《图说京张铁路百年变迁》，金靖 白鸿叶 著，文津出版社2023年1月版。
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曾经的张库大道
是中国与俄国贸易的重要通道
工业革命之后，铁路在欧美开始大规模兴建，运输效率大幅提高，运输成本降低，促使经济贸易快速发展。近代以来，西方先进的科学技术知识随列强入侵逐渐传入中国。曾经主张“开眼看世界”的知识分子，如魏源、徐继等人，纷纷向国人介绍铁路和火车的相关知识。然而受制于观念和技术，国人对建设铁路的态度并没有西方估计的那样积极，加之清政府担心列强抢夺在华的铁路修建权，会进一步加快在华的侵略及物资转运，因此列强在中国修建铁路的尝试多次受阻。
19世纪60年代，在两次鸦片战争失败之后，清政府认识到西方先进科技的重要性，开始反思解决清政府内忧外患的方法。一场以学习西方先进科学技术而自救的洋务运动轰轰烈烈地开展起来。洋务运动建立新式学堂、选派留学生赴欧美学习，同时聘请外国工程师，兴建电报和铁路。中日甲午战争战败，宣告清政府经营30多年的洋务运动走向失败。洋务运动虽然不能真正挽救处于风雨飘摇中的清政府，但却客观上推动了中国走向近代化，国人的思想观念发生巨大变化。洋务运动中的留美幼童以及开办的铁路学堂，为清政府自主修建铁路提供了可用之才。19世纪末至20世纪初，在与西方列强争夺铁路修建和路权的过程中，清政府对营建干线铁路的意愿越发强烈。由国人自筹资金、自行设计施工、自主经营铁路的愿望有了实现的基础。
张家口车站（《图说京张铁路百年变迁》插图）。
曾经的张库大道是中国与俄国贸易的重要通道，19世纪下半叶，俄、英、法、美等国的商人陆续出现在张家口，收购皮毛、茶叶。同时，以晋商为代表的传统商人，在张家口开设各式店铺多达1000余家。中外贸易的繁荣，促使张家口成为北方最大的茶叶出口基地和皮毛集散地，被誉为陆路商埠。然而，张家口作为陆路商埠，北上南下仍然沿用驼马商队。商品贸易的流通受制于传统运输条件。
中日甲午战争之后，俄国获得在中国东北修建和经营铁路的特权。清光绪二十三年（1897），俄国开始修建西起满洲里、东至绥芬河的中东铁路，并以哈尔滨为中心，向南修建直达旅顺的南满支线。其中，中东铁路西接西伯利亚铁路，东出绥芬河可直达海参崴。清光绪二十九年（1903），长达2000多公里的中东铁路建成，成为俄国横跨西伯利亚的陆上运输大动脉，并在海参崴与海上运输相连。中东铁路的建成，中俄之间大量商品贸易通过铁路运输，加之外蒙古在沙俄的操控下，中国商人的店铺衰落，贸易几乎由俄商控制，张库大道走向衰落。在攫取中国东北修建铁路权利的同时，沙俄也曾向清政府提出修建沿张库大道直达北京的铁路。
清政府决定自行建造北京向北的铁路干线
然而，八国联军侵华战争之后，清政府与英国签订《英国交还关内外铁路章程》，试图得到北京向北铁路的独家修建权和经营权。此时，清政府意识到铁路之于商业贸易的重要性，如果修建北京直通口外的铁路，在带来巨大贸易利润的同时，还可以增加京师与内蒙古、山西等地的联系。沙俄与英国争夺铁路修建权长期相持不下，清政府决定自筹资金，自行建造北京向北的铁路干线。
清光绪三十一年（1905），京奉铁路山海关内段已经建成通车。修建由京师通向张家口的西北铁路干线与京奉铁路的修建密切相关。根据《京张铁路工程纪略》詹天佑自序记载：“张家口距京师驿路计四百余里，既属重镇，又当孔道，不但互市之要区，实亦西北之屏藩也。迨有清光绪三十一年，因京奉一路进款颇充，始建以京奉余利，筑京张全路之议。”
京张铁路选址是京师通向张家口的古道驿路。北京城西部的太行山余脉与北部的燕山余脉，在京城的西北方向交会。两条山脉的分界处被称为关沟。这里属于太行八陉最北端的军都陉，也是沟通北方草原与中原的重要通道，这条通道也被称为关沟古道。其中，西路通道的南端就是南起昌平区南口镇，北至延庆县八达岭长城的关沟古道。关沟古道南口向东南，经过沙河城、清河等地，由西直门可入京师内城，也可由西直门沿城墙继续向南到达丰台，或者向西直通门头沟。关沟古道向北，经榆林驿、怀来、鸡鸣驿、宣化，到达张家口。
西直门车站（《图说京张铁路百年变迁》插图）。
在明清古道驿路上兴建新式铁路，首先要克服的就是山地孔道地形复杂、修建难度大的问题。为勘测选定最佳线路，詹天佑带领相关工程人员从京师西直门实地踏查去往张家口的道路，勘测地形地势，计算路线长度，并预估工程花费，等等。工程的难点集中在京师至怀来之间穿越西山孔道的线路选择上。
詹天佑首选的就是关沟古道，经过实地踏查，这条道路的线路是丰台柳村—西直门—清河—沙河—昌平—南口—青龙桥—西拨子—康庄—沙城—下花园—宣化—沙岭子—张家口。由于关沟古道出居庸关附近时，山岭坡度大，詹天佑等人又考察了绕行关沟古道的两条线路。一条是从昌平向东北方向，经过长陵村、铁炉、延庆，再向西行取道沙城。但这条线路仍未能绕过军都山，修建铁路的难度仍然很大。另一条是从柳村向西，取道石景山，途经门头沟，通过京西古道，过官厅，至沙城。这条考察线路沿永定河而行，坡度平缓，但绕行距离较长，预算工程成本陡然增加。经过综合比较评估，詹天佑最终还是选择迎难而上，沿关沟古道修建铁路。
京张铁路踏查选择路线图（《图说京张铁路百年变迁》插图）。
应用现代科技
绘制符合时代要求的铁路地图
从1905年秋京张铁路开始施工，至1909年建成通车。在工程测绘施工阶段，工程人员应用现代科技绘制了符合时代要求的铁路地图。其中，如实反映京张铁路地图测绘水平的地图是《京张铁路工程纪略》中的《京张铁路图》和《京门枝路平面式》。成一农曾就中国近代地图绘制转型进行研究，认为：“鸦片战争之后，中国传统地图逐步让位给基于实地测量、采用投影技术、按照比例尺绘制，将地理要素位置的准确性作为必要评判标准的现代地图。”从此开始，现代地图为了达到准确性，与传统地图渐行渐远。
以詹天佑为代表的近代工程人才，是洋务运动的受益者，在美国学习先进科技。洋务派对西方科学技术的学习深刻影响到了近现代中国的科技人才培养。在这样的背景下，京张铁路的设计建设者，将西方测绘技术和制图技术应用到京张铁路工程之中。京张铁路一系列地图的绘制，体现的不仅仅是中国近代工程人才学习西方科技的缩影，更反映出近代士人知识体系、思想观念和社会观念的转变与重建。
《京张铁路图》是一幅采用西方制图技术绘制的铁路工程地图。这幅地图用简约的线条和符号绘制京张铁路线路。图上图向、比例尺和图例等要素俱全，与现代地图几乎相同。《京张铁路图》具有清末民初新绘地图的时代特征。
第一，此图采用晚清引入中国的石印印刷方法，因此地图上的字体保留了手写软体字，字体清晰，辨识度高。
第二，为更好地展现京张铁路沿线全貌，此图并未采用上北下南的现代地图图向，而是沿铁路的走向，采用西南在上，东北在下的图向。这与中国传统地图中的图向选择颇为相似，以达到地理要素展现效果最佳为目的来选择地图视角。
第三，此图采用平面图与剖面图相对应的绘图方式展现京张铁路平面走势和地势变化。同时平面与剖面采用两个不同的比例尺，以达到最佳的道路展示效果。这显然是受到西方工程技术图测绘的影响。这种平剖结合的道路工程图绘制方法一直沿用至今。
第四，此图将山脉、河道、长城古堡、沿途城市村落、原有道路、已建成铁路等地理要素均一一标绘。新建铁路可以以旧有地理要素作为参照，确定线路准确位置。
第五，此图保留了工程测绘图的特征，在南口至岔道城段标注了需要开凿的山洞和山洞长度。这显然是为了工程建设专门标绘的。值得注意的是，图上山洞长度用苏州码子标注，这与中国传统工匠测绘时使用的标绘方式一致。
第六，平面图上表示山势地形采用晕滃法。晕滃法又称晕滃线法，是18世纪至19世纪西方地图表示地形的方法。其绘图方法就是用平行的短线画出山脉。短线的粗细疏密程度表示地面坡度的缓急。坡度低平和缓的地方，短线细长而稀疏；坡度陡峭急峻的地方，短线粗短而密集。这种表示地势的方法不影响其他地理要素的标绘，且在图上表现更加直观。近代以来，西方绘图方法传入中国，晕滃法在清末民初的地图中大量出现。晕滃法虽然不如中国传统地图见山画山的画法形象生动，但却高效而简洁。
从《京张铁路图》的特征来看，这幅地图充分吸收了西方新式绘图和工程测绘的方法，同时继承了中国传统地图中的优秀因素，体现了“中学为体，西学为用”的指导思想。工程测绘人员务实求真高效的地图绘制，也是京张铁路工程修建的一个缩影。
中国工程师绘制的
铁路工程地图逐渐走向成熟
从《京张铁路图》的内容来看，从东南向西北，京张铁路呈“一”字展开，用实线表示铁路。京张铁路的起点是丰台柳村，柳村又是京奉铁路上的车站，在此可以与京奉铁路相连。铁路向北，沿北京内外城西城墙外修建，途经广安门、西便门、阜成门、西直门。在西便门外白云观附近，与京汉铁路相交。在西直门附近设置车站，另修京门支线，与铁路干线相连。出西直门，铁路通向西北方向，沿途修建清河、沙河城、南口车站，由南口车站，铁路进入关沟古道线路，至岔道城为止。这段工程山岭陡峭，依次开凿居庸关山洞、五桂头山洞、石佛寺山洞、八达岭山洞，其中在石佛寺和八达岭山洞之间，修建青龙桥车站。过青龙桥车站，铁路进入怀来，沿洋河之北，经过康庄、怀来县、沙城、新保安、下花园、宣化府、沙岭子车站，最终到达张家口。这条线路与明清时期京师通往张家口的古道基本重合。
除铁路线之外，旧有古道用虚线表示，除京师通往张家口的古道之外，图上清晰可见的通道有京师西出广安门通往卢沟桥的大路；西出阜成门，经过田村、北辛安到达门头沟的大路；西出西直门至颐和园，再北行至羊坊、南口城的大路；另有羊坊通往门头沟和洋河岸边的两条古道。图上铁路车站用实心黑色方框表示，其他城市村落地名用空心黑色方框表示。图例的示意性与现代地图几乎相同。
京张铁路共有支线两条：一条是京门支线，也就是《京张铁路工程纪略》中提到的“京门枝路”；另一条是鸡鸣山煤矿支线，工程纪略中称之为“鸡鸣山煤矿枝路”。1906年10月，在京门支线并入京张铁路修建工程之后，开办鸡鸣山煤矿支线事宜也获批准。鸡鸣山矿井距离京张铁路下花园车站约6里，虽地势较高，但为方便煤炭运出，选择山坡稍缓处，动工修建。但鸡鸣山煤矿支路没有另绘地图。
京张铁路工程纪略附图·京张铁路图（《图说京张铁路百年变迁》插图）。
京门支线在工程纪略中绘有《京门枝路平面式》和《京门枝路长剖面式》。《京门枝路平面式》的绘图技术与绘图风格和《京张铁路图》保持一致，同样采用平面图与剖面图相对应、平剖面不同比例的画法。因为京师至门头沟之间的地势相对平缓，工程受地形地势干扰较小，京门支线的剖面图详细标绘了铁路所经之处地势不平整的桥梁、旋沟、平沟等。京门支线的修建与北京西山一带的煤矿有关。北京地区的煤矿集中在房山周口店石梯至门头沟一带。在京门支线修建之前，京汉铁路已修建周口店至琉璃河的支线铁路。房山产出的煤，可通过京汉铁路运至全国各地。但门头沟产出之煤仍靠驼队运输，成本高、效率低。
京张铁路干线开工修建，以门头沟煤矿为业的商人、矿工等联合请愿，希望修建京师至门头沟的运煤铁路支线。1906年，京门支线工程并入京张铁路工程之中，并于同年冬天勘定线路，历时两年，1908年全线贯通。京门支线全长40余里，起点是西直门车站，向西沿途设黄村、三家店车站，最终跨过永定河，到达门头沟车站。由于京门支线的走向，此图平面图图向近似上南下北，铁路线路用黑色线条标绘，石景山至门头沟段山势用晕滃法画出。剖面图上，地势高尺数和其他工程数据均用苏州码子标注。这些特征都与《京张铁路图》相同。
京张铁路工程纪略附图·京门枝（支）路平面式 /京门枝（支）路长剖面式（《图说京张铁路百年变迁》插图）。
不同之处是，《京门枝路长剖面式》比《京张铁路图》的剖面图标绘数据更加详细，剖面图的长度和高度也采取不同比例，使用更加精确。《京张铁路工程纪略附图》中绘制的京张铁路工程地图，采用平剖面相结合的方式，这为后来的铁路工程图提供了经典范例，也为此后修建京绥铁路奠定了基础。另外，这些地图将西方先进制图技术与中国传统地图优势相结合，具有明确的时代特征。中国工程师绘制的铁路工程地图，在近代化的过程中，逐渐走向成熟。
本文节选自《图说京张铁路百年变迁》，小标题为编者所加，非原文左右。已获得出版社授权刊发。
原文作者/金靖；白鸿叶
摘编/何也
编辑/王铭博；王菡
导语校对/赵琳
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