2024年春節前夕,一場雨雪天氣襲擊中國的東南地區。一些地方的冰凍雨雪,給一年一度的春運“添堵”。在人們印象中準時準點的高鐵也紛紛大面積晚點,甚至直接停運。但也有網友在高鐵上焦急等待的同時,看到身邊的“綠皮車”頂著漫天飛雪一路飛奔。為什麼看起來更先進的高鐵反而不如“老前輩”綠皮車?
圖源:新聞截圖
大雪是如何影響高鐵的?
2 月 4 日,武漢鐵路局的微博發佈過一份公告,解釋冰凍雨雪天氣高鐵大面積晚點的原因,主要包括三點:接觸網覆冰導電不良、道岔結冰轉換不靈活、線路積雪列車降速運行。
其中,線路積雪這個因素非常好理解,我們著重來看一看另外兩點:道岔結冰和接觸網覆冰。
圖源:微博截圖
道岔結冰
高鐵列車在轉換線路的時候,也跟普通列車一樣,需要通過道岔結構來改變路線。道岔內的積雪,冰塊會影響道岔的正常工作。
鐵路道岔結構,圖片來源:Wikipedia
雖然一些高速鐵路是有道岔融雪裝置的,但如果出現極端大雪天氣,道岔結構還是可能出現故障。
比如,2017 年開通的“寶蘭高鐵”,第一個冬天就因為道岔積雪夾冰引起道岔故障 3 件,影響列車的正常運行。
前不久突然出現的強降雪同樣也對道岔結構產生影響。對此,鐵路部門立即派出專人處理道岔的掃雪除冰工作,並且24小時值守。
圖源:微博截圖
在鐵路工人的辛勤付出下,道岔結冰的問題很快被解決。但高鐵依然面臨另一個更棘手的問題——接觸網覆冰。
接觸網覆冰
平時我們一說到高鐵,腦海中浮現出的就是一個子彈頭列車的形象。但高鐵上方“不起眼”的電線同樣是高鐵重要的組成部分。
跟傳統的列車不同,高鐵的動力來源不是傳統的柴油,而是電。這個電就來自於高鐵車廂上方的高壓線。這些高壓線組成的網絡,就被稱作“接觸網”,或者“架空接觸網”。
高鐵能夠通過一個叫受電弓的結構,跟高壓線連接取電。受電弓將高壓電取到車內,經過降壓處理,用來驅動高鐵。
高鐵車廂上方的受電弓,圖片截自紀錄片《中國高鐵》
但如果電線上出現冰,弓形頭和電線之間的接觸會受到影響。有些人看到的高鐵一路開一路釋放“閃電特效”,就是弓形頭和電線之間的冰引起的。
受電弓上的電弧,圖片來源:參考文獻2
另外,電線上的冰也可能讓電線變得更重,晃動得更厲害。同樣影響高鐵列車取電,為盡可能穩定地獲取電流,高鐵列車也隻能降低運行速度,嚴重的時候隻能暫時停車等候。
想解決這個問題,方法也很簡單粗暴,就是除冰。雖然工程師們正在研發自動化的除冰設備。但就現階段來說,對於這種大規模接觸網覆冰,最快最直接的方法還是人工去除。
使用打冰桿除冰,圖片來源:新聞截圖
在這些因素的影響下,高鐵列車隻好降速運行,這導致高鐵動車組車輛的利用率降低。因此出現大量的晚點,停運的情況。
“客運綠皮車”到底指什麼?
當高鐵停在路上的時候,有不少網友都拍到旁邊的“綠皮車”呼嘯而過。那為什麼綠皮車不怕大雪?
首先說明一下,我們常說的綠皮車,其實是大傢對車身刷綠的列車的俗稱。而且,我們今天所稱的綠皮車,跟十幾年前所說的綠皮車有很大差別。
十幾年以前我們常說的綠皮車,是“老綠皮車”。這些綠皮車指的是一些非常早的鐵路客車車型,比如 22 型客車或者是一部分 25B 型客車。
這些“老綠皮車”的典型特征就是慢,而且大部分“老綠皮車”沒有空調,在炎熱的夏天,人們往往要打開車窗透透氣。
22型客車,圖片來源,Wikipedia
而在十幾年前,如果你乘坐的是 K 字頭(快速)、Z 字頭(直達)、T 字頭(特快)的列車,你可能會看到一些橘黃色、藍色塗裝的車身。
這些“橘皮車”“藍皮車”的配置往往比“老綠皮車”要好一些,基本都配備有空調,而且它們運行的速度往往也比“老綠皮車”要快。
橘黃色塗裝的25G和藍色塗裝的25K型客車,圖片來源:Wikipedia
但從2014年開始,鐵路部門決定,將墨綠色作為普速列車(非高鐵動車組列車)的統一色調,並且在當年就開始對列車車體顏色重新塗刷。之前的橘色、藍色塗裝列車,也都漸漸成為“新綠皮車”。
所以,可不要把今天鐵路上的“新綠皮車”和“老綠皮車”等同起來。“新綠皮車”的速度,舒適度可能確實不如高鐵,但還是比早期的“老綠皮車”舒服得多。
盡管“綠皮車”的車次數量和運力已經遠不及從前,而且“綠皮車”這個名字聽起來給人一種“被時代拋棄”的感覺,但“綠皮車”沒有拋棄時代。在全國的鐵路線上依然能看到它們的身影,而對於暫時沒有開通高鐵的地區來說,“綠皮車”依然重要。
同時,在今年的春運中,在高鐵大面積晚點停運的緊要關頭,“綠皮車”也在大雪中穿梭,運送一個一個渴望歸鄉的遊子。
為什麼綠皮車可以“冒雪前行”?
可以肯定的是,綠皮車當然也會受到道岔結冰和線路積雪的影響,但因為它行駛速度比較慢,再加上鐵路工人的連夜搶修,這些問題對綠皮車行駛影響很小。
另外,綠皮車有不同類型的動力來源,有些綠皮車跟高鐵一樣是純電力驅動的,有些綠皮車則是靠內燃機驅動的,還有些綠皮車是靠蒸汽機驅動的。
東風11型柴油機車,圖片來源:Wikipedia
所以對高鐵動車組影響最嚴重的“接觸網覆冰”,對靠內燃機驅動、蒸汽機驅動的“綠皮車”來說幾乎沒有什麼影響,這才有高鐵停在路邊等候,而綠皮車呼嘯而過的場景。
參考文獻
[1] Zhou H, Duan F, Liu Z, et al. Study on electric spark discharge between pantograph and catenary in electrified railway[J]. IET Electrical Systems in Transportation, 2022, 12(2): 128-142.
[2] 丁閃峰, 滿開泉, 王婷婷. 冰雪天氣對高速鐵路轉轍設備的影響及對策[J]. 鐵路通信信號工程技術, 2020.
[3]人民網:鐵路部門恢復“綠皮車” 紅皮車、藍皮車將成歷史
http://finance.people.com.cn/n/2014/1017/c1004-25857015.html
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作者丨小瑋 科普創作者
審核丨魯放 北京交通大學運輸學院 碩士生導師、中國城市軌道交通協會專傢學術委員會副秘書長
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