高铁风云
——世界高速铁路百年史话(下)
1961年5月2日,日本国铁获得世界银行8000万美元贷款,用于建设东海道新干线。照片为签约仪式,前排左起:朝海浩一郎(日本驻美大使),SirWilliamIliff(世界银行副总裁)、十河信二(国铁总裁);后排左起:铃木源吾(世行日本理事)、兼松学(日本国铁常务)。
□ 日本新干线背后的阴谋
1957年5月30日,日本国铁铁道技术研究所,在东京银座的山叶会馆举行讲座,主题为“超特快东京—大阪3小时运行的可能性”。这是一个石破天惊的主题,要知道当时东京—大阪(全程515公里)的特快列车,运行时间为6个半小时,平均时速仅79公里。要实现3小时运行,列车速度起码要提高一倍以上。国铁研究所的三木忠直、星野阳一、松平精、河边一等技术专家,为500多名听众讲解高铁技术,描绘了一幅未来铁路激动人心的画面。经过媒体报道,这次讲座让日本社会掀起了关于高速铁路的激烈争论。在铁道界,由于日本从没有进行过铁路高速试验,再加上国铁连年赤字、事故、罢工的困扰,业界都不相信高速铁路的可行性。在社会上,反对派认为铁路是夕阳产业,一些激进公共知识分子,如东京大学教授今野源八郎、著名作家阿川弘之等,甚至把新干线称为“战舰大和第二”,认为这种劳民伤财的工程,将与耗资巨大的大和战舰一样毫无意义(这与前阶段甚嚣尘上的中国舆论何其相似)。然而,更多的日本民众,对于新干线计划表现出积极热烈的期待与支持。
此时恰逢日本成功获得1964年东京奥运会承办权。在国铁的运作下,日本内阁会议于1958年12月19日,批准了东海道新干线建设研究计划。但是会计师根据岛秀雄主持的设计方案,估算出工程造价将高达3000亿日元。十河信二意识到这已经远远超出了日本政府的承受底线。为了能使新干线计划在日本国会审议通过,十河信二指示属下将申报预算缩减一半,一旦新干线计划在国会通过,不足的资金再由他凭借政治手腕来解决。而一旦新干线的预算不能在国会通过,政府可能会采用耗资低得多的方案——建设双复线窄轨铁路,那么新干线计划也就彻底死翘翘了。
按照十河的吩咐,日本国铁向国会提交的工程总预算为1972亿日元。果然不出十河所料,1959年3月30日,预算在日本国会顺利通过。政府要求新干线必须在1964年10月10日,东京奥运会开幕前开通运行。1959年4月20日,东海道新干线工程便迫不及待地在“新丹那隧道(长7958米)”东口举行了开工仪式。世界第一条高速铁路建设拉开了序幕。工程主要由国铁和日本铁道建设公团承担。而东海道新干线的最终实际耗资高达3800亿日元,剩余的资金窟窿单靠国铁的财力是无法解决的。十河很清楚,随着工程建设推进,国会迟早会发现事情真相。而且一旦内阁换届,那么新干线很有可能因资金问题而夭折。只有把日本政府牢牢绑架到新干线计划上,才能杜绝新干线中途夭折的危险。当时的大藏大臣佐藤荣作(出身铁道省,后出任首相)向十河献计:最好的办法是向世界银行贷款。
1944年7月,联合国考虑到二战后需要支援受灾国家重建和发展中国家建设,便在美国设立了国际复兴开发银行(IBRD),俗称世界银行。世界银行贷款除了需要签订贷款合同外,还必须由贷款国政府提供担保。因此,一旦贷款成功,将把日本政府与新干线计划牢牢捆在一起。日本政府碍于国际信誉,必然会对新干线尽力提供支持。
然而世行贷款还有一个条款,就是申请贷款的项目不能是带试验性质的。这个条件对于新干线来说是致命的。因为当时世界上还没有一条实际运行速度在200公里以上的高速铁路。更何况日本高铁还采用的是并不成熟的动力分散方式。为了说服世行官员,岛秀雄等技术人员使出浑身解数,详细陈述湘南列车、小田急SE列车、回声号特快列车的实际业绩。最终日本人涉险过关。1961年5月2日,日本国铁与世行签订了8000万美元的贷款合同(折合288亿日元,24年还清),条件是铁路必须在1964年建成。这笔贷款仅占新干线总造价的7.5%,远远不能解决资金问题,但是绑架日本政府的目的已经达到。
1962年6月26日,东海道新干线的神奈川县大矶—鸭宫模拟线,1000系试验列车进行高速测试时,国铁总裁十河信二亲自添乘,记者拍下了这张十河探出车头,向观众招手的照片。
□ 十河信二功成身退
东海道新干线从1959年开工到1964年通车,只有短短5年的工期。由于日本从未进行过时速200公里列车试验,而工程又涉及土木、车辆、信号、供电、通信、列车运行管理等复杂技术系统;为了确保新干线能成功,国铁总工程师岛秀雄,对于新干线建设提出的技术原则是——不采用未经实际验证的新技术,只对成熟技术进行系统集成。这一看似简单的要求,使得日本人避免了英国、美国、苏联、德国在高铁项目中,盲目追求最新技术而导致的失败。但是随着工程建设推进,新干线最致命的资金问题爆发。1963年5月19日,十河信二因为新干线建设经费问题,和任期界满而辞职,随后岛秀雄也宣布辞职。日本政府随即任命三井物产前社长石田礼助,接任国铁第五任社长(石田曾经也反对建设新干线)。此后,在池田勇人内阁默许下,日本国铁通过政府担保发行铁路债券(占总投资的50%)、大藏省提供低息贷款等途径,陆续填上了资金窟窿。
一连串的人事动荡,最终并没有影响东海道新干线的如期建成。1964年10月1日清晨,东海道新干线(东京—新大阪)在东京站9号站台,隆重举行通车剪彩仪式。国铁总裁石田礼助、东京都知事等贵宾一同出席。早上6点整,随着发车铃声响起,在送行人群的“万岁”声中,首发车ひかり1号(光1号)从东京开往新大阪,ひかり2号从新大阪开往东京,全程515.4公里,分为13站,最高时速210公里,平均时速129公里。东京至大阪的旅行时间由6个半小时缩短至4个小时(第二年缩短至3小时10分钟)。大批媒体现场直播了新干线开通仪式。80岁的十河信二没有参加剪彩仪式,他被请到国铁总社参加开业纪念庆典,并颁赠裕仁天皇赐予的“银杯”。新干线开通9天后,第18届奥运会在东京正式开幕,由19岁的早稻田大学学生坂井义则点燃火炬。坂井生于广岛原子弹爆炸那天(1945年8月6日)。这一点火仪式充满政治意味。
(东京奥运会开幕6天后,中国在新疆罗布泊,成功爆炸第一颗原子弹,威力超过广岛原子弹。)
1973年,日本国铁在新干线东京站的月台上,立起了带有十河信二雕像的新干线建设纪念碑。1981年,十河信二病死在国铁中央铁道医院,终年97岁。有人把他看作“日本铁路发展史上划时代的功臣”,也有人说“他用一双肮脏的手建成了新干线”。岛秀雄在离开日本国铁后,进入了航天研发部门,1969年10月,出任宇宙开发事业团(现属日本宇航局JAXA)初代理事长,开始建设种子岛宇航中心。1970年2月11日,日本在鹿儿岛发射场,发射了第一颗人造卫星“大隅”号(重量仅有23.8公斤),只比中国早了两个月。此后在美国技术支持下,日本航天技术迅速脱胎换骨。1998年,岛秀雄去世,终年96岁。
对于日本国民而言,新干线的开通不仅解决了东海道运输能力不足的问题,更重要的是鼓舞了日本国民跻身先进国家行列的勇气和信心。对于世界铁路界而言,新干线使得人们重新审视铁路,这个“夕阳产业”的新价值,由此引发了欧洲国家建设高速铁路的热潮。
1964年10月1日,东海道新干线在东京站举行盛大的通车仪式,国铁总裁石田礼助剪彩。
□ 新干线如何改变日本
东海道新干线开通后,日均客流迅速突破6万人次,两年后实现盈利。到1967年7月13日,乘客总数已经突破1亿人次,年均客流增长高达17%。到1971年,东海道新干线已经收回了全部建设投资,前后仅用了7年时间。到1974年,即新干线开通的第10年,累计盈利已经达到6600亿日元,相当于建设投资的近2倍。谁也没想到这个当初被舆论指责为劳民伤财的面子工程,吸金能力居然如此之强。当然有人得意,有人失意。新干线的开通,对日本高速公路和航空公司,造成沉重打击。在东京至大阪段,高铁客流占七成,航空客流只能占到三成;东京至名古屋的航班,则干脆被航空公司取消了。(在中国,航空与高铁的利益争夺战和政治斗争正在上演,媒体上充斥着打击高铁的各种舆论。)
新干线建设给日本经济带来了深远影响。由于高速铁路可以在4小时内,将东京、横滨、名古屋、大阪、神户等日本主要大城市连为一体,加速了人员和物资流通,促进了沿海产业带的形成,有力推动了日本经济发展。1967年,日本超越法国和西德,成为仅次于美国的世界第二大经济体(苏联除外)。基于东海道获得的巨大成功,日本运输省和国铁于1967年开始修建山阳新干线(新大阪—博多,全长554公里),耗资9100亿日元,建设成本是东海道的2.4倍。其中新大阪—冈山段于1972年3月15日通车,冈山—博多段于1975年3月10日通车。
山阳新干线与东海道新干线贯通后,从东京直抵西部的福冈,连接沿线所有主要城市,全程1069公里,成为横贯日本的经济大动脉。将京滨、名古屋、阪神、濑户内海、北九州等五大区域工业带连为一体,形成连绵上千公里的“太平洋工业带”。这里是日本工业最密集的地区,占到日本工业产值的75%、工业就业人口的67%、钢铁产能的95%、重化工产能的85%。产业聚集效应进一步刺激了日本经济爆发式成长。为了消除日本内陆地区与沿海地区的经济差异,日本政府认为有必要修建连接内陆的高速铁路,以高铁为轴心把核心城市连接起来,从而形成全国高速铁路网。
1970年5月18日,日本制定了《全国新干线铁道整备法》,运输省据此确定了总长约为6000公里的新干线铁路建设基本规划。1971年11月,东北新干线(东京—新青森,714公里)和上越新干线(大宫—新泻,270公里)动工(另外一条成田新干线胎死腹中)。但是由于土地征收困难及多次隧道施工事故,使得原定6年的建设工期延长至11年。
1982年6月23日,东北新干线大宫—盛冈段通车;1985年3月14日,上野—大宫段通车;1991年6月20日,东京—上野段通车;2002年12月1日,盛冈—八户段通车。2010年12月4日,八户—新青森段通车,标志着东北新干线全线正式通车,全程714公里,用时3小时10分,建设周期前后长达39年。其中东京至盛冈段535公里,耗资高达26600亿日元,是东海道建设成本的七倍。上越新干线的大宫—新泻段于1982年11月15日通车,1990年又建成了汤泽支线。其中大宫—新泻段(273公里),耗资高达16300亿日元。后期修建的新干线,由于日本经济高速发展,带来征地成本、人力成本、材料成本成倍提高,导致建设成本日益高昂,投资收益急剧下降。今天中国的高铁建设,同样面临这种问题。现在不建,难道要等成本急剧攀升后再建吗?
在上世纪70年代新干线建设期间,恰逢世界石油危机,1973年日本国铁因为财政紧缩,冻结了5条整备新干线建设计划。这一停就是14年,使得日本错失了大规模建设高铁网的最佳时机。直至1987年日本内阁会议解除新干线冻结后,为举办1998年长野冬奥会,决定修建北陆新干线(高崎—长野),全程117公里,1997年10月1日通车,耗资7900亿日元,后命名为长野新干线。作为山阳新干线的西延伸段——九州新干线(鹿儿岛线)从九州北部的博多站,连接九州最南端的鹿儿岛中央站,全程257公里,于2011年3月12日全线通车。
至2011年,日本已经先后建成东海道新干线(东京—新大阪,515公里)、山阳新干线(新大阪—博多,554公里)、九州新干线(博多—鹿儿岛中央站,257公里)、东北新干线(东京—新青森,714公里)、上越新干线(大宫—新泻,270公里)、北陆新干线(高崎—长野,117公里)等六条高铁主干线路,纵贯日本全国,总里程达2427公里。此外还有秋田新干线(盛冈—秋田,127公里,1997年通车,耗资970亿日元)、山形新干线(福岛—新庄,149公里,1999年贯通)两条迷你新干线。
如今新干线已经成为贯通日本的交通大动脉,日客流超过百万人次,年运输量近4亿人次,是日本航空运量的4倍。新干线累计运输客流已经突破70亿人次,相当于把地球上的每个人都运输一次。新干线线路长度仅为日本铁道总里程的10%左右,但它的收入竟然占到铁路总收入的40%,而运输量占到铁路总量的30%。到2015年,新干线将延伸至北海道的札幌,把日本四岛全部连接起来。伸向日本北部的高速铁路,将成为日本经济发展的新热点。
1968年是明治维新一百周年。就在这一年,日本的国民生产总值达到1419亿美元,成为仅次于美国和苏联的世界第三大经济强国。举世瞩目的东海道新干线,自然而然地成为日本经济腾飞的标志和国家象征。图为1969年6月9日,东海道新干线沿线的农田。画面之外的,是日本各地新崛起的一片片工业区。
□ 日本新干线山寨了谁?
在很多人看来,第一个开通高速铁路的日本新干线,肯定是技术原创者。事实是否如此呢?我们来看看日本业内人士的说法。1964年10月新干线开通时,原JR东日本会长山之内秀郎,就曾这样评价道:新干线的确很了不起,速度绝对是世界第一,车辆、线路、信号也都采用最新技术。然而,这些所谓的新技术基本上全属欧洲人的原创。日本只是对欧洲原创技术改良后为我所用,真正属于日本自己原创的技术,基本上没有......
他的说法不无道理。日本新干线在技术上并没有独创性和领先性。按照中国媒体的标准,如果说引进技术也算山寨的话,那么日本新干线可以说是彻底“山寨”欧美技术的结果。自明治初期以来,日本铁路一直以模仿吸收来追赶欧美新技术。新干线诞生之前,日本的铁路技术在世界上可谓无足轻重。在新干线的建设过程中,日本铁道省派出大量技术人员到欧洲学习,目的也是要“拿来”欧洲的先进技术。日本新干线上先后使用的“动力分散(美国)、交流供电(匈牙利)、无缝钢轨(德国)、无砟轨道(德国)、CTC集中调度(美国)、交流电传动(德国)、空气弹簧(美国)、高速转向架、ATC信号技术(英国)、摆式列车(意大利)、流线型车身(德国)......”等等新技术,几乎全部是欧美首创。可以说,如果没有这些或引进、或偷学、或改进的关键技术,也就没有日本今天在世界铁路界的地位。
早在1930年代,日本的铁路技术与欧美相比,差距明显。日本铁道省为提高本国铁路水平,迫切希望学习欧美最新技术,同时期望能把日本产的铁路设备出口到南美或非洲去。1936年4月,日本铁道省派出20多人的考察团,赴欧洲、南美、北美、非洲考察。这次考察历时1年9个月,岛秀雄也是其中一员。1937年4月,他在法国莱茵河沿岸,发现荷兰制造的动力分散式旅客列车性能优异,这对他产生很大触动。
动力集中式列车(牵引动力集中在列车两端)由于轴重大,需要坚固的路基,而在日本的松软地质上,要想修建像欧洲那样的承重轨道几乎不可能。于是,轴重轻、车速快的动力分散式列车(动力装置分散到各节车厢转向架上),便成为日本铁路的发展方向。不过当时的动力分散式列车,仍然存在振动大、噪音大等缺陷,让乘客难以忍受,所以常作为短距通勤车,行驶距离一般都只有20-30公里。岛秀雄认为通过技术改进,这些缺陷是可以克服的。
1942年3月14日,铁道省在东京都国分寺平兵卫新田,设立了日本国营铁路铁道技术研究所(前身为1907年成立的铁道厅铁道调查所),从事铁路综合性技术研发。1945初,为了躲避美军空袭,岛秀雄率领国铁研究人员,躲进东京的一所学校里,继续进行研究。1945年8月日本宣布战败后,大批日本军用飞机设计人员失业,便转向民用领域。其中就包括后来0系列车车体的设计负责人三木忠直博士。很多人看到0系新干线列车时,都觉得它更像飞机,其实三木忠直原本就是飞机机体设计专家。他最著名的作品是“神风特攻队”的MXY7樱花自杀飞机(共生产852架)。
1945年12月,原本从事飞机振动理论研究的松平精,转到铁道技术研究所任职。岛秀雄便要求他进行列车高速转向架振动理论研究。从1946年至1949年,日本集中全国铁路技术力量,着手研究高速列车的技术难题——高速列车转向架振动问题,并在理论上取得重大突破,解决了转向架的蛇形运动难题,为其后研制新干线列车奠定基础。
1948年3月,已经担任国铁车辆局局长的岛秀雄,决定在东京—沼津的通勤旅客列车“湘南列车”上采用动力分散方式。1950年3月1日,采用15节编组的湘南列车投入运行,其后又加挂一节邮政车厢,变为16节编组。全程124.7公里,用时从原本动力集中式列车的3小时,缩短为2.5小时。湘南列车的成功,证明动力分散式列车,完全可以用于中长距离的旅客运输。
到1957年,日本私铁小田急电铁的SE列车,在车体轻量化设计、车体强度理论、流线型车体、风洞试验、低重心设计、高速试验等方面取得显著成果,并创下时速145公里的窄轨世界纪录。(SE车体设计者为三木忠直)同年,采用交流供电的ED70型电力机车运行。交流供电是新干线不可或缺的关键技术之一。日本在偷学德、法交流供电技术不成的情况下,通过努力解决了20KV交流供电难题。1958年11月,东京至大阪的151系“回声”号动力分散式高速试验列车投入运行,在东海道窄轨线路上运营时速为110公里,最高试验时速163公里。回声号采用的空气弹簧(抑制车体振动,技术来自美国)、全车空调系统等技术,对后来的新干线列车产生了直接影响。
1962年,国铁为建设东海道新干线,在神奈川小田原市附近,建成了鸭宫模拟线(全长37公里),用于收集高速列车数据。为此国铁共采购了6列1000型试验列车,分为两节车厢编组的“A编成”(1001-1002号),和4节车厢编组的“B编成”(1003-1006号),转向架和车体设备均有不同。1963年3月20日,1000型B编成达到时速256公里。
到60年代初期,日本已经为建设高速铁路,完成了基本的技术储备。但是在高速试验方面,日本由于采用窄轨铁路,最高试验时速只有163公里。鸭宫试验线的测试也不充分,缺乏对高速铁路强降雪及冰冻环境的研究。而英、德、法、意等欧洲国家的列车试验时速早已突破200公里大关。法国人更是在1955年3月29日,创下试验时速331公里的世界纪录(BB-9004列车)。在缺乏大量高速试验的情况下,日本人贸然开建新干线,为其后东海道新干线开通初期故障频发,埋下了祸根。
1973年2月21日下午5点30分左右,东海道新干线大阪运转所内发生脱轨事故。当时,一列回场车在从出库线转移到主干线上时无视停止信号,司机注意到异常但来不及停车,列车闯入主干线并使转辙器破损。当时调度员没有确认好状况就贸然让列车后退,导致列车在破损的转辙器上脱轨。事故导致京都站到新大阪站之间的三班列车停止在线路上,另有18班列车停止在最近站。幸亏是空车,没有导致人员伤亡。
□ 谁神话了日本新干线?
在各种媒体铺天盖地的宣传中,日本新干线总是被描绘为安全、准点的高技术列车。自通车以来,连续48年未发生过一起乘客死亡事故,也常常被媒体挂在嘴上。然而鲜有人提及日本新干线曾经是故障频繁的“问题车”。
2006年9月,日刊工业新闻社出版了一本名为《新幹線安全神話はこうしてつくられた》(新干线的安全神话是这样创造的)的书。作者斋藤雅男,毕业于早稻田大学,1965年6月担任东海道新干线车辆支社部长。他在书中讲述了新干线运营初期故障频发的状况。包括新干线开通不久,多次出现半路抛锚,列车在半路断电,没有照明、没有暖气,乘客在寒冷中忍耐,几小时后维修人员才抵达现场。在列车试车过程中,还曾发生过电机故障,崩飞的电机碎片,像炮弹一样击穿车厢地板,砸入附近民居,幸而没有发生人员伤亡。还有列车脱轨事故、车轴断裂、车厢漏水、车门被吹飞等等。斋藤在书中还讲述了新干线路轨方面的故障,包括铁路不均匀沉降,信号系统故障等等。侥幸没有人员伤亡,这些事件多不为公众所知。
出现如此多的问题,其实并不奇怪。东海道新干线是为迎接东京奥运会的献礼工程。匆忙赶工,使得很多技术没有经过充分测试。这些问题在列车运行磨合期中逐渐暴露。自1964年东海道新干线开通后,经过10年的运营,到1974年7月前后,列车运行故障急剧增加。主要问题为钢轨损伤、路基翻浆冒泥,由此导致列车运行晚点、堵塞事故时有发生。同时,由于东海道的列车运行对数由开业时的30对/天,增长至1976年的137.5对/天,大量发生的晚点堵塞事故,对运输量产生了严重影响。日本运输大臣甚至为此对新干线的安全性提出警告,并于1974年10月成立了“新干线综合调查委员会”,负责监督铁路行车安全。
面对如此多的故障,日本国铁不得不对东海道进行“开业十周年大修”。从1975年至1982年,国铁投资400亿日元,用于将50Kg/m钢轨更换为60Kg/m重轨,消除钢轨铝热焊接头病害、整治路基翻浆冒泡现象、加强路基边坡整治;将接触网改成重链形悬挂。由于早期东海道的建设标准很低,导致后期维护耗费了大量资源(3/4的道砟被更换),并一直持续至今。经过十周年大修后,东海道列车的运行状况有了大幅好转。到1992年,随着300系列车运行后,东海道上的最高时速从230公里提高至270公里。随之带来严重的噪音问题。降低路轨振动和噪音,成为线路维护整治的重点。
1987年,国铁被分割成7家统称JR的公司,实行民营化管理。在这次民营化过程中,巨额债务进行了重组;44万人被裁员;票价也被大幅度提高。图为货车车厢上的铁路工人的罢工标语。
□ 日本铁道私有化
新干线给日本人带来荣耀,然而到1980年代,经营新干线的日本国铁却陷入了严重的财务困境。国铁自1949年成立以来,一直是由日本政府全额出资的特殊法人,采取的是独立核算制,在日本交通市场占据着“铁老大”的地位。1960年代,国铁占日本交通客运量的51%、货运量的40%。但是随着日本经济起飞,汽车、航空、海运不断侵蚀铁路市场份额。就在新干线开通的1964年,日本国铁首次出现300亿日元赤字。此后由于举债建设高速铁路,和铁路公共交通的公益性带来的经营性亏损,导致日本国铁赤字逐年递增,财务状况急速恶化。尽管新干线能带来不菲的经营收益,日本政府每年还是要向国铁支付巨额补贴,以维持高铁建设和普通铁路运营。
为消除赤字,国铁反复提高运费,到1986年,新干线的运价已比1980年上涨38%。当年国铁占日本交通客运量的份额下降至23%,货运量更是少得可怜,仅有5%。国铁的年度赤字达到1.85万亿日元,长期债务达到惊人的37.1万亿日元,相当于日本财政总预算的4.9%和GDP的0.9%,已经大大超出了日本财政承受能力。面对如此困境,日本内阁最终于1985年7月决定对国铁进行拆分和民营化。为了建立高效经营体制,将全国的客运业划分为6个地区,即4个大岛;北海道、九州、四国、本州,其中本州拆分为东日本、东海和西日本三块,成立对应的6家客运公司和1家货运公司。
1987年4月1日,国铁依照日本国会通过的《国有铁道改革法》,正式分割为七家公司——JR东日本、JR西日本、JR东海、JR四国、JR九州、JR北海道,以及负责集装箱货运的日本货运铁道公司。技术部门独立为日本铁道综合技术研究所(JR总研),以及铁道情报系统。其中新干线铁路系统被JR东日本、JR东海、JR西日本三家瓜分,其他三家负责经营普通铁路。
在这次民营化过程中,国铁共裁员44万人,高达37.1万亿日元(约合3041亿美元)的巨额债务也进行了重组。首先将新干线5.7万亿日元负债进行剥离和重估,转移给新干线铁道保有机构承接;然后将国铁普通铁路系统的5.9万亿日元债务,转由JR东日本、JR东海、JR西日本和JR货运承担;余下25.5万亿日元的巨额债务均由国有铁道清算事业团承接。到1998年清算事业团解散前,负债余额已高达30万亿日元(约合2609亿美元),一并转入日本国家财政一般账户,由日本政府通过税收和发行国债逐年偿还。
通过债务重组,各JR公司在1987年当期均实现了盈利,但北海道、九州、四国三家JR公司主营的普通铁路业务仍然亏损,需要政府补贴实行盈亏平衡。其后经营新干线的三家JR公司,分别于1993、1996和1997年在东京、大阪证券市场上市,日本政府逐步出售国有股份获取大量现金。至2006年4月,本州三家JR公司的国有股权全部转让,实现完全私有化。其余四家JR公司——北海道、四国、九州、货运公司,由于效益达不到上市条件,则一直由日本政府100%持有,并提供财政补贴。日本国铁的这场私有化改革,实际并不成功。它只是将最赚钱的高速铁路甩给了民间资本,而长期亏损经营的普通铁路,依然让国家财政背负着沉重包袱。
1965年6月,西德在慕尼黑国际运输展上,推出了4种E03型电力机车(后编号为BR103.0),在试运行期间时速达到200公里,但是机车功率较小,因此在量产车型中试用了更大功率的电机。1970年5月27日,第一批量产的BR103.1投入使用。
□ 欧洲与日本的高速铁路竞赛
在日本新干线的带动下,世界铁路工业进入新的发展阶段。此前欧洲是无可争议的世界铁路技术中心。其中英国是世界铁路发源地,日本铁路技术的老师。德国是二战前世界铁路技术的领头羊。法国是二战后世界铁路高速化的领导者。自从铁路诞生以来,轮轨式列车的速度世界纪录,几乎被英、法、德三国包揽。
1904年5月,英国GWR 3700 Class3440型蒸汽机车达到时速164公里。1938年7月3日,英国Mallard(马拉多号)蒸汽机车,在格兰达—毕业帕拉铁路,创造了时速202.7公里的世界纪录。1939年6月,德国人用DRGSVT 137155流线型柴油机车,达到时速215公里。1939年7月,意大利研制的ETR212电力机车达到时速203公里。二战后,法国高速电力机车异军突起。1955年3月29日,法国Jeumont-SchneiderBB 9004型电力机车,在波尔多—达克斯铁路,创下时速331公里的世界纪录(试验后受电弓被离线电弧烧坏,钢轨受伤)。
而日本人在2年后(1957年)创下的日本纪录——小田急SE窄轨电车,最高时速不过区区145公里而已。直至1962年鸭宫模拟线建成后,日本铁路才突破了时速200公里大关。这比欧洲人整整晚了60年。然而到1964年东海道新干线开通后,日本一跃成为全球铁路界关注的焦点,欧洲人岂会善罢甘休。1965年6月,距离新干线开通后仅8个月,原联邦德国(西德)趁着在慕尼黑召开国际运输博览会的机会,在欧洲率先开通了最高时速200公里的客运高速列车。采用流线型的E03(BR103型)电力机车,每天在慕尼黑—奥古斯堡线运输参展客人。
法国人也不甘寂寞,1967年5月,法国国铁的CC-6500型电力机车,在一段长约80公里区间铁路,实现最高时速200公里的载客运输。德国和法国人都露了一手,英国人也没闲着。1967年英国启动了APT-E高速列车计划。这是一种迥然不同的高速列车,竟然采用燃气轮机作为动力装置,最高时速250公里;采用主动摆式架构,列车过弯时通过油压控制使车体倾斜,以提高过弯速度(直至2005年日本才研制出主动摆式列车)。APT-E车体采用铝合金材料,以实现轻量化,而当时日本新干线的0系列车,使用的还是笨重的碳钢材料。
1972年夏天,英国研制的APT-E高速试验列车,四节编组,采用燃气轮机作为动力。
□ 英国人反复折腾
英国人意识到,要研发融合这么多先进技术的列车,肯定需要很长时间。急于实现时速200公里运行的英国人,决定在内燃机车的基础上,另行研发一种高速内燃机车—HST。但是英国人的美梦,很快被现实无情打碎。1972年英国研制出4节编组的APT-E试验车,并在1975年8月10日达到试验时速245公里。与此同时,1974年爆发第一次世界石油危机,APT-E计划遭到沉重打击,英国决定放弃用燃气轮机牵引,改为电力牵引,新的高速列车被命名为APT-P。
1979年,虽然8节编组(2动6拖)的APT-P试验列车达到时速257公里。但不幸的是,由于采用众多不成熟的新技术,导致列车故障频发。原计划于1980年5月开通的商业运行,也因当年4月的脱轨事故而被迫延期。1981年12月好不容易开始运行了,但还是各种故障不断。1982年后,伤痕累累的APT-P几乎处于休息状态。到1986年,被APT-P折腾得身心俱疲的英国人,最终放弃了APT计划。有意思的是,虽然APT的厄运不断,而原本没有重点培养的HST却取得巨大成功。
1973年6月11日,HST样车以时速230公里,创下当时内燃机车的世界纪录。从1976年10月4日起,HST的IC125型列车在英国东部开始了时速200公里的商业运行。每天开行车次从40对猛增至80对。IC125为9节编组(2动7拖)动力集中式列车,前后各配置一台牵引功率1680千瓦的内燃机车,中间为7节钢制车厢。后来法、德等国的动力集中式高速列车,也都采用了这一配置形式。
1966年,美国纽约中央铁路公司与通用电气合作,在Budd公司制造的铁路柴油客车基础上,研制出世界上第一台喷气式火车头。它被命名为M-497,最高时速达到每小时296公里。
□美国和苏联的“涡轮喷气列车”
日本新干线开通形成的冲击波,影响到的远不止英、法、德三国,美国、苏联、意大利等国也想在高速铁路领域一展身手。然而它们选择了截然不同的技术路径。上世纪60年代的美国,铁路运输正在受到高速公路和民用航空的冲击。为了应对汽车、飞机的竞争,美国铁路业展开了“高速铁路”计划。1966年美国纽约中央铁路公司,与通用电气公司合作,在Budd公司制造的RDC-3柴油机车基础上,研制出世界第一台喷气式列车,并命名为M-497,绰号“黑甲虫”。
该项目由DonWetzel科研小组负责,他们将RDC-3柴油机车的车头改造为倾斜式流线型面罩,在前部车顶并排安装两台GE研制的J-47-19涡轮喷气发动机。这两台旧发动机原本安装在B-36重型轰炸机上,单台推力2359公斤。1966年夏天,M-497在印地安纳州Butler至俄亥俄州Stryker的笔直铁轨上试跑,创造了时速295.54公里的纪录,并一直保持至今,仍是美国铁路最高时速纪录。虽然M-497在当时引起轰动,但是要在复杂的普通铁路上运行喷气式列车,毕竟不太现实,而且涡喷发动机的燃油消耗过高,不具有经济性。最后该计划还是完全取消了。
几乎与此同时,苏联也展开了喷气式列车计划,主要由雅科夫列夫航空设计局、加里宁机车厂、全苏火车设计科学研究院和莫斯科大学负责,专门对高速列车进行研究。1970年,加里宁机车厂在ER22型电力机车基础上,改装出名为SVL(俄文高速试验车的缩写)的喷气式机车。SVL机车全长28米,车头改装有流线型面罩,车顶前部安装有一个特制塔座,里面并排安装两台Yak-40型支线客机上的AN-25涡扇发动机,单台推力1500公斤。1971年,SVL机车在戈卢特温-奥廖拉铁路上测试时,最高时速达到187公里。1972年初,SVL机车又在新莫斯科夫斯克-第聂伯捷尔任斯克铁路上进行测试,最高时速达到249公里。SVL机车同样在苏联引起轰动,然而与美国人的结局一样,SVL由于诸多技术问题,最后还是被遗弃在加里宁机车厂的库房里。
就在美苏折腾喷气式火车时,1966年意大利国铁宣布修建罗马—佛罗伦萨的高速铁路(Direttissima计划),全长264公里,设计时速250公里,采用ETR摆式列车,3000V直流供电。意大利曾经是世界高速铁路的开创者。1937年投入博洛尼亚-罗马-那不勒斯线的ETR200电力机车,是当时欧洲最快的商业列车。二战后,米兰—那不勒斯线,成为最重要的交通大动脉,罗马—佛罗伦萨是其中最繁忙的一段。1970年6月25日,Direttissima工程正式动工。然而让人大跌眼镜的是,在意大利政治、经费、沿线居民的阻碍下,这条区区264公里的高速铁路,建设时间足足用了22年,直至1992年才完工,平均每年修建不到12公里。本来这是欧洲最早开工修建的高速铁路,比法国TGV早6年开工,但全线通车居然比TGV晚了11年。其蜗牛般的建设速度可谓前无古人。
1973年,法国国铁研制的TGV-001试验列车,停在巴黎德奥斯特里茨(Gared'Austerlitz)火车站。TGV是世界第一种平均时速超过200公里的高速列车。至此,真正达到时速200公里级别的高铁才算诞生。技术实力雄厚的欧洲人,终于将日本新干线甩到了身后。
□ 法兰西的高铁梦
德、法两国虽然先行开通了时速200公里列车,但毕竟只是既有线提速。为了挽救日益没落的铁路运输业,1965年底,也就是新干线开通的第二年,法国国营铁路公司(SNCF,简称法国国铁)开始拟定法国高速铁路计划,并定名为“TGV”(高速铁路的法文缩写)。1966年,法国国铁设立了主要研究高速铁路技术的研究局。1967年7月10日,TGV计划正式启动。1968年6月,法国国铁在维也纳召开的铁路高速化国际会议上,宣布要建设巴黎—里昂间的TGV高速铁路。巴黎和里昂是法国最重要的两大城市,铁路运量早已饱和。1971年,法国政府批准了修建TGV东南线的计划(巴黎至里昂,417公里,其中389公里为新建高速铁路)。
一向心高气傲的法国人,在技术上非常慎重。他们对日本新干线进行了彻底研究,并针对其造价高、动力分散式列车维护复杂、编组缺乏灵活性、换乘麻烦、列车受电弓接触不良、列车舒适度(振动噪音)欠佳等弱点,提出对应策略。
针对新干线的弱点,TGV采用与其迥然不同的动力集中式列车。最初,法国与英国一样,采用燃气轮机作为TGV的动力。1969年7月,阿尔斯通制造出第一款试验车TGS001和002,由雅克·库珀设计,采用燃气轮机、铰接式转向架,最高测试时速达到318公里,是非电力牵引列车中的最高时速保持者。但是随着1973年第一次世界石油危机爆发,油价高涨,燃气轮机被弃用,TGV转而采用电力牵引,原先的设计也随之进行了重大调整。
1974年,第一款采用电力牵引的TGV原型车下线,被命名为“泽比灵斯(Zébulon)”。泽比灵斯共运行了约100万公里,进行了受电弓、悬挂和刹车等系统测试。1976年10月,法国第一条高速铁路——TGV东南线正式开工。法国国铁向阿尔斯通公司订购87辆TGV列车。1980年4月25日,第一列TGV量产车型正式交货。1981年2月26日,TGV列车在试验中达到时速380公里,创下世界纪录。1981年9月27日,在法国总统密特朗主持下,TGV东南线部分通车;1983年9月全线建成通车。TGV列车最高运行时速270公里,比日本新干线要快50公里;巴黎—里昂间的旅行时间由3小时50分缩短到2小时。
TGV东南线通车后,客运量迅速增长,取得良好的经济效益。法国政府随即又在1985年开工建设TGV大西洋线(282公里,西线巴黎—勒芒,西南线巴黎—图尔),最高时速300公里,采用第二代TGV列车。1989年9月24日巴黎—勒芒段通车,1990年5月18日,TGV大西洋线325号列车,创造了时速515.3公里的世界纪录。5个月后,大西洋线的巴黎—图尔段也建成通车。到1991年,大西洋线客运量已经达到1600万人次,盈余7.94亿法郎。
1993年12月26日,法国第三条高铁——TGV北方线贯通。这是欧洲最重要的国际性高速铁路,连接法国巴黎—英国伦敦—比利时布鲁塞尔—荷兰阿姆斯特丹—德国科隆—德国法兰克福,全长333公里。与此同时建造的还有规模浩大的英吉利海峡隧道(长达50.5公里)。1994年11月,欧洲之星高速铁路,由巴黎经海底隧道抵达伦敦,完成了200年前拿破仑一世的梦想。
1994年9月,环绕巴黎大区的TGV巴黎联络线(全长128公里),连接起了东南线、北方线和大西洋线,同时穿过了迪斯尼乐园和戴高乐机场。1996年10月,Duplex双层TGV列车上线运行。2001年6月10日,连接法国中部工业城市里昂和南部港口马赛、总长295公里的“地中海线”正式通车,采用TGV-2N型第三代双层列车,最高时速350公里。
1985年,新下线的ICE-V高速试验列车,经过汉堡Sternschanze区的铁路立交桥,引来人群围观。
□ 迟到的德国ICE
在欧洲各国中,德国的ICE高速铁路项目,起步是最晚的。1979年,西德的交通部联邦铁路局,联合西门子等科研机构,启动了ICE(InterCityExpress的简称)城际特快列车计划。但是到1981年法国TGV开通的时候,德国人还慢悠悠地在高速轮轨和磁悬浮两个领域摇摆不定。由于磁悬浮在设计理念上的先天优势,当时德国将常导高速磁悬浮,作为高铁研究重点。早在1974年,西德克劳斯-玛菲(Krauss-Maffei)公司,研制的TR04磁悬浮列车(长15米,重16吨,载客20人),已经实现了时速250公里的载人试验运行(上海磁悬浮采用的TR08列车)。同时期西德的ET403型电力动车组,最高时速仅为160公里,1977年提高到200公里。直至法国TGV顺利投入运行,而且速度不亚于磁悬浮时,德国人才暂时放下磁悬浮,开始在高速轮轨方面奋起直追。从1982年起,德国铁路公司(DB)启动了ICE-V高速试验列车的研制工作。
ICE-V是一个规模庞大的联合项目,集中了德国顶尖科研机构,有克虏伯、蒂森-亨舍尔、梅塞施密特(MBB)、林克-霍夫曼等工业巨头参与制造工作。整个研制工作花了三年时间,1985年3月完成首辆样车,当年11月达到时速324公里。该车有5节编组,前后各一辆动车,中间夹带3节拖车,全车长113米,重304吨,最大牵引功率8400千瓦,设计时速350公里。1985年12月7日是德国铁路150周年纪念日,ICE-V成为展会上的明星。1988年5月1日,ICE-V试验列车,在汉诺威-维尔茨堡的高速测试铁路(全长327公里)上,创下时速406.9公里的世界纪录。不甘落后的法国人,在1989年12月5日,用TGV创下了时速515.3公里的新纪录。
ICE-V试验列车取得成功后,德国铁路公司正式启动了ICE-1量产型列车的研制工作。该车采用首尾两节动车夹带12-14节拖车的配置,全车长411米,最大载客800人;牵引功率提升到9600千瓦,最高时速280公里,百公里加速仅需1分06秒;内饰参照波音747的人体工学设计,采用全气密车厢,座位背后安装液晶屏幕,车宽达到3.02米,超过法国TGV。1991年首批ICE-1列车投入汉诺威-维尔茨堡、曼海姆-斯图加特线(全长99公里)运营,共生产了60列。
1990年10月,东西德实现统一,推动了德国铁路发展。德铁开始研制第二代高速列车ICE-2。针对大编组车辆空载率高的问题,德铁将ICE-1拆分成两段,形成1动7拖编组的ICE-2列车,定员391人,牵引功率4800千瓦,最高时速280公里。当乘客少时采用单组运行,乘客多时,可以将两辆ICE-2拼接重联运行,提高了商业运营灵活性。1993年,随着柏林-汉诺威高速铁路的开通(254公里),44列新型列车上线运行。同一年,德国为了赢得美国铁路市场,还将一列ICE-1运到美国、加拿大进行展览和试运行。1996年,西门子为德铁新建的柏林-汉堡高速铁路,制造了一台ICE-S检测列车,采用2动1拖编组,安装精密检测设备,进行高速测试,牵引功率提高到13600千瓦,最高时速达到393公里。
1998年6月3日,是德国铁路黑暗的一天。当天上午10时58分,一辆运载287人的ICE-1列车,从慕尼黑开往汉堡,在途经小镇埃舍德时,因橡胶减震车轮发生金属疲劳断裂,导致列车脱轨翻覆,并高速撞击混凝土立交桥。这场事故造成101人死亡,88人重伤,106人轻伤,遇难者中包括两名儿童,生还的18名儿童中有6人失去了母亲。这是世界上最严重的高铁事故,救援工作花了3天,调查和审判工作花了五年,三名德铁员工承担了刑事责任。事发后,德铁更换了全部ICE-1列车的车轮。此次事故严重打击了德国高铁的声誉,直至事态逐渐平息后,西门子公司在2000年推出了全新设计的ICE-3高速列车,首次采用动力分散式编组,牵引功率8800千瓦,最高时速350公里。ICE-3在商业上取得了巨大的成功,先后出口至荷兰、西班牙、中国、俄罗斯。
2012年5月19日,为了纪念东北新干线开通30周年,JR东日本将历代新干线列车,拉到枥木县小山车辆段进行展出。左起:E3系、E3系2000番、E1系、200系、E6系、E5系、E4系。
□ 高铁速度纪录争夺战
当欧洲人在高速铁路领域狂飙突进时,日本人却被甩到了身后。自从1964年10月,第一代0系列车在东海道新干线投入运行后,直至1982年,第二代200系列车才投入使用,期间间隔长达18年。之所以出现这种情况,除了0系列车技术逐渐改进外,最重要的一个原因是自1964年之后,日本国铁陷入长期巨额亏损,无力承担耗资巨大的新型列车研发任务。1985年推出的100系,是国铁最后研制的一款车型。直至1987年4月1日,已经负债累累的日本国铁实行私有化。
为了提升新干线与航空、高速公路的竞争力,也为了挽回早已被法国、德国高速铁路全面超越的尴尬处境,经营新干线的各JR公司,对开发新型列车倾注了巨大热情。1993年3月推出了全新的300系列车。直至1997推出的500系列车投入运行后,才以平均时速261.8公里,打败了法、德高速列车,时隔16年后重新夺回最快旅行列车的桂冠。而法国人很快又以平均时速300公里,击败了日本人。
2007年4月3日,法国国铁联合阿尔斯通公司,冲击铁路速度世界纪录。下午13时,试验在新竣工的巴黎-斯特拉斯堡东线铁路264公里处启动。运行10分钟后,编号4402的TGV(V150)列车达到时速515.4公里,在行驶73公里后,列车时速达到574.8公里,一举打破原TGV大西洋线325号列车,保持了17年的世界轮轨列车速度最高纪录。V150是阿尔斯通公司专门为此次试验研制的列车,意思是每秒前进150米。该车采用2动3拖编组,全长106米,重268吨。全车8个转向架,其中6个带动力。为庆祝试验成功,阿尔斯通公司将V150列车装上驳船,在赛纳河上向巴黎市民展示,做足了广告宣传。这场速度竞赛,代表着人类轨道车辆最高水平的较量,也关系着数以百亿计的高铁市场。中国企业在这场较量中,完全有机会成为主角。让我们拭目以待。
日本新干线全网线路图2007年4月3日,法国TGVV150列车冲击世界纪录时,引来人群围观。
1967年12月20日,美国联合飞机公司(UAC)制造的燃气涡轮机车UACTurboTrain,创造了时速275公里的纪录。该车重165.5吨,长131.27米,配备多台加拿大普惠公司的PT6燃气轮机,每台功率298千瓦。照片拍摄于1971年8月14日,佛罗里达州圣彼得堡。
1964年4月28日(昭和39年),东海道新干线开通前,O系列车在京都站东部的鸭川-东山区间试车时,引来众多日本民众围观。
1964年9月23日,东海道新干线开通前进行试车,0系列车驶过新横滨站时,几个孩子在站台旁玩耍。这些孩子现在至少已是六七十岁的老人。他们经历了日本经济的爆发式成长期,也经历了泡沫经济后“失落的二十年”。
1958年,我国在苏联协助下,展开第一代电力机车的研制工作,湖南田心电力机车厂(株洲电力机车厂的前身)和湘潭电机厂合作,以苏联H60电力机车为蓝本,成功制造出第一台6Y1型电力机车,编号001。该车采用25KV工频交流供电,牵引功率3900千瓦,最高时速100公里。至1962年,株机厂又试制了5台,投入宝鸡-凤州线运行,但因牵引电机、调压开关等问题而未能量产。1968年,株机厂经过十年的研究改进,在法国阿尔斯通6Y2电力机车的基础上,研制了第七台6Y1,编号008。这是一次重大技术改造,在我国半导体工业的基础上,新车以大功率硅整流器件,取代引燃管作为整流装置,车长19.4米,重138吨,牵引功率3780千瓦,时速90公里。新车命名为韶山1型(SS1),1969年投入量产,到1988年共生产了826台。
1978年10月26日,邓小平访问日本时,乘新干线“光-81号”特快列车赴京都。当时他意味深长得说:新干线推着我们跑,我们现在很需要跑。然而,当改革开放的“春风”吹拂中国大地时,毛泽东时期进行的大批尖端科研项目下马,数以百万计的科研人员生活无着,造原子弹不如卖茶叶蛋,成为一时风气。在“摸着石头过河”的口号下,中国走上了自由市场经济的邪路,大批毛泽东时代留下的国营企业破产倒闭,数千万工业人口下岗失业。数以亿计的年轻人,成为外资企业和私营企业的廉价打工仔。从1980年代到1990年代,中国经历了国企破产、物价高涨、走私泛滥、官倒横行、国有资产被瓜分的混乱时期,重工业发展严重停滞。而80-90年代正是欧美产业技术新的爆发期,电子、航空、高铁、石化等领域突飞猛进。当中国领导层在东欧剧变的政治动荡中回过味来时,中国已经再一次失去了产业体系升级的好机会。毛泽东时代给中国留下的庞大工业基础,此时已经支离破碎,在私有化浪潮中,遭到官僚权贵阶层瓜分侵占。缺乏技术投资,使得中国工业基础能力与西方的差距越拉越大。进入新世纪后,当中国靠着廉价劳动力成为“世界工厂”时才发现,要想实现产业升级,依靠的中坚力量,仍然是毛泽东时期给中国留下的特大型国有企业。只有它们才有力量,与规模庞大的欧美产业巨头同场竞技。反映在高铁领域,中国所面临的对手——西门子、阿尔斯通、川崎、庞巴迪,无一不是百亿美元量级的产业巨无霸。
1983年9月27日,山西大同机车车辆厂,一辆新下线的前进QJ6605号蒸汽机车出厂,引来一个美国旅游团的围观。该厂建于1957年,是156项重点工程之一,拥有职工近万人,年产蒸汽机车300余台。当欧美国家已经进入铁路电气化时代时,这家亚洲最大的蒸汽机车工厂,由于缺乏国家技术投资,依然在生产着老旧的蒸汽机车。直至1988年,在铁道部支持下,大同厂停产蒸汽机车,转产内燃机车和电力机车。2001年,该厂参与了时速270公里的“中华之星”电力动车组研制项目。
中华之星(DJJ2)是中国自行研制高速列车的一次重要尝试。前身是广深铁路蓝箭号(DJJ1)200公里级电力动车组。由株洲电力机车厂、大同电力机车厂等单位联合研制。采用2动9拖动力集中式编组,满载726人,全车长268米,重678吨,牵引功率9600千瓦,设计时速270公里。2002年11月27日,“中华之星”在秦沈铁路,创造了时速321.5公里的中国铁路最高纪录。但是由于故障问题,该车在铁道部项目招标中出局。
2005年,长春轨道客车厂研制的“长白山”号高速列车下线,该车外形参照德国ICE-3列车,采用6动3拖动力分散式编组,全车长237米,铝合金结构车体,牵引功率5300千瓦,设计时速180公里,载客650人,最高试验时速250公里。2006年移交沈阳铁路局,投入沈大城际特快运行。由于故障问题,该车未能量产。
2010年12月3日,国产CRH380AL高速列车,在京沪高铁蚌埠—枣庄段,创下平均运行时速390公里的世界纪录,最高时速达到486.1公里。这款列车是中国高速铁路研发中,投入资源最多的项目。为了研制这款高速列车,南车集团调动30多家科研机构、50多家企业、近60名院士、500多名教授、近万名企业研发人员,奋战了三年。仅是为了在运行时速380公里时,将噪音控制在66-68分贝,就准备了100多套试验方案,通过试验优选使气动噪声降低了7%。当有人说中国高铁“山寨”新干线时,他们可能忘了:核心技术是绝不可能用钱买来的。时至今日,日本最新研制的新干线E6系高速列车,最高运行时速也只有320公里。
Discovery建筑奇观:京沪高铁CRH380纪实