APP 據(jù)新華社報道，復(fù)興號動車組于7月1日正式在青藏鐵路西格段（西寧-格爾木）運行。
復(fù)興號動車組投入運行后，青藏鐵路西格段的列車運行速度將從原來的時速120公里提速至時速160公里，長達829.251千米的旅途將縮短至5.2小時以內(nèi)，最短為4.8小時，較現(xiàn)狀最快列車的6.8小時縮短了近2小時，可以說，這是青藏鐵路建設(shè)和運營史上的里程碑事件。
（6月23日7時，青藏鐵路西格段復(fù)興號動車組開始試運行。圖片來源：新華社）
實際上，這并不是世界屋脊上首次開行“復(fù)興號”，早在2021年6月25日，拉薩到林芝段電氣化鐵路開通，復(fù)興號動車組便已駛?cè)肭嗖馗咴ｋS后，為滿足日益增長的需求，提升運能并提高乘客體驗，青藏鐵路的西寧到格爾木段也展開了全面提速改造工程，于是便有了我們文章開頭提到的事件。
（一）跑在青藏鐵路上的“復(fù)興號”，和我們平常坐的有啥不一樣？
青藏鐵路上要跑復(fù)興號動車組，背后的準備工作可不少，這涉及到整個西寧到格爾木段的線路提速改造。主要工程內(nèi)容包括鹽漬土路基、沙害路基和凍害路基改造；鐵路軌道、橋梁升級和加固；信號系統(tǒng)升級改造；增加動車維修基地；鐵路電氣化升級改造；旅客服務(wù)信息系統(tǒng)更新?lián)Q代；車站到發(fā)線延長以及站房改造等。
而首次在青藏鐵路亮相的復(fù)興號動車組也和平常我們乘坐的高鐵列車不同。這是專門為青藏鐵路量身定做的最高運營速度為160km/h的動力集中式動車組，9節(jié)車廂，是我們俗稱的動車組“綠巨人”的升級換代產(chǎn)品。
（6月23日開始在青藏鐵路西格段試運行的復(fù)興號動車組。圖片來源：央視新聞截圖）
青藏鐵路復(fù)興號動車組電氣系統(tǒng)采用了高原適應(yīng)性技術(shù)，電氣絕緣性能得到提升，整車各電壓等級設(shè)備按照相關(guān)標準進行選型和布置，以適應(yīng)高原環(huán)境，并提高系統(tǒng)的可靠性。客車車廂電氣元器件的散熱性能得到優(yōu)化，通過合理的器件排布和布線，增加通風口面積，提高元器件的散熱效果。此外，動車組還進行了防雷保護和接地措施等電氣防雷設(shè)計，以確保列車的安全運行。
眾所周知，青藏高原海拔高，空氣稀薄，所以紫外線格外強，為了提升防紫外線性能，復(fù)興號動車組采用了多種技術(shù)措施。司機室車窗采用鋼化安全防碎和PVB夾層玻璃，能有效阻擋99%的紫外線?？蛙囓噹能嚧安捎酶叻雷贤饩€性能的卷簾簾布。同時，車窗膠皮等橡膠件采用具有耐紫外線特性的材料，經(jīng)過耐老化性能試驗，以提高防紫外線能力。對于拖車轉(zhuǎn)向架，通過增加空氣彈簧防護罩，有效阻擋高原紫外線的直射。
在環(huán)保性能方面，復(fù)興號動車組也做出了改進。為避免污水排放對高原環(huán)境的影響，動車組配備了污物污水收集裝置，對衛(wèi)生間、洗面間、茶爐室和餐吧區(qū)的污水進行集中收集和定點排放，實現(xiàn)高原地區(qū)的零排放。
為提升旅客的乘坐舒適性，復(fù)興號動車組進行了多項技術(shù)改進。采用分布式和彌散式供氧系統(tǒng)，能夠?qū)⒖蛙囓噹鯘舛忍岣叩竭m應(yīng)高原環(huán)境的水平。通過采用多層隔聲結(jié)構(gòu)、隔熱材料和隔音墊等措施，客車的噪聲也得到有效控制。
空調(diào)送風系統(tǒng)和車門密封等部分也經(jīng)過優(yōu)化，降低了噪聲水平。同時，空調(diào)和采暖系統(tǒng)也進行了性能提升，以適應(yīng)高原環(huán)境下的制冷和加熱需求。
此外，整列車壓力波保護一體化設(shè)計能夠提供舒適的乘車環(huán)境。為適應(yīng)高原低氣壓環(huán)境，動車組進行了客車氣密性設(shè)計，采取了焊縫密封、管路填縫和車門密封等密封措施，以提高車內(nèi)的舒適性。
說完了青藏鐵路西格段的這次提速升級換代，接下來我們聊聊高鐵和動車組背后的一些趣知識。
（二）俗話說火車跑得快全靠車頭帶，高鐵列車“復(fù)興號”也是靠車頭拉動的嗎？
實際上，“火車跑得快全靠車頭帶”針對的是普速鐵路“機車+車輛”的運行模式。這種模式一般通過機車車頭提供動力，通過牽引裝置將力傳遞到車輛上，以推動列車行駛。這種“機車+車輛”的牽引模式是臨時組合，一旦到達目的地完成運營任務(wù)，機車和車輛就要分開，分別進入機務(wù)段和車輛段進行檢修和存放。
高鐵列車中的“復(fù)興號”是中國研發(fā)的高速動車組列車，也被稱為“中國標準動車組”。與傳統(tǒng)火車不同，高鐵列車是由多個車廂單元組成的整列列車，原則上一列動車組是不可分割的。車廂單元分為動車和拖車，動車指的是可以提供牽引動力的車廂，拖車指的是沒有牽引動力的車廂。包括兩端司機室在內(nèi)的車廂單元鏈接在一起，形成一列動車組，一般采用8輛和16輛編組。
因此，高鐵列車不僅依靠車頭的動力，還可以通過中間的動車協(xié)同工作來提供牽引動力（動力分散模式）。當然，國外有些高速動車組也采用僅靠車頭提供動力的模式（動力集中模式）。
那么，動力集中式和動力分散式高鐵列車各有哪些優(yōu)缺點呢？
1、動力集中式（Centralized Power）
特點：動力集中式動車組的動力系統(tǒng)主要集中在列車的一部分車廂（通常是兩端車廂）中，被稱為動力車。這些動力車提供牽引力和驅(qū)動力，而非動力車則沒有獨立的動力裝置。
優(yōu)點：設(shè)備布局相對簡單，維護和操作相對容易，能夠提供更大的乘客容量。
缺點：動力集中在特定車廂，增加了單點故障的風險。動力車廂的重量較大，車輪磨損和能耗較高。加速和制動過程中的牽引力分配不均勻。
2、動力分散式（Distributed Power）
特點：動力分散式動車組將動力系統(tǒng)分布在列車的多個車廂中，這些車廂都配備有獨立的動力裝置。車廂之間通過電氣或機械連接協(xié)同工作。
優(yōu)點：動力分散模式提高了列車的牽引力和加速性能。單個車廂故障不會對整個列車的運行產(chǎn)生嚴重影響。加速和制動過程中的牽引力分配更均勻。
缺點：車內(nèi)動力裝置較多，車輛布局相對復(fù)雜，維護和操作較為繁瑣。需要更多的能源供應(yīng)和動力控制系統(tǒng)。
動力集中式一般適用于中短途客運，具有較大的乘客容量和相對簡化的車輛設(shè)計。而動力分散式適用于長途高速運輸，具有更好的加速性能和運行穩(wěn)定性，但需要更復(fù)雜的車輛配置和維護。
（三）我們平常所說的“高鐵”和“動車”，究竟有什么區(qū)別？
高鐵和動車是兩個相互關(guān)聯(lián)但又有所不同的概念，很多讀者經(jīng)常將其混淆。
高鐵（High-Speed Rail）通常指的是具有較高設(shè)計速度（通常大于250公里/小時）和嚴格的技術(shù)標準的鐵路系統(tǒng)，包括專用的高速鐵路線路、高性能動車組、高標準的車輛和軌道技術(shù)等。
動車（Electric Multiple Units）是“動車組”的簡稱，是指動力集中或分散式的動車組。動車組可以在不同的鐵路系統(tǒng)中運行，其運行速度可以根據(jù)具體的設(shè)計和使用條件而有所不同。一些動車組可以運行速度很高，但也有一些動車組被用于普通鐵路上，因此其運行速度通常也較低。
在我國，很多人把G字頭的列車稱為高鐵，實際上它和D字頭的列車一樣都是動車組。將高鐵用作動車的代名詞，這是不規(guī)范的稱呼，需要讀者加以區(qū)分。
（四）高鐵線路多為新建，那么普通鐵路可以升級為高鐵嗎？
原則上而言，普通鐵路可以升級改造成高鐵線路，但改造過程是一項復(fù)雜而具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，需要從線路標準到軌道質(zhì)量、信號系統(tǒng)等多方面的升級，這不但需要巨額資金，另外付出的代價很大，通過經(jīng)濟技術(shù)比較，性價比并不一定高，所以時速200-350k/h的高鐵一般都是新建線路。
當然，如果普速鐵路僅僅升級改造開行速度不太高的動車組，那另當別論，比如青藏鐵路西寧至格爾木段改造就是現(xiàn)實可行的案例。那么，普速鐵路升級改造成高鐵主要包括哪些工程呢？
1、提高線路標準
高鐵需要滿足更高的技術(shù)標準，包括更嚴格軌道幾何形狀、更靈活的線路坡度、更大的曲線半徑、更寬的鐵路隧道、更堅固的橋梁、更可靠的信號和列車控制系統(tǒng)等。因此，需要對現(xiàn)有的普通鐵路進行線路升級改造，以滿足高鐵的要求，這會涉及地質(zhì)勘察、土建工程和線路優(yōu)化等工作。
2、提高軌道質(zhì)量
高鐵列車運行需要更高質(zhì)量的軌道系統(tǒng)，包括軌道平整度、軌道垂直度和軌道幾何保持等方面。普通鐵路上的軌道若想滿足高鐵列車的要求，可能會涉及到更換軌道材料、提升軌道維護水平和軌道檢測技術(shù)等，想想就是一個大工程。
3、信號與通信系統(tǒng)升級
高鐵列車需要更高級別的信號與通信系統(tǒng)，以保證列車的運行安全和效率。普通鐵路上的信號系統(tǒng)需要進行升級和改造，包括采用先進的列車控制系統(tǒng)、信號設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)等。
4、電氣化改造
高鐵列車通常采用更高級別的電力牽引系統(tǒng)，因此，普通鐵路需要進行電氣化改造，以提供適應(yīng)高鐵運行的電力供應(yīng)系統(tǒng)和設(shè)備。這可能涉及電氣化設(shè)備的安裝、供電線路的改造等。
5、車輛更新與技術(shù)升級
普通鐵路升級成高鐵線路還需要配備高速動車組列車，這意味著需要引入新的列車車輛，具備高速性能和適應(yīng)高鐵線路要求的技術(shù)特點。
（五）為什么大部分高鐵不在晚上運行？
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大部分高鐵不在晚上運行的原因是多方面的，主要包括以下幾點：
1、安全考慮
夜間能見度較差，特別是在沒有良好照明的地區(qū)，高速行駛的列車可能面臨較高的安全風險。白天運行可以提供更好的能見度，減少事故的發(fā)生概率。
2、維護和檢修
晚上通常是鐵路維護和檢修工作的主要時間段。在夜間停運高鐵列車，鐵路運營部門有更多的時間進行線路檢查、設(shè)備維護和修復(fù)工作，確保列車在白天運行時的安全和可靠性。
3、減少噪音和環(huán)境影響
高鐵列車的高速行駛可能會產(chǎn)生噪音和振動，對周圍居民和環(huán)境造成干擾。夜間停運高鐵列車可以減少對居民的噪音干擾，保障他們的休息和生活質(zhì)量。
4、人員安排和調(diào)度
高鐵列車的運行需要配備大量的工作人員，包括列車駕駛員、乘務(wù)員、維修人員等。夜間運行可能需要額外的人員調(diào)度和安排，增加了運營成本和管理難度。
5、負荷平衡
白天通常是乘客出行需求集中的時間段，高鐵列車在白天運行可以更好地滿足乘客的出行需求。而晚上的乘客需求較低，夜間運行高鐵列車可能會導(dǎo)致列車負荷不均衡和經(jīng)濟效益不高。
需要注意的是，并非所有高鐵線路都完全不在晚上運行。一些高鐵線路可能會在夜間的特定時間段運營有限的列車班次，以滿足部分夜間的乘客需求。這通常發(fā)生在特定的客流高峰期或特殊的情況下，如假期交通高峰。
出品：科普中國
作者：王麟，鐵路高級工程師，中國科普作家協(xié)會會員，天津科普作家協(xié)會理事
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