日前,JR东日本宣布了东北新干线新的提速计划,并分为上野—大宫和盛冈—新青森段两段工程。其中盛冈—新青森段列车最高运行速度将由目前的260km/h提升至320km/h。未来在新车型投入运用后,甚至计划提速至360km/h。本期推文,我们一起详解此项提速计划,共同回顾一番东北新干线提速的原因、历程与未来。
H5系行驶在即将提速的东北新干线盛冈—新青森区间
此次提速计划的核心,是将东北新干线“盛冈—新青森”区间的最高运行速度由目前的260km/h提高到320km/h。整个提速区间里程178.4km,提速后最高可将全程运行用时减少5分钟。
东北新干线当前各路段最高运营速度示意图,其中两段提速工程是此次的重点
其实,此次提速在工程方面的工作量其实并不大:总计需要安装1.3公里的吸音板,抬高3.6公里的隔音墙,改造24处洞口结构。出于多种原因考虑,JR东日本给出了7年的计划工期!这确实让习惯了高效施工的中国同行感到不可思议。
这个工程量和对应的工期,在习惯了“中国速度”的国人看来,简直难以想象
此次提速计划的另一部分,是位于东京市区至琦玉县的“上野—大宫”区间提速工程。这段全长26.7km的区间,将由目前的110km/h提高到130km/h,运行时间减少1分钟。目前这段区间的土建工程已经完工,即将于2021年春季提速。
东北新干线上野-大宫区间,该区间穿城而过,噪音控制的难度更大,提速也更困难
事实上,从通车之后,东北新干线的提速一直在进行中:1982年通车时,东北新干线(大宫至盛冈)最高运营速度210km/h;1985年3月线路由大宫延长至上野后,大宫至盛冈段提速至240km/h;1997年3月,由盛冈引出的“迷你新干线”秋田新干线通车,为了压缩旅行时间与航空竞争市场,同期投入运营的新型列车E2系和E3系助力东北新干线提速至275km/h;2011年3月,具备车体倾摆技术的E5系投入运营,提速至300km/h;2013年3月调图,新型的迷你新干线列车E6系上线,东北新干线宇都宫至盛冈的区间亦再次提速到320km/h。在2017年9月京沪高铁提速至350km/h前,东北新干线也与法国东线高铁同为当时世界运营速度最快的高速铁路。
1997年E2系0番台的投入运用后,东北新干线提速至275km/h
E5(H5)+E6系是目前东北新干线仅有具备320km/h运行的车型
由于篇幅所限,关于东北新干线的发展历程特别是车辆的演进路径不多赘述,相关内容在《世界高速列车图鉴》一书中均有详细讲述,有兴趣的亲们可以参阅文尾的相关内容。
《世界高速列车图鉴》中关于东北新干线高速列车的演进路径均有详细介绍
从东北新干线的发展历史可见,线路延伸和于其他交通方式的竞争加剧是东北新干线不断提速的核心出发点。日本铁路界在长期市场竞争中发现,在3小时运行范围内,高速列车在于航空的竞争中可占据绝对优势;在四小时以上则会在于航空的竞争中处于劣势。目前,东北-北海道新干线东京至新函馆北斗区间的最短运行时间是4小时2分。在2031年北海道新干线延长至札幌后,新干线能否突破全程4小时大关,成为了在与航空运输的竞争中取胜的关键因素,这也成为此次东北新干线线下工程改造以提高运行速度的核心原因。
停靠在北海道新干线现阶段终点——新函馆北斗站的高铁列车
乘坐过东北—北海道新干线从东京去过青森和函馆的朋友都会有相同的感受:列E5系执行的“隼”号新干线列车在驶出东京枢纽后便一路疾驰,最高速度可达320km/h。但离开盛冈后,列车运行速度则会明显降低。要知道,东北新干线盛冈以南线路1982年便建成通车,但盛冈以北至八户和新青森的线路则分别在2002年和2010年才先后建成。难道新建线路的技术标准还不如几十年前的老线路不成?事实上,东北新干线盛冈—八户—新青森段最小曲线半径4000m、线间距4.3m的技术标准与大宫—盛冈段一致,在运用E5系摆式列车的情况下,完全具备320km/h运行线路要求。但建成通车十余年,东北新干线盛冈以北路段始终“降速”运行,却与一部1970年颁布的法律直接相关。1970年,日本颁布了《全国新干线铁道整备法》促进新干线的建设,以实现经济发展和区域发展的目的。该法规定了包括东北新干线(盛冈市至青森市)在内的五条新干线建设计划为整备新干线,同时依据该法律的第4条-第14条规定,整备新干线依法规定最高时速为260km/h。
《全国新干线铁道整备法》中关于整备新干线的规划(下表五条)
1970年时,日本第一条新干线——东海道新干线刚刚建成通车4年,最高运行速度仅为210km/h。当时欧洲尚未建成一条200km/h以上高速铁路,人类对铁路能否实现300km/h及以上商业运营一无所知。当年的260km/h规划已相当超前。然而,当1997年整备新干线中的第一条线路长野新干线(现北陆新干线一段)建成时,欧洲早已实现300km/h近10年,甚至日本自己也与当年3月份通过500系实现了300km/h的商业运行,260km/h的规划速度已然落伍。但即使这样,此后2002年和2010年通车的东北新干线盛冈—八户段与八户—新青森段、2004年和2011年通车的九州新干线新八代—鹿儿岛中央与新八代—博多段、2015年通车的北陆新干线长野—金泽段和2016年通车的北海道新干线新青森—新函馆北斗段(除青函海底隧道段),这些《全国新干线铁道整备法》中规划的整备新干线都“恪守”了最高速度260km/h的“教条”,绝不越“雷池”半步,在高速铁路科技与速度快速发展的今天,显得颇有些落伍。如此“依法降速”,放在全球也可谓“奇葩”。
日本整备新干线“依法降速”虽然显得不那么与时俱进,但也颇有日本人“坚守规则”的风骨。当然,这背后也有利益所在。随着日本国铁的民营化改革,日本铁道建设公团真正实现对新干线的建设、拥有、委托经营的全面控制,重组后的各JR公司不再对新干线建设负有任何筹资责任或管理责任,而是通过租赁方式运营新建新干线线路。因此,虽然线下设施具备提速条件,但若突破《全国新干线铁道整备法》规定的线路设计速度,运营公司需要进行额外的投入并增加租赁费用。由于后期建设的整备新干线大部分都不是路网主干,客流有限,因此各JR公司并无更多意愿投资“提速”。此番东北新干线盛冈—新青森段线路提速,是整备新干线中首次有JR运营公司额外投入进行提速改造,不仅是对桎梏多年法律的突破,亦是民营化新管理体系下新干线提速的全新尝试,是日本铁路“略显僵化”管理体制下难得的进步。
面对着“突破4小时”的目标,背负着北海道新干线市场竞争的使命,东北-北海道新干线在未来仍会通过各种途径提速。譬如自今年12月31日起至明年1月4日,全线的另一处“卡脖子”路段青函海底隧道将通过优化运行图的方式,进行新干线由160km/h提速至210km/h,减少3分钟运营时间的试验。若试验能够成功,在同时承担新干线和货物列车混运任务的青函隧道路段,这一突破也将大幅提高北海道与本州间的列车的运行效率。
未来青函海底隧道的运行将进一步优化
除了在线路上进行各种努力外,东北-北海道新干线使用的新型新干线列车E956型“ALFA-X”也在不断进行着各种试验。这款全新的新干线试验列车设计运行速度360km/h,设计最高速度400km/h。未来,将由其衍生出供东北-北海道新干线使用,运营速度360km/h的量产车型,实现“突破4小时”的目标。
ALFA-X在研发之处,即以360km/h的日常运营速度为目标
22m的超长车鼻是其显眼的特征,但这一牺牲列车载客量的设计能否实现降噪目标,还有待试验证实
目前,根据试验官方透露的消息,ALFA-X通过设置车顶减速板等设计,已可满足360km/h运行速度下紧急制动距离降低至4000米以下的目标(由于地震紧急制动需要,新干线列车制动距离和运行速度无关,无论速度目标值多少,都需要紧急制动距离在4000米以下,因此对车辆性能要求非常苛刻),但高速运行时噪声要求目前还未达到目标要求。未来是否能生产以此为基础,最高速度360km/h的高速列车,目前还值得观望。不过从E5系到ALFA-X,我们可以看到日本铁路始终以追求速度和市场为目标。从今天的320km/h到未来的360km/h,从东京—札幌四小时交通圈,到未来重夺世界轮轨高速列车运行速度第一速,日本铁路界也一直在突破和前行,非常值得我们深入关注。
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