冲击更高速度 高铁时速能否提升至400公里？
记者 | 唐俊
11月21日，中国铁路发展论坛在北京举行。中国铁道学会理事长、中国工程院院士卢春房作了题为《更高速度轮轨高铁技术探讨》的报告发言，通过脱轨系数、噪音、气压变化等具体试验数据，分析在目前情况下，开行时速400公里轮轨高铁的可行性。
中国现在速度最快的动车组，是在京沪高铁和京津城际铁路上运行的复兴号列车，最高时速为350公里，这也是目前世界上商业运营速度最快的高铁。其中，京津城际在2008年8月1日开通时速度就是350km/h。
高铁发展比较成熟的国家中，日本和法国高铁的最快速度为320公里/小时，西班牙为310公里/小时，德国和意大利为300公里/小时。
“过去十多年里，不断有人问我，350km/h是否已经是轮轨能够达到的最高速度了？还有没有提速的可能？这需要研究。” 卢春房说。
图片来源：中国国际现代化铁路技术装备展览会组委会
卢春房曾任原铁道部副部长、原中国铁路总公司副总经理，以及京沪高铁建设总指挥，在中国铁路工程技术领域享有较高声誉。
卢春房在论坛上表示，轮轨高铁要想实现时速400公里运营，需要考虑四项技术——线路、动车组、列控系统、牵引供电，即线路要稳、动车要快、列控要准（控制速度准确）、供电要足；同时，还需要考虑四项指标——安全性、舒适性、智能化、绿色化。
拍摄：唐俊
上图中绿色部分代表已实现，红色代表未实现。影响400km/h高铁实际落地的因素中，技术部分已经可以实现，但在舒适度和绿色指标方面仍有部分未达到要求，最重要的是现在还没有相应的技术标准。
卢春房表示，技术标准是高铁建设的依据和前提，目前对400km/h高铁技术标准已开展研究，取得了较好成果，但尚未正式立项研究编制设计规范等标准；所以从标准角度讲，更高速度高铁建设尚不具备条件。
对于尚未完全实现的舒适度和绿色指标，以及非常重要的安全指标，卢春房作了详细分析。
不是速度越高越容易脱轨
2016年，两列复兴号列车在郑徐高铁线路上进行了时速420km/h的交会试验，各项指标均满足安全要求。在2011年，和谐号CRH380BL还曾在京沪高铁徐州东至蚌埠南之间跑出了487.3km/h的试验速度。
影响列车安全的因素非常多，最重要的是防止列车脱轨。2016年复兴号的试验数据显示，当轨道曲率半径为9000米、列车速度为420km/h时，脱轨系数为0.34；而当轨道为直线、列车速度为290km/h时，脱轨系数反而增大为0.51。（注：脱轨系数越大越容易脱轨，中国高铁标准为≤0.8；下文中的试验数据均指2016年复兴号的试验数据）
“试验数据表明，列车不会因为速度更高就更容易脱轨；这些安全性指标跟线路状况和车辆状况密切相关，和运行速度及曲线半径不成正比。”卢春房说。
电磁辐射达标，车内噪声超标
多项指标都会影响乘车人的舒适性，其中车辆平稳性、车内压力、车内电磁环境、车内噪声、制动加速度等方面不容易快速改变，需长期监测。
车辆的平稳性方面，试验数据显示，列车在以420km/h速度行驶时，横向和纵向的振动均达到要求。
动车内的气压，要求在1秒内变化不超过500帕，3秒内不超过800帕。时速420公里的列车满足要求，并且复兴号的密闭性要好于和谐号CRH380列车。
电磁环境指标主要由电场强度和磁感应强度决定，考虑到乘客及工作人员的电磁辐射问题，中国对于动车组内0-20kHz低频磁场限值给出了比国际标准更严格的规定。数据表明，列车在时速350公里和420公里行驶时，两个指标均满足标准要求。
“之前有人说高铁辐射超标，完全是谣言。”卢春房说。
关于噪声的标准，要求车厢中部不能超过68分贝。目前时速350公里的高铁可以满足，但是当列车时速增加到400时，噪声小幅超标，超过标准0.3-1.2分贝，时速达到420时超标更多。
高铁在行驶时，制动太快容易因为惯性使乘客前倾或摔跤。高铁标准要求，列车的制动加速度不得大于1.4m/s2，400km/h的列车制动时满足这一要求。其实汽车在制动时，加速度的峰值可达到1G（9.8m/s2），高铁远小于这一数值，这也是为什么高铁上没有配备安全带的原因。
总体来说，舒适度随着速度的提升而劣化，气压变化值、电磁辐射值是达标的，车辆平稳性接近限值但仍在标准内，车内噪音超标。
环境噪音增大，耗能增加44%
动车行驶时，除了要考虑车内的噪音，对于铁路轨道周围的噪音影响，也需要考虑。
在铁路轨道25米处收集的数据显示，列车时速为350公里时，噪音基本在96分贝以内；列车时速为420公里时，噪音达到100分贝以上，超过了对环境影响方面的标准。
在能耗方面，时速420公里运行的列车，其人均百公里能耗比时速350公里列车高出44%，与速度的平方成正比。
“虽然从350到420只提高了几十公里的速度，但能源消耗上升了44%，这个数字是非常惊人的。”卢春房说。
同时，高铁的碳排放体现在电厂方面，能耗的增加也会导致电厂的碳排放大大增加，不符合绿色环保的要求。
卢春房认为，环境噪音超标和能耗大幅增加“难以接受”。
时速400公里动车组正在装配中
界面新闻今年6月份曾报道，时速400公里高速动车组将于年底下线，当时中车长春轨道客车股份有限公司（下称中车长客）主任设计师王雷表示，将于年底下线的列车是可以实际运行的真车，设计速度400km/h，试验速度将达到440km/h。
11月21日下午，界面新闻记者从王雷处了解到最新进展，目前该车还在装配中，计划12月底或明年1月完成，暂时还没有确定未来的试验路线。
时速400公里的动车组，除提高了速度，在跨国互联互通方面也有所提升，设计上满足俄罗斯技术标准，后续可以进入俄罗斯市场。
界面新闻了解到，对于现有复兴号在400km/h测试中车内噪声超标的情况，中车长客制造的新车将不再出现，时速400公里的动车组仍按照68分贝的噪声标准制造，并且已通过计算机模拟仿真实验。
在能耗方面，时速400公里动车组也减少了10%，主要得益于更轻的材料和更有效率的电机。
日本也在追求更高速度的高铁。今年5月份，东日本铁路公司推出了新一代新干线列车Alfa-X，并在仙台和新青森之间开启了时速360公里的测试，这一速度比目前日本新干线最高运营时速高出40公里。
东日本铁路公司的目标是，在2030年北海道新干线延伸至札幌之际，正式启用时速360公里的Alfa-X。但由于时间跨度很长且技术复杂，这期间仍充满变数。
对于中国更高速度高铁的发展，卢春房表示，为解决噪音和能耗问题，需要研究新型轨下基础，增加弹性从而降低震动噪音；研究新型声屏障结构和设置方式，阻隔列车噪音向外部传播；研究可以降低空气阻力的新型动车组，减少能耗。
“这些研究已有基础，再进一步攻关，可以解决；时速400公里及以上高铁的技术标准也应着手制定；经过努力，轮轨高铁速度提升是可以实现的。”卢春房说。
但中国对于时速400公里的高铁建设还未提上议程。王雷对界面新闻表示，中车对于时速400公里动车组的研制主要是为了技术储备。
国务院9月份发布的《交通强国建设纲要》中也提到，要“合理统筹安排时速400公里级高速轮轨（含可变轨距）客运列车系统技术储备研发”。
参与《交通强国建设纲要》编写的交通运输部人士对界面新闻表示，时速400公里高速轮轨客车的研制，放在了纲要的“科技创新”条目下，对其定位是未来发展方向、科技创新研究，不一定能大规模应用。
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