我国要不要立项研发“铁路大客车”?(上篇)
——为既有铁路网线大幅提升旅客运输能力、节能增效建言献策
——“研发铁路大客车和利用大客车先进经济结构改革卧铺票制及列车编组”的设想
商 恰
2008年6月26日 摘 要:在既有铁路网线“研发铁路大客车和利用大客车先进经济结构改革卧铺票制及列车编组”是通过技术法规创新来促进铁路旅客运输大发展,是一种在铁道部大提速基础上继续大幅提升旅客运输能力的投入少产出多的高效实惠办法,符合铁道部跨越式技术发展政策,并可拉动铁路客车制造业新一轮的持续发展; 各种旅客列车在既有铁路网线运送其“列车最大载员”时,具有高速运输性能的(构造速度200km/h)动力集中型宽体列车以“夕发朝至”黄金运营速度运行,能比25型列车增加定员30%、减少定员牵引能耗30%;能比双组重连动车组列车增加定员32%、减少定员牵引能耗111%; “铁路大客车”的不偏重结构消除了22、25型客车因车体偏重给客车造成的车体倾斜、偏磨、抗强风暴能力和抗曲线外倾能力差等恶劣性,并提高运行平稳性;研发“铁路大客车”不仅是为了铁路旅客运输大幅节能增效,同时是为了铁路客车在许多内外结构、工艺上新概念化;研发“铁路大客车”的难点并不在于其自身的和线路的技术性能(即硬件),而在于对既有铁路网线“一些技术法规长期存在的继承性不当理念”(即软件)的创新,因为这些继承性不当理念已经形成共识,有的写进了教科书,所以说需要召开研讨会以《科学发展观》审视既有铁路网线现行的技术法规,更新理念,用《技术经济管理学》修订束缚铁路旅客运输发展的技术法规; 《铁路限界》支持研发“铁路大客车”只要废弃其存在的某些继承性不当理念,按本文建议将GB146.1《机车车辆限界》、GB146.2《超限》和《铁路超限货物运输规则中的各级货物装载限界》三者优合为《等级货物装载和机车车辆制造限界》,既有铁路网线除须将少数车站建造的距线路中心线1750毫米的高站台改造成距线路中心线1875毫米外,隧道、桥梁和其他设施无须改动就可安全运行“铁路大客车”;
我国要不要立项研发“铁路大客车”?笔者的回答是肯定的,并且认为是紧迫的。“铁路大客车”只要制造出来,大家都会说好。
关键词:研发铁路大客车 改革卧铺票制和列车编组 大幅提高客运能力和降低列车定员牵引能耗
1. 前言
我国已经启动了“航空大飞机”研制项目,我国要不要立项研发“铁路大客车”?笔者对这个课题研究六年有余,中间写了几篇渐进论文,其文题和段落有所不同。
由于国家的节能形势严峻,由于2008年1月我国南方的冻雨灾害使京广铁路线中断数天、2008年2月出现的铁路春运更加紧张情况、2008年4月发生在胶济铁路线上的旅客列车相撞事故等原因,笔者认为应当继续写文章深入探讨在既有铁路网线研发“铁路大客车”的可行性和必要性。
学习《科学发展观》领会他的核心是教导我们在从事和操作事物时必须不断审视、改革过去的成果,才能取得更加先进和美好的成果,笔者尊照 《科学发展观》的教诲运用《技术经济管理学》撰写了本文,并建议国家尽快立项研发“铁路大客车”。(《技术经济管理学》是一门研究如何使技术、经济和管理绞合后能产生符合人民长远利益的学问,它是儒商经济学的现代版,它认为所有事物都应当按匠、信、义、利排序,它要求按技术是细胞、经济是血液、管理是神经的事物结构去运转事物,不断对事物改一动十,以便使事物更加全面完好。)
所谓“铁路大客车”(以下与称呼“宽体客车”、“宽体旅客列车”同义)是指车体外宽大于当前25型客车的3.105米,最大车辆宽度为3.54米
、载员多、节能强、结构不偏重、设施性能和工艺性比较先进、有利经济管理的无动力客车。(见附图1、3、4。
笔者希望, 通过研讨论证把“铁路大客车”腰部最大宽度确定为3.7米,车顶和车底宽度小于3.54米,车体横截面按鼓形设计。创新就创它个超世界水平。)
本文为了探讨方便将我国客货、快慢、长短途列车共线运行的铁路网线称为“既有铁路网线”;将城际高速铁路和长途高速运输专营铁路线统称为“高速运输专线”(笔者认为称呼“高速运输专线”比称呼“高速客运专线”更符合经济规律,因为“高速运输专线”可以客、货高速列车共线运行。);将既有铁路网线的旅客运输业务称为“铁路旅客运输”;将高速运输专线的旅客运输业务称为“轨道旅客运输”。(以下同)
随着国家经济建设的发展,随着人民生活水平的提高和活动路径的加长,随着人们异地就业量和就业面的扩大,既有铁路网线的客、货运输量在逐年大幅增加,呈现一片紧张而又繁荣的运输景象。
我国既有铁路网线经过六次提速虽然使旅客运输能力得到很大程度提升,但仍然满足不了巨量旅客的需求,每每春运、节假日和黄金周、暑运都会出现旅客购票难和列车严重超员的运输瓶颈现象。
铁道部采取什么方法能使既有铁路网线在经过五次提速创造的“夕发朝至或朝发夕至”黄金运营速度效益基础上继续大幅提升客运能力,节能增效,克服客运瓶颈现象?笔者设想应当在既有铁路网线“研发铁路大客车和利用大客车先进经济结构改革卧铺票制及列车编组”。(为什么说“夕发朝至或朝发夕至”是既有铁路网线的黄金运营速度,见以下第2节探讨。)
2. 笔者对铁路旅客运输性质和特点的理解
我国的航空、公路、轨道、铁路运输都是国有企业,大家共同担负着国家的经济运输任务和安全运输任务,在大疆土、能源宝贵、人口众多、人民平均生活水平还不十分富有的国情下按照国家的宏观调控,为增加自身的经济效益和创造社会效益相互开展有序竞争。
航空旅客运输速度高,公路旅客运输机动灵活,轨道旅客运输方便快捷,铁路旅客运输列车运量大和定员牵引能耗低,这是四大客运方式各自获得经济效益和创造社会效益的基本特点。
我国的航空旅客运输为了提升运力、节能增效,已经启动了大飞机研制项目和在许多大城市扩建和兴建民航机场。同时民航部门向外国定购了好几百架能乘载100人以上的大、中型客机,包括可载300名乘客的新款波音787客机和可载555名乘客的A380客机。在我们这个大疆土国家现时代乘飞机旅行已经不是高职位和富人的专利,已被越来越多的普通快节奏旅客选用,同时其票价也在向铁路卧铺票接近。
我国的公路旅客运输为了提升运力、节能增效,车长13.7米3轴公交客车已经获准上高速公路运行。车长18米后置驱动二级踏步大型铰接公共客车也已在北京等大城市投入运营。车长25米可容纳300人的世界最大公共客车在我国已经研制成功并将陆续在各大城市投入运营。同时我国的高速公路和高级公路建设也在向四通八达发展。
我国的轨道旅客运输是铁道部当代开展的一种高速旅客运输业务,正在蓬勃发展。它的服务对象主要是都市化城市的快节奏旅客。轨道旅客运输在高速运输专线上使用动力分散型列车(也叫动车组列车,即由头车操纵每节车厢都具有牵引动力的列车)运输旅客,在其方便快捷基本特点下它的运输生意经是“列车速度要高,列车间隔时间要短(所谓公交化)。”
我国的铁路旅客运输是在大疆土、能源宝贵、人口众多、人民平均生活水平还不十分富有的国情下面向全国选择铁路旅行的有增无减巨量旅客服务,它使用动力集中型列车(也叫传统型列车,即由动力机车牵引多节被动车厢组成的列车)运输旅客,在其列车运量大和定员牵引能耗低基本特点下它的运输生意经是“列车定员要多,列车次数要少。”
旅客越多越好,投入/产出比值越小越好,为旅客提供的乘车环境越满意越好,这是铁路旅客运输的永恒经济规律;既有铁路网线的巨量旅客在受益大提速好处的同时,渴望铁路能提供票价低廉而又舒适的乘车环境,因为只要乘车环境满意选择铁路旅行的巨量旅客并不在乎在列车上多呆几个小时,这是铁路旅客运输的长期消费环境。
铁路旅客运输除具有列车运量大和定员牵引能耗低基本特点外,还具有运输距离长、覆盖面大、票价低廉、安全系数大、气候影响小、充分利用线路资源等特点,前者是其获得经济效益和创造社会效益的根本,后者是其占有巨量旅客的优势。
改革开发后,我国的铁路旅客运输为了提升运输能力、节能增效,贯彻铁道部大提速方针取得了突飞猛进的发展。经过五次提速使上海←→北京、哈尔滨←→北京等直达、特快旅客列车的全程平均经济运行速度达到100~130km/h。铁道部把这种让旅客从始发站上车在“列车宾馆”睡一觉到达终点站的列车运行速度命名为“夕发朝至或朝发夕至”(以下简称为“夕发朝至”)。
笔者认为,既有铁路网线的运输速度与经济效益并非一直保持正比增益,“夕发朝至”已使铁路旅客运输的速度效应达到顶点。所谓铁路旅客运输速度快只是相对公路旅客运输而言,从其运输特点、能耗、安全、风险、管理、维护成本以及社会效益来讲,旅客列车全程平均经济运行速度高于“夕发朝至”并不是铁路旅客运输的强项。铁路旅客运输过分追求速度效应就会偏离列车运量大和定员牵引能耗低的基本特点而产生“高科技过剩现象”,从而影响既有铁路网线的整体运输效益,特别在我们大疆土、能源宝贵、人口众多、人民平均生活水平还不十分富有的国情下。
本文附表1、2、3、4是笔者按照《技术经济管理学》对22、25型、200km/h动车组、待开发宽体旅客列车的定员、速度效益、列车定员牵引能耗、票价的比较。
经过比较,笔者认为“夕发朝至”是我们大疆土国家铁路旅客运输获得经济效益和创造社会效益的最佳全程平均经济运行速度,是列车快跑又低耗(耗能、耗时、耗材、耗力)的最佳全程平均经济运行速度。所以说“夕发朝至”是既有铁路网线的黄金运营速度。
动力集中型宽体旅客列车以“夕发朝至”黄金运营速度在既有铁路网线上运行能够充分体现、适应和满足铁路旅客运输的永恒经济规律和长期消费环境。
3. 笔者对既有铁路网线高速化与能耗的理解
2007年4月18日既有铁路网线实行的第六次提速,其主导内容是大面积、大量开行长途200km/h动车组旅客列车,标志着我国既有铁路网线跨入了世界高速铁路行列。
铁道部根据国家现代化安全运输(现代词语称作“国家应急运输预案”)的需要,在国力允许情况下尽量多的将既有铁路网线改造或扩建成高速线路(160km/h≤200km/h)的决策是完全正确的,一可作为国家安全运输的线路速度储备,二可提高线路的调图能力。
同时,既有铁路网线新造机车车辆的构造速度也要按高速性能(200km/h)设计制造,一来作为国家安全运输的机车车辆速度储备,二来可为将来实现某些列车上长途高速运输专线联网运营准备条件(从《技术经济管理学》讲,为了充分利用资源这个联网运营趋势是存在的)。
笔者认为既有铁路网线高速化的主要目的是为了用高科技提高国家安全运输能力,并不是为了用高能耗、高成本、高票价换取“大量动车组在既有铁路网线上狂飙”。为保证既有铁路网线高速路段的技术状态,每天只须通过一对检测线路兼营业动车组列车,同时满足巨量旅客中部分高收入、快节奏者的需要。
根据我国的节能形势和国情,铁路旅客运输的特点、规律和消费环境,既有铁路网线上的列车(除检测线路兼营业动车组列车外)都要以全程平均经济运行速度≤“夕发朝至”黄金运营速度运行。这就好比具有高速性能的汽车在高速公路上行驶,国家为了公路旅客运输获得最大经济效益和社会效益而限制汽车中速行驶一样,也好比国家为了节能而限制使用大排量汽车一样。
既有铁路网线以列车全程平均经济运行高速度来与民航竞争是无序竞争,是国家宏观调控失衡,受伤者首先是国家能源;既有铁路网线以列车运量大和定员牵引能耗低来与民航竞争是有序竞争,胜利者肯定是既有铁路网线。
本文附表1、3展示,各种旅客列车在既有铁路网线运送其“列车最大载员”时,具有高速运输性能的(构造速度200km/h)动力集中型宽体列车以“夕发朝至”黄金运营速度运行,能比25型列车增加定员30%、减少定员牵引能耗30%;能比双组重连动车组列车增加定员32%、减少定员牵引能耗111%。可见动力集中型宽体旅客列车的节能效果是巨大的。
4. 吸取4.28事故教训,研发不偏重结构的“铁路大客车”。
22、25型硬座客车的座椅成2+3偏重布置,卧铺客车的铺位成一侧横向偏重布置,卧铺客车偏重结构最为严重。
铁路客车的偏重结构是在设计机车车辆时不容许超越GB146.1-1983《标准轨距铁路机车车辆限界》[1](以下简称GB146.1,见附图1)这个继承性不当理念下形成的。(见以下第5、7节的论述。笔者定义——“继承性不当理念”是指某些技术法规和条款在当初《技术经济管理》条件下本来就定义的不准确或者相互矛盾,后来在《技术经济管理》条件进步后修订技术法规时仍然坚持其正确,从而束缚了当前既有铁路网线生产力发展的技术法规和条款。)
偏重结构给铁路客车造成倾斜、偏磨、平稳性差、抗强风暴能力和抗曲线外倾能力差等许多恶劣性。
笔者在一次乘坐25型列车时曾经看到,两辆卧铺车厢的1位端相对连挂,当夜晚旅客全上铺睡觉后,端部连接风挡左右两侧200毫米宽的摩擦板上部出现达40毫米空隙,可见卧铺客车由于偏重而产生的车体倾斜是相当严重的。(估计这时车体在倾斜120毫米工况下运行)
客车的偏重结构在过去既有铁路网线低速时代只给客车自身造成一些损害,由于曲线路段采取了外轨超高等技术措施所以对列车的运行安全没有构成危险。但是,既有铁路网线经过六次提速进入高速时代后曲线路段的外轨超高不可能按不同列车的运行速度设计(见中华人民共和国铁道部《铁路技术管理规程》[2]第38条规定,以下简称十版《技规》),所以客车的偏重结构对列车运行危险性就必须引起高度重视。
然而,当前既有铁路网线的货物运输对偏重货物有严格的装车配重规定,旅客运输却对车厢的偏重结构视而无法,并且现在的动车组列车二等车座椅依然按2+3偏重布置设计制造。
2008年4月28日凌晨4时48分,北京开往青岛的T195次列车在山东胶济铁路线上行驶到周村至王村间一处共基复线弯道的内侧下行线时(以路局所在地济南方向命名此弯道内线为下行线路),由于机后第9~17辆的卧铺车厢脱轨使列车甩尾到弯道外侧的上行线上,与上行线开来的烟台至徐州5034次列车相撞,造成一起罕见的铁路重大事故。(笔者没有到过事故现场,这是笔者根据媒体多条报道对事故的描述。)
2008年4月30日由陈国军等八位记者联名在网上发表《不该发生的事故—“4•28”列车相撞事故原因追踪》报道,称这次重大事故是由于列车在曲线超速行驶酿成的一起典型的责任事故。
按常理,列车在曲线上因超速行驶发生脱轨事故应该是从机车或者机后前几辆车厢开始,但T195次列车却是从机后第9~17辆的卧铺车厢脱轨的,这就不得不使人想到“卧铺客车偏重结构最为严重”,所以笔者写博客文章认为卧铺客车的严重偏重结构是导致4.28事故的帮凶(请网友点击http://wdkzs.blog.sohu.com/86190792.html浏览笔者写的《4.28列车在弯道超速行驶出轨“客车偏重结构”是帮凶》一文)。并且笔者认为旅客列车在新疆沙漠地带曾经被沙尘暴吹翻,客车的偏重结构也起了帮凶作用。
记者在其文章中还写道“按照国际航空领域事故遵循的“海恩法则”,一起重大的飞行安全事故背后有29起事故征兆,每个征兆背后还会有300起事故苗头。遵此分析,如果失误只停留在表象,而不重视对“事故征兆”和“事故苗头”进行排查。那么,这些未被发现的征兆和苗头,就成为下一次重大事故的隐患”。遵照这个训诫,不管4.28事故卧铺客车的偏重结构是否起到帮凶作用,我们必须在既有铁路网线运输巨量旅客前提下认真研究和寻找如何消除铁路客车偏重结构的方法。
“铁路大客车”就可在既有铁路网线运输巨量旅客前提下实现客车不偏重结构,提高旅客列车的通过曲线能力和运行平稳性。
5. 笔者设想研发“铁路大客车”的法规依据
鉴于我国航空、公路、轨道旅客运输的强劲发展和铁路旅客运输的性质和特点,每当媒体报道铁路旅客运输出现旅客购票难和列 车严重超员现象时笔者就想:
· 既然十版《技规》第14条规定既有铁路网线“站内正线须保证能通过超限货物列车。此外,在编组站、区段站及区段内选定的三至五个中间站(包括给水站)上,单线铁路应另有一条线路,双线铁路上、下行各另有一条线路,须能通过超限货物列车”。(笔者说明——十版《技规》第30条定义“正线是指连接车站并贯穿或直股神入车站的线路”,显然第14条多写了“站内”二字。)
第14条和第31条对区间和站场相邻线路中心线之间距离和最小曲线半径按线路设计速度比九版《技规》作了进一步加大规定,并且站场内的所有相邻线路中心线之间距离和最小曲线半径都大于区间相邻线路中心线之间距离和最小曲线半径。
· 既然GB146.2-1983《标准轨距铁路建筑限界》[3](以下简称GB146.2,见附图1)的附录B《超限货物装载限界参考图》(以下简称GB146.2《超限》,见附图1)以轨道中心垂直线为对称轴的最大限宽为4.45米,最大限高为5.3米。
· 既然GB146.2《超限》远大于GB146.1。(见附图1)
· 既然(1979)铁运字1900号《铁路超限货物运输规则》[4]第20条规定“对需要通风或加温运输的货车,可以将前进方向左侧车门开启加以固定。最外突出部位从车辆中心线起不得超过1750毫米,可不按超限货物办理”。这就是说按GB4549—1984《铁道车辆名词术语》[5]的规定,在线运用货物车辆的宽度允许为3.5米。
· 既然为了开发双层客车,铁道部可以用文件形式制定一个《双层客车限界》。
· 既然按照GB146.1的车宽计算方法核对CRH2型200km/h动车组列车的宽度3.38米已经超越GB146.1许多。
· 既然为发展200Km/h动车组列车,十版《技规》可以将原来按GB146.2建筑的高1.12米旅客站台修订为高1.25米。
那么既有铁路网线可否综合运用以上规章“研发铁路大客车和利用大客车先进经济结构改革卧铺票制及列车编组”?以下继续探讨。
6. 当前铁路客车的宽度
我国从1953年开始制造铁路客车,50多年来全国的铁路客车制造工厂生产出大量的21、22、25型客车。当前22、25型客车仍然是铁路旅客运输的主力车型。
21型客车的车体外宽为3.004米。22型客车的车体外宽为3.105米,两端侧门扶手座处的车辆最大宽度为3.278米。25型客车继承了22型客车的车体外宽,直到20世纪末新造25型客车的车体外宽仍然是3.105米。
然而22、25型客车的车辆最大宽度远没有达到GB146.1的“机车车辆最大容许制造宽度3.4米”。
由于22、25型客车截面尺寸的长期一贯制,因此其横断面轮廓在铁路科技、制造、运用、修理部门被大家默认作“实物机车车辆限界”,如果有人提出按GB146.1设计比22、25型较宽的客车,就会被某些方面视为“超限”。
改革开放后,随着铁路旅客运输的发展对客车的功能性和舒适性提出了更高要求。
提高客车的功能性和舒适性,客车制造商最希望能够增加客车的长、宽、高。但是持谨慎态度的客车设计师并没有按GB146.1设计客车的宽度,而是在“实物机车车辆限界”的基础上提出了“拓宽铁路客车理论”设计制造出大于“实物机车车辆限界”小于GB146.1“机车车辆最大容许制造宽度3.4米”的鼓形截面客车。
既有铁路网线在第6次提速中开行的200km/h动车组旅客列车的宽度,CRH1型为3.328米,CRH2型为3.38米,CRH5型为3.2米。
欧洲有的国家也在研究“宽体客车”。瑞典铁路研究部门认为只要对《铁路限界》进行少许修订就可把铁路客车的宽度增加300毫米以上,丹麦铁路1997年已经投入使用了“宽体客车”其最大宽度为3.6米。
(接下篇)
(由于本网站对贴子的字符数有限制,所以本文分上、下篇发表,网友如要一次性阅读全文和附图、附表,请点击 http://wdkzs.blog.sohu.com/ )
[ 本帖最后由 zgshangqi 于 2008-10-2 23:30 编辑 ] |