铁路历史及发展

铁路特点：能耗小、噪声污染小、运输能力大、 安全可靠、全天候等。 铁路运输业的复苏时期： 20 世纪 80 年代以后，铁路开始复苏 飞机、汽车消耗了大量不可再生的石油资源，并 易造成噪声及空气污染，安全事故分别达到了铁路的 7.1 倍 8.6 倍（日本） 铁路电力机车，其能耗效率远远高于汽车和飞机 很多国家喊出了振兴铁路口号： 政策上扶持，给予财政补贴，加大投资力度； 体制改革，如欧盟的网运分离，日本铁路民营化。
•21世纪铁路发展方向→货运重载化、客运高速化
•路网建设→≥12万km、青藏铁路建设、客运专线建设 •重载铁路→大秦铁路、主要干线提重→ ≥5000t •高速铁路→ 京沪、秦沈和京秦专线、广深线、磁浮 •国际通道→ 新丝绸之路——新亚欧大陆桥、泛亚铁路
中国铁路中长期规划发展战略
为适应全面建设小康社会的目标要求，铁路网 要扩大规模，完善结构，提高质量，快速扩充运输 能力，迅速提高装备水平。到2020年，全国铁路营 业里程达到12万公里以上，复线率和电化率分别达 到50%和60%以上，主要繁忙干线实现客货分线，基 本形成布局合理、结构清晰、功能完善、衔接顺畅 的铁路网络，运输能力满足国民经济和社会发展需 要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。
二、我国铁路建设历史及现状
第一条：1881年，唐山—胥各庄铁路，9km，准轨（1435mm） 詹天佑：主持勘测设计修建的—京张铁路 →打破外国人垄断中国铁路的局面 →成为中国自建铁路的先驱和典范 → 令中国人引以为荣 解放前：1881—1949年，2.5523万km； 解放后：1949—1981年，5.0181万km； —2000年，6.8万km；—2002年，7万km
第一条：1825，stephenson,Darlington
铁路 →Stockton，21km
高潮期：(1860—1913年)→ 2万km/年 → 110.4万km
美国在1887年一年建成了2.06万公里铁路
停滞期：一战后，二战前后（1913—60） → 130万km
由于公路、航空竞争，美国拆除了9万公里铁路，40.8 →31.8
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2001
铁路提速取得丰硕成果
中国铁路四次提速线路
图例 1997第一次提速线路 1998第二次提速线路 2000第三次提速线路 2001第四次提速线路
铁路提速取得丰硕成果
最高速度 160 - 200km/h
最高速度 120km/h
客车平均旅行速度 提高了25%,提速总 里程达到13000公里
已形成了以京哈、京广、京九、京沪、陇海五大干 线为骨架，纵横交错、干支结合、覆盖全国的铁路网 →见p5图0-1 （铁：八纵八横，公：五纵七横） •我国铁路总营业里程（7.5万公里）已成为世界第三 •我国电气化铁路（拥有2 万km）世界第二 •已实现了六次大提速→ 京哈、京广、京沪等干线，
Vmax=200-250km/h
（ 5 ）货运集装化、集中化和快速化 集装化运输的优越性不言而喻，化零为整后，作业效 率大幅度提高，欧美国家已达到相当高的水平。 货物列车在开行中解编，延长旅行时间，是铁路运输 的短处；封闭业务量小的货运站和编组站，加强大型货 站，提高装卸机械化水平，实现货物运输集中化，减少解 编作业。 对于鲜活,时效要求高的货物，则开运快运货物列 车，法国铁路最高货运速度达到了 160km/h 。
•重载技术迈出了关键性步伐→主干线10000t •信息技术广泛应用——客票预售系统、无线列调 •客货运输周转量跃居世界第二、运输密度世界第一
主要国家铁路路网密度（按面积）
米/平方公里
102.49 65.54 59.44 53.36 27.84 21.0 7.48 5.04
德国
英国 法国 日本
美国 印度
（ 3 ）重载运输 以煤炭、矿石等大宗货物运输为主的国家，如美 国、加拿大、南非、澳大利亚，为扬长避短，从 20 世纪 60 年代开始发展重载运输。 重载运输是指在一定的技术装备条件下，扩大列 车编组长度，大幅度提高列车重量，达到提高运输 运输效率的目的列车重量至少要达到 5000t。
重载运输有两种技术路线： 一种是：以美国等货运为主的国家，采用固定 编组的单元列车，重量可达一万吨甚至几万吨，采 用直达运输循环装卸的方法，列车在装卸时不停 车，周转极快，效率极高。 另一种是:以前苏联为代表的超重超长列车和组 合列车（两列及两列以上普通货物列车连挂）。以 挖掘现有技术装备潜力，有效提高运输能力，达到 加速车流和货流输送的目的。
主要国家铁路客运密度
百万人公里/公里 22.74
6.91
6.86
2.49
2.14
2.08
1.53 0.25
日本
中国
印度
英国
法国
德国
俄罗斯
美国
建国50多年来中国铁路营业里程发展情况
80000 70000 60000 50000 40000 30000 21810 20000 10000 0 1949 48639 40989 57802.4 52478.7 55053.2 68649.6 62615 70057.2
（ 6 ）运营管理自动化 运营管理自动化是计算机技术和现代通信技术相 结合的产物，包括运输管理信息系统、客票发售和预 订系统、调度指挥管理信息系统和运输生产计划系统。 日本将旅客信息服务系统作为重要的发展方向， 与其它交通、气象、售票等统一管理。 货运管理自动化能够安全、迅速、准确、经济地 完成运输过程合理利用机车、货车和集装箱，实行货 物列车追踪，并随时可为货主提供查询服务。。
试制出一批先进的机车车辆
AC 4000型交流传动电力机车
DJ型交流传动电力机车
先锋号电动车组
中华之星电动车组
蓝箭号电动车组
中原之星电动车组
‘十五’ 强化的八纵线路
八纵线路
Βιβλιοθήκη Baidu
图
例 既有线 规划线
‘十五’ 强化的八横线路
八横线路
拉萨
图
例 既有线 规划线
以北京为中心的 快速客运网
北京
图
例
朝发夕归 夕发朝至 一日到达
铁路复苏的关键是铁路的科技创新： （ 1 ）客运高速 日本 1964 年第一条高速铁路东海道新干线开 通，最大速度达到了 240 公里/小时；铁路的生存 空间在长短距离上大大扩大。 （ 2 ）既有线提速 摆式列车可提高曲线速度 30-40 ％，有主动倾 摆和被动倾摆，可使车体向内倾摆 8-15 度。欧洲 许多国家均取得了成功：。 瑞典的 X2000,意大利的 Pendolino （时速 200 公里）
以上海为中心的 快速客运网
上海 图 例
朝发夕归 夕发朝至 一日到达
以广州为中心的 快速客运网
图
例
朝发夕归 夕发朝至 一日到达
广州
CRH1电动车组
CRH2电动车组
CRH3电动车组
CRH5电动车组
三、我国铁路发展前景
•我国土地辽阔、而经济落后→客货运依靠铁路 •我国铁路仅相当于发达国家20世纪60-70年代水平 •中国需要多少铁路？（截至2005年底，7.5万公里） 国情、民情、路情→路网规划→ 2020年达到12万 公里，其中客运专线1.6万公里；
线路工程基础
绪
论
一、世界铁路的由来和发展 二、我国铁路建设历史及现状 三、我国铁路发展前景 四、铁路的基本建设
（一）铁路勘测设计的演进 （二）铁路基本建设程序 （三）铁路总体设计及本课程的任务
一、世界铁路的由来和发展
四个阶段：
初建期：（1825—1860年），约35年→10.5万km
科技进步 + 商品生产 →
中国 俄罗斯
主要国家铁路路网密度（按人口）
公里/ 万人 9.35
5.86 5.4 4.57 2.83 1.59 0.63 0.53
美国 俄罗斯
法国
德国
英国
日本
印度
中国
主要国家铁路电化率
%
60 40
30.8% 25.2% 22.7% 60.2% 53.6% 47.6% 43.4%
20
日本
德国
俄罗斯
高速列车与小汽车运输能力的比较
日本500系高速列车
日本700系高速列车
日本新干线“黄医生”列车
法国TGV-D高速列车
开行于巴黎、科隆、布鲁塞尔、阿姆斯特 丹之间的Thalys高速列车
巴黎到伦敦的EuroStar高速列车
法国最新一代AGV高速列车
法国V150型高速列车
德国高速列车为ICE系列，在 1988 年创造了 406.9km/h 的首次突破 400km/h 的世界记录。ICE列车 不但在高速线上行驶，也在未经改造的既有线上行驶轨 道结构以无碴轨道为主。 意大利是欧洲最早修建高速铁路的国家，主要以发 展摆式列车为主，可节省线路改造费用。 欧洲高速路网正在建设以， 2020 年将达到 1 万公 里 韩国高速铁路采用的是法国技术 台湾高速铁路采用的是日本技术 从世界各国高速铁路发展来看，均取得良好的经济 和社会效益。
法国
英国
中国
印度
主要国家铁路的复线率
60%
53.5% 49.3% 48.8% 49.8% 42.2%
40%
33.3%
25.0%
20%
英国
日本
法国
德国 俄罗斯
中国
印度
主要国家铁路货运密度
百万tkm/km 21.58 13.91 11.03 4.86 2.16 中国 俄罗斯 美国 印度 德国 1.71 法国 1.14 英国 1.08 日本
A.美国重载运输
美国是世界重载运输首创国，当前美国拥有 全部铁路里程23万km，居世界首位。列车平均牵 引重量达9632t，货物平均运距1199km。其中开 展重载运输的Ⅰ级线路约16万km。
双层集装箱重载列车全面开行
B. 加拿大重载运输
加拿大铁路5万7千余公里，有CN、CP 两大铁路公司，共4万多员工，采用重载运 输后铁路占货运市场份额达30%，占全部出 口运量的40%。
现代化时期：1960年后→内燃、电化、高速、重载
铁路发展的低谷时期： 20 世纪中叶，铁路发展迟缓，甚至下降 规划不当，经济效益低下，不得不拆除部分铁 路，美国铁路里程减少到 26.5 万公里 其它交通工具发展很快，主要是飞机和汽车， 火车速度不够快、不能提供门到门运输，长距离不 如飞机、短距离不如汽车。 铁路市场份额大幅度下降，只有在国土面积较 大的国家，铁路运输承担的货运比重还较大，如美 国也只有 36.5 ％；美国客运只有 0.6 ％。 铁路行业普遍亏损
德国ICE1高速列车
德国ICE3高速列车
正在通过弯道的ETR460摆式列车(意大利)
西班牙AVE高速列车
铁路运输模式： （ 1 ）客运型 以日本高速铁路为代表 （ 2 ）货运型 以美国、加拿大、南非为主 （ 3 ）客货并重型如俄罗斯、中国、印度等 铁路现状： 133 个国家拥有铁路，总里程 115 万公里， 66 个国家有电气化铁路，总里程 27 万公里。 美国有 23 万公里，中国 7.5 万公里多
重载列车牵引重量纪录
2001年6月21日，澳 大利亚纽曼山—海 德兰铁路线，8台AC 6000型机车牵引682 辆货车， 列车全长7353m，总 重 99734t ， 净 载 重 82000t
（ 4 ）牵引动力现代化 美国、加拿大以发展内燃牵引为主；欧洲、日本 以发展电力牵引为主。 20 世纪 80 年代以后，由于新型半导体技术的发 展，出现了交流传动电力机车和内燃机车，机车功率、 效率、可靠性大大提高。 内燃机车最大功率达到了 4590kw ，电车机车轴功 率达到了 1800kw； 机车数量反而有所下降。
C. 澳大利亚重载运输
全澳16个私有铁路公司，4个国有铁路公司。 重载运输产值占全澳GDP的1.7%，年运输产值 70亿美元，煤炭运量占铁路货运总量37%，矿 石运量占39%。
D. 南非重载运输
全部窄轨(1067mm)铁路， 2.7万km 理查德湾煤矿重载线260km 双线 列车牵引重量21500t(200辆) 26t轴重15‰坡道、8400万t/ 年 3台11E电力机车(头部)
高速铁路发展：
日本高速铁路成就辉煌，从 1964 年新干线开来，未发 生一起由于高速铁路的行车而造成的重大人身伤亡事故，是 日本经济起飞的“脊梁骨”，开通7年即收回了成本，是世界 上最成功的一条高速铁路。 日本目前已有 2047 公里的高速铁路网，世界第一，轨 道主要采用板式无碴轨道，机车主要采用动力分散型。 法国对高速行车一直情有独钟，共创造了 17 次铁路行 车世界记录， 1990 年 TGV 动车组创造了 515.3km/h 的轮轨 系世界记录，主要采用有碴轨道。 法国的V150型高速电气机车(TGV)在2007年4月3日的行 驶试验中，以574.8公里的时速，刷新有轨铁路行驶速度世界 纪录。