未来几年开始修建的铁路(曾被认定无望活到21世纪)
当全新开通的中老铁路上,流线型车体奔驰向前;当身边越来越多人习惯搭乘高铁,千里相隔一日还……让人忍不住禁上溯、探究——
从现在到未来,铁路这一诞生于1825年的“年长”发明,这一度被看衰的“夕阳”工具,正如何为城市、为人类生活展开双翼。
2018年3月26日,老挝磨丁,中老铁路友谊隧道施工现场。新华社图
“夕阳论”涟漪震荡,多国开始拆铁路
1825年9月27日,英国制造的世界第一条铁路斯托克顿——达林顿铁路正式通车。据了解,它耗时三年修建成功,鱼肚形的熟铁轨,每米重13.9公斤。当时的机车只有两台,大小不及现代普通机车的1/20,有一对直立的汽缸和一对直径122厘米的动轮,总重量九吨,行进速度每小时约13公里。
经历了一百多年的高速发展后,在新交通工具、新技术大量应用发展的背景下,铁路在许多国家和地区进入“下坡路”。当时,普通公路和高速公路的建设开展得如火如荼,大有将铁路取而代之的势头;民航客机的安全性与日俱增,乘坐费用也日趋合理,国际和国内航线数量激增。在客运和货运两个领域中,铁路的地位均受到冲击。
当时,一度有人认为“这是19世纪的过时技术”“将无望活到21世纪”;与之相伴地,有国家一口气拆掉了十几万公里铁路,如此猛烈的动作,令“铁路夕阳论”的涟漪震荡扩散,英国、德国也开始拆除。
然而,铁路这一运输方式的不可替代性,最终激发其自身挖潜,坚持技术革新与突破,效能不断提升,找到更广阔的应用场景,“活”得越来越好。
列出全球五种主要运输方式,从运输效率、运输成本、运输条件、可发展性和机动性等五个维度进行比较,一目了然。以铁路为主体的轨道运输,运输效率高、运输成本低、运输条件良好、可发展性强、机动性高;道路运输,运输效率中、运输成本较高、运输条件一般、可发展性差、机动性高;水路运输,运输效率高、运输成本低、运输条件较苛刻、机动性差;航空运输虽然运输机动性极高,但运输成本高、运输条件苛刻;管道运输在效率和成本上占优势,但机动性差。
再看看世界各国的铁路网络数据。据不完全统计,俄罗斯的营业里程近10万公里,日本近3万公里,德国超过4万公里,英国近2万公里,法国近3万公里。按国土面积来算,每万平方公里的铁路营业里程,德国、英国、日本分列前三。按年客运量来看,中国、日本、德国排名靠前。年人均乘车次数来看,日本、德国、英国较高。在中国,截至2020年7月,铁路营业里程突破14万公里。
当时日本寄往欧洲的圣诞卡,有一半以上都是新干线的照片
这是一则鲜为人知的轶闻:连接东京和大阪的日本新干线第一条线路1964年通车运营后,当时的法日友好协会会长感叹道:“相当长一段时间里,日本寄往欧洲的圣诞卡,有一半以上都是新干线的照片,他们恨不得让全世界都知道新干线这个玩意。”
随着技术发展,高速铁路的成功运营,证明铁路是一种具有竞争力的现代交通工具。由此,“竞速争雄”更为激烈,在那背后,是国家之间系统工程科研能力的赛跑。
截至2020年,日本新干线共有9条线路,其中包含2条线路较短的迷你新干线,将日本大多数重要都市联结起来。新干线为同时适合快速及大量运输的需求而设计,因此建造与运营技术均有别于传统铁路,例如全面采用动力分散式列车,轨道全面采用立体交叉、列车自动控制系统等,最短可以3分钟的间隔运行。除迷你新干线之外,列车运行最高车速超过每小时300公里。
在法国,1971年批准修建巴黎至里昂的TGV东南线,全长417公里,其中新建高速铁路线389公里,1983年9月全线建成通车。高速列车最高运行时速270公里,两座城市之间通行时间由原来的3小时50分缩短到2小时,客运量迅速增长。1989年和1990年,法国又建成巴黎至勒芒、巴黎至图尔的大西洋线,列车最高时速达到300公里。北线也称北欧线,由巴黎经里尔,穿过英吉利海峡隧道通往伦敦,并与欧洲北部比利时的布鲁塞尔、德国的科隆、荷兰的阿姆斯特丹相连,是一条重要的国际通道。
在中国,去年时速250公里CR300型复兴号动车组成功研发投用,在杭深、连镇、贵广等多条高铁将相继上线运营。至此,时速160公里至350公里复兴号系列动车组全部投用。中国高铁通车里程超过2万公里。
“铁路建设离不开高新技术集成,相关科研和工程能力的提升包含多学科、跨学科的前沿推进,是系统性强、覆盖面广的综合体系。”上海应用技术大学原党委书记祁学银说。
例如,随着速度提升,两辆列车交错而过时空气受到挤压,其中的动力学影响对车体、车速作用如何;列车高速行进时,宛如海中巨轮破开“无形之浪”,这对周边软土、融冻土等不同土壤的压力及可能产生的形变,又该怎样应对;铁路穿山过河,跨越数千公里、多个气候带,面对零下几十摄氏度到零上几十摄氏度的巨大温差环境,车体、铁轨、路基等关键材料性能如何保障。
“这些基础、应用研究领域的前瞻性探索,以及高端工程技术的转化与创新,带来关键技术集群式增长,与铁路发展相互促进,并形成溢出效应,惠及更广。”祁学银说。技术指标、装备水平和设施建设以外,铁路发展推进的基础服务、社会治理等软实力提升,同样是重要技术储备。
400公里时速-700公里时速这一档空缺,全球研究前沿聚焦于此
竞速从未停歇。当前陆上运输需求坐标体系中,200公里左右的时速由汽车公路覆盖;400公里时速这一档,高速铁路通过技术创新不断巩固;700公里以上时速由飞机来完成。剩下400公里时速~700公里时速这一档空缺,全球轨道交通研究前沿也正聚焦于此。据悉,日本在建的中央新干线,希望通过磁悬浮技术深度及大规模应用,抢占500公里以上时速的位点。
投入巨大,仅仅为快而快吗?显然并非如此。某种程度上说,铁路网络像人的血管或神经,连接城区与郊区、城市与城市、城市与旷野,甚至贯通大陆、跨越海峡,其运力是肌体强健与否的决定性因素之一,相关布局被提升至国家战略的高度。
来看看各国制定的走向未来的交通发展方案——
2011年,欧盟发布《欧洲交通一体化路线图——构建具有竞争力和资源节约型的交通系统》并指出:到2050年,距离超过300公里的公路运输将有一半转换成铁路和水路运输。该路线图涵盖的领域包括:交通基础设施与投资,创新与内部市场等。该白皮书的目标是,使欧洲运输充满竞争力。
日本在2014年发布的《国土战略规划2050》中,提出了强化日本全球竞争力的交通发展战略。其中包括:在新的进步中实现新的有活力的城市空间集聚形式。通过中央新干线建设完成超大型区域联合,实现东京都市圈、大阪都市圈和名古屋都市圈的一体化。在大都市圈格局中,计划包含有4个大型国际机场,两个大型国际港口,东京和大阪之间的通行如同市区内连接。据悉,中央新干线通车后,预计东京、大阪间车程会由约2小时缩短至1小时。大都市圈格局的目标是,通过新干线、航空、高速道路构成的高速交通网,促进都市圈在更大范围内产生影响,在剧烈竞争的国际环境中吸引和网罗世界范围内人、财、物以及信息,带动城市、区域和国家的共同发展。
中国发布的《交通强国建设纲要》,以及美国发布的《2045美国交通运输:趋势与展望》,均为包含铁路在内的立体交通网络发展,绘出了路线图。
未来正来,深思“快”与“慢”
智能时代,高铁会发生什么变化?中车株洲电力机车研究所科学家丁荣军院士在名为“全球科技与轨道交通技术的发展”的报告中这样说:“轨道交通未来发展方向将不断智能化、信息化,要实现其跨越式发展,创新将永无止境。”在他看来,第四次工业革命已经到来,以数字化、智能化为主要特征的各项技术创新将颠覆诸多产业现有的形态、分工和组织方式。
值得一提的是,中国中车发布的“智慧列车”已经在德国柏林国际轨道交通技术展上亮相,其智能控制系统由中车株洲所主导研发。“‘智慧列车’并不是一个简单的概念就能够完成的,对于一列零部件超过4万个的高速列车而言,它需要在很多核心部分实现智能化。”他说。
“铁路与火车,不仅是运输方式和工具,还能带着人看风景,本身也是一道风景。”祁学银认为,蕴藉其中的人文传达,与一个个站点、一座座城市紧密镶嵌,区域历史文化和现代技术创新交汇,形成独特具象。
火车车窗勾勒着沿路如画风景。新华社图
泰国曼谷以西,穿越菜市场的美功铁道两侧,小贩居民游客各就其位,市井烟火浓郁;从伦敦到伊斯坦布尔,138岁的东方快车带着传奇穿行于欧洲大陆,以它为素材的电影就有近10部;阿尔卑斯山间,被称为世界最慢快车的冰川列车以30公里时速前行,巨大玻璃窗带来全景观视角,每年数十万人领略沿途冰雪壮美……
信息技术、人工智能等新技术爆炸式发展,带动现代铁路能级提升,一路飞奔,未来正来。更快一些,与且慢一慢,并不矛盾。
栏目主编:龚丹韵 文字编辑:彭德倩
题图:12月3日,中老铁路首发列车抵达中国玉溪站。新华社图
来源:作者:彭德倩
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