高铁列车终于来到美国 我们10年内能坐上吗？

超高速子弹列车终于来到美国

插图：Paul Rogers

信不信由你：子弹头列车就要来了。经过这么多年的空欢喜，规划者们在这个美国最大、最复杂的基建项目上终于开始有了动作。奥巴马政府计划投入80亿美元，更多的资金则可能通过国会源源不断地进入这个项目。这笔资金足够让佛罗里达州和德克萨斯州抖干净过去那些被遗弃的计划上的灰尘，并让东北部和中西部的城市群能够着手进行那些拖延已久的铁道升级计划。全国高铁的测试线路几乎可以肯定会建在加利福尼亚，选民们已经批准了所需的预算资金，相关规划正在制定之中。但提高速度所需要的不仅仅是钱。火车要想打败飞机、汽车，其硬件需要有质的飞跃。官方正在努力建造一个“路上火箭”的王国。下一站：未来。





高速铁路

美国全国已经有5个地区的人口和地理条件能够支持高速铁路建设了。但是，每一条线路都有其独特的挑战。

加利福尼亚

第一阶段： 旧金山到洛杉矶

终极目标： 萨克拉门托到圣地亚哥

预计完工日期： 2025年

最高时速： 220英里每小时

耗资： $450亿美元

这里的条件近乎完美。加利福尼亚州不仅拥有思路宽广的高科技人才，还拥有两个主要城市——旧金山和洛杉矶——两个城市间的距离很适合子弹头列车运行。2008年，选民已经投票通过了近100亿美元的先期预算，一些环境方面的研究也已经完成。加州项目最大的优势在哪里？雄心。阿诺德·施瓦辛格州长希望该铁路系统能够成为他的政治遗产。

中西部

第一阶段： 芝加哥到麦迪逊、底特律、和圣路易斯。

终极目标： 枢纽和辐射网络：使用现有的3000公里铁路连接20个主要城市。

预计完工日期： 2025年

最高时速： 110英里每小时

耗资： 未知

9个中西部州打算联手发展这个以芝加哥为中心的区域性铁路网络。他们将要在已有的线路之上建造一个不需要复杂优先通过权的铁路系统——这意味着最高时速将被限制在110英里。不过，这应该已经足够争取到那些在两座城市间奔波的商务旅客了。他们每次出行都要飞行3个多小时还要打车进入市内。

德克萨斯州

终极目标： “T”型铁路连接达拉斯/沃斯、圣安东尼奥和休斯顿

预计完工日期： 2020年

最高时速： 220英里每小时

耗资： $120至220亿美元

他们想得很细心——在德克萨斯州建造440英里长的双轨高架铁路，以避免对沿线长角牛生活得影响。这里的地形还不错，但是绵延数里的郊区加上很少的几个公共交通中转点，这种情况并不理想。20世纪90年代初，西南航空公司的律师曾经帮助否决了建造高铁的议案，不过如今高铁计划广受民间支持，“孤星”新干线很有可能会成为现实。

东北

终极目标： 通过对现有线路提速，使华盛顿到波士顿的旅行时间缩短到5个小时45分钟。

预计完工日期： 2023

最高时速： 150英里每小时

耗资： $120亿美元

理论上，波士顿和华盛顿之间的铁路应该是高速的天堂：4座邻近的大城市、中转换乘方便、机场随处可见。（广受欢迎的美铁Acela快车也在这一地区开行。）但事实上，那里是利益相关者地狱：8条通勤铁路、5个业主、7条货运线和9个州——每一个都有自己最关心的议题和自身的利益。并且没有人能够起到协调各方的作用。

佛罗里达州

第一阶段： 坦帕至奥兰多

终极目标： 奥兰多至迈阿密

预计完工日期： 2017

最高时速： 180英里每小时

耗资： $115亿美元以上

佛罗里达州和高速铁路的关系错综复杂，那里的选民曾在2004年投票拒绝子弹头列车。但现在有联邦政府提供资金，于是州政府又抖掉了旧方案上的尘土，随时准备成为国内第一个开工建设高铁的州。它的优点：90英里长的4号州际线路由政府拥有，并已准备好通车。此外，预计每年的乘客也将达到百万人。

高速还是超高速？

金钱和物理如何限制了速度。

前面提到的那些项目并不都如人们所预想的那样使用子弹头列车。因为这些时速150多英里的火箭虽然开起来很快，但要投入使用还有很长的路要走。它们面临的第一个障碍就是监管：联邦法规要求的环境评估需要顾问、生物学家、工程师和规划者进行多年的研究和实地调查才能取得。第二个障碍是成本：超高速铁路系统需要新的、专用的，同时也是极其昂贵的轨道。这也解释了“新兴高速铁路”项目上马的原因，这一项目将利用现有设施通过逐步改进车站、桥梁以及机车车辆以便提高速度。就像东北部的美铁Acela快车，不需要专用的道路优先权，而是与货运列车和普通客车共用一条铁路，并达到110英里每小时的速度。

子弹头列车的十年

我们能否在10年内坐上高速列车？能。

美国希望能够在未来十年内拥有一套高速铁路网络。听上去不可能？但这是可以实现的。其他国家已经走在了前面。1990年时，西班牙铁路网络的情况比美国的更为糟糕，火车速度很慢，设备破旧。随后，政府作出了现代化的承诺。现在，西班牙的高速铁路系统是世界上线路最完善的高铁系统之一。同样，台湾整套高铁系统的建设也只花了10年时间——尽管台湾的人口密度比美国东北部地区更大。他们采取了这样的计划：仔细选址，修建大量60英尺宽的隧道，最终在214英里长的线路上只拆迁了大约1000户人家。最后，中国计划到2020年在专用高速轨道铁路上投入惊人的3000亿美元。子弹头列车生产商西门子生产的前60辆列车几乎都将根据生产技术转让协议在中国生产。事实上，北京是想通过克隆西门子的Velaro列车来降低成本，美国也可依此推行自己的高铁计划。

*智库建议的高铁修建计划



插图：Paul Rogers

加州所面临的挑战

该州的子弹列车项目很可能将成为全国高铁项目的试验田。下面是它们所面临的一些关键障碍。

乘客

为符合成本效益，任何高速铁路系统都需要充足的乘客支持。旧金山希望通过建造一个百万平方英尺的新车站来解决乘客候车问题。作为港湾枢纽转运中心，它将连接新铁路与9个区域交通系统，包括加州火车通勤铁路，旧金山湾区捷运系统，以及灰狗快船——预计花10年左右时间完成。

“邻避”主义

加州高速铁路管理局首选的路线：通过帕切科山口进入旧金山半岛，这一路线很有可能无法实现。门罗公园和阿瑟顿镇都已提起诉讼，要求阻止这一将他们的城镇一分为二的建设计划。8月时，法官作出了有利于他们的裁决。作为替代方案，列车将通过东湾。但规划人员表示，那里的46英亩湿地、旧金山湾隧道以及一个被叫做圣安德烈亚斯断层的小东西都将成为施工的障碍。

即时城郊特快

高速铁路将在一夜之间把孤立抑郁的谷中小镇（如默塞德）变成大城市的远郊，届时原需1个多小时的萨克拉门托到默塞德之旅将只需43分钟。由此带来的人口增长（规划者预期在未来20年内人口会上升80%）将带来更高的就业率和税收，同时也将带来地方政府所需的城市基础设施建设大飞跃。

农田

在弗雷斯诺县铺铁轨就像是在做手术。我们的目标是在开辟一条100英尺宽的轨道的同时尽可能将对国家最宝贵农田的伤害减到最小。根据从弗雷斯诺到图莱里的路线图，多达300多亩加州最好的农田都将受到影响。登记在威廉姆森法案中的受保护土地也要避开。规划者们为了这个问题都快挠破头了。

山

坐子弹头列车驶过4000英尺高的山脉将会是一场惊险之旅，根本不像下班坐班车回家那么简单。因此，为了越过Tehachapi山脉，铁路规划者最初决定开凿隧道。他们很快意识到这将需要23英里的隧道，并要和至少5个国家公园，国家森林和娱乐区谈判。替代：增加35英里的轨道从东边更远的羚羊谷穿过。这一迂回将使旅程增加10分钟，不过也将帕姆代尔（人口139,000）纳入了大洛杉矶都会区。

汽车文化

没有一个城市像洛杉矶那样对驾车有着疯狂的热爱。那里的市民即使面对着全国最严重的交通堵塞都仍然坚持握着自己的方向盘。高速铁路能说服他们放弃自己的汽车吗？大概吧。自2007年以来，当地铁路系统的平日乘客量已经从265000增加到了306000。更快、更便宜的旅行——安大略省和洛杉矶之间的高速铁路将为旅行者们每年至少节省85小时时间和6400美元天然气费与停车费，这还不算节约出来的生产力。即使是最铁杆的驾车者也会离开自己的爱车去乘坐高铁的。

地震

自1984年以来，圣地亚哥地区的地震活动已经翻了一番（1986年曾发生里氏5.3级地震）。但活跃的断层不一定就是阻碍计划的关键。看看日本的新干线，每年地震几千次也没有人员伤亡。他们的诀窍在建造上：运动检测器被连接到中央控制系统，一旦发生剧烈震动就自动关闭整辆列车。加深地基也有助于抵抗地震带来的不稳定情况。铁轨垂直跨过断层也有利于预防灾难的发生。

建成或是失败

替代方案花费更多。

在加州建成高速列车系统并使之运行代价高昂。但什么都不做的代价将是这样的2倍以上。为什么?目前，破旧的轨道每年所消耗的燃料和生产力高达200亿美元。而且只会越来越多。加州人口增长迅速。到2030年，将有12万人要求移居加州。如果不对基础设施进行升级，交通堵塞的情况可能每年上升10%。为了适应城市之间每年数亿人次的市民和游客流动，该州还需要建设3000多英里的高速公路通道，5个商业机场跑道，以及90多个航空公司登机口。造价：至少1000亿美元。哦，这些建设并不会减轻交通压力，最多只会使其不再恶化。

高速试验

旧金山到洛杉矶 ， 2小时40分钟。

加利福尼亚州的子弹列车系统需要源源不断地补充司机——大量的司机才能使系统运行。但研究表明，当主要枢纽间的运输时间超过3小时后，许多游客将倾向于选择飞机。为了解决这个难题，加州高速铁路的规划规定，在旧金山和洛杉矶之间运行一次的时间不得超过2小时40分钟，也就是说时速需要一直保持在220英里每小时以上。问题是：标准子弹列车还开不了那么快。州政府是在赌博，他们赌技术将在他们的规划完成并开始铺轨前得到完善。幸运的是，技术并不需要太大改善：法国新高速列车的时速已经达到了200英里每小时，西班牙的Alta VelocidadEspañola时速也在217英里每小时左右。当然，截止日期的临近也让规划人员陷入了困境：改变路线绕路增加的距离要求列车跑的要比220英里每小时的速度更快。因此，我们的目标就是要同时确保快速和大量乘客乘坐。



插图：Paul Rogers

提高速度

忘记内燃机车和人为错误吧。现代子弹列车都使用高电压驱动、再生制动系统、动力车轮组和集中控制系统。

交通监控

道旁的信号灯很容易被人忽略，因此高速列车不使用这种系统。作为替代，运营商依靠一套被称作自动列车控制的系统，在这套系统中，列车的位置、速度等信息都实时地显示在驾驶室的屏幕上。火车都有一个规定的最高速度，一旦超速就会自动刹车。

空气动力学

设计人员必须仔细设计车头的形状，不仅仅要考虑空气动力学性能，而且还要考虑消除爆音，这种现象经常在列车高速驶入隧道时发生。

自动关机

线路上都安装了传感器，用来监测强风、泥石流、洪水、地震或轨道错位，并可触发警报使列车立即停运。

电力连接

列车受电弓搭在电源线上接收电力。关键点就是要在200多英里每小时的速度下保持受电弓和电线的连接。除了常规的用来抬升受电弓的气动系统外，受电弓上还安了一个小翼，用来在高速运动时产生推力抬升受电弓，火车的速度移越高，施加的升力越大。受电弓的位置还可以升降以适应不同的供电系统。

直/交流变流车

高速列车的变流车看起来像其他各节旅客列车一样，但在变流车的地板下藏着列车的高压核心。以西门子Velaro列车为例，牵引变流器将从受电弓引来的3000伏交流电，转化为直流电。司机通过调节电流的频率来改变车速，频率的调节范围在0到60赫兹之间。

传动系统

高速列车没有牵引车-它的动力被均匀地分布在称作转向架的车轮组上。这套系统不像传统的机车系统将动力车轮安排在最前面，而是均匀地分布在整列车上。这样就减少了单个车轴的负载和维护成本，同时也减少了发生“手风琴”样挤压事故的可能性。

再生制动器

转向架内的再生制动器能将动能再次返还到网络之中。它的原理和混合动力车相似，不同之处就在于它不是将多余的能量存在电池里，而是送入整个网络与其他车辆分享。

故障安全系统

如果在时速为150英里每小时的列车上，列车司机忽然不醒人事，那会发生什么？希望什么也不会发生，因为有一个久经时间考验的装置：俗称的死者开关。在某些线路上，司机必须在30秒内踩在一个按钮上。如果他们没有做出这一动作，警报声就会响起，如果警报仍被忽略，列车将启动紧急刹车。（翻译：leonaries ）