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中国铁路第五次大面积提速——火车还能跑多快

2004-03-12 16:10 作者:金焱 刘蓁 2004年第10期
2004年2月22日,铁道部宣布:今年4月18日,全国铁路自1994年以来作第五次大面积提速,时速160公里及其以上的线路达到7700公里,几大干线将开行一批“一站直达特别快车”。明年还将实施第六次大面积提速,部分提速干线列车时速可以提高到200公里。

“在某种意义上,新技术往往是为速度而生的。”中国工程院院士、湖南株洲电力机车厂高级工程师刘友梅接受记者采访时说的这段话有了新注脚——2004年2月22日,铁道部宣布:今年4月18日,全国铁路自1994年以来作第五次大面积提速,时速160公里及其以上的线路达到7700公里,几大干线将开行一批“一站直达特别快车”。明年还将实施第六次大面积提速,部分提速干线列车时速可以提高到200公里。

时速200公里是怎样的概念呢?F1赛车多数情况下的平均速度,就是在200多公里每小时。

“把客车开得更快,吸引更多的客流”,中国铁路部门为此怀有巨大的热情。

2003年6月,秦皇岛—沈阳客运专线竣工,其设计时速就是200公里/小时(预留提高到250公里/小时的条件)。建成试车时,中国自行设计制造的“中华之星号”高速列车,最高速度已达到321.5公里/小时。这也足以和F1大赛中247.585公里的比赛最快平均时速和361.8公里的直线最快时速相比肩。

就在描画出第五次及第六次大面积提速图景的同时,引人注目的还有这样的信息:已经纳入规划之中或者正在建设的包括1.2万公里的客运专线,大批省会城市及大中城市间的快速客运通道,以及环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区三个城际快速客运系统。这一系列的线路,包括已经开通的秦皇岛—沈阳客运专线,和年内即将开通的北京—武汉快速列车等等,他们也都把目标对准了一个数字:时速200公里。

在2004年4月以后,中国将有28条铁路线上的列车时速达到200公里。承载“时速200公里”这种可能性的具象是:在纵横发达的高速铁路上,子弹头一样呼啸而过的火车,极速媲美F1赛车。铁道部官员在接受采访时说,“技术经济分析表明,实施时速200公里的提速,技术上可行,经济上合算”。

被描述为“外形酷似鸭嘴兽”的“中华之星”电力机车的设计时速已经达到270公里,而为提速专门设计的时速200公里的“先锋号”机车早已投入使用。铁道部科技司司长吴新民因此表示说,中国目前生产高速机车车头已经不存在技术难题。

在运行方面,刘友梅院士说有一个大动干戈的浩大工程——和高速列车速度相近的F1赛车在赛道上转弯时会面临相当于4到5倍于自身重力的加速度,列车运行是无法承受这样的急转弯的。弯道曲率半径越大,列车转弯越平缓。铁道部安监司、科技司专家宋书明说,为了尽量平稳,铁路部门对6万多公里铁路线上的弯道一一进行调整,将小半径线路全部改造成大半径或直线,同时调高曲线外轨。

运行速度加快,很多技术性的细节都要改变,比如厕所污物处理方式:列车两侧气压降低,列车上的厕所也要采用类似飞机的污物处理系统。

列车在高速状态下能否停得下来是安全的关键,铁道部科学研究院钱立新博士说,在机车车辆方面主要是解决制动问题,即刹车要可靠,而现在的提速列车采用盘形制动加电子防滑器,是我国提速技术上的一大突破。铁道部科学研究院副院长康熊介绍说,目前火车较快的时速在140公里,这样的速度下紧急制动的停车距离有1100米。他的同事钱立新博士告诉记者,我国现在的提速列车采用的是盘形制动加电子防滑器,能够保证列车在160公里的时速下,制动距离小于1400米。

还一个要点是“黑匣子”。宋书明提到,部分列车将安装上监督装备。这种类似“黑匣子”的设备能配合先进的DMIS调度运输指挥管理信息系统,在较快行车速度下测量车辆的脱轨系数、超载、偏载、车门开闭、车轮探伤等运行情况,并具备报警功能,使行车安全始终处于动态监控之中。

在令人眼花缭乱的技术词汇后面,更为重要的是人的因素,再先进的技术也还要靠人来操纵。有消息说,年内即将开通的武汉—北京高速线招聘高速列车司机,要在10分钟内全部完成一套70道题目的测试,在接受专家组的心理测试后,80名司机中即有13位候选司机被判断为性格不适合驾驶高速列车。

技术上可靠是一个前提,对于中国的铁路部门而言更关键的是:速度产生效益。

巴黎至里昂TGV高速列车开行当年,往返于两地的旅客,20%乘坐火车,80%乘坐飞机。时至1999年,乘坐火车的已达90%,乘坐飞机的仅占10%。法铁有关专家得出结论,高速铁路运程在500公里以内,运行时间在3小时以内,其竞争力和抗衡力是其他运输工具所不能比的。因而,专门针对客运的高速铁路,由于运行高速、价格经济,会被越来越多的旅客选择作为出行工具。

被动与跨越

世界银行的铁路专家曾这样评价说,铁路传统上是垂直和水平构筑而成的,坚如磐石,它们不仅对其所有业务和设施进行从上到下的控制,而且为员工提供一个全方位的社会支持系统。这种磐石是昂贵的错误。

无论这种评价对于中国的适用性有多大,中国铁路的现实一直是各方关注的焦点所在,“如果铁路再不有所变化发展,就会拖小康社会的后腿,”铁道部发展计划司司长黄民接受记者采访时说。黄民说所谓的拖后腿就是铁路不适应国民经济和社会的发展,“显现出一种瓶颈制约现象”。

在中国铁路的发展历程中,有两个年份颇有代表性,一是1989年,一是2001年。黄民说:“解放初期铁路很受重视,营业里程很快就从开始的2.2万公里增加到四五万公里。‘文革’期间停了十几年,铁路营业里程在5万公里左右徘徊。1978年改革开放后,开始出现不适应现象,并且愈演愈烈,在1989年形成瓶颈制约。”

从20世纪80年代中期开始,中国铁路运输进入全面短缺状态,乘车难、买票难、运货难的现象日益突出,铁路运输能力不足成为制约国民经济迅速发展的瓶颈。也就在1989年以后,政府对铁路发展开始更加重视。1991年起国务院采取了提价收入直接设立铁路建设基金,专项用于铁路建设的措施。

十几年的发展后铁路不适应的状况有所缓解,但关键问题是,黄民说:“铁路的发展速度始终比国民经济增长的速度慢。”他举例说,“90年代及以前铁路投资基本占全社会固定资产投资的2%以上,到1998年达到投资高峰,500多个亿,所以到了1998年后铁路不适应国民经济和社会发展的状况有所缓解。但是到了去年铁路投资占全社会固定资产投资的比例已降到1%以下,下降了一个百分点。一方面铁路的投资总额维持在500多个亿左右,与之相对应的是国民生产总值发展非常快,从1998年到2003年达到8%以上,这样就导致在2003年瓶颈制约现象再次显现。”

铁道部领导指出,近年来,铁路在国家交通基础设施投资总量中的比重有所下降,与其他交通运输行业两位数的增长相比,铁路营业里程5.6%的增幅确实太慢了。

回顾这一历程,黄民感慨地说:“铁路从改革开放以后到现在,一直是瓶颈状态,每次都是在有所缓解还没有缓解时,‘嘭’地就又是一个瓶颈。”

中国的铁路给人的印象是:始终被动地跟在后面。有专家甚至认为,90年代之前及90年代前期,铁路在市场上一直维持一种供不应求的供求状况,是因为那时中国交通运输需求增长急剧,而公路运输发展不足,所以铁路运输系统仍处于垄断性地位,而这一点带来的不利一面是,这种表面繁荣延宕了体制改革的要求。

在这样的背景下,铁道部推出“跨越式发展”,铁道部部长刘志军说:“铁路跨越式发展是一项复杂的系统工程,需要解决一些深层次的矛盾,需要攻克许多长期积累的难题,需要调整诸多方面的利益关系。”

黄民因此说,铁路的第一要务是:发展。

角逐交通运输市场

90年代中国交通运输市场发展出现很多变数,尤其是民航和公路运输发生的变化——包括供应(交通工具和基础设施如公路、机场等)的急速增加和运输体制全面市场化,使交通运输市场上的供求关系发生了深远转变,对铁路运输直接构成强大的竞争压力。

铁道部政策法规司司长曹钟雄曾指出,运输市场竞争日益激烈,铁路客、货周转量占现代化运输比重已经从1980年的60.5%、71.7%(不含远洋运输),一度下降到34.9%、54.6%,铁路面临着严峻的挑战。

有学者分析说:“1994年以前公路的竞争力并未真正表现出来,总体经济增长还是以粗放方式推动,铁路运输因而可以长期保持供不应求的高效益。可是90年代,尤其是1992年之后,公路建设加快,经济增长有结构性变化,对运输需求相应减少,铁路系统内外成本大幅上涨,在1994年便出现广泛的亏损。1995年铁路提价,则进一步暴露需求增长减缓、公路运输竞争加强之下的铁路运输的竞争劣势,因而导致需求大幅下降,供应全面过剩,亏损变成全行业性的普遍现象,且比1994年更为严重。”

铁路运输被认为是大宗货物运输的骨干力量,黄民解释说:“中国的特点是西、北部资源丰富,但工业加工集中在东、南部,所以资源跨区长距离运输就必然需要低成本的运输方式。”

在客运方面,铁路运输在市场上的优势在90年代则很受质疑,据说那段时间客车大战火车成功的故事俯拾即是。有香港学者撰文指出,中国铁路客运还是19世纪的模式,服务的质量和档次都没有提升,只是价格上升,而竞争对手是最现代化设备装备的民航和公路的汽车运输。于是,不单是长途运输在时间上逊色于民航,短途运输在时间和费用方面逊色于公路,即使在中途运输方面,由于成本被人为抬高(主要反映在内部工资成本上升等方面)、额外成本大(如服务恶劣带给消费者在购票等方面的额外时间和费用支出),低质服务同时亦驱走高服务方面的需求(如铁路大力推广的“优质优价”列车利用率低下)等原因,亦使铁路在经济发达地区和大城市之间的范围内逐步丧失商务和高收入者的市场需求。

黄民说,铁路和其他运输方式的竞争存在,而在东部更为突出,但是现在的情况是,协调大于竞争;至于人们争论甚多的铁路与公路等的竞争,黄民说:“铁路提供的是低成本的服务,有时候铁路不能适应需要,很多时候就主动放弃短途运输。过去铁路在短途运输占的份额很高,后来由于能力紧张,就主动放弃了这块市场。”

在分析竞争格局下的铁路运输角色时,黄民仍然乐观,他说,“90年代后人流需求旺盛——城乡二元结构及农村劳力进城务工的现象,带来的人流很大,什么来支撑这么巨大的人流?是铁路。铁路提供的是低成本的运输方式,公路的舒适度显然不如火车,而飞机要做到大众化也很难,因此铁路在综合交通体系中的地位仍然是中长途运输中的骨干,而且在未来仍然是这样。”

低成本不仅是铁路与公路、飞机竞争的优势,它几乎是铁路在中国必然生存的解释。黄民说,相对于公路而言,在占地方面,铁路是占地最少的交通运输方式,按单位运输量测量,铁路是公路的1/10,也就是说完成同样运输量的情况下,公路需要占用的土地资源是铁路的10倍。

另一方面,从供给方来看,由于资源短缺,预计2020年我国进口石油将超过2亿吨,其中大部分是汽车使用。相比之下铁路在能耗占地方面具有明显优势,黄民说,中国的能源现状要求更多地依靠二次能源,这一点铁路可以做到。按单位运量计算,在能耗方面公路是铁路的6倍,航空是铁路的30倍。

一些数据也证明铁路存在的价值:从运输能力看,客运每小时单向输送能力,公共汽车5000人,城市轻轨4万人,地铁7万人,铁路可达15万人。除此之外,铁路运输在废气排放、噪音和安全方面也有不少运输优势。

平衡自己的优势和面对的对手,作为铁路主业的运输经济效益至关重要。刘志军说:“1997年以来,通过四次大面积提速调图,全路运输收入实现了大幅度增长,每年平均同口径增收近80亿元,但这些增加的收入基本被增加的成本支出消耗掉了,企业自我发展的能力非常脆弱。在不断变化的市场环境中,这种经营状况始终存在危机。在长远看,没有良好的运输经济效益,铁路就没有加快发展的经济基础。”

突破口:速度

黄民说,铁道部今年的投资计划是1000亿元,投资重点之一就是对主干线运输能力的扩容,“为了尽快缓解铁路运输‘瓶颈’制约,我们必须选择一些能尽快实现突破的项目。”今年铁道部的另一个重要的举措是,第五次大面积提速调图的推出,刘志军说,“第五次大面积提速调图将进一步提升铁路的竞争能力。”

第五次提速的目的之一显然是发展中长途客运,大力拓展客运市场。铁道部宣布将4月18日定为全国铁路第五次大面积提速的时间。从更长远的规划来看,黄民说,快速提高运输能力,尽快建成一个发达的铁路网是《中长期铁路网规划》的重要内容,也是解决铁路“瓶颈”制约的重要措施。铁路新的投资方向是完善中东部路网结构,扩大西部路网规模,提高对经济发展的适应能力。“为尽快形成西部铁路网,规划建设新线约1.6万公里。形成西北、西南进出境国际铁路通道,西北至华北新通道,西北至西南新通道,新疆至青海、西藏的便捷通道;完善西部地区和东中部铁路网络。”

黄民说,“加大修建西部和中东部地区联系的大规模通道,在西部20万人口以上的地区都要有一条铁路之外,在东部铁路网,对铁路干线进行运输能力的加强,在城市人口密集地区修建快速城际干线。”根据规划,铁路部门将建立省会城市及大中城市间的快速客运通道,以及环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区三个城际快速客运系统。建设客运专线将达1.2万公里以上。

东西部显然不同,黄民解释说,西部地区一次性投入很大、固定资本投资很大。这更多地是从长远着眼,起拉动作用。西部是开发型、公益型特征很明显。初期只能算政治账、社会账,不能算经济账。

从投资的角度来看,黄民认为,经营公路的人不需要配备运输工具,而经营铁路线路的人,不仅要修线路,还要考虑运输工具,虽然包括了后一项,铁路的投资仍然比高速公路还便宜。

“速度对客运来说很关键,没有速度提高就没有一系列改进。实现铁路现代化,速度是一个重要标志。”黄民说。

技术提速的经济成本

按照计划,第五次提速将提至160公里至200公里,这意味着列车速度越过了“准高速”这个坎,刘友梅说这是个大动干戈的浩大工程,“与以前提速时对线路的修修补补不同的是,这次差不多要加宽绝大部分线路的曲线半径,你想,6万公里铁路线有多少弯,每个弯都得修改,提速是整个铁道系统牵一发而动全身的事。”到上次提速,较之1997年提速前,火车的平均旅行速度提高了25%,尽管如此,文力说铁路部门为这些更换所投入的成本已经“大到难以统计”,“提速前,大部分线路使用的是12.5米、25米长的短钢轨,列车通过两轨缝隙时,旅客时常会感到有震动感,而且对钢轨、车轮、轴承等都有损害。提速后,线路全部采用无缝钢轨,最长的区段目前已经达到30公里没有轨缝。”

我的印象中,光是第三次大提速,全路更换提速道岔2096组,配备提速机车110台、提速车辆774辆,光这三大硬件的投资就达21.1亿元,此外,伴随提速的还有对员工的技术培训、安全教育问题等等,这又是一项庞大的开支。”刘友梅说,为提速生产的机车,每部机车造价约600~800万元,车辆造价约300~400万元。

与提速相关的另一笔巨大的投资是每次提速前的试验。“与其他实验不同,列车提速实验要采集现场提供的真实数据。其实从1989年开始,中国的铁路建设者们就对提速的可能性进行了大量鲜为人知的试验。当年铁科院与广州铁路局就成立了联合专家组,对广深线提高旅客列车速度进行了可行性分析与研究。”钱立新参与了从一开始的研究,他告诉记者,1995年到1997年时机成熟后,铁道部先后在沪宁、京秦、沈山、郑武等繁忙干线进行多达百次的系统提速试验,“为确保安全,每一次大提速,我们都要对线路进行严格的检测试验,北京到乌鲁木齐3000多公里的线路上,我们对轨面上的每一点的安全性都进行了测试,而不是只找几段典型的路段进行检测。计算机每秒钟采集几万个数据。在试验的时候,逐步提高列车运行速度,发现哪段线路不合格,计算机会记录下来,然后通知工务部门整修。整修之后,再进行检测,直到合格为止。”

从1997年开始列车四次提速,提速里程超过9600公里,各项成本摊入,文力估计提速投资光线路一块就相当于每公里150万元。康熊说:“近5年,铁路全行业基本建设年平均为556亿元。今年,铁路全行业基本建设计划投资规模约在580亿元至610亿元,其中,铁道部自行投资550亿元。”

“越过160准高速这个坎,投入恐怕又要几何级的增长。”一名铁道部官员向记者坦言。

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