我国高速铁路建设与运营的经济技术分析

我国高速铁路建设与运营的经济技术分析内容摘要：

在日本的国家经济活动中作出巨大的贡献。 西班牙铁路高速交通处的 Diez 分析了 AVE 高速铁路 系统技术经济优势。 AVE 是继日、法、德后于 1992 年投入运营的 高速铁路 系统，投产两年后即开始盈利，其准时性达到 %，旅客满意度达到 %。 1995 年 10 月在法国里尔召开的第二届欧洲高速铁路会议上，来自世界 50 个国家的一千五百多个参会专家肯定了高速铁路在未来交通系统中的作用，提出了欧洲高速铁路网的发展规划 ； 1998年 10 月，在柏林召开了第三届欧洲高 速铁路会议，与会专家总结了欧洲高速铁路建设和运营的成果，认为在 2 小时 左右的旅程内铁路在三种交通方式中占主导地位。 在 高速铁路 的环境效益方面，德国联邦铁路的 Jaensch 从能源消耗和生态学角度分析了不同交通方式的能源消耗量和各种废气排放量，论证了 高速铁路 在坏境 保护 方面的优势。 国际铁路联盟经济与坏境部的 Ellwanger 从交通工具的社会成本角度，总结了若干研究机构对不同交通方式的事故、噪声、空气污染及大气影响等方面的影响，提出交通成本内部化的概念，即在进行交通投资项目决策时，将项目对社会引起的环境负担计入项目的 成本，使经济交通系统的技术经济决策向有利于环境保护的方向发展。 在 高速铁路 技术系统选择方面，许多国家在进行地面高速交通系统规划时都进行了不同技术系统的比较研究。 如我国台湾省在规划台北至高雄的高速轨道交通项目时，进行了轮轨高速系统和磁浮高速系统的比较，因当时对磁浮系统的了解不深，且无国际运营实践可借鉴，最终选择了轮轨 高速铁路 系统。 在选定了轮 11 轨系统以后，还进行了德国 ICE、法国 TGV 和日本新干线技术的比较，最终综合融资等因素确定了日本新干线技术。 此外，韩国汉城至釜山、澳大利亚悉尼至 堪培拉 等项目也进行过轮轨高速系 统和磁浮高速系统的比较。 但从技术、经济、环境等方面进行深入理论研究，尤其是对轮轨和磁浮高速系统进行深入比较研究者，主要是德国。 德国在建设首条 高速铁路 商业运营线之前，由联邦技术研究部资助，对轮轨和磁浮高速系统进行了大量的比较研究，并针对一些具体的线路进行了应用不同技术系统的工程经济效果比较。 如德国联邦技术研究部编号为TV82OZ/8406 的研究项目中，通过工程规划研究和中立机构 (如德国技术监督协会 )进行的大量测量资料，对比研究了高速轮轨和高速磁浮铁路在工程投资、车辆造价、运营费用、环境影响 (包括水土保持、噪声 、有害物质排放等因素 )等主要技术经济和社会环境影响指标。 高速交通研究公司 1977 年在德国轨道交通年会上提交了汉诺威至卡塞尔线采用两轮轨和磁浮系统进行线路方案研究的工程技术经济指标比较。 德国联邦铁路公司高速交通处的 Jaensch 博士发表了“轮轨和磁浮 高速铁路 的比较”，从系统参数、线路标准、结构物尺寸、对客运需求的影响等方面进行了对比分析。 此外，在德国两种高速系统的应用开发过程中，许多学者在报刊杂志上发表了不少讨论文章，从不同角度或不同深度对两种交通系统进行了比较研究。 12 三、 建设经济型高速铁 路的可能性分析 经济型高速铁路具有其他运输方式难以比拟的优越性，但是，对于我国这样一个发展中国家，经济型高速铁路的技术方案和经济性能是否可行，是否符合我国的国情，将是建设经济型高速铁路的重要问题。 1. 世界各国高速铁路的发展状况 高速铁路是由日本首先进行研究和建造的。 1959 年日本国铁开始建造由东京至大阪的高速铁路， 1964 年投入运营之后在世界上引起很大的 震动 ，它不仅为日本铁路的发展，也为世界铁路的复兴和发展开创了新纪元。 日本第一条东海道新干线高速铁路通车之后，又相继建成了三条新干线 ： 山阳新干线 （ 新大阪 博多 ） 全长 623 公里， 1975 年建成通车 ； 东北新干线 （ 东京 宁冈 ） 全长 535 公里， 1985 年建成通车 ； 上越新干线 （ 大宫 新泻 ） 全长 公里， 1982 年建成通车。 以上 4 条新干线合计营业里程共计 公里。 除上述 4 条高速铁路以外还有 461 公里高速铁路正在建设，计划还将建设高速铁路 1000 多公里。 法国高速铁路 TGV1967 年开始进行调研， 1970 年提出修建巴黎 — 里昂的高速铁路建议， 1974 年该建议获通过， 1976 年 10 月开始动工修建， 1978 年首批高速列车在该区段分段投入运用， 1983 年全线贯通后正式投入 运营。 法国高速铁路从一开始就进行多次的试验，从 1967 年第一列试验型动车组研制成功，到1972 年该动车组累计试验 277670 公里。 1972 年首列 TGV001 号燃气轮高速列车诞生，并于 1973 年 12 月试验中创 318Km/h 的速度记录，由于该列车油耗大未批量生产。 1974 年法国国家铁路研究了高速电力动车组，试验速度达到 309Km/h。 1978 年又研制成功新型高速电力动车组， 1981 年 2 月试验速度达到 380Km/h 的速度记录，该电动车组 1983 年投入巴黎 — 里昂全线运行，实际运营速度为270Km/h。 法国第二代高速 列车是 1989 年 9 月正式投入运用的，其试验速度 1989年 12 月达到 ， 1990 年 5 月又创 录。 该动车组的实际运营速度为 300Km/h。 法国第三代高速列车是 1996 年投入运营的，实际最高运营速度为 300Km/h。 到目前为止法国高速铁路的总营业里程大约 为 2800 公里。 13 德国高速铁路 ICE 已经建成投入运营的有三条 ： 一条是由汉诺威至维尔茨堡的 327 公里高速新线与改造的既有线相连接，成为汉堡 — 汉诺威 — 维尔茨堡 — 慕尼黑的高速铁路， 1982 年 7 月开始动工， 1992 年 6 月全线投入运营 ； 另一条是由曼海姆至斯图加特的 100 公里高速新线与改造的既有线相连接，成为汉堡 — 法兰克福 — 慕尼黑高速铁路， 1991 年 6 月投入运营 ； 第三条汉诺威至柏林的 263公里的高速铁路， 1998 年 9 月投入运营。 目前德国已经投入运营的高速铁路新旧线结合总营业里程为 2280 公里。 德国 1985 年试验的高速列车最高速度为350Km/h， 1998 年的试验速度为 ，目前投入运营的实际速度为250280Km/h。 德国目前正在修建的高速铁路还有科隆 — 法兰克福、纽伦堡 — 莱比锡等。 其它还有西班牙、英国、瑞典、 意大利等国家也分别于上世纪七十年代或九十年代建成了高速铁路并投入正式运营。 另外还有奥地利、希腊、俄罗斯、韩国、美国、澳大利亚和中国台湾等国家和地区正在设计或建设高速铁路。 2. 高速铁路 技术经济分析 高速铁路的运营优势比较分析 高速铁路具有经济快捷、运量较大、安全舒适 ； 全天候、占地少、省能源、污染较轻等优势，下面结合其它运输方式进行比较分析，以充分体现高速铁路在运输市场中的地位。 （ 1） 高速铁路的速度优势比较分析。 速度是高速铁路技术水平的重要标志，目前各国都在不断提高列车的运营速度，速度高不但可以压缩旅客旅行时间 ，还可以延长其经济旅行距离，提高铁路在运输市场的竞争能力。 据推算， 如果铁路的列车运行速度在 120Km/h时，乘铁路列车行程在 240公里以上比乘长途汽车快，在 486 公里之内比乘飞机要快，也就是说在 240486 公里之间，乘坐普通列车比乘坐其它交通工具要省时间。 而且， 提高列车速度可以延长经济旅行距离，提高铁路的竞争能力。 （ 2） 高速铁路的运量优势比较分析。 利用铁路区间通过能力来粗略的计算高速铁路的运输能力是比较直观的，因为通过能力和运量有着直接的关系，区间通过能力越大，其运量越大。 经推算 ，在平行运行图双线电气化 自动闭塞区间， 14 一天能够通过列车 240 对。 假设每列高速列车按定员 800 人，上座率按 65%计算，每列可载客 520 人，假设按区间通过能力开满列车，单方向每天可达到输送旅客能力 万人，年单方向输送能力达 万人。 如果高速列车的编组扩大或采用双层客车，每列高速列车按定员为 1400 人，上座率按 65%计算，每列可载客 910 人，单方向每天输送旅客的能力可达 万人，年单方向输送能力可达到 万人。 如果一条 4 车道高速公路单方向每小时通过车辆为 600 辆，其中小轿车假设为 500 辆、大轿车为 1 的辆 ； 小 轿车平均载人 2 人，大轿车平均载人 35 人，那么每小时单方向输送客人为 万人 ； 每天高速公路通过时间为24 小时，全天的输送能力达 万人，全年输送旅客能力达 3942 万人。 航空运输的能力主要是受机场容量、飞机的载客能力的限制，所以一般其输送能力不会大于公路。 （ 3） 高速铁路的运用优势比较分析。 高速铁路在实际运用中是有很多优势的，它虽然设计和施工建设周期比较长，但其在投入运用之后的维修施工量比较小，而且使用的周期也相对长一些，与其它运输方式如高速公路、飞机等 相比 运用成本 较低。 例如按目前使用的 60Kg 钢轨，它 的通过总重为 7 亿吨，按上述计算的每天单方向区间通过能力为 240 列，每列车的总重量 500 吨计算，每天单方向钢轨通过的重量为 12 万吨，全年为 4380 万吨，在钢轨材质不发生问题的情况下，大约可以使用 16 年多。 其它如高速铁路的动力设备、车辆设备、通信信号设备、桥梁等的使用周期都比较长。 高速铁路在运用中对客观环境，特别是气候环境有很强的适应能力。 由于高速铁路全部采用自动化控制，线路采用全封闭式，所以除非 发生地质灾害或极端恶劣天气 ，基本上可以全天候运行。 根据日本新干线风速的限制，在大风的情况下，高速列车要减速运行，如风速达到每秒 2530米，列车限速在 16OKm/h； 风速在每秒 3035 米 （ 类似十一级大风 ） ，列车限速在 70Km/h，无须停运。 由于高速铁路是全封闭的，所以在遇到大雾、暴雨和大雪等恶劣天气也可以维持较为正常的运输状态。 但飞机和高速公路等，在遇到大雾、暴雨和大雪等恶劣天气时，必须关闭停运。 所以，高速列车正点率高也是深受旅客欢迎的重要原因之一。 （ 4） 高速铁路的安全优势比较分析。 安全是旅客最关心的因素之一。 从目前承担运输量较 大的几种运输方式比较，铁路运输特别是高速铁路有着很大的优 15 势。 根据日本上世纪以来的统计，每亿人公里死亡人数铁路为 人，汽车为 人，飞机为 人。 欧盟 成员国每年因公路交通事故死亡 超过 6 万人 ，伤 200 万人，超过既有铁路的 125 倍。 美国死于高速公路交通事故的人每年约 5万人。 民航失事也时有发生，而铁路因行车事故造成的旅客伤亡事故则大大低于公路和民航运输。 日本新干线建成运营以来，运输旅客达 35 亿人次之多，至今未发生一起伤亡事故 ； 法国巴黎至里昂的 1100 公里高速铁路，每年运输几千万人次，也没有发生 过一起伤亡事故。 目前只有德国、中国发生过严重高铁事故，但伤亡人数还不及一次法航空难。 高速铁路的安全性和可靠性已被世人所公认。 同时，高速铁路对每一位旅客所占有的活动空间比汽车和飞机大得多，高速列车运行平稳、震动小、摇摆幅度小，长途旅行可以使用卧铺，相对比乘坐汽车或飞机旅客可以享受较高的舒适度。 高速铁路由于运用成本较航空和汽车低，所以，运输价格也相对低 . 经济型高速铁路与高速铁路的特征比较 经济型高速铁路是在完全具备高速铁路的运行速度和 基本 设备的条件下，在保证乘客旅行质量的同时，以最经济的投资方案和运用方式，达 到充分利用其设备能力、具有较好的经济效果和续建能力的高速铁路。 现在，我们就本着这一思路，进一步对经济型高速铁路和高速铁路进行比较分析。 （ 1） 经济型高速铁路要具备高速铁路的运行速度。 经济型高速铁路实际是高速铁路的一种比较经济的设计、建设和运用方式，其速度目标值应与高速铁路一样。 根据当今世界对高速铁路的速度分档应为 200400Km/h，那么，经济型高速铁路也应该在设计和建设时达到这一速度， 但考虑到经济性和安全性， 在运用中达到这一速度的 中值即可。 （ 2） 经济型高速铁路应满足高速铁路的设备条件。 对经济型高速铁路 的线路、曲线半径、桥梁、涵洞、隧道、钢轨的材质、道岔的选择等均应按照高速铁路设备的要求质量进行建造 ； 经济型高速铁路的车站也应按高速铁路的设置方式于以满足 ； 经济型高速铁路的通信、信号和控制系统也应采取先进的技术设备，适应列车高速运行的需要 ； 经济型高速铁路的牵引动力设备和车辆，以及电力供应系统也要符合高速铁路的设计要求。 这些设备应完全适应和满足高速列车运行 16 的要求，其固定设备的质量和运用品质、牵引动力设备和车辆的车体以及走行部的质量和技术标准都应达到高速列车的质量规范 ； 通信、信号和控制设备除了达到其质量规范和作用 外，还应不断利用新技术，不断提高高速列车的自动化程度和控制能力，使经济型高速铁路的运用效果和效率达到最佳状态。 （ 3） 经济型高速铁路的投资方案应 经济实际，符合时代特征。 长期以来，由于我国铁路建设资金紧张， 我国近期修建长距离高速铁路，仍面临资金困难的问题 ； 另外，从现在我国的客流情况分析，旅客行程远但涉及的始发和到达的城市并不多，大部分集中在北京、上海、广州、哈尔滨、沈阳等城市， 在这些城际之间修建高速铁路初期客流是不饱满的。 根据以上情况，在设计和建设高速铁路的时候，应采用经济实际、符合当代需求的方案。