Ignacio Barron

乘坐21世紀(jì)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(shí)施高鐵建設(shè)計(jì)劃的時(shí)候，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的平衡是決策制定中需要考慮的一個(gè)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(gè)部件壽命的延長(zhǎng)時(shí)間是整個(gè)高鐵系統(tǒng)全壽命周期成本的直接指標(biāo)，以鐵道車輛為例，部件壽命的延長(zhǎng)時(shí)間會(huì)受諸多因素影響：列車的類型、部件的種類、運(yùn)營(yíng)的模式、基礎(chǔ)設(shè)施、維護(hù)保養(yǎng)及其費(fèi)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(jì)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(zhǎng)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(shí)，會(huì)引起嚴(yán)重的增壓和減壓。同樣，飛機(jī)上也會(huì)發(fā)生類似的情況，因此需要適當(dāng)?shù)亟档惋w機(jī)客艙內(nèi)部的氣壓。列車承受的壓力反復(fù)變化，每天周期循環(huán)數(shù)百次，使得仔細(xì)檢查分析新干線列車的疲勞現(xiàn)象尤為必要，也通常會(huì)導(dǎo)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(yīng)用的幾乎不間斷性，是因?yàn)槿魏慰赡艹霈F(xiàn)的創(chuàng)新都能得以較快應(yīng)用。此外，列車組的更新會(huì)對(duì)維護(hù)保養(yǎng)措施產(chǎn)生影響(并且最終影響到維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用)，如大型維護(hù)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(jì)劃外，還需要一項(xiàng)精準(zhǔn)的投資計(jì)劃，因?yàn)榛厥绽玫母哞F列車組尚未用于其他用途或者供其他國(guó)家使用。

歐洲基礎(chǔ)設(shè)施的主要特性和運(yùn)營(yíng)狀況都能夠延長(zhǎng)高鐵的壽命周期，因此，鐵道車輛需要進(jìn)行“提升”，或者在其運(yùn)行到一半壽命周期時(shí)，進(jìn)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(dāng)陳舊。在一些國(guó)家，如法國(guó)，鐵路系統(tǒng)正采取措施，以延長(zhǎng)列車組壽命，使其達(dá)到40年甚至更長(zhǎng)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(yùn)營(yíng)的約100輛列車組，以及1989年起投入運(yùn)營(yíng)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(gè)固定運(yùn)營(yíng)商提供一到兩列列車(有時(shí)在特殊情況下更多)，包括測(cè)試和審批確認(rèn)階段的時(shí)間。在歐洲，標(biāo)準(zhǔn)高鐵列車(長(zhǎng)200 m，座位350～400個(gè)，設(shè)計(jì)時(shí)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(yùn)營(yíng)時(shí)，每列列車的維護(hù)保養(yǎng)成本為每年100萬～120萬歐元。

顯然，歐洲部分運(yùn)營(yíng)商發(fā)現(xiàn)：在高鐵網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)呈擴(kuò)張趨勢(shì)時(shí)更新大部分列車組實(shí)為不易，尤其在面臨其他交通方式的挑戰(zhàn)時(shí)更是如此。

現(xiàn)在來看中國(guó)在高鐵線路、列車組、服務(wù)和車站等方面做出的一系列令人印象深刻的改革。中國(guó)鐵路系統(tǒng)運(yùn)作者(運(yùn)營(yíng)商、產(chǎn)業(yè)部門與政府)用15～20年時(shí)間構(gòu)建了他們自己的高鐵理念，并且準(zhǔn)備好了他們自己的技術(shù)。通過總結(jié)中國(guó)自己的鐵路運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，以及學(xué)習(xí)國(guó)外其他高鐵系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，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(yùn)營(yíng)時(shí)，一切準(zhǔn)備就緒。如今，在短短不到8年的時(shí)間里，全長(zhǎng)21 000多千米的新高鐵線路正以200～300 km·h的速度投入運(yùn)營(yíng)。此外，10 000多千米的高鐵線路正在建設(shè)當(dāng)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(duì)較低。相較之下，飛機(jī)制造廠的產(chǎn)量可達(dá)數(shù)千架飛機(jī)，汽車制造廠的產(chǎn)量可達(dá)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(shè)計(jì)、制造以及規(guī)模經(jīng)濟(jì)下不同應(yīng)用產(chǎn)生的費(fèi)用。

中國(guó)鐵路系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)了1600多列高鐵，并且運(yùn)營(yíng)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(guó)鐵路將發(fā)生什么樣的變化？高鐵線路更長(zhǎng)，交通更加發(fā)達(dá)，并且高鐵列車組的規(guī)模將更加壯大，對(duì)其需求也將擴(kuò)大，但會(huì)有使用年限的問題。那時(shí)中國(guó)鐵路將有義務(wù)進(jìn)行1600多列高鐵列車組的更新，而全無高鐵問世時(shí)的欣喜。

這個(gè)問題的答案應(yīng)取決于高鐵的主要工作理念。在高鐵運(yùn)營(yíng)計(jì)劃中需要考慮的核心要素是關(guān)注服務(wù)顧客(和社會(huì))以及對(duì)其未來表現(xiàn)的必要的考量和預(yù)測(cè)。從這點(diǎn)來看，確定高鐵設(shè)備、車站、基礎(chǔ)設(shè)施以及鐵道車輛的實(shí)際需要應(yīng)作為長(zhǎng)期投資計(jì)劃的起點(diǎn)。

技術(shù)革新將在整個(gè)高鐵運(yùn)營(yíng)過程中起到重要作用。中國(guó)鐵路部門有力地推動(dòng)了鐵路公司、大學(xué)、研究所和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的革新和發(fā)展。精心計(jì)劃這些列車組的更新，會(huì)帶來一個(gè)不錯(cuò)的機(jī)遇，由此將促進(jìn)長(zhǎng)久的發(fā)展，增強(qiáng)高鐵的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)確保其生存以及在未來旅客運(yùn)輸市場(chǎng)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