国庆期间一列因超载“无力运行”的高铁列车引发热议。技术领先的高铁怎么多拉了几个乘客就跑不动了？背后的原因其实没这么简单。
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“多拉”与“快跑”不可兼得——高铁超载“无力运行”背后的技术经济学 | 科学加
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文/记者 赵天宇 编辑/刘昭
新媒体编辑/吕冰心
采访专家：
贾元华 （北京交通大学交通运输学院教授、博士生导师）
“本次列车已无力运行，请丹阳北无锡东短途旅客抓紧时间下车。”今年国庆期间，不少网友被这段高铁上拍摄的视频刷屏，10月1日8时17分左右，当G108列车途经常州北站时，车站开启广播，表示复兴号动车组“超载”了，并要求无票旅客下车。
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技术先进、时速领先的复兴号动车组竟然因为乘客过多就“无力运行”？近几年高铁上卖站票的情况并不少见，春运期间也出现过过道内站满人的情况，但“无力运行”却是第一次出现。火车是否有超载界限？人数太多对列车运行会有怎样的影响？对此，铁路行业专业人士认为，高速列车与普通列车不同，速度和载重必须有所取舍，高铁“无力运行”的背后，不能忽视的是铁路经营和成本因素等“技术经济学”。
载重和速度要有所取舍
火车速度的提升，除了牵引技术的不断优化以外，很大程度上取决于轨道技术的发展进步。
铁轨是列车行驶的基础，轨道承受着多变化的垂直、横向、纵向的静荷载和动荷载，火车比汽车跑的更快更稳，和火车轨道有很大关系。如今的高铁轨道，以混凝土地基取代道渣、枕木及路基，称之为"无渣轨道"，可以降低维修时间，维持良好的质量及行车安全。
而在火车方面，“轴重”指的是每根车轴允许分摊的最大整车重量，也是衡量列车载重标准的重要数据。举个例子来说，一辆重量为120吨的火车，有两个转向架和6个车轴，那么轴重用120除以6就是20吨。在不超出轴重限制条件下，转向架、车体承载能力可满足运用需求。
▲CRH380型旅客列车技术参数表
在高铁时代，由于动车组列车动力分散，并且需要高速平稳运行，因此必须用降低轴重的方式来提升速度。北京交通大学交通运输学院教授、博士生导师贾元华告诉北京科技报|科学加客户端记者，与普速列车相比，高铁轴重更低，承重水平也相对普速列车低一些。
"但高铁更低的轴重意味着自身更灵活的动力学特性，以及对钢轨和轨基更小的压力，特别是高速行驶状态下，载重和速度不可兼得，必须要有所取舍。"
▲与运行速度120km/h的25G型列车和运行速度140km/h的25K型列车相比，动车组列车无论从轴重还是载客量上都不占优势，但更低的轴重意味着自身更灵活的动力学特性，以及对钢轨和轨基更小的压力。图为25B型旅客列车
记者查阅数据发现，无论是最新的"复兴号"列车还是"和谐号"动车组，载客量的确小于100多公里的普速列车；以不允许超员的“复兴号”为例，576座8节编组设计，每节车厢大约为72名乘客，最满的一节车厢仅为90名乘客；而T字打头，最高时速140公里的25K旅客列车，硬座车厢定员118人，硬卧车厢定员66人，仅仅7节硬座车厢就可以乘坐826人，比满载的复兴号列车多了将近30%。
其次，铁轨不是柏油马路，钢轨和钢轨之间是有缝隙的，这种缝隙叫做轨缝，我们坐火车低速时听到“咣当咣当”的响声，就是车轮压过轨缝的声音。高铁铁轨为保证平稳和舒适，使用的都是无砟轨道，要求长轨窄缝，即每段铁轨越长越好，中间的缝隙越小越好；而专门运货的重载铁路则相反，要求短轨大缝，以防相临两条铁轨因为重压相碰。
时速超过250公里的高铁去跑普铁，轻则乘客出现不适，重则列车倾覆；而拿重载货车去跑高铁，铁轨断裂，车翻人亡是抬眼可见的结果。
▲高铁铁轨为保证平稳和舒适，使用的都是无砟轨道，要求长轨窄缝，即每段铁轨越长越好，中间的缝隙越小越好，与有砟轨道相比，无砟轨道避免了飞溅道砟，平顺性好，稳定性好，使用寿命长
当然，动车组列车在设计上也考虑了超员的问题，一位火车设计师表示，经核算，“复兴号”动车组超员20％时可正常运行，超过后乘坐舒适性会有所下降，而在超员20％车重基础上，各车还留有一定裕量，设定为超员报警值。换言之，定员72人的列车，理论上只能卖14张站票。
据了解，目前“复兴号”动车组超员报警有两种设置，单车超员报警和整列超员报警。当单车载员超过设定值时，会报警提示，列车员会引导旅客均匀流动；当整列乘客超过荷定20％后，则会自动报警，并提醒乘务员需要疏散旅客。因此，也就出现了国庆期间“无力运行”的尴尬局面。
……
（未完）
为什么有些车能售卖无座车，有些不能？高铁“无力运行”的背后有哪些技术经济学原理？…点击下方按钮阅读更多内容。
出品：科普中央厨房
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