乘坐21世紀40年代的高鐵旅行而歸

Ignacio Barron

乘坐21世紀40年代的高鐵旅行而歸

Ignacio Barron

Director of International Union of Railways (UIC) Passengers and High Speed Department

在實施高鐵建設計劃的時候，經(jīng)濟效益和社會效益的平衡是決策制定中需要考慮的一個重要因素。因此，高鐵主要部件全壽命周期成本的考量尤為必要。顯而易見，高鐵系統(tǒng)中每個部件壽命的延長時間是整個高鐵系統(tǒng)全壽命周期成本的直接指標，以鐵道車輛為例，部件壽命的延長時間會受諸多因素影響：列車的類型、部件的種類、運營的模式、基礎設施、維護保養(yǎng)及其費用、技術(shù)變革等。

歐洲高鐵系統(tǒng)中鐵道車輛的壽命周期通常是30年(可能是基于經(jīng)濟視角，或者是根據(jù)其他類型鐵道車輛的情況推斷得出)，而日本高鐵系統(tǒng)中鐵道車輛的壽命周期一般只有17年。兩者壽命周期長度的巨大差異是由于列車外殼的疲勞程度不同：日本高鐵線路(新干線)的隧道橫截面非常狹窄，所以列車每次經(jīng)過地下隧道時，會引起嚴重的增壓和減壓。同樣，飛機上也會發(fā)生類似的情況，因此需要適當?shù)亟档惋w機客艙內(nèi)部的氣壓。列車承受的壓力反復變化，每天周期循環(huán)數(shù)百次，使得仔細檢查分析新干線列車的疲勞現(xiàn)象尤為必要，也通常會導致列車組的定期更新。

列車組的不斷更新之所以可保證新技術(shù)應用的幾乎不間斷性，是因為任何可能出現(xiàn)的創(chuàng)新都能得以較快應用。此外，列車組的更新會對維護保養(yǎng)措施產(chǎn)生影響(并且最終影響到維護保養(yǎng)費用)，如大型維護保養(yǎng)操作次數(shù)的減少等。其更新除了要制定回收利用材料計劃外，還需要一項精準的投資計劃，因為回收利用的高鐵列車組尚未用于其他用途或者供其他國家使用。

歐洲基礎設施的主要特性和運營狀況都能夠延長高鐵的壽命周期，因此，鐵道車輛需要進行“提升”，或者在其運行到一半壽命周期時，進行徹底檢查。隨著1981年歐洲第一列高鐵開通，目前絕大部分列車組已相當陳舊。在一些國家，如法國，鐵路系統(tǒng)正采取措施，以延長列車組壽命，使其達到40年甚至更長的壽命周期。無論如何，問題在于如何更新那些從1981年起就投入運營的約100輛列車組，以及1989年起投入運營的110多輛列車組。

下列數(shù)據(jù)能夠反映這一問題的重要性：歐洲一家制造商每月可以為一個固定運營商提供一到兩列列車(有時在特殊情況下更多)，包括測試和審批確認階段的時間。在歐洲，標準高鐵列車(長200 m，座位350～400個，設計時速300～330 km·h–1)的成本一般為3000萬～3200萬歐元(20年前，類似列車的成本為2200萬歐元)。這類列車在正常情況下(每年行駛約500 000 km)運營時，每列列車的維護保養(yǎng)成本為每年100萬～120萬歐元。

顯然，歐洲部分運營商發(fā)現(xiàn)：在高鐵網(wǎng)絡和服務呈擴張趨勢時更新大部分列車組實為不易，尤其在面臨其他交通方式的挑戰(zhàn)時更是如此。

現(xiàn)在來看中國在高鐵線路、列車組、服務和車站等方面做出的一系列令人印象深刻的改革。中國鐵路系統(tǒng)運作者(運營商、產(chǎn)業(yè)部門與政府)用15～20年時間構(gòu)建了他們自己的高鐵理念，并且準備好了他們自己的技術(shù)。通過總結(jié)中國自己的鐵路運營經(jīng)驗，以及學習國外其他高鐵系統(tǒng)的經(jīng)驗，創(chuàng)造了新技術(shù)、新產(chǎn)品以及新的高鐵理念。2008年8月高鐵投入運營時，一切準備就緒。如今，在短短不到8年的時間里，全長21 000多千米的新高鐵線路正以200～300 km·h的速度投入運營。此外，10 000多千米的高鐵線路正在建設當中。

與其他交通工具相比，高鐵車輛的特征之一是由各類材料系列組裝的車輛產(chǎn)量相對較低。相較之下，飛機制造廠的產(chǎn)量可達數(shù)千架飛機，汽車制造廠的產(chǎn)量可達數(shù)十萬輛汽車。然而，就高鐵而言，100輛列車意味著需要大批量的生產(chǎn)。高鐵車輛的低產(chǎn)量極大程度地限制了其設計、制造以及規(guī)模經(jīng)濟下不同應用產(chǎn)生的費用。

中國鐵路系統(tǒng)運營了1600多列高鐵，并且運營年限都少于8年?？紤]到歐洲高鐵在類似情況下(雖然規(guī)模存在差異)正在發(fā)生的事，那30年后中國鐵路將發(fā)生什么樣的變化？高鐵線路更長，交通更加發(fā)達，并且高鐵列車組的規(guī)模將更加壯大，對其需求也將擴大，但會有使用年限的問題。那時中國鐵路將有義務進行1600多列高鐵列車組的更新，而全無高鐵問世時的欣喜。

這個問題的答案應取決于高鐵的主要工作理念。在高鐵運營計劃中需要考慮的核心要素是關(guān)注服務顧客(和社會)以及對其未來表現(xiàn)的必要的考量和預測。從這點來看，確定高鐵設備、車站、基礎設施以及鐵道車輛的實際需要應作為長期投資計劃的起點。

技術(shù)革新將在整個高鐵運營過程中起到重要作用。中國鐵路部門有力地推動了鐵路公司、大學、研究所和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的革新和發(fā)展。精心計劃這些列車組的更新，會帶來一個不錯的機遇，由此將促進長久的發(fā)展，增強高鐵的競爭力，同時確保其生存以及在未來旅客運輸市場上的重要作用。

2095-8099/? 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company.

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英文原文: Engineering 2016, 2(3): 292–293

Ignacio Barron.Coming Back from a Trip on High-Speed Trains in the 2040s. Engineering, http://dx.doi.org/10.1016/J.ENG.2016.03.020