陆地上的“千里马”高速铁路的技术进化路
新知
最近，高速铁路成为一个热门的词汇。先是京沪高铁正式开通，从北京到上海仅仅需要几个小时，接着就是整个高铁系统频发故障，引起了人们对于高速铁路安全性的关注。
不可否认的是，高速铁路已经将我们带到了一个300km/h的陆地飞行时代，我们也享受着高速列车带来的快捷与便利。1804年，英国的矿山技师德里维斯克利用瓦特的蒸汽机造出世界上第一台5km～6km/h的蒸汽机车时，他可能也没想到，200多年后，相聚千里也能如此快捷地往返。
高速铁路是什么时候发展起来的，现代高速铁路又拥有哪些新奇的东西，高速铁路里面的计算机应用又达到了怎样一个水平？这些都成为大家希望了解的东西。
铁轨上的飞驰梦
火车从诞生起就发挥了巨大的运输效能，成为人类陆地上运载效率最高的交通工具。
但最早使用燃煤蒸汽动力的燃煤蒸汽机车有一个很大的缺点，就是必须在铁路沿线设置加煤、水的设施，还要在运营中耗费大量时间为机车添加煤和水，而造成的粉尘、烟尘污染也非常严重。
1879年，德国西门子电气公司研制了第一台电力机车。1903年10月27日，西门子与通用电气公司研制的第一台实用电力机车投入使用，其时速达到200km（仅机车头）。
1894年，德国研制成功了第一台汽油内燃机车。1924年，德、美、法等国成功研制了柴油内燃机车，并在世界上得到广泛使用。
在广泛的应用中，人们逐渐发现，与传统货运列车不同，客运列车越来越需要更快的速度和稳定性、舒适性，并根据当时的情况，做了很多的探索。
例如，1934年～1943年在我国东北开行的“亚细亚号”特快列车（蒸汽车头）已经达到了130km/h的速度。其他大国也有很多进行快速客运列车的实验。苏联等国采用传统机车在二战后也达到了200km/h。但这时各国发现，要再提高客运列车速度非常困难，一是传统的线路很难满足高速列车过弯所产生的巨大半径需求，二是对路基、信号调度系统也有极高的要求，这样，在传统的客货混运上改造并提高运行速度，就不如开建新的专门的高速客运狭路——高铁。
1964年，世界上第一条高速铁路客运专线——日本东海道新干线投入运营，时速210km，从此拉开了人类高铁时代的序幕。
世界与高铁为朋
随着新干线的投入运营，高速铁路对经济所能起到的巨大作用也突显出来。对国土幅员小的国家，利用高铁，可以构筑一个两小时甚至半小时的交通干线，客运运载能力远远高出空运，运载效率远远高出高速公路。对于国土幅员大的国家，则可以构成一个高效客运线体系，实现客货分流，减轻原有铁路线路的调度负担，同时也和原有的公路、航空、水运体系形成互补和竞争。
有鉴于此，各国都开始了庞大的高铁计划。日本1970年制定“全国新干线铁路网建设法”，1972年日本运输省又规划了五条新干线并持续建设，至2011年初，仍有新线路投入运营。
法国高速铁路称TGV（法文“超高速列车”之意）。法国国铁（SNCF）从1950年开展高速铁路技术研究，1955年研制的样车试车，就创造了当时的世界最高纪录（时速331km），至今TGV列车创造的突破500km的时速仍然是采用轮轨技术的高铁里面的冠军。法国TGV高铁系统有很多是基于传统的铁路线路的改建，对于有一定基础建设底子的国家建设高速铁路有比较重大的借鉴意义，阿尔斯通公司也成为世界著名的高铁技术公司。法国TGV线路目前分为三部分：巴黎东南线，时速260km。大西洋线（tgvatlantigue），时速300km。后续线路包括tgvnord（巴黎到里昂通往英国的跨海线）、tmst（巴黎到伦敦跨海）、pbka（法、德、荷国际线路，到阿姆斯特丹）。
德国高速铁路称为ICE（intercityexpress）。1979年试制成第一辆ICE机车。1982年德国高速铁路计划开始实施。1988年ICE创造了时速406.9公里的纪录。
1992年德国以29亿马克购买了60列ice列车，其中41列运行于第六号高速铁路，分别连接汉堡、法兰克福、斯图加特，运行时速200公里。德国还是世界上同时拥有先进轮轨与磁悬浮两大技术商用实业化能力的国家，其高铁技术实力十分雄厚。
中国高铁梦圆路
1988年，中国最后一台蒸汽机车下线，从此中国正式向高铁领域进军。在引进机车技术基础上独立改进发展了韶山4、5、6、7、8、9系列机车，在几次全国火车大提速起到了极大的作用，达到了准高速铁路的速度。
但如再要进行提速，现有的线路必须进行改造（例如路基、转弯半径、信号调度系统等），同时更重要的是需要发展全新的电力机车技术。
而这个时候，IT和半导体产业的极大重要性就出现了。
传统电力机车由于采用直流电动机工作机制，单车功率不超过1000KW，而要超过这个瓶颈功率，必须使用交流电机。而交流电机技术的动车技术，使用交-直-交传动，中间要变频变压变流，VVVF（变频调速系统）是最为关键的核心部件。
制造和研发半导体VVVF的技术在20世纪80年代才完成商业产业化，只有美、日、法、德几个国家掌握。这项技术由于当时国内半导体产业发展程度不高，根本拿不出有效可靠的大功率部件用于高铁动车。于是在很多自研的实验性动车项目中，仍然是采购国外提供的核心部件。由于核心部件和技术受制于人，导致我国高铁（包括台湾省高铁也仅能引进车不能引进技术）在很长一段时间无法大规模铺开建设。
但随着近年来我国半导体和电子制造业的发展，制造大功率的VVVF部件的技术和生产能力都得到了突破，这样就为我国引进消化高铁技术立下了汗马功劳。
经过近10年的努力，我国分别从法国阿尔斯通、德国西门子、日本川崎重工、加拿大庞巴迪引进了SM3、ICE3、E2-1000、Regina高铁动车技术，并结合自己半导体制造业的实际情况，消化吃透了世界主要先进国家的高铁技术并进行了改进，发展出了具有自主知识产权的“和谐号”动车系列产品线，以及配套的线路规划、信号控制、通信网络管理等技术。
而在中国的高铁建设进程中，也特别注重了和IT网络新技术的配套，目前京沪等高铁上，乘客可以利用电信运营商在沿线提供的3G服务、改进接力技术的WIFI热点服务，实现稳定而高速的互联网和移动互联网服务。