二 中国铁路40年车辆、车站发展
铁路车辆和车站作为铁路运输的载体和枢纽,是铁路重要的基础设施,从绿皮火车到现在的高速动车组,从小小的破旧的车站站台到现在功能齐全、现代化的车站,车辆、车站的发展是中国铁路发展的重要组成部分。
(一)铁路车辆
铁路车辆是运送货物、旅客的承载工具。按用途的不同,铁路车辆可以分成铁路货车、铁路客车两个大类。由《中国铁路发展统计公报》知,截至2016年底,全国铁路机车拥有量为2.1万台,比上年增加87台,其中,内燃机车占41.8%,比上年下降0.9个百分点,电力机车占58.1%,比上年提高0.9个百分点。全国铁路客车的拥有量为7.1万辆,比上年增加0.3万辆。其中,动车组拥有2586个标准组20688辆,同比增加了380个标准组3040辆。全国铁路货车拥有量为76.4万辆。
1.铁路货车及类型
货物运输是铁路运输中不可或缺的重要组成部分,铁路货车即铁路上用来载运货物的车辆。铁路货车根据用途的不同,有通用货车和专用货车之分。常见的铁路货车主要有棚车、敞车、罐车、平板车等。改革开放40年以来,随着我国铁路运输事业的快速发展,铁路货车的种类和技术也实现了快速发展。
铁路货车根据其建造结构和运送材料的不同分为以下几类。[3]
(1)敞车。敞车是铁路货运中最常见和主要的车型之一,是装运煤炭、木钢材、建筑材料等一系列货物的铁路货运列车,它能够满足人工装卸的要求,可以进行翻车机等机械化卸车作业,也可以满足解冻库的要求,敞车具有很大的通用性,在货车组成中数量最多。
通用敞车。改革开放40年以来,为了适应铁路运输的快速发展,提高敞车的载运能力和载运性能,技术人员对敞车的性能进行了多次的优化改良。1976年以前,敞车的类型大多是C50型,从1976年开始,C50型敞车停止生产,大批生产C62M型敞车,1980年以前,C65型、C62型、C62M型敞车成为我国的主型敞车。1980年,将C62M车体主要部分的钢架木衬改为全钢结构,C62M型升级为全钢结构C62A型敞车,升级后的敞车坚固耐用。1986年,为了进一步提高敞车的使用年限,提高质量,延长回厂返修的周期,将C62A型敞车的一些主要零部件改为耐候钢,升级后的敞车为C62B型。1988年,引进了国外的新制动技术,采用了新型转向架8A,在C62A型敞车的基础之上,对侧墙、端墙进行了改造,升级为C64型,成为当时铁路货运主型通用敞车。2000年以后,该车型先后进行了转8G、转8AB完善改造,改造后铁路货车定型为C62AT和C62BT型敞车。后又进行了转K2改造,该铁路货车定型为C62AK和C62BK型敞车,改造后最高运行速度达到了120公里/小时。2005年,我国完成了载重70吨的新型通用敞车工作图设计、小批量试制及各项性能试验工作,同年进行了生产,该车型为C70型(见图2-8),载重70吨。此后,又进行了一系列的容积改进设计。在既有C70型敞车车体长度、宽度不变的情况下,进行车体加高、增加容积,定型为C70E型通用敞车。
图2-8 C70型敞车
专用敞车。专用敞车主要用于运送煤、钢材、矿石等。1982年,为了提高货物列车牵引总重,适应翻车机卸车的要求,研制了载重61吨的C61型敞车作为大秦线运煤专用敞车。该车在C62A型敞车基础上缩短车体,采用双侧柱和加强上侧梁的侧墙结构,装用大容量缓冲器。将钢板材料升级成耐候钢,从此该车制造质量达到了一个新的水平。1998年,我国又研制了C76A、C76B、C76C型的全钢运煤专用敞车,具有25吨轴重。这种型号的敞车能够最大限度地利用货车的下部空间,降低重心和自重,并且,在车体的底部形成一个圆弧底结构,能够增大装载重量和物体容积。2005年,我国又研发了不锈钢的运煤专用敞车C80型(见图2-9)。该车采用不锈钢新材料以及相应新技术,攻克了铁素体类不锈钢新材料开发和焊接工艺难题。C80型不锈钢运煤敞车与货物接触的侧、端墙主要型材、板材及地板采用不锈钢,较好地解决了墙板、地板腐蚀的问题,保证了铁路货车在寿命期内的使用性能。
图2-9 C80型专用敞车
(2)棚车。棚车(见图2-10)也是我国铁路货物运输中常见的货运车辆,具有地板和车顶,主要用于运送贵重货物以及不能日晒雨淋的货物。有的在车内安装火炉、烟囱、床板等,必要时可以运送人员和牲畜。1974年我国自主研制了P61型棚车,但该型号的棚车由于结构的问题不利于机械化的装卸作业,因此,在1979年,我国升级改造了P61型棚车,研发了P62型棚车,对牵引梁、车窗进行了升级改造。
图2-10 棚车
1987年,又将P62型棚车主要材料改用为耐候钢材,升级为P62N型棚车。该车先后进行了转8G、转8AG提速改造、转8B、转AB完善改造和转K2提速改造,改造后铁路货车定型为P62T和P62NT型棚车,装用转K2型转向架的铁路货车定型为P62K和P62NK型棚车。1993年,又研发了使用内衬结构的P64型棚车。2001年,我国进行了货车新材料、新工艺、新技术的研发,当年研发出P64GK型棚车。2005年,我国又升级改造了转向架,研发出P70型棚车。
(3)平车。平车(见图2-11)也是我国铁路货物运输中的常见车辆,平车主要用来运送体积重量很大的货物,如钢木材、机械设备等。有一些平车上加装了活动墙,此类平车就可运送矿石、沙土等大重量的散粒货物。我国在1970年研制了N17型平车,该车加大了集载能力,设有活动侧门,可以运输散粒货物。1988年,我国对N17型平车进行了进一步的研发改造,加装了闸调器,升级为N17G型平车。2001年进行了提速改造,升级为N17T型平车。目前国内使用的主要平车是N17系列平车。此后,我国又进一步研制了NX70(H)型、NX70A型共用平车。
图2-11 平车
2.铁路客车及类型
铁路客运是我国铁路运输中的重要组成部分,截至2016年底,全国铁路旅客发送量完成28.14亿人次,与1978年的8.15亿人次相比,复合增长率为3.3%;全国铁路旅客周转量完成12579.29亿人公里,与1978年的1093.2亿人公里相比,复合增长率为6.6%。铁路客车作为铁路客运中的承载工具,在铁路客运中扮演重要的角色。铁路客车又分为旅客运送、旅客服务和特殊用途三种车辆。中国铁路客运车辆经过改革开放40年的快速发展,通过引进创新,大力研发,目前已经初步形成了普速车辆和动车组齐头并进的局面。其中普速客运车辆主要分为120公里/小时、140公里/小时、160公里/小时三种速度类型,动车组分为250公里/小时和350公里/小时两种速度类型。
(1)普速客车。我国现有普速铁路客车数万辆,数十种型号,目前得到广泛使用的有22B型、25B型、25G型、25K型和25T型等几种。22B型客车是由22型客车改进而来,该型客车车体长23.6米,构造时速可达120公里,无空调安装。目前主要运用于各铁路局的管内普客、普快列车和春运临客上。此后,我国又总结了各种22型客车型号的设计技术经验,在此基础之上,研发了非空调式客车25B型。1994年,25B型客车全面投产。25B型客车车体长达25.5米,最高时速达120公里,该型客车主要有长途普快列车和无空调的快速列车。此后,又将25B型升级为加装空调的25G型客车。目前,25G型客车是所有客车中数量最多、使用面积广泛的普速客车,主要运用于新型空调快速列车和一些有空调的普快列车上。1996年,我国研发生产了25K型客车,该型车辆是快速空调客车,最高时速可达140公里。25K型客车作为我国研制提速客车的试验和过渡产品,已经停产,目前主要运用于新型空调特快列车上。在第五次大提速中,我国又设计制造了25T型客车,最高时速可达160公里。最初的25T型客车引进了加拿大庞巴迪的先进技术,由青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司(BSP)生产,其后实现了完全国产化。该车型主要运用于直达特快列车和部分特快列车上,是我国目前等级最高的铁路普速客车。[4]
(2)动车组。在中国铁路第六次大提速后投入运用了一批“和谐号”动车组,从此中国铁路客运车辆中增加了一批自带行驶动力的新成员。2004年起,我国先后向国外制造企业引进购买了高铁车辆技术,CRH系列动车组就是此时开始引入的。引入后,我国通过“消化吸收再创新”的手段,进行了自我生产研发,高铁动车逐步实现了国产化。例如:由青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司生产的CRH1系列的高铁动车是以加拿大庞巴迪生产的Regina C2008型号为基础;由青岛四方机车车辆股份有限公司生产的CRH2系列高铁动车组是以日本川崎重工生产的新干线E2-1000型动车组为基础;由唐山轨道客车有限责任公司生产的CRH3C型高铁动车组则是以西门子生产的ICE3型动车为基础;由长春轨道客车股份有限公司生产的CRH5高铁动车是以阿尔斯通Pendolino型动车组为基础。在引进国外高速列车先进技术后,经过数年自主创新,我国生产出了拥有自主知识产权的CRH380系列动车组,主要有CRH380A、CRH380AL、CRH380B、CRH380BL、CRH380CL和CRH380D几种型号,这些都是350公里/小时速度级别的高速动车组。以上各型号动车广泛运用于近年来新建成的250公里/小时、350公里/小时速度级别的客运专线和一些经过提速改造的既有线区间上。
(二)车站
铁路车站,俗称火车站,为铁路客运、货运和铁路列车作业提供场所。按作业性质的不同,火车站可以分为客运站、货运站、编组站以及客货功能兼备的客货运站四种。按照列车作业性质的不同,则可分为编组站、区段站、中间站、越行站和会让站五种。除此之外,火车站按照业务量大小、地理条件是否优越,可以划分为特、一、二、三、四、五等站(见表2-1)。
表2-1 各等级车站的特点
改革开放40年来,我国的铁路车站也随着经济发展发生了翻天覆地的变化,具体表现在:枢纽客站的数量增加;铁路客站规模增大,列车开行数量急剧增加,满足了人们日益增加的出行需求;铁路客站的功能逐渐趋于完善,车站建筑造型呈多样化发展,符合现代化的发展需求。
北京站(见图2-12)40年来的变化体现了中国改革开放以来车站的发展变化。[5]北京站建于1959年,从建成到运营一共用了不到8个月的时间,是国庆十周年献礼工程之一。北京火车站是我国铁路网中最重要的车站之一,是全国铁路枢纽,北京站位于北京市东城区,原北京内城城墙以北、东长安街以南,隶属北京铁路局管辖,为直属特等站。站名由毛泽东亲自题写,当年外宾来访,都会乘火车到北京站。国家领导人外出访问苏联也是从北京站出发。北京站建成50多年来,见证了中国铁路的变迁。
图2-12 改革开放初期的北京站
1978年后的40年间,北京站也经历了天翻地覆的改变,如进行了客运服务的现代化改造,建立了微机制票、电视监控系统、无线通信系统、自动广播系统、自动查询系统、自动检票系统和计算机管理系统等现代化管理系统。1998年至1999年,北京站在北京市以及铁道部的指挥下,进行了抗震加固大修改造的工程,实现了“风格依旧、面貌一新、功能齐全、科技领先”的构想。此后,北京站又引进、开发和使用科技新项目多项,包括中央空调系统、自动喷淋消防系统、客运引导揭示系统、客运多功能广播系统、电脑问询及闭路电视监控系统、多媒体触摸查询系统、自动检票系统、自动售票机等,满足了旅客的各种不同需求。
2008年北京奥运会前夕,北京站挂上英文站名“Beijing Railway Station”。2016年,北京站启用自助验票通道,是全国首批启用自助验票通道的车站,乘客可以仅持二代身份证和蓝色车票“刷脸”进站。这是北京火车站范围内首次使用脸部识别验证验票,机器比对将比人工识别更加准确,真正做到票、证、人合一。目前,北京站每天发送列车455趟,比1978年的34趟增加了12倍左右,2017年的北京站见图2-13。
图2-13 2017年的北京站
图2-14 北京南站
2008年,北京又建立了北京南站(见图2-14)。北京南站是目前已建成铁路客站中规模最大、先进技术运用最多、现代化程度最高的一座客站。它是功能逐渐完善、建筑造型多样化、适应时代发展要求的客站建设代表。北京南站的四大明显特点如下。
(1)利用了大跨度、高空间的建筑结构。北京南站设计采用了大跨度的钢架结构、悬垂梁、A型塔等一系列的建筑建造先进技术,房屋空间宽敞通透,增强了车站的通透性与方向感,提升了旅客的舒适度。
(2)绿色环保设施。北京南站的主要环保优势在于其节能、节电、节地的特征。节能方面,北京南站建设使用了热电冷三联供+污水源热泵节能环保技术,使天然气的一次能源利用率从35%提高到了85%以上。节电方面,车站中央候车厅屋面采用了超大面积的玻璃穹顶,隔层地面都做了局部透光处理,可以将自然光直接引入高架候车室和站台层,同时在中央站房屋面铺设了太阳能板,年发电总量约为18万千瓦时。在节地方面,站房采用重叠复合的五层立体式布局,将检票口、停车场、地铁站台、车站广场等内置到火车站内,节省了大量的土地。
(3)多种交通方式于一体,接驳方便。北京南站建筑设计将地铁和市郊铁路引入车站内,乘客在铁路车站内便可方便换乘地铁、市郊铁路、公交、出租等接驳车辆。符合北京市的总体规划要求。北京南站目前已经成为国内领先的大型综合交通枢纽。
(4)服务设施人性化。车站共设有113部电梯、84个人工售票窗口、32台自动售票机、80台进出站自动闸机,减少了旅客排队购票、进站上车的时间。
随着科技的进一步发展,为了方便旅客出行,2017年,我国有几个车站推出了“刷脸”进站[6],2017年1月,北京西站也开通了人脸识别验票系统,网友亲切地称其为“刷脸”进站,人脸识别验票系统的优势在于速度快,每个人的通行时间在3~6秒,并且能够节省大量的检票人力,为旅客提供了便利。比起传统的靠工作人员识别放行,这些机器最大的优势在于节省人力,而且方便快捷。“刷脸”进站开启了我国铁路检票服务的新时代。目前,我国开通“刷脸”进站的铁路车站有北京、上海、广州、郑州、太原、武汉、南昌、西安、长沙站等。