高速铁路——英国21世纪的旅行解决方案

在英国，在过去的几百年里，大约每一个世纪就会规划和建造一个新的长距离地面运输系统，以满足不断发展的社会的发展需求。18世纪有了运河，19世纪有了铁路，两者最初都更专注于运输货物，以支持工业革命和我们城市的发展。当然，20世纪的高速公路干线网络改变了个人旅行。随着我们进入21世纪，我们一直在考虑在未来100年里需要什么来促进这个国家的经济和环境健康。

高速铁路(HSR)的本质首次出现在1964年的东海地新干线的开通中——通过创建一条专门用于大城市之间高交通流量的新线路，并为此目的在所有工程和运营方面进行优化，在速度和可靠性方面实现了飞跃。在英国，蒸汽铁路的时代仍在接近尾声。从那时起，我们以逐步改善维多利亚遗产的专业知识而闻名，一些长途列车达到了150公里/小时的端到端平均速度。但随着交通流量的增长，升级已经满负荷运转的铁路变得越来越困难，成本也越来越高，以至于成本高得令人绝望，而效益却在递减。

支持高铁的概念和技术可以被接受为提供一个已知的和经过验证的运输系统。然而，在开始一个国家基础设施项目之前，最重要的问题不是工程或运营问题，也不是“铁路”，甚至不仅仅是运输问题;而是‘这是干什么用的?”

高铁可能带来的两个根本性变化是速度(不足为奇)和容量;让我们依次简单地考虑一下它们。

速度本身并不是美德。高速能带来什么机遇?在英国，考虑到我们紧凑的地理位置和距离，国内航空旅行相对有限，但汽车使用量巨大。

为了让高铁在伦敦主要中心和苏格兰中部地带之间提供同等的门到门的旅行时间，考虑到人们居住的地方，他们的家，办公室或目的地到机场的距离等，得出的结论是高铁时间需要在3小时以内，这是可以实现的。

今天，从伯明翰到曼彻斯特(我们的第二大和第三大城市地区)，距离只有120公里，乘坐汽车或传统铁路大约需要1小时30分钟。因此，该车享有96%的市场份额!为了竞争，高铁的全程旅行时间需要少于45分钟。为此，我们需要至少320公里/小时的速度。否则，解决今天日益拥堵的高速公路的唯一办法就是……另修一条高速公路!这样的例子在英国遍地开花。

要想让高铁的门到门旅行时间与空中旅行时间相等，伦敦主要中心和苏格兰中部地带之间的旅行时间必须在3小时以内

早期英国铁路的设计具有相当的远见，但200年后，我们敏锐地意识到我们继承的局限性——老鼠洞大小的结构轨距和较短的站台。这一次，我们希望我们的方案能够经得起未来的考验——尽可能设计时速400公里——我们相信，我们的孩子会感谢我们。但在我们拥挤的国家，这并不容易。

任何新的高速线路都将非常昂贵，商业案例绝对取决于最大限度地开发其潜在容量。技术进步将提高列车的高速制动性能，以及控制系统的发展，将使我们减少开放式线路上的列车间隔，但当然，实际的进展取决于路口和拐弯处。简陋道岔的土木、机械和电气工程领域实际上决定了容量，而不是开放线路。

我们必须减少运行中的可变性，否则可靠性将受到影响。操作员，他们的选择，培训和领导，仍然是密集高速线路运营的成败，从而决定其能力和商业成功。然而，我相信，到英国的铁路网络建成时，自动列车控制和运行将成为高速铁路的标准，就像飞机和地铁系统一样。至少要用3级ERTMS。

混合具有不同性能特征和巡航速度的列车可以成为所有驱逐舰中最大的容量。避免混合作业的能力一直是世界各地高铁线路成功的核心。即使是在伦敦郊区和西米德兰兹郡(West Midlands)之间的短段铁路上，将最快的传统铁路列车与高铁列车混合使用的可能性，也将对运力产生巨大影响，削弱建设高铁的商业理由。

建设全面通航铁路。我们可以在一条新路线上运行火车，与传统的铁路隔离开来，从而摆脱维多利亚时代遗留下来的火车尺寸问题，我们不仅可以利用采用欧洲标准产品和技术的经济效益，还可以利用运力机会。每列高速列车的座位容量大约是传统英国列车的两倍。

特别设计的高速列车(通常被称为“欧洲之星之子”)必须通过经典的铁路网才能到达目的地，不具备这种能力。因此，按照高速2号设想的初始服务，使用今天的技术，每小时将有大约9000名乘客。随着时间的推移，我们以标准高速列车为主的更广泛的、基本隔离的网络，以及利用未来20年预期的技术进步，将使每小时的载客量翻一番——18000名乘客或更多。我总是说，一条25米宽的高速公路可以节省两条100米宽的高速公路。

这种巨大容量的影响已经被考虑到系统的其余部分，车站本身以及乘客的处理和分散。在满负荷运转的情况下，位于伦敦这条干线末端的终点站每60秒就能处理一架满载的大型喷气式飞机的起飞和降落。因此，在欧洲最大的城市，我们正在寻求增加一些类似机场航站楼大小的设施。其他地方也越来越多地建议，在通往伦敦市中心的道路上修建第二个车站，以分散负荷，因为那里与公共交通系统的连接足够好，乘客可以真正选择在哪里乘坐高铁服务。在中央终点站完全装卸列车所节省的时间，似乎足以抵消火车旅行所损失的时间。

这就引出了一个更广泛的问题，是“市中心”还是城外的“公园路”车站。建造中央终点站已经足够具有挑战性了。但是，在我们已经建成的城市中建设高速走廊也将是昂贵的——大多数经典的铁路走廊都已经满了，过去50年的政策一直是对铁路终点站和线路土地进行商业处置，认为剩余的土地是为了满足当前的需求。

考试问题“city centre”或“parkway”的答案几乎可以肯定是“两者都有”。从一个城市中心到另一个城市中心的每一趟旅程，都有更多不是这样的旅程。许多城市之间的旅行通常是从A城的家到B城的中心或郊区。人们可以从家里到公园路交汇处，再从那里乘高速高铁到目的地城市。围绕着这些新的交通枢纽，新的经济中心将会发展起来，为城市增添繁荣，而不是取代市中心。布里斯托尔公园路是这一哲学在英国的典型例子。它建在高速公路交汇处的田野上，现在是一个蓬勃发展的新中心，公共交通和汽车都提供良好的服务。

对于较小的城市，最佳的解决方案将是尽可能靠近市中心的直达线，然后集中精力在城市本身提供良好的连接，就像欧洲其他许多地方的铁路所看到的那样。我们在其他地方看到的，也必须设法在英国复制的，不仅是交通，还有土地使用规划的适当结合。高铁的效果非常引人注目，如果要充分利用这一非常昂贵的新交通系统的全部好处，就必须进行联合思考。

这就把我们带回到英国——欧洲最拥挤的国家——以及英国人口最多的地区——英格兰南部。HS2有限公司的任务不仅是为伦敦和西米德兰兹郡之间的新高速铁路寻找路线，而且是最佳路线。然而，这条路线的六分之一是城市，只是为了避开伦敦。其次是奇尔特恩斯(Chilterns)，这是一个自然风光秀丽的地区，人口惊人地多，几乎连续不断地有城镇、村庄和小村庄。在西米德兰兹郡建成区的最后六分之一之前，有一些非常宜人的乡村。

一条新的高速铁路必须避开人口中心、具有历史意义的地方、自然美景、野生动物和其他栖息地。因此，调整路线以避免撞击是非常具有挑战性的。高速列车有足够的动力爬上相对陡峭的斜坡，这是我们的救星，尽管我们英国没有阿尔卑斯山!相反，它使线路的设计能够拥抱大部分路线所穿越的起伏土地，最大限度地减少高路堤和高架桥，这些高架桥可能被视为视觉上的干扰和噪音。

然后就有了挖隧道的可能。然而，隧道的成本是地面路线的许多倍，确实需要很大的空气动力压力效应，并在施工过程中随着大量挖掘材料的移动造成很大的破坏。

建造隧道的能源主导了任何一条新线路的建筑碳计算，这是促使我转向英国高铁碳方程的众多因素之一。高铁投入使用的能源和发电一样低碳。在法国，这是一个非常好的故事，90%以上的电力来自零碳来源，主要是核电。在英国，80%的电力来自煤炭、石油和天然气，情况就不那么乐观了，而且随着老旧的核电站没有被取代，情况可能会更糟。

那么，英国电视网将何去何从?这还没有完全决定，但一幅图景正在浮现。这将由当选的政治家在广泛的公众咨询后决定，这也是非常正确的。在伦敦的地图上完全有可能画出所有主要城市与首都相连的线。然而，围绕整个国家的需求设计的网络将看起来非常不同。

所有的主要政党原则上都支持高速铁路，但有一些不同的优先事项。上届政府在2010年3月宣布的最初路线目前正在被新政府审查，毫无疑问，通过公众咨询、规划和政治程序，预计将持续到2017年左右，会有一些变化。然后开始建设，这将持续至少8年。所以现在就为你2026年的高速旅行预订吧!

作者简介

安德鲁McNaughton

安德鲁·麦克诺顿(Andrew McNaughton)是高速二号有限公司(High Speed Two Ltd)的总工程师，该公司成立于2009年2月，旨在开发英国的高速铁路——其业务和更广泛的经济影响，以及工程和环境设计。他还是伦敦帝国理工学院工程学客座教授，诺丁汉大学铁路工程特聘教授。他最近就21世纪高速铁路对英国的交通、土地利用和经济规划的影响做了一些主题演讲。

自1973年以来，他一直从事铁路工程和管理工作。他在英国铁路公司工作的前20年，涉及英国城市间、城市和货运线路混合交通的工程资产管理，最终在英吉利海峡隧道运营的第一个十年领导重建肯特郡的铁路。随着私有化，他加入Railtrack，担任运营和一般管理角色，成为生产主管，随后成为大西部地区总监。从2000年起，他回到工程领域，担任Railtrack及其继任者Network Rail的首席工程师，在那里他领导了GB铁路网的恢复，重新创建了包括人体工程学和研究在内的所有学科的专业工程功能。

安德鲁是英国皇家工程师学会、土木工程师学会和物流与运输学会的会员。在欧洲，他是欧盟委员会运输咨询小组副主席，欧洲铁路研究咨询委员会主席，国际铁路联盟(UIC)基础设施论坛前任主席。