未来的旅客列车会是什么样子—

1873年春，苏格兰捕鲸人詹姆斯·莱格从上海出发前往北京，行程两周。最初，他乘船到达天津，然后骑骡子到达中国首都。如今，同样1200公里的路程，乘坐高铁仅需20个多小时。两个城市之间的飞行需要小时分钟。欧洲方面，Frecciarossa高速列车从米兰到罗马，不到小时即可到达目的地；从东京到大阪，新干线高铁需要两个半小时。

新干线

人们从来没有像今天这样快速、轻松地出行。但这种便利是有代价的：交通运输占全球二氧化碳排放量的 20%，而且在过去三十年里，交通运输二氧化碳排放量的增长速度比任何其他来源都快。对于航空旅行来说尤其如此，其增长速度快于铁路或公路运输。这就提出了一个问题：是否有可能在不毁灭地球的情况下进行高速旅行？如果是这样，怎么办？

铁路更快、更清洁、更环保，并配备尖端技术，是唯一有潜力成为满足我们未来出行需求的支柱的交通方式。 200 年，第一条客运铁路将迎来 2025 周年纪念日，在应对气候变化、城市化进程加快和人口增长的世界中，火车对于确保可持续交通来说比以往任何时候都更加重要。全球城市人口以每秒两人的速度增长，每天新增 172,800 名城市居民。尽管欧洲和日本等世界一些地区正在经历人口下降，但预计90%的人口增长将发生在发展中国家的城市和特大城市。

对于这些快速发展的城市、地区和特大城市的发展来说，高效的公共交通不仅是可取的，而且是必不可少的。

高速列车能时速多快？

随着欧洲和亚洲线路网络的不断扩大，现代高速列车经常成为头条新闻，法国、德国、西班牙、印度、日本等国家正在计划或已经建设新线路，而且规模要大得多。在中国，到2025年，高速网络将达到50,000万公里。

HS2

到 2030 年代初，当备受争议的高速 2 (HS2) 铁路线建设完成时，在预算超支及其对脆弱景观影响的争议中，英国将拥有世界上最快的传统列车，能够按标准运行时速 362 公里，但有可能达到 400 公里/小时。

通过将日本高速列车技术与英国设计相结合，价值 2.5 亿美元的 HS2 列车车队将彻底改变伦敦和伦敦之间的城际旅行。 English 中部和北部城市。将城际运输转移到 HS2 还将释放现有铁路急需的运力，以容纳更多的当地乘客和货运。

HS2

然而，在过去的几十年里，法国、日本和中国等国家得出的结论是，运行时速超过 320 公里的高速列车的好处超过了其所带来的显着更高的维护和能源成本。作为高铁领域公认的领导者，日本和中国并不局限于“钢对钢”技术，而是正在开发时速高达 600 公里的列车。

50多年来，利用磁悬浮（maglev）在专用轨道上行驶的超快速列车的概念一直被吹捧为“旅行的未来”，但除了几条实验线路和连接上海市中心与机场的中国线路外，它在很大程度上仍停留在理论上。

但不长久。日本正在向中央新干线项目投资 72 亿美元，这将标志着 40 多年来磁悬浮开发的顶峰。这条全长286公里的线路将连接东京和名古屋，仅需40分钟即可到达，并最终延伸至大阪，将首都500公里的旅程缩短至67分钟。施工于 2014 年开始，最初预计将于 2027 年竣工（名古屋至大阪线在十年后开通），但由于线路路段获得许可的问题，开通日期目前未知。延误和巨大的成本超支导致许多人质疑该项目的经济可行性。

中央新干线

这种困难在中国不太可能出现，中国也在建设磁悬浮线路，作为短途航班的替代方案，并促进人口稠密的城市地区的高速旅行。中国计划围绕主要城市打造“三小时交通圈”，将城市群转变为经济强国。

珠江三角洲地区位于世界人口最稠密国家的南部地区，包括香港、广州和深圳，人口已超过120亿。中国规划者的目标是连接该地区的九个城市，打造一个占地 26,000 平方公里的大都市区。上海至杭州、成都至重庆等线路已规划磁悬浮线路，如果成功，还有许多其他线路也将效仿。

中央新干线

在世界其他国家，巨大的成本以及缺乏与现有铁路的整合可能会阻碍磁悬浮技术的进一步推广。已经在努力解决人口稠密城市的拥堵和污染问题，仅中国就在 29 年 582 月开通了 2021 条新地铁线路，总长公里。许多其他城市不断发展的国家如果不想不堪重负，很快就必须效仿这一做法。

然而，为了满足这些期望，铁路行业需要在多个方面迅速采取行动，以显着提高运力、效率、可靠性和可达性。

无人列车

自动化运行已经存在了几十年——伦敦地铁维多利亚线的一部分自 1967 年开通以来就一直以这种方式运行——但它通常涉及自动运行线路，相同的列车以特定的间隔运行。

伦敦地铁维多利亚线

近年来，中国在自动驾驶铁路方面处于领先地位，推出了世界上唯一的高速自动驾驶列车，在北京和300年冬奥会场馆之间以时速高达2022公里的速度行驶。日本还在试验“子弹头列车”，可以在航站楼和车站之间自动移动进行维护，从而使司机能够腾出时间来操作火车，从而产生更多收入。

然而，管理专线无人列车是一回事。确保其在传统混合用途铁路上的安全运行更具挑战性，因为传统的混合用途铁路上运行的客运和货运列车具有截然不同的特性、速度和重量。

日本铁路公司

大数据和所谓的物联网将使不同的交通方式能够相互交互以及与环境交互，为更加一体化的多式联运旅程铺平道路。智能机器人将在检查隧道和桥梁等基础设施以及有效维护过时结构方面发挥重要作用。

对环境的影响

尽管事实证明，与航空相比，铁路更环保，但铁路在减少自身碳排放和柴油发动机污染方面仍有很长的路要走。根据联合国气候变化目标，许多国家已承诺在2050年甚至更早之前逐步淘汰柴油列车。

在欧洲和亚洲许多地区，大多数最繁忙的线路已经实现电气化，但情况各不相同——瑞士的电气化率接近 100%，英国的电气化率不到 50%，而一些发展中国家的电气化率几乎为零。在北美，柴油运输占主导地位，尤其是在主要货运铁路上，而欧洲和亚洲对电气化的推动程度却不同。

Coradia iLint

电池技术似乎将在逐步淘汰重型货运和安静客运路线的“脏柴油”方面发挥重要作用，因为在这些路线上完全电气化可能不可行。许多电池供电的原型目前正在测试或开发中，随着技术的进步，铁路运输对柴油燃料的依赖甚至在本十年末之前就应该开始减少。

对于其他人来说，氢代表着铁路运输脱碳的重大希望。使用可再生电力在专用设施中生产的绿色氢可用于为燃料电池提供动力，进而驱动电动机。

未来的火车会是什么样子？

法国火车制造商阿尔斯通 (Alstom) 凭借其氢电动火车 Coradia iLint 处于领先地位，该火车于 2018 年搭载了第一批乘客，为目前正在为多个欧洲国家制造的系列版本铺平了道路。

世界各地的铁路也在应对与自然灾害相关的挑战。新建和改建铁路的设计越来越考虑到气候变化：改善排水、环境保护和恢复自然景观都对提高铁路的安全性和可靠性发挥着作用。

与此同时，人们对航空旅行造成的环境破坏的认识已经导致欧洲夜间铁路旅行的复兴。

超级高铁：未来的火车。这是真的吗？

说到未来的列车，当然值得一提的是超级高铁技术。使用真空以超过 1000 公里/小时的速度行驶——这是一个游戏规则的改变者。许多人相信它将彻底改变我们的出行方式。但也有一些合理的质疑。简而言之，它是一列在管道中行驶的火车，消除了使车辆减速的两个因素：空气阻力和摩擦力。超级高铁系统由两个主要元素组成：管道和胶囊。这些管子几乎是真空密封的，而胶囊是在管子内移动的加压车辆。这个想法涉及在车辆上使用永磁体。

与火车车厢类似，太空舱也按列行进。然而，虽然火车、汽车之间是相互连接的，但超级高铁胶囊可以前往不同的目的地。就像在高速公路上行驶一样，每个胶囊都可以退出轨道并改变方向。他们可以根据前进的方向加入或离开纵队。超级高铁运输系统是全电动的。除了发动机之外，还使用一组磁铁来推动胶囊每公里行驶。几乎完全没有空气阻力和摩擦意味着不需要恒定的推进系统。因此，需要较少的能量。

埃隆·马斯克 (Elon Musk) 于 2013 年发表了一篇技术论文，概述了真空管道运输系统的运行情况。从那时起，世界各地的多个团队开始致力于这一移动概念。

超级高铁仍然面临着巨大的工程挑战。虽然理论上已被证明可行，但实际实施却面临更多挑战。除了巨额的初始成本之外，密封管道还需要大量的维护费用。超级高铁轨道由钢制成，会根据外部温度而膨胀和收缩。这需要可移动的连接，从而导致巨大的维护成本。另一个问题是需要获得土地。此外，许多安全问题仍需要解决——如果出现故障，旅程的风险可能会更大。高速可能会导致乘客头晕，而且他们在旅途中活动的空间也有限。