熱門(mén)：?高鐵和民航的分水嶺在哪里？

前幾天聊起國(guó)內(nèi)高速鐵路和民航的話(huà)題。正好我曾經(jīng)和合伙人（東京的小林老師和芝加哥的 Markowitz 老師）搭檔承攬 JR 東海就高速鐵路業(yè)務(wù)國(guó)際化的咨詢(xún)項(xiàng)目（出口美國(guó)得克薩斯州），當(dāng)時(shí)積累了一些材料。

我們當(dāng)時(shí)向 JR 東海的主要匯報(bào)內(nèi)容，是高速鐵路系統(tǒng)打入美國(guó)的主要需求痛點(diǎn)。在美國(guó)這樣的民航大國(guó)推銷(xiāo)高鐵，勢(shì)必要找到民航和高速鐵路的分水嶺，才能找到細(xì)分市場(chǎng)。因此，我們對(duì)此進(jìn)行了細(xì)致的研究。

我們首先需要知道一點(diǎn)：無(wú)論是在陸地還是天空，將人從 A 運(yùn)到 B 需要的能量，主要是克服空氣阻力所需的做功。

(資料圖片僅供參考)

通常而言，空氣阻力由四個(gè)因素決定：

阻力系數(shù)。越是流線(xiàn)型的物體，這個(gè)系數(shù)越小。不過(guò)對(duì)于飛機(jī)和高鐵而言，這個(gè)系數(shù)一般是一樣的。

空氣密度。對(duì)于空氣而言，不同海拔高度的空氣密度不同。通常而言，海平面空氣的密度為 1.23 千克每立方米；而萬(wàn)米高空的空氣密度約為 0.41 千克每立方米，是約三分之一左右。

受力面積。受制于建筑限界，高鐵列車(chē)的迎風(fēng)面面積一般是一個(gè)寬 3.4 米、高 4 米，類(lèi)似于長(zhǎng)方形的形狀；飛機(jī)的話(huà)，737 客機(jī)機(jī)身寬 3.8 米，高 4 米，但是它更像一個(gè)橢圓形?？紤]到 737 客機(jī)一般一排 6 座，高鐵列車(chē)一般一排 5 座，可以近似將窄體客機(jī)“每個(gè)人”的機(jī)身面積和高鐵列車(chē)視為相等。

速度的平方。

我們可以看到的是，理論上如果高鐵列車(chē)的運(yùn)行速度超過(guò)它的 1.732 分之一，在地面運(yùn)行的高速鐵路列車(chē)就會(huì)面臨和民航客機(jī)一樣的空氣阻力。同時(shí)，還要考慮風(fēng)力的影響。在高空中往往可以遇到速度超過(guò) 200 千米每小時(shí)的高空氣流（Jet Stream），而在地面這種強(qiáng)風(fēng)還是不要遇到比較好。

因此，我們不妨將高鐵的理想速度考慮為飛機(jī)的一半。波音 737 客機(jī)一般以 828 千米每小時(shí)的速度巡航——而 828 千米每小時(shí)的一半是 414 公里每小時(shí)。

換言之，對(duì)于高速鐵路而言，即使不考慮任何其他因素，只考慮能源消耗的話(huà)，在 414 公里每小時(shí)以上的運(yùn)行速度都是不經(jīng)濟(jì)的。在這個(gè)速度以上的高速鐵路運(yùn)行，如果需要將能耗控制在比飛機(jī)低的水平，就需要建設(shè)長(zhǎng)隧道隔絕列車(chē)運(yùn)行環(huán)境與外界，并降低隧道內(nèi)部的氣壓（這也是中央新干線(xiàn)磁浮列車(chē)和 Hyperloop 的共同做法）。

但是中國(guó)高鐵顯然不可能采用全封閉管道 + 抽氣的方法，這種方法非常昂貴。因此，中國(guó)高速鐵路現(xiàn)在的列車(chē)最高速度為 400 公里每小時(shí)（CR400A/BF）。

對(duì)于高鐵而言，從 300km/h 提升到 350km/h，時(shí)間減少 14%，耗能增加 36%；從 350km/h 提升到 400km/h，時(shí)間減少 13%，耗能增加 31%；從 300km/h 提升到 400km/h，時(shí)間減少 25%，耗能增加 78%。多消耗 78% 的能源，理論上就要多花費(fèi) 78% 的票價(jià)。這是否是一件值得的事情呢？

換言之，如果高鐵提升到 400km/h 的速度，價(jià)格就和飛機(jī)相當(dāng)了，反而失去了一些對(duì)價(jià)格敏感的客流。因此，世界各國(guó)普遍將高速鐵路的速度上限根據(jù)實(shí)際情況控制在 200km/h 到 400km/h 之間。

高速鐵路的中間停站也是一個(gè)阻礙速度的問(wèn)題。我們以京滬高速鐵路從北京到上海的行程為例。我們將上下行列車(chē)的中間停站數(shù)量（x 軸）和運(yùn)行時(shí)間（y 軸）投影在散點(diǎn)圖上，可以做出一個(gè)擬合準(zhǔn)確度為 0.961 的線(xiàn)性擬合曲線(xiàn)：y = 12.621 x + 243.76。換言之，京滬中間一站不停，所需的時(shí)間約為 4 小時(shí)零 4 分鐘；每多停一站，就需要增加 13 分鐘的行車(chē)時(shí)間。另外一提，東海道新干線(xiàn)的這一公式（東京到大阪之間，擬合準(zhǔn)確度為 0.9767）是 y = 8.3056 x + 112.83：東京到大阪之間一站不停所需時(shí)間為 1 小時(shí) 53 分鐘；每多停一站，增加 9 分鐘。

通常而言，高鐵停一站所增加的時(shí)間包括了減速、停車(chē)和加速。東海道新干線(xiàn)使用的 N700S 系動(dòng)車(chē)組，最高速度為 285km/h，最高起步加速度為 2.6km/h/s，最高制動(dòng)減速度為 2.7km/h/s。因此，從 285 減速到 0，需要兩分鐘；從 0 加速到 285，又需要兩分鐘。

但是，這個(gè)加減速度已經(jīng)很快了。如果有在日本坐過(guò)新干線(xiàn)的朋友可能知道，新干線(xiàn)起步時(shí)的搖晃和推背感比中國(guó)高鐵大得多，硬幣是斷然不可能立起來(lái)的，甚至水都會(huì)灑出來(lái)。而中國(guó)的高速鐵路為了平順的起步和減速（立硬幣的平順性是中國(guó)高鐵的買(mǎi)點(diǎn)之一），使用的加減速度比日本更低（大概在 1.8 左右）。因此，中國(guó)的一次停車(chē)所需時(shí)間更長(zhǎng)。

但是中國(guó)高鐵不可能放棄中間停車(chē)站。一方面，京滬等高速鐵路的資本中包含沿線(xiàn)地方政府出資（例如京滬高鐵除了兩端的上海申鐵投資有限公司、北京市基礎(chǔ)設(shè)施投資有限公司以外，還有中間車(chē)站的江蘇省鐵路集團(tuán)有限公司、南京鐵路建設(shè)投資有限責(zé)任公司、天津鐵路建設(shè)投資控股(集團(tuán))有限公司、山東鐵路投資控股集團(tuán)有限公司），需要考慮中間各地的利益訴求；另一方面，對(duì)于高速鐵路而言，與其在長(zhǎng)途列車(chē)服務(wù)上和飛機(jī)競(jìng)爭(zhēng)，不如在中間停車(chē)站之間的旅途（京滬沿線(xiàn)的濟(jì)南西、南京南）這一“穩(wěn)贏(yíng)的市場(chǎng)”上最大化客座率和利潤(rùn)。

因此，我們可以看到京滬高鐵有大量中間停靠 10 多個(gè)車(chē)站的列車(chē)，總運(yùn)行時(shí)間達(dá)到了 6 個(gè)小時(shí)。這進(jìn)一步降低了高鐵的旅程平均時(shí)速，使得高速鐵路難以在長(zhǎng)途航線(xiàn)上和飛機(jī)競(jìng)爭(zhēng)。

綜上所述，高速鐵路在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，速度都會(huì)停留在 400km/h 以下，甚至大部分只有 300km/h 左右。在這一區(qū)間，民航仍然能在長(zhǎng)距離路線(xiàn)上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。例如，在東京到福岡（800 公里）之間移動(dòng)的旅客，只有 15% 乘坐新干線(xiàn)，而剩下 85% 仍然是民航的客戶(hù)。即使考慮到中國(guó)高鐵比日本快 20%，那也就是 1000 公里而已。

但是高鐵勝在它是一個(gè)民航和普速火車(chē)之間的中間選項(xiàng)。對(duì)于高速鐵路而言，在通過(guò)中間站短途旅途獲得收入基礎(chǔ)以后，在長(zhǎng)途服務(wù)上能夠以更靈活的姿態(tài)競(jìng)爭(zhēng)。高鐵的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是全程網(wǎng)絡(luò)覆蓋，對(duì)于需要打電話(huà)或上網(wǎng)的人很有用。

在長(zhǎng)途服務(wù)上，JR 東海和國(guó)鐵采取了不同的策略。JR 東海選擇將新干線(xiàn)的票價(jià)一次性上浮到飛機(jī)全價(jià)票的水平，以位于市中心的車(chē)站為賣(mài)點(diǎn)吸引商務(wù)客；但國(guó)鐵選擇更靈活的姿態(tài)，提供“比全服務(wù)航空公司便宜一些”、“比廉價(jià)航空座位舒適、能帶行李”的中間服務(wù)。

換言之，高鐵在長(zhǎng)途旅行市場(chǎng)不會(huì)以速度取勝，而是提供價(jià)格和速度的中間選擇。商務(wù)客人仍然會(huì)選擇飛機(jī)，只是價(jià)格敏感性客戶(hù)會(huì)考慮高速鐵路。因此，最慘的就是那些“廉價(jià)”航空公司。