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  随着首条于1843年建成通车,汉诺威车站也于同年投入临时性运营。在装配轨道设施时,当局摈弃了当时典型的尽头站样式,而是将它构建成一座,这一类别在德国大型城市中的应用尚属首次。  在1845年至1847年期间,该建筑建筑被始建为首个“中央车站()”。其建筑师已不可考,但可以确定的是,远见卓识的城市建筑师奥古斯特·海因里希·安德烈()参与了选址工作,而汉诺威宫廷建筑师和也促成了这项工程的兴建。它是根据浪漫-新古典主义风格而被建成严格对称的建筑。其砖石被涂以大量的黄色灰泥。拉弗斯还将和铁路之间的区域规划为新的城市分区,即。来自多个方向的道路会汇集至代表性的站前广场——恩斯特-奥古斯特广场()。  木制的站台建于接待大楼旁,两侧各设一条轨道。这对于最初的交通流量已经足够,因为编然较短发往东部和西部的列车仍然可以停靠在同一座站台。直通列车班次起初并没有运行。首班直通列车直至1851年8月1日才在柏林和科隆之间开办。首个机车维修车间则建于接待大楼的对面。1853年,可以通往阿尔费尔德、哥廷根和卡塞尔的的首个路段建成通车,使得这座通过站逐渐发展成为区域性的。而为了缓解车站的到发压力,一座新的编组站于1868年在建成。  日益密集的铁路运输为城市发展带来了难题,因为铁路线是穿城而过。因此当局在1873年决定,将市区范围内的铁路线抬升至4.5米的高度上。旧的车站建筑于1875年被拆除。从1875年至1879年修建的铁路线均以和其他城市的类似工程为蓝本进行规划。至1876年,一座新的车站在杨柳坝()建成。

  由于首座车站建于街道平面上,并因此阻碍了城市发展的进程,所以有8公里长的积存轨道设施可以被用于铺设于立体交叉平面上的新设施。此外,新车站也有一个很长的可用轨道长度。在1873年进行的前期筹备工作后,维修车间被分流至、编组设施被分流至、并建设货运绕行线路,而至今仍然保留的核心网络则自1875年开始兴建。新的接待大楼是一座由所设计的新文艺复兴建筑。这又是一个带有主大堂和两边侧翼的对称性建筑,其中每个个体都包含一个转角楼。东侧带有“帝王房间()”的转角楼还设有一条独立的引道。该建筑采用了带红砖条的黄砖墙面及砂岩墙脚。包含7条到发线和2条正线的4座站台由两个每边跨度为37米的大堂所覆盖。在有近30年历史的建筑被拆除后,新车站于1877年4月开始动工兴建。经过26个月的施工,它于1879年6月22日投入使用。站台可以通过3条隧道进入,用于行李运输及邮政运输的则有另外2条隧道可供使用。轨道设施于1883年完工,它包括7条到发线和2条用于货运列车的正线。站台顶棚通过两座独立的大堂实现支撑,它们每侧各有37米宽及167.5米长,并在两条正线之间留有9.25米宽的开放空间。在工程造价方面,有1,270万黄金马克被用于站房建筑以及2,250万黄金马克被用于整个轨道系统的兴建。  1910年,包含10道及11道的第三座车站大堂落成。新大堂使用钢材建造,有15.3米的跨度及27.5米的高度,其设计来源于城市建筑官穆勒()。当“兔子线路()”,即早在1913年规划的从朗根哈根经前往策勒的支线铁路建成后,它对于的运作产生了重大意义:自1938年5月起,从汉堡通往德国南部的直通列车可以不再绕行莱尔特;而列车也无需再于汉诺威进行操作。  在1939年的夏季运行图中,汉诺威火车总站每日共有144班的定期列车班次到发。它也因此成为了继柏林、科隆、法兰克福枢纽以及莱比锡和杜伊斯堡总站之后,在德意志国铁路长途列车网络中最重要的节点之一。

  在第二次世界大战期间,当盟军于1943年7月和10日对后,车站遭受了大面积破坏。其中大堂只剩下框架、接待大楼只剩下外墙依然存在。而轨道也花了四天的时间抢修才勉强重开。  1945年6月13日,车站在战争结束后首次开办前往明登、宁布尔格和哥廷根的普客列车。自8月14日起,铁路客运服务得到显著扩大。从汉诺威出发的客运列车得以重新前往不来梅港、杜伊斯堡、哈默尔恩、哥廷根、布伦瑞克和乌埃尔岑等地。1946年8月15日,汉诺威再次成为战后首次开办、在巴黎至柏林间运行的的经停点,从而被重新纳入国际长途网络的版图中。  在经历了严重的轰炸破坏后,接待大楼的重建工作始于1948年夏天,当中包括获得了经过内饰重新设计的外立面;而旧大堂残存的钢结构顶棚都被拆除,同时站台开始采用一种木制的临时性顶棚。站台于1959年至1961年间进行重建,原有的行李站台不复存在,其货运升降机也被应用至客运站台。中部的通道得到加宽,侧翼的行人隧道则被关闭,同时站台上方也获得了新的顶棚。自1957年以来,信号与转辙器开关已被取代。1963年,第5座站台的落成已使轨道数量扩展到第12条(5道及6道为不设站台的正线)。从南部引入的电气化铁路改造工程于1963年5月26日抵达汉诺威总站,自1963年12月20日起,通电线路已延伸至莱尔特,并自1964年12月14日进一步引至不来梅。通往汉堡的兔子线路在1964年完成复线改造,并自1965年4月6日通电。而由莱尔特经布伦瑞克至黑尔姆斯特的架空电缆直至1976年还未完成架设。

  在汉诺威城铁的建设过程中,汉诺威总站进行了一次大范围的改造。由于整座车站都必须在一个开放式的设计下运行,因此施工仅可能阻塞轨道。包含13道和14道的第6座站台在1969年7月至1973年春季建成。在这项施工完成后,两条轨道于1970年至1975年被关闭,并开始兴建城铁隧道及在此之上的行人楼层(地下)。为此,中部行人隧道被迫关闭,前往站台的旅客则可通过重新开放的侧翼隧道抵达。作为重组的一部分,正线6道(现80道)已被转移至8道和9道的站台之间,而正线5道(现40道)则被保留在原有的位置上。随后,车站开始进行重建。其站台包括站台顶棚也获得了翻新。西侧的地下通道,即地处的邮政总局和地处的包裹邮局之间的邮政隧道,则设有一条用于行李及邮政运输的狭长的斜坡连接至站台。  在德国联邦铁路于1971年引入城际列车网络之后,汉诺威成为重要的换乘枢纽,它可以对不同的城际列车班次实现同(站)台换乘。1988年春季,一个带有数据显示屏的在梯间及站台之中投入使用。凭借着日均323班定期长途列车的到发量,汉诺威总站成为德国联邦铁路在1989年夏季运行图中的第四大繁忙车站。  自1993年起,汉诺威总站开始建造德国铁路迄今为止规模最大的。该系统耗资约1亿德国马克,可由10个调度员通过279个转辙器和535个信号机对每天约5,000班列车及调车的运行路径进行调度。根据制造商的公告,该信号所在1998年8月投入使用后即成为全球最大、最先进的电子联锁设施。  凭借着日均398班定期长途列车的到发量,汉诺威总站成为德国铁路在1996年夏季运行图中的全德繁忙车站。

  汉诺威总站为迎接主办2000年世界博览会而进行了再一次的彻底改造。为此,接待大楼从内到外的墙壁都被清空重建。中部隧道也得到了扩建,并通过设置与站台之间的缝隙以获得日光的照射。客运升降机则被安装至站台上。  车站通过改造还建成了一个。在售票柜台完成搬迁和行李传送系统停用后,这里获得了一个约7,000平方米的商用空间。  从2004年夏季至2006年春季,地下空间的行人通道也进行了大规模的现代化,以改造成为另一个散步长廊。它也因此成为了从拉什广场引出的的组成部分。伴随着两个楼层中共20,000平方米的零售空间,这里成为了一个多元化的购物区。大多数店铺在平日都营业至晚上22点。  汉诺威快铁于2000年5月28日正式投入运营。1道及2道的站台自此仅作为快铁站台服务于通往俾斯麦大街()及文斯托夫方向的快铁列车,通往莱尔特及策勒方向的快铁列车则停靠于13道及14道的站台。与此同时,车站的行车出口也发生了改变:在西部,既有轨道的南侧额外设立了1对用于快铁的轨道;在通往莱尔特轨道的东北侧则另设有其它的轨道。

  

  汉诺威火车总站通过多条城际快车()及城际列车()线路而被连接至德国铁路的长途运输网络。ICE20号线和22号线将汉堡至法兰克福之间的发车频率重叠为每小时1班,与此类似的还有在汉诺威至莱比锡之间运行的IC55号线和56号线。汉诺威总站也是慕尼黑-汉诺威-汉堡/不来梅的ICE列车的分离点,由慕尼黑驶来的这类重联列车会在汉诺威进行解编,再分别前往汉堡或不来梅。除了外,汉诺威还开行有个别列车通往下列线路中的其它城市。

  共有8条每小时1班分别由德铁区域运输()、()和()经营的区域运输线路途经汉诺威火车总站,它们在中被称为R1线至R12线。这些线路名称仅被纳入汉诺威大区运输的时刻表及运行图中,却并不在列车或站台上标示。

  汉诺威快铁自2008年12月14日起提供7条定期路线连接了汉诺威地区及周边各县,并通常会在每个站点停靠。它们的发车频率为每小时1班,在两条路线的部分路段则为半小时1班。而通过多条线路的叠加,部分路段的发车间隔也可以达到半小时1班。在2013年12月15日的运行图调整中,新增开行了另外2条短线,它们是逢周一至周五的高峰时段在两条铁路中作为高负荷的S1线、S2线和S5线的补充。

  汉诺威城铁自1976年以来在车站的东北部设立了一座,它拥有两个双岛式月台以及4条A、B线的轨道,也可以进行。这里开行有城铁1号、2号、3号、7号、8号及9号线。地铁站的北侧是一个双线的换向设施,它为定期运营、在此终到的城铁8号线以及临时运营的18号线提供服务。此外这里在两条铁路线之间还有另外一条连接至转辙器的轨道,但它自1995年起已不再进行常规运营。  在兴建A、B线的城铁隧道时还规划有另外一条隧道线路。因此,在兴建A、B线地铁站时还预留了一个供规划中D线使用的车站框架。

  车站北侧拉什广场的端部是一座巴士总站,这里除了提供长途巴士及旅游巴士服务外,还开办有300号、500号和700号线。其中后者也停靠于恩斯特·奥古斯特广场。在恩斯特·奥古斯特广场还停靠有10号及17号市内巴士,由经营的121、128和134号巴士也同样在此停靠。  在费恩奥德大街()的地下通道中设有。人们可以在这里存放、租用和修理自行车。另外一个自行车站则设于拉什广场旁的停车场内。毗邻火车总站的拉什广场停车场共有1,000个私家车泊位。其附近的周边还设有另外4座停车场及1座地下车库。地下车库则还配备有1个汽车共享站。  恩斯特·奥古斯特广场有两个出租车站,另外一个则设于拉什广场的北出口。
汉诺威火车总站()是德国下萨克森州首府汉诺威最大的铁路车站。凭借着日均约25万人次的旅客发送量,它与杜塞尔多夫火车总站一同成为继汉堡、慕尼黑、法兰克福、柏林和科隆火车总站之后的德国第六繁忙车站。此外它也是汉诺威快铁在短途运输中的最重要节点。