《人类科学技术史-424》当代交通运输的发展

当代交通运输，出现了向多样化发展的趋势。50年代后，公路运输在中、短途运输中占了主导地位，飞机逐渐成为远程客运的主要运输工具。目前已形成了铁路、公路、水路、航空、管道等多种运输方式的立体交通运输系统。

1.铁路运输

50年代以来，高速铁路的发展非常迅速，成为铁路运输的主要潮流。随着电力工业、石油工业的发展。内燃机车及电力机车逐渐取代了效率低的蒸汽机车。到70年代，几个主要工业化国家基本淘汰了蒸汽机车。1964年，电力机车时速已达200公里。1981年，英国制成时速达270公里的高速柴油机车。

新型的磁悬浮列车和气垫列车成为各国竞争的目标。1961年，英国制造的气垫列车，悬浮12毫米，时速达160公里；70年代则提高到400多公里。

磁悬浮列车利用超导体电阻为零和抗磁特性，使用少量电能便可获得强磁场而使列车悬浮起来。磁悬浮列车优点是：受气候影响小，振动轻微，噪声小，对环境污染程度很轻，速度很快。1965年，日本制成第一辆磁悬浮列车模型，时速达400-500公里。原联邦德国、加拿大、英国等都在开发磁悬浮列车。目前，磁悬浮列车和气垫列车尚未进入实用阶段。

日本于1965年试制了采用喷气机原理的喷气列车。此外，燃气轮机机车、单轨飞行火车和"子弹火车"，也于70年代在日本、法国等国开始研制。1964年，日本在东京一大阪间建成世界上第一条高速铁路，长515公里，列车速度达210公里／小时。此后，法国建成巴黎-里昂高速铁路，长424.6公里，列车时速达270公里。1990年，法国又建成巴黎-勒芒、图尔的大西洋线，推出了时速为300公里的第二代高速列车。到目前为止，已有日本、法国、德国、意大利、西班牙、瑞典等国建成了时速200公里以上的高速铁路近1万公里。预计21世纪中国也将拥有高速铁路。

当代大城市人口密集，客运量较大。利用地下空间发展城市地铁成为重要交通方式。目前世界上有30多个国家的60多个城市修建了地下铁路，中国的北京、上海都有了地铁。

2.公路运输

本世纪40年代美国出现高速公路系统。50年代以后世界性的高速公路运输开始形成。高速公路一般能适应汽车120公里的时速，采用沥青混凝土或水泥混凝土高级路面。目前全世界有公路2000万公里，其中高速公路13万多公里。美国高速公路有8.3万公里。德国有8600多公里，居第二位。四通八达的公路网络为公路运输发展提供了必要条件。

40年代中期以后，内燃机技术的不断改进，石油产量的迅猛增长，促进了汽车工业的突飞猛进。1948年，资本主义国家的汽车总数比　1900年增加5590倍，达5590万辆，1960年比1948年增加117％。目前全世界共有汽车约为5亿辆，其中美国有1.7亿辆。

从60年代起，大型汽车基本上实现了柴油机化。近十几年来，不少轻型汽车包括部分小客车也开始使用柴油机。柴油机在动力性、经济性和环境保护方面都优于汽油机。如今的内燃机汽车时速可达100多公里甚至超过200公里。随着汽车化程度的不断提高，能源和生态问题日趋尖锐，内燃机所用的石油制品终将枯竭。所以人们在探索其他动力。以电为动力的电动车已问世多年。70年代国外已出现氢燃料汽车。70年代末，原联邦德国研制的氢气汽车，用5千克氢行驶了110千米。太阳能汽车在80年代也已研制成功。但这些新型汽车的实用还有待于技术的不断完善。

当今汽车的制造应用了大量的电子技术和新材料，改善了汽车的操作性能，又能起到节能和保护环境的作用，这已成为汽车制造业的一个发展方向。

中国的公路运输发展也很快，目前已有汽车600多万辆，1992年，中国公路里程为104.11万公里，列世界第6位。沈大、京津塘等高速公路的建成通车，结束了中国大陆无高速公路的历史。

3.水路运输

水路运输历史悠久，有运量大、运价低的独特优点，所以长盛不衰。第二次世界大战后，世界海上货运量年均递增8-9％，70年代后期转入低速增长时期，航运技术的发展也转入相对稳定阶段。

40年代以后，美国对汽轮机作了重大技术改进，大力发展汽轮机大型舰船。1945年后出现增压柴油机，使货船的准推进效率从1900年的50％提高到1950年的80％，燃料消耗率比汽轮机和三级膨胀式蒸汽机都要低。但因产生很大功率会遇到原理和结构上的限制，所以大多用在中小型舰船上。1956年，萨金特研制成第一艘商业运输用的燃气机船。它的热效率虽不比柴油机高，但有可用余热提高进气温度和在高转时工作平稳等优点，很快在中小船只上出现取代柴油的趋势。核动力舰船在50年代出现，具有功率大、续航时间长和燃料重量轻等优点。由于技术复杂、热效率低和成本高，目前只用于军用和特殊民用的大型舰船。

70年代的海洋船舶，在大型化、自动化方面取得了重大进展。1972-1973年，出现了37万吨和48吨的油轮。70年代中期，日本建造了55万吨级的油轮"海上巨人"号。到80年代，最大散货船载重达36.5万吨。船舶营运与管理自动化体现在航行与驾驶自动化、机舱自动化、装卸与系泊自动化、管理与事务自动化等各个方面。80年代，船舶的质量明显提高。为了节能，船上采用新型节能主机，改进推进装置，改善船体线型。在安全技术方面，采用全球船舶定位系统、驾驶室集成系统、全球海上救助与安全系统、船舶故障诊断专家系统等。在防污染方面，也采用了一系列新技术，特别是对油轮溢油采用了应急处理技术。

50年代以后，出现了气垫船、水翼船和飞翼船。气垫船是英国科克雷尔于1959年首先研制成功的。六七十年代，英国、美国、日本、原苏联和瑞士制造了几百艘气垫船，在内河和浅海作渡船。英国的气垫船最大速度达148公里／小时，可载30吨货物或250个人。水翼船是意大利于1956年首先制成的，时速达80公里。到1974年，世界上已有水翼船1000多只。其中80％是原苏联造的。近些年来出现了一种仿效飞机飞行原理而研制的飞翼船。它靠飞行时翼与水面间形成的动态气垫将船托起，与水面保持一定高度，航行速度可达280公里／小时以上。

50年代到70年代中期，发生了以货物运输的集装化、散装化、滚装化和船舶及码头大型化、专业化为主要标志的"第二次航运技术革命"。1956年，美国将一些油轮改装成早期的半集装箱船。70年代各国普遍采用集装箱。它的应用使货物运输系统发生了根本性的变革。1970年，世界集装箱海运量为316万TEU(换算箱），集装箱运力为23万TEU。到1990年，这两个指标分别达到3799万和174万。

第二次世界大战后，港口建设取得很大进展。目前全世界海港总数已超过1万个，年吞吐量总计超过100亿吨。港口装卸设备的能力有了大幅度提高，广泛采用系统工程思想、计算机辅助设计等新技术手段，港口管理更加完善。

4.航空运输

航空运输的独特优点是速度快、机动性好。第二次世界大战前后，飞机和民航事业得到重大发展。50年代，出现了喷气式运输机；70年代时出现了宽体机，飞机票价下降到50年代的1／10。近20年来，国际航空客运量增加了8倍，货运量增加了13倍。

喷气式飞机最早是英国和德国在40年代发明的，50年代它才开始用于航空运输。1950年，英国研制成第一架涡轮螺旋桨喷气式运输机"子爵号"，以57分钟从伦敦飞到巴黎，开辟了喷气式客机的第一条航线。1952年，英国设计制造的涡轮喷气式运输机"慧星号"投入定期航班，时速约为800公里。1956年，原苏联将图-16喷气式轰炸机改装成图-104客机，投入使用。这些运输机的运行，揭开了世界喷气式运输机航运史上的第一页。1958年，美国制成了由韦尔斯(CE.C.Weills）和马丁(G.Martin）领导设计的波音707-120涡轮喷气式客机。第二年波音707-321型喷气式飞机从纽约飞越大西洋直达伦敦，航程5000多公里。60年代，美国制成DC-9涡轮喷气式客机，至1975年已生产870架，用于57个国家。这些客机都属于亚音速型，座位数在56-200之间。1969年2月，第一架宽体民航机波音747首次试飞。它的机身很宽，可并排坐10人，有500多个座位，航程可达1万公里，于1970年投入航线使用。

1947年，美国研制成XS-1型实验用喷气飞机，在12800米高空水平飞行时速为1078公里，首次超过音速。超音速喷气式客机的出现，使航空运输进入超音速阶段。超音速客机目前有两种。一种是原苏联1968年制造的图-144型，时速2300-2500公里。另一种是1969年英法联合研制的"协和号"，最高时速为2180公里。

50年代前后，在一些空运繁忙的城市兴建起航空港，包括机场、候机楼、货运站等。70年代以来，航空港发展成为拥有先进科技设施的综合体，许多设施都由电子计算机控制。

中国于1982年设计定型"运-7"机种，1988年交付使用，1986年转为客运，结束了外国飞机一统中国民航天下的历史。此外，中国已建设了90个大小不等的飞机场和航空港。

5.管道运输

管道运输具有运量大、运费低、安全可靠、占地面积小、无污染等优点，近年来很受重视。

1958年，美国在加尔沃斯顿岛建成世界上第一条海底输油管道，用1万马力的燃气轮机驱动离心泵，年输油量达1亿吨。管道运输天然气更有优势。1947年采用压缩机，促进了长距离的天然气管道运输。1959年，建成长达1360公里的自控管道运输线。70年代，出现了3万马力燃气轮机驱动离心式压缩机，每年可运输几百亿立方米天然气的管道。

60年代以后，管道运输发展到可输送矿浆。1967年，澳大利亚首次建成85公里长的精矿浆运输管道，年运输量为250万吨。1970年，美国建成440公里的自控煤浆运输管道。1980年，巴西建成世界最长的404公里铁矿浆管道运输线，设计年运输量为1200万吨。

70年代以后，管道运输向长距离、大管径、高难度发展。美国在1977年建成横贯阿拉斯加的输油管线，全长1287公里。管径1020毫米，年输油量达1.3亿吨。管线位于冰冻带和地震活动区，穿越300多条河流和3座高山。1987年，美国又建成纵贯阿拉斯加的输气管线。原苏联1985年和1990年先后建成了从西伯利亚到其欧洲部分的两条"管线走廊"，各有6条管线。

上述工程都是浩大而艰巨的。近年来管道输送设备不断采用新材料、新技术，特别是使用了电子技术、遥控技术，大大提高了管道输送的自动化水平。

1958年，中国在新疆建成第一条147公里的原油管道。1979年，建成东北、华北、华东三个地区的主干线管道4000多公里，担负着大庆、辽河、胜利、华北和中原等主要油田的原油输送任务。为了减轻铁路运输压力，中国的管道运输还需大力发展。

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