今年10月是世界闻名的高技术企业——西门子公司150周年华诞。一个半世纪以来,西门子公司不仅对开创近代电信事业和电力工业作出了历史性贡献,而且对现代铁路交通电气化、高速化作出了杰出成就。

西门子公司诞生前的18年内,近代工业革命策源地英国为了解决大量原料与产品的流通问题,发明了蒸汽火车,兴起了修建铁路的热潮。铁路交通的领先发展,成为当时英国跃居西方资本主义经济强国之首的重要推动力之一。

当时相对落后的德国目睹了英国铁路交通对工业革命和经济发展至关重要的制约作用,把兴建铁路作为德国后来居上的起点。19世纪50年代以后,铁路和机车车辆制造业成为德国最大的工业部门。铁路交通的优先发展,极大地促进了德国经济的迅猛增长。19世纪70年代至20世纪初,德国由于抓住发展新兴电力技术与化工技术的历史机遇,其工业发展速度超过英国,一跃成为世界经济中心。

西门子公司及其创始人维尔纳 · 冯 · 西门子正是在这个历史时期,对德国电力技术、电力工业作出了开创性的重大贡献,并为铁路交通从蒸汽时代进入到电气时代开辟了道路。

1866年,继西门子公司铺设成功欧洲第一条长距离电报线路之后,维尔纳 · 冯 · 西门子完成了他一生中最重大的发明——研制出世界上第一台“自激式”发电机,使发电机制造成本大为减低而使之获得大规模推广成为可能。1878年西门子和他的同事又发明了电动机,实现了电能向机械能的有效转化。

1879年的一天,人们向柏林博览会纷至沓来,兴奋地观赏了世界上第一台电力机车运行的精彩表演。这台电力机车就是由西门子发明的。西门子本来为矿井运输而设计了这台电力机车,想不到在安装了两排临时座位后,它竟被视为新型的客运轨道交通工具而大受欢迎。

1881年5月1日,西门子公司在柏林开通了首条有轨电车线。电车时速达15公里。不久,有轨电车迅速成为欧美城市中主要的公共交通工具,并且向东方国家发展。1899年西门子在北京建造了中国第一条有轨电车线路。

西门子电力机车的问世与发展,揭开了铁路交通电气代的历史序幕。

高速列车:铁路与高速公路、航空竞争的产儿

20世纪上半期,铁路交通在世界各国得到广泛发展。20世纪下半期的头二三十年内,美国、欧洲、日本等国汽车工业蓬勃发展,公路运输网迅速延伸与完善,使得兴建高速公路的热潮四处掀起,公路运输量增长了4倍至30倍。同时,航空运输业得到空前发展,至1983年全世界民用航空飞机总数达36万架。

这一时期,发达国家随着高速公路与航空运输量腾飞般地增长,铁路运输量则急剧下滑。

然而,高速公路和航空的高度发展,在给铁路带来严峻挑战的同时,也使自身遭遇了困境。

小汽车大量蜂拥高速公路,不仅造成环境污染、能源浪费,而且加剧交通拥阻、事故倍增。欧洲共同体14个成员国,每年因公路交通事故死、伤者分别达5. 4万和170万人,超过铁路运输的125倍。

航空与公路交通都受恶劣气候制约。而且,航空的过度发展使空中走廊拥挤不堪。飞机速度虽高于铁路车速,但航空港多建在市郊,乘客往返机场和等待安全检查的时间,远长于中程飞行时间。

如果说短程与远程交通工具的最佳选择是汽车与飞机的话,那么,中程交通的优势则在于高速列车。

1964年日本在东京与大阪之间建成了新干线高速铁路,时速达210公里,引起了世界铁路界的震动。

在西方国家展开的铁路高速化激烈竞争中,德国走在最前面。1965年,在西门子公司的参与下,德国开通了从慕尼黑驶向奥格斯堡的高速列车,时速达200公里。

法国急起直追,1981年在巴黎与里昂之间建成了高速铁路,列车时速达270公里。

德国再度赶超法国,1983年起修建汉诺威至维尔茨堡和曼海姆至斯图加特两条新线;1985年西门子公司牵头设计与制造的德国城际电气高速列车ICE(Inter City Express)试运行,时速达280公里。

1988年5月德国富尔达至维尔茨堡的新建铁路区段上,城际高速列车创造了每小时行驶406.9公里的世界纪录。

早在1975年,国际铁路联盟曾对欧洲各国的铁路进行过考察,认为列车运行的最经济速度应在时速200至300公里之间。这样就不需对现有的铁路、信号系统和其它相关系统进行太多的改造,从而可以减少投资。德国第一代城际高速列车正常运行时速为250公里,晚点时速度可提高到280公里。按此速度进行1,000公里的中程旅行,只要花5个多小时,就可从家门到目的地(铁路客运站设在市区),与乘飞机时间相近,而能耗只有航空的五分之一。如果高速列车以250公里时速在北京与上海之间行驶,1300多公里的路程只需5个多小时;从北京到九龙近2,400公里的旅程,也可朝发夕至了。在德国,城际高速列车越来越受到旅行者的青睐。目前,德国平均每天有65,000人乘坐高速列车。

风驰电掣的平安之旅

当高速列车风驰电掣般地运行时,它的安全性能如何呢?事实上,从1991年6月第一代高速列车正式投入运行以来,有60列高速列车昼夜穿行于德国各大城市之间,没有发生过任何事故。这除了铁路部门具有良好的管理与操作素质外,采用智能化的信息技术、先进的制动技术以及排除故障的配套系统,是安全行车的物质保障。

高速铁路沿线装置了先进的电子信号系统,列车上配备了由计算机控制的自动行车和制动系统。依靠这些设备,司机可以了解列车前方10公里远处的信号变化。如果出现异常情况,列车能够及时自动刹车。

高速列车装备了三套刹车系统。第一套可在列车刹车时,通过改变电极,将驱动的电动机转变为发电机。这样,带着巨大负荷运转的发电机不仅发出巨大的刹车动力,而且还向列车的电网反馈电能。第二套刹车系统是装置在每个驱动轴两端由电风控制的圆盘闸和其它4个强度和韧性较大的球墨铸铁圆盘闸。这6个圆盘闸在刹车时能产生强大的制动力。第三套系统是每个车轮上装备的闸瓦。当列车时速为250公里时,刹车滑行距离为4820米。

为了避免列车发生事故时在隧道里抛锚,列车上的计算机控制系统能保证列车在紧急刹车时驶出隧道后停车。高速铁路隧道全部安装了急救照明设备和电话。以及空气监测报警系统。隧道附近建有直升机起降场。沿线备有急救消防车。

高速列车本身装配的自动监测系统,能不停地监视列车各个部件的运行情况。一旦出现故障,它马上通知司机,并能提出排除故障的办法。司机只需按一个电钮,就可以向前方维修站通报故障,使那里的工作人员作好准备,列车一到便迅速排除故障。

信息化的舒适乘车环境

如果您走进高速列车车厢,就会感到如同置身于大型客机的机舱。然而,车厢内座位的间距比空中客车更宽畅。旅客可以选择大车厢,也可选择小包厢。

车厢装配的空气调节系统由计算机控制,不论什么季节,车内空气的湿度与温度都非常宜人。车厢内配备了空气稳压系统,列车高速穿过隧道或遇附近轨道列车对开而来时,乘客不会由于车厢内气压改变而感到不适。

高速列车启动快而平稳。开车后66秒,时速可升至100公里,乘客似乎感觉不到车速的变化。即使车速在280公里时,饮料杯可放在桌上面不会洒出。

乘客能够在车上使用公用磁卡无线电话或用自己的手机与外界联系。乘客也可通过服务电话与乘务员取得联系,并通过车厢内安装的电脑查询时刻表、乘换路线等信息。

为使乘客旅途不感到单调,每个座位的扶手上安装了一组开关和插头。带上耳机,乘客可收听三套广播电台节目,使用3个录音频道,第一代高速列车车厢配备了彩色电视,乘客可用耳机收听电视录像的配音,车厢内没有电视声响喧哗。第二代高速列车的一等车厢中72个座位靠背后面都安装了电视屏幕,可供乘客选看录像片之用。

列车车厢内所有座位旁都配有便携式计算机的电源插头。人们可操作电脑,抓紧旅途时间办公,举行商务会议,还可进行图文无线传真。

高速列车通向可持续发展之路

高速列车在节约土地资源、保护生态环境、降低能源消耗方面具有明显的优越性。

高速铁路占地少 :在德国,一条双向车道的高速公路其路基宽37.5米,一条双向铁路其路基宽度仅为13.7米。

高速列车能耗低:即使高速列车在载客率仅为50%的情况下,运送一名乘客每百公里消耗的能源折合为汽油仅为0.8升,而小汽车在平均载员1.6人的情况下,运送一名乘客每百公里耗费汽油5至6升。在飞机满员率为60%的情况下,德国国内航线的飞机运送一名乘客每百公里平均耗油7.9升。

用大型计算机辅助设计出来的流线型车头,能最大限度地减少列车行驶时遇到的空气阻力:列车钢轮在钢轨上滚动阻力,约为汽车轮胎与路面产生的滚动阻力的六分之一到四分之一。

德国高速列车耗能率比法国高速列车低12%至15%,也低于日本新干线。

高速列车污染小:高速列车使用的是电能,由水电站、核电站或火电站供给。因此,列车不会污染铁路沿线的空气。而水电站、核电站都不直接污染大气,火电站排气对大气的影响又比汽车要小。

高速列车采用了新材料和先进减噪技术:车内外噪音都低于普通列车。这对于铁路沿线居民和铁路工人是一个福音。

去年9月推出的第二代高速列车是长度为第一代高速列车一半的短车,它在支线上单独行驶,需要时可在主干线上很快由两列连成一列长车。它尤其适合于德国的网状铁路线。

为了适应泛欧高速铁路网的形成,西门子公司牵头设计的第三代高速列车,其设计时速330公里,它可使用欧洲4种不同电流制式电网的供电,因而可以跨国境运行。它不仅比现有第一、二代高速列车速度更快、载客更多,而且噪音更低、制动也更优。

西门子公司还牵头设计时速230公里、适用于多弯道线路运行的摆式列车。它采用特殊技术,像摩托车一样,在弯道上高速行驶时车身能安全倾斜急转弯。

西门子公司还参与设计与试制超高速磁悬浮列车。这种新型列车在德国北部城市Emsland经过大量试验,其时速可达450公里以上,而且没有轮轨间的冲击振动与噪声,无废气污染。磁悬浮运输系统采用导轨结构,不会发生脱轨、颠覆事故。磁悬浮列车将在柏林与汉堡之间284公里导轨上投入运营。

高速列车是理想的中途交通工具。预计到21世纪初,全世界高速铁路总长达5万公里,时速达250至300公里。去年,当西门子公司第二代高速列车投入运营时,我国广州至深圳时速160公里的准高速列车开通;沪宁快速列车时速升至160公里,郑州至漯河电气快速列车时速达185公里。今年4月起中国主干线13对客车普遍将时速80公里提高到120公里至140公里。中国开始向高速铁路的目标迈出了可喜的第一步。