第一节　国外高速铁路的发展

据不完全统计，全世界拥有或正在建设高速铁路的国家和地区已经达到15个以上，新建高速铁路里程达8455km，其中日本新干线2451km，法国1923km，德国991km，意大利508km，西班牙1579km，韩国409km。目前世界正在建设高速铁路的国家有中国、法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、澳大利亚、美国、俄罗斯、日本、韩国等。此外，欧洲国家已计划把欧洲各国高速铁路建成泛欧高速铁路网。可以预见，21世纪的铁路运输业将会出现轮轨系高速铁路的全面发展。

一、世界高速铁路的发展阶段

自1964年日本建成东京至大阪世界上第一条高速铁路以来，高速铁路从无到有经历了不同的阶段，归纳起来，高速铁路的发展可以划分为3个不同的阶段。

1.初期阶段：1964年～1990年（表1-1-1）

在这期间建设并投入运营的高速铁路有日本的东海道、山阳、东北和上越新干线；法国的东南TGV线、大西洋TGV线；意大利的罗马至佛罗伦萨线以及德国的汉诺威至维尔茨堡高速新线，推动了高速铁路的第一次建设高潮。

日本东海道新干线和法国TGV东南线的运营，在技术、商业、财政以及社会效益上都获得了极大的成功。东海道新干线在财务收支上已经成为主要支柱，法国TGV东南线也在运营10年的期限里完全收回了投资。因此，高速铁路最初的建设成就极其显著。随后，德国和意大利各国都先后修建了适合本国国情的高速铁路，并取得了较好的效益，成为当今世界上高速铁路技术的保有国。

2.第二阶段：1990年～1998年（表1-1-2）

高速铁路建设在日本和法国所取得的成就影响了很多国家，促进了各国对高速铁路的关注与研究。1991年瑞典开通了X2000摆式列车，1992年西班牙引进法、德两国的技术建成了471km长的马德里至塞维利亚高速铁路。1994年英吉利海峡隧道把法国与英国连接在一起，开创了第一条高速铁路国际联结线。1997年，从巴黎开出的“欧洲之星”又将法国、比利时、荷兰和德国连接在一起。日本高速路网的建设开始向全国普及发展，并于1996年起开通了福岛、山形两条小型新干线，为既有线的提速改造走出了一条新路。法国和德国则在修建高速铁路的同时，也实施了既有线的改造。

在这一时期高速铁路表现出了新的特征：

（1）已建成高速铁路的国家进入了高速铁路网规划和建设的年代；

（2）修建高速铁路网已经不仅仅是铁路部门的需要，而成为地区之间相互联系的政治上的需求；

（3）由于能源和环境的要求，需要发展无污染的高速铁路；

（4）出现了国内和跨越国境的高速铁路网。

3.第三阶段：1998年～2005年（表1-1-3）

1998年10月在德国柏林召开了第三次世界高速铁路大会Eurailspeed98，提出高速地面交通系统的全球化，将当前高速铁路的发展定为世界高速铁路发展的第三次高潮。这次高潮波及到亚洲、北美、澳洲以及整个欧洲，形成了交通领域中铁路的一场复兴运动。

除了以上这些已经开工建设的项目，正在对高速铁路开展前期研究工作的国家还有土耳其、中国、美国、加拿大、印度、捷克等。

参与第三次高速铁路建设的各个国家与前两次高速铁路建设不同，其特征主要表现为：

1.大多数国家在高速铁路新线建设的初期拟定了修建高速铁路的全国规划；

2.虽然建设高速铁路所需资金较大，但从社会效益、节约能源、治理环境污染等诸方面分析，修建高速铁路对整个社会具有较好的效益，这一点得到各国政府的共识；

3.高速铁路促进地区之间的交往和平衡发展，欧洲国家已经将建设高速铁路列为一项政治任务，各国呼吁在建设中携手打破边界的束缚；

4.高速铁路从国家公益投资转向多种融资方式筹集建设资金，建设高速铁路出现了多种形式融资的局面；

5.高速铁路的技术创新正在向相关领域辐射和发展。

二、世界主要国家高速铁路概况

1.日本高速铁路（表1-1-4）

日本高速铁路早在1946年就酝酿修建，但战后迫于百废待兴，无力顾及。20世纪50年代中叶，日本国民经济在复兴后得到高速发展，全国范围内的旅客运输量和货物运输量急剧增长，而东海道既有线（轨距1067mm）运输能力又面临全面饱和，在这种条件下，如任其继续下去将严重阻碍日本经济发展。修建新的东海道铁路运输通道、提高铁路运输能力已成为迫在眉睫的决策问题。从1958年开始，经过5年多时间的建设，1964年10月1日，正当第18届奥运会的火炬在日本东京点燃之时，世界铁路运营史上的第一块高速金牌诞生了。“光”号列车以210km/h的最高速度行驶在日本东海道新干线上。东海道新干线（轨距1435mm）全长515.4km，使东京—大阪的运行时间从6h30min缩短到3h10min，票价比飞机便宜，从而吸引了大量旅客，迫使东京—名古屋间的飞机航班停运，这在世界上也是首例。东海道新干线的建成和运营，使“铁路是夕阳产业”的论调破产，给世界铁路的复苏带来了生机，促进了高速铁路发展的进程。继东海道新干线之后，日本又陆续建成了山阳新干线（全长553.7km）、东北新干线（全长496.5km）、上越新干线（全长269.5km）、长野新干线（全长117.4km）以及长度275.9km的山形、秋田小型新干线（小型新干线是在既有线上增设第三轨，拓宽了轨距，使新干线列车能直通运行到更多城市）等。截至2008年底，新干线全部营业里程已达2451.1km，是世界上高速铁路总延长里程最多的国家。目前，日本铁路客运量已占全国总客运量的30％，而其中新干线约占铁路总客运量的30.3％，收入约占总收入的45％。在准时性方面，尽管经常发生地震等自然灾害，新干线列车平均晚点仍保持在1min之内，业绩非常突出，成为日本陆地交通运输网的主力。高速新干线已不仅仅是速度高的现代化铁路，而且是日本铁路的发展核心，是支持日本经济发展的支柱，也成为日本人民的日常生活和文化生活中不可缺少的一部分。

2.法国高速铁路

法国是世界上从事提高列车速度研究较早的国家，1955年即利用电力机车牵引创造了331km/h的世界纪录，在日本建成东海道新干线之后，他们开始从更高起点研究开发高速铁路并确定了适合本国国情的速度目标值。其目标是要研制一种高性能、高速度并面向大众的新型列车，建造一条高质量的铁路新线，向旅客提供一种安全、舒适、快速的出行方式，解决铁路干线运输能力饱和并要获得显著的经济效益。基于上述考虑，1976年开始了东南线高速铁路（TGV）的建设，从此以后，法国TGV高速铁路系统走上了迅速发展的道路，在技术、经济、商业等方面都取得了巨大的成功，多年来，一直居于世界铁路运输的前沿。

法国高速铁路对速度目标值的追求是独具特色和遥遥领先的。1981年，TGV高速列车在东南线南段部分投入运营，试验记录达到380km/h，打破了传统铁路运行速度的概念。几十年来，它从未停止过为实现更高的速度目标而进行的一切努力，1990年5月，TGV列车在大西洋线上创造的515.3km/h的世界纪录，更令世界瞩目。1990年建成并投入运营的大西洋高速线及1993年建成并投入运营的北方高速线，列车运行速度均为300km/h，2001年度建成并投入运营的地中海高速线，列车运行速度可达350km/h，与此同时，速度为300km/h的高速双层列车也已问世。现已研制出性能更高、速度达350km/h的第四代动力分散式AGV型高速列车。

法国在1981年建成了它的第一条高速铁路（TGV东南线），该线包括联络线在内全长417km。东南线上运行的TGV—PSE型高速动车组允许最高速度为270km/h，超过了当时日本东海道新干线最高速度220km/h。之后，1990年10月大西洋线全部投入运营，该线全长282km，大西洋线TGV—A型高速动车组允许最高速度为300km/h，该线采用的高速动车组是第二代TGV，515.3km/h的世界纪录就是1990年在大西洋TGV西南支线上创造出来的。1993年TGV北方线（也称北欧线）全线开通，全长333km。北方线由巴黎以北的喀内斯到里尔，在里尔分为两条支线，一条向西穿越英吉利海峡隧道到达英国伦敦，另一条通向比利时的布鲁塞尔，东连德国的科隆，北通荷兰的阿姆斯特丹，成为一条重要的国际通道。被称为“欧洲之星”的高速列车于1994年11月在法、英、比3国首都间正式投入运营。1997年12月以巴黎、布鲁塞尔、科隆、阿姆斯特丹4个城市字首命名的TGV—PB-KA高速列车开始运行。1994年5月大巴黎区外环线建成后，北方线、东南线和大西洋线可绕过巴黎相对联结成为一个高速铁路网系统。法国的高速铁路后来居上，在一些技术、经济指标上超过日本而居世界领先地位。这一期间，法国高速铁路获得了前所未有的飞跃发展，1999年已拥有高速铁路新线1280km，2001年地中海高速线开通，全长295km，运行速度350km/h，2007年，巴黎—斯特拉斯堡的东线（TGV Est Europeen）建成，全长320km，运行速度350km/h，截至2008年底，法国已有高速线总里程约1923km。高速列车TGV可以提供服务的路网范围达5900km，见表1-1-5。

3.德国高速铁路

德国是世界上较早研究高速铁路技术的国家，1901年西门子公司和哈尔斯科公司生产的四轴三相交流试验用电力机车，在马林佛尔德—措森间创造了162.5km/h的世界纪录。1936年5月11日德国又创造了用建设系列05型Borsin流线型蒸汽机车牵引新型客车，从汉堡到柏林，创造了最高速度200.4km/h的世界新纪录。但直到20世纪80年代中期，原联邦德国政府才认识到以往交通政策的失误，同时由于欧洲共同体统一市场的形成，欧洲国家之间的联系正愈来愈密切，为了适应这一国际形势，建立一个欧洲高速铁路网络已势在必行。

高速问题的解决方案是建立ICE系统，这是一个从列车、接触网、牵引供电、安全系统、线路（曲线、桥梁、隧道）、道床直到检测系统各个环节都相互关联和匹配的整体工程。ICE是一项由原联邦德国工业界与铁路合作研制的成果，以不污染环境、快捷迅速为其突出优点，它以250～300km/h的速度将两方面的优点理想地结合在一起。作为高速铁路（ICE）系统，如今400km/h的运行速度在技术上已经不是不可逾越了。但人们从经济上权衡的速度目标值为：在客货两用的高速线路上，最高速度应为280km/h；在ICE客运专线上，应为300km/h，甚至为350km/h。

目前，德国已建成的高速铁路共有4条：①汉诺威—维尔茨堡线全长327km，1991年全部投入使用。②曼海姆—斯图加特线全长107km，其中新线99km，1991年投入使用。这两条线均采用客货混合运输模式。最小曲线半径7000m（特殊地段5700m），最大坡度12.5‰。客运采用ICE1型动车组，运行速度最高280km/h，一般为250km/h。货物列车运行速度为80～120km/h。除ICE1型列车外，传统的IC列车和地区间的列车也在新线上运行。③汉诺威—柏林高速铁路，这条铁路总长264km，1998年9月竣工投入运营。此线也采用客货混合运输模式，全线中170km为新建双线，曲线半径为4400m，最大坡度为12.5‰，最高速度为280km/h。沃尔夫斯堡区段为既有线改造，适应200km/h速度，而沃尔夫斯堡—柏林为新线，与既有线平行，从环境保护观点考虑，这是最好的解决办法。因为，对自然破坏程度降低到最小，并尽力避免破坏运输走廊的风景。在这条高速铁路上运行的是ICE2型高速列车。④科隆—法兰克福高速铁路，这条铁路全长219km，包括科隆机场15km。于2002年12月正式投入商业运营。这条线路为客运专线，不运行货物列车，其中158km的区段将铺设无砟线路，最小曲线半径为3500m（特殊情况下3350m），最大坡度为40‰，在科隆—法兰克福新线上将运营ICE3型高速列车，最高运行速度可达330km/h。该条线路上有30％是国际运量。此外，德国正在修建纽伦堡—慕尼黑高速铁路，其中纽伦堡—茵格斯塔德区段89km为新建高速线，最高速度为300km/h，茵格斯塔德—慕尼黑进行既有线改造，里程82km，改造后速度为200km/h。此外，纽伦堡—因戈尔斯塔特高速铁路全长89km，是慕尼黑170km计划的一部分。截至2008年底，德国高速铁路已有约1087km，见表1-1-6。

4.西班牙高速铁路

20世纪80年代中期，西班牙加入欧洲联盟。随着欧洲联盟国家经济的发展，高速铁路成为世界铁路客运技术发展的一个重要方向。欧洲地区高速铁路网的建设和发展规划，要求欧共体成员国要采用现代铁路技术改造和加强本国铁路，各国间相互协调、统一标准，形成有机的整体，为建立欧洲统一大市场创造必要条件。在此期间，法国、德国相继建成高速新线。这些高速铁路的建设和运营，展示了当代高速铁路技术的最新成就，并且取得了明显的社会和经济效益，为西班牙铁路建设提供了有益的借鉴。鉴于这种情况，特别着重于考虑国家经济发展的实际需要，西班牙重新调整了国家交通运输发展政策，尤其是1992年4月在塞维利亚举办国际博览会和1992年7月在巴塞罗那举办第25届奥运会，西班牙政府力图利用这一契机，向全世界展现自己的国家形象和经济、技术实力，推动了马德里—塞维利亚高速铁路的加速建设。

马德里—塞维利亚高速铁路，全长471km。“1992年国际博览会”开幕前夕投入运营。在这条高速线上，主要开行AVE高速列车（速度250～270km/h），以及经高速线向两端延伸至其他城市的Tal-go摆式车体列车（速度160～200km/h）。新建马德里—塞维利亚高速铁路与既有线走向基本一致。在马德里—赫塔费段（19km）与既有线共线，以后的全部线路均参照现代国际标准设计修建新线，全线比既有线缩短103km。马德里—塞维利亚高速铁路运行速度为250～270km/h，线路的最小曲线半径为4000m（个别地段3200m），线路最大限制坡度为12.5‰，线路铺设UIC60型钢轨，无缝线路，双块式钢筋混凝土轨枕。

在马德里—塞维利亚高速铁路线上开行的AVE型动车组，是通过国际招标，采用引进消化国外高速列车先进技术，并逐步过渡到由本国生产的方式进行制造。除了AVE高速列车外，在马德里—塞维利亚高速线上还开行了由机车牵引的速度160～200km/h的中、高速Talgo摆式车体列车，以适应与既有线共线式列车的运行。

西班牙马德里—塞维利亚高速铁路建设获得了巨大的成功，为全世界提供了根据本国国情，借鉴国外经验，依靠自己的力量在较短时间内优质、高效建成高速铁路的范例，见表1-1-7。

5.意大利高速铁路

意大利是一个具有悠久历史的文明古国，每年有大量国内外游客。此外，由于工业和人口分布不均，一些铁路干线承担了铁路总运量的绝大部分，尤其在米兰—博洛尼亚—佛罗伦萨—罗马—那不勒斯这条南北主干线以及都灵—米兰—威尼斯这条东西主干线上的运输非常紧张，这两条干线占路网总长仅20％，所承担的运量几乎占铁路全部运量的80％，既有铁路的通过能力已趋于饱和。1964年后，才选定把米兰—博洛尼亚—佛罗伦萨—罗马—那不勒斯南北高速干线，都灵—米兰—维罗纳—威尼斯东西大干线作为意大利高速铁路的T字形骨架，再加上从米兰—热那亚的一条高速支线，全部高速路网总长将约1200km。

整个高速铁路网工程分阶段执行。南北高速干线中罗马—佛罗伦萨的高速铁路已于1997年完工通车，全长为254km。罗马—那不勒斯高速铁路2004年开通运营，其余线路2007年完工。东西高速干线中，都灵—米兰段2008年完工，米兰—威尼斯段2011年完工。米兰—热那亚的西南支线2010年完工。

由于意大利是一个多山区的国家，历史悠久，人口密度高，环境保护的紧迫性更高，工业发达但布局偏于北部，又处于整个欧洲交通的枢纽地位，这种国情决定了意大利高速铁路定位在大部分为山区、丘陵地形、总体地质条件比较差的地形地貌上修建一个适应旅客列车最高速度为300km/h、货物列车轴重达18t、最低速度为80km/h的客货混用的T字形高速铁路网络。这种需求决定了意大利高速铁路总体技术特点：①因为隧道、高架桥与桥梁占整个线路长度的很大比例。如，罗马—那不勒斯段线路长度为218km，其中隧道39km（占18％），高架桥与桥梁39km（占18％）。佛罗伦萨—米兰段线路长度约478.4km，其中隧道373.3km（占93％），高架桥与桥梁1.1km（占4.6％）。所以，高速铁路标准要考虑山区的条件。②高速铁路与既有线之间联系非常紧密。在高速线上每隔50km左右就有一段联络线与既有线相连，使高速铁路网与既有线铁路网能紧密的结合成为一个网，能完美地实施高度的集中控制和最大限度地发挥高速铁路与既有线铁路的各自的效能。③为保护文化历史遗产，不得不修建大量的隧道、特别是大量的人工防噪声隧道，从而增加了建设的投资（高速铁路在环境保护方面的投资约占全部基础设施投资的12％）。④根据国情开发和使用了摆式列车，使既有线大面积的提速，也使意大利的摆式列车技术在欧洲以致世界各地得到了较大面积的推广，成为世界上最成熟的摆式列车技术之一（表1-1-8）。

6.瑞典高速铁路

瑞典铁路始建于1856年。目前铁路总长约为12000km左右，电气化铁路长度为7500多km，约占66％。瑞典铁路和世界上其他国家铁路一样，在20世纪中叶也面临着航空与高速公路的严峻挑战。由于瑞典国内人口稀少，客运市场并不很大，但85％的人口居住在瑞典南半部。因此，瑞典铁路部门面对这样的具体国情，认真地对运量、投资、效益进行了分析比较，最后得出结论是在瑞典这样人口稀少的国家修建高速客运专线并不经济，但瑞典既有铁路的基础设施较好，如果在既有铁路条件下探索出一种办法，既投资不大，又能采用新技术提高列车的平均速度，缩短旅行时间，则能达到在主要大城市间与公路、航空竞争的目的，以更短的旅行时间吸引旅客到铁路上来。瑞典国营铁路早在20世纪70年代就开始与ABB公司（当时称ASEA公司）合作研究有关摆式车体与径向转向架的技术，20年的研究试验使瑞典在摆式列车上取得了成功，从X2型到X2000型高速摆式列车技术达到实用化。

1986年，瑞典铁路开始对斯德哥尔摩—哥德堡的西部干线实行改造，揭开了瑞典铁路在既有干线上通过适量改造，采用摆式列车新技术来实现200km/h以上高速运行的序幕。1990年瑞典西部干线上X2000型高速摆式列车正式投入运营，最高速度达到200km/h，旅行时间大大缩短，斯德哥尔摩到歌德堡由原来需要4h，到1996年已缩短为2h54min。

随着西部干线改造成功，1991年以来，继续对南部干线（斯德哥尔摩—马尔默）、西海岸干线（哥德堡—马尔默）等线路加以改造，使之适应X2000型高速摆式列车的开行。至1999年瑞典铁路已在5条干线上开行X2000型高速摆式列车（斯德哥尔摩—哥德堡、斯德哥尔摩—马尔默、哥德堡—马尔默、斯德哥尔摩—松兹瓦尔、斯德哥尔摩—莫拉）。

瑞典高速铁路不同于其他国家修建的高速铁路。它是利用既有线加以适当改造（包括：信号系统、平交道口、接触网及站场），并采用X2000型高速摆式列车的高速运行的一种模式。而采用高速摆式列车技术具有许多优点：①可提高列车运行速度；②提高旅客的旅行舒适度；③线路的磨损、剥离及维修量减少；④由于投资适量，铁路的经济效益可较快的增长；⑤由于高速摆式列车的单位能耗比飞机小5倍，旅行安全性比汽车高100倍，社会效益大大提高；⑥污染排放量比飞机、汽车低很多，有利于环境保护。见表1-1-9。

在日本、法国修建高速铁路取得成效的基础上，世界上许多国家都开始考虑高速铁路的建设，就连过去曾因铁路不景气拆掉一部分线路而被称为“汽车王国”的美国，也在重视并着手高速铁路的建设。目前，高速铁路技术在世界上已经成熟，高速化已经成为当今世界铁路发展的共同趋势。现在，世界铁路总长度约130万km，如包括运行时速200km的既有线路，高速铁路总共已达15000多km，约占世界铁路总长度的1.15％，但却承当着各拥有国的相当大的客运量。如日本的4条新干线，约占其铁路总营业里程的9％，却承担着约1/3的旅客周转量；法国3条新建高速铁路和TGV通行网络分别占其营业里程的4％和18％，但承担着50％以上的旅客周转量。

三、高速铁路的修建模式

目前，世界上已经有一些国家修建和正在准备修建高速铁路，但他们都会十分重视本国国情的需要，可以说有不同的类型，归纳起来，当今世界上建设高速铁路有下列几种模式：

1.新建双线高速铁路，专门用于旅客快速运输。如日本新干线和法国高速铁路；

2.新建双线高速铁路，实行客货共线运行。如意大利罗马—佛罗伦萨高速铁路，客运速度250km/h，货运速度120km/h；

3.部分新建高速线与部分既有线混合运行。如德国柏林—汉诺威线，承担着客运和货运任务；

4.既不修建新线，也不对既有线进行大量改造，而是在既有线上采用摆式车体的车辆组成的动车组运行，旅客列车和货物列车混用。这在欧洲国家多见，如瑞典则采用X2000型。

高速铁路进一步的发展趋势是连线成网。原来欧洲各国已经建成的和正在修建的高速铁路都是各自独立的，现已在几个国家间沟通，今后将进一步发展成国内、国际间的高速铁路网，并与既有线相衔接；提出了“速度比小汽车快1倍，票价比飞机便宜一半”的目标，以充分发挥其优势。由于这将涉及到欧洲共同体等十几个国家，因此在轨距、信号、供电、机车车辆等技术设备方面都制定了统一的标准，使欧洲的高速铁路网不仅是欧洲各国高速铁路的总和，而且能形成一个综合性整体。计划分3个阶段进行，于2015年完工，新建或改建1.9万km，可满足时速250km以上的高速铁路的要求；新建或改建1.1万km的时速160～200km的联络线和支线，以便连接欧洲所有的主要城市。届时欧洲将出现世界上最方便、最经济的地面高速运输系统，欧洲各大城市间都可通过高速铁路连接起来，还将向亚洲延伸，形成洲际的高速铁路网。

四、高速列车的形式

目前，高速列车有不同的形式：

1.按动力配置方式分为：动力分散型和动力集中型。

2.按转向架形式分为：铰接式和独立式。

（1）日本各系高速列车，属动力分散型、独立式转向架；

（2）法国的TGV高速列车，属动力集中型、铰接式转向架；

（3）德国的ICE高速列车，属动力集中型、独立式转向架；

（4）瑞典和西班牙的摆式列车。