国内外高速铁路发展概况
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第一章绪论
一、国外高速铁路的发展
二、高速铁路技术经济优势
三、我国高速铁路建设与发展
高速铁路的定义
界定高速铁路有以下几种标准:
—1970年日本政府第71号法令中的定义为:列车在主要区间能以200km/h以上速度运行的干线铁路。
—1985年欧洲委员会将高速铁路的最高速度规定为:客运专线300km/h,客货混运线250km/h。
—目前,新建时速250km/h以上,既有线改造时速200km/h以上。
2015-5-233
国际上根据铁路线路允许运行的最高时速作以下划分:
常速铁路100~120km/h
中速铁路120~160km/h 快速(准高速)铁路160~200km/h
高速铁路200km/h(既有线改造)~400km/h
250km/h(新建线)~400km/h
超高速铁路> 400km/h
铁路速度的分档普速铁路
发展高速铁路的意义
经济效益:直接经济效益、间接经济效益
社会效益:旅行时间的节约、环保、能耗等
2015-5-235
一、国外高速铁路的发展
2015-5-236
1.世界高速铁路的发展阶段
1964年,日本建成世界上第一条高速铁路东海道新干线(线路设计允许最高速度240km/h,列车实际运行最高速度210km/h),至今已有50余年的历史。
据近年统计,目前世界上除我国外,其他有近20个国家建成或在建高速铁路1万多km。
世界高速铁路的发展,大体经历了三个阶段:
第一阶段:从20世纪60年代至80年代末,为高速铁路发展初期,以日本为首,相继研究修建高速铁路的国家有法国、意大利、德国等,建成高速铁路近3000 km。
第二阶段:从20世纪80年代末至90年代中期,在欧洲形成修建高速铁路的热潮,修建高速铁路的国家扩展到西班牙、比利时、荷兰、瑞典和英国等。
西班牙引进了法、德两国技术,建成了马德里至塞塞维利亚高速铁路,全长471km。
瑞典通过改造线路开行X2000摆式列车实现高速运输。
这一时期建成高速铁路约1500km。
第三阶段:为20世纪90年代后期至现在,研究修建高速铁路的国家又迅速扩展,有人称其为第三次浪潮,正在修建和规划修建高速铁路的国家和地区达20多个,北美、澳洲、亚洲及整个欧洲出现“铁路复兴运动”,美国、加拿大、印度、俄罗斯、捷克等国都积极筹建高速铁路,有些国家和地区已形成高速铁路网。
1998年10月在德国召开的第三次世界高速铁路大会上学者预言,高速地面交通系统有全球化的趋势,21世纪将成为高速铁路大发展的世纪。
世界高速铁路建设的第四次浪潮
21世纪初形成了第四次浪潮:中国快速大规模的修建高速客运专线和城际客运专线,将列车最高速度提高到350-380km,其他一些国家包括美国也开始规划和建设高速铁路。
2015-5-2312
2.世界主要国家高速铁
路建设及运营现状
现状世界高速铁路技术水平(2008)
国家类型通车
里程最高
试验
速度
设计
最高
速度
最高
运营
速度
日本客专2451443350300法国客专1923574.8350320德国客货混运1087--330330
日本
日本高速铁路现状
从日本(也是全世界)第一条高速铁路——东海道新干线于1964年建成算起,日本的高速铁路已经走过了将近50年的历史。
2015-5-2315
2015-5-23
世界高速铁路概论
16
目前日本高速铁路的营业里程已2000多km,并计划再修建大量的高速铁路,构成日本陆地交通运输网的支柱;
高速线路主要有:东海道新干线515.4km山阳新干线553.7km东北新干线496.5km上越新干线369.5km长野(北陆)新
干线117.4 km
日本高速路网
日本高速铁路的建设可以划分为三个阶段:
第一阶段(1964~1975年)在人口稠密的地区修建高速铁路,如东海道新干线和山阳新干线等。
第二阶段(1983~1985年)以开发沿线地区经济为目的,在人口较少的地区修建东北和上越新干线。
高速铁路的功能从简单的缓解运输紧张发展到拉动国民经济的阶段,并初步形成新干线网。
第三阶段(1990年到现在)高速铁路建设以满足舒适、快捷、安全、节能、环保和低噪声要求为目的,在均衡开发国土和可持续发展方面发挥积极作用。
不仅要提高既有线和新干线的速度,还要通过建设隧道和大桥,用铁路网把四岛连接起来,形成由既有线和新干线组成的高速铁路网。
2015-5-2317
日本5条主要的新干线组成日本的高速铁路网
线路名称起讫地点长度
km 最高
速度
km/h
开始建
设时间
完成时间
东海道新干线东京-
新大阪
515.42101959.41964.7
山阳新干线新大阪
-博多
5543001967.31974.8
东北新干线东京-盛
冈-八户
5942751971.11
1991.6(盛
冈-八户
2002.12)
上越新干线东京-
新泻
2702751975.111982.11
北陆新干线高崎-
长野
11826019891997.10
2015-5-2318
日本新干线的主要几何参数
线路最小曲线半径(m)最大
坡度
线间距(m)
东海道
新干线
250015‰ 4.20山阳新干线400015‰ 4.30
东北新干线400015‰ 4.30
上越新干线400015‰ 4.30
2015-5-2319
日本的既有线都是窄轨铁路,而新干线是准轨铁路。
为了实现新干线与既有线之间的直通运行,日本对一些既有线进行改造,改为
准轨铁路或增加一条第三轨,成为准轨铁
路。
这些铁路允许速度不高,仅130-
140km/h,不属于高速铁路范畴。
在日本称为迷你(mini)新干线,例如秋田和山形新干线。
2015-5-2320
日本正在建设中的高速铁路
日本正在建设中的高速铁路总长度约500余公里,包括:
(1)东北新干线盛冈-青森延长线的八户到青森段,长82km。
1998年开工,预定2013年全部完工。
(2)北陆新干线的长野-富山段,长度170km。
计划于2015年前后完工。
(3)九州新干线,伯方岛-鹿儿岛,长度257km。
第1期工程从八代-鹿儿岛,长127km,于2003年完工。
伯方岛-八代段长130km,于1998年开工,计划于2013
年完工。
2015-5-2321
日本规划中的高速铁路
日本计划中准备要建设的新干线总长度约885km。
包括:
(1)北海道新干线,由青森-扎幌,长度360km。
(2)北陆新干线中剩下的三段:上越-丝鱼川(41km);鱼津-富山-石动(69km);金津-敦贺-大阪(254km)。
(3)九州新干线的长崎-福冈(119km);福冈-船小屋(42km)。
日本还规划了12条高速铁路,总长约3510km。
2015-5-2322
2015-5-2323
日本运营中的高速列车
日本运行的高速列车共有11种,是高速列车种类最多的国家。
日本高速列车的特点是全部为动力分散型。
(1)整个列车全部是动车(如0系和500系);
(2)一半或一半以上的车辆是动车(如300系和700系)。
由于动轴多,列车总功率都很大,牵引力大、粘着性能好,所以列车的启动、加速快,制动性能也好,制
动距离短。
适合车站较多,起停频繁的线路。
动力分散形式优点是列车的轴重较轻,日本的高速列车的最大轴重可以做到仅9t左右,对线路、桥梁的破
坏作用较小。
动力分散形式的缺点是车辆结构较复杂,维修较复杂。
2015-5-2324
日本的高速列车
列车型号最高速度
(km/h)
总功率
(kW)
长度(m)
定员
(人)
编组
形式
开始运营
年份
0系21011840400.3134016动1964
100系22012960402.1132112动4拖1985
200系27511040400.314动2拖
300系27012000402.1132310动6拖
400系2405040148.73796动1拖1992
500系30018240404132416动1997
700系28513200404.7132312动4拖
E1系2409840302.712356动6拖
E2系2757200201.46306动2拖1997
E3系2754800107.72704动1拖
E4系2406720200.18174动4拖1997
2015-5-2325
法国
据统计,从1890年到2007年间,世界铁路共创造了18次铁路行车最高记录,其中有10次是由法国铁路创造和保持的。
法国在1955年,利用普通的电力机车牵引一节客车和一节试验车所创造的331km/h当时世界记录;
20世纪70年代TGV-01试验型电动车组达到了380km/h的速度;
1990年5月用TGV大西洋电动车组创造515.3km/h的世界记录;
2007年4月创造了574.8km/h的新世界记录。
法国TGV大西洋高速列车的300km/h运营速度也长期保持了世界最高运营速度的记录。
在国际市场上,法国TGV系列列车也是最成功的,西班牙、韩国等都引进了TGV技术。
2015-5-2326
2015-5-23
世界高速铁路概论
27
高速铁路新线里程已达2000km ,以巴黎为中心,辐射到四周既有线,形成6000多km 的服务网。
高速新线主要有:东南线(417km )地中海线(295km )大西洋线(282km)北方线(333km )。
规划4700 km
法国高速路网
法国运营中的高速铁路
20世纪60年代,法国巴黎-里昂既有铁路线的客货运量已经饱和,急需修建一条新线。
自1967年起,法国国营铁路公司就开始着手研究高速铁路的有关概念及其定义。
1970年,在建议修建巴黎-里昂东南线这条新线时,这些思路具体化为以下的三条原则:
—高速铁路新线客运专用;
—高速铁路新线与既有铁路网兼容;
—少中转的运营系统。
2015-5-2328
东南线从巴黎到里昂全长417km,其中新建线为389km,通车后最高行车速度为270km/h。
设计原则定位在与既有铁路网兼容这一点,东南线建成以后,高速列车不但可以进入城市中心,而且可以逐步扩大其通行区域。
东南线高速新线长度仅为417km,但高速列车通行网络已经达到2700km。
法国接着修建了TGV大西洋线、TGV北方线和TGV地中海线等高速线。
2015-5-2329
法国运营中的高速铁路
线路名称起讫地点长度
km
最高速
度km/h
通车
时间
TGV巴黎东南线巴黎-里昂427270
1981/
1983
TGV大西洋线巴黎-勒芒/图尔282330*
1989/
1990
TGV东南
延长线
里昂-瓦朗斯117330/3501994
TGV 北方线巴黎-里尔-加莱
/比法边境
350330*1993
TGV巴黎
联络线
1041995 TGV里昂
联络线
382701992 TGV地中
海线
瓦朗斯-马赛250330*2001
注:*列车实际最高运营速度300km/h
2015-5-2330
法国高速铁路的主要几何参数
线路最小曲线半径
(m)
最大坡度
线间距(m)
TGV巴黎-东
南线
4000(3200)35‰ 4.20 TGV大西洋线4000(3200)25‰ 4.20
TGV-地中海
线
700035‰
TGV东部线7200
(括号中数字为困难区段的参数)
2015-5-2331
2015-5-2332
法国建设中的高速铁路
法国铁路长远发展规划,20年内把高速铁路新线扩大到4800km ,高速列车的通车里程达到11000km 。
总投资达540亿法郎,其中基础设施投资200亿法郎,机车车辆340
亿法郎。
法国运营中的高速列车
法国运营中的高速列车主要有5种,其中TGV-P为第1代高速列车,TGV-A, TGV-R,等是第2代列车,TGV-D双层列车是第3代列车。
型号功率
kW
最高速度
(km/h)
编组
长度
m
定员(人)
运营
时间
TGV-
P
65002702动8拖200.23681981
TGV-
A
88003002动10拖237.64851989 TGV-
R
88003002动8拖200.23771993 TGV-D8*******动8拖200.25451996
EuroSt
ar
122003002动18拖393.77941994
2015-5-2333
法国阿尔斯通公司与法国铁路合作开发一种新的第4代高速列车,这将是第一
列采用铰接式转向架的动力分散式高速列车。
放弃了TGV系列高速列车传统的交流同步传动技术,而采用符合世界潮流的交流异步传动技术,变流器则采用比GTO更先进的IGBT半导体变流器。
主要参数是:最高速度350km/h;列车功率7600kW;列车总重336t;最大轴重17t;列车定员359
人。
法国第3代高速列车
TGV-D双层高速列车
2015-5-2334
德国
1971年,德国开工建设第一条高速铁路新线-汉诺威-维尔茨堡高速线(327km),之后又开始修建第二条高速新线(曼海姆-斯图加特高速线,99km)。
这二条高速新线于1991年同时通车运营。
1998年,264km的柏林-汉诺威和180km长的科隆-莱因/美因(法兰克福)高速线建成通车。
这样,德国高速铁路总长目前达到900km左右。
除了近900km设计速度280-300km/h的高速新线外,德国还有约700km最高允许速度达到200km/h的经过改造的既有线。
因此,德国的高速铁路包括新线和速度达到200km/h的既有线。
行驶ICE高速列车的线路都可以称做ICE线路,总长达3200km。
2015-5-2335
2015-5-23
世界高速铁路概论
36
德国高速铁路呈网状分布,由新线1088km 及既有提速线路组成,形成4800km 的服务范围,由ICE 系列高速动车组担当客运任务。
高速新线主要有:汉诺威—维尔茨堡:327km
曼海姆—斯图加:107km 汉诺威—柏林:264km 科隆—法兰克福:219km 纽伦堡—慕尼黑:171km
德国高速路网
德国高速铁路是按客货混跑的原则而设计的。
德国高速铁路新线的几何参数如下:
最小曲线半径:7000(5100)m
最大坡度:12.5‰
(科隆-法兰克福/美因线为40‰)
线间距: 4.50-4.70m
设计速度:280-
300km/h
2015-5-2337
德国运营中的高速铁路
线路长度
(km)
开始运营
时间
最高速度
km/h
开行
列车
汉诺威-维尔茨堡3271991280ICE1, ICE2
曼海姆-斯图加特991991280ICE1
柏林-汉诺威2641998280ICE1, ICE2
科隆-莱因/美因
(法兰克福)
1802002300ICE3
2015-5-2338
德国运营中的高速列车
德国铁路的高速列车都是ICE系列。
ICE1高速列车于1991年正式投入运营。
第一代ICE1和第二代ICE2都采
用了动力集中方式,它们的最高设计速度都是280km/h,但是实际运营中考虑到环境保护(主要是噪声)的需要,速度都限制在250km/h。
只有当列车晚点需要赶点时,
才把速度提高到280km/h。
第三代ICE3高速列车则改为动力分散型式,最高运营速度也提高到330km/h。
2015-5-2339
德国高速列车主要参数
列车名称
功率
(kW)
最高速度
(km/h)
编组
定员
人
开始运营
时间
ICE196002802动12/14
拖
669/
759
1991
ICE248002801动7拖3931997
ICE380003304动4拖4042000
2015-5-2340
西班牙
1984年,国际展览局决定1992年的世界博览会在西班牙的塞维利亚举行。
西班牙即计划要建设首都马德里到塞维利亚的高速铁路。
1987年正式动工,1991年底建成。
1992年4月随塞维利亚世博会开幕而通车。
这条高速铁路长度为417km,采用标准轨距(西班牙既有铁路都是宽轨铁路),按高中速列车混跑、客货车混运的原则设计,主要开行AVE高速列车(速度300km/h)和TALGO200摆式列车(速度160/200km/h)以及少量140km/h 的货物列车。
2015-5-2341
西班牙高速路网
西班牙高速铁路
运营区段为马德里-
塞维利亚,运营里
程471km,于1992年
4月投入运营。
采用
AVE高速动车组,
Talgo摆式车体列车
共线运行。
高速铁
路作为国家路网的
一部分,实现了与
既有铁路兼容和一
体化。
2015-5-23世界高速铁路概论42
西班牙建设和计划中的高速铁路
1994年,西班牙决定修建第二条高速铁路:马德里—巴塞罗那高速铁路。
1995年正式动工,
同时,巴塞罗那—巴伦西亚—阿利坎特高速铁路
也在建设中。
西班牙政府制订了2002-2007年国
家交通运输基础设施规划。
规划要达到的目标是
缩短乘客旅行时间,具体目标如下:
——从首都马德里到任何其他省会城市的时间不超过4小时;
——从巴塞罗那到任何其他省会城市的时间不超过6小时30分钟;
——在运输市场上,将铁路所占的市场份额提高到30%。
2015-5-2343
为将来与整个欧洲路网连接的方便,在建和计划修建的高速线,都采用统一的标准轨距(1435mm),形成全国“Y”型高速铁路网。
西班牙的高速铁路网
2015-5-2344
2015-5-23
45
西班牙A VE 高速列车
意大利
意大利早在20世纪60年代就研究修建高速铁路。
1970年正式开工建设罗马-佛罗伦萨高速铁路,长度262km,设计速度250km/h。
到1992年才全部完工正式通车,整整花费22年时间,目前,意大利运营中的高速铁路就此一条。
线路设计速度只有250km/h(列车实际运营速度只有210km/h)。
所以罗马—佛罗伦萨高速铁路的技术标准不高,正在改造之中,要把最高速度提高到300km/h,与第二代高速铁路匹配。
2015-5-2346
意大利高速路网
意大利高速铁路网
工程计划分两个阶段
进行。
第一阶段是都
灵-米兰-那不勒斯线
总长约962km/h。
第
二阶段工程是从热那
亚-米兰-威尼斯沿既
有双线铁路新建东西
向双线高速干线。
全
部高速路网总长将约
1200km。
2015-5-23世界高速铁路概论47
意大利建设和计划中的高速铁路
1986年,意大利铁路制定高速铁路发展规划,要把从米兰到那不勒斯的南北大干线和从都灵到
威尼斯的东西大干线建设成高速铁路,再加上米
兰到热那亚的高速铁路,共建成总长超过1200km
的高速铁路网。
2015-5-2348
2015-5-2349
意大利运营中的高速列车
(1)摆式列车
20世纪60年代中期,英国、法国、德国、意大利、瑞典、加拿大等国先后开始研究摆式列车技术。
目的是不对线路设施进行重大改造,而仅对机车车辆进行改造,以提高列车行车速度,以期大幅度降低改造费用。
2015-5-2350。