奔向高铁时代

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  上海至南京之间原有一条沪宁铁路,建成于1908年,是中国最早建设的重要铁路干线之一,也是中国乃至世界最紧张、最繁忙的干线之一。根据预测,2010年,长三角地区的总客流量超过30亿人次,到2020年,这一数字将变为55亿。
  两年修一条300千米的高铁,在两个月内完成联调联试,用最短的时间建成高质量的高速铁路,沪宁高铁创造了世界高铁建设史上的“中国速度”。高铁中国标准是时速350千米,超过正常飞机起飞的速度,也大大高于直升机的巡航速度。
  相比航空,高铁的优势愈加凸显。飞机虽然快,但由于来去机场的距离远,耗费的时间甚至超过了高铁,而且高铁具有价格优势和更高的安全系数。价格方面,以日本东海道新干线为例,东京至大阪线510千米,自己开汽车费用为200美元,乘坐飞机费用为225美元,而乘坐新干线子弹头列车只需1 30美元;时间方面,开汽车耗时6小时45分钟,乘坐飞机耗时4小时15分钟,而乘坐新干线子弹头列车只需2小时25分钟。
  
  高铁不靠车头带
  
  俗话说,火车跑得快,全靠车头带。这句话放在过去的火车身上确实没错。传统列车一般由单个机车头提供动力,牵引其他车厢前行。不过,目前在中国高速铁路上运行的列车,车头一般都不提供动力,仅起到运行控制台的作用。多个可以独自提供动力和制动能力的单元被分散到多节车厢,这样的“动车组”设计使列车动力更足,速度也就更快。中国现有的“动车组”全都是8节编组,头尾为车头,中间6节为车厢。普通“动车组”的8节编组中,一般有4节车厢提供动力,而在武广高速上运行的“动车组”,8节编组中6节车厢全部自带动力,只有两节车头没有动力,因此速度可达350千米/小时。专为京沪高速设计的新型动车,营运速度更是可以高达380千米/小时。
  一列高铁车厢大约有8 000个零部件,涉及到电子、微电子、计算机、网络、通信,以及机械加工、非金属材料等现代科学技术。流线型的车头、圆鼓形的车体,并运用高速无摇枕转向架等先进技术,使它在高速运行时非常平稳。车体采用轻量化的铝合金或不锈钢,大大降低了自重。车体质量比传统客车减轻一半,既节约原材料,又降低能耗。列车每牵引1000千克质量能耗大约为12千瓦,当列车速度达到300千米时,牵引1000千克质量能耗为16千瓦,因此,列车的轻量化能节约大量能源。
  传统的列车在刹车时,它的惯性动能会被白白地浪费掉。高铁则不同,在它时速从200千米降到90千米时,完全是靠电机反向旋转来制动,利用它的巨大惯性动力带动发电机产生电能,并输入电网。这一段制动,没有机械磨损,是一项非常节能又环保的技术。只是当它的时速降到90千米以下时,才使用机械刹车,这样不会产生尖啸的噪音和列车的晃动,可谓一举两得。高铁从时速200千米降至0米,制动距离小于2000米。
  现有的高速列车大都依靠电力运行,架设在铁路沿线向机车供电的特殊输电线路被称为接触网。中国电力系统提供的是三相交流电,而接触网必须向电力机车输入单相交流电,才能使机车正常运行。为此,接触网必须采取分段分相的方法,从国家电网中取得电流,从而被划分为一个个不同的分相段,互相连接的两个分相段由不同的两相供电。如何快速通过分相路段,也是影响列车运行速度的一个重要因素。目前的高速铁路都采用了自动过分相技术,这有助于机车、牵引供电系统的正常运行,也减轻了司机的劳动强度。目前国际上通用的技术都是断电过分相,让列车在没有动力源的情况下,依靠惯性通过分相路段。但这样一来,速度就会大幅降低,增加行驶时间。京沪高速铁路将使用中国自主研发的带电过分相技术,把过分相时的断电时间缩减到一瞬间。以京沪高速铁路为例,高速列车应用这一技术后,通过全程47个分相路段,总共可以节约15分钟的行驶时间。
  
  方便快捷安全
  
  方便快捷,是高速铁路给人们带来的最大感受。事实上,如果算上往返机场及安检、候机的时间,乘飞机出行往往比乘坐高铁更花时间,因此,有人将高速铁路称为“地上飞机”。那么,贴地“飞行”如何确保运行安全呢?
  高速铁路安全与否取决于系统本身的稳定性、维修的可靠性以及意外事故的快速控制。中国的高铁采用了世界上目前速度最快的综合检测设备零号列车。该检测列车集成了世界上最先进的专用检测系统,能够对线路轨道、牵引供电、通信信号等基础设施、轮轨和弓网接触状态及列车舒适性指标等进行高速动态同步检测,并具有实时数据传输、存储和分析处理功能。每天0点到4点为线路维修期,这段时间内高速铁路全线停车,零号列车对线路、通信、讯号进行检测,速度可达250千米/小时。检查结束以后,旅客列车开行之前还会沿线对开一个空载车组,对线路进行确认。每隔10天,还有专门的综合检测车对线路的基础设施、通讯信号和牵引供电设备进行全方位的检测和诊断。此外,列车还装备有安全防灾监测系统,实现了准确监控、实时报警,各区段高铁运行及全线设备状况都在视频监视之下。紧急情况下变更运行路径,调度员只需轻点鼠标就可以对全线道岔和信号进行远程控制。
  大风,是高速列车安全运行的“天敌”。高速列车对侧风比较敏感,如果侧风风速达到15米/秒,列车将会自动降速,从350千米/小时降到250千米/小时,确保行车安全。
  高速铁路不仅在快捷、安全方面可以与飞机媲美,舒适度也有过之而无不及。京沪高铁每一块轨道板都是经过高精度准确定位的,每个位置只对应一块相应编号的轨道板。在轨道板粗铺环节结束后,铺设工程将进入到精调阶段。施工人员要在轨道板的前、中、后部位的左右两侧分别安装六个精调定位调整器,它可以在三维空间星对轨道板进行精确定位,调整精度控制在0.1毫米以内。这样高精度轨道板铺就的“陆地航线”,即使列车时速超过380千米,旅客乘坐在车上依然能感觉到舒适平稳。
  另外,中国的高速列车车厢宽度超过3.3米,比其他国家的高速列车宽得多,旅客可以很方便地通过车厢,坐椅也按照航空标准设计。高速列车的车门均为电动门,开启、关闭时噪音低。车内的全自动恒温空调系统,使车厢的温度和湿度保持在一个恒定的范围内。密封性好的车体结构和隔音降噪措施,将车内的噪音降低到最低限度。为了降低噪音,设计人员还进行了噪声源控制,给车轮涂上了降噪涂料,噪音可以控制在68分贝以内。相比之下,普通波音737客机起飞时的噪音可达95分贝,平飞时噪音也在80分贝以上。
  
  迫使飞机停航
  
  火车与飞机在历来的“较量” 中,飞机一直占上风,但随着“高铁”时代的到来,飞机的地位日渐淹没在火车的轰鸣声中。时间上,高铁车站都在城中,不像坐飞机需要提前一个小时赶到机场:额外支出上,北京机场、上海浦东机场、南京禄口机场,从城区到机场,出租车大多需要跑上一个多小时,车资也要一两百元。
  被誉为中国中西部绿色推进器的郑西高铁自2010年2月6日正式开通以来,郑西两地乘坐高铁出行的旅客有近10万人次,每趟列车的上座率在80%以上。3月25日,距郑西高铁开通不到50天,幸福航空有限责任公司正式宣告郑西航线停飞。而在此之前,河南航空公司经营的“郑州一西安”航线也已停飞。至此,郑州至西安的航线因郑西高铁全部“下岗”。
  郑西航线停航只是中国“陆空战役”的一个缩影,高铁与飞机的“对决”正日益增多。成渝高铁开通,迫使有着长达19年飞行历史的“空中快巴”停航;石太高铁开通,造成太原至北京部分飞机航班被迫取消;合武高铁开通后,往返武汉与南京的航班的上座率不断下滑……
  上海、重庆、成都、太原、武汉等地周边航线及相互之间的航线,均因高铁的开通受到不同程度的影响。来自南航的资料显示,上海至武汉高铁开通后,南航航线上的周承运量锐减30%;北京至太原高铁开通后,南航的周承运量骤降60%。
  中国铁道部的“四纵四横”高铁网规划中提到,到2012年,中国将有1.3万千米高速铁路投入运营。届时,中国将超越日本和德国等高铁起步较早的国家,成为全球高铁运营里程最长的国家。从2004年铁道部决定引进国外高铁列车到2012年,用时不到10年,中国高铁运营里程攀升至全球最长。民航专家分析,“四纵四横”的高铁网络形成后,将会涵盖中国民航58%的市场。待京广、京沪、徐兰等高铁全部投入运营后,中国民航生存空间更小。优胜劣汰,适者生存。在中国高铁步步紧逼的情况下,中国民航正举步维艰。但民航长距离快速运输的优势决定了其仍有很大的生存空间。在1000千米之内的区域,高速铁路确实风光无限,而在1000千米以外区域,民航的优势较之高铁运输则越来越凸显,尤其是国际交通运输更是民航的“天下”。所以,在“高铁时代”来临之际,民航的战略调整重点应该是增加1000千米之外的远距离运输上。
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