高鐵超載「無力運行」背後的技術經濟學

　　來源：北京科技報

　　國慶期間一列因超載「無力運行」的高鐵列車引發熱議。技術領先的高鐵怎麼多拉了幾個乘客就跑不動了？背後的原因其實沒這麼簡單。

　　「本次列車已無力運行，請丹陽北無錫東短途旅客抓緊時間下車。」今年國慶期間，不少網友被這段高鐵上拍攝的視頻刷屏，10月1日8時17分左右，當G108列車途經常州北站時，車站開啟廣播，表示復興號動車組「超載」了，並要求無票旅客下車。

　　技術先進、時速領先的復興號動車組竟然因為乘客過多就「無力運行」？近幾年高鐵上賣站票的情況並不少見，春運期間也出現過過道內站滿人的情況，但「無力運行」卻是第一次出現。火車是否有超載界限？人數太多對列車運行會有怎樣的影響？對此，鐵路行業專業人士認為，高速列車與普通列車不同，速度和載重必須有所取捨，高鐵「無力運行」的背後，不能忽視的是鐵路經營和成本因素等「技術經濟學」。

　　載重和速度要有所取捨

　　火車速度的提升，除了牽引技術的不斷優化以外，很大程度上取決於軌道技術的發展進步。

　　鐵軌是列車行駛的基礎，軌道承受著多變化的垂直、橫向、縱向的靜荷載和動荷載，火車比汽車跑的更快更穩，和火車軌道有很大關係。如今的高鐵軌道，以混凝土地基取代道渣、枕木及路基，稱之為「無砟軌道」，可以降低維修時間，維持良好的質量及行車安全。

　　而在火車方面，「軸重」指的是每根車軸允許分攤的最大整車重量，也是衡量列車載重標準的重要數據。舉個例子來說，一輛重量為120噸的火車，有兩個轉向架和6個車軸，那麼軸重用120除以6就是20噸。在不超出軸重限制條件下，轉向架、車體承載能力可滿足運用需求。

▲CRH380型旅客列車技術參數表

　　在高鐵時代，由於動車組列車動力分散，並且需要高速平穩運行，因此必須用降低軸重的方式來提升速度。北京交通大學交通運輸學院教授、博士生導師賈元華告訴北京科技報|科學加客戶端記者，與普速列車相比，高鐵軸重更低，承重水平也相對普速列車低一些。

　　「但高鐵更低的軸重意味著自身更靈活的動力學特性，以及對鋼軌和軌基更小的壓力，特別是高速行駛狀態下，載重和速度不可兼得，必須要有所取捨。」

▲與運行速度120km/h的25G型列車和運行速度140km/h的25K型列車相比，動車組列車無論從軸重還是載客量上都不佔優勢，但更低的軸重意味著自身更靈活的動力學特性，以及對鋼軌和軌基更小的壓力。圖為25B型旅客列車

　　記者查閱數據發現，無論是最新的「復興號」列車還是「和諧號」動車組，載客量的確小於100多公里的普速列車；以不允許超員的「復興號」為例，576座8節編組設計，每節車廂大約為72名乘客，最滿的一節車廂僅為90名乘客；而T字打頭，最高時速140公里的25K旅客列車，硬座車廂定員118人，硬卧車廂定員66人，僅僅7節硬座車廂就可以乘坐826人，比滿載的復興號列車多了將近30%。

　　其次，鐵軌不是柏油馬路，鋼軌和鋼軌之間是有縫隙的，這種縫隙叫做軌縫，我們坐火車低速時聽到「咣當咣當」的響聲，就是車輪壓過軌縫的聲音。高鐵鐵軌為保證平穩和舒適，使用的都是無砟軌道，要求長軌窄縫，即每段鐵軌越長越好，中間的縫隙越小越好；而專門運貨的重載鐵路則相反，要求短軌大縫，以防相臨兩條鐵軌因為重壓相碰。

　　時速超過250公里的高鐵去跑普鐵，輕則乘客出現不適，重則列車傾覆；而拿重載貨車去跑高鐵，鐵軌斷裂，車翻人亡是抬眼可見的結果。

▲高鐵鐵軌為保證平穩和舒適，使用的都是無砟軌道，要求長軌窄縫，即每段鐵軌越長越好，中間的縫隙越小越好，與有砟軌道相比，無砟軌道避免了飛濺道砟，平順性好，穩定性好，使用壽命長

　　當然，動車組列車在設計上也考慮了超員的問題，一位火車設計師表示，經核算，「復興號」動車組超員20%時可正常運行，超過後乘坐舒適性會有所下降，而在超員20%車重基礎上，各車還留有一定裕量，設定為超員報警值。換言之，定員72人的列車，理論上只能賣14張站票。

　　據了解，目前「復興號」動車組超員報警有兩種設置，單車超員報警和整列超員報警。當單車載員超過設定值時，會報警提示，列車員會引導旅客均勻流動；當整列乘客超過荷定20%後，則會自動報警，並提醒乘務員需要疏散旅客。因此，也就出現了國慶期間「無力運行」的尷尬局面。

　　允許超員20%？

　　「你是怎麼來的？」「別提了，買的站票。」「去北京的車就只有站票了么？」對於不少火車乘車者而言，擁擠的春運、暑運和無座的站票是不少人共同的回憶，尤其是在2010年以前，時速100多公里的普速列車在鐵路運力當中佔比很大之時，因為運力緊張，「一票難求」之時，不少人迫不得已購買十幾個小時或更多時間的長距離站票。

　　梳理「站票」的歷史，不難發現這種特殊的乘車方式其實一直存在，從原鐵道部到如今的鐵路總公司，關於列車超員賣「站票」的規定也一直在不斷變化當中，有時甚至並不完全按照規定執行。

　　記者查閱資料發現，鐵道部1994年頒布的118號文件中規定，特快列車、直快列車、雙層直快列車始發均不得超員。其中，雙優列車始發均不得超員，途中超員率不超過20%。其他直通旅客列車超員率為：始發快速、普快列車不超過20%，途中快速列車不超過40%，普快不超過50%。

　　也就是說，一列火車上到底賣多少張站票，和車型並無直接關係，而是和列車等級掛鉤，以綠皮車、紅皮車為主的普快列車，最多可以超員一半，再加上不少逃票或中途補票乘客，火車變成「公交車車廂」，也就不足為奇了。

▲春運期間擁擠的綠皮車車廂。一列火車上到底賣多少張站票，和車型並無直接關係，而是和列車等級掛鉤

　　2007年，隨著高鐵動車組的開行，當時的鐵道部曾表示，動車組全面採用航空式服務，每人發送一瓶鐵路專供的西藏5100礦泉水。由於動車組運行速度快，出於安全考慮，列車上不允許超員。而這份118文件的補充文件當中也明確的指出「動車組，直達旅客列車全程均不得超員」 。

　　不過，航空式的動車組服務很快被廢止了，因為飛機上是不允許超員的，顯然動車組列車並未做到這些。

　　從2007年5月開始，鐵路部門重新作出規定，允許動車組在客流高峰時段最高超員20%，但與普速列車相比，動車組的超員被嚴格限制：「管內動車組列車二等座車最高超員率為20%，但動車組跨局列車不得超員。」

　　「動車賣站票」一度在社會上引發了很大爭議。在2007年頒布的《動車組旅客列車管理辦法》中，記者也找到了對動車組超員做出明確的規定的文字：「車站應採取多點分布和多樣化的售票方式，方便旅客購票。動車組直通列車不得超員；鐵路局管內短途一等座車不得超員，二等座車最高超員率為20%。」

　　此外，對於復興號列車組，鐵路總公司後來專門做了規定，不允許超員，也就是不賣站票，就連鐵路職工乘坐復興號列車，都必須簽票才能乘坐。

▲儘管可以超員20%，但目前，鐵路總公司不允許復興號列車售賣無座車票

　　鐵路局是中國鐵路管理體制的特色產物，是中國鐵路三級體制的重要組成部分。中國目前有18個鐵路局。所謂跨局列車，顧名思義就是指跨越兩個或者兩個以上鐵路局管轄的列車，比如北京到上海的火車就是跨局列車。

　　不過，令人費解的是，一位購票者表示，自己曾經購買過從北京到濟南的無座動車票，從路線圖上來看，這是一趟典型的從北京鐵路局開往濟南鐵路局的跨局列車。

　　「技術經濟學」制約成本

　　近年來，隨著滬昆高鐵、渝萬高鐵等陸續投入運營，八縱八橫的路網初步形成，中國高鐵已經處於世界領先地位。數據顯示，截止2017年年底，中國高鐵里程數已突破2.5萬公里，佔世界高鐵總量的66.3%，運送旅客超過30億人次，平均每個中國人一年都要坐兩次高鐵，一些熱門線路的高鐵票在節假日更是一票難求。

　　但與 「全民坐高鐵」熱潮形成鮮明對比的是，已經公司化運營的鐵路總公司卻連年出現虧損。

　　在網上搜索「鐵總負債」「高鐵負債」等關鍵詞，從3萬億到5萬億，鐵路總公司一直處於虧損狀態。賈元華認為，高鐵「無力運行」的背後，既說明供需關係出現了失衡，也是技術經濟學原理的體現。

▲高鐵造價成本也很高，收回成本並實現盈利，並非想像中的那樣簡單

　　首先，高鐵不同於普通列車，造價少則一千多萬，多則四五千萬。以和諧號380A動車組為例來計算，動車的造價是5000萬人民幣以上，拖車的造價是1000萬人民幣左右，有的動車一節車廂的造價比普通列車一列都高。此外，高鐵鐵軌造價成本也很高，每公里有上億元，後期維護的成本也是一大筆支出。

　　其次，從技術上看「多拉」和「快跑」本身就相互矛盾，從物理學角度看更不符合牛頓定律。高速鐵路追求的是速度，而並非單純的客流量，如果無限制的增加編組，或者提高載客量，能量消耗等運行成本會增加更多，安全性也沒有保障，是一種加劇虧損的行為。「這和大貨車是一個道理，拉20噸貨物和50噸，在公路上速度一樣，50噸的時候肯定更費油，也更不安全。」

　　賈元華解釋說，從客流量上看，高鐵一年可以運送幾十億乘客，但實際上與公路、民航的競爭十分激烈。除了京滬、京廣等幹線高鐵，很多線路在平時上座率並不高，尤其是中西部地區的線路，在客流量上並無優勢。

▲耗資1435億元的蘭新高鐵（蘭州—烏魯木齊），雖然全線設有39個站，但從蘭州到烏魯木齊人口密度不斷遞減，從蘭州到烏魯木齊每天僅開行5對動車組的前提下，虧損嚴重，收回成本「遙遙無期」，但這只是許多中西部高鐵虧損的一個縮影

　　「國外的高鐵，很少出現十幾節編組的情況。」對於高鐵虧損，賈元華說，近幾年，鐵路施行「政企分開」，目的就是投入市場化，這與鐵道部時代綠皮車「多拉快跑」模式是有本質區別的，前者有一定政府公益性，客運市場基本是在「賠本賺吆喝」；而後者是純市場化運營，需要核算成本，不可能再讓綠皮車時代的一些乘車行為延續。

　　「經濟和技術應該有平衡點，公眾應該有足夠的認識，高鐵不是公交車或者地鐵，不可能讓無票的旅客隨便乘坐或者嚴重超員。」

　　令人欣慰的是，2017年，鐵總收入首次突破萬億元，同比增長11.9%，收益能力進一步提高。分析人士認為，這與科學調整運行圖以及部分調整客運票價有關。稅前利潤124億元，稅後利潤18億元也創造了近5年來的新高，負債增幅也在明顯減小，中國高鐵正向著「又好又快」的方向大力發展。

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