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爱因斯坦关系-电传导
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当应用于电传导的时候,通常把电迁移率定义为机械导纳与载流子的电荷 q 的乘积:也可以表述为:其中 E 是施加的电场;因此爱因斯坦关系变为:在任意态密度的半导体中,爱因斯坦关系为:其中是化学势,p 是粒子数。
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德国联邦铁路 120 型电力机车
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德国联邦铁路 120 型电力机车是德国铁路使用的一款电力机车型号。作为全球首款投入量产的三相电铁路机车(带有电子变频器),它被视为电力机车发展的一个里程碑。因此,它还代表了三相交流电传动技术发展的最终形态 —— 来自接触网的交流电经过三相的牵引变频器提取后,再驱动异步电动机。首台 ICE-1 型电联车的动车组动车也是基于 120 型的技术在 1980 年代中期研发成功。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-历史
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120 型机车是依靠三相异步电动机进行传动,从铁道技术的角度来看,它与单相串励电动机的区别在于显着降低了重量、并有更紧凑的尺寸和更低的维护成本。此外它还能承受高负载,因其本身并不具有(直流电机的)换向器。自 1899 年以来,带有固定电压和频率的高架电缆或接触轨便已经使用三相交流电驱动轨道车辆,而随着现代半导体技术的发展,车辆自 1960 年代起还可以借助本身的变频器产生三相电。电动机输出功率是直接通过可变电压和可变频率进行调节。德国联邦铁路对三相交流传动技术的首次体验是来自于自 1971 年起投入试运营的亨舍尔 DE2500 型柴油机车。这些机车的其中一台(202 002 号)被移除了柴油发动机和发电机,并附挂有一节 BDnrf 型控制车。控制车负责对机车进行供电,为此专门配备了一个主变压器和一个受电弓。在这种方式中,可以进行三相电力机车模拟运作。车组在 1974 年至 1975 年进行的试验中运作良好,并证明了当局所期望的一款可降低维护成本和停车时间的通用型机车在技术上是可行的。因为开发商对机车设计最初的目标便是:原则上可以取代当时在役的所有电力机车和任何类别的列车服务,无论是重载列车或快速列车。早在 1950 年代,德国联邦铁路就希望通过 E10 型机车来实现这一目标。但交流传动技术在当时仍无法应用,于是 E10 系列又被拆分为快速机车(E10 型)和货运机车(E40 型 / E50 型)。为针对通用型机车的愿景,导致了 Bo'Bo' 轴式的 120 型电力机车的研发合同最终在 1976 年面世。获得该合同的是个联合集团,其中 BBC 负责电气部件,而克劳斯 玛菲、克虏伯和亨舍尔则共同负责机械部件。首台小批量生产的三相电力机车 E1200 型在 1976 年由亨舍尔交付,并运用至鲁尔煤炭公司的矿场和港口铁路。这 6 台机车的实际运营结论也被纳入 120 型机车的开发。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-历史-试产机车 120.0 型
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1979 年 5 月 14 日,120 001 号机车作为首台采用交流传动技术的机车交付德国联邦铁路使用。它最初被批准的最高速度为 160 公里 / 小时,并在纽伦堡编组站进行实践测试。至 1980 年 1 月,它的另外 4 个兄弟 120 002 号至 005 号机车也陆续交付使用,其中在外观上略有不同的 120 005 号机车(深拉弯的前脸及最初设于车顶及缓冲器周围的外罩)在交付时被批准的最高速度达到 200 公里 / 小时。120 型机车的外观形象成为德国联邦铁路在 1980 年代的一面 “镜子”,并相继应用至 240 型柴油机车、628 型柴联车和 x 型车厢控制车之中。1980 年 8 月 13 日,120 002 号机车在汉诺威 汉堡铁路的策勒至于尔岑区间的运行速度达到 231 公里 / 小时,创造了三相电车辆的新世界纪录。三相交流传动技术以及通过牵引变频器使用的高效再生制动(在电阻制动时将机车的动能回馈至接触网)得到了完全的信任,但机车的变压器仍需要进行相应改进,并在测试阶段的使用过程中被经过修订的版本所取代。法兰克福维修车间为 120 型机车内构所设计的检查模式是从缓冲器至第一个转向架后。这种处理过程是德国联邦铁路其他任何当时在役的机车所没有的。1984 年 10 月 17 日及 18 日,机车正式使用新的定型。1984 年 10 月 17 日,120 001-3 号机车牵引着载荷为 250 吨重的特别列车,在奥格斯堡至多瑙沃特区间的运行速度达到 265 公里 / 小时。这是在众多嘉宾、包括联邦交通部长维尔纳・多林格尔的见证下,刷新了三相电机车的轨道车辆速度纪录。为此,机车对齿轮传动比及挡风玻璃进行了修改,同时车速表的标度也已被替换。其最高速度是在运行 3 分钟后达到的。该机车在 1985 年进行改造以用作最高纪录运行。作为德国联邦铁路和法国国家铁路合作项目的一部分,两家铁路公司之间的轨道及传动装置参数进行了协调统一。而该机车使用的基本上是全新的牵引电动机,所以最高运行速度应当高达 280 公里 / 小时。最高纪录机车作为 120 型系列的首台机车,于 2004 年在发生了严重事故后报废。在为期四年的运转试验中,5 台试产机车的运行里程共达到 400 万公里。120 型机车的开发成本接近 1 亿德国马克。原德国联邦铁路则负担其中的 60。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-历史-量产机车 120.1 型
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经过四年的运转试验后,德国联邦铁路在 1984 年订购了 60 台量产机车 120.1 型,其中单台机车的价格为 550 万德国马克。1985 年 4 月,联邦交通部长维尔纳・多林格尔公布了 60 台机车中最后 24 台的购置计划。他解除了采购协议中的选择权 —— 原本除了 36 台机车按计划交付外还有 24 台机车的选择权规定。这项采购的总投资额为 3.8 亿德国马克,并且所有机车应在 1988 年底前交付。与原型机车相比,量产机车仅作出了很小的改动,例如取消了作为备用的内置电阻制动,因为再生制动不同于最初的预期而被证明是可靠的。这在后来并不一定被视为积极的,因为 120.0 型原型车中较弱的机械性能也被保留至了量产机车当中。经过成功测试后,被批准最高速度为 160 公里 / 小时的 120 001 号至 004 号原型机和已批准最高速度为 200 公里 / 小时的 120 005 号原型车在量产机车到来后均被批准了 200 公里 / 小时的最高速度。1987 年 1 月 13 日,首台量产化的三相电机车 ——120 101 号机车交付给了原德国联邦铁路慕尼黑福莱曼维修车间使用。联邦交通部长维尔纳・多林格尔和德国联邦铁路董事长莱纳・戈尔克共同主持了象征性的钥匙交接仪式。量产机车的交付一直持续到 1989 年底。它们立即投入至定期班次服务,开始执行一个精简的交路计划,于白天牵引城际列车及区际列车,并在夜间牵引快速货运列车。120 137 号至 160 号机车在交付时采用经过修改的传动齿轮比,以获得在高速行驶时更高的牵引力。然而,这项变化也导致了机车在低速运行时的牵引力更低。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-历史-在德国铁路的运用
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在德国铁路改革的第三阶段中,120 型机车被加入到长途客运部门(即如今的德铁长途运输),因此也对其在货运列车服务中的运用也作出了限制。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-历史-在德国铁路的运用-试产 120.0 型
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5 台试产机车多年来曾连同其它 120 型机车被反复运用至常规客运服务。然而,在大多数时间内它们都担当轨道工程车(因此它们也被重定型为 752 型)或新技术的测试载体使用,并首次用作 1990 年代后期的电力机车新购项目的部件测试。其测试的部件包括此前可能因机车空间不足而没有使用的盘式制动器、或是可用于 101 型机车上的新式转向架及变频器。实验机车均配属明登和慕尼黑的联邦铁路中央局。为了开发 101 型机车,ABB 亨舍尔征调了 120 004 号和 005 号机车。由于 ABB 亨舍尔没有现代化版本的样车,而是仅有一个名为 Eco2000 的概念,因此其技术展示均需基于两台运营已达 15 年的 120 型试产机车进行。由于 Eco2000 的部件开发需要依靠 120 型的试产机车 120(或 752) 004 号和 005 号机车,因此 ABB 在 1992 年对两台机车进行了改造,以便使新的技术能够在实践中检验。其中 120 005 号机车搭载了基于可关断晶闸管技术的新式变频器及全新的航空电子控制设备;120 004 号机车则在此基础上还搭载了适用于 ICE 列车的盘式制动器、整体集成传动单元,以及用于主变压器的生物降解多元醇酯冷却剂。两台机车在此配置下参与了日常的城际列车运营,并在长距离的牵引工作中从未发生故障。120 004 号机车则因为高成本的改造而被视作 101 型机车的原型车。自 2002 年初以来,再没有 120 型的试产机车运用于常规服务。120 003 号机车由纽伦堡交通博物馆持有,它目前(2011 年)停放于奥格斯堡铁路公园。120 001 号机车是在 2004 年的一次严重事故中被完全损毁并在现场进行拆解,期间 120 002 号机车也已经报废。725 005 号机车被租借至了魏玛铁道博物馆,只有 752 004 号机车作为最后一台仍在运营的机车,由慕尼黑的德铁系统技术用作试验运行。2011 年 10 月,它也从德铁系统技术的运行中退役。自 2012 年 6 月起,这台机车可以在科布伦茨德国铁路博物馆内找到。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-历史-在德国铁路的运用-量产 120.1 型
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120 型机车作为气密性轨道车辆最初被运用至几个隧道区间,包括 1988 年 5 月建成通车的汉诺威 维尔茨堡高速铁路的维尔茨堡 富尔达南段,这主要是因为当时仍然缺乏足够的气密性轨道车辆可用。但由于存在早期探明的高损坏率问题,在 1988 年 8 月有比例高达 35 的 120 型机车无法正常使用。而自 120 136 号机车起发生的轮轴保护箱使用困难情况,则导致了更多机车延误运营。如今,德国铁路仍主要将 120 型机车运用于城际列车服务。但由于机车在最初几年存在过度使用的情况(白天长途客运,夜间重载货运),因此其可靠性在这期间已显着减弱,底盘断裂和其它严重损害也日益增加。120 型机车在 2007 年达到一个运营小高峰。有 37 台 120 型机车在 3 条城际列车的交路运行图中运用,同时也可作为新开通的、时速高达 200 公里 / 小时的慕尼黑 纽伦堡快车的补充使用,但已很少用作牵引货运列车。最先从服务运营中退役的 120 110 号、158 号和 159 号机车被用来作为交换配件的来源,其后由于运力需求的增加,它们又重返服务运营。120 158 号机车(截至 2011 年 1 月)则继续用作配件交换来源,机体是在 2010 年 6 月 16 日报废,并在长期封存于慕尼黑之后,目前已于德绍维修车间完成拆解。截至 2011 年 1 月,仍有 49 台 120.1 型机车处于运营状态。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-历史-在德国铁路的运用-改型 120.2 型
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120.2 型机车是指 5 台驻扎于罗斯托克的机车,专门用于牵引名为 “汉萨快车” 的动力集中式列车,后者由 5 节新式双层车厢组成。这条线路也是 “波罗的海沿岸” 网络的一部分。由于增加了车辆动力学数值(编组由 4 节变为 5 节),有 5 台 120 型机车在 2007 年首次搭载了短途客运软件包(目的地显示器、列车调度系统及服务器等),并被重定型为 120.2 型,使用连续的运营编号(201 号至 205 号)进行排列。它们在罗斯托 什未林 汉堡线路中的最高运行速度为 160 公里 / 小时。由于联邦铁道部最初拒绝为 120.2 型发放运营牌照,所以这条线路在 2008 年春季以前都只能使用 112 型机车运营(主要是所谓的 “夹心运行”:即列头及列尾各设一台机车)。至 2010 年底,再有三台机车使用新的运营编号 120 206 号至 208 号(原 120 136 号、139 号及 117 号)交付给德铁区域运输莱茵兰公司(后合并至德铁区域运输北莱茵 威斯特法伦公司),并驻扎在亚琛。它们主要被用做牵引北莱茵 威斯特法伦的莱茵 锡根快车。由于故障率增加,机车在当地被暂停使用并封存。同时驻扎于罗斯托克的 5 台机车也由于各种磨损及到期维修原因而经常造成运力不足,因此 3 台亚琛机车也相继移交罗斯托克使用。在 2013 年春季,120 207 号和 208 号机车已经返回亚琛使用,而 120 206 号机车则仍由罗斯托克支配。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-历史-在德国铁路的运用-改型 120.5 型
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120 153 号和 120 160 号机车在 2005 年初被售予德铁系统技术,并在纽伦堡车间进行了 IS 703 号彻底大修。它们使用不同的运营编号,其中 120 153 号更改为 120 501 号,120 160 号则改为 120 502 号。两台机车都用作牵引测试及测量列车在德国各地运行。在 2006 年世界杯足球赛期间,机车又被租借至德铁长途运输,用作牵引定期列车班次。时至今日,120.5 型机车仍可以在机车缺乏的情况下用作牵引长途列车班次。120 502 号在 2013 年被漆上了与测量车厢相匹配的黄色涂装。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-历史-在德国铁路的运用-121 型及后续型号
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在 2005 年 12 月 11 日起实施的运行图调整中,德铁汽车列车向德铁长途运输购入了部分 120 型机车,以用作牵引它们的人车同行班次。这些机车仍驻扎在慕尼黑,并计划重定型为 121 型,但只有 120 113 号列车完成了改变。这是因为机车在交付前由于长途客运需求量上升,它们又返回德铁长途运输运营。将 121 型作为 120 型机车后续型号的计划并没有实现,虽然早已有两台原型机使用过这一编号进行测试(因为当局希望保留 121 型,并将其用于 127 001 号机车和 128 001 号机车)。120 型机车在 1980 年代的原始概念是作为一款通用型机车,但随着铁路改革的推进而丧失了其必要性,因为已独立运作的德国铁路各业务部门基于成本原因而更青睐于使用切合自身需求的车辆。德国联邦铁路以前的希望载体从未使用在其预期定型的编号中。然而,高速动车组 ICE-1 列车和 ICE-2 列车的动力车是由 120 型机车直接演变而来。此外,它还启发了当代新型高性能电力机车的设计灵感,当中包括 101 型、152 型(127 001 号的后续发展)和 145 型(128 001 号的后续发展)。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-构造-电气设备
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在主变压器的 4 个独立的次级绕组背后,采用的是与此前德国轨道电气工程学技术显着不同的技术。每个次级绕组均被连接至对应的油冷式牵引变频器,后者由以下模块组成:•四象限整流器 •带有陷波器和解耦电容器的直流电压中间回路 •脉冲逆变器 每两个牵引变频器被接通在一起,共同供应单个转向架上的两台电动机。变压器次级侧的单相交流电压通过四象限整流器整流为直流电压。额定电压为 2800 伏(最高允许 3200 伏)的中间电路由一个调谐为 33⅓ 赫兹的滤波器和一个解耦电容器组成。脉冲逆变器由中间回路馈入,并产生三相交流电的可变电压(0-2200 伏相位)和频率(0.4-150 赫兹)用于牵引电动机。四象限整流器是按 183 赫兹分别以 90° 错开,并将行程控制在 11 倍的电网频率。异步驱动的脉冲逆变器可将上限为 200 赫兹的循环频率转化为 20 赫兹的电动机频率。高于 20 赫兹时则可使用同步循环的方式以避免电动机电流发生拍频。由于四象限整流器和脉冲逆变器的基本构造非常相似,因此它们也可执行反向操作,例如用于机车的再生制动:脉冲逆变器将电动机产生的三相电流输送至中间回路,再由四象限整流器重新整流为单相交流电压,并回馈至接触网。车顶上设有两副 SBS 80 型单臂受电弓。这是根据原来的单臂受电弓型号 SBS 65 型的标准进行开发的,并允许用于 250 公里 / 小时的最高速度(SBS 65 型仅为 200 公里 / 小时)。其 90 千克的构造也比 SBS 65 型更轻、并使用更好的悬架,以确保即便是在高速行驶中的安全接触。由于 120 型机车最初是作为测试载体设计,这也造成了车辆部件与传统机车相比也有所不同:主变压器第一次可以置于车辆底板下方,这使得机械舱可以保持非常干净和整洁,并提供一条直通的中央过道。全车部件的特点是广泛采用的轻量化构造,这在最初也出现过一些问题。尤其是变速齿轮和变速箱的轻量化设计很容易导致频繁的断裂及渗油,直至这些部件被替换为质量更强的结构。转向架采用传统的枢轴构造。驱动器的二系悬挂被灵活浮动的螺旋弹簧所取代,它能使转向架在过弯后自动复位至中心位置,并允许机车车体横向运动。轮轴的动力传输则由 BBC 制造的空心轴万向接头传动负责,牵引电动机的重量也完全由转向架缓解。120 型机车在辅助运行方面采用了全新的方式:它首次采用三相电辅助电网,相邻的较小电机也允许对辅助运行进行控制。120 型机车设有 3 个辅助变流器(Hilfsbetriebeumrichter,简称 HBU),并通过主变压的辅助绕组进行传输。1 号和 2 号 HBU 负责分别供应每副转向架上的两台牵引电动机,并每个都配备关联的变压器油冷散热装置。电动机的转数可根据散热需求进行灵活控制。3 号 HBU 按固定的频率运作,并供应至其它的辅助设备,例如变压器机油泵等。120 型机车的空气压缩机也通过 3 号 HBU 供应。为了令启动更为简便,空气压缩机在切换至 3 号 HBU 时会短暂关闭。机车会自动监控所有相关的温度数值。如果完全稳定的辅助运行超出数值上限,机车则会发出牵引力闭锁。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-构造-制动系统
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机车的制动装置除了电子制动器外,还有一个连续性的、间接作用的 KE-GPR 型空气制动器作为辅助制动使用。在机车制动时通常只启动电子制动,空气制动仅在电子制动失效时才进行干预和运作。与此相反的是标准机车的电阻制动并不会随着车辆速度的递减而降低制动力,但电子制动则可以依靠交流传统技术将全部性能陷入近乎完全停顿状态。为了提高轨道的静止摩擦力,特别是在恶劣天气条件下的静止摩擦力,机车在随后安装了一个所谓的 “清洁制动器”,这是通过电子制动运行的闸瓦式制动器,可提供 0.25 巴的制动缸压力。它通过对轮轴表面进行粗糙化处理,从而改善牵引力及制动力效果。停车制动则通过一个弹簧制动器实现。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-构造-驾驶室
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120.1 型机车在交付时便搭载了最早运用于 111 型机车上的气密性德国联邦铁路标准化驾驶室,而 120.0 型在随后也完成了相应改造后,这些机车都能在新造的线路中运行。气密性的内部空间对高速行驶而言十分重要,因为列车在交会时、特别是在高压强的隧道中,其与外部空气本身通常具有超过 400 公里 / 小时的相对速度,最坏的情况可以导致听力受损。因此,在当地使用的所有车辆都必须符合压力保护要求。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-构造-安全设备
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除了规定的安全软件包外 —— 包括紧急列车停止装置、由点状列车控制装置集成的线状列车控制装置、车载无线电设备 GSM-R 以及自动驾驶及制动控制系统外,120 型机车还配备有列车电空制动和架桥紧急制动(NBÜ,可使紧急制动列车避免在隧道内停车)的控制装置,并且加装有用于电子运行图和限速的电脑装置。所有机车在交付时均搭载了用于列车控制车的多单元列车控制系统系统。其包含了首次应用的复合时刻动力集中式列车控制设备(zeitmultiplexe Wendezugsteuerung,简称 ZWS),因此它与 101 型机车成为德国铁路仅有的两款可以驱动城际列车控制车达到 200 公里 / 小时的机车。试产机车则仍然搭载传统的动力集中式列车控制系统,它们允许用作驱动动力集中式列车运行,例如 n 型车厢。
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德国联邦铁路 120 型电力机车-涂装变化
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前 5 台试产机车 120.0 型在 1979 年交付时采用洋红色 / 米色的全欧快车涂装方案。为了改善空气动力学性能,120 005 号机车使用了一个比其它 4 台试产机车更易更换的前罩。为了对应机车特有的弯曲前脸,紫红色与白色的分界边缘也随之向下伸展。出于这个原因,紫红色条纹必须斜向驾驶室一侧,这也使得其在外观上与众不同。总共 60 台 120.1 型量产机车自 1987 年起采用当时新推出的东方红配色方案,并在前脸设有一个白色的警示区域,这被铁路职工成为 “围兜”。警示区域从前侧两端弯曲延伸至前窗下缘,此后这一区域又改为东方红色的条纹从挡风玻璃下方伸出。在检查和维修的过程中,两种配色方案都进行过尝试,当中只有形状和尺寸会发生略微的变化。自交通红的配色方案自 1996 年推出后,已有越来越多的机车采用了这款全新的、当前流行的涂装。为了牵引黄色涂装的检测和测量车辆,120 502 号机车在 2013 年被德铁系统技术漆以相匹配的黄色涂装。此外,由于这一系列型号宽大的侧壁开放空间,120 型机车也经常用作广告、艺术和周年纪念机车。例如
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细胞核
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细胞核是真核细胞特有的细胞结构,是真核细胞重要的组成部分,是一种封闭式膜状细胞器。细胞核是细胞代谢、细胞遗传的调控中心。细胞核内部含有细胞中绝大多数的遗传物质,就是 DNA。这些 DNA 与多种蛋白质(组织蛋白和非组织蛋白)、少量的 mRNA 等复合形成染色质,而染色质在细胞分裂时,会被压缩,形成染色体,其中所含的所有基因合称为核基因组。细胞核的作用,是维持基因的完整性,并借由调节基因表现来影响细胞活动。细胞核的主要构造为核膜,是一种将细胞核完全包覆的双层膜,使膜内物质与细胞质、以及具有细胞骨架功能的网状结构核纤层分隔开来。由于多数分子无法直接穿透核膜,因此核膜上存在一些位点上融合形成环状开口,即核孔,作为物质的进出信道。这些孔洞可让小分子与自由通透;而如蛋白质般较大的分子,则需要携带蛋白的帮助才能通过。核运输是细胞中最重要的功能;基因表现与染色体的保存,皆有赖于核孔上所进行的输送作用。细胞核内不含有任何其他膜状的结构,但也并非完全均匀,其中存在许多由特殊蛋白质、RNA 以及 DNA 所复合而成的次核体。而其中受理解最透彻的是核仁,此结构主要参与核糖体的合成、加工和成熟,以及核糖体亚单位的组装。核糖体在核仁中产出之后,会进入细胞质进行 mRNA 的转译。
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细胞核-历史
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细胞核是第一个被发现的细胞器。现存有关细胞核的图纸最早可以追溯到显微镜学家安东尼・范・列文虎克所绘制的鲑鱼血红细胞腔,而该腔后被认为是细胞核。弗朗兹・鲍尔在 1802 年对其进行最早的描述。1831 年,苏格兰植物学家罗伯特・布朗又在伦敦林奈学会的演讲中,对细胞核做了更为详细的叙述。布朗以显微镜观察兰花时,发现花朵外层细胞有一些不透光的区域,并称其为「areola」或「nucleus」。不过他并未提出这些构造可能的功用。马蒂亚斯・许莱登在 1838 年提出一项观点,认为细胞核能够生成细胞,并称这些细胞核为「细胞形成核」。他也表示自己发现了组成于「细胞形成核」周围的新细胞。不过弗朗兹・迈恩对此观念强烈反对,他认为细胞是经由分裂而增值,并认为许多细胞并没有细胞核。由细胞形成核作用重新生成细胞的观念,与罗伯特・雷马克及鲁道夫・菲尔绍的观点冲突,他们认为细胞是单独由细胞所生成。至此,细胞核的机能仍未明了。在 1876 到 1878 年间,的数份有关海胆卵细胞受精作用的研究显示,精子的细胞核会进到卵子的内部,并与卵子细胞核融合。首度阐释了生物个体由单一有核细胞发育而成的可能性。这与恩斯特・海克尔的理论不同,海克尔认为物种会在胚胎发育时期重演其种系发生历程,其中包括从原始且缺乏结构的黏液状「无核裂卵」,一直到有核细胞产生之间的过程。因此精细胞核在受精作用中的必要性受到了漫长的争论。赫特维希后来又在其他动物的细胞,包括两栖类与软件动物中确认了他的观察结果。而爱德华・施特拉斯布格也从植物得到相同结论。这些结果显示了细胞核在遗传上的重要性。1873 年,奥古斯特・魏斯曼提出了一项观点,认为母系与父系生殖细胞在遗传上具有相等的影响力。到了 20 世纪初,有丝分裂得到了观察,而孟德尔定律也重新见世,这时候细胞核在携带遗传消息上的重要性已逐渐明朗。
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细胞核-结构
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细胞核对动物而言是最大的细胞器。一般来说,大多数细胞是单核的,但也有些细胞具有多个核。此外,在某些成熟的细胞中,不再存在细胞核。细胞核的大小在不同生物细胞中是有差异的,高等动物的细胞核直径一般在 5~10μm,高等植物的细胞核一般为 5~20μm,低等细胞的细胞核直径一般为 1~4μm。细胞核的形状一般为圆球形或椭球形,但也有其他形状,譬如蚕的丝线细胞核为分枝形,粒性白细胞的核为多叶形。
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细胞核-结构-核膜与核孔
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核膜包括以平行方式相互重叠的两层膜状构造,也就是内膜及外膜,膜的厚度约为 70~80nm,两者之间的距离约 20 到 40nm,其间称为核周隙或膜间腔。核膜将细胞核完全包覆,使内侧的遗传物质与外侧的细胞质分离。并阻挡大分子在核质与细胞质之间自由扩散。细胞核的外膜与另一种膜状构造粗糙内质网相连,而膜间腔与内质网腔相通,两者皆缀有核糖体。内膜面向核质,表面光滑没有核糖体颗粒。穿透核膜的核孔拥有类似于信道的功能,是由多种核称为核孔蛋白的蛋白质所组成。核孔的直径为 80~120nm,分子量约 125 百万 Da,含有约 50(酵母菌)到 100(脊椎动物)个蛋白质。不过真正可让分子自由扩散的孔道只有宽 9 纳米,这是因为核孔中间存在一些调节系统。小型的水溶性分子可以直接通过,而大型分子如核酸与蛋白质则会受到阻碍,需要通过主动运输才能进入细胞核。典型的哺乳类细胞核膜上,拥有约 3000 到 4000 个核孔,这些核孔含有 8 个形状有如甜甜圈的环状对称构造,同时嵌于内外膜之中。伴随这些环状构造的核篮,则向内延伸进入核质;另外还有一系列的丝状构造伸入细胞质中。这些构造的功能是用来与核运输蛋白结合。许多蛋白质、核糖体次单元或 RNA,可在一类称为核转运蛋白的运输因子中介下通过核孔。其中可帮助分子进入核内的又称为内输蛋白;帮助分子离开细胞核的则称作外输蛋白。大多数核转运蛋白可直接与欲运送的分子作用,有些则需要转接蛋白协助。类固醇激素如皮质醇与醛固酮,以及其他作为细胞信号的脂溶性分子,可以从细胞膜扩散进入细胞质,并与将要进入细胞核内的核受体蛋白结合。这些受体与配体结合时具有转录因子的功用,若配体不存在,受体则有组织蛋白去乙酰酶的作用,可抑制基因表现。
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细胞核-结构-细胞骨架
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动物细胞内有两种用来支撑细胞核的中间纤维:其中核纤层为一种有系统的网状结构,分布于核模内侧;而另一种较缺乏系统的支撑构造则位于核模外侧。两种结构除了支撑核模外,也是染色体与核孔的赖以固定的位点。核纤层主要是由层蛋白所构成,与多数蛋白质相同,层蛋白是合成于细胞质,之后再送入细胞核内部。这些蛋白质在核内会先聚集在一起,再与原有的核纤层网状构造结合。此外,层蛋白也会出现在核质内部,组成另一种可在萤光显微下观察,称为 nucleoplasmic veil 的调控结构。此构造位于核仁外侧,且存在于分裂间期,其功能则尚未明了。目前已知有些形成 veil 的层蛋白结构,会与染色质结合并破坏其构造,进而抑制蛋白质编码基因的转录。与其他中间纤维相同的是,层蛋白单体含有一个 α 螺旋结构域。这些结构域两两互相缠绕,形成一种称为卷曲螺旋的双体结构。而两个双体还会再以反平行方式,组合成一种称为原丝的四聚体。八条原丝可以在水平排列下,形成卷曲状的绳状纤维。这些纤维可以在相同状态下聚合或分解,因此纤维的长度,是取决于纤维的增加与减少速率之间的竞争。当层蛋白基因发生突变时,会导致纤维的聚合情形发生缺陷,此种状况称为层蛋白病。这类病症中,以一系列称为早衰症的疾病较为著名。罹患早衰症的人,会显现出提早成熟并老化的现象。至于基因与老化表型之间在生物化学上的详细机制,目前并不明了。
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细胞核-结构-染色质
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染色质主要由蛋白质遗传物质 DNA 和构成,可以被碱性染料染成深色,在细胞分裂的间期,染色质呈现细长丝状;在分裂期,它们们会缩短变粗成为染色体,此时是观察染色体的最佳时期。此外还有少量遗传物质存在于线粒体、叶绿体等细胞器中。染色质可分为两种,一种是 DNA 以较松散的方式组成的真染色质,其中含有细胞中较多可表现的基因。另一种则是 DNA 结构较为紧密的异染色质,其中的 DNA 鲜少被转录。异染色质又可分为两种,一种称为「选择性」异染色质,含有的基因在特定种类细胞或特定发育阶段才会表现;另一种称为「永久性」异染色质,内含一些染色体构成物,例如端粒或着丝粒。染色质在分裂间期会分别组织在各自的领域中,这些领域称为「染色体区域」。主要存在于真染色质内的可作用基因,倾向于靠近在染色质区域的边缘地带。可与特定染色质结构,尤其是与核小体结合的一些抗体,与一些自体免疫疾病,如全身性红斑狼疮有关。这些抗体称为抗核抗体,已知与一部分发生于多发性硬化症中的全身性免疫系统失调有关。在早衰症中,抗体在导致自体免疫疾病症状上的影响并不显著。
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细胞核-结构-核仁
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核仁是细胞核内部一种染色浓度较高,且非膜状的不连续构造,有时被称作「次胞器」。这些核仁是从 rDNA,也就是核糖体 RNA的 DNA 编码周围开始成型,rDNA 片段具有串联重复特性,称作核仁组织区域。核仁的主要作用,是合成 rRNA 并组成核糖体;而核仁的凝聚性,则视其活性而定。当核糖体进行合成时,组成核仁的原料会快速聚合在一起,以帮助核糖体的生成,而核仁也并因此成型。观察显示当 rDNA 失去作用时,会使核仁的结构混杂在一起,使上述模型获得支持。核糖体组成的第一个步骤,是 rDNA 的转录,参与此过程的酵素是 RNA 聚合酶 I。转录作用会生成 rRNA 前体,之后再被切割成三个次单元,分别是 5.8S、18S 以及 28SrRNA。核仁中的 rRNA 会在转录以及后转录过程中聚集在一起,形成小核仁 RNA分子,其部分结构是来自被剪接作用移出的内含子,这些内含子原本属于 mRNA 前体;而此过程里的 mRNA,则是由负责核糖体功能的基因所转录而成。组装完成的核糖体次单元,是各种进出核孔的分子中体积最大者。在电子显微镜的观察下,可见核仁含有三个不同的区域,其中位于最内部的称为「纤维中心」,往外一层为「致密纤维组分」,最外围则是「颗粒组分」。rDNA 的转录可发生于 FC 或是 FC 与 DFC 的边界上。因此当细胞中的 rDNA 正在转录时,会使 FC 的数量增加。而大多数 rRNA 的分割与修饰,则发生在 DFC 部分,之后再于 GC 部位与蛋白质会合。
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细胞核-机能
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细胞核的主要机能是调控基因表现,并调节细胞周期中的 DNA 拷贝过程。细胞核是转录作用所发生的位置,由与可与细胞质中的转译作用隔离,使真核生物得以拥有一些原核生物所缺乏的基因调节能力。
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细胞核-机能-细胞分隔
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核膜使细胞核可掌控其内容物,并使这些物质与外部的细胞质隔离开来。这种作用对于核膜内外两侧的各种调控处理作用皆相当重要。有时细胞质中的处理作用必须受到限制,这时参与作用的关键物质就会移动到细胞核中,并与转录因子作用以进行负向调节,进而抑制反应路径中特定酵素的生成。以降解葡萄糖并生成能量的反应途径糖解作用为例,参与其中的己糖激酶负责催化第一个步骤,使葡萄糖转变成葡萄糖 磷酸。当糖解作用的后期产物果糖 磷酸浓度较高时,调控蛋白就会将六碳糖激酶移入细胞核,使其与核内蛋白质组合成为转录抑制复合物,以减弱糖解作用相关基因的表现。为了调控正在转录当中的基因,细胞可将某些参与调节基因表现的转录因子与 DNA 隔离,直到这些因子在其他消息传递路径中活化。不必要的基因表现即使只有少量,也会在此过程中受到阻碍。以参与大部分发炎反应的 NF-κB 调控基因为例,转录作用会受一连串消息路径所诱导,一开始是 TNF-α 信号分子与细胞膜上的受器结合,导致信号蛋白的重新补充,最后使 NF-κB 受到活化。NF-κB 上的核定位信号可使其经由核孔运输进入细胞核内,刺激目标基因的转录。分隔作用也可以防止细胞对尚未经过剪接的 mRNA 进行转译,因为真核生物的 mRNA 必须在转译作用开始之前去除其中的内含子,才能合成有用的蛋白质。mRNA 在与核糖体接触并开始转译以前,会先在细胞核中进行剪接作用,如果没有细胞核,那么未经处里的 mRNA 就会受到转译,进而产生形状错误,且功能无用的蛋白质。
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细胞核-机能-基因表现
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基因表现的第一步是转录,此过程利用 DNA 作为模板来合成 RNA。具有蛋白质编码的基因,会转录生成信使 RNA,而 mRNA 则会在稍后的转译作用中,经由核糖体的作用合成出蛋白质。由于核糖体位于细胞核外侧,因此 mRNA 必须在合成后送出核外。因为细胞核是转录进行位置,所以含有多种不同的蛋白质,有些直接参与转录;有些则参与相关的调节作用。这些蛋白质包括可以将双股 DNA 螺旋解开,帮助其他蛋白与其接触的螺旋酶;或是可以合成 RNA 的 RNA 聚合酶;以及可以改变 DNA 超螺旋程度的拓朴异构酶;还有多种调节基因表现的转录因子。
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细胞核-机能-前体 mRNA 的处理
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新合成的 mRNA 分子称为初级转录产物或前体 mRNA,在送入细胞质以前,必须先在细胞核内经过后转录修饰作用的处理。而细胞核内未受修饰的 mRNA,将会被降解而非用作蛋白质的转译合成。三种主要的修饰作用是 5' 端加帽、3' 端的多聚腺苷酸化,以及 RNA 剪接作用。前体 mRNA 会在细胞核中与多种蛋白质复合成异源核糖核蛋白颗粒。加上 5' 端帽的过程与转录作用同时进行,是后转录修饰的第一个步骤。3' 端多聚腺苷酸尾链则是在转录完成后才会加上。RNA 剪接是由称为剪接体的复合物进行,此过程中前体 mRNA 上不会转译成蛋白质的内含子将会被移除,之后将切割过的外显子片段重新组合成连续的分子。剪接作用通常发生在 5' 端帽与 3' 多聚腺苷酸处理完成之后,不过在一些外显子也可以发生在转录完成以前。包括可编码出抗体的许多前体 mRNA,可以经由多种不同的剪接方式生产出不同的 mRNA,进而转录出多种不同的蛋白质串行。这种过程称为选择性剪接,使一段变化有限的 DNA 得以生产出许多不一样的蛋白质。
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细胞核-机能-细胞核与细胞质
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细胞核与细胞质之间并不是简单的支配和被支配地位,细胞质本身并不是完全被动地接受细胞核的控制,而是对细胞核的正常功能的发挥具有不可缺少的作用,甚至对其有相当大的影响。可以说,细胞的生长发育是细胞核和细胞质的共同作用结果。这一观点可以用核移植实验说明:蛙脑细胞活性较低通常不再分裂,而成熟的未受精卵处于即将开始活跃的 DNA 合成状态。将分离的脑细胞核注入这种卵细胞,很快脑细胞核就被活化,进而进行 DNA 的合成。
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细胞核-无核与多核细胞
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虽然多数细胞都有一个细胞核,但也有些细胞没有细胞核,还有一些则是拥有多个细胞核。这可能属于正常现象,如哺乳类的红血球;也可能是肇因于细胞分裂过程中的不正常错误。另外原核细胞虽然没有细胞核,但有染色较深,含 DNA 多的区域,称为拟核。无核细胞没有细胞核,因此不具有分裂并制造姊妹细胞的能力。了解最透彻的无核细胞是哺乳类的红血球,这种细胞也少了其他的胞器,如线粒体。红血球主要的功能是作为运输工具,将肺部里的氧气送往身体各处组织。红血球是在骨髓中经由红血球生成作用产生,并在此过程中失去细胞核、胞器,以及核糖体。细胞核是在红血球母细胞分化形成网状红血球,也就是形成成熟红血球前体的过程中遭到排除。当存在某些突变原时,则可能导致部份未成熟的「微核」红血球被释放到血流当中。除此之外,无核细胞也可能在错误的细胞分裂中产生,此时两个姊妹细胞中有一个无核,另一个则有两个核。多核细胞含有多个细胞核。原生动物中多数属于等辐骨虫的物种,以及部分真菌类的菌根里,有自然形成的多核细胞。而人类骨骼肌中的肌细胞,也会在发育过程中形成多核细胞。这些细胞核排列在在靠近细胞边缘的位置,产生最大的细胞内空间供肌原纤维通过。人体中有一些不正常形成的多核细胞,例如当单核球与巨噬细胞融合时,会产生巨型多核细胞,有时会伴随着发炎反应,并与肿瘤的形成有关。
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细胞核-演化
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细胞核是真核细胞的主要结构,也因此有许多关于演化起源的推测。有四种主要理论可解释细胞核的存在,而这些理论皆尚未受到广泛支持。「共营模型」认为,古菌与细菌的共生,导致了含细胞核的真核细胞诞生。类似于现代产甲烷古菌的某些古代古菌,侵入并生活在类似于现代粘细菌的细菌体内,形成了早期的细胞核。此理论类似于原始真核生物与好氧细菌的内共生关系,也就是解释粒线体与叶绿体起源的理论。古菌与真核生物在特定蛋白质,如组织蛋白基因的相似性,支持了以古菌为基础的细胞核起源理论。观察显示黏细菌可自行运动,并形成多细胞复合体,也拥有与真核生物相似的激酶与 G 蛋白,此现象支持了真核细胞起源于细菌的说法。第二种模型认为,原始的真核细胞是在未发生内共生的状况下,自细菌演化而来。此理论的基础在于现代浮霉细菌拥有包含原始核孔与其他分隔模构造的核状结构。另一项类似说法指出,一种称为慢性细胞的类真核细胞,首先演化成型,并将古菌与细菌吞噬到体内,使细胞核与真核细胞形成。第三种是一项较具争议性的病毒起源模型,称为「病毒性真核生物起源」,此模型认为病毒感染了原核生物,导致膜结合细胞核与其他真核生物特征的成型。这种理论的基础在于真核生物与病毒间的某些相似性,如线性 DNA、mRNA 的加帽作用,以及蛋白质的紧密结合(病毒的外套膜相当于真核生物的组织蛋白)。理论的其中一个版本认为,吞噬作用形成了早期的细胞「掠食者」,并因此演化出细胞核。也有理论认为真核生物起源于受到痘病毒感染的古菌;因为观察显示,现代痘病毒与真核生物的 DNA 聚合酶具相似性。此外,病毒性真核生物起源假说,也可与部分性别相关演化问题有关。第四种是外膜假说,基于一项近期研究显示,传统上类似于内共生学说的观点,不足以有效地解释真核生物细胞核的起源。新模型称作「外膜假说」,认为细胞核是起源自演化出第二层外细胞膜的早期细胞;其靠近内部的膜转变成为细胞核膜,并逐渐演化出复杂的核孔结构,以帮助如核糖体单元等内部核成的物质送出核外。
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细胞核-相关疾病
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许多的遗传病甚至非遗传病都与染色体或细胞核的病变有关,如:•先天性愚型病 •镰刀状红细胞型贫血 •心脏病、白血病。
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螯合物
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螯合物是配合物的一种,在螯合物的结构中,一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯” 指螃蟹的大钳,此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。螯合物通常比一般配合物要稳定,其结构中经常具有的五或六元环结构更增强了稳定性。正因为这样,螯合物的稳定常数都非常高,许多螯合反应都是定量进行的,可以用来滴定。使用螯合物还可以掩蔽金属离子。可形成螯合物的配体叫螯合剂。常见的螯合剂如下:•乙二胺,二齿 •2,2'联吡啶,二齿 •1,10 邻二氮杂菲,二齿 •草酸根,二齿 •乙二胺四乙酸,六齿 •1,2 双 (二甲基胂) 苯,二齿 值得一提的是 EDTA。它能提供 2 个氮原子和 4 个羧基氧原子与金属配合,可以用 1 个分子把需要 6 配位的钙离子紧紧包裹起来,生成极稳定的产物。其化学结构表示如下:2NCH2CH2N 2 螯合物在工业中用来除去金属杂质,如水的软化、去除有毒的重金属离子等。一些生命必须的物质是螯合物,如血红蛋白和叶绿素中卟啉环上的 4 个氮原子把金属原子(血红蛋白含 Fe,叶绿素含 Mg)固定在环中心。
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啼笑因缘 (1987 年电视剧)
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《啼笑因缘》是香港亚洲电视 1987 年根据张恨水同名小说改编的电视连续剧,全剧共 25 集,监制李艳芳。主要演员有刘松仁、米雪、苗可秀等。
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啼笑因缘 (1987 年电视剧)-演员表
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刘松仁 饰 樊家树 •米雪 饰 沈凤喜 / 何丽娜 •苗可秀 饰 关秀姑 •伍永森 饰 沈三玄 •张铮 饰 关寿峰 •骆达华 饰 老子王 •荣𩙪 饰 快刀周 •李凌江 饰 江老海 •李亨 饰 樊端成 •敖龙 饰 樊端本 •曹达华 饰 何廉 •邓德光 饰 陶伯和 •温双燕 饰 陶太 •关子标 饰 副官 •梁舜燕 饰 沈大娘 •萧山仁 饰 黄鹤声 •陈彩燕 饰 雅琴 •李嘉玲 饰 樊淑宜 •张碧儿 饰 樊静宜 •莎凤 饰 樊母 •陈植槐 饰 祈涛 •方杰 饰 尚师长 •甘山 饰 刘德柱 •丁樱 饰 刘夫人 •汤镇宗 饰 沈国英 •邓美美 饰 何太 •吴仕德 饰 阿鹏 •邹伟光 饰 阿荣 •甘露 饰 容姐 •李映彤 饰 绮梅 •张炳灿 饰 匪甲 •洪志诚 饰 匪乙 •廖月然 饰 匪丙 •王小明 饰 兵头 •骆达华 饰 秃子王。
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丰富海-地质构成
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丰富海盆地形成于前酒海纪,月海周围的地质生成于酒海纪,而月海自身地质却属于晚雨海世,其地质层较危海或静海薄。丰富海撞击盆地与神酒海、静海和危海盆地相重叠。在西侧,该盆地通过一条弧形地堑与酒海盆地接壤;东侧是朗伦环形山。月海中央附近坐落着二座有趣的月坑 梅西耶陨石坑和梅西耶 A 陨坑 ",成功湾则位于丰富海的东侧边沿。不像其它许多的月海,丰富海中心没有质量瘤或高重力区。1968 年,美国五艘月球轨道飞船的多普勒测量仪在其它月海(如澄海或雨海)中心都探测到了质量瘤,后来的轨道飞行器,如月球勘探者和圣杯号飞船则高精度地绘制出了重力场图,从而揭开这一异常的形态。
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丰富海-人类活动
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1970 年 9 月,苏联月球 16 号探测器正是在这里自动采集并取回了第一份月壤样本;2009 年 3 月 1 日,中国嫦娥一号绕月卫星撞击该区,完成探月任务。
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丰富海-大众文化
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日本作家三岛由纪夫的著名作品《丰饶之海》借用了丰富海的日语译名为题。
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广州医科大学附属第一医院
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广州医科大学第一附属医院(简称 “广医附一院”、“广医一院”)是一所集医疗、教学、科研、保健、康复、院前急救于一体的大型三级甲等综合医院,也是广州呼吸疾病研究所、广州骨科研究所、广州泌尿外科研究所、广州医科大学中西医结合研究所的所在医院及国家首批 13 个国家临床医学研究中心之一,位于中国广东省广州市。
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广州医科大学附属第一医院-历史
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广医一院始于 1903 年由法国人创办的中法韬美医院,医院取名韬美是用以纪念当时的法属印度支那总督、后出任法国总统的保罗・杜美。在民国时期,不少广州军政要员曾入院治疗,一些在广州遭行刺的要人也被送往该院抢救。医院在抗日战争期间曾遭受日军的空袭轰炸。1951 年 3 月,中法韬美医院更名为广州市工人医院,并于 1969 年 8 月更名为广州市第四人民医院,1974 年归广州医学院管辖,并更名为广州医学院附属医院,1981 年更名为广州医学院第一附属医院,1993 年 10 月被评为三级甲等医院,2001 年 6 月 15 日启用海印院区,2013 年改为现名。2020 年 7 月,国家卫生健康委员会提出以广医一院为主体设置国家呼吸医学中心,与中日友好医院共同构成国家呼吸医学中心。2021 年 9 月 25 日,该院大坦沙院区(广州实验室暨广州医科大学附属第一医院国家呼吸医学中心临床基地)正式落成。
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广州医科大学附属第一医院-知名人物
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钟南山,中国工程院院士,医学家、教授。现任职于广州医科大学附属第一医院担任专家门诊医师,每周四下午开诊(视团队统一安排)。
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诗帖
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《诗帖》,原名《秾芳诗帖》,是北宋皇帝兼书法家赵佶(宋徽宗)的墨宝。以瘦金体写成,字体刻意夸大,是传世徽宗书迹中最大的,行笔更为挺拔刚劲。
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诗帖-原文
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这卷大字瘦金书为绢地,瘦硬中不失腴润之致,豪气跃然,显皇家气象。卷后有陈邦彦观款:“宣和书画超轶千古,此卷以画法作书,脱去笔墨畦迳,行间如幽兰丛竹,冷冷作风雨声,真神品也。” 对于这卷大字,蒋勋先生道出了这样的感慨:1126 年,北宋灭亡。铁蹄很快就踏碎了美丽的梦。徽宗带着他一切的美好:珍奇的花石、超妙的字画、随风飘动的牡丹花瓣、翩翩起舞的仙鹤、还有天青色的汝瓷一起归于湮灭。
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萨哈电离方程
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萨哈电离方程,又称为萨哈 朗缪尔方程,用于描述原子的离子化状态与温度和压力之间的关系的表达式,由印度物理学家梅格纳德・萨哈(1920 年)和欧文・朗缪尔(1923 年)发现。这个方程的一个最重要的应用,是解释恒星的光谱分类。该方程是结合量子力学和统计力学的想法的结果。
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萨哈电离方程-推导
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对于足够高的温度下的气体,原子之间的碰撞将使某些原子电离。通常束缚于原子的一个或更多个电子将从原子射出来,形成一团电子气体,与电离的原子和中性原子的气体共存。这个状态称为等离子体。萨哈方程把这个等离子体的电离程度用温度、密度和原子的电离能的函数来描述。该方程只对德拜长度较大的等离子体成立。这就是说,离子和电子对其它离子和电子的库仑电荷的屏蔽是可以忽略的。因此,随后的电离势的下降,以及配分函数的 “截止” 也是可以忽略的。对于由一种原子所组成的气体,萨哈方程为:其中:•是第 i 个电离状态中的原子密度,也就是说,原子失去了 i 个电子;•是 i 离子的状态的简并度;•是中性原子失去 i 个电子,形成一个 i 级离子所需要的能量;•是电子密度;•是电子的热德布罗意波长;:•是电子质量;•是气体的温度;•是玻尔兹曼常数;•是普朗克常数。在只有一级电离是重要的情况下,我们有,并定义总密度 n 为,于是萨哈方程简化为:其中是电离能。
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萨哈电离方程-粒子密度
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萨哈方程对于决定两个不同的电离级的粒子密度之比是很有用的。为了这个目的,它最有用的形式为:其中 Z 表示配分函数。萨哈方程可以视为化学势的平衡条件的一个重述:这个方程仅仅说明一个电离状态为 i 的原子的电势,与一个电子和一个电离状态为 i+1 的原子的电势是相等的;因此系统处于平衡,不会出现净电离变化。
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化合物
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化合物是由两种或两种以上的元素以固定的质量比通过化学键结合在一起的化学物质。化合物可以由化学反应分解为更简单的化学物质。像甲烷、葡萄糖、硫酸铅及二氧化碳都是化合物。化合物是纯物质分类下的一类,与元素和混合物相对。尽管有些情况下化合物的实际情况会与上述定义背离,如组成元素随制备方法而改变,内部结构并不均一,不同核素的分布并不固定等等,但一般仍认为它们属于化合物的范畴。另外,化合物中各元素的摩尔比并不一定是整数,某一元素也可呈不同的价态,例如非整比化合物和混合价态化合物。化学元素的单质即使由几个原子形成双原子分子或多原子分子(如 H2,S8),也不是化合物。除特别不活泼的稀有气体氖外,其他所有稳定元素都已制成了化合物。稀有气体化合物的制备曾费了一些周折。第一个稀有气体化合物六氟合铂酸氙是在 1962 年才制备而得。
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化合物-化合物的基本特性
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化合物有以下的基本特性:•化合物中的元素有一定的比例关系(定比定律):像水中的氢和氧的原子数比恒为 2:1。•化合物有一定的性质:化合物的性质可能和组成的元素不同,像由可助燃的氧和可燃烧的氢组成的水,既不会燃烧也不会助燃。
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化合物-有机化合物与无机化合物
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化合物主要分为有机化合物和无机化合物:•有机化合物大多数含有碳和氢等元素,且二元素形成碳氢键,如甲烷、葡萄糖等。有机化合物中有些含氧,此外也常含有氮、硫、卤素、磷等,组成元素的种类不多,但因为有机化合物中碳的结合力很强,可以互相结合成碳链或碳环,因此有机化合物可以有许多的变化,已知的有机化合物可达四百六十余万种。•无机化合物是所有不含碳的化合物及少数含碳的化合物(碳元素、碳硅化物、碳的氧化物、碳酸及碳酸盐、氰气及其衍生物),无机化合物组成元素的种类很多,已知的无机化合物约有四十万种,如硫酸铅、二氧化碳等。
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化合物-分子化合物与离子化合物
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化合物主要也可分为分子化合物和离子化合物,两者的物理性质有较大的差异:•分子化合物是由分子形成的化合物,分子内各原子以共价键相连接,分子之间存在分子间作用力(如凡得瓦力和氢键)。大部份分子化合物不是导体,其沸点较低,常温下可能是液体、固体或是气体。像水、二氧化碳、甲烷、葡萄糖都是分子化合物。•离子化合物是由金属原子及非金属原子所形成的,金属元素为阳离子,提供电子给非金属元素形成的阴离子(或包括非金属元素的酸根),氯化钠即为离子化合物,离子化合物的特性也很类似氯化钠,包括没有展性、固体时会形成晶体、高沸点及熔点、只有在液态或水溶液中才会导电等特性等。
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化合物-化合物和混合物的比较
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化合物和混合物不同。化合物的物理性质和化学性质和组成的元素不同,而混合物物理性质和化学性质和组成的成份有关,这是化合物和混合物的主要差异。例如氯为黄绿色有毒的气体,钠为有金属光泽的固体,二者都很容易反应,但组成的氯化钠(食盐)为无色或白色晶体,是很稳定的化合物。另一个区分化合物和混合物的方式是混合物的成份可以用较简单的物理方式分离,例如过滤、蒸发、使用磁力或其他方式分离,但化合物的组合成份只能用化学反应才能分离。相对的,混合物用物理的方式即可产生,但要制备化合物,需要用组成元素进行化学反应,或是将其他化合物进行化学反应才能制备。除了金属互化物之外的合金都是混合物,但有时会被误认为化合物。合金是利用物理方式产生,一般是将组成的金属加热到液态,混合后再冷却而得。另外类似化合物的混合物包括碱金属的液氨溶液。
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100044.md
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化合物-相态
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所有化合物都可以固态存在,以分子存在的化合物大多存在液态、气态形式,有些甚至可以等离子体存在,超临界流体的物质也可以存在,如超临界态的二氧化碳,它较常态的二氧化碳有更强的溶解性。只要加热的温度足够高,所有化合物都会分解,生成更简单的化合物甚至相应的单质。如:•2NaHCO3 -Na2CO3 +H2O +CO2 •HCl •O2。
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化合物-化学键
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所谓化学键,即是一化学反应发生时,原子之间彼此键结的型式,一般常见的有共价键、离子键、金属键。•共价键:共价键为二个原子分享电子对,原子间的吸引力及排斥力平衡后所成之键结形式,例如溴化氢、氯化铝。配合物中的共价键,其共用的电子对是由其中一原子独自供应,此时称为配位键。•离子键:当共价键键结形成之分子,原子间若电负性差在 1.7 以上时(电负性为原子吸引电子的能力),造成空间中电荷密度分布不均,电子会被吸引到电负性较大的原子那一方,由于吸引电子,故电负性大的原子表现出类似带负电的特性,反之,电负性小的原子表现出类似正电荷的性质。含有离子键的化合物如:氧化铝、氯化锰。综合上述,若化合物中的原子电负性差小于 1.7,则为共价键,若电负性差大于 1.7,则为离子键。•金属键:金属原子大部分电负性小,故没有将价电子保留在自己原子核周围的能力,造成电子四处游离,当大量金属原子聚集,大量游离的电子会在规则排列的金属原子核间四处移动不受限制,这种大量电子游离的样貌被称为电子海,借由电子海及金属原子核彼此之间的作用力,即称为金属键。金属互化物中的原子就是因金属键而结合。•范德华力:一般被认为是原子间交互作用的结果,但实际上并未发生化学反应,该键有多种型式,键结力量弱,其中之一为氢键,顾名思义,即氢原子在空间中与其他原子彼此交互作用而形成的范德华键。由于其能量较低,一般会归类为分子作用力,不属于化学键。
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化合物-氧化态
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氧化态为化合物中某个原子氧化程度的量度。一般氧化态与另一个概念氧化数混用,但这二者之间仍有区别。化合物中原子氧化态的主要计算方法为:•大多数化合物中,氢的氧化态为 1,氧的氧化态为 2。(例外有:活泼金属氢化物中,氢的氧化态为 1;过氧化物中,氧的氧化态为 1;) •中性分子中,各原子氧化态的代数和为零;离子中,各原子氧化态代数和与离子的电荷相等。
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化合物-化学式
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化学式是用元素符号和数字表示物质组成的式子。只有纯物质才有化学式,混合物则没有。根据不同的形式差异,广义的化学式又可分为分子式、化学式、电子式、结构式、实验式(又称最简式)、键线式(又称骨架式)等等。若是化合物以分子的形式存在,一般会用分子式为其化学式,若是矿物、金属氧化物或是盐类,一般会用实验式为其化学式。化学式中元素的顺序一般会依希尔体系排列。其体系中一般碳原子会放在化学式的最前面,后面是氢原子,其他元素则依照字母顺序排列。若化合物中没有碳,则包括氢在内的所有元素都依照字母顺序排列。不过仍有一些化合物不依照此原则,例如离子化合物的阳离子一定放在前面,后面是阴离子,而氧化物的氧通常都放在后面。有机酸的化学式一般也会依照希尔体系,碳和氢原子放在前面,例如三氟乙酸的化学式为 C2HF3O2。不过三氟乙酸的结构简式 CF3CO2H 可以表示较多的信息。一般无机化合物不会以结构式来表示,像硫酸的化学式为 H2SO4,但其中没有氢 硫键,若用类似结构式的方式,可以表示为 O2S 2,其中可以表达更多的信息,但几乎没有人用这様的方式写硫酸的化学式。
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化合物-CAS 号
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每一种出现在文献中的物质,包括化合物,都会有一个唯一的数字的数字识别号码,称为 CAS 号。不过 CAS 编号中也有对应单质、高分子材料、及合金的编号。因此有 CAS 号的不一定是化合物。
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素攀石本头公古庙
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素攀石本头公古庙,又名素攀府城隍庙、素攀古庙,位于泰国的中部之素攀武里府的素攀直辖县。此庙建于 1987 年,曾为泰国式建筑物,供奉两尊绿色的石雕「石本头公」。现已改建成中国式风格。
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素攀石本头公古庙-建筑
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从平面建筑来看,为中国式园林建筑群,气势磅礴。当进入山门后,就是一个庭园,左右两侧分别为两座小门楼,正中为一根龙型高柱,它代表天地跨过殿后有十六根金碧辉煌的龙型柱,颇有皇室气派。正殿前部分,隔成一间小屋,供着两尊两尊绿色的「石本头公」,据说已有百年历史,泰国民众所指的「石本头公」,其实乃是印度教之毗湿奴。正殿后部分有两个中国式的神龛,它们分别是「福德庙」及「众神庙」。•在 1996 年时,「城隍庙委员会」的主席:马德祥先生提出重建该庙,兴建镇城神柱,再兴建当时世界最大的超过一百公尺的龙型雕像、七层佛塔、仿制天安门等建筑物,成为当地的观光名胜。在当地的华人群策群力,以募捐的形式筹得巨款,建成现在的建筑群。那座龙型建筑被设备先进的多媒体设备,用来展示五千年的中华文化。•铭文内容:『泰中关系源远流长。在泰国皇室的荫蔽之下,于乡土养育之中,泰国华人,无不感恩戴德,无时不口歌心颂,无所不力行图报,念兹在兹。本馆之兴建,缘起于素攀府城隍庙委员会主席马德祥先生的感恩愿望,以及热衷于泰中建交史的商贾、民众。正值西元 1996 年,泰中建交 20 周年之际,各界仁人,着手筹划募捐,奠基建馆。冀恒久展现华夏五千年文明史,仅供后人瞻念,并促进泰中友谊,万古长青。』。
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山菅-分布
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分布于中国、日本、台湾、琉球、澳洲、印尼等亚洲热带地区至至非洲的马达加斯加岛亦有分布。中国国内分布于四川(重庆、南川一带)、云南(漾濞)、贵州、广西、广东(包括海南岛)、江西(南部)、浙江及福建等地。
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山菅-形态特征
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山菅是一种多年生草本植物。根状茎圆柱状,横走,直径约 1 厘米。茎直立,连同花序高 1-2 米。叶革质坚挺呈线状披针形,基部稍收狭,两列状排列,近基生,长约 30-70 厘米,宽约 1-2.5 厘米;叶两面无毛,中脉在下面隆起;叶鞘侧扁,顶端长渐尖,有龙骨状凸起,基部套叠状抱茎,边缘及脊上均具褐色膜质的狭翅。花为圆锥状花序顶生,由多个小的总状花序所组成,花序部份分枝少而短,长约 10-30 厘米;总花梗与叶等长,有鞘状苞片 2-3 枚;花常数朵聚生于花序分枝的近顶端,花梗长约 5-10 毫米,顶端具关节;小苞片呈卵形,顶端急尖;花被淡黄色、淡紫色、或绿白色,6 裂,外轮花被片披针形,被脉 5-7 条,长约 6-8 毫米,宽约 2-3 毫米,内轮花被片则较狭,被脉 5 条;雄蕊 6 枚,长约 6-7 毫米;花药长圆形,顶端孔裂,长约 3.5 毫米,宽约 2-3 毫米;花丝肉质,呈膝状弯曲,顶端弯曲部份膨大,膨大部份长约 1 毫米;子房球形,长约 2 毫米,每室有 6 粒胚珠;花柱纤细,长约 4-6 毫米。果为近球形浆果,青绿色,成熟时紫蓝色,直径约 4-8 毫米,具 5-6 粒种子。种子卵形。
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山菅-生长
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山菅喜生长于高温湿润的气候,喜半阴或光线充足的环境,不拘土质,不能耐旱,越冬时温度需于摄氏 5 度以上。可使用分株法繁殖,或春季时播种繁殖。
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山菅-医药用途及其毒性
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性味甘、辛、性凉、有大毒,全草具有毒性,茎汁毒性尤强,误食可引致腹泻、食欲不振及精神萎缩等,严重可致呼吸困难而死。家畜若误服可引致死亡。叶可治蛇伤;根状茎可治腹痛,磨成粉状外敷可治脓肿、癣、淋巴结炎等疾病。茎和叶捣汁,与米炒香或将汁液浸米晒干后可作为老鼠药。
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客家桐花祭
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客家桐花祭为台湾客家委员会在油桐花季与各县市共同举办的庆典,是结合客家文化、生态旅游与地方创生之一系列文化仪式与观光活动。
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客家桐花祭-沿革
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油桐树原于日治时期引入台湾,并在中华民国政府迁台后广泛种植于桃竹苗地区的客家庄与中部山区,作为榨取桐油的经济作物。后随台湾化工业逐渐兴盛,不再需要仰赖桐油照明、防锈,不适合当作木材的油桐树逐渐丧失经济价值,留下浅山地区满山遍野无人问津的油桐树。2002 年,在时任客委会主委叶菊兰主导下,以「唤醒山林文化的生命与记忆」作为主轴,从苗栗县开始发展桐花祭活动;在每年桐花绽放时邀请大众赏花、游客庄,是为客家桐花季的滥觞。其后的桐花祭不断扩大规模,希冀能做大成客家的代表节庆,以带动客家文化扎根及客庄的经济发展。2004 年,客家桐花祭于全国 32 个乡镇市举办活动、吸引了 270 万人次的参与人潮;后更以邀请五月天作为活动代言人、辅导业者开发桐花意象商品等形式,通过中央筹划、企业加盟、地方运行、社区营造的合作模式,提升客家桐花祭的观光与经济效益。除了发展经济外,桐花祭也举办音乐会,邀请艺术家编舞、写曲,举办流行音乐创作大赛与「桐花文学奖」,鼓励新生代人才、为客家文化注入新活水。2022 年起,桐花祭不再冠上「客家」二字,从大型活动改为举办一系列小型仪式与小型聚会,强调绿色旅游、地方创生与客家文化。
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客家桐花祭-文化意义
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油桐树作为客家庄常见的经济作物,与客家历史文化本就有深厚的历史象征。在发展为桐花祭活动时,通过仪式的设计导入生态永续与文化永续的价值关怀:借由开幕时以简单祭仪向土地、山神、天神虔诚祝祭祷告,感念客家先人开山打林、感谢孕育生命的山川土地,进一步将客家桐花祭的内涵神圣化,赋予桐花祭的「祭」在文化上的实质意义。
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客家桐花祭-活动内容-祭拜客庄土地公
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每年客委会皆会挑选一处客家庄的老土地公祭拜,如 2002 年设坛祭祀苗栗公馆北河桐花林荫下的百年伯公石龛、2022 年赴狮潭祭拜石硖伯公、2023 年赴三义祭拜百年石头伯公。
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客家桐花祭-活动内容-创作客家三行诗
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邀请向阳、鸿鸿、曾贵海、张芳慈、潘柏霖等作家诗人创作客家三行诗,并开放民众投稿。
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客家桐花祭-影响力
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客家桐花祭自 2002 年举办时推广的好花共赏,发展成超过 200 余亿台币经济价值的文化品牌与年度盛会。有学者认为,桐花祭建构的是一个生态旅游与认识客家文化的时空场域,不仅增加了客家族群的能见度,也促进了客家农民的经济收入,更带动了客家庄的产业发展。2010 年时任客委会主委李永得受访时指出,桐花季之所以能够逐年成长,首先是结合了文化、旅游、生态、产业等多元面向,并以政府力量带动民间社团与产业投入;其次是桐花祭中客家族群认真生活、重视家庭的精神价值能够引起民众共鸣;最后,创意的桐花商品也正好迎合近年文创产业的风潮,是桐花祭广受欢迎的三个重要因素。
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客家桐花祭-隐忧与反思
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油桐树虽然具有优美树形与茂盛花容,然而作为外来种植物,尤以木油桐(千年桐)为首的油桐在野外有逐渐扩大为强势树种的趋势;从植物自然生态与生物多样性看来,对台湾原生种植物将可能构成威胁与压迫,因而获苗栗农改场呼吁重视。桐花祭带来的观光与文创商机,也容易流于商业化、形式化,使得桐花意象成为浮滥的符码。在地媒体工作者便曾呼吁应重视桐花祭的文化性,扎根在地文史脉络、链接国内外艺文作家,鼓励在地竹编、纸作坊、木雕、陶艺老师傅传承技艺,让台湾人借由桐花祭看见现代的客家村风景。
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沙没沙空府-历史
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该府原名为「他钦」(泰文:ท่าจีน Tha Chin),意思是「中国码头」。在 1548 年的大城王朝把该府定为战时治海城镇总动员枢纽,并更名为「沙空目里」。日后拉玛四世把「沙空目里府」改为「沙没沙空府」,华人称为「龙仔厝府」。
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沙没沙空府-地理
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面积约为 872 平方公里,距首都曼谷约 28 公里。其疆域北连叻武里府及佛统府;南毗暹罗湾;东接曼谷;西临沙没颂堪府及叻武里府。该府是海滨低洼地带,位于他金河口、暹罗湾北端,该府还是泰国最大的海产集散地,是盐田最多的沿海府治,也是大、中、 型工业集中地。
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沙没沙空府-行政
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龙仔厝府行政区共分为 3 个县,再分成 40 个区,并细分成 288 个村。
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沙没沙空府-名胜古迹
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舵手那拉信纪念碑:为纪念大城王朝严守纪律的忠义舵手那拉信而建,原位于曲折的柯堪港,后移至玛哈猜河毗。•仓隆寺:位于直辖县,建于大城王朝,内有皇家纪念碑,近年被装修一新。除建筑宏伟、繁花似锦外,尚可欣赏他金河毗的美景。•哇拉沙它咖雅兰寺:位于万标县,游客可参观此名刹,另可欣赏成千上万的乌鸦栖息在寺里大树的奇景。•柯堪寺:位于柯堪河毗,为一宽广的古老佛寺,内有许多与那拉信舵手有关的文物古董。•哇雅庄巴沙寺:位于直辖县,建于大城时代,寺庙大门为柚木雕刻,精致美丽,寺内收藏有各种文物供参观。•果园区:位于甲童烹县及万标县,有果园、菜园、兰花圃、椰子园的等,常吸引游客前往观赏。•邦威青措碉堡:位于直辖县,建于拉玛三世时代,旨在防御外来海军入侵。其大炮已移至附近的城隍庙及府署前展示。•坡哈河上市场:位于万标县,每天早上六时至中午十二时,许多小舟满载各种鲜菜水果在此兜售,令人嘱目。•盐田:制盐是该府民众的重要在「吞武里-北桃路」边的村庄,有许多居民从事盐田工作,游客可参观其制盐方法。
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卢福坦
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卢福坦,别名李翌、李燕谋,字腾光。山东泰安旧镇人。中国共产党早期党员,曾任中共中央政治局常委、中共山东省委书记,后叛离中共。1951 年被捕,长期羁押,文革时被处决。
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卢福坦-生平
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1926 年加入中国共产党。1927 年先后担任中共青岛市委书记、山东省执行委员会书记。1928 年中共六大上当选为中共中央委员,中共六届一中全会上当选为中央政治局候补委员。1928 年 11 月任中共山东省委书记。1930 年任中共河北省委书记、中共河南省委书记。1931 年在中共六届四中全会上当选为中央政治局委员。1931 年 9 月临时中央成立,任常委,并任中华苏维埃共和国临时中央政府执行委员。1932 年任上海总工会委员长,中华全国总工会党团书记,后兼组织部部长。1933 年 1 月于上海公共租界被捕后叛变,曾任国民党特务机关中央调查统计局徐州特区行动股长、中统上海区情报股长、京赣铁路调查统计室南昌区区长等职。中华人民共和国成立后,于 1951 年 5 月 24 日在昆明被人民政府逮捕并在上海被长期关押。1968 年因在文化大革命中交代出 1930 年代赵溶(康生)被捕叛变的经过,由康生、中华人民共和国公安部部长谢富治签署命令,于 1969 年 11 月被处决。
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夜功府-历史
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该府原名为「夜功府」,因位于毗,在 1722 年,更名「沙没颂堪府」,但华人们仍习称为「夜功府」。在大城时代以前,该府曾属叻武里府管辖,以后才分出独立成一府治。在 1831 年,拉玛三世在河口建「披卡卡实碉堡」。至 1906 年,拉玛五世拆除,并改建为水师学堂,直至 1922 年被拉玛六世解散,才改为府署。
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夜功府-地理
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面积约为 416 平方公里,它是泰国面积最小的府治,距首都曼谷约 74 公里。其疆域北临碧武里府及沙没沙空府;南毗碧武里府及夜功河;东界龙仔厝府;西濒碧武里府及叻丕府。该府为海滨低洼地带,距夜功河河口仅六公里而已。该府的水果及海鲜水产均甚丰富,工厂则不多。
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夜功府-行政
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夜功府行政区共分为 3 个县,再分成 33 个区,细分成 284 个村。
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夜功府-名胜古迹
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曼连寺:位于直辖县的夜功河毗,内供奉一尊高三公尺的托钵佛像,属该府最大的寺庙,香火不绝。•螺管丘:位于夜功河口,每年 4 至 5 月份的旱季中,则自岛中浮出,可观察螺管的生活形态。•拍菩功兰柏丽公园:距直辖县约六公里,占地面积约 17,600 平方公尺,园内共有五座泰式艺术风格的建筑物,四座为博物馆;一座为图书馆。除有众多文物古董供参观外,尚出售很多任务艺品、土特产。•哇庵拍温庶迪呀喃寺:位于红涂我河口,是敕封名刹,建于拉玛一世时代,相传是拉玛二世的•哇朱拉玛尼寺:位于红涂我河畔,建于大城时代,寺壁有美丽的浮雕。•水上市场:位于红涂我县,每天早上六时至九时,在红涂我河口市场上,均有很多小贩和消费者在买卖。•荔枝节盛会:该府盛产水果,也有荔技,每年 4 月底至 5 月初,均举行常年荔枝节盛会,展销各种农贸产品。•考字讪佛寺:位于直辖县的字讪区,为一古老佛寺,寺顶以瓷器嵌砌,寺门有美丽的浮雕。•挽甲蓬寺:位于红涂我县,建于大城时代末期,寺壁雕刻精美。
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爱丁堡公爵奖励计划
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爱丁堡公爵奖励计划(Edinburgh's Award,通常简称为 DofE)是一项青年奖项计划,由爱丁堡公爵菲腊亲王于 1956 年在英国创立。该奖项表彰青少年及年轻成年人完成一系列自我提升的锻炼,这些锻炼是基于库尔特・哈恩提出的「现代青年的六种衰退」而设的解决方案。
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安倍夏美
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安倍夏美(安倍 なつみ,),日本女歌手、演员,女子偶像团体「早安少女组。」的前成员,北海道室兰市出身。暱称なっち或小夏。妹妹安倍麻美也是艺人。
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安倍夏美-经历
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1997 年,安倍夏美参加射乱 Q 女主唱试演会,。通过五日间亲手卖出五万张单曲的人气测试后正式出道。1998 年,早安少女组。于出道隔年即获得日本唱片大赏最佳新人奖,并获 NHK 红白歌合战邀请演出。
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安倍夏美-人物
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名字「なつみ」的由来,是因为母亲当时极喜欢电视剧《有点我行我素》中桃井薰饰演的角色「浅井なつみ」而命名。•和成员饭田圭织在北海道室兰市的同一间医院•想成为歌手是因为国中时在尊敬 主唱 YUKI。
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德国联邦铁路 103 型电力机车
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德国联邦铁路 103 型电力机车(DB-Baureihe 103,前称 E03 型)是德国联邦铁路用于牵引快速旅客列车的一款重型六轴电力机车。它长期以来一直被视为德国联邦铁路的旗舰车型,并且是除 V200 型柴油机车外最著名的德国机车。伴随着 7,440 千瓦的持续功率,E03 型在出厂后即成为全球功率最强大的单体机车,并至今仍是德国铁路运输中用于牵引定期班次的最强大机车。德国联邦铁路自 1965 年起以 “高速运转机车”的名义生产了 4 台 E03 型的试验性原型车,并在 1968 年根据前者新的编号方案被重新编为 103 001 号至 004 号机车。从 1970 年至 1974 年,共有 145 台同型机车以 103 101 号至 245 的编号投入运转。它们的官方系列型号为 103.1 型。自 1997 年起,103 型机车逐渐被德国铁路股份公司所淘汰,而快速旅客列车的牵引任务亦由 101 型机车所取代。经过近 30 年的运转,尤其是长期牵引大编组、时速达 200 公里 / 小时的城际列车班次,以及每年高达 35 万公里的运转里程使得 103 型机车的磨损严重。德国铁路在 2003 年下令将所有的 103 型机车从常规运转中退役,但至今仍有 4 台机车作为备用运转,用作特别班次、调度班次和定期班次的牵引任务。其中 103 113-7 号和 103 235-8 号机车配属德铁长途运输法兰克福车辆段(用作牵引定期班次),103 222-6 号机车配属德铁系统技术(允许最高运转速度达 280 公里 / 小时)以及 103 245-7 配属德铁长途运输慕尼黑车辆段(用作牵引定期班次)。另有 12 台机车在博物馆保存,其中包括 3 台原型车。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-机车-研发-兴起
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103 型机车的开发历史可以追溯至 1950 年代。在第二次世界大战中受损严重的铁路网络完成修复后,德国联邦铁路开始为铁路长途客运构建一个电气化的快速交通网络。起初,快速列车或长途列车班次主要由一些战前生产的机车负责牵引,例如德意志国铁路 E18 型电力机车。当局早在这时便已计划将部分长途列车的最大运转速度提升至 160 公里 / 小时。其最初的想法是对原德意志国铁路 E19 型电力机车进行改造,因后者原本的设计时速即已达到 225 公里 / 小时,但由于机车设计的过时和制动系统的稳定性欠佳而作罢。因此计划又转为新开发一款最高时速为 180 公里 / 小时和牵引功率为 5,000 千瓦的六轴机车,研发代号为 E01。自 1960 年代起,快速列车服务逐步采用更具现代化的 E10 型和 E10.12 型机车担当牵引本务,同时全欧快车班次则主要以动车组担当。而 50 年代初的开发计划则由于 E10 型机车的投产而搁置,直至 1961 年才得以再度重启。但此时的研发概念已发生了转变,它要求机车的最高速度提升为 200 公里 / 小时,并且轴重应当仅为 18 公吨。克虏伯及 AEG 联合提交了一款在两副转向架上搭载 4 对和 2 对的电力机车设计,轴式采用 式或 式。4 台电动机分别可输出 1,250 千瓦的牵引功率。而亨舍尔提交的机车设计则设有两副三轴转向架,当中的轮轴均为独立驱动。这便是 E03 型机车。于是亨舍尔获得了机械部件的相关开发订单。电气部件则委托西门子 舒克尔特制造,后者自 1966 年起成为西门子公司的附属企业。为了筹备生产原型车,新的转向架最初在两台 E10 型机车中进行测试,使得后者的最高时速可达 200 公里 / 小时。这两台机车搭载有不同的空心轴传动设备:E10 299 号机车使用亨舍尔提供的分流传动,而 E10 300 号机车则使用西门子 舒克尔特提供的橡胶轴传动。同年,两台机车在班贝格至福希海姆间进行了高速试运转,以寻求明确对架空电缆及道碴的适应性、以及被动轮对的轴承及悬吊系统设置。此时尚不清楚两种传动设备中哪种更好,因此在 1965 年初交付的 4 台 E03 型样车中,各搭载了两副亨舍尔和西门子 舒克尔的传动设备,为后期交付的量产机车需求更轻的重量。机车的头部外形由汉诺威科技大学通过风洞试验确定。因此机车的外形设计也具有流线型和典雅的特点。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-机车-研发-试验性样车
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首台竣工的机车是 E03 002 号车。它于 1965 年 2 月 11 日在亨舍尔的卡塞尔工厂出厂,德国联邦铁路为其举行了出厂仪式。此时它暂时使用了 E03 001 号机车的标牌。一个月后,真正的 E03 001 号机车出厂,而 E03 003 号和 004 号机车也在 6 月竣工。新机车在 1965 年 6 月的慕尼黑交通展首次对公众展示。凭借其在当时的卓越性能,E03 型机车在面向公众时并不使用普通的 Schnellzuglok(快速列车机车)称谓,而是使用 Schnellfahrlokomotive(高速运转机车)的专业术语作为惯用语直至 1980 年代末。时至今日,部分出版物在特定情况下仍然使用这一用语。在慕尼黑交通展举办期间,新机车开始在慕尼黑至奥格斯堡间的铁道路在线以 200 公里 / 小时的速度牵引两对定期快速列车班次(D10/11 次及 D12/13 次)运转。这对展览会本身及国际社会造成了不小的轰动:在 1965 年 6 月 26 日的常规时刻表中,德国既有旅客列车的运转速度首次达到了 200 公里 / 小时。这项运转在 1965 年 10 月 3 日终止,随后新机车又用作牵引全欧快车车厢。对于在如此高速的状态下运转,德国联邦铁路需要得到联邦交通运输部的特别许可,但仅这在交通展举办期间有效。同时,这也是德国首款搭载自动化驾驶及制动操纵系统的机车,它支持火车司机进行车速定速行驶功能。然而,伴随展示运转的还有大量的机件损坏。只有通过不断的更换这款技术尚未成熟的发动机及整机返回车辆段维修,才可维持常规时刻表运转。因此,E03 003 号机车在展览场地仅能展示一个已拆卸牵引电动机的车体。而此时其它 3 台用于牵引定期班次的机车中,有 1 台返回了车辆段,1 台作为备用机车,仅剩有 1 台仍在维持牵引快速列车。尽管存在种种问题,E03 型机车还是在交通展期间以 200 公里 / 小时的速度完成了 347 次演示运转。交通展结束后,4 台机车又被运用至由慕尼黑始发的快速列车服务中,当中包括慕尼黑至斯图加特间的线路。虽然机车偶尔会在盖斯林根山区的爬坡路段发生过热的问题,但德国联邦铁路还是坚持在这条线路中运用。所有 4 台试验性样车在 1974 年的冬季运行图调整中均转为配属汉堡埃德斯特德车辆段。它们被用做牵引在德国北部运转的普快列车服务,偶尔也会用做牵引通勤列车。自 1979 年起,机车开始作为测试平台分别运用于明登及慕尼黑。在这里,它们执行铁路车辆的会车测试,也用于监控线状列车控制系统和检查接触网,并对新研发的机车车辆进行测试运转和验证运转。甚至在 1980 年代,E03 003 号机车改型为 750 002 号机车后还参与了 120 型机车的开发和测试,并作为首台 ICE-1 列车动力车的制动机车运转。至 1997 年,最后一台试验性样机 750 001 号机车,即原 E03 001 号机车声明结束运营。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-机车-研发-量产机车
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1969 年,德国联邦铁路对新的 103 型机车提高了要求。它应当可以负重 400 吨达到 200 公里 / 小时的运转速度,而不是此前的 300 吨。同时,牵引 800 吨重的快速列车班次也应达到 160 公里 / 小时。因此,量产机车不纯粹是试验性样车的复制品。主变压器及牵引电动机的输出功率也被加大。这需要对通风设备进行重新修订。因此,量产机车在车体侧壁设有两排、每排各 5 个风扇格栅,从而与 4 台试验性样车形成了鲜明的外观对比。然而这种设计却加重了机械舱的清洁负担。牵引电动机配备了一个全新的、高耐热度的绝缘体,以及经过改良的换向器集电装置。因此它们对于过载并不敏感。103 109-5 号机车作为首台量产机车于 1970 年 5 月 23 日出厂、7 月 20 日通过试运转并于 9 月 8 日通过验收。103 型机车总是会经过两次验收,以便在牵引运营过程中对新型的电子组件进行测试。在运营测试完成或所有问题都得到解决后,就来到了最终验收。投入运转的机车并不是按数字顺序进行编号。最后一台出厂机车的编号使用 103 245-7 号,它是在 1974 年 7 月 11 日通过验收。进一步的改良设置被陆续加装至所有同型号机车,例如采用更好的轮轴支架和旋转减震器。出厂时配置的 DBS54 型双臂受电弓自 1970 年代中期开始,多次在高速运转的区域内扯断接触网。因此它们被新式的 SBS67 型单臂受电弓所取代,部分撤换下来的受电弓则运用于 111 型机车上。量产版的 103 型机车引入了平滑的空气动力学外形,使得最高运转速度可达 200 公里 / 小时。尤其是其高性能配置达到了 1970 年代初机车制造业的巅峰:伴随着 7,440 千瓦的额定持续功率,103.1 型机车成为德国联邦铁路功率最大的电力机车,而其 15.6 千克 / 千瓦的功率重量比也被视为传统的单相交流电技术中所能达到的最优化比重。瞬时功率则会再略高一些,因此例如 312 千牛的起动牵引力可一直维持至 120 公里 / 小时的速度(使用变压器转换甚至高达 140 公里 / 小时),这相当于 10,400 千瓦的实际功率。有了这个性能配置,103 型机车可以 200 公里 / 小时的速度牵引 400 吨重的快速列车在平地上、或牵引 300 吨重的快速列车在 5‰的斜坡上运转。随后,当城际列车不再是全一等车厢等级,而是加入二等车厢编组后,103 型机车也开始以 200 公里 / 小时的速度牵引超过 600 吨重的快速列车。如今德国铁路的三相交流电高速机车在名义上也有着类似的大(持续)功率数值,但前者用作加速度的瞬时功率却明显低于 103 型机车,因其按规定仅可比持续功率略高。然而 103 型机车在后期为了防止电机损耗,又将其最大功率限制为 9,000 千瓦(相当于 600 安高压电流)。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-机车-结构-机械部分
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103 型机车采用全焊接式底盘,用以承载两副三轴转向架上的所有电气设备。机车车体包括 2 个焊接的钢制驾驶室终端和 3 个由螺旋拧入框架的非结构化可移动铝制车顶盖。这些可移动的车顶盖是德国联邦铁路为电力机车所设计的新式产品。机车的端部是根据空气动力学进行设计改善,因而造成两端的空间狭小,这种设计也招致了动力车驾驶员的抱怨。有顾及此,自 103 216-8 号机车起,所有后续生产的同型机车均扩大了驾驶室空间,并使用更为舒适的座椅。整台机车的长度从而被延长了 700 毫米。而为了应对驾驶室在运转期间产生的高温,所有机车在其后都加装了空调设备。机车车体的狭长设计则有助于提升机车的技术性能。转向架拥有更好的最大侧向加速性,中间轮轴的横向游动范围达到 8 毫米。轴承由橡胶弹簧连杆支撑,每个支架由 2 个螺旋弹簧组成,并配备有液压震荡减振器。自 103 216-8 号机车起,它们还装备了额外的旋转减震器,使得运转更为平稳。而既有的机车也进行了相应的加装。转向架上方是轻量化的牵引电动机及其传动装置。动力传输通过西门子 舒克尔特新开发的橡胶环万向传动轴实现,并通过推杆或拉杆输送至转向架。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-机车-结构-电气部分
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车顶设备包括 2 个车顶隔板、压缩空气总开关、用于测量接触网电压的高压互感器以及 2 副受电弓。首台量产机车配备有带高速专用摇臂的 DBS54 型双臂受电弓。自 1976 年起,它们又与首批 111 型机车上使用的 SBS67 型单臂受电弓交换,这是由于 DBS54 型发生过多起在高速运转的区域内扯断接触网的意外。牵引功率为 6,250 千伏安的油冷和强制冷却主变压器有三条感应线(初级回路、次级回路和磁回路)。牵引绕组在高压电端设有约 40 个分接头,并通过回转阀门和晶闸管断路器切换。分解阀门则借由一个电子随动控制器或辅助的脉冲控制器实现控制。两种分接可以瞬时进行切换。在 160 公里 / 小时以上的较高牵引力速度范围中,牵引绕组可以将主变压器的无功功率由 500 伏切换至 650 伏,并对应至各种需求不同的牵引任务中:牵引轻载列车速度达 200 公里 / 小时或重载列车达 160 公里 / 小时。但这项功能在后期已被关闭。103 型机车的量产版样车使用的是 6 台 WB 368/17f 型强制冷却式牵引电动机,这是由西门子 舒克尔特新开发的一款 12 极交流电串励电动机,其最高转数可达 1,525 转 / 分钟,重量为 3,500 千克。该电动机的持续功率在机车研发的最后阶段已经提升至 1,240 千瓦。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-机车-结构-制动系统
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制动系统首次使用了自励式运转的阻力制动,它由牵引电动机产生直流电,并经由制动电阻转换为热能。它仅需要一个蓄电池的脉冲激励,而接触网并不对此供电。制动电阻的工作温度可达 650℃。它们是通过制动电流传输,在停电的情况下,还会被输送至牵引电动机通风装置。电力制动的瞬时功率可达 9,800 千瓦,而持续运作的最大功率则为 4,800 千瓦。它可以在 200 公里 / 小时至 40 公里 / 小时间保持 180 千牛的制动力。如今的三相电力机车无法实现这样的瞬时功率值,其制动功率会比常规的最大驱动功率略低。高效的电阻制动使得 103 型的试验性样车以及量产机车成为一款最受欢迎的制动机车。其最近一次使用是在 2002 年于科隆 莱茵 / 美因高速铁路中锡格堡附近的 40‰坡度上。此外机车也使用间接制动和三通阀的空气制动系统。其中试验性样车使用的是两级制动器,量产机车使用的是三级制动器。在运转中会先启用电阻制动,空气制动通常仅在电阻制动力下降至停顿状态前才介入。直接辅助制动器则作用于每副转向架 6 个制动缸中的增压器。机车均配备有电 空制动控制系统运转。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-机车-结构-保护装置
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103 型机车驾驶室的辅助装置除了紧急列车停止装置及联控装置外,还有线状列车控制装置及相关的点状列车控制装置。在所有机车投入运转时,使用的是西门子专门开发的 LZB 100 型,后来则被替换为微处理器控制的 LZB/I80 型。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-机车-改造
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早在 1970 年代,103 118-6 号机车便搭载了经过改造的传动装置,以使速度极限增加至 265 公里 / 小时。该机车曾多次在哈姆 明登铁路一段 28 公里长的试验路段参与约 250 公里 / 小时的测试运转。1973 年 9 月 12 日,它在居特斯洛至新贝库姆区间达到了 252.9 公里 / 小时的最高速度。1985 年 6 月 14 日,明登联邦铁路中央局的一台试验性样车 —— 设置了特别齿轮传动比的 103 003-0 号机车,在哈姆 明登铁路(布拉克韦德至新贝库姆区间)上创造了 283 公里 / 小时的德国轨道车辆速度纪录。经过修改的传动齿轮比可以在短时间内输出超过 10,000 千瓦的功率,也是机车为高速运转作出的唯一变化。该机车是当时德国速度最快的机车,其纪录直至 1993 年 8 月 6 日才被欧洲短跑手的原型车(127 001 号机车)以 310 公里 / 小时的速度打破。自 1986 年 7 月起,103 003-0 号机车又开始在汉诺威 维尔茨堡高速铁路的南段进行大量验证及测试运转。1986 年 7 月 15 日至 8 月 8 日期间,机车在布尔格辛线路所至霍厄瓦特横渡线区间(26 公里)被核准以 280 公里 / 小时的速度运转。随后,它又与 120 001 号机车共同运用,以测试新型的受电弓。直至 1987 年,它还在线路上进行过多次试验,特别是用作列车交会时的空气动力效应检验以及气密性轨道车辆的开发检验。进行这类试验的同型机车还包括 103 001-4 号、103 004-8 号、103 107-9 号以及 103 154-1 号机车。1988 年 1 月,103 003-0 号机车按照规定恢复了标准的齿轮传动比。1989 年 9 月,103 222-6 号机车开始搭载最初配备于 103 118-6 号机车上的传动装置及高速转向架,并被核准以 280 公里 / 小时的速度极限用作试验运转。同时,基于改造后的试验性特点,该机车又作为轨道工程车辆被重新编号为 750 003 号。自 2005 年 5 月底起,机车再次恢复使用 103 222-6 号的编号,但仍然可按 280 公里 / 小时的最高速度运转。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-机车-改造-色彩变化
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作为全欧快车的牵引机车,103 型机车在服役初期使用的是与其他大多数车型不同的车身涂装。此外还有各种客制化涂装。所有 103 型机车的原始涂装均为洋红色 / 米色的全欧快车色彩配以黑灰色的底架下缘。前端的红色镶边则作为过渡延伸到高位的全欧快车车厢分色边缘。首台量产机车 103 109-5 号是唯一一台在风扇格栅周围使用灰色涂装的机车,并以尖锐的造型渐变至近门侧。所有 103 型机车(包括试验性样车)最初在前端都具有一个凸起的德铁金属标志,但后来则常由相应的红色路徽所粘贴取代。个别机车自 1980 年起开始使用新涂装,其中车体至底架下缘均被漆以紫红色,以匹配经过同样方式修改的车厢涂装。新的德铁配色方案于 1987 年被运用至大多数机车上,这是一个采用全东方红色的涂装,并在驾驶室挡风玻璃的下方配衬白色的围兜。然而这种涂装往往会在短时间内风化和褪色。用作汉莎机场快车服务的 103 101-2 号机车在 1991 年 5 月被漆以与客车车厢相匹配的黄色 / 白色涂装。在黄色区域的下侧还绘有汉莎航空的鹤形标志及列车名称,德铁标志则被撤下。这款涂装一直被使用至 1993 年 5 月 31 日。1995 年,为宣传德铁的旅游列车,103 220-0 号机车以宝蓝色、叶绿色、交通黄色、天蓝色和纯白色漆成了一个多彩斑斓的涂装,借此象征河流、陆地和天空等元素。该机车很快便获得了 “极乐鸟” 的称谓,并仅在车头粘贴一个较小版本的红色德铁缩写字样。在 103 型机车全系退役前不久,103 233-3 号机车在奥地利铁道模型制造商 Roco 的主导下被漆以交通红色涂装,并于 2000 年 8 月 5 日正式亮相。机车在前端并没有白色的围兜,但在同样的位置上贴有德铁字样,并在两侧辅以白色条纹。两端驾驶室的侧窗下方均有一个广告标签,简要介绍了这项活动以及 103 型机车过去对德国铁路运输的重要贡献。Roco 营销部门的构思源自《铁道信使》杂志的一个愚人节玩笑,后者曾在杂志中刊登过一副 103 型机车采用交通红色涂装的合成照片。103 233-3 号机车的模型仅由 Roco 独家提供。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-机车-现存机车
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截至 2013 年 11 月,仍有 3 台 103 型机车依然用作定期客运班次的牵引任务。虽然绝大多数车辆现已退役和报废,但仍有为数不少的样本被各铁道博物馆所接收(迄今仍然存在的机车以粗体表示)。•E03 001 号机车在 2006 年 11 月 10 日最后一次作为原型车运营后达到使用年限,并很快被移送至科布伦茨德国铁路博物馆,期间也会偶尔展示于纽伦堡交通博物馆的 2 号展厅。•103 002-2 号机车在进行外观翻新后被售予私人个体,并移送至帕尔斯贝尔格的主题公园 Spatzenpark。•103 004-8 号机车长期停放于利希滕费尔斯车辆段。在 2006 年夏季末,其外观被恢复至出厂状态。•103 101-2 号机车自 2013 年起为德国铁路博物馆所持有,并在达姆斯塔特 柯拉尼希施泰因铁道博物馆中展出。•103 113-7 号机车自 2013 年 1 月起为德铁长途运输所持有,并驻扎在法兰克福。它经常与 103 235-8 号机车共同重新牵引定期班次。•103 132-7 号机车为德国铁路博物馆所持有,并在 2009 年 10 月 28 日移送至德绍。其最后一次服务是在慕尼黑作为 103 235 号和 103 245 号机车的热备机车。•103 136-8 号机车被售予讷德林根的巴伐利亚铁路博物馆,并在当地进行陈列展示。•103 167-3 号机车自 2013 年起为德国铁路博物馆所持有,并陈列于弗赖拉辛格机车世界。•103 184-8 号机车是除 103 113-7 号机车外仅存的两台缓冲器间距为 19,500 毫米的 103 型机车之一。它自 2002 年 1 月 18 日起开始由德国铁路博物馆进行展示运转,并在同年重新漆以红色 / 米色的涂装配以旧的德铁路徽及 “德国铁路博物馆怀旧运营”字样。机车可与全欧快车车厢搭配运转。它配属法兰克福车辆段并在当地进行保养维护。机车还配有一副可在瑞士运转的特殊受电弓,不过目前已不再驶往当地。2013 年 1 月,它被德铁长途运输收购。自 2012 年 3 月起,机车因轮对磨损而无法继续运转,并在 2013 年 6 月达到使用年限。2013 年 6 月 11 日,它与 103 101-2 号机车一同被转移至达姆斯塔特 柯拉尼希施泰因铁路博物馆。2013 年 11 月 19 日,它又用作会车运转而入驻法兰克福 格里斯海姆车辆段。•103 197-0 号机车在 2003 年售予科隆的私人个体。它被封闭式停放于科隆的比肯多夫区。机车在出售前曾于奥普拉登中修段作为会议室使用。机车二端的驾驶室被完全拆除,相关部分被漆以蓝色的阴影。2006 年 12 月中旬,机车也被转移至 Spatzenpark,并在当地被重新漆以经典涂装。•103 220-0 号机车是 “极乐鸟” 系列机车。由于多彩的配色,使其成为了铁路爱好者热门的拍摄对象。自 2003 年以来,它被陈列于诺伊施塔特铁道博物馆,后自 2013 年起为德国铁路博物馆所持有。•103 222-6 号机车(持有 280 公里 / 小时的运转速度许可)最初是由明登联邦铁路中央局在全德范围内进行测试及验证运转。1989 年 11 月 30 日,它从常规车队中退役并被重新编号为 750 003 号机车。随后,德铁系统技术作为明登联邦铁路中央局的2005 年,机车恢复 103 220 号的编号。其工作于 2014 年被 182 506 号机车取代。103 220 号的未来目前仍不明朗。•103 224-2 号机车在诺伊恩马尔克特的德国蒸汽机车博物馆展出一段时间后,目前陈列于格劳豪。自 2013 年,它起为德国铁路博物馆所持有。•103 226-7 号机车被永久性租借至 103 机车俱乐部。该机车是可运转的,但德国铁路并未与其签定任何特别列车的运转合约。自 2013 年,它起为德国铁路博物馆所持有。•103 233-3 号机车现陈列于科布伦茨的德国铁路博物馆。其外观已经过重新处理,并继续采用交通红涂装。•103 235-8 号机车为德铁长途运输所持有,并驻扎在法兰克福。它通常与 103 113-7 号机车一同用做斯图加特至明斯特间的定期城际列车班次的牵引任务。•103 245-7 号机车是最后出厂的 103 型机车,并作为德铁长途运输的最后一台机车驻扎在慕尼黑。它在 2013 年主要担当纽伦堡至慕尼黑间的定期城际列车班次(IC2201/2301 次及 IC2206 次)的牵引任务。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-运用历史-早期运用
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103 型机车自 1971 年起主要用作牵引新设立的全一等车厢等级城际列车,同时也自 1972 年起用作牵引更舒适的全一等车厢等级全欧快车和自 1987 年起用作牵引103 型机车的另一项重要任务是自 1971 年起在德国南北中轴线上负责牵引铁路行邮夜车。自 1974 年起,103 型机车几乎接管了所有的城际列车班次。然而在 1977 年以前,列车的最高限速基于线路原因仅能达到 160 公里 / 小时,这与 103 型机车的设计时速并不匹配。机车牵引 4 至 5 节车厢的运转无法全面发挥其性能。因此它在早年也曾经历过惨痛的挫折:1971 年 7 月 21 日,发了严重的莱茵魏勒铁路事故。由自动驾驶及制动控制装置和线状列车控制装置组成的机车半自动化车速控制系统导致了灾难的发生:或许是出于驾驶员的意愿,列车的控制系统由 120 公里 / 小时加速至 140 公里 / 小时,这令它无法减慢至以 75 公里 / 小时的限速通过莱茵魏勒车站前的狭窄弯道。列车随后失控出轨并撞向路基旁的几栋房屋。103 106-1 号机车则坠入一个基坑,因遭到严重损坏而需在现场进行拆解。在后续的事故调查期间,AFB 装置也被禁止继续使用,直至其完成技术改良。此外在 1971 年至 1972 年的冬季,103.1 型机车搭载的新受电弓在德国及奥地利境内均曾对接触网造成过损害。DBS 54a 型受电弓的摇臂在遭受侧风时容易扯断,因此偶尔会在以较高速度运转时脱离接触网。由不来梅往返于维也纳间的全欧快车欧根亲王号经常发生这类事故,因此列车在当时也被嘲笑为 “欧根亲王号,贵族的惊悚”。这一问题在最初是通过更换常规类型的受电弓解决,但这些受电弓仅能达到 160 公里 / 小时的最高速度。最终的解决方案是使用全新的 SBS 65 型单臂受电弓,它们被首先运用至 111 型机车中。在某些情况下,103 型机车会与 111 型机车交换使用受电弓。尽管如此,103 型机车仍然是当时德国使用率最高的机车。由于其造价高昂,因此被认为在保养周期之内应该得到最大限度的运用。德国联邦铁路利用它填补了牵引普快列车和通勤列车的空白,在边远地区有时还会用于牵引货运列车。它们平均每月行驶 35,000 公里至 42,000 公里,每年则约为 350,000 公里。因此 103 型机车至今仍然保持着德国使用率最高的机车纪录:103 157-4 号机车在 1972 年 7 月的 31 天时间内共行驶了 50,251 公里。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-运用历史-城际机车
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自 1977 年起,首个能以 200 公里 / 小时速度运转的路段开始在多瑙沃特 奥格斯堡 慕尼黑、汉诺威 于尔岑和汉堡 不来梅之间建成通车。103 型首次获准在单一高速铁路中牵引定期客运列车按设计时速行驶。而在此前超过 160 公里 / 小时的运转速度仅是临时性的豁免措施。1979 年,德铁修改了城际列车的运营理念。其首次引入了二等车厢,使得车厢编组被延长到 11 至 14 节,这也导致了更高的列车重量。尽管如此,德铁仍然允许 103 型机车维持 200 公里 / 小时的设计时速运转。但是人们也必须认识到,现有的 144 台 103 型机车无法牵引所有的城际列车班次。在必要时,它们会被 110 型、111 型和 112 型机车替代。同时由于荷载的增加也使得机车的损耗及返厂维修变得更为频繁。然而截至 1985 年,机车每日牵引的列车却由 156 班提高到 183 班,平均每日的行驶里程超过了 1,400 公里。由于用作牵引德铁当时速度最快的城际列车班次,以及经常停靠在德铁运行系统中的各大火车站,使得 103 型机车具有极高的知名度,这一印象还通过出现在德铁的平面及电视广告中得到进一步加强。大众普遍将其等同于城际列车,并偶尔称其为 “城际机车”,这种称谓在后来也被部分文献所采用。在 1988 年夏季的运行图调整中,103 型机车的服务班次首次录得减少,这是由于采用三相交流传动技术的 120 型机车的首台样车在服务中也能达到 200 公里 / 小时的运转速度。它们自 1988 年以来逐步在新建的汉诺威 维尔茨堡铁路中接管定期班次的牵引任务。为了适应新建线路中为数众多的隧道,德铁优先使用气密性车辆,而 103 型机车并不在此列。随着城际快车在 1991 年中期推出,城际列车开始逐丧失德铁拳头产品的地位,从而也降低了 103 型机车的重要性。在 1988 年中期,103 型机车的损伤率约为 30 左右。有多达 15 台低功率机车取代了已停止运作的 103 型机车。适用于车辆的 LZB 设备也因此特别容易受到干扰。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-运用历史-衰落
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随着两德统一的推进,103 型机车的使用量在 1989 年末与德国干线铁路网几乎同时在一夜之间扩大。自 1991 年 5 月起,它又成为汉莎机场快车往返于法兰克福至斯图加特间的的牵引机车,担当这一任务的 103 101-2 号机车更被漆以黄 / 白两色的汉莎航空涂装。个别 103 型机车还于 1990 年代初在斯图加特地区用作牵引货运列车。由于高达 312 千牛的起动牵引力,使得机车原则上在不对传动齿轮比进行改动的情况下也可用于这项服务。由于频繁的用作牵引重载城际列车,大多数 103 型机车均出现了日趋增加的磨损,例如转向架出现裂缝或牵引电动机及转换器发生故障。这是因为最初机车是针对全一等车厢等级的轻量化列车而设计,并非用于如今 10-14 节编组(有时甚至更多)的两舱等级城际列车运转。同时,机车的性能还不幸受到如今被视为改善成本的 DB 90 方案所影响:运转的保养周期被拉长,导致实际产生的损坏和故障率几乎不可避免的高企。事实上,即便忽略 “损耗运转” 不计,额外强化城际列车的运用效益也加速了 103 型机车的衰落。此外,机车还日益被 “滥用” 至区域列车服务:103 型机车的机械结构本是按大于临界值的高速机车设计,因而在区域交通运营中频繁的起动或制动,以及频繁穿过谐振频率范围,均为此付出了代价。自 1992 年起,个别行驶性能不理想的机车的最高速度被限制在 160 公里 / 小时内。此时 AFB 通常会被移除,因为自动控制装置有时会启动行驶速度级的往复开关以维持所需的速度,进而造成干扰。这些机车仅满足最小的工作量。在接下来的一年里,由于铁路部门仍然出于节约成本的目的而仅对机车进行最低限度的维护,导致维护成本急剧上升。它们被要求在短时间内以 143 型机车替代,并需要采购一款全新的机型,因为两德统一后,高速铁路网络开始向德国新联邦州扩张,高速电力机车仍然缺乏。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-运用历史-替代及退役
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德铁开始向各铁路制造商征求新的高性能机车方案。自 1996 年起,全新的 101 型机车作为101 型机车的投产使得 103 型机车丧失了传统的牵引任务。作为一款多用途机车,前者取代了众多旧有机型。此外,ICE 列车也是除了正在研发的三相交流传动电力机车 101 型之外的另一款在这段时间里,103 型机车除了城际列车外还得到了牵引区际列车及快速列车的新任务,这仍是一个相当不错的配置,因为这些列车也能按 200 公里 / 小时的速度运转,并且线路中不会有太多的停站。然而,区际列车的运行图在接下来的几年中也日益变少,导致 103 型机车再次失去了一个重要的应用领域。同时一些机车则开始越来越多的运用至区域列车的牵引任务,由于这并不是一个理想的应用领域,导致其损耗进一步加大。无论如何,大规模牵引区域列车的广泛运用也未能获得成功,这是 103 型机车并不支持动力集中式列车控制车运转,因此在许多区域线路中无法使用或只能部分允许使用。103 型机车的最后一次大规模应用是在 1998 年 6 月 3 日发生的艾雪德列车出轨事故后。当时,103 型机车根据事故发生后制定的临时运转图替换了所有被召回的 ICE 列车,再次成为德国高速铁路运输的中坚力量,直至 ICE 列车完成技术检验。自 1999 年起,所有 103 型机车均被转让至德国铁路新成立的全资子公司 —— 德铁旅行及旅游股份公司,即如今的德铁长途运输,担当该公司旗下的旅游列车牵引任务。它们在此一直维持运行至其定期班次结束。103 型机车的另一次重要应用是在 2000 年,因为 2000 年世界博览会的缘故需要在汉诺威开行大量特别列车。当众多世博会特别列车在 2000 年夏天因为运营能力不足而被迫取消后,为数更多的 103 型机车开始根据 2000 年 12 月 5 日调整的运行图提供服务。所有的 103 型机车都应在 2001 年 6 月前从运营服务中退役,但在 2000 年底仍有 59 台机车在役。由于运力紧张,一些已报废的机车在 2001 年初又被重新激活。在自 2001 年 6 月起生效的运行图中,最初并没有为 103 型机车编排运转。但由于 101 型和 120 型机车的高损害率,当局最终还是为 103 型机车设立了一个生效至 2001 年 9 月 29 日的运转。自 2002 年 8 月 5 日起,103 型机车又接替 101 型机车担当一个周期为三天的定期运转计划,机车在这里被用做牵引萨尔布吕肯至卢森堡和明斯特间的区际列车班次。同样由于 101 型机车的高损害率,多台 103 型机车在 2003 年初被重新用作牵引客运列车。受此影响的包括 103 167 号机车、已经移交德国铁路博物馆的 103 184 号、103 233 号和 103 245 号机车、以及分别已在纽伦堡及慕尼黑车辆段转为工程用途的 103 217 号和 103 221 号机车。在此之后,它们从几乎无处不在变得越来越稀有,并最终在铁道上消失。自 2003 年中期开始,103 型机车实际上已不再担当常规班次的牵引任务,仅有少数仍作为备用机车和特殊班次(调车及特别班次)使用。2003 年 8 月,103 184-8 号机车成为最后一台用作定期城际列车牵引任务的同型号机车。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-运用历史-后续运用
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103 245 号机车在常规运用结束后被德铁长途运输调配至慕尼黑,并在当地用作一些特别班次,例如在纽伦堡、奥格斯堡、因斯布鲁克、萨尔茨堡和布伦内罗间牵引定期区域快车、城际列车、欧城列车或人车同行列车班次。由于 ICE-3 列车和 ICE-T 列车在 2008 年至 2009 年发生轮对故障,103 245 号机车又作为备用列车的本务机担当由慕尼黑经奥格斯堡至纽伦堡的任务,并在 2008 年 12 月的运行图调整前也曾牵引备用列车通达莱比锡。从 2009 年 1 月至 2011 年,它被安排定期在周末担当城市夜线482/483 次列车在慕尼黑至纽伦堡区间的本务机。为纪念德国铁路运输 175 周年以及由于铁路车辆的短缺,德铁区域网络运输有限公司将 103 184 号和 103 235 号机车以德铁长途运输的名义开展盈利性质的怀旧之旅,分别自 2010 年 8 月 29 日起牵引城际列车 1806/1817 次按 1979 年的方式运行于科隆中央车站至汉堡阿尔托纳车站之间,以及自 2010 年 12 月 12 日起牵引城际列车 2410/2417 次运行于科隆至弗伦斯堡之间。在 2012 年 12 月的时刻表调整中,这些列车被恢复原状。期间 103 113 号机车曾作为备用机车在 2011 年对这项运营进行过主要检查。被核准最高速度可达 280 公里 / 小时的 103 222-6 号机车也仍在德铁系统技术中继续运用。自 2013 年春季起,法兰克福车辆段再次为 103 型机车设置了一个周期为 1 天的运转,主要担当由 ÖBB 车厢组成的城际列车 118/119 次在明斯特至斯图加特区间的本务。迄今为止,这项运转计划中所使用的机车为 103 113 号和 103 235 号。此外在慕尼黑车辆段的 103 245 号机车也开始定期在纽伦堡至慕尼黑之间担当城际列车的本务机。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-运用历史-事故
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共有 3 台 103 型机车因为在事故中完全损坏而报废。上文提及的莱茵魏勒铁路事故是 103 型机车首次发生的事故,并对 103 106-1 号机车造成了无法修复的损坏。1981 年 3 月 6 日,103 125-1 号机车牵引普快列车在行经因戈尔施塔特 特罗伊赫特林根铁路的陶伯费尔德车站时,与一列行驶中的货运列车相撞。货运列车的司机混淆了本车道的 “停止” 信号和其它车道的 “通过” 信号,而后者本是为普快列车显示。于是 103 型机车在道岔侧向高速撞向货运列车的 150 100 号机车,并与客运车厢一同冲下 10 米深的路基并横卧在屋顶上,火车司机当场死亡。而 150 型机车仅被撞翻在线路上,103 型机车则需要在现场进行拆解。103 198-8 号机车随后在 1992 年 8 月 4 日于新维德与一辆牵引载重车相撞,造成机车及首节车厢跌下桥梁并报废。它当时正在牵引一列计划外的城际列车行驶于莱茵河右岸铁路。另一起较为严重的事故是 103 173-1 号机车在 1972 年 2 月与另一台机车于科尔沙伊德相撞。前者遭受了严重的破坏,必须进行彻底重建。因此它也得到了加长版的驾驶室。修复工作在 1973 年 12 月 14 日完成。运行速度在 140 公里 / 小时以上的事故则从未发生。
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德国联邦铁路 103 型电力机车-媒体应用
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由于具备极高的知名度,103 型机车也经常作为商业性的广告形象出现在德铁的电视广告中,它们会在相关场景内特意设为牵引机车。自 1970 年代初开始,德铁往往更青睐于使用 103 型机车作为广告宣传画。因此大量的机车新闻图片和明信片应运而生。许多车站及售票处均悬挂有 103 型机车的图片,此外,它们还经常出现在风格化的标签和宣传材料中。自 1970 年代末开始,在城际列车的商业短片中也会经常看到带有音乐伴奏的 103 型机车特写镜头。在 1980 年代后半段,103 型机车再一次被发布在德铁的电视广告中,为德铁称之为 “粉红周” 的票价优惠宣传活动造势。机车的其中一端在广告的前半段会给出带有音乐伴奏的墙面镜头特写,后半段则可见到一个粉红大象和机车的另一端,但此时仅给出行驶镜头。1975 年 4 月 15 日,103 型机车的题材作为年度发行的附捐邮票的一部分,被正式出版。
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