1
铁路客运组织 第2版
1.10.3.2 知识点二 大力建设高速铁路
知识点二 大力建设高速铁路

高速铁路是世界铁路的一项重大技术成就,它集中反映了一个国家铁路线路结构、列车牵引动力、高速运行控制、高速运输组织和经营管理等方面的技术进步,也体现了一个国家的科技和工业水平。高速铁路是社会经济发展和运输市场竞争的需要,它促进了地区经济的发展和城市一体化进程,在经济发达、人口密集地区的经济效益和社会效益尤为突出。

高速是一个相对的概念,也是不断发展变化的。1970年5月日本71法令规定“列车在主要区间以200 km·h-1以上速度运行”为高速铁路,1985年5月联合国欧经会规定“客运专线300 km·h-1,客货混线250 km·h-1”为高速铁路,国际铁路联盟(UIC)规定“新线250 km·h-1以上,既有线改造200 km·h-1以上的铁路称为高速铁路”。

铁路列车的运行速度等级一般划分如下:100~120 km·h-1为常速;120~160 km·h-1为中速;160~200 km·h-1为准高速或称快速;200~400 km·h-1为高速;400 km·h-1以上为超高速。

一、国外高速铁路的发展

1.高速铁路最初的建设成就显著

日本东海道新干线和法国TGV东南线的运营,在技术、商业以及社会效益上都获得了极大成功。东海道新干线在财务收支上已经成为主要支柱,法国TGV东南线也在运营10年的期限里完全收回了投资。随后,德国和意大利各国都先后修建了适合本国国情的高速铁路,并取得了较好的效益。这期间日本建成了遍布全国的新干线网的主体结构。日本、法国在高速铁路建设方面所取得的成就影响了很多国家,促进了各国对高速铁路的关注与研究。

2.修建高速铁路成为各国政府的共识

近年来,俄罗斯、韩国、中国、英国、荷兰等国家和地区均先后投资建设高速铁路新线。为配合欧洲高速铁路网的建设,东欧和中欧的捷克、匈牙利、波兰、奥地利、希腊以及罗马尼亚等国家正对既有线进行改造,全面提速。除了以上这些已经开工建设的项目,正在对高速铁路开展规划与筹建工作的国家还有土耳其、美国、加拿大、印度、捷克等。

虽然建设高建铁路所需资金较大,但从社会效益、节约能源、治理环境污染等方面分析,世界各国都认识到,修建高速铁路对整个经济社会的发展具有很大的推动作用,并形成以下共识:

(1)由于能源和环境问题的日益严峻,推动各国大力发展低能耗、低污染的高速铁路。

(2)高速铁路的建设正由单一线路向线网方向发展,逐步形成国内和跨越国境两个层面的线网。

(3)修建高速铁路已经不仅仅是铁路部门的需要,而成为地区之间相互联系的政治上的需求。高速铁路促进地区之间的交往和平衡发展,欧洲国家已经将建设高速铁路列为一项政治任务,各国呼吁在建设中携手打破边界的束缚。

(4)各国在修建高速铁路的同时,实施既有线的提速改造。高速铁路的技术创新正在向相关领域辐射和发展,形成适合各自国家需要的多种运输组织模式。

(5)高速铁路从国家公益投资转向多种融资方式筹集建设资金,建设高速铁路出现了多种形式融资的局面。

二、高速铁路的技术经济特征

与公路、航空相比,高速铁路的主要技术经济优势主要表现在:

1.速度快

速度是高速铁路技术水平的最主要标志,各国都在不断提高列车的运营速度。法国、日本、德国、西班牙和意大利高速列车的最高运营时速分别达到了350 km、300 km、330 km、270 km和300 km。如果做进一步改进,运行时速可以达到350~400 km。除最高运营速度外,旅客更关心的是旅行时间,而旅行时间是由旅行速度决定的,高速列车可以大大缩短全程旅行时间。以北京至上海为例,在正常天气情况下,乘飞机的旅行全程时间(含市区至机场、候检等全部时间)为5 h左右,如果乘高速铁路的直达列车,全程旅行时间则为5 h以内,与飞机相当;如果乘既有铁路列车,则最快需要10 h左右;若与高速公路比较,以上海到南京为例,沪宁高速公路274 km,汽车平均时速83 km,行车时间为3.3 h,加上进出沪、宁两市区一般需1.7 h,旅行全程时间为5 h,而乘高速列车,则仅需2 h左右。

2.安全性好

高速铁路由于在全封闭环境中自动化运行,又有一系列完善的安全保障系统,所以其安全程度是任何交通工具无法比拟的。几个主要高速铁路国家,一天要发出上千对的高速列车,其事故率及人员伤亡率远远低于其他现代交通运输方式。因此,高速铁路被认为是最安全的。与此相比,全世界由于公路交通伤亡事故每年死亡25万~35万人;2006年,全世界民用航空最大起飞质量超过2 250 kg(通常为七个座位或以上)的航空器,共发生了26起涉及旅客死亡的航空器事故(不包括由非法干扰行为造成的航空器事故),共造成836名旅客死亡。

3.列车运行准点率高

从国外实际运营情况看,高速线上运行列车普遍具有很高的正点率,终到误差时间小于5 min的概率都在90%以上,如表7.2所示。

表7.2 各国高速铁路正点率比较

4.输送能力大

输送能力大是高速铁路的主要技术优势之一。目前各国高速铁路几乎都能满足最小行车间隔4 min的要求。日本东海道新干线高峰期发车间隔为3.5 min,平均每小时发车达11列,在东京与新大阪间的2.5 h的运行路程中,开行“希望”号1列、只停大站的“光”号7列以及各站都停的“回声”号3列,每列车可载客1 200~1 300人,年均输送旅客达1.2亿人次,品川站建成后,东京站发车密度为15列·小时-1

5.全天候

高速铁路线路采用全封闭的结构,具有自动化的控制系统和自动驾驶系统,且取消了地面信号,一般情况下不受天气变化的影响,可以做到安全运行,按图行车;在较为严重的自然灾害条件下,可以采取减速运行的方式维持行车,不会像公路和航空运输那样对大雾、暴雨、大雪、雷电、大风天气那样敏感。高速铁路的安全保障系统不但保证了高速列车运行安全,也使铁路运输全天候的优势得到了更充分的发挥。

6.环境污染小

当今,发达国家对新一代交通工具选择的着眼点是对环境影响小。根据表7.3所示的各种运输方式每人每公里对环境的污染水平,高速铁路符合这种要求,且明显优于汽车和飞机。高速电气化铁路基本上消除了粉尘、油烟和其他废气污染,噪声比高速公路低5~10分贝。

表7.3 各种运输方式每人千米对环境的污染水平表

7.能耗低

根据日本近年来的统计,各种交通运输工具平均每人每公里的能耗,高速铁路为571.2 J,普通铁路为403.2 J,高速公路公共汽车为583.8 J,小轿车为3 309.6 J,飞机为2 998.8 J。如以普通铁路每人每公里的能耗为1.0,则高速铁路为1.42,公共汽车为1.45,小汽车为8.2,飞机为7.44,这也是在当今石油能源紧张的情况下,选择发展高速铁路的原因之一。

8.经济效益好

高速铁路投入运行以来,备受旅客青睐,其经济效益也十分可观。日本东海道新干线开通后仅7年就收回了全部建设资金,自1985年以后,每年纯利润达2 000亿日元。

9.舒适性好

高速铁路可以做到每3 min发一趟列车,日本在旅客高峰时每3.5 min就发出一列车,旅客基本上可以做到随到随走,不需要候车。西欧、日本等地的高速列车还采取周期化运行、站台按车次固定等的措施,进一步方便了旅客乘车。高速旅客列车不仅设施先进,运行平稳。而且火车上有飞机和汽车上无法比拟的个人活动空间,甚至可以提供会议、娱乐、观光等条件。

10.占用土地面积少

双线铁路用地宽度为13.7 m,6车道高速公路用地宽度为37.5 m,要完成一条高速铁路的运量,高速公路需要8车道。

高速铁路的技术经济优势使其在一定距离范围内成为一种更为经济、有效的运输方式。据法国TGV东南线(巴黎—里昂430 km),西班牙高速铁路(马德里—塞维利亚471 km)和日本东海道新干线(东京—新大阪515 km)的运营统计资料表明,以旅客周转量计算,铁路和航空相比,巴黎—里昂间为90∶10,马德里—塞维利亚间为82∶18,东京—新大阪间为85∶15。在全球范围内,必将有更多的国家修建高速铁路,这是解决交通运输所面临的一系列问题的有效途径。

三、我国高速铁路的发展

我国铁路一直沿用客货共线的运输模式。随着国民经济发展和人民物质文化生活水平不断提高,这种运输方式越来越难以满足社会需要。特别是在连接大中城市和工业基地的繁忙干线,运输负荷始终高居不下,客货互争能力的矛盾显得十分突出。主要表现在如下方面:

(1)运输能力不能满足运输需要。

经过多年建设,铁路运输能力紧张问题在一定程度上有所缓解,但一些主要运输通道的运能依然十分紧张,进一步提高运输能力受到客货共线模式的制约。由于客货共线,同一线路上客货列车结构阶段性不均衡,致使铁路运输机动性差,难以适应多层次多变化的市场需求。每年春运、暑运、“十一”等客流集中的100多天时间里,都必须采取“压货保客”等非正常措施,以能力来限量运输。

(2)提升运输质量受到制约。

随着经济社会发展和人民生活水平提高,旅客货主对运输快捷舒适、经济便利、安全正点等方面的质量要求越来越高。但客货共线模式制约了运输质量的提高。

(3)客运高速与货运重载相冲突。

按照一般运输规律,客运发展方向是高速,货运发展方向是重载。客运列车速度快、大密度、小编组,货运列车装载重、大编组、大宗货物直达运输。在客货混跑的同一条线路上,既要高速,又要重载,还要加大行车密度,客观上是很难做到的。

(一)客运专线的优越性

客运专线一般在经济发达、人口密集、客流增长稳定的方向上修建,供旅客列车专用。高速客运专线为全线封闭、立体交叉,铺设经过优化并适应高速行车要求的轨道,提高了其可靠性。同时,由于客运专线实现了客货车的分离,避免了客货混跑时速度不一致所引起的问题,使客车运行速度明显提高。客运专线的优越性表现在以下几个方面:

(1)客运专线具有速度快的优势。

(2)客运专线运量大、效能高,社会经济效益显著。客运专线列车最小行车间隔可达3分钟,列车密度可达20列·小时-1,列车定员可达1 600~1 800人·列-1,理论上每小时最大输运能力可达2×32 000~2×36 000人,能够实现大量、快速和高密度运输。

(3)客运专线安全可靠的优势也十分突出。铁路客运专线是最安全的现代高速交通运输方式。它采用了先进的列车运行控制系统,能够保证前后两列车必要的安全距离,有效防止列车追尾及正面冲撞事故。信息化程度很高的行车设施诊断、监测、预警设备和科学的养护维修,构成了客运专线现代化的、完善的安全保障系统。

(二)我国客运专线的建设

我国经过多年论证,决定在运输繁忙的大城市间和主要通道上建设客运专线。2003年10月12日,我国第一条高速客运专线──秦沈高速铁路正式通车。尽管目前列车暂不提速,但对于这条试验时速已超过300 km的铁路来说,它的开通已经向人们预示着中国开始迈向高速铁路时代。

京沪高速铁路,简称京沪高铁客运专线,作为京沪快速客运通道,是中国“四纵四横”客运专线网的其中“一纵”,也是中国《中长期铁路网规划》中投资规模大、技术水平高的一项工程。是新中国成立以来一次建设里程长,投资大,标准高的高速铁路.线路由北京南站至上海虹桥站,全长1 318 km,纵贯北京、天津、上海三大直辖市和冀鲁皖苏四省,连接环渤海和长江三角洲两大经济区。总投资约2 209亿元,设24个车站。基础设施设计速度为380 km·h-1,目前运营速度降低为310 km·h-1,2008年4月18日正式开工,2011年6月30日通车,北京到上海最快只需4 h 48 min。

(三)我国铁路客运专线规划

2004年1月,国务院通过了《中长期铁路网规划》(不包括港、澳、台),确定了“扩大规模、完善结构、提高质量、快速扩充运输能力、迅速提高装备水平”的铁路网发展目标。为了进一步适应国民经济发展的需要,于2008年对铁路网规划进行了调整,《中长期铁路网规划(2008年调整)》规划到2020年,全国铁路营业里程达到12万km以上,复线率和电化率分别达到50%和60%以上,主要繁忙干线实现客货分线,基本形成布局合理、结构清晰、功能完善、衔接顺畅的铁路网络,运输能力满足国民经济和社会发展需要,主要技术装备达到或接近国际先进水平。

1.“四纵”客运专线

(1)京沪高速铁路。

京沪高速铁路纵贯京、津、冀、鲁、苏、皖、沪7省市,线路全长约1 320 km,设计速度为350 km·h-1;其中包括蚌埠—合肥、南京—杭州客运专线,贯通京津至长江三角洲东部沿海经济发达地区。

(2)北京—武汉—广州—深圳客运专线。

北京—武汉—广州—深圳客运专线从北京起,基本沿京广铁路南行,设计速度为350 km·h-1,连接华北和华南地区。

(3)北京—沈阳—哈尔滨(大连)客运专线

北京—沈阳—哈尔滨(大连)客运专线,是北京连接东北三省的重要客运通道。京哈客运专线走向大体上与既有京哈铁路平行,全长约1 800 km,设计速度为350 km·h-1;其中包括锦州—营口客运专线,连接东北和关内地区。

(4)上海—杭州—宁波—福州—深圳客运专线。

本线是一条以客为主兼顾货运的客运专线,全长约1 660 km,兼具东南沿海地区的货运任务,连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区。

2.“四横”客运专线

(1)徐州—郑州—兰州客运专线。

徐州—郑州—兰州客运专线线路走向大体上与既有陇海铁路平行,全长约1 400 km,是一条连接我国东部和西北地区的客运专线,连接西北和华东地区。

(2)杭州—南昌—长沙—贵阳—昆明客运专线。

杭州—南昌—长沙—贵阳—昆明客运专线是一条横贯我国西、中、东部的客运专线,连接西南、华中和华东地区。

(3)青岛—石家庄—太原客运专线。

青岛—石家庄—太原客运专线除开行客运列车外,还要担负一定量的货运功能,列车时速在200 km以上,连接华北和华东地区。

(4)南京—武汉—重庆—成都客运专线。

宁汉蓉客运专线自南京、合肥、武汉、宜昌、重庆至成都,全长约1 600 km,连接西南和华东地区。

同时,建设南昌—九江、柳州—南宁、绵阳—成都—乐山、哈尔滨—齐齐哈尔、哈尔滨—牡丹江、长春—吉林、沈阳—丹东等客运专线,扩大客运专线的覆盖面。

3.城际客运系统

在环渤海、长江三角洲、珠江三角洲、长株潭、成渝以及中原城市群、武汉城市圈、关中城镇群、海峡西岸城镇群等经济发达和人口稠密地区建设城际客运系统,覆盖区域内主要城镇。

4.中长期铁路网2008年调整规划

2008年11月,《中长期铁路网规划(2008年调整)》方案经国家批准后颁布实施,客运专线方面,在维持原“四纵四横”基础骨架不变的基础上,将增加一批客运专线建设项目,城际客运系统将由环渤海、长三角、珠三角地区扩展到其他经济发达和人口稠密地区。《中长期铁路网规划(2008年调整)》中客运专线建设的主要内容:

(1)在“四纵”“四横”客运专线的基础上建设南昌—九江、柳州—南宁、绵阳—成都—乐山、哈尔滨—齐齐哈尔、哈尔滨—牡丹江、长春—吉林、沈阳—丹东等客运专线,扩大客运专线的覆盖面。

(2)建设多个城际客运系统。

由环渤海、长江三角洲、珠江三角洲地区三个城际客运系统扩展到长株潭、成渝以及中原城市群、武汉城市圈、关中城镇群、海峡西岸城镇群等经济发达和人口稠密地区,覆盖沿线各中心城市和主要城镇,实现小编组、高密度公交化运输。

以“四纵四横”为重点,规划中的客运专线大部分项目已经陆续开工建设,有的即将竣工开通运营。根据工期安排和工程进度,到2012年,将有12.6万km,约40条客运专线及城际铁路投入运营,其中时速300~350 km的15条线路约6 759 km,时速200~250 km的25条线路约5 855 km,其中:

①2009年年底之前已经开通运营的客运专线约3 124 km,主要包括合肥—南京、北京—天津、青岛—济南、合肥—武汉、石家庄—太原、宁波—温州—福州、武汉—广州、福州—厦门等8条客运专线和城际铁路(甬台温和温福铁路已合并考虑)。

②2010—2012年,根据规划,陆续建设运营的31条客运专线如郑州—西安、武汉—宜昌、石家庄—武汉、北京—石家庄等31条客运专线和城际铁路,总里程约9 490 km。

到2012年底,“四纵四横”客运专线网将基本建成。此外,环渤海、长三角、珠三角、东北地区、中原地区、川渝地区和海峡西岸等经济发达和人口稠密地区部分城际铁路也将建成通车。

客运专线网的建成,将奠定我国现代化进程中最核心、最根本的基础,促进三大经济圈为主体,其他城市群为节点的经济联系和区域交流。—方面,可以实现我国铁路主要通道的客货分线,困扰多年的繁忙干线运输能力紧张问题将从根本上得到解决;另—方面,以此为主体,配合其他线路,我国铁路快速客运网将基本形成,可以大大缩短城市间的时空距离,给人们出行带来极大的便利。

(四)客运专线列车开行方式

客运专线建成运营后,不仅要承担本线各站间发到的旅客运输任务,还要承担本线与临线或各相邻线间交流而通过本线的跨线客流的运输。以京沪高速客运专线为例,建成初期的跨线客流量约占45%左右。因此,客运专线的列车开行方式主要有以下几种方式:

(1)客运专线只开行高等级旅客列车,跨线客流在衔接站换乘高等级旅客列车,这一方案也称为换乘方案。

采用换乘方案输送跨线客流,在衔接站需要有相应的换乘设备,增加换乘站始发和终到列车对数;如换乘不在同一站,还将加重市内交通负担。而且,无论采用什么样的换乘方式,换乘客流组织较为复杂,还都将增加旅客的不便,容易造成客流流失。

(2)高等级旅客列车除在客运专线上运行外,还下到相邻线上运行,跨线客流不需要换乘,由高等级列车运送,这一方案也称为下客运专线方案。采用下客运专线输送跨线客流,需要具备以下条件:

①要有大量的高等级旅客列车车底投入运用。

②相关线路必须电气化。

③高等级旅客列车车底折返站要有相应的整备及维修设备。

采用换乘方式或下客运专线方式,客运专线上运行的都是高等级列车,速度单一或速度差较小,区间通过能力利用充分,行车组织方法简单。

(3)高等级旅客列车只在客运专线上运行,相邻线路上的中速列车上客运专线运行,跨线客流也不需要换乘,由中速列车运送,这一方案也称为上客运专线方案。

采用上客运专线方式,跨线列车将采用200 km·h-1以上的电动车组。因此,除相关既有线必须电气化外,动车组还必须适应客运专线的技术条件以及既有线的技术条件。这种方式也可减少旅客换乘,更多地吸引客流,但高等级旅客列车与跨线列车速度相差较大,区间通过能力受到限制,行车组织较为复杂。

【技能练习】

1.客运专线列车运行组织方式有哪几种?

2.什么是动车组?

3.动车组如何进行分类?

4.何谓高速铁路?

5.铁路列车的运行速度等级如何划分?

6.高速铁路的技术经济特征有哪些?

7.何谓“四纵”客运专线?

8.何谓“四横”客运专线?

9.《中长期铁规划(2008年调整)》中客运专线建设的主要内容是什么?