟发出一列车，日本在旅客高峰时每3分半钟发出一列客车，旅客基本上可以做到随到随走，不需要候车。为方便旅客乘车，高速列车运行规律化，站台按车次固定化等。这是其他任何
21、一种交通工具无法比拟的。高速铁路列车车内工作、生活设施齐全，座席宽敞舒适，走行性能好，运行非常平稳。减震、隔音，车内很安静。乘坐高速列车旅行几乎无不便之感，无异于愉快的享受。7.6能源消耗低根据有关方面的统计，各种交通运输工具平均每人公里的能耗见下表：高速列车利用电力牵引，不消耗宝贵的石油等液体燃料，可利用多种形式的能源。 交通运输工具高速铁路普通铁路高速公路公共汽车小轿车飞机耗能571.2J403.2J583.8J309.6J2998.8J以普通铁路耗能为基准1.4211.458.27.447.7环境影响轻当今，发达国家对新一代交通工具选择的着眼点是对环境影响小。高速铁路符合这种要求，明显优
22、于汽车和飞机。7.8经济效益好高速铁路投入运行以来，倍受旅客青睐，其经济效益也十分可观。日本东海道新干线开通后仅7年就收回了全部建设资金，自1985年以后，每年纯利润达2000亿日元。德国ICE城市间高速列车每年纯利润达10.7亿马克。法国TGV年纯利润达19.44亿法郎。8. 国外高速铁路对城市发展的影响高速铁路服务对象的特点决定了其对地区发展带动作用的方向高速铁路最有竞争力的距离约为500600km，最佳的时间是2h。日本建设的第一条新干线是东京至大阪线长度约33Okm，法国建设的第一条线是巴黎至里昂线长度约为3OOkm。而2小时正好是商务活动当天往返(day return)最合适的时间。
23、因此高速铁路车站对城市的影响主要是引起城市商务活动的增长，其他零售、休闲娱乐等功能是由商务功能衍生出来的配套功能。8.1日本大阪是日本高速铁路的最早受益者之一，大阪的发展主要集中在城市内的北站和南站，两个车站之间有环行地铁联系，车站与它们之间的地段共同构成了城市的CBD、经济发展核心。这里积聚了大量的商务办公楼、商店和休闲场所，在这里工作的人达到100万。8.1日本新泻县浦佐町是个典型的山村小镇，只有2万多人，但吸纳来自世界各地学生的国际大学就设在这里。由于北陆新干线在浦佐设了车站，国际大学的教员不论是到新泻还是东京，最多只需1小时，知识的交流和更新不受影响，而这里的自然环境在城市是享受不到的
24、，所以大家都乐意到那里教学，国际大学聚集了一大批高水平的人才。8.2法国巴黎至里昂的高速铁路建成后带来的主要功能提升是商务活动与旅游。从1983年到1990年，里昂车站周边地区的办公面积从17.5万平方米增长到25.1万平方米，年均增长5.20%。 TGV东南线高速铁路通车后，里昂高铁车站周边成为商务办公楼发展最快、最受欢迎的地区，那里积聚了全市40的商务办公楼。TGV的日常运营和维护工作、客流增长和城市间交往的增加，都带来大量的就业机会，这一点在旅游业、酒店业和服务业等行业中表现尤为突出。8.2法国里尔是一个传统的工业城市，随着1993年巴黎至里尔高速铁路的建成，里尔实现了成功的转型，成为一
25、个以商务办公为主的城市。里尔围绕高速铁路车站，已建成会展中心(12万平方米)、欧洲办公大厦(12.5万平方米)、银行大楼(1.5万平方米)，Euralille大型商业中心(19万平方米)。当然这种转型还得益于里尔良好的区位条件，它位于3个首都城市(伦敦、巴黎、布鲁塞尔)的中心，并有高速铁路相连接。8.3韩国 高速铁路的开通，使车站所在城市和地区迅速成为新的交通、产业和商业中心，形成“KTX经济特区”，减轻了产业向汉城和首都圈过度集中趋向，促进了区域经济均衡发展。有力地带动了旅馆、百货店等服务业和不动产开发，促进了沿线区旅游休闲产业的发展。8.3韩国 截至2009年年底，韩国全国与KTX连带的观
26、光项目一下子涌出了80多个，其中国际观光项目占7个。从汉城到中部城市大田以北地区观光，半天内就能完成。到西南部沿海城市木浦近海的红岛观光，原先至少需要2宿3天，如今清晨出发，乘船游览完风光秀丽的红岛、黑山岛，当晚即可返回汉城。 7.8经济效益好高速铁路投入运行以来，倍受旅客青睐，其经济效益也十分可观。日本东海道新干线开通后仅7年就收回了全部建设资金，自1985年以后，每年纯利润达2000亿日元。德国ICE城市间高速列车每年纯利润达10.7亿马克。法国TGV年纯利润达19.44亿法郎。9.高速铁路未来发展趋势和方向 大力发展城市间高速铁路。高速铁路与地铁和城市铁路实现无缝连接。高速铁路规划充分考
27、虑地区经济发展。中国高速铁路的发展走在世界前列。9.1大力发展城市间高速铁路在日本，按照国家高速铁路规划，其早期目标就锁定了建造连接大城市之间的高速铁路。特别是1971年日本国会审议并通过了全国铁道新干线建设法后，掀起了城际高速铁路建设的浪潮。1975年山阳新干线通车营业，列车最高时速270公里；1982年和1985年上越新干线和东北新干线相继通车营业，列车最高时速240公里；1997年长野新干线通车营业，列车最高时速260公里。 法国、德国等欧洲国家在日本成功经验的启发下也加快发展城市间高速铁路。1983年9月，法国建成列车最高时速270公里的巴黎至里昂TGV东南线。1989年和1990年，
28、法国又建成巴黎至勒芒、巴黎至图尔的大西洋线，列车最高时速高达300公里。1993年，由巴黎经里尔穿过英吉利海峡隧道通往伦敦并与比利时布鲁塞尔、德国科隆、荷兰阿姆斯特丹相连的TGV北欧线开通，这是一条重要的连接国际城市间的通道。 8.2高速铁路与地铁和城市铁路实现无缝连接在欧洲、韩国、日本等国，其密集的高铁路网与地铁和城市铁路之间充分考虑了无缝连接的方式。这是因为，在缺乏城市内部地铁和铁路基础设施的情况下，会严重影响到高速铁路的客流量和利用率，这就像具有密集高速公路和通畅的市内道路会推动驾车旅行一样。例如，日本大城市连接高速铁路的轨道交通，其每天人均使用量名列世界前茅，每年换乘旅客量高达60亿人
29、次。相比之下，航空系统2006年世界旅客总量仅为44亿人次。又如，目前法国高速铁路虽然仅超过1200公里，但是TGV高速列车的通行范围已达5900公里以上，覆盖了大半个法国，成为通勤工具。在欧洲，一些新的高速线路计划主要用于开放以前孤立地区的经济快速发展。例如，马德里至塞维利亚高速线、阿姆斯特丹至格罗宁根高速线，规划中所连接的相关城市可能会促使其人口的增加和当地经济的发展。又如，法国铁路部门对运输市场进行细分，主要目标瞄准在商务旅游市场领域，大力开发包括酒吧车在内的商旅高速列车，扩展连接大西洋和地中海的度假海滩以及法国和瑞士的主要高山滑雪胜地，不仅可拉动旅游娱乐经济，而且还能更有效地与航空运输竞争。 9.3高速铁路规划充分考虑地区经济发展近年来，中国在高速铁路领域发展迅速，取得了举世瞩目的成就。据铁道部权威信息，中国高速铁路的营业里程已达到7531公里，是全世界高铁运营里程最长、在建规模最大的国家。到2012年，中国铁路营业里程将达到11万公里以上，其中新建高速铁路将达到1.3万公里。届时，中国高速铁路网将初具规模。中国铁路坚持原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新相结合，系统掌握了时速250公里和时速350公里及以上速度等级的高速铁路成套技术，构建了具有自主知识产权和世界先进水平的高速铁路技术体系。9.4中国高速铁路的发展走在世界前列
