历史上的今天——中国铁路

简介

早在1804年，一个名叫德里维斯克的英国矿山技师，首先利用瓦特的蒸汽机造出了世界上第一台蒸汽机车。这是一台单一汽缸蒸汽机，能牵引5节车厢，它的时速为5至6公里。这台机车没有设计驾驶室，机车行驶时，驾驶员跟在车旁边走边驾驶。因为当时使用煤炭或木柴做燃料，所以人们都叫它“火车”[1]，于是一直沿用至今。

人类历史上最重要的机械交通工具，早期称为蒸汽机车，也叫列车。有独立的轨道行驶。铁路列车按载荷物，可分为运货的货车和载客的客车；亦有两者一起的客货车。

在1781年，火车先驱乔治.斯蒂芬森出生在一个英国矿工家庭。直到18岁，他还是一个目不识丁的文盲。他不顾别人的嘲笑，和七八岁的孩子一起坐在课堂里学习。1810年，他开始制造蒸汽机车。1817年，当斯蒂芬森决定他主持修建从利物浦到曼彻斯特的铁路线上完全用蒸汽机车承担运输任务。但是，保守的铁路拥有者却对蒸汽机车的能力表示怀疑。他们提出，在铁路边上固定的牵引机，用拖缆来牵引火车。斯蒂芬森为了让人们充分相信火车的性能，制造出了性能良好的“火箭号”机车。这种机车的卓越表现终于让怀疑者改变了态度，利物浦--曼彻斯特铁路因此成为世界上第一条完全靠蒸汽机运输的铁路线。

最早使用燃煤蒸汽动力的燃煤蒸汽机车有一个很大的缺点，就是必须在铁路沿线设置加煤、水的设施，还要在运营中耗用大量时间为机车添加煤和水。这些都很不经济。在19世纪末，许多科学家转向研究电力和燃煤蒸汽机车。

世界上第一列真正在轨上行驶的蒸汽火车是由康瓦耳的工程师查理?特里维西克所设计的。 它的火车有四个动力轮，1840年2月22日试车，空车时，时速20公里，载重时，每小时8公里(相当于人快步行走的速度)。不幸，火车的重量压垮了铁轨。

电力机车1879年，德国西门子电气公司研制了第一台电力机车，重约954公斤，只在一次柏林贸易展览会上做了一次表演。1903年10月27日，西门子与通用电气公司研制的第一台实用电力机车投入使用。其时速达到200公里。

燃油机车1894年，德国研制成功了第一台汽油内燃机车。并将它应用于铁路运输，开创了内燃机车的新纪元。但这种机车烧汽油，耗费太高，不易推广。

1924年，德、美、法等国成功研制了柴油内燃机车，并在世界上得到广泛使用。

1941年，瑞士研制成功新型的燃油汽轮机车，以柴油为燃料。且结构简单、震动小、运行性能好，因而，在工业国家普遍采用。

20世纪60年代以来，各国都大力发展高速列车，例如法国巴黎至里昂的高速列车，时速到达260公里；日本东京至大阪的高速列车时这也达到200公里以上。

人们对这样的高速列车仍不满足。法国、日本等国率先开发了磁悬浮列车。我国也在上海修建了世界第一条商用磁悬浮列车线，由地铁龙阳路站到浦东机场。这种列车悬浮于轨道之上，时速可达400－500公里。

中国第一辆火车

中国有铁路始于清朝末期。然而清政府腐败、保守、专制，唯祖宗之规是从，不肯接受新生事物。他们把修建铁路、应用蒸汽机车视为“奇技淫巧”，认为修铁路会“失我险阻，害我田庐，妨碍我风水”，因而顽固地拒绝修建铁路。

1876年7月3日，由英、美合谋，由英国在华的代理人——怡和洋行——背着清政府诡称修建从吴淞到上海的一条“寻常马路”，擅自在中国的土地上修建的中国第一条营业性铁路上海吴淞铁路建成通车了。随后，清政府出银28.5万两，分3次交款赎回这条铁路并予以拆除。

1879年，洋务派首领李鸿章为了将唐山开平煤矿的煤炭运往天津，奏请修建唐山至北塘的铁路。清政府以铁路机车“烟伤禾稼，震动寝陵”为由，决定将铁路缩短，仅修唐山至胥各庄一段，胥各庄至芦台间开凿运河，连接蓟运河，以达北塘海口；为避免机车震动寝陵，决定由骡马牵引车辆。

然而用骡马牵引车辆根本不能发挥出铁路应有的效用，1881年唐胥铁路通车时，中国工人凭借时任工程师的英国人金达的几份设计图纸，采用矿场起重锅炉和竖井架的槽铁等旧材料，试制成功了一台0-3-0型的蒸汽机车。这就是中国历史上制造的第一台机车。

另有一种说法是，中国第一辆火车是当时任唐胥铁路总工程师的英人薄内的夫人仿照乔治·斯蒂文森制造的英国著名的蒸汽机车“火箭号”而造成的，并把它命名为“中国火箭号”。可是中国工人却在机车两侧各刻一条龙，于是就把它叫做“龙号”机车。

由于照片上可以清楚地看到Rocket of China（中国火箭）的字样和龙的标记，所以后人一直认定这就是中国制造的第一台机车。但是从遗留下来的图片中我们可以看到这台机车设计规范、制造精良，怎么能和由废旧料制造的“怪物”等而观之？

2003年，研究中国铁路的英国人彼得·克拉什发现了一张金达与“中国火箭号”合影的照片。通过比较，可以看出这张照片上的“中国火箭号”与中国保存的那张照片上“中国火箭号”有明显地不同之处：机车的烟囱一个细而高，一个粗而矮；机车两侧水柜前，一个有鞋形块，一个没有；司机室上，一个是№1的标记，一个是圆形标记……由于年代的久远，资料的缺少，中国制造的第一台机车之谜依然扑朔迷离，一时难以真相大白。

目前中国铁道博物馆收藏着一台中国现存最古老的机车，由于它机身上有一个大大的“0”字，人们便把它称为“0号”机车。专家考证后认为唐胥铁路通车后，“1882年，又从英国购来两台小型的0—2—0式（只有两对动轮）机车（称0号），参加运行。”被认为是中国进口的第一辆机车。

自1881年建成唐胥铁路至1911年清政府垮台的30多年间，是中国铁路的首创阶段。这一阶段内，清政府由于洋务派和国内有志之士的不断建议和提倡，不但改变了修建铁路会“失我险阻，害我田庐，妨碍我风水”的认识，而且接受战争失败的教训，又进而从加强海防上认识到“铁路开通可为军事上之补救”，终于确定兴建铁路的方针，建立铁路公司，开始有筹划地修建铁路了。30多年时间里，中国的18个省市修筑了铁路计9137.2公里。这些铁路有的是官办，有的是商办，有的是官商合办，还有一部分是中外合办，或者干脆就是外国人修的。

历史的车轮驶进中华民国，铁路建设的状况有所改观。南京临时政府在其成立之初设有交通部，又先后成立中华全国铁路协会和中国铁路总公司。从1928年开始执政的南京国民党政府，在其长达20余年的统治中，虽然制订了大规模发展铁路的计划，并一度设立铁道部统管全国铁路事业，但建成的铁路并不多。全国铁路缺干少支的状况，在国衰民穷、连年战争的情况下，一直未得改变。到1949年，中国可统计的机车有4069台，分别出自9个国家的30多家工厂，机车型号多达198种，难怪人称中国是“万国机车博物馆”。据现在可以查到的资料，从英国进口的有1892年制造的Double，Bershire型（比谢尔式）机车等。

内燃机车

内燃机车的分类

(1)按用途分：干线内燃机车，包括货运内燃机车和客运内燃机车;调车内燃机车和调车小运转内燃机车；工矿内燃机车；地方铁路内燃机车。

(2)按传动方式分：电传动、液力传动和机械传动内燃机车。电传动内燃机车，可分为直流电传动、交直流电传动和交流电传动内燃机车。液力传动内燃机车，可分为普通液力传动、液力一机械传动和液力换向的液力传动内燃机车。后者简称为液力换向内燃机车。

(3)按铁路轨距分：标准轨、宽轨和窄轨内燃机车。标准轨轨距为1435mm；宽轨轨距有1520mmn、1600mmm、1665mm和1676mm、4种；窄轨轨距在597mm至1219mm之间，共有19种，典型的轨距有600mm、762mm、900mn、lOOOmm、和1067mm。后两种轨距的机车，一般称为米轨机车。

(4)按机车装用主柴油机台数分：单机组内燃机车和双机组内燃机车。

(5)按能否实行重联牵引分：非重联内燃机车和重联内燃机车。

(6)按走行部结构分：车架式内燃机车和转向架式内燃机车。

(7)按机车轴数分：二轴、三轴、四轴、五轴、六轴和八轴内燃机车。

(8)按机车轴式分：A-A、A0-A0、B-B、B0-B0、B-B-B、B0-B0-B0、C-C、C0-C0、D-D、D0-D0、A01A0-A01A0、AAA-B轴式内燃机车。

(9)按司机室数量分：单司机室和双司机室内燃机车，还有无司机室内燃机车。

内燃机车的组成

内燃机车，是采用内燃机作为动力装置的机车。注：铁道机车用的内燃机绝大多数是柴油机。

内燃机车由下列部分组成:柴油机、主传动装置、辅助传动装置、车体(包括司机室)、走行部及各辅助系统。

机车辅助系统包括:燃油系统、机油系统、冷却水系统、预热系统、空气制动系统及其他用风系统、控制系统、照明系统、充电系统、检测系统、诊断系统和显示记录系统等。

内燃机车的传动装置

1、电传动

直流电传动、交直流电传动和交直交(简称交流)电传动。东风、东风2和东风3型机车，为直流电传动机车;东风4型以后研制的电传动内燃机车，均为交直流电传动机车。1999年以后陆续出现了一些交流传动机车。比较成功的有大连厂的东风4DJ型和戚墅堰厂的东风8CJ型。国产电传动机车都命名为东风*型进口的则是ND*型。电传动机车在国内最知名的是由戚墅堰机车车辆厂制造的东风11G型和东风8B型。

2、液力传动

一般(机械换向)液力传动和液力换向的液力传动;另有一种为液力一机械传动。北京型和东方红系列机车均为液力传动机车;多数GK系列工矿机车为液力换向机车。国产的液力传动一般是东方红*型和北京*型 还有工矿机车GK系列进口的则是NY*型。液力传动机车在国内最知名的就属国产的东方红型了。

3、机械传动

国内很少见；只在小功率的地方铁路和工矿机车上少有运用。

内燃机车的简介

据报载，从1992年6月1日起，北京铁路分局结束了使用蒸汽机车牵引客车的历史，改用内燃机车，以提高列车的速度和正点率。人们在使用蒸汽机车的过程中发现，这种机车的一个致命弱点是它的锅炉既大又重，严重影响了它的发展前途。在锅炉里，用煤将水加热成蒸汽，再通入汽缸里，从而推动机车前进。有人设想，如果将这种笨重的锅炉去掉，使燃料直接在汽缸内燃烧，用所产生的气体来推动车轮旋转，就可以克服蒸汽机车的主要缺点。于是，一些科学家便开始进行研究试验。

1866年，德国人奥托首先制成了一种燃烧煤气的新型发动机。这种发动机和蒸汽机在汽缸外面的锅炉里燃烧燃料不同，它是在汽缸内点燃煤气的，然后利用气体的压力推动活塞，从而使曲轴旋转。因此，就给它起了个形象的名字，叫做“内燃机”。内燃机的出现，为火车的进一步发展带来了生机。

后来到了1894年，德国就制造出世界上第一台内燃机车。这种没有大锅炉的新机车，既不烧煤，也不烧煤气，而是用柴油作燃料。它所用的柴油机是德国人鲁道夫·狄塞尔发明的。从此，内燃机车就成了火车家族中的一位重要成员，并得到了广泛的应用。

内燃机车虽然出世较晚，但它后来居上，比火车家族中的大哥哥蒸汽机车的本领高强，受到人们的重视。它的突出优点是：

1、速度快。内燃机车起动迅速，加速又快。通常，蒸汽机车的最大时速为110公里，而内燃机车的最大时速可达180公里，使铁路通过能力提高25%以上。

2、马力大。蒸汽机车的功率一般为3000马力左右，而内燃机车可以达到4000～5000马力，因而运载量就多。

3、能较好地利用燃料的热能。蒸汽机车的热效率一般仅为7%左右，而内燃机车可达到28%左右，提高了4倍，从而节省了大量的燃料。

4、适合缺水地区使用。蒸汽机车是个用水“大王”，一列火车平均每行驶10公里，就得消耗水3～4吨。通过干旱的缺水地区，火车就需要自带用水。据统计，在缺水地区运行一列火车，如果有10节车厢，其中有3节车厢是用来装水的。而内燃机车用来冷却的水仅需要几百公斤，供循环使用，内燃机车上一次水，可连续行驶1000公里，因而它被人们誉为“铁骆驼”。

5、司机驾驶操作方便。内燃机的司机不需要像蒸汽机车那样加煤加水，而且驾驶室内明亮宽敞，司机操作时视野开阔，既方便又安全。

有的人可能认为内燃机车和汽车都是使用的内燃机，两者的结构原理应是相同的。其实，它们是不完全一样的。汽车是利用内燃机产生的动力直接推动车轮转动，而内燃机车则是先通过内燃机带动发电机产生电能，再用电能使电动机旋转，从而驱动机车前进。所以，通常也将内燃机车称做“电传动内燃机车”。

内燃机车出世后，以其明显的优势很快就压倒了蒸汽机车。特别是第二次世界大战结束后，由于内燃机车所用的燃料——石油价格较低，能大量供应，因而有力地促进了内燃机车的发展。一些国家如美国、日本、法国、加拿大等国都用继制成了内燃机车，并且在10年左右的时间内实现了铁路机车内燃化，使内燃机车得到了较广泛的使用。

我国于1958年研制成了第一台内燃机车。到1969年，已制造出4000马力的大功率内燃机车，如“东风型”、“东方红型”和“北京型”内燃机车等。现在，我国在许多铁路线上已有各种类型的内燃机车牵引着长长的列车在驰骋着，一些主要干线的直达客车基本上实现了内燃机车牵引。

内燃机车除了通常使用的电传动内燃机车外，还有液力传动内燃机车和适用于寒冷缺水地区的燃气轮机车。

液力传动内燃机车是将内燃机产生的动力，通过液力变速箱、万向轴、车轴齿轮箱等设备，使车轮转动，从而带动车辆前进。早期的液力传动内燃机车，采用类似于蒸汽机车的连杆驱动。

燃气轮机车是现代化内燃机车的一种。这种机车的内燃机与喷气式飞机的原理相同。它比一般内燃机车的马力大，振动小，结构简单，行驶安全可靠，而且容易制造。世界上第一台燃气轮机车是1941年在瑞士制成的。由于它特别适用于高寒、缺水地区使用，近年来发展很快。法国已研制成并投人使用第二代和第三代燃气轮机车，其中第二代燃气轮机车的最高时速就已达到260公里。目前，燃气轮机车已成为引人注目的现代化机车的一个得力的方面军。

电力机车简介

1879年出世的世界第一台电力机车，是利用两条铁轨之间的第三条轨将电力引进机车里的。这种供电方式适合于电压和功率都比较低的情况。

随着电力机车的发展，要使它跑得快，运载量大，就得提高电力机车供电系统的电压和功率，因而需要使用高压输电线和变电装置。在这种情况下，就不能再使用设在地面上的第三条轨供电的方式了，因为这既不安全，又给使用带来不便。

1881年，德国试验成功一种适合以高压输电线供电的电力机车新的供电系统，叫做“架空接触导线”供电系统，也就是将电力机车的供电线路由地面转向空中。实际上，这种供电系统和现在城市中的有轨电车相似，在车顶上装着一条“长辫子”。它与以前使用蓄电池的电动机车的主要不同在于，它自身不带电源，由电厂供电，所以机车的结构比较简单，但需要一套供电设备。

这种装有“长辫子”的火车，依靠装在车顶上的受电弓子把电力从架在空中的电线上引到机车里。高压输电线送来的电是高达110千伏的三相交流电，必须经过牵引变电所变成25千伏的单相交流电，方能供机车使用。因此，在电力机车行驶的铁道沿线上，每隔50公里左右设一个牵引变电所。变电所的电又被送到邻近的沿线接触网上，通过机车上的受电弓将交流电引到机车的整流器上，把交流电变成直流电，使直流电动机旋转，再经过一套传动装置，带动车轮转动，机车就会跑动起来。

电力机车虽然问世较早，但直到20世纪60年代才开始受到人们的重视，被大量普遍地使用起来，已成为铁路机车家族中的佼佼者。人们将电力机车称为神通广大的“火车头”，就是因为它比蒸汽机车有着以下独特的优点：

1、它的马力大，拉得多、跑得快、爬坡的劲头足。例如，我国在50年代末期修筑的第一条电气化铁路——宝（鸡）成（都）铁路，就充分发挥了电力机车的优越性。从宝鸡到成都，第一道关口就是要翻越气势雄伟的秦岭。过去用3台蒸汽机车拉一列950吨货车上秦岭时，像老牛拉车每小时才行走18公里。蒸汽机车下坡时是靠闸瓦制动的，而闸瓦因摩擦就会变热，如果不及时冷却就难以将机车制动住。为了保证行车的安全，蒸汽机车的下坡速度比爬还慢，有时甚至走走停停，以便使受热的闸瓦有足够的时间冷却。后来用3台电力机车取代同样数量的蒸汽机车，就能拉着2400吨的货物，以时速50公里快速上坡，比蒸汽机车在运货量和速度上都提高了近两倍。电力机车下坡时，采用电阻制动，使列车能以每小时40公里的速度下坡，既快速又安全。

2、是电力机车用的是“干净”的电能，它不冒黑烟、扬灰渣，因而不会污染环境。即便是通过几公里长的隧道，旅客也不必担心浓烟和废气熏人，也不会被讨厌的煤灰渣迷住眼睛或弄脏衣服。机车驾驶人员也能在宽敞明亮的司机室进行操作。

3、是电力机车操作简便，出车前的准备时间短，不像蒸汽机车那样，既要装煤，又要加水，也不像内燃机车需要加油。无论是在缺水的沙漠地带，或是在冰天雪地的寒冷地区，只要有电力供应，电力机车就能牵引列车昼夜行驶。

4、是电力机车使用的是电能，既可由煤炭、石油来发电，也可由水力、核能、天然气、地热、太阳能等发电，能量来源比蒸汽机车和内燃机车丰富，而且效率高。蒸汽机车的热效率只有7%；内燃机车的热效率较高，也仅为28%；而采用火力发电的电力机车，其效率可达30%，若以水力发电时，热效率高达60%～70%。

本世纪50年代，由于石油得到大量开采，价格低廉，所以世界各国郡在研制和使用内燃机车，而把电子机车放在次要地位。但是，在石油生产国提高石油价格，发生了世界性的石油危机之后，人们又把注意力转向了电力机车，从而促进了电力机车的迅速发展。

当时欧洲各国的电力机车的发展较快，如瑞士、荷兰等国研制的电力机车和供城市交通使用的有轨电车。日本制成了一种交直流两用电力机车，使用更为方便。我国对电力机车使用很重视，除了建成宝成路电气化线路外，又修建了多条电气化线路，大大提高了机车的运载量。与此同时，我国还研制成了“韶山”型电力机车，也投入使用。电力机车除了在铁路和城市地面交通（即有轨电车）使用外，还多用于城市中地铁，如意大利米兰市地铁、我国北京地铁用的电力机车等。现在的北京地铁电力机车上的“长辫子”已经不见了。这是怎么回事呢？原来，它是将“长辫子”从车顶上移到铁轨旁边的路基上。这样，架设和检修都很方便，但路轨附近有触电的危险，所以严禁乘客跳下站台，以保证人身安全。

目前，有的国家已制成了具有万匹马力的电力机车，使火车的速度超过了每小时200公里。还有的在研制14000马力的大功率电力机车，将会使火车的速度得到进一步提高。看来，电力机车将有着美好的发展前景。

交直流电传动机车动作原理

机车蓄电池供96V启动，80KW启动发电机。启动发电机发动机车柴油机，柴油机运转带动同步主发电机运行，45KW的感应子励磁机通过整流输出直流电给同步主发电机转子励磁，主发电机正常发电，（当柴油机运转后启动发电机转成他励发电机运行发出110V恒定直流电，供给空压机以及一些机车辅助设备，另外再给机车蓄电池充电），同步主发电机发出三相交流电，经过主整流柜，供给六台直流牵引电机，最后，机车启动。

三、电力机车结构原理

电力机车是从接触网获取电能，再利用牵引电机驱动的机车，是非自带能源式的机车。

电力机车种类

1、直流电力机车

这种机车在国内应用最广，城市电车、地铁、铁道运输等方面都有应用，但受接触网电压的影响，机车功率受到一定限制。

2、单相低频交流电力机车

这种机车采用单相整流子牵引电机（现在也有用直流他励牵引电机的），主要问题是整流要求采用较低的供电频率比如16又三分之二赫兹或者25赫兹这种机车在欧美有应用，需要设立专门的发电厂和变频装置。

3、单相工频交流电力机车（整流器式电力机车）

这种机车是国内普遍采用的，像韶山1型、韶山3型等。

4、其他

（1）采用直流他励牵引电机的机车像韶山2型

（2）采用交流无换向器牵引电机的机车交－直－交制交－交制的机车已经在这种系统中应用,像德国的ICE型高速电动车组株洲厂的DJ2型等等,电力机车由机械、电气、空气管路三大系统组成,下面简要说一下 整流器式和交直交电力机车原理：接触网供单相交流电－机车内牵引变压器降压－整流后变成直流电－供给直流牵引电机－牵引电机旋转带动机车运行

高速火车

日本、法国、德国是当今世界高速火车技术发展水平最高的三个国家。高速火车的实际应用发源于日本。1959年，日本国铁开始建造东京至大阪的高速铁路，并在1964年开通，全长515公里，火车时刻表时速210公里，称为东海新干线。随后向西延伸，于1975年开通至冈山，1975年开通至终点站博多，大阪至博多称为山阳新干线，全长1069公里。

1982年，大宫至盛冈间465公里的东北新干线开通，同年11月，大宫至新潟间的上越新干线也开通运营。1970年，日本制定“全国新干线火车网建设法”，1972年日运输省又规划了五条新干线：北陆新干线（东京-大阪-富山）、东北新干线延长线（盛冈-青森）、九州新干线（博多-鹿儿岛）、长崎新干线（博多-长崎）、北海道新干线（青森-札幌）。

法国高速火车称TGV( Train àGrande Vitesse法文高速列车之意 ）。法国国铁（SNCF）从1950年开展高速火车技术研究，1955年研制的样车试车，就创造了当时的世界最高记录-火车时刻表时速331公里，使人们看到了这一技术的发展前景。法国高速火车实际运营开始于1967年，稍晚于日本。但法国国铁不断改进，使TGV的速度不断创新，1981年，一列由七节车厢组成的TGV列车创下了火车时刻表时速380公里的新记录。1990年，第二代TGV列车又以515.3公里的火车时刻表时速刷新了世界记录，冲破了被称为极限的375公里火车时刻表时速，使TGV成为法国人日常生活不可缺少的一部分。1972年法国完成了编号为TGV001的原型列车，最高火车时刻表时速318公里。1981年第一代TGV-PSE创造了火车时刻表时速380公里的记录。1990年，一列由两辆动车、三辆车厢组成的第二代TGV Atlantique以515.3公里火车时刻表时速创造了新的世界纪录。法国高速列车于2007年4月3日在行驶试验中达到５７４．８公里的时速，打破了1990年由法国高速列车创下的时速515.3公里的有轨铁路行驶世界纪录。法国TGV线路目前分为四部分：巴黎东南线（TGV PSE），由巴黎至里昂运行3小时50分，火车时刻表时速260公里。大西洋线（TGV Atlantique）,由巴黎通往大西洋岸,火车时刻表时速300公里。北方线(TGVNord)从巴黎出发,穿越英伦海峡进入英国。另有支线到布鲁塞尔，并延伸至阿姆斯特丹、科伦、法兰克福。东线(TGV Strasbourg) ,由巴黎到斯特拉斯堡。

德国高速火车称为ICE（Inter City Express）。1979年试制成第一辆ICE机车。1982年德国高速火车计划开始实施。1985年ICE的前身InterCityExperimiental首次试车，以317火车时刻表时速公里打破德国火车150年来的记录，1988年创造了火车时刻表时速406.9公里的记录。1990年一台机车加13辆车厢的ICE列车开始在Wurzburg-Fulda高速火车试运行，火车时刻表时速为310公里。1992年德国火车以29亿马克购买了60列ICE列车，其中41列运行于第六号高速火车，分别连接汉堡、法兰克福、斯图加特，运行火车时刻表时速200公里。目前，德国已建成高速火车1000多公里，到2000年，德国计划建成11条高速火车。现在，中国的京津城际铁路已经开通，使用的是CRH3型动车组。

磁悬浮列车

火车和其他车辆一样，是利用车轮行驶的。火车的轮子不断地在钢轨上滚动，才推动列车飞速前进。然而，车轮也对列车的高速行驶带来不利影响。

随着火车速度的提高，轮子和钢轨便产生猛烈的冲击和磨损，引起列车强烈的震动，发出很强的噪音，从而使乘客感到不舒服。不仅如此，由于列车在行驶中所受到的阻力（空气阻力和摩擦阻力）与速度的平方成正比。速度愈高，阻力愈大。所以，在利用车轮滚动行驶的条件下，当火车行驶速度超过一定值（每小时300公里）时，就再也快不了了。但是，人们总希望火车的速度越快越好。怎样解决这个矛盾呢？有些人就提出把妨碍列车速度提高的车轮甩掉，设法使列车像飞机在空中飞行一样，在钢轨上腾空行驶，不就克服了轮子所带来的各种缺点吗！于是，没有轮子的火车便随之诞生了。

火车头和车厢都很重，如何使它们腾空起来呢？科学家通过研究，提出了两种解决方法。

第一种办法是，利用功率很强的航空发动机向轨道上喷射压缩空气，使列车的车底和轨道之间形成一层几毫米厚的空气垫，从而将整个列车托起，悬浮在轨道面上。再用装在后面的螺旋桨式发动机推动列车前进。这种火车通常叫做“气悬浮列车”。由于它好像被气垫托起来一样，所以又叫做“气垫列车”。法国是世界上最早修建气垫列车的国家。本世纪60年代，在巴黎和奥尔良郊外建成了两条气悬浮式铁路，一条长18公里，另一条长6.7公里，曾进行了多次运行试验。列车的试验速度为每小时200至422公里。1969年在奥尔良郊外使用的气垫车，长26米，宽3.2米，高4.35米，重20吨，可乘80人。后来，英国也进行了气垫列车试验。

第二种办法是，利用磁体同性相斥的原理，使车体在轨道上悬浮起来，再用发动机推动列车前进。人们把这种列车叫做磁浮列车。

磁浮列车是在列车的底部装有用一般材料或超导体材料 （在一定温度下这种导体的电阻接近于零）绕制的线圈，而在轨道上安装环形线圈。根据法拉第的电磁感应定律，当列车底部的线圈通入电流产生的磁力线被轨道环形线圈所切割，就在环形线圈内产生感应磁场，它与列车底部超导线圈产生的磁场同性相斥，就使列车悬浮起来。由于悬浮列车克服了轮子和轨道的摩擦阻力，因而可使列车的速度达到或超过每小时300公里。由于磁浮列车的速度非常快，可与一般飞机的飞行速度媲美，人们称它为“飞行列车”和“超特快”列车。乘坐这种列车，使人感到既舒适、安全，又特别迅速。在车内听不到单调刺耳的车轮撞击声，即使行驶速度很高时，乘客也会觉得像坐飞机那样平稳。它的速度可达每小时500多公里。从北京到上海，距离约1600公里。如果乘坐这种没有轮子的火车，只要3个小时就可驶完全程，比普通火车快了六七倍。磁浮火车是在本世纪60年代开始研制的。世界上第一条实用性的磁浮铁路建在原联邦德国汉堡市展览馆至展览广场之间，全长908米，轨道为高架桥式。磁浮列车长26.24米，可载客68人。它可浮离轨面10毫米运行，最高时速为75公里。

1979年12月12日，日本研制的磁浮列车进行了一次运行试验，时速达到504公里。试验是在日本宫崎县向市的铁路试验中心进行的。所用的试验车长13.5米，高2.7米，宽3.8米，重10吨。试验时，列车先经过一段短距离行驶，获得起始速度后，列车便在导轨上（通常为单轨，也有双轨的）浮升100毫米，并快速向前飞驰。磁浮列车在悬空行驶时，是不使用车轮的。但在起动或刹车时，还需要用车轮。

世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，建成后，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需8分钟。上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。是利用“异性相吸”原理设计，是一种吸力悬浮系统，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁，和铺设在轨道上的磁铁，在磁场作用下产生的吸力使列车浮起来。上海磁悬浮列车时速430公里，一个供电区内只能允许一辆列车运行，轨道两侧25米处有隔离网，上下两侧也有防护设备。转弯处半径达8000米，肉眼观察几乎是一条直线；最小的半径也达1300米。乘客不会有不适感。轨道全线两边50米范围内装有目前国际上最先进的隔离装置。2002年12月31日全线试运行，2003年1月4日正式开始商业运营。是世界第一条商业运营的磁悬浮专线。这列当今世界上最酷最炫的列车，带车头的车厢长27.196米，宽3.7米。中间的车厢长24.768米，14分钟内能在上海市区和浦东机场之间打个来回。置身其中，您将亲身体验到这架“陆地客机”所带来的奇异感受，好像是骑着在陆地低飞的雄鹰。

火车与地铁的区别

地铁普遍采用的是整体无砟道床，铁轨被直接焊在道床上，连接处用鱼尾板扣好，轨重一般不超过30KG/M。而目前中国的国铁采用的多为路砟道床加混凝土路枕或木质路枕，轨重可高达60KG/M。无枕木铁道是城市轨道交通的主流趋势，但是它只适合较轻的车厢。对于我国客货混跑的国铁干线并不适用，因为它承受不住货车的重量。

1、现在的地铁线路的设计思路基本上是市区内走地下，市区外走地面或者高架，这主要是从建设成本上考虑，并没有一定之规。

2、地铁轨距和国铁火车轨距是相同的，至少在中国是这样（其他大多数国家也是一样，个别国家不同），都是1435mm。动力上地铁因为通风问题都是电力动车组，而火车则是电力内燃并用。控制方式基本相同。

中国铁路大提速

1997年4月1日零时，铁路第一次大面积提速调图全面实施，拉开了铁路提速的序幕。这次提速调图是对中国铁路传统运输组织方式的一次深刻变革，不仅列车运行速度实现了飞跃，运行图编制发生了根本的变化，而且对全国铁路的运输组织、经营理念等都产生了深远的影响。

这次提速调图，列车运行速度有了大幅度提高，实现了历史性突破。在京广、京沪、京哈三大干线，提速列车最高运行时速达到了140公里，三大干线上运行的其他旅客列车和其他线路上运行的旅客列车速度也有了不同程度的提高。全国铁路旅客列车旅行速度由1993年图的时速48.1公里，提高到时速54.9公里，增加了6.8公里。

首次开行了快速列车和夕发朝至列车。全国铁路以沈阳、北京、上海、武汉等大城市为中心，开行了最高时速达140公里、旅行速度在时速90公里以上的40对快速列车；同时，开行了78列夕发朝至列车，被旅客赞誉为“移动宾馆”。

首次开行了发到站直达、运行线全程贯通、车次全程不变、发到时间固定、以车或以箱为单位报价的“五定”货运列车，做到了双线日行800公里、单线日行600公里以上，实现了货运班列客车化，价格收费公开化，承诺服务规范化。优化了客货列车开行结构。在旅客列车方面，增加了直通特快、直通快车、管内特快、管内快车数量，减少了直通慢车、管内慢车、市郊列车数量；增加了卧铺数量，适当减少了座席数量。在货物运输方面，提高了直达列车比重，减少了货物列车改编作业，加快了车辆周转，提高了作业效率。

1998年10月1日零时，中国铁路第二次大面积提速调图开始实施。这次提速调图，以京广、京沪、京哈三大干线为重点，进一步扩大了提速范围，提高了列车速度，优化了运输产品结构和运力资源配置。

提速线路进一步延长，列车速度进一步提高。快速列车最高运行速度达到了时速160公里，非提速区段快速列车最高速度达到了时速120公里。京九、浙赣、侯月、宝中、南昆线和兰新线武威至乌鲁木齐段列车运行速度也有一定幅度提高。旅客列车旅行速度和技术速度与1997年相比，也都有了一定幅度的提高，直通快速、特快客车平均时速达到71.6公里，提高了4.5公里。

客货运输品牌进一步得到增加和优化。根据市场需求，增加了快速列车和夕发朝至列车数量，快速列车增至80对。夕发朝至列车增加到228列。满足城际间客流需求，开行了北京—天津、北京西—石家庄等大城市间的城际客车，并且适当安排了短途客车、假日列车、民工专列等客车。首次开行了北京—厦门、哈尔滨—武昌等旅游热线直达列车，吸引了大量旅游客流。根据行包运输需求不断增长的实际情况，首次开行8对行包专列，实现了行包运输由广州、福州、沪杭等地区向乌鲁木齐、成都、北京、哈尔滨、沈阳等地区辐射的快速通道，受到货主的普遍欢迎，铁路行包运输收入大幅度增加。为适应较大企业货主对大宗物资的运输需求，开行了大宗货物直达列车119列。为方便货主对高附加值货物和适箱货物快捷运输的要求，“五定”班列数量进一步增加。

铁路新一轮提速，进一步适应了旅客对运输快捷的要求，扩大了客货运输品牌效应，赢得了社会各界的广泛赞誉，列车提速被64家产业报评为1998年十件大事之一。

2000年10月21日零时，中国铁路第三次大面积提速在陇海、兰新、京九、浙赣线顺利实施。在前两次大面积提速的基础上，初步形成了中国铁路提速网络。京广、京沪、京哈、京九线四条纵贯南北的大动脉和陇海、兰新线，浙赣线两条横跨东西的大干线，全面实现了提速，全国铁路提速线路延展里程接近一万公里，初步形成了覆盖全国主要地区的“四纵两横”提速网络。在提速范围扩大的同时，列车速度又有新的提高。全国铁路旅客列车平均时速又提高了5.1公里，达到60.3公里。

这次调图进一步优化了运输产品结构，初步形成了铁路客货运输品牌系列。客运方面，深受旅客欢迎的夕发朝至列车达到266列；同时为适应假日经济和旅游业的发展，安排了跨局旅游专列运行线28对。行包方面，根据小商品市场快速发展的实际情况，安排行包专列14对。货运方面，适应高附加值货源增长和货主对运到时限的要求，共安排五定班列运行线71条；为进一步搞好大中型国有企业和重点物资运输，安排大宗货物直达列车运行线138条，比1998年图增加19条。夕发朝至列车、快速列车、城际列车、旅游列车、行包专列、“五定”班列、大宗货物直达列车等客货运输品牌数量进一步增加，质量不断提高，产品结构更加合理，基本上满足了广大旅客货主不同层次的运输需求，初步形成了中国铁路适应市场的产品系列。2000年运行图一个较大的变化是列车分类和列车车次的变化。随着铁路客货运量的不断增长，旅客列车数量的不断增加，原有的列车分类和列车车次已无法满足需要。为规范管理，适应市场营销需求，铁道部重新修订了列车分类和列车车次。新的列车车次将传统的快速列车、特快列车、直快列车、普通客车、混和列车、市郊列车、军运人员列车七个等级调整为三个等级，即特快旅客列车、快速旅客列车、普通旅客列车。普通旅客列车包含普通旅客快车和普通旅客慢车。这样，概念更加准确，更便于旅客了解。跨局旅客列车分别实行客流旺季和淡季两套编组方案和两套票额分配方案，有利于提高资源的使用效率。2001年10月21日零时，经过充分准备之后，中国铁路第四次大面积提速调图开始实施。这次提速的重点区段为京九线、武昌—成都（汉丹、襄渝、达成）、京广线南段、浙赣线和哈大线。经过这次提速后，中国铁路提速网络进一步完善，提速范围进一步扩大，铁路提速延展里程达到13000公里，使提速网络覆盖全国大部分省区。

第四次提速调图进一步增开了特快列车、优化了运行时刻。在京沪线北京至上海间自18：00—20：00两个小时之内连续开行了4对夕发朝至特快列车，其中，T13次与T21次、T22次与T14次仅间隔8分钟。

这次调图进一步树立了夕发朝至列车等客货运输品牌的形象。一是对夕发朝至列车时间段进行了优化，始发时间段定为17：00—23：00，终时时间段定为5：00—10：00，更加突出了“夕发朝至”的品牌效应。二是为满足旅游客流需求，更好地拓展铁路旅游市场，铺画了跨局旅游专列运行线28对，为开好旅游专列创造了条件。三是增加了行包专列数量，优化了开行方案，行包专列达到15对。四是优化了“五定”班列开行方案，调整了五定班列始发、终到站，五定班列数量达到79列。优化供应港澳地区的3趟快运列车运行方案，提高了旅行速度，压缩了送达时间。五是在对大宗直达货源货流进行全面调查、分析和梳理的基础上，安排了大宗定期始发直达列车157列，比2000年运行图增加19列。

2004年4月18日零时实施的第五次大面积提速调图，集中体现了铁路运输生产力发展的新水平，展示了铁路部门坚持以人为本、诚信服务的新理念。

这次提速调图，几大干线的部分地段线路基础达到时速200公里的要求，提速网络总里程16500多公里，其中时速160公里及以上提速线路7700多公里；全国铁路旅客列车平均旅行速度达到时速65.7公里，比2001年运行图提高4.3公里，其中直达特快列车时速119.2公里，特快列车时速92.8公里。主要城市间客车运行速度进一步提高，旅行时间大幅度压缩。铁路部门以这次提速调图为契机，精心设计并推出了一批客货运输新产品。客运方面，新增开了19对直达特快旅客列车。列车全部采用国内最先进的庞巴迪和25T型客车，最高运行速度达到时速160公里，途中一站不停，点到点运输；直达特快列车安排在客流量较大的北京至上海、杭州、扬州、南京、苏州、合肥、武汉、长沙、哈尔滨、长春、西安和天津至上海13个城市始发、终到，实现大城市间旅客快捷运输；直达特快列车采用追踪连发方式，比如，京沪线上行直达特快列车，连发11列，间隔７分钟，让更多的旅客能够选择黄金时段乘车。货运方面，新增开北京—哈尔滨、上海、广州3对特快行邮专列，全程按直达特快旅客列车等级运行；新增开北京—乌鲁木齐、广州—上海2对快速行邮专列，全程按快速旅客列车等级运行；新增加固定车底的冷藏快运专列和集装箱快运专列。这些货运新产品，对于加快我国现代物流业的发展发挥了重要作用。这次提速，铁路部门大力提升夕发朝至旅客列车品牌的质量内涵，进一步优化发到时间，用最好时段开行夕发朝至列车，将始发时间全部调整在17点至23点，到站时间全部安排在次日5点至10点，把方便让给旅客，使旅客选择更合适的出行时间。根据客运市场的需求，进一步增加夕发朝至列车的开行数量，直通夕发朝至列车增至169列，管内夕发朝至列车增至136列。为满足旅游经济、假日经济强劲增长的需要，新图还增加了旅游专列运行线，跨局旅游专列由28对增加到39对。统筹考虑东、中、西部地区经济互补、协调发展的需要，进一步优化了五定班列开行方案，安排五定班列92列，包括9列冷藏快运专列和1对双层集装箱快运专列，初步形成了覆盖全国80个主要货物集散地的班列运输网络。提高了三趟供应港澳鲜活快运列车的旅行速度，对车站装车及沿途停站时间作了合理调整和严格规定，进一步压缩时间，提高送达速度。主要干线列车密度进一步加大，重载运输加快发展，车流径路和货物列车编组计划进一步优化，扩大了路网整体运输能力。同时，将有限的运力资源向关系国计民生的重点物资倾斜。

第六次大面积提速调图

第六次大提速后，铁路客运能力将提高１８％。其中，最突出的亮点是时速２００公里以上的２１２对城际间动车组将开行在环渤海、长三角、珠三角城市群和华东、中南、西北、东北地区的重点城市间，形成以北京、上海为中心的快速客运通道。

新的列车运行图共安排开行动车组列车２５７对，分四阶段实施，2007年４月１８日，首先开行１４０对动车组。届时，主要城市间的旅行时间将大幅度压缩。在此基础上，其他客车开行方案也将进一步优化。新的列车运行图将增加７对一站直达特快列车，一站直达特快旅客列车总数增加到２６对。夕发朝至列车也将由当前的３０５列增至３３７列。对于乘坐票价相对便宜的普通列车旅客，可选择的机会也大大增多了。全国铁路增开了５２对中长途普通旅客列车，其中中西部地区增加２９对。这次提速调图后，全路旅客列车速度普遍有较大提高，主要城市间旅行时间总体压缩了２０％—３０％。据介绍，我国铁路经过６次大面积提速，最高时速达到２５０公里，这已是既有线上的最高速度。这次提速共涉及京哈、京沪、京广、陇海、兰新等１８条线路，旅客列车最高运行时速达到１２０公里及以上的线路延展里程共计２．２万公里，比第五次大提速增加了6000公里。

中国高速火车－动车组

中国“子弹头”列车的科学名称是“动车组”——头文字“D”，这种新型列车在动力、材料和内部结构上都使用了最新的机车技术。目前我国已掌握时速200公里以上动车组集成、牵引制动、车体材料、以及网络等核心技术。

铝合金材料轻量化减重提速

全列密闭减噪音抵御压力

高速列车重要技术之一是要轻量化，列车运行每牵引一吨重量大约要消耗12个千瓦，到300公里的时候，每牵引一吨大约要消耗16至17千瓦，因此，世界各国都在轻量技术上进行了竞争。

为了减少自重和提高耐腐蚀性，“子弹头”的整个车身都采用高强度的铝合金材料，车体的部分构件则由不锈钢制造。铝合金的重量大大低于钢铁，有利于高速列车减重提速；列车是全列密闭的，可以降低噪声，并抵御高速行驶时车厢外巨大的气体压力。此外，“子弹头”所选用的非金属材料和新型内装饰复合材料，均严格按照国际防火标准执行，确保发生火灾时火势不会迅速蔓延。

动力分散技术保障时速200公里减速用再生制动技术反转输电

“子弹头”列车采用先进的高速动车组动力技术——动力分散技术。通常的电力机车和内燃机车，其动力装置都集中安装在机车上，在机车后面挂着许多没有动力装置的客车车厢。而动车组运行时不仅是机车提供动力，部分车厢也有动力设备，更有利于提高、保障时速200公里，即使有一两节动车发生故障也不会影响运行。

“子弹头”列车安全性较高；如果在轨道上发生问题，可以自动停车或减速。同时，“子弹头”列车内空气较好，已达到国家机场的水平，这要归功于我国自主研发的一个“道具”——纸滤装置。

“子弹头”还采取再生制动技术，从200公里降到90公里左右，完全靠电机反向旋转，利用列车的巨大惯性产生电能再输电，这一阶段没有任何机械磨损，是一个绿色的、环保的过程，当列车时速降到90公里以下时，才开始实施第二阶段的机械制动。200公里的列车制动距离小于2000米，完全达到世界先进水平。

减速车窗采用视觉调节技术

彩色玻璃材质特殊便于逃生

由于高速行驶的列车易遭遇飞鸟、碎石、雨雾等近地面物体的“袭击”，因此“子弹头”挡风玻璃的防撞和透视性与飞机驾驶舱玻璃的技术参数基本相同。采用视觉调节技术的减速车窗玻璃，使旅客不会因看窗外景色而感到头晕目眩。

列车每节车厢两头的车窗玻璃都很特别，在阳光的照射下显出色彩。这些彩色玻璃是逃生玻璃，如果碰到紧急情况，工作人员或乘客可拿起车窗旁的尖锥打破逃生玻璃脱离险情。由于玻璃材质特殊，即便打碎也不会划伤手脚。

两级网络监控全列车设施

列车不掉头座椅旋转180度

为旅客提供服务的各项设施是通过电子计算机控制的，整个列车实行两级网络，对全列车所有设备进行监控，乘客可通过电子屏幕随时知道列车行驶的速度、经过的地方等信息。列车座椅扶手上有两个按钮，可以调节靠背的倾斜角度和坐垫的长短。前后排座椅间有充裕空间，能够拉展开前排座椅的隐藏桌子，用以盛放物品和用餐。整排座椅可旋转180度，使得前后两排的乘客能够面对面很方便地交谈。在座椅底部有一个脚踏装置，只要轻轻一踩，然后施以很小的推力，便能实现座椅的旋转。由于列车能够两端驾驶，所以在返程的时候，列车不需要掉头，而只需旋转全部座椅的方向。