[斯图加特 21 的前世今生] 第十二回： 隧道掘进机 Herrenknecht TBM S738

《斯图加特 21 的前世今生》 篇目页

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菲尔德隧道示意图，图片来源：德铁官网

在本系列第二回介绍的工程范畴中提到，斯图加特 21 工程分为六大部分。其中第二部分即连接斯图加特市区与南郊机场的菲尔德隧道 (Fildertunnel)。该隧道建成通车后，坐火车到机场的耗时将从 27 分钟减至 8 分钟。这回就来聚焦菲尔德隧道建设中用到的重要工程技术，尤其是那台隧道掘进机 TMB S 738。

菲尔德隧道的北部出口连接新建的斯图加特内城的火车总站 （上图中，左边是北。火车总站在绿色粗线的北端），南部出口连接机场 （上图中的蓝色粗线右端附近）。整个隧道地势是从北到南渐渐增高。上图中，绿色部分地势较低，叫做下菲尔德隧道，长 3630 米；蓝色部分地势较高，叫做上菲尔德隧道，长 4035 米。中间橘黄色的是过渡段，长 1150 米。

整个隧道穿过的地层构成比较复杂，有石灰岩层、砂岩层、还有富含三叠纪动植物化石的岩层等等，如下图所示。

菲尔德隧道垂直剖面图，来源：德铁官网

隧道中间的过渡段（镇楼图中的橘色路段），在短距离内穿过好几个不同地质特性的岩层。这几个岩层应力大小很不一致，施工需要格外小心。

S21 工程隧道的施工，是因地制宜用到掘进机掘进、各种当量的定点定向爆破等等多种方法。德铁以及施工方专门为菲尔德隧道定购了一台隧道掘进机，代号 TBM S738。

隧道挖掘机 TBM S738

这台掘进机是外径 10.82 米，功率 4200 千瓦，全长 120 米，自重 2000 吨的庞然大物,  她的主驱动马达就重达 170 吨。

首先，结合来自这台掘进机制造厂的功能模块简介图，向大家介绍下该机器的重要组件以及运作机理。图中所示的 7 大模块，网主已在其德语名称旁边标注了中文，大家点击图片可以查看中文名称：

高效率图像文件格式 HEIF 文件解码器 Libheif

Libheif 是一个 ISO/IEC 23008-12:2017 HEIF 文件的软件解码器（编码器正在开发中)。

HEIF代表高效率的图像文件格式。它是基于 h.265（HEVC）视频编码标准的计算机图像与视频的新文件格式。 HEIF 规范的开发者声称，HEIF 的压缩率至少是 JPEG 的两倍。 HEIF 还自带很多优良特性，比如 alpha 通道集成和无损编码，这两种功能在 JPEG 中都是没有的。 此外，它还支持图像的辅助深度，将图像序列（比如一整组不同曝光值的图片）存储在单个图像中。 因此，它可以取代 JPEG 和 PNG，并提供更大的技术发挥空间。

简单地说，HEIF 呈现的图像质量令人惊叹，而其文件尺寸只是 JPEG 图像的一个零头。这就是为何称其为“高效率”。 这种图像格式的技术规范与 H.265 视频编解码器的核心相同。 H.265对于解码/编码 4K 或 8K 视频的超高清视频内容至关重要。

德国公司 struktur AG 正在为新的图像格式开发一个开源库 Libheif。 解码器已经可用，编码器即将发布。Libheif 的开发者是 Dirk Farin 博士，他自 20 世纪 90 年代以来就一直是图像/视频编码方面的专家。

Libheif 是用C ++编写的，而她的公共 API 是纯 C 语言。Libheif 实现了 HEIF 的所有常规特性，比如平铺图像，alpha 通道，深度图像，缩略图和 Exif 数据。

Libheif 对源代码进行持续静态代码分析和安全性测试。其源代码也有被编译为 JavaScript，以用来在各种环境（如Web浏览器）中呈现 HEIF 文件。您可以在她的演示页面中试看您自己的 HEIF 文件，该文件当然是用 JavaScript 完全在客户端解码呈现的。Farin 博士还为 GIMP 写了一个基于libheif 的 HEIF插件。

欢迎您试用 Libheif，并欢迎您提出宝贵意见和建议。有谁愿意为 Lightroom 写一个基于 Libheif 的插件？没人写只好本桑自己动手咯～～

Libheif 是根据 GNU 宽松通用公共许可协议发布的。





谢谢阅读，下次再见。

HEIF Decoder Libheif

Libheif is an ISO/IEC 23008-12:2017 HEIF file format decoder (encoder is to come).

HEIF stands for High Efficiency Image File Format. It is a new file format for computer images and image sequences based on the h.265 (HEVC) video coding standard. The developers of the HEIF specification claim that the compression factor of HEIF is at least twice as high as for JPEG. HEIF also combines many nice features, like integration of alpha channels and lossless coding, which are both not possible with JPEG. Furthermore, it supports auxiliary depth images, storing image series like exposure sequences in a single image. As such, it could replace both JPEG and PNG and offer even more possibilities.

Simply put, HEIF brings you stunning image quality with a fraction of the size of a JPEG image. That's why it's called "high efficiency". The technical specification of this image format is the same as the core of the H.265 video codec. H.265 is essential for decoding/encoding ultra high definition video contents, those 4K or 8K videos.

The German company struktur AG is developing an open source library Libheif for the new image format. The decoder is ready to use and the encoder is to come. The developer of Libheif is Dr. Dirk Farin, who has been an expert in image/video coding since the 1990s.

Libheif is written in C++, with the public API being plain C. The implementation covers all common features like tiled images, alpha channels, depth images, thumbnails, and Exif data.

It is being continuously tested with static code analysis and code fuzzers to spot potential security issues. The code has also been compiled into JavaScript so that it can be used to render HEIF files in a variety of environments, such as a web browser. There is a demo page, on which you can view your own  HEIF photos rendered by Libheif completely in client-side JavaScript. There is also a HEIF plugin available for GIMP, based on libheif.

You are welcome to try out libheif and feedbacks are appreciated!

Libheif is distributed under the terms of the GNU Lesser General Public License. 

技术不能湮没人性

昨天在网上看到这样一则新闻：一位在上海打工的安徽阿伯想在春节期间回家探亲。到上海火车站排队买票，轮到他了却总是被职工请他 “自己上网去买票”。阿伯不懂怎样网购车票，火车站去到第六趟而买不成票时，终于崩溃下跪大哭。 这则消息引起巨大关注，铁路部门解释说，火车站里售卖的车票有一定的日期，阿伯想买的普通慢车车票只能在网上买，人工售票柜台可以发售高铁票或者长途汽车票，职工已有反复推荐，但是阿伯不接受，一定要买普通慢车票。

这样的解释我是不能接受的。乘客有选择车票种类的权利，为乘客提供全方位购票服务是铁路部门的责任。在德国，十五、六年前就可以在网上买长途火车票（比中国要早得多），然而，每个大城市的火车站里至今都有人工服务柜台。所有在网上能买的车票，在火车站里的人工服务柜台或者售票机上都可以买到。大概七、八年前，德铁想在人工售卖的车票里加收服务费，引起全德国各地民众抗议，部分城市甚至出现游行。后来这个人工服务费也取消了。德国大城市的火车站里，只要不是深更半夜，自动售票机旁边总归有德铁的职工来回巡视，随时向不懂使用售票机的乘客提供贴心服务。

中国近年来总是自诩技术多么发达：火车票都在网上买，坐火车甚至只用身份证就可以通过检票闸口，诸如此类。而发生在这位安徽阿伯身上的事，则暴露了光鲜技术表面下的一些深层次问题。首先，在中国并非人人都懂网上购票，也并非人人都有上网设备。就算懂上网有设备，不明白怎样网上购票的老人家也一定不在少数，中铁有否想过怎样为这些公民提供最为便捷贴心的服务？本桑建议：向德铁学习，所有种类的车票在网上和售票柜台上都同步提供；如果因为售票软件系统修改困难而短期内做不到这一点，至少火车站里要有员工专职向前来买票的顾客解答各类购票问题，甚至可以代为上网购票。其次，中国的铁路系统好像是只能提前几天购票，具体几天不太清楚，总之就是提前量太少。在德国，提前半年都没有问题。 这样就为乘客提前制定出行计划提供了很好的支持，值得中国效仿。当然如果要这样效仿，票务软件系统甚至车次编排软件系统就要大改。任何技术最终都应该使人的生活更为便捷、舒适、有灵性而不是给不懂技术的人们设置障碍。出于方便乘客的目的，再困难的软件大改甚至铁路部门各种规章制度的修改都是值得的。

苏黎世 2016 秋冬 · 拾遗

2016 年秋冬网主在苏黎世做了一些项目。在这里陆续发过一些照片游记。日前终于将 2016 年的苏黎世照片处理完毕，本篇发一些当年见闻拾遗。本篇全部照片可以点击放大。

苏黎世湖边的苏黎世歌剧院，2016 秋的某个傍晚。

本辑苏黎世游记完整目录：

1. 苏黎世电车四号线
2. 暮色中的苏黎世
3. 苏黎世： 流光溢彩圣诞月
4. 苏黎世 2016 秋冬·拾遗

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苏黎世电影节

这个电影节是某日下班以后去歌剧院附近散步时偶然看到，之前本桑并没有听说过。维基百科的英文版里也只有一句短短的介绍，而且是错误信息。倒是百度百科里还有三句话，就全文抄在这里好了：

苏黎世电影节创办于2005年10月份。这个年轻的电影节在众多重量级的电影节中原本籍籍无名。2009年9月，世界著名导演罗曼·波兰斯基因去苏黎世领取终身成就奖而遭到瑞士警方逮捕，30年前的喧腾一时的性骚扰女童案被重新翻起，这一电影节才开始广泛进入人们的视线。 此外，其最高奖为金眼睛奖。

不知为何我觉得这个大眼球有点吓人的：

SRF 全称瑞士德语广播电视（Schweizer Radio und Fernsehen)，是瑞士广播公司的一员，也是瑞士德语区最大的媒体。本地的国际电影节他们当然会全力播报。

现场看上去并不盛大，衣香鬓影却也不缺：

三圣节 2018

据《马太福音》第一章第 1 到 12 节记载，耶稣降生时，波斯的三位占星家在伯利恒方向观测到一颗耀眼异星，受到感召，带着黄金、乳香和没药跋山涉水到伯利恒来朝拜耶稣。后世就称这几位天文爱好者为 “东方三圣” ，又称 “东方三国王”， “东方三贤” 等。襁褓中的小耶稣就是在 1 月 6 日接见了东方来客。这是他第一次在外邦人士面前亮相，所以值得纪念。当今世界许多地方，1 月 6 日是法定节假日。在西班牙，东方三圣甚至是圣诞老人的替身。西班牙语盛行的拉美国家，这一天也有盛大庆祝。在德国，在天主教比较得势的巴符州、拜仁州和萨安州，这一天也是假期。

每年的三圣节假期，德国自民党的核心人物都会到巴符州州府斯图加特朝拜民众。他们会在斯图加特歌剧院内总结去年，展望今年，给支持本党的民众加油打气。圣诞节刚过，斯图加特城里就到处是自民党三圣大会的海报广告。

市民可以免费入场。 往年的海报上，曾经出现过根舍（Hans-Dietrich Genscher) 和魏基铎 (Guido Westerwelle) 这样的人物。会场离家不远。往年我总是想，明年再说。错过再错过，昔人已乘黄鹤去。今年，为了避免此地空余黄鹤楼的剧目在我人生中再度上演，决定无论如何要去凑个热闹。更何况，自民党在去年的大选中先是一路凯歌，甚至有份参加组阁谈判，然后自绝牙买加之路，说实话我也很好奇那能说会道的林德纳这次要演什么话剧。

简说区块链及其适用场景

大概是因为比特币在短短几年内的疯狂升值，今时今日许多人都在说区块链。甚至前几日读到新闻说美国有一间咖啡店改名为区块链。但是，许多财经网站、甚至技术新闻网站那些有关区块链的文章给我这样的印象：作者其实并不太明白区块链。广大在区块链技术上投资的群众更是人云亦云完全不知自己在做什么。这篇文章就向非计算机专业的读者简单解释下区块链：当初它的出现究竟是为了解决什么问题，它的重要组成部分、它的运作机制、以及它的适用场景。

通俗地解释区块链并非一件易事。Dash.org 在 2016 年制作了一部科普影片（英文），这篇文章的讲述方式深受这部影片启发，先行致谢。

数字货币的信用问题

首先，让我们假设银行并不存在。

如果本桑想通过互联网把钱给我的朋友张三，可以怎么做？

写电邮一封：谨此送上一单位电邮币，敬请笑纳。张三用我的电邮币享受了一个冰淇凌之后，脑洞大开，写电邮派钱给他所有的三姑六婆狐朋狗友，信中的金额随他挥洒。 张三的三姑六婆狐朋狗友也受到启发……三日之后，世界上爆发空前通货膨胀，一个冰淇凌盛惠三万电邮币。

这是不行的。货币供应量必须有限，不能像电邮币那么可以随意从空气中生长。

怎样保证货币总量守恒，或者至少不能无限随意膨胀？

琴咒之二：长江后浪李博禅、张雅迪

本来， 这个系列的第二篇想写写一代宗师刘德海。找资料的过程中，发现几位了不起的新人，欣喜难抑所以先说说他们。

上一篇还刚刚说过近来没有听到过好的琵琶钢琴协奏曲，琵琶界缺少刘星那样的作曲家云云。在 youtube 上看到的《晚秋》，完全颠覆了这个印象。江山代有伯牙出，是本桑自己孤陋而已（笑）。

先说《晚秋》这首乐曲本身。

该曲写于 2014 年晚秋。那年夏天，李博禅先生刚刚从北京中央音乐学院作曲系毕业。平日朝夕相处的同窗好友各奔前程，李先生喜欢的一位女同学也远赴美国发展。那段时间他经历了太多离别，心中的愁绪表达在几首器乐作品里。琵琶与钢琴协奏曲《晚秋》就是其中一首。2014 年首演时，李先生写的乐曲介绍只有一句话：“欲说还休，却道天凉好个秋。”

我手中没有该作品的曲谱，只能凭演奏视频介绍其特点。在下并非音乐专业出身，细节偏差在所难免，还请行家不吝指正。

《晚秋》全曲长约 12 分 10 秒，大结构上为呈现——展开——再现 ABA' 奏鸣曲式。呈现部前面，由钢琴演奏大约一分多钟音阶下行上行下行上行再下行, 有如零落的秋叶在风中回旋飘荡，心情反反复复却落不到地上。一步三回首，欲说还休。

呈现部的琵琶主部主题动机缓慢出场，旋律线悠扬凄婉，单弦长轮 “声比黄花瘦”，苍茫的秋日长空下孑然一身，孤苦无告的形象和意绪入木三分。

展开部中（视频中大约从 5 分 10 秒开始）的音乐充满了挣扎和矛盾，无调性的音高排列贴切表达作曲家心中的混乱和烦闷。

再现部在视频的 8 分 42 秒开始。呈现部中那清瘦的主题旋律这次以排山倒海之势汹涌而来，离人的积郁在呼啸的秋风中喷薄而出。秋叶漫天飞舞凌厉肃杀，恸哭中山河变色，日月无光。

最后结尾段音乐再度疾驰，全曲在干脆利落的 “断、舍、离” 中戛然而止。

一曲终了，空余怅惘，回味无穷挥之不去。

每个大段落内部，作曲家用耳不暇给的丰富技法，深入、细致地刻画了离愁别绪的种种姿态。全曲数次移调，声音色彩层次丰富。多次出现的钢琴与琵琶的对句与模进情绪饱满，似风雷互相呼应。主题旋律似愁肠千回百转，且十分入耳，可随之歌咏哭泣。展开部中的无调性音乐带来强烈的现代感，且充满了奔跑的动态，呈现了现代舞一般的肢体语言。

琵琶的演奏技法也是完全贯彻并加强了音乐的意绪。前半部分各种弱音泛音，空灵飘忽，一两处幽灵般的摘弦触耳惊心。再现部高潮迭起时，扫弦和双弦轮气势磅礴，钢琴在低音部给出强力支撑，虽然只有两件乐器，音色之丰富与音效之震撼却不输给大编制管弦乐队。

作曲家李博禅 1992 年人，创作《晚秋》时不过 22 岁，正是自古英雄出少年。

作曲家李博禅。照片来自 “老宋小宋” 的网志 http://blog.sina.com.cn/s/blog_c2817fea0102xcye.html

李先生出生在北京，母亲是舞蹈教师，父亲从事美术设计工作。他 5 岁学习钢琴，但是自幼更喜欢创作，喜欢用音乐来讲故事和表达内心感受。他 12 岁考入中央音乐学院附中，13 岁获得芝加哥国际作曲比赛特别奖，14岁创作的音乐剧《玫瑰刺》在附中音乐厅首演，15岁受邀前往巴黎参加中法当代音乐节，16岁获得意大利伊贝拉国际作曲比赛杰出作品奖，17岁获得美国JLC国际奖学金作曲比赛第一名，18岁荣获奥地利G•K国际作曲比赛高级组第一名。他是当时荣获最多国际作曲比赛奖项的中学生，也是我国年龄最小的国际作曲比赛获奖者之一。

李先生非常重感情，相信 “最伟大的音乐都是源于一颗真诚的心”，“作曲家只有把自己先感动彻底，才能感动到别人，因此他不仅要有丰富而细腻的情感，还要有一颗纯粹而强大的内心，不让任何东西阻碍自己表达内心的真实感受。” 所以他不太拘泥于技法结构，更不太在乎乐曲风格流派的门户之见和外界的评价。他十分重视与演奏家们的交流合作，从演奏家那里得到许多启发。就《晚秋》来说，李先生并不会弹琵琶，而这曲子中琵琶技法的复杂精深令人惊叹，没有与琵琶演奏家的深入交流是不可能写成的。

朱光潜：谈读书

各位同学新年好！

大家在新年里有些什么愿望呢？本桑的愿望清单里，有一项就是 “多读书，读好书”。

谈读书的文章浩如烟海，我也读过不少。最为受用的就是哲学家朱光潜先生年轻时写的小文《谈读书》。这篇文章后来收在他的《给青年的十二封信》一书中，且是开宗明义第一篇。今天把这篇经典小文全文收录在这里，与同学们共勉。


谈读书
——朱光潜


朋友：

　　中学课程很多，你自然没有许多的时间去读课外书。但是你试抚心自问：你每天真抽不出一点钟或半点钟的功夫么？如果你每天能抽出半点钟，你每天至少可以读三四页，每月可以读一百页，到了一年也就可以读四五本书了。何况你在假期中每天断不会只能读三四页呢？你能否在课外的读书，不是你有没有时间的问题，是你有没有决心的问题。

　　世间有许多人比你忙得多。许多人的学问都是在忙中做成的。美国有一位文学家、科学家和革命家富兰克林，幼时在印刷局里做小工，他的书都是在做工时抽暇读的。不必远说，你应该还记得，国父孙中山先生，难道你比那一位奔走革命席不暇暖的老人家还要忙些么？他生平无论忙到什么地步，没有一天不偷暇读几页书。你只要看他的《建国方略》和《孙文学说》，你便知道他不仅是一个政治家，而且还是一个学者。不读书讲革命，不知道“光”的所在，只是窜头乱撞，终难成功。这个道理，孙先生懂得最清楚的，所以他的学说特别重“知”。

　　人类学问逐天进步不止，你不努力跟着跑，便落伍退后，这固不消说，尤其要紧的是养成读书的习惯，是在学问中寻出一种兴趣。你如果没有一种正常嗜好，没有一种在闲暇时可以寄托你的心神的东西，将来离开学校去做事，说不定要被恶习惯引诱。你不看见现在许多叉麻雀抽鸦片的官僚们绅商们乃至教员们，不大半由学生出身么？你慢些鄙视他们，临到你来，再看看你的成就罢！ 但是你如果在读书中寻出一种趣味，你将来抵抗引诱的能力比别人定要大些。这种兴趣你现在不能寻出，将来永不会寻出。凡人都越老越麻木，你现在已经不像三五岁的小孩子那样好奇、那样兴味淋漓了。你长大一岁，你感觉兴味的锐敏力便须迟钝一分。达尔文在自传里曾经说过，他幼时颇好文学和音乐，壮时因为研究生物学，把文学和音乐都丢开了，到老来他再想拿诗歌来消遣，便寻不出趣味来了。兴味要在青年时设法培养，过了正常时节，便会萎谢。比方打网球，你在中学时喜欢打，你到老都喜欢打。假如你在中学时代错过机会，后来要发展去学比登天还要难十倍。养成读书习惯也是这样。