❶ 铁路的起源与发展
火车与铁轨
今天我们已经习惯于将铁路看作是最古老的一种交通方式。不过很少有人知道,火车的出现所依据的两个发明,在很早的时候就已经被人们所知并加以利用了。早在古希腊和古罗马时代,当时的人们就已经开始修建道路,并利用轨道和人力或者马拉的车辆来运输物品。但是,这一出色的发明却在中世纪被人们所忘记。直到16世纪末,沿着轨道前进的车辆才再次被用于在煤矿中运输煤炭。当时,这些车辆的轮子和轨道已经用木头包着铁皮来制作了。
到了18世纪,蒸汽机出现了,并被广泛应用在工业中。但是在交通运输中,蒸汽机和铁轨仍然被人们分别单独利用了很多年。当两者终于在某一天结合在一起时,铁路就出现了。
蒸汽机车
蒸汽机车的出现有着长长的历史,其中充满了天才的想法和失败的应用。在18世纪末和19世纪初,许多出色的人物试图将蒸汽机用在车辆上(始作俑者是1763年的法国炮兵军官尼古拉。约瑟夫。屈尼奥),还有人曾经试图让蒸汽机车在铁轨上运行(1801和1803年英国人理查德。特莱维特奇克就做了这样的试验),但最后是英国人乔治。斯蒂芬森首先发明了真正实用的蒸汽机车。乔治。斯蒂芬森1781年出生在纽卡斯尔。他在1814年制造出被称为“半统靴”的蒸汽机车,是后来所有蒸汽机车的原型。
铁路的延伸
在第一台蒸汽机车发明之后,火车的历史就主要转变成了铁路扩张的历史。在很多年中,用蒸汽机车带动的车厢缺乏可以运行的轨道。第一条用来运载乘客的铁路,是斯蒂芬森在英国毕晓普克兰建成的,全长只有17公里。但是,铁路并没有立即进入它的扩张时代。针对斯蒂芬森的发明,反对进步的守旧派们发起了他们典型的攻击。他们批评说,这个巨大的邪恶机器将给人类和动物带来死亡,并且会破坏美丽的田园风光。不过,铁路最终占了上风。1830年9月15日,从曼彻斯特到利物浦的铁路建成通车。这被认为是历史上第一条真正的铁路。从那以来,铁路一直在飞速而持久地发展着。诸如桥梁、高架桥和隧道等各种巨大的工程将铁轨带到了世界的各个地方。
电气列车
首先产生这个想法的是德国工程师和工业家维尔纳。冯。西门子,他在1881年建造了第一条电气铁路。在最初的试验中,机车用的电流直接通过铁轨传输。随后才发明了架空电缆来提供电力,这种方式要安全得多,并且可以用较少的变电站来为机车提供足够的电力。这一系统随后也被应用到地铁和城市轻轨列车中。
1870年,第一条城市列车(也就是地铁)在伦敦正式开始运行,当时使用的是蒸汽机车。20年以后,第一条电力地铁终于建成了。随后,几乎所有的地面和地下铁路都逐渐实现了电气化,蒸汽机车也渐渐退出了历史舞台。
传奇的“火箭”
1826年,在克服了巨大的阻力之后,建设从曼彻斯特到利物浦的铁路的提案终于在英国国会获得通过。为了选择这条铁路使用的火车机车,英国政府向社会进行公开招标。结果这次招标成了一场备受热情的公众关注的竞赛。1829年10月,在莱因希尔附近的铁轨上,来自四家火车头制造商的机车进行了公开比赛。最终,乔治。斯蒂芬森制造的“火箭”机车战胜了其他竞争对手。“火箭列车”顺利地完成了各种上情况下的运行,并达到了创纪录的57公里的时速。从那以后,“火箭”机车成为世界上最为广泛使用的火车机车。
刹车系统
大约在1767年发明的刹车完全不需要理由。减缓高速行驶车辆的速度,是现代社会最自然的要求。从它被发明出来那天起,刹车系统都是一个对轮子进行摩擦作用来减速的装置,只不过随着时间的推移逐渐完善。刹车装置中最重要的发明来自英国人乔治。威斯汀豪斯,他发明了压缩空气刹车装置。在此之前,刹车都是用手来进行操作。有了这一发明,气缸和活塞的力量就代替了人力。更有效的刹车使得火车的速度大幅度提高,因为它提供了更加安全的保障。
磁悬浮列车
这种火车的时速可以达到550公里,并且在铁轨以上几厘米的地方运行。它的秘密就在于铁轨和车厢上安装的超导磁铁。从上个世纪70年代开始,德国和日本研究这一系统并已经接近实用,这种列车将有望代替目前在欧洲行驶的高速列车。
与常规的动力来自于机车头的火车不同,磁悬浮列车的动力来自于铁轨。磁悬浮列车的动力装置,一部分是在铁轨上。列车车身上的磁铁使车身悬浮于铁轨之上,而铁轨上的磁铁则给予车身上的磁铁一个斥力推动车身前进。通过调节通过磁铁的电流强度,可以方便地改变列车的速度。预计将来实用型的磁悬浮列车每列有130到220个座位,运行时速在300到500公里。
磁悬浮列车速度的纪录目前是由日本的MLX01型创造的。1998年,这种列车的运行时速达到了550公里。在此之前,磁悬浮列车的速度纪录是法国的TGV型列车创造的,时速为515公里。MLX01型列车使用的是由液压操纵的空气动力刹车系统。这有三个车厢,每个车厢有30到41个座位。两头是两个为了减少空气阻力而精心设计的流线型头部。这种列车起初用轮子行驶,时速达到100公里以上才开始在轨道上“飘浮”,由磁铁驱动前进。
水下火车
1994年,人们一直以来所拥有的通过海底将英国和法国联系在一起的梦想终于成为现实。目前,英法海底隧道运行法国TGV这样的客运列车,也运行Shuttie I型这样有28个双层车厢、可以运载140辆汽车的渡船式列车。在隧道中,它们的时速可以达到140公里。
事实上,连接英国福克斯通和法国加来的欧洲隧道并不是一条而是三条。两条隧道用于双向通车,第三条小一些的隧道用于维护工作并作为安全出口。一旦发生紧急情况,乘客可以从通车的隧道中每隔375米就有一个的安全出口逃生。隧道消防员也在这第三条隧道中工作,他们使用安装有与中央计算机相连的烟幕感应器的消防车。
两条用于通车的隧道每条长50公里,直径6.7米。隧道中密布着电话线以及将中央计算机与各种设施连接在一起的光缆。由于隧道的大部分都处在海面以下100米的深处,最糟糕的事情就是发生火灾。每条隧道中都有一套完善的灭火系统。在英国福克斯通车站,控制大厅中的工作人员通过计算机网络监控着隧道所有的关键部位。
❷ 世界高速铁路的发展经历了三个发展阶段,它们分别是
(1)初期发展阶段:大约从1830年到1900年前后.这一阶段以蒸汽机的发明和钢轨生产技术的进步为代表内,解决了铁路发展容的动力和钢轨等关键问题,促进了铁路的大发展.
(2)第二阶段:大约从1900年到1950年前后.在这一阶段中,铁路技术的进步主要是围绕机车技术的进步和钢轨断面的改进两个方面进行的.首先是电力机车的出现,为铁路的发展提供了干净的动力.
(3)第三阶段:从1950年开始到现在.这一阶段是高技术铁路的飞跃发展时期,特别是1964年10月1日,世界上第一条高速铁路——日本东海道新干线的问世,向世人展示了高技术铁路的发展前景,使古老的铁路又焕发出了新的生机.从20世纪60年代到现在,高技术铁路以其高的速度、高的运输效率、低的运行成本和其特有的安全舒适性,在陆海空运输中独占鳌头.
❸ 世界铁路运输的发展历史
希腊是第一个拥有路轨运输的国家。至少二千年前已有马拉的车沿着轨道运行。 1804年, Richard Trevithick 在英国威尔斯发明了第一台能在铁轨上前进的蒸汽机车,但没赚到甚么钱。第一台取得成功的蒸汽机车是 George Stephenson 在1829年建造的火箭号。
1820年代,英格兰的史托顿与达灵顿铁路成为第一条成功的蒸汽火车铁路。后来的利物浦与曼彻斯特铁路更显示了铁路的巨大发展潜力。
很快铁路便在英国和世界各地通行起来,且成为世界交通的领导者近一个世纪,直至飞机和汽车发明才令铁路缓慢地衰落。
高架电缆在1888年发明後,首条使用高架电缆的电气化铁路在1892年启用。 第二次世界大战后,以柴油和电力驱动的火车逐渐取代蒸汽火车。1960年代起,多个国家均建置高速铁路。而货运铁路亦连接至港口,并与船运合作,以货柜运送大量货物以大大减低成本。
现时在全球 236 个国家和地区之中,有 144 个设有铁路运输 (包括全世界最小的国家教廷在内),其中约 90 个国家提供客运铁路服务。
中国第一条铁路建于上海,由英国人兴建,后被清朝地方官员买回并拆毁。而正式使用的第一条铁路和蒸汽机车则是由李鸿章兴办的开滦公司煤矿所建。
❹ 世界铁路的新发展主要表现在哪两个方面
大约经历了下列三个阶段:
(1)初期发展阶段:大约从1830年到1900年前后.这一阶段以蒸汽机的发明和钢轨生产技术的进步为代表,解决了铁路发展的动力和钢轨等关键问题,促进了铁路的大发展.
(2)第二阶段:大约从1900年到1950年前后.在这一阶段中,铁路技术的进步主要是围绕机车技术的进步和钢轨断面的改进两个方面进行的.首先是电力机车的出现,为铁路的发展提供了干净的动力.
(3)第三阶段:从1950年开始到现在.这一阶段是高技术铁路的飞跃发展时期,特别是1964年10月1日,世界上第一条高速铁路——日本东海道新干线的问世,向世人展示了高技术铁路的发展前景,使古老的铁路又焕发出了新的生机.从20世纪60年代到现在,高技术铁路以其高的速度、高的运输效率、低的运行成本和其特有的安全舒适性,在陆海空运输中独占鳌头.
❺ 世界铁路迎来新发展时期的原因有哪些
1、世界各国,尤其是西方发达国家,铁路已经饱和,加上航空的竞争,使国内无法铺设路线(甚至拆除线路,例如美国),导致研究铁路方面资金投入不足,而中国则不同,中国改革开放,尤其是近20年,正是铁路大发展的时期,中国是铁路运力不足,所以中国加大铁路投入。
这就是新技术很多在中国使用。这也就是中国铁路领先于世界西方国家的原因。
2、铁路是一个资本密集、技术密集、劳动力密集的行业,建设铁路是需要大量的金钱,以前西方国家热衷于在世界修铁路除了掠夺资源外,可以占领铁路周围的资源、土地,现在则是根本不可能俄,所以西方也不热衷与在世界修铁路。
3、铁路无非就是西方国家、发展中国家需要,西方国家自己就铁路饱和,例如德国,单线铁路运力不够改双线;双线铁路运力不够,改四线。而发展中国家需要铁路,又没有钱。
而中国,能修铁路造机车的都是大国企(南车北车),有钱,有国家扶持,跟发展中国家关系不错,又没有附加条件,支付条件又灵活(例如粮食换高铁计划),所以中国高铁在外面大卖大修特修
❻ 世界铁路运输的发展趋势
抄铁路运输由于受气候和自袭然条件影响较小,且运输能力及单车装载量大大,在运输的经常性和低成本性占据了优势,再加上有多种类型的车辆,使它几乎能承运任何商品,几乎可以不受重量和容积的限制,而这些都是公路和航空运输方式所不能比拟的。
前瞻产业研究院《 中国铁路运输行业市场前瞻与领先企业经营分析报告前瞻》显示,2009年开始,我国铁路建设进入大规模发展阶段,2010年,中国交通基建投资约为2万亿元,其中铁路投资额约为7000亿元,占全行业的35%。2010年底,全国铁路营业里程9.1万公里,居世界第二位;其中高铁运营里程达到8358公里,在建里程1.7万公里,居世界第一;复线率和电气化率分别提高到41%和46%。依据规划,“十二五”期间新建高铁将占新建路线里程的50%;到2015年,高速铁路达1.6万公里以上,铁路的投资将维持在3.5万亿左右。
❼ 简述世界铁路的发展
第一次浪潮
(1964年~年)
1959年4月5日,世界上第一条真正意义上的高速铁路东海道新干线在日本破土动工,经过5年建设,于1964年3月全线完成铺轨,同年7月竣工,1964年10月1日正式通车。
行驶在山阳新干线上的300系列车
东海道新干线从东京起始,途经名古屋,京都等地终至(新)大阪,全长515.4公里,运营速度高达210公里/小时,它的建成通车标志着世界高速铁路新纪元的到来。随后法国、意大利、德国纷纷修建高速铁路。1972年继东海道新干线之后,日本又修建了山阳、东北和上越新干线;法国修建了东南TGV线、大西洋TGV线;意大利修建了罗马至佛罗伦萨。以日本为首的第一代高速铁路的建成,大力推动了沿线地区经济的均衡发展,促进了房地产、工业机械、钢铁等相关产业的发展,降低了交通运输对环境的影响程度,铁路市场份额大幅度回升,企业经济效益明显好转。
第二次浪潮
(1990年至90年代中期)
法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典、英国等欧洲大部分发达国家,大规模修建该国或跨国界高速铁路,逐步形成了欧洲高速铁路网络。这次高速铁路的建设高潮,不仅仅是铁路提高内部企业效益的需要,更多的是国家能源、环境、交通政策的需要。
第三次浪潮
(从90年代中期至今)
在亚洲(韩国、中国台湾、中国)、北美洲(美国)、澳洲(澳大利亚)世界范围内掀起了建设高速铁路的热潮。主要体现在:一是修建高速铁路得到了各国政府的大力支持,一般都有了全国性的整体修建规划,并按照规划逐步实施;二是修建高速铁路的企业经济效益和社会效益,得到了更广层面的共识,特别是修建高速铁路能够节约能源、减少土地使用面积、减少环境污染、交通安全等方面的社会效益显著,以及能够促进沿线地区经济发展、加快产业结构的调整等等。
适合高速铁路的生存环境其实只有两条基本原则:第一是人口稠密和城市密集,而且生活水准较高,能够承受高速轮轨比较昂贵的票价和多点停靠,第二是较高的社会经济和科技基础,能够保证高速轮轨的施工、运行与维修需要。
就这两点而言,以巴黎和柏林为核心的欧洲大陆和日本密集的城市带是最适合不过的。因此世界最先进的高速轮轨技术诞生在德、法、日这3个国家就非常合乎逻辑。
日本的高速铁路“新干线”诞生于1964年。当时的东京至新大阪“东海道”新干线仅用8年时间就收回全部投资。近40年来,新干线技术不断进步,已经构成了日该国内铁路网的主干部分。
虽然新干线的速度优势不久之后就被法国的TGV超过,但是日本新干线拥有目前最为成熟的高速铁路商业运行经验——近40年没有出过任何事故。而且新干线修建之后对于日本经济的拉动也是引起世界高速铁路建设狂潮原因之一。
TGV可能是唯一没有任何盈利色彩而享誉世界的法国产品。所谓TGV是Train à Grande Vitesse(法语“高速铁路”)的简称。第一条TGV是1981年的开通的巴黎至里昂线。此后不过几个月,TGV就打败法国航空拥有了这条线路的最大客源。
1972年的试验运行中,TGV创造了当时的318公里的高速轮轨时速。
法国TGV (2张)
从此TGV一直牢牢占据高速轮轨的速度桂冠,当下的纪录是2007年创下的574.8公里/小时。另外法国境内的加来至马赛TGV的平均时速超过300公里,表现也非常稳定。
法国TGV的最大优势在于传统轮轨领域的技术领先。1996年,欧盟各国的国有铁路公司经联合协商后确定采用法国技术作为全欧高速火车的技术标准。因此TGV技术被出口至韩国、西班牙和澳大利亚等国,是被运用最广泛的高速轮轨技术。
德国的ICE则是目前高速铁路中起步最晚的项目。ICE(Intercity-Express的简称)的研究开始于1979年,其内部制造原理和制式与法国TGV有很大相似之处,目前的最高时速是1988年创下的409公里。因此德国与法国政府正在设计进行铁路对接,用各自的技术完成欧洲大陆上最大的两个国家铁路网的贯通,在此之后,德法两国将构建极其方便快捷的短程高速交通系统。
ICE起步较晚和进展比较落后的一个重要原因是德国人在高速轮轨和磁悬浮的两线作战。由于磁悬浮在设计理念上的先天优势(没有固态摩擦),德国的常导高速磁悬浮一直是其铁路方面科研的重点。磁悬浮的设计理念与传统意义上的轮轨完全不同,因此当法国的TGV顺利投入运行,而且速度不亚于当时的磁悬浮时,德国人才开始在高速轮轨方面奋起直追,但是至今仍与法国TGV技术有不小的差距。
在认识建造高速铁路的优势后,美国奋起直追,不仅保留了原计划拆除的东北走廊电气化设施,而且在引进TGV技术的基础上,研制了具有美国特色的高速列车Acela,该列车连接了波士顿、纽约、费城、华盛顿。是美国唯一一条高速铁路。
1971年最早的TR1型磁悬浮面世之后,至今已经有八个型号。上海磁悬浮采用的就是最新的TR8型。
日本磁悬浮研究成功是在新干线正式运行10年之后的1972年,而且研究方向是与德国完全不同的超导方式。目前日本磁悬浮已经在试验中得到552公里/小时的最高速度。但是曾经实地考察过两国线路的朱镕基总理评价日本磁悬浮的噪音和晃动都大于德国磁悬浮。日本方面也以技术尚未完全成熟为由,拒绝向中国提供磁悬浮技术。
高速轮轨和磁悬浮虽然在设计方法上有天壤之别,却还有一点是共通的,那就是关注于改变列车和轨道的接触状况以提高速度。到目前为止,磁悬浮能够达到的设计运行最高时速为450公里(德国),试验最高时速552公里(日本)。与目前最高时速的高速轮轨TGV相比,磁悬浮的纯速度领先还并不明显,但它有明显的速度潜力和能耗比、噪音等。与此大相径庭的关注于改进机车牵引系统的摆式列车,很有可能是此后地面交通工具提高速度的另一个有益尝试。
德国、意大利和瑞典是最早进行摆式列车试验的国家,1997年以来摆式列车因为价格便宜和制造工艺相对简单,尤其是能够充分利用现有线路,不必铺设全新的铁路网络的优势,而逐渐能够在高速列车的竞争上与高速轮轨和磁悬浮分庭抗礼。
从国际趋势来看,摆式列车很有可能是一种在大规模成熟铁路网基础上完成提速,而且性价比较高的高速铁路技术。
最新资料表明,日本磁悬浮型高铁JR-Maglev已经超过法国,最高时速581km/h,成为实验时速世界最快的高铁。
超级高铁
超级高铁是技术贮备库,几个国家在研究。
2015-4-17“日本超导磁悬浮列车创时速590公里新纪录”报道:日本山梨磁悬浮试验线今后将转为运营线路,作为磁悬浮中央新干线使用,最高运营速度定为每小时505公里。东京品川站至名古屋站之间的路段预定在2027年开始运营。
2015-7-4日“马斯克的超级高铁或先在亚洲建成”报道:2013年,Elon Musk提出超级高铁计划,他认为超级高铁可以1200公里的超高时速远距离运送乘客。
中国正在研发真空管道磁悬浮技术。时速可达4000公里,能耗不到航客机1/10,噪音和废气污染及事故率接近于零,这是真空管道磁悬浮列车的惊人优势所在。
❽ 简述世界高速铁路的发展史。
世界高速铁路的发展史:
20世纪70年代世界范围内发生了严重的石油危机,石油短缺的阴影笼罩全球。为了保持经济可持续发展,各国反思之余,要求彻底改革传统的交通能源结构模式,而铁路是唯一能采用非石油能源的交通模式。
自1964年日本建成世界上第一条高速铁路——东京至大阪高铁40多年来,高速铁路从无到有,迅速发展。截至目前,全球投入运营的高速铁路近2.5万公里,分布在中国、日本、法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典、英国、韩国、中国台湾等17个国家和地区。高速铁路作为一种安全可靠、快捷舒适、运载量大、低碳环保的运输方式,已经成为世界交通业发展的重要趋势。
世界高速铁路的发展历程可以划分为三个阶段:
1.第一次是在上世纪60年代至80年代末,是世界高速铁路发展的初始阶段,主要由发达国家日本、法国、意大利和德国推动了这一次建设高潮。这期间,日本建成了遍布全国的新干线网的主体结构,在技术、商业、财政以及政治上都取得了巨大的成功。
2.第二次是在上世纪80年代末至90年代中期。由于日本等国高速铁路建设取得了巨大成就,世界各国对高速铁路投入了极大的关注并付诸实践。欧洲的法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典和英国等最为突出,1997年,从巴黎开出的“欧洲之星”列车又将法国、比利时、荷兰和德国连接在一起。在这期间,日本、法国、德国以及意大利对发展和完善高速铁路网也进行了周密和详尽的规划,对原有高速铁路网进行了大规模扩建。
3.第三次是上世纪90年代中期至今,这次建设高潮涉及到亚洲、北美、大洋洲以及整个欧洲,形成了世界交通运输业的一场革命性的转型升级。俄罗斯、韩国、中国台湾、澳大利亚、英国、荷兰等国家和地区都先后开始了高速铁路的建设。为了配合欧洲高速铁路网的建设,东部和中部欧洲的捷克、匈牙利、波兰、奥地利、希腊以及罗马尼亚等国家正在进行干线铁路改造,全面提速。对高速铁路开展前期研究和初步实践的国家还有土耳其、中国、美国、加拿大和印度等。
(8)世界铁路的发展扩展阅读:
高速铁路简称高铁,是指基础设施设计速度标准高、可供火车在轨道上安全高速行驶的铁路,列车运营速度在200km/h以上。
高速铁路,就是铁路设计速度高、能让火车高速运行的铁路系统。世界上第一条正式的高速铁路系统是1964年建成通车的日本新干线,初步速度标准是200km/h,后来随着技术进步,火车速度更快,不同时代不同国家就对高速铁路有了不同定义,并根据本国情况规定了各自的高速铁路级别的详细技术标准,涉及的列车速度、铁路类型等就不尽相同。
目前开行时速250公里以上高速列车的国家已有中国、日本、法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典、英国,正在积极建设或规划建设的还有瑞士、奥地利、丹麦、加拿大、澳大利亚、美国,俄罗斯,韩国、印度等国。
❾ 20世纪80年代后,世界铁路发展的特点有哪些
20世纪80年代,世界铁路进入第二发展期-高速铁路的大发展期。
在上世纪版80年代末至90年代中期。由于权日本等国高速铁路建设取得了巨大成就,世界各国对高速铁路投入了极大的关注并付诸实践。欧洲的法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典和英国等最为突出,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471公里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连接线;1997年,从巴黎开出的“欧洲之星”列车又将法国、比利时、荷兰和德国连接在一起。在这期间,日本、法国、德国以及意大利对发展和完善高速铁路网也进行了周密和详尽的规划,对原有高速铁路网进行了大规模扩建。
❿ 铁路的世界发展史
铁路是供火车等交通工具行驶的轨道线路。《辞海》对于铁路的解释是:使用机车牵内引车辆组成列车(或以容自身有动力装置的车辆)、循规行驶的交通线路。铁路运输是一种陆上运输方式,以机车牵引列车车辆在两条平行的铁轨上行驶。传统方式是钢轮行进,但广义的铁路运输尚包括磁悬浮列车、缆车、索道等非钢轮行进的方式,或称轨道运输。铁轨能提供极光滑及坚硬的媒介让列车车轮在上面以最小的摩擦力滚动,使这上面的人感到更舒适,而且它还能节省能量。如果配置得当,铁路运输可以比路面运输运载同一重量物时节省五至七成能量。而且,铁轨能平均分散列车的重量,使列车的载重能力大大提高。