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  鐵路通常與橫跨歐亞大陸的俄羅斯其他鐵路連繫,連線俄羅斯歐洲和亞洲數以百計的大小城市。莫斯科-海參崴全長9,289公里,橫跨9個時區。走完全程需時八天,是世界上第三長的單程連續營運路線,僅次於莫斯科-平壤(10267公里)以及基輔-海參崴(11085公里,已停運)的路線,兩者同樣在大部分路段使用西伯利亞鐵路。  西伯利亞鐵路的主幹線始於莫斯科的雅羅斯拉夫爾站,通過雅羅斯拉夫爾、車里雅賓斯克、鄂木斯克、新西伯利亞、伊爾庫茨克、克拉斯諾亞爾斯克、烏蘭烏德、赤塔和伯力前往海參崴,途經西伯利亞南部。第二條路線則是途經滿洲鐵路,在赤塔以東的塔斯克(赤塔州卡雷姆斯科耶以東12公里的一站),貝加爾湖以東約1000公里。由塔斯克通過滿洲鐵路前往東南,途經中國東北三省的哈爾濱和牡丹江(其中一條莫斯科-北京的列車使用該路線),並在海參崴以北的雙城子匯入主線。這條是前往海參崴最短也是最古老的鐵路線。雖然目前沒有任何通過全線的客運鐵路車次(在一側進入中國通過再在另一側離開中國回到俄羅斯),仍有若干中俄國際客運車次使用。  第三條路線是蒙古縱貫鐵路,在貝加爾湖東岸的烏蘭烏德分支,向南到達烏蘭巴托,再向東南前往北京。1991年,在超過五十年的零星工作後,第四條更北面的支線完工。該線是為貝阿鐵路(BAM),在西伯利亞鐵路貝加爾湖以西數百英哩的泰舍特分支,繞到湖的最北端,在瓦倫(伯力以北)橫渡黑龍江,抵達韃靼海峽邊的蘇維埃港。2011年10月13日,一列車從哈桑 (俄羅斯)試執行進入北韓羅津。

  

  19世紀末,西伯利亞的發展嚴重受其交通連線薄弱制約,與俄羅斯其他地區一樣。除了西伯利亞幹線以外,適合有輪交通的道路十分罕有。每年有將近五個月需要依靠河流作為交通的主要手段。寒冷時期,貨物和乘客都需要利用馬拉雪橇跨過冬季道路,多數都是冰封的同一條河流。  跨過鄂畢河的蒸汽船在1844年開行。然而開始時相當困難,直至1857年鄂畢河的蒸汽船才開始真正發展。而葉尼塞河的蒸汽船就在1863年開行,勒拿河和黑龍江也在1870年代相繼開行。相比起較平坦的西西伯利亞平原可利用龐大的鄂畢河-額爾齊斯河-託博爾河-丘雷姆河的系統,東西伯利亞經濟地區的河流,包括葉尼塞河、安加拉河上游(布拉茨克下游因急流無法通行)以及勒拿河多數只可南北向通行。俄羅斯一度嘗試興建鄂畢-葉尼塞運河,但並不是十分成功。因此興建鐵路才可解決該區的交通問題。  西伯利亞興建鐵路計劃在莫斯科-聖彼得堡鐵路1851年完工後出現。其中一個是美國大亨柏裡·科林斯提出的伊爾庫茨克-赤塔的計劃,並獲得交通部君士坦丁·波斯伊特的支援,預計連線莫斯科至黑龍江,以致太平洋。西伯利亞的領導人尼古拉·尼古拉耶維奇·穆拉維約夫-阿穆爾斯基非常渴望推進俄羅斯遠東地區的殖民,然而他的殖民計劃卻因需要在中國和朝鮮輸入食物始終無法成事。穆拉維約夫倡議研究在伯力地區興建鐵路。  1880年以前,西伯利亞的企業疲弱,官僚主義加上擔憂造成財政困難,中央政府幾乎無視所有這些計劃。到了1880年已經有大量的提出和退回興建西伯利亞和太平洋的鐵路,卻不是俄羅斯東部地區。這引發了政府擔憂連線西伯利亞和俄羅斯中部緊迫的關注。整個設計的過程歷時10年。除了實際興建的路線以外,另外也有提出其他替代路線:  全線分成七部分,大部分同時進行工程,動員達62,000人。總費用估計為3500萬英鎊,而第一段(車里雅賓斯克到鄂畢河)比預期所需還少90萬英鎊。工程人員為了滅少資金投入採用許多方法,包括利用渡輪而不興建跨過河流的橋樑,直至流量增加。而設計者則堅持興建一條不受影響的鐵路。  與希望連線現有城市交通卻被退回的私人計劃不同,西伯利亞鐵路並無如此優先。為了節省金錢和避免與土地擁有者衝突而決定將鐵路建於現有城市的外圍。託木斯克是當時的大城市,也是最不幸的,鄰近的鄂畢河沼澤一般的河岸不適合興建橋樑。因此鐵路南繞70公里並在新西伯利亞跨過鄂畢河,只興建了一條連線託木斯克的盲腸線,剝奪了城市對應的鐵路運輸和貿易。

  1890年3月,皇太子(後來的尼古拉二世)在尼古拉二世的東方旅程最後一站日本結束後,在海參崴主持西伯利亞鐵路遠東段的開工儀式。尼古拉二世在他的日記標註他對乘搭沙皇列車橫跨未受汙染荒野的西伯利亞的期待。沙皇列車在聖彼得堡設計和建造以服務沙皇的主要移動辦公室和橫跨俄羅斯的職員。  1891年3月9日,俄羅斯政府發出了詔勅,公佈了興建橫跨西伯利亞鐵路的意願。尼古拉皇太子(後來的沙皇尼古拉二世)該年5月19日在海參崴主持下動工。時任財政部長謝爾蓋·維特負責監督興建西伯利亞鐵路。與美國第一條橫貫大陸鐵路類似,俄羅斯工程師計劃在兩端開始興建然後推向中心。鐵路自海參崴開始北行,沿烏蘇里江右岸到達黑龍江畔的伯力,成為烏蘇裡鐵路。  1890年興建了橫跨烏拉爾河的橋樑,新鐵路自此進入了亞洲。橫跨鄂畢河和新尼古拉耶夫斯克的橋樑在1898年興建。新尼古拉耶夫斯克在1883年成立,後來發展成為西伯利西的大城市新西伯利亞。1898年第一列列車抵達伊爾庫茨克以及城市以東約60公里的貝加爾湖。鐵路繼續向東跨過石勒喀河和黑龍江而到達伯力。而海參崴到伯力的路段在較早的1897年已經興建。興建鐵路使用了俄羅斯軍人以及庫頁島和其他地區的犯人。  貝加爾湖全長多達640公里,深達1600米。直至湖的兩端興建了貝加爾湖岸鐵路以前,跨過貝加爾湖都是藉助1897年建造的破冰火車渡輪「SS貝加爾」和較細小,1900年建造的「SS安格拉」,需時4小時連線鐵路兩端。  俄羅斯探險家斯捷潘·馬卡羅夫(1849-1904)設計了「貝加爾」和「安格拉」,但兩艘船都是在英格蘭泰恩河畔紐卡斯爾的阿姆斯特朗-惠特沃斯建造。兩船都是拆裝船隻,各自在英格蘭用螺栓栓起,將船的每一部分以數字標記,再拆解成幾百個部件,以套件形式運送到利斯特維揚卡 (伊爾庫茨克州),該處建有一特製船塢以重新組裝。船隻的鍋爐、引擎和其他部件則在聖彼得堡建造,再運送到利斯特維揚卡安裝。「貝加爾」有15個鍋爐、4個漏斗,全長64米,並可在中央甲板搭載24個車廂和1個機車頭。「安格拉」較小,只有兩個漏斗。  1904年貝加爾湖岸鐵路完工後可繞過渡輪,但是鐵路卻經常受到脫軌或落石影響,故此兩艘船隻一直維持到1916年。「貝加爾」在俄羅斯內戰中燒燬和破壞,但「安格拉」維持至今。後來它重置並永久停泊伊爾庫茨克,作為辦公室和博物館之用。  冬天時分需要利用雪橇將乘客和貨物由湖的一邊搬到另一邊,直至湖南側的貝加爾湖支線完工。中國邊境以北的阿穆爾河線在1916年完工以後,由彼得格勒到海參崴已經有一條連續的鐵路,維持至今天仍然是世界上最長的鐵路線。路線的電氣化在1929年開工並在2002年完成,容許搭載達6,000公噸的貨物,比過去多了一倍。有指電氣化後將增加線上的鐵路運輸多達四成。  西伯利亞的中俄部分還額外興建了東清鐵路連線中國和俄羅斯,提供前往海參崴更短的路線。由一批駐守在哈爾濱的俄羅斯職員和行政員負責營運。

  西伯利亞自從大約1869年開始農業發展以後將便宜的穀物西送,但是1861年廢除農奴後俄羅斯中部仍然有強大的經濟壓力。因此,為了保護中部地區和避免社會動盪,1896年沙皇政府引入了車里雅賓斯克關稅限制,所有通過車里雅賓斯克的穀物都必須徵收關稅,並在滿洲也實行類似的關稅。此措施改變了出口的性質:阿爾泰邊疆區、新西伯利亞和託木斯克出現了許多磨坊將穀物製成麵包,許多農場也改為製作玉米。  由1896年起至1913年西伯利亞每人手平均出口501,932公噸麵包(穀物、麵粉)。  西伯利亞鐵路為俄羅斯西部和烏克蘭帶來了數以百萬計的農民。1906至1914年至間,尖峰移民時一度有400萬農民抵達西伯利亞。  鐵路很快充滿了當地交通,主要是小麥。雖然列車車速較慢也較輕,鐵路仍然滿足了作為歐洲和東亞交通路線的角色。1904至1905年日俄戰爭期間,往東的軍事交通嚴重影響了民用貨運的流動。

  日俄戰爭期間,俄羅斯開始重視西伯利亞鐵路的戰略重要性。鐵路只有單線,每次只容許單方向通行。這導致俄羅斯顯著戰略和補給困難,列車無法將資源快速運送來回前線,而貨物列車供應補給時,由西送往東的軍人和彈藥都要在側線等候,軍隊和受傷人員則需要由東向西運送。因此,日本可在俄羅斯等待所需軍人和補給時大幅推進。  1917年俄國革命後,俄國內戰的西伯利亞干涉期間,西伯利亞鐵路成為捷克斯洛伐克軍團和抵達海參崴的同盟軍的重要生命線。這些軍隊支援以鄂木斯克為基地、以上將亞歷山大·瓦西裡耶維奇·高爾察克為首的俄國白色政府,而白軍在烏拉爾前線與布林什維克戰鬥。因為游擊隊炸燬橋樑和軌道,尤其是克拉斯諾亞爾斯克和赤塔之間的脆弱地區,干涉軍最終崩潰。  西伯利亞鐵路同時也在俄羅斯歷史擔當重要的角色,捷克斯洛伐克軍團在第一次世界大戰末俄國內戰期間利用重型武器和裝甲列車以控制大部分鐵路(和俄羅斯本身)。作為帝國倒下少數有組織的軍團之一,在蘇聯紅軍控制以前,捷克人和斯洛伐克人可以利用其組織能力和鐵路資源臨時建立控制區,最終繼續向海參崴前進,並從那裡回到捷克斯洛伐克。

  第二次世界大戰期間,西伯利亞鐵路也為歐洲支援的補給擔當重要角色。戰爭初期,蘇聯祕密與德國結盟。德國商人被禁止與西方同盟國貿易,而西伯利亞鐵路(以及其滿洲支線)成為德國和日本的重要連線線。一項對德國戰爭非常重要的商品是天然橡膠,日本可在東南亞(尤其是法屬印度支那)取得。  截至1941年3月,每日平均有300噸物資通過西伯利亞鐵路送往德國。根據其中一項有關天然橡膠的供應鏈的分析,截至1941年3月22日,有5800噸橡膠途經蘇聯鐵路網路來往滿洲國和納粹德國,2000噸橫越滿洲國、4000噸途經大連港、3800噸位於日本,還有5700噸由東南亞正在送往日本。  當時有一部分猶太人和反納粹人士利用西伯利亞鐵路逃離歐洲,包括數學家庫爾特·哥德爾和英國演員、導演和製片人海恩斯·本尼德的母親Betty Ehrlich Löwenstein。幾千猶太人難民可以透過立陶宛考那斯的日本領事杉原千畝取得日本簽證。多數都透過西伯利亞鐵路東行到太平洋,並登上開往美國的船隻。  1941年6月22日以後情況逆轉。德國入侵蘇聯後,蘇聯切斷了德國唯一可靠通往日本的貿易路線。因此,其需要使用快速商船,後來使用海洋潛艇以逃避盟軍水上巡邏。另一方面,蘇聯成為美國租借法案的受益人。雖然日本向美國宣戰,但仍然渴望與蘇聯維持友好關係。雖然德國抗議,但日本仍然容許蘇聯船隻來往美國和俄羅斯的太平洋港口不受干擾航行。這導致德國和英國的行為形成對比,其海軍會破壞或捕獲開往敵國的中立國船隻。因此太平洋路線,包括橫跨西伯利亞鐵路和北太平洋的路線,成為美國和蘇聯最安全的連線。  該路線貨運量比其餘兩條路線(二戰北極護航和波斯走廊)的總和還要多,但貨運都限於原材料和非軍事貨物(蒸汽火車、衣物、食物等)。1941至1942年間鐵路也成為蘇聯工業為免德國入侵而由俄羅斯歐洲部分搬遷到西伯利亞擔當重要角色。該鐵路將蘇聯軍隊由遠東送往西部以在1941年12月進行蘇聯反擊,而1945年8月也由德國送往日本前線以準備蘇日戰爭。

  西伯利亞鐵路仍然是俄羅斯內部最重要的交通連線,俄羅斯30%的出口貨運途經此線。此鐵路吸引了許多外國遊客,但主要是當地乘客使用。  今天西伯利亞鐵路每年運送約20萬貨櫃前往歐洲。俄羅斯鐵路希望至少可以將貨櫃容量翻倍,發展一種特製車卡以及將港口的容量擴增3至4倍。到了2010年俄羅斯和中國之間的流量將到達6000萬噸,多數都途經西伯利亞鐵路。  在沿線國家的鐵路局的完善協調下,一列貨運火車可以在15日內將貨櫃由北京沿蒙古縱貫鐵路和西伯利亞鐵路送往漢堡,但一般貨櫃運送時間要長許多,由日本送往俄羅斯歐洲部分的貨櫃所需時間大約為25日。  根據2009年報告,由俄羅斯太平洋港口送到西部邊界(也許是白俄羅斯)的貨運單元列車需時12日,列車平均每日行駛900公里,時速80公里。然而在2009年初,俄羅斯鐵路宣佈了一項「七日內橫跨西伯利亞」計劃,根據此計劃內容,接下來5年將投資超過110億美元以將貨物在7日內運送同樣9000公里的距離。計劃將貨運列車在2010至2012年間加速至時速90公里,並在2015年的部分路段加速至100公里。以此時速,貨物列車將可每日行駛1500公里。

  2008年1月11日,中國、蒙古、俄羅斯、白俄羅斯、波蘭和德國同意開行北京到漢堡的貨物列車。  鐵路將可以海運時間的3分之1甚至一半時間將貨櫃送到,而在2009年末還宣佈將貨櫃運送費用減少20%。按照2009年的利率,日本橫濱到波蘭的40英尺貨櫃將收費2,820美元、韓國釜山則為2,154美元。  其中一項最複雜的因素是獨立國家聯合體採用俄羅斯軌距,並不與中國、西歐或中歐的標準軌相容。因此由中國前往西歐的列車將需轉軌兩次:中蒙邊界或中俄邊界,以及烏克蘭/白俄羅斯與中歐國家邊界。

  2008年,俄羅斯鐵路推出一項計劃以加速貨運單元列車由遠東港口(海參崴、納霍德卡及其他港口)送到俄羅斯西部邊境,稱為「七日內橫跨西伯利亞」。  計劃的框架是將遠東運送的貨運時間由2008年的11日減至2015年的7日。全長約10,000公里。因此運送速度將由2008年每日900公里加速至2015年每日1500公里。首個加速試驗列車在2009年2月試行,由海參崴站開往莫斯科。該段全長9,300公里,而實驗列車運送實際時間為7天5小時,平均速度是1,289公里/日。列車最快速度是1,422公里/日。

  

  通常使用下列路線。距離和時間按照來往莫斯科和海參崴的002M次俄羅斯號列車為準。 莫斯科和西伯利亞之間有許多替代路線,例如以喀山站而非雅羅斯拉夫爾站離開莫斯科,並且可以節省20公里,因為該線提供莫斯科前往下諾夫哥羅德更短的路線。同時亦可在莫斯科的庫爾斯克站乘搭晚間列車前往下諾夫哥羅德,在該處轉乘前往西伯利亞的列車。  1956年至2001年間許多來往莫斯科和基洛夫的列車途經雅羅斯拉夫爾而不途經下諾夫哥羅德。這會將前往莫斯科的距離增加29公里,前往海參崴的距離增至9,288公里。亦有列車由莫斯科喀山站途經喀山前往葉卡捷琳堡。  葉卡捷琳堡和鄂木斯克之間也可途經哈薩克境內的庫爾幹彼得羅巴甫爾而不途經秋明,還可以途經薩馬拉、烏法、車里雅賓斯克和彼得羅巴甫爾完全繞過葉卡捷琳堡,而這條路線也是歷史上最早的路線。  因應所使用的路線不同,莫斯科前往西伯利亞的同一個車站也有十來二十公里的差別。

  西伯利亞鐵路在赤塔設有一條支線通往中國,於1903年7月14日通車。線路先在赤塔的塔斯基與西伯利亞鐵路分離,途經俄羅斯邊境城鎮,並進行,過境進入中國的滿洲里,然後沿濱洲鐵路途經哈爾濱、長春前往北京。  北京至莫斯科020次列車途經在在莫斯科和赤塔之間使用西伯利亞鐵路,然後使用該支線進入中國,該鐵路由滿洲里站入境中國並經停以下車站:滿洲里、海拉爾、博克圖、昂昂溪、哈爾濱、哈爾濱西、長春、瀋陽、錦州、山海關、唐山、天津,最終到達終點站北京。

  蒙古縱貫鐵路在莫斯科和烏蘭烏德之間使用西伯利亞鐵路原線,然後沿下述路線進入蒙古國和中國:  先在西伯利亞鐵路分離,途經俄羅斯邊境城鎮納烏什基,進入蒙古國的蘇赫巴托爾,通過其首都烏蘭巴托,再前往蒙古國邊境城鎮扎門烏德,轉軌後進入中國的二連浩特,途經大同進入北京。
西伯利亞鐵路(),又稱第一亞歐大陸橋,是一連串連線莫斯科和俄羅斯遠東地區的鐵路網路。全長9,288公里,是世界上最長的鐵路線。該線設有通往蒙古國、中國和北韓的支線。此線自1916年連線莫斯科和海參崴。此鐵路在1891至1916年在亞歷山大三世和皇太子尼古拉(後來的尼古拉二世)委託下交由俄羅斯政府監督興建。鐵路在完工以前已經吸引不少遊客寫下游記。俄羅斯也表達了透過連線西伯利亞鐵路和瓜達爾港參與中巴經濟走廊的意願。