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一列“火车”从帕丁顿站缓缓驶出,喷着滚滚浓烟奔向6.5千米外的终点站—法灵顿站。
这是1863年1月10日的伦敦。
对于见多识广的伦敦人来说,即使是在距今150多年前,火车也并不是什么稀罕玩意儿—早在1825年,英国人乔治·斯蒂芬森发明制造的蒸汽机车就已经在新铺设的铁轨线路上试车成功,从而将人类带入了“火车时代”;只不过,这一次,这条喷云吐雾的“长龙”不是在地面上飞跑,而是从这座城市的地下隆隆驶过。
这条名为“大都会线”的地铁当之无愧地成为世界上第一条地铁。从此,人类社会踏上了地铁之旅。
从一枝独秀到全球开花
150多年过去了,伦敦地铁大都会线如今仍在稳定可靠地运营中。全金属建构,黑色的、冷冰冰的,张牙舞爪,南北东西,穿透伦敦地底。涵洞、路轨、井口、舷梯、通道……一股无处不在的“工业风”扑面而来。事实上,正是始于19世纪60年代的工业革命催发了地铁的诞生。
19世纪50年代,伦敦面临着和我们今天同样的问题—交通拥堵,地面上没有足够的空间能让车辆行驶。这座当年世界上最繁荣的都市因为交通问题而让无数人头痛。
城市人口的快速增加,是造成交通堵塞的重要原因。工业革命催生了大量工厂,使得大量农民进城并变成产业工人,伦敦由此得到快速发展,很快就成为当时世界上最大的城市。这从城市的人口规模便可见一斑:1800年,伦敦的城市人口约为100万;到了1831年,伦敦的人口达到了175万;到了1850年,这个数字上升到250万。当时,差不多每天有30万人涌进伦敦,他们或坐马车或坐巴士,有的甚至步行进城。再后来,有了铁路,但英国很快出台了一条法律:火车站不能建在城市中心。在这种情况下,帕丁顿、尤斯顿和国王十字区等火车站纷纷在城市郊区建成。
不过,因为三个火车站相距数千米,导致人们不得不辗转于各火车站之间,经常把它们之间的道路堵死。
尽管人口数量大增,但城市规模并未扩大,伦敦市中心布满了密密麻麻的房屋,街道狭小不堪,这意味着,当时的伦敦已经没有足够的空间来让人们居住和移动。于是,相对富裕的居民开始向郊区搬迁,工作时再回到市中心。但伦敦郊区没有直通市中心的便捷道路,高峰时间出租马车形成拥堵,交通成了伦敦的一大难题。要想让伦敦成为一座现代化的城市,就必须改善市内交通现状。
于是,伦敦市通过交通委员会向所有人征集交通问题的解决方案。这个时候,一位名叫查尔斯·皮尔森的律师提出了修建“伦敦中央火车站”的构想,但因该设想涉及了大规模的拆迁而被议会否决了;不过议会随后同意了由一群承包商提出的在伦敦修建一条地下道路的提案。不久,这两个提案被结合起来,形成了我们今天所熟悉的地铁的雏形:在伦敦的地下设计一条火车线路,让火车在这座城市的地下奔驰。
经过一番游说,一家名叫大都会铁路公司的私人公司成立了。也正因为如此,全球首条地铁线路取名为“大都会线”。
在修建这条世界上谁也没见过的地下铁路之前,伦敦各大媒体对它的未来进行过各种各样的猜测,其中多数是负面的:比如地道会不会塌下来,旅客会不会被火车喷出的浓烟毒死,等等。不少人都觉得乘坐地铁通行既不安全也不舒服。伴随着种种疑虑,1862年,这条6.5千米长,拥有7座停靠站的地下铁道基本完工了。
当时,由铁路公司提供的蒸汽机车开进了地下,大约40名官员乘坐在没有顶棚的木制车厢里对地铁进行了第一次巡游。
1863年1月10日,伦敦地铁正式开放,第一天的乘客总数就达到了4万人次。按照当年7月的统计,在地铁向公众开放的前6个月里,乘客人数达到477万人次,平均每天有2.65万人次乘坐地铁。地铁成为伦敦历史上第一个多数市民可以负担和使用的公共交通工具。
1890年兴建的南伦敦线率先使用了大头盾牌暗挖法:工人们附身在盾构的隔间里,用铁铲开凿挖掘土壤,当他们挖掘了一定深度的土壤之后,盾构就向前推进,把挖出的泥土清理完,再重复整个过程,一点一点向前推进。大头盾牌的作用是支撑周围的土壤,防止其坠落垮塌。
现代城市发展迅速,地面交通压力较大,如采用明挖法进行地铁施工会造成城市混乱、交通堵塞等问题;所以,现在的地铁隧道施工往往采用对地面影响较小的暗挖法,最常使用的就是盾构法。
盾构法是使用盾构机这种现代化机器实现完全机械化作业的隧道施工方法。盾构机是一种用于圆形断面隧道挖掘并采用滚压式切削盘在待开挖全断面范围内破碎土石的工具,它是集开挖、运载、支护于一身的大型综合掘进机械。在施工时将刀盘对准掌子面,用刀片切割土体。在开挖过程中,盾构机坚硬的外壳可以对已开挖部分进行支撑,防止坍塌事故的发生。刀盘处切割出的土体会通过传送装置运出,并在开挖前进的同时安装预制管片,实现机械化边开挖边支护。
在地铁出现早期,关于地铁列车的设计方法五花八门,千奇百怪,如以气压为动力前行的、或是以水力和电缆推动的列车,最终,伦敦地铁选择了蒸汽机车。工程师为其设计了特别的火车头,内置冷凝水锅炉,以达到冷却蒸汽、避免蒸汽弥漫整条隧道的情况发生;但由于轨道和列车动力的原因,当时的地铁列车速度很慢。之后,伦敦地铁开始实施一项重大革新—蒸汽机车逐渐被电动机车替代。地铁通道内的污染问题从此得以解决。
当岁月的时针转到今天,现代化的地铁早已改变了旧时模样。为了确保乘客的安全,如今的地铁均设有灭火救灾的自动监测系统。此外,地铁列车还装有自动停车设备,当行车中遇见红灯或其他突发情况却没有停车时,它将强迫列车自动停车。列车还能按照地面信号规定的速度,自动进行调整。法国和加拿大等国已采用无人驾驶地铁列车的最先进技术,这种高度自动化的先进地铁系统是由地铁控制中心用大型电子计算机监控的,整个线路网的站际联系、信息系统、列车运行、车辆调度等也完全实现了自动化。
科技革命推动着城市进步,城市地下工程也随之飞速发展。在需求的强烈推动下,城市地下轨道交通未来将会进入一个全新的发展阶段。那么,未来的地铁可能是什么样?
真空管道磁悬浮列車是将磁悬浮列车置于部分真空或完全真空的管道中运行,以达到减少空气阻力、成倍提高列车运行速度的目的。自磁悬浮列车的理念被提出后,科学家对于真空管道磁悬浮列车的思考和探索从未停止过。瑞士则将这一设想变成了建设方案—地下高速磁悬浮列车系统。从日内瓦到苏黎世,正常情况下需要3个小时;若是采用地下高速磁悬浮列车系统,只要57分钟。根据设计,列车管道将被埋设在地下60~300米深处,并抽取一定量管道内的空气以实现列车的低阻力运行,提高列车运行速度。列车则采用高技术的直线电机推进,在磁悬浮的作用下,以悬浮的状态前进,最大程度地减少空气阻力以及车轮与车轨之间的摩擦阻力,可实现地下交通工具速度的跨越式提升。
飞机在地表上空飞行时受空气的影响特别大,天气的变化也会直接影响飞机的起降与飞行,给人们的生命安全和乘坐体验带来负面影响,可不可以将飞机放在地下飞行呢?日本科学家提出了一个大胆的想法:设计一个600千米时速的“地下飞机”,通过地下交通隧洞将日本各大城市连接起来。这款“地下飞机”在时速小于300千米时利用车轮行驶,在时速超过300千米后,机身浮起1米左右,以600千米的时速飞行,借助主翼的喷射引擎来保持飞行状态。该“地下飞机”的飞行不受天气影响,并且飞行高度很低,安全系数也较在地表之上飞行的飞机高。该款飞机包括两层客舱,预计可搭载400名乘客。此外,这种“地下飞机”还能节省土地资源,解决机场周围的噪声问题,因而受到有关部门的高度重视。
蒸汽机车、电力机车、地下高速磁悬浮列车、“地下飞机”……从“喷云吐雾”到“地下飞行”,时光飞逝,短短150多年时间,地铁发生了巨变,令人恍然不知今夕何夕。
世界地铁面面观
地铁,又被称为“地下铁道”或者“地下铁”。在英文环境下,因为不同城市地铁系统的发展起源以及使用习惯不同,对于地铁的命名也不同,如在法国巴黎以及我国大部分地区,地铁被称为Metro;在新加坡、我国的台北及高雄等地,地铁则被称为MRT;在我国香港,称MTR;在北美地区,称为Subway;伦敦地铁则被称为Tube或Underground。
纽约地铁
纽约地铁的首段线路(28个站点)于1904年在曼哈顿开通。纽约地铁完全由政府部门管理。地铁的主要部分建于20世纪30年代。2007年4月,纽约地铁开始建造近70年来第一条新线路—全长13.7千米的第二大道地铁线。
纽约地铁的一个特点是,开行不是每站都停的快车。在地铁站的入口处,设有绿色或红色的指示灯:绿色指示灯表示该站24小时开放,红色指示灯则表示该站开放时间有限。纽约还在地铁站台设有非高峰期候车区,地铁管理人员建议乘客晚上在此区域候车,因为这样他们可以处于地铁工作人员的视线范围之内。 东京地铁
日本东京的地铁是亚洲首条地铁线路,于1920年动工建造;到2018年底,共开通13条线路,线路长度超到310千米,共计290座车站投入运营(换乘客不重复计算),且东京地铁的大部分线路在地下。
因为购票方式比较复杂,地铁里安装了自动购票机。东京地铁是目前全世界运输负荷量最大的地铁之一。在运输高峰时期,会有专门的工作人员负责把乘客推进车厢。在各地铁站台都标出了车门开启的位置,以便乘客排队候车。东京地铁还人性化地设置了妇孺车厢,在运营高峰时段, 这些车厢只允许女性和儿童乘坐。东京地铁里还安装有地震预警系统,一旦发生危险,可以自动停止所有列车的运行。另外,还安装了专门的隔离设备,用于阻断台风和洪水。
莫斯科地铁
莫斯科地铁的首条线路—索科里尼线于1935年建成。
莫斯科地铁大部分位于地下,地上车站只有15座。在战争期间, 莫斯科地铁曾经被用作防空洞。有报道称,莫斯科地铁中有一条名为“地铁2号”的绝密政府支线,直接通往克里姆林宫。
莫斯科地铁从一开始就是作为地下宫殿来建造的,因此,它被认为是世界上最美丽的地铁之一。近年来, 莫斯科地铁里出现了一些专题列车,如阅读专列、画廊专列等。
首尔地铁
20世纪90年代,韩国首尔地铁进行了大规模扩建,将线路总长度延长了近160千米,并增开了4条线路;目前,还有两条新线路和一部分老线路的路段正在修建、改造中。
首尔地铁70%以上的线路在地下。不同的线路采用不同的号码和颜色来标记,方便的标记系统使乘客不会迷路:不仅每条线路有自己的号码,就连每个站点也都进行了标号;而且,所有站点的标记都附有英文说明。有些站点还设置了鱼缸和播放音乐短片及电视剧的屏幕。
馬德里地铁
马德里地铁开通时是以西班牙国王阿方索十三世的名字命名的,他是修建地铁的积极倡导者。1931年,西班牙共和国成立后,这个名字便停止使用,改为现在的名字。
马德里地铁近90%的线路位于地下。不同的线路亦采用不同的号码和颜色来区分;同时,根据站台的长度和车厢的宽度,还分为窄线和宽线。
马德里地铁是欧洲发展最快的地铁。从20世纪90年代中期开始,有关部门先后实施了3个大型扩建项目,铺设了机场支线和3条轻轨线路,修建了独一无二的12号环线,把马德里与5个卫星城连接了起来。
巴黎地铁
法国巴黎地铁的开通是为了迎接1900年在巴黎举行的世界博览会。1998年,巴黎地铁的第一条自动化线路——14号线投入运行。
巴黎地铁的大部分线路也是在地下;站点与站点之间的距离非常近,有时通过隧道就能够看见相邻地铁站的灯光。
巴黎地铁以其入口被装饰成新艺术派风格而闻名于世;至今,还有86个地铁站的入口保留了这种风格,它们成为巴黎的一道风景线。
墨西哥城地铁
墨西哥城地铁于1968年开始建设,并以极快的速度推进,4年后第一阶段结束时,已经建成41.4千米的线路、48个车站。目前共有12条线路,基本覆盖城市各个区域。
墨西哥城地铁颇有特点:每个站点都有与其站名或所处位置有关的特定标识,这是为了帮助那些不懂西班牙语(墨西哥的官方语言)的人判定所处方位。地铁内展出当初在建设过程中发掘的文物,如在苏亚雷斯站的过道内,可以参观阿兹特克人的金字塔;在塔利斯曼站,则能看到猛犸象遗骸。
墨西哥城地铁可以说是安全可靠的城市交通工具,它在1985年9月19日发生的8.1级强烈地震中完好无损。