“雪國列車”在現實中能實現嗎?

庫可

火車作為始于第一次工業革命的傳統交通工具，與科幻的交集并不是很多。說起火車與科幻，大家首先想到的應該就是“美隊”克里斯·埃文斯2013年主演的電影《雪國列車》。今年上半年，由詹妮弗·康納利主演的電視劇版《雪國列車》如期上映。至于評價嘛，IMDb（互聯網電影資料庫）評分只有6.7，并不如電影反響熱烈。盡管如此，該劇的第二季也已經預定在路上了。

在漫畫和電視劇的設定中，整個世界處于嚴寒之中，地表已無生命痕跡，人類文明在一列共有1001節車廂的火車上延續。“雪國列車”上等級森嚴，不同等級的車廂象征了不同的社會階層。火車由特殊的所謂的“永動機”動力驅動，周而復始地環球行駛。

“雪國列車”的象征意義要遠大于其實用性，故事的重點在于禁錮在列車上的人類文明，而不是其中并不嚴謹的技術細節。那么在人類現有的鐵路科技樹上，在不考慮劇中極端嚴寒的氣候條件下，制造并運營擁有1001節車廂和必須持續環球運行的“雪國列車”，存在哪些阻礙呢？

1001節車廂——長魔的限制

雪國互！I奎的長度

雪國列車的設定中，火車有1001節車廂。根據網絡詞條對《雪國列車》中“工程”部分的描述可知，雪國列車每節車廂可能長達65米，整列車長度超過65公里。

現實中的火車有多長？

我國的普通客車通常由15～20節車廂組成，每節車廂長約25米，加上火車頭最大長度為500多米;大多數高速動車組列車為8節或16節車廂編組，最長的是17節車廂的“復興號”，長度約440米。相比之下，貨車的長度就比較靈活，普通的貨運列車車廂能達到50節，長度為800米左右。

超長列車一般出現在貨運重載鐵路上。如我國大秦鐵路（大同一秦皇島）的運煤專列，最大能夠實現3萬噸貨物運輸，由4臺機車牽引320輛貨車，總長度3971米。而世界上最長的火車出現在澳大利亞的紐曼山一海德蘭鐵礦石運輸鐵路上，由8臺機車牽引682節貨車，總長度達到7 353米，能運輸9.9萬噸貨物。即便如此，它們也與雪國列車差了一個數量級。

什么限制了火車的長度？

站臺及其軌道長度

如果火車長度不斷加長，超過火車站站臺附屬軌道的長度，一部分車廂就無法停靠在站臺上，而且會占用道岔及公共部分的軌道，影響其他列車通行。這個長度限制在鐵路行業有一個專業的術語，叫“到發線有效長度”，火車長度不能超過到發線有效長度。

目前客運站的到發線有效長度大多為650米，貨運站長度長一些，可以達到850～1050米，所以普通鐵路線上的客車和貨車長度都有限。而前面介紹的大秦鐵路和澳大利亞鐵礦石鐵路都屬于專用重載鐵路，其運輸貨品單一，中途沒有或極少停站。這類鐵路屬于“深度定制”設計的線路，因此可以開行遠超普通長度的列車。

那么是不是加長站臺和到發線就可以加長列車了呢？很遺憾，已建成鐵路的站臺、到發線有效長度，列車最大長度，在鐵路線路規劃設計時就確定了，各項配套設施如車輛檢修機構（車輛段、動車段）都是按照設計的列車長度建造的，牽一發而動全身，因此后期加長幾乎不可能實現。

當然，對于雪國列車來說，全世界只剩這一列不用停站的火車了，也就不用考慮長度對車站以及其他設施的影響了。

列車控制

現有的超長重載貨運列車，牽引的機車并不是全都集中在前端，而是分成2～4組分散布置，像是把多節有火車頭的列車再拼接在一起。這樣雖然能夠提升運輸效率，但多臺機車需要協同工作，這就需要有一套完善的無線通信和控制系統，把控制指令傳輸到后面的機車上，這樣整個超長列車才能構成一個整體運行。比如前面介紹的澳大利亞超長列車，雖然有8節機車分散牽引，但只需1名司機操控。牽引和制動控制都是超長重載列車控制的技術難點。

與這些“傻大黑粗”的重載列車不同，從劇集中看，雪國列車擁有與動車組類似的列車控制和網絡系統。貫穿整車的網絡控制系統可以實現列車的整體牽引、制動控制，但讓60多公里長的列車每節車廂同步動作，對現實中的工程師們來說也是從未有過的考驗。

環球運行——不能停車的困難

在《雪國列車》的漫畫和影視劇中，列車周而復始地繞地球運行，因為特殊的動力系統也不能停車（生態系統會失去能量來源），在現實中，這就帶來了很多問題。

磨耗部件

火車上有大量磨耗部件，這些部件工作時需要頻繁接觸，接觸面材料因為摩擦不斷損耗，直到到達限度而不能繼續使用時需更換新部件。諸如車輪、閘片及制動盤等都屬于磨耗部件。

車輪

火車運行時車輪與鋼軌摩擦，車輪的直徑也會隨之逐漸減小。車輪的允許直徑被規定在一個區間內，如果磨耗到這個允許區間的下限，就需要更換新的車輪。除了同鋼軌摩擦，車輪還需要定期在專用車床上進行加工，以阪復其輪廓形狀，消除內部金屬缺陷，保持良好的車輪一軌道接觸狀態，車床加工也會造成直徑減小。

以“復興號”動車組為例，新車輪的直徑為920毫米，車輪直徑允許的下限為850毫米，直徑相差了70毫米。這70毫米通常可以維持動車組運行大約300萬公里（大概3-4年），相當于繞赤道轉75圈。相比于車輪，車軸的壽命要長很多，因為它幾乎不存在磨耗。車軸一般可以使用十幾年。

如果增加車輪的磨耗區間，新車輪理論上夠雪國列車運行好幾年了，但實際上如果長期不在車床上進行“鏇修”，車輪狀態會快速惡化，很容易誘發嚴重事故。

閘片

火車的制動原理與汽車類似，靠閘片與制動盤或輪對踏面接觸摩擦產生制動力（不同的是汽車制動靠液壓驅動，火車靠氣壓驅動）。閘片的摩擦塊材質比較軟，制動摩擦過程中會逐漸損耗，磨到限度就需要更換新的閘片。以動車組為例，根據停站頻率的差別，新閘片通常運行10～30萬公里就需要更換了。

對于雪國列車來說，如何更換閘片是一個難題。不過雪國列車不需要停站，前方也沒有其他列車，正常情況下都是勻速運行，所以閘片的磨耗速度應該會小很多。在劇中可以看出列車采用電機驅動，因而和動車組及電動汽車一樣，可以進行電制動，也就是列車帶動電機反轉變成發電機，把列車的動能轉化為電能。采用電制動可以進一步減少閘片磨耗，不過在速度較高時才能充分發揮，低速時還是需要閘片進行制動。

碳滑板

電力機車和動車組需要從車頂的高壓線纜上獲取電力，這個部件叫作受電弓。火車高速運行時，受電弓要和高壓電纜接觸摩擦，接觸的部分叫碳滑板，顧名思義即主要由石墨制成的可以導電的“滑板”。石墨的硬度遠小于銅合金材質的接觸網電纜，因此其磨耗很快，而電纜幾乎沒有磨損。通常一根碳滑板可以使用大概10萬公里。

對于雪國列車而言，并不存在受電弓碳滑板磨耗的問題，因為根據其設定，火車靠的是車頭的特殊動力引擎而非外部電力驅動。

維護與保養

現實生活中，諸如汽車、火車、飛機、輪船等復雜的交通工具都需要進行周期性的維護保養及偶發性故障的處理。鐵路貨車、客車、動車組均擁有基于運行里程和時間雙重周期的定期檢修體系（在2020年第5期《動車組的“4S店”——動車運用所》中對動車組的周期性檢修有所介紹）。除了火車本身外，鋼軌也需要定期測量、探傷、打磨，鐵路附屬的其他供電、信號、通信系統亦然。

在《雪國列車》的設定中，整個鐵路系統都無法進行周期性的維護，出現故障也只能進行最基本的維修，以當前的技術能力，維持不了多久就必然會走向車毀人亡。當然這一點劇集中也在某種程度上有所體現——頭車的“工程師”們多次強調雖然1001節車廂內擁有完善的生命循環系統，但工業是薄弱環節，很多終究會老化的零部件無法制造。

寫在最后

雖然雪國列車的設定在現實中沒有必要，也暫時沒有技術能力去實現，但這并不妨礙故事本身的精彩。把人類社會禁錮在一個極為有限的封閉空間內，并且必須不擇手段地前進，其實這與星際旅行、星際逃亡等題材在精神上都是相通的，只不過是換了一個更為傳統的載體來講述末日的故事。