“多拉”与“快跑”不可兼得——高铁超载“无力运行”背后的技术经济学|科学加

来源: | 浏览量:256 次 | 发布时间:2019-08-13 00:10


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国庆期间一列因超载“无力运行”的高铁列车引发热议。技术领先的高铁怎么多拉了几个乘客就跑不动了?背后的原因其实没这么简单。

文/记者 赵天宇 编辑/刘昭


新媒体编辑/吕冰心


采访专家:


贾元华 (北京交通大学交通运输学院教授、博士生导师)


“本次列车已无力运行,请丹阳北无锡东短途旅客抓紧时间下车。”今年国庆期间,不少网友被这段高铁上拍摄的视频刷屏,10月1日8时17分左右,当G108列车途经常州北站时,车站开启广播,表示复兴号动车组“超载”了,并要求无票旅客下车。


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技术先进、时速领先的复兴号动车组竟然因为乘客过多就“无力运行”?近几年高铁上卖站票的情况并不少见,春运期间也出现过过道内站满人的情况,但“无力运行”却是第一次出现。火车是否有超载界限?人数太多对列车运行会有怎样的影响?对此,铁路行业专业人士认为,高速列车与普通列车不同,速度和载重必须有所取舍,高铁“无力运行”的背后,不能忽视的是铁路经营和成本因素等“技术经济学”。


载重和速度要有所取舍


火车速度的提升,除了牵引技术的不断优化以外,很大程度上取决于轨道技术的发展进步。


铁轨是列车行驶的基础,轨道承受着多变化的垂直、横向、纵向的静荷载和动荷载,火车比汽车跑的更快更稳,和火车轨道有很大关系。如今的高铁轨道,以混凝土地基取代道渣、枕木及路基,称之为"无渣轨道",可以降低维修时间,维持良好的质量及行车安全。


而在火车方面,“轴重”指的是每根车轴允许分摊的最大整车重量,也是衡量列车载重标准的重要数据。举个例子来说,一辆重量为120吨的火车,有两个转向架和6个车轴,那么轴重用120除以6就是20吨。在不超出轴重限制条件下,转向架、车体承载能力可满足运用需求。


▲CRH380型旅客列车技术参数表


在高铁时代,由于动车组列车动力分散,并且需要高速平稳运行,因此必须用降低轴重的方式来提升速度。北京交通大学交通运输学院教授、博士生导师贾元华告诉北京科技报|科学加客户端记者,与普速列车相比,高铁轴重更低,承重水平也相对普速列车低一些。


"但高铁更低的轴重意味着自身更灵活的动力学特性,以及对钢轨和轨基更小的压力,特别是高速行驶状态下,载重和速度不可兼得,必须要有所取舍。"


▲与运行速度120km/h的25G型列车和运行速度140km/h的25K型列车相比,动车组列车无论从轴重还是载客量上都不占优势,但更低的轴重意味着自身更灵活的动力学特性,以及对钢轨和轨基更小的压力。图为25B型旅客列车


记者查阅数据发现,无论是最新的"复兴号"列车还是"和谐号"动车组,载客量的确小于100多公里的普速列车;以不允许超员的“复兴号”为例,576座8节编组设计,每节车厢大约为72名乘客,最满的一节车厢仅为90名乘客;而T字打头,最高时速140公里的25K旅客列车,硬座车厢定员118人,硬卧车厢定员66人,仅仅7节硬座车厢就可以乘坐826人,比满载的复兴号列车多了将近30%。


其次,铁轨不是柏油马路,钢轨和钢轨之间是有缝隙的,这种缝隙叫做轨缝,我们坐火车低速时听到“咣当咣当”的响声,就是车轮压过轨缝的声音。高铁铁轨为保证平稳和舒适,使用的都是无砟轨道,要求长轨窄缝,即每段铁轨越长越好,中间的缝隙越小越好;而专门运货的重载铁路则相反,要求短轨大缝,以防相临两条铁轨因为重压相碰。


时速超过250公里的高铁去跑普铁,轻则乘客出现不适,重则列车倾覆;而拿重载货车去跑高铁,铁轨断裂,车翻人亡是抬眼可见的结果。


▲高铁铁轨为保证平稳和舒适,使用的都是无砟轨道,要求长轨窄缝,即每段铁轨越长越好,中间的缝隙越小越好,与有砟轨道相比,无砟轨道避免了飞溅道砟,平顺性好,稳定性好,使用寿命长


当然,动车组列车在设计上也考虑了超员的问题,一位火车设计师表示,经核算,“复兴号”动车组超员20%时可正常运行,超过后乘坐舒适性会有所下降,而在超员20%车重基础上,各车还留有一定裕量,设定为超员报警值。换言之,定员72人的列车,理论上只能卖14张站票。


据了解,目前“复兴号”动车组超员报警有两种设置,单车超员报警和整列超员报警。当单车载员超过设定值时,会报警提示,列车员会引导旅客均匀流动;当整列乘客超过荷定20%后,则会自动报警,并提醒乘务员需要疏散旅客。因此,也就出现了国庆期间“无力运行”的尴尬局面。

……

(未完)

为什么有些车能售卖无座车,有些不能?高铁“无力运行”的背后有哪些技术经济学原理?点击下方按钮阅读更多内容。

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