中国高速铁路(China High-speed Railway),简称中国高铁,是指中国境内建成使用的高速铁路,为当代中国重要的一类交通基础设施[1]。
根据《高速铁路设计规范》(TB10621-2014):中国高速铁路是设计速度小时250千米(含预留)以上、列车初期运营速度每小时200千米以上的客运专线铁路[2]。根据《中长期铁路网规划(2016年)》:中国高速铁路网由所有设计速度每小时250千米以上新线和部分经改造后设计速度达标每小时200千米以上的既有线铁路共同组成[3]。
2019年底,中国高速铁路营业总里程达到3.5万千米[4],居世界第一[5]。
发展历史
建设背景
20世纪60年代至70年代末,以1964年日本新干线铁路建成使用为标志,全球开始发展商业运营高速铁路[6]。
1978年,同志访问日本,乘坐新干线铁路上的高速列车,高速铁路因此正式进入中国大众的视野[7]。
20世纪80年代,中国铁路面临运输能力不足困境,列车行驶速度低于120千米/小时,客货混跑矛盾增加。经原中国铁道部研究院相关专家分析:受限于当时经济科技以及市场环境,中国发展高速铁路需分阶段进行,先完成常速范围内的列车提速和扩编组,直至21世纪初待各方面条件成熟后,才有可能新建高速客运专线铁路。同一时期,广九铁路广深段启动电气化改造工程,计划引进摆式动车组列车,提速至160千米/小时,成为中国发展准高速铁路的择优试验线路[8]。
截至1990年,世界高速铁路行车速度目标从原160千米/小时提高到200千米/小时以上,部分国家高速铁路上列车试验速度已超过400千米/小时。同一时期,中国人口总数量已达11亿人,仅有5300多千米铁路承担全国70%以上货物周转量和50%以上旅客周转量。其中,中东部地区铁路6条干线铁路承担全国铁路80%客运量,日均使用能力缺口50多万人次、缺少旅客列车220余对,部分列车超员100%以上。全国客运列车平均旅行速度40千米/小时以内,客货运输能力互相制约矛盾严重[9]。
建设历程
探索试验阶段
1990年至1991年期间,中国开始高铁技术攻关和试验实践规划[10],提出分期分段兴建客运专线、实现客货分流的建设理念[11],以广深铁路为准高速化改造试点线路,并优先选择在京沪线京津段和沪宁段设计高速铁路[12]。中国专家还提出“高中混跑”,“货中有客”观点,建设可供临时快运货物列车行驶的高速铁路,既有线仍保留客运[11]。
1991年,《中长期科学技术发展纲要》发布,设计“八五”和“九五”科技攻关课题,独立研发中国高速铁路关键技术[10]。12月28日,广深铁路启动准高速化改造,成为中国第一条准高速铁路工程[13]。同一时期,原中国铁道部组织专家完成《京沪高速铁路线路方案构想报告》,首次正式提出兴建高速铁路[14]。
1994年,中国科学界、工程学术界对京沪高速铁路项目“兴建高速新线”,“改造提速旧线”两种方案产生分歧,致使该项目被搁置[14]。12月22日,广深铁路完成准高速化改造,列车最高运营速度达160千米/小时。这一时期,中国春运问题日趋突出,加速中国国内发展高速铁路的需求[13]。
1996年,中国与韩国共同研制高速列车,并在广深铁路上进行试验[15]。
1998年8月28日,广深铁路营运列车最高行驶速度200千米/小时,成为中国第一条达到高速指标的铁路[16]。12月,京沪高速铁路项目出现“传统轮轨技术”,“磁悬浮轨道技术”两种互斥争议方案,导致该项目长期搁置,同时也一度左右着中国高速铁路的发展方向[17]。
1999年4月23日,广深铁路200千米/小时电气化新技术通过原中国铁道部鉴定[18]。8月16日,秦沈客运专线开工建设,作为中国第一条轮轨高速动车组的试验线路[19]。
2001年3月1日,上海磁浮列车示范运营线开工建设,作为中国高速铁路磁悬浮技术线路的试验性工程[20]。
2002年12月31日,上海磁浮列车示范运营线建成,设计速度430千米/小时,为中国首条高速轨道系统[21]。
2003年10月11日,秦沈客运专线全段建成通车,设计速度250千米/小时,为中国第一条高速国铁线路[19]。
发展成熟阶段
2003年,中国高速铁路确立“市场换技术”基本思路,通过与外国企业合作建设发展中国高铁技术[14]。
2004年1月21日,中国国务院审议通过《中长期铁路网规划》,规划建设“四横四纵”客运专线,设计速度指标200千米/小时以上[22]。
2005年6月11日,石太高速铁路开工建设,中国正式进入标准化建设高速客运专线铁路阶段[23];此后,一大批干线高速铁路和城际高速铁路项目相继启动,当时的中国高铁工程以“客运专线”或“城际轨道交通”名义立项[24]。
2007年1月5日,台湾高速铁路通车试营运,成为中国第一条投用的设计速度300千米/小时级别高速铁路[25]。4月18日,中国铁路第六次大面积提速启动,部分路段列车最高运营速度250千米/小时,中国首次在全国局部地区初具规模开行运营速度200千米/小时动车组列车,中国铁路开始迈入高速时代[26]。
2008年8月1日,京津城际铁路开通运营,成为中国内地第一条设计速度350千米/小时级别高速铁路[27]。
2009年12月26日,京广高速铁路武广段开通运营,列车最高运营速度350千米/小时,首次打破中国铁路春运瓶颈,高铁运输在干线铁路上占据重要地位,为中国正式进入高铁时代标志[28]。
2017年12月28日,石济高速铁路开通运营,至此,中国铁路“四横四纵”快速通道全部建成通车[29]。
2010年至2018年期间,中国已在长三角、珠三角、环渤海等地区城市建成高密度高铁路网,东部、中部、西部和东北四大板块区域之间完成高铁互联互通[30]。
技术标准
概念定义
中国高速铁路有两层含义:技术型高速铁路是设计速度250千米/小时以上、初期运营速度200千米/小时以上的客运列车专线铁路[2];路网型高速铁路是设计速度200千米/小时以上的主通道、区域连接线和城际铁路[3]。
概念释义
技术概念上的高速铁路,其本质属于线路等级划分,涉及具体工程指标参数。根据《铁路线路设计规范》(TB 10098-2017):中国国家铁路等级分为高速铁路、城际铁路、客货共线Ⅰ级和Ⅱ级铁路、重载铁路[31]。技术型高速铁路必须是客运专线,正常情况下只开行构造速度200千米/小时以上级别的动车组列车[2]。
路网概念上的高速铁路,泛指中高速度指标的铁路,仅宏观上大致与中低速度指标的普速铁路区分。在实际建设中,路网型高速铁路需要因地制宜选择速度等级,地形地质以及气候条件复杂困难地区可适当降低,部分地区线路还需预留货运功能,无特别硬性规定[3]。
分类形式
中国高速铁路形式多样,种类丰富。根据高速铁路在路网线路中的不同地位和服务范围,中国高铁可分为主次干线(即八纵八横主通道、区域连接线)和支线(联络线、延长线、城际线等)[32];根据速度指标,中国高铁可分为时速250千米、时速300千米和时速350千米三种级别[33];根据其它显著特征,还细分城际高铁[27]、山区高铁[34]、合资高铁[35]、跨国高铁等[36]。
快速铁路
快速铁路是在《铁路“十二五”发展规划》中临时使用的术语,一般指设计速度160至250千米/小时级别铁路,涵盖中高标准的客货共线铁路(常作为区际干线铁路)和中等标准的城际铁路;快速铁路网由设计速度达200千米/小时以上高级铁路组成[37]。《中长期铁路网规划(2016年调整)》《高速铁路设计规范》《铁路“十三五”发展规划》发布后,“快速铁路”不再使用,部分快速铁路升级为标准高速铁路,其余称区际干线铁路或城际铁路 [38]。
行标规范
中国高速铁路重要行标技规文件
发布时间
文件名称
2014年
《高速铁路设计规范》
2015年
《城际铁路设计规范》(高铁技术行标的下延与分离)
2015年
《铁路主要技术政策(2013年铁道部令第34号)》
2017年
《铁路线路设计规范》
2019年
《客货共线铁路分级标准》(待定)
参考资料1 [33] [39-40];参考资料2[31] [41]
指标参数
根据《铁路主要技术政策(2013年铁道部令第34号)》:中国高速铁路设计速度250千米/小时以上,动车组列车初期运营速度200千米/小时以上、最小追踪间隔3分钟、轴重17吨以内;采用CTCS2或CTCS3级列控系统。高速铁路在正线间距、最小曲线半径、运作模式等各方面的技术指标均比普速铁路有更高或特殊要求[40]:正常情况下,设计速度250千米/小时铁路,正线间距不小于4.6米、最小曲线半径3000米、最大坡度20‰至30‰[42];设计速度350千米/小时铁路,正线间距5米、最小曲线半径5500米(困难地段)至7000米、最大坡度12‰至20‰[43]。
设备设施
车辆设备
截至2019年,中国高速铁路营运列车均使用构造速度200千米/小时以上的动力分散式电力动车组 [33],座位类型分为二等座(基本坐席)、一等座、商务座、特等座、商务座和动卧(动车组列车软卧、高级软卧)[44]。
中国高速铁路营运列车型号一览(2017年—)
型号(系列)
构造速度(单位:千米/小时)
其它备注
CRH1
250
原产:加拿大庞巴迪铁路运输设备有限公司
CRH2
350
原产:日本川崎重工业株式会社
CRH3高铁动卧
350
原产:德国西门子股份公司
CRH5
250
原产:法国阿尔斯通公司
CRH6
200
城市、城市带短途列车专用
CRH380
380
最高运营速度强制降格至310km/h
CR400
400
中国标准动车组,运营速度350km/h
TR08
500
上海磁悬浮列车,运营速度431km/h
具体车型详见:和谐号电力动车组复兴号电力动车组
参考资料[45]
图1.中国高铁运营列车主力车型—和谐号CRH380A高速电力动车组
轨道系统
中国高速铁路是封闭电气化铁路,架设空中接触网为列车供电;常采用无砟轨道和无缝钢轨,也有部分采用有砟轨道;线路实现GSM-R网络覆盖,建立覆盖全路的数字移动通信系统,设综合视频监控、应急通信、调度通信等系统,铁路区间设置自动闭塞或移动闭塞系统[40];部分线路采用“ATO+CTCS2/3”新型列车运行控制系统[46];大范围通过以桥代路、桥
隧结合方式铺设轨道线路[47],实现控制路基沉降、节约土地资源和保护生态环境等[48]。中国高速铁路一般只能开行高快速动车组列车,但也有部分高级客货共线铁路兼行普速客车甚至是货物列车[49]。