1铁路运输成本的构成及计算

1 铁路运输成本的构成及计算
1.1 运输总成本概述
一般地讲，运输成本由固定成本、可变成本、联合成本、公共成本等几项构成。

具体如表1所示。

表1 运输成本构成
1.2 铁路运输总成本
铁路运输总成本是指全路、铁路局、铁路分局等铁路运输企业在一定时期内为完成一定数额的客货运输周转量而发生的运输总支出。

运输总成本主要计算客运支出、货运支出和营运支出三项指标，其中营业支出为货运支出和客运支出的总和。

1.3 铁路运输单位成本
铁路运输单位成本是指单位运输周转量应负担的运输支出，也称平均成本。

具体分为单位客运支出、单位货运支出和单位营业支出三项指标。

①单位客运支出=客运支出÷旅客人公里数（元/万人公里）
②单位货运支出=货运支出÷货物吨公里数（元/万吨公里）
③单位营业支出=营业支出÷换算吨公里
1.4 铁路运输专项成本
铁路运输专项成本是分别按不同等级、席别的旅客和不同运输方式、不同品类的货物而计算的运输成本，目前主要由以下几种专项成本：
①客运专项成本。

客运专项成本是指不同列车级别和席别计算客运成本。

目前我国客车主要分为特快、直快、普快、市郊等级别，和软座、硬座、软卧、硬卧等席别。

因此客运专项成本可计算直快硬卧人公里成本、普客硬座人公里成本、特快软座人公里成本、市郊列车人公里成本、行包吨公里成本等多种运输成本。

②货运专项成本。

货运专项成本是指按不同的运输方式和不同品类货物的货运成本，如整车运输成本、集装箱运输成本、零担运输成本，以及煤炭吨公里成本、钢铁吨公里成本、石油吨公里成本、木材吨公里成本等。

③分线运输成本。

分线运输成本是指某一铁路线路进行货物运输生产所发生的运输支出并按期完成的客货周转量计算的各种运输成本，具体计算可按照上述的各项指标进行。

④作业成本。

作业成本是指铁路运输企业为完成某项具体运输生产作业而发生及应负担的运输支出，如汽车公里成本、机车台成本、车辆公里成本、调车作业成本。

2. 铁路速度对铁路工程造价的影响——以京沪高速铁路为例
铁路线路的设计速度的高低必然会影响到线路下部建筑及上部结构的技术标准选择以及机车车辆设备与站场的配备等，从而对铁路的工程造价发生影响。

下面分析不同的速度目标值对线路的技术标准的影响及其程度。

2.1 曲线半径
曲线半径是限制列车行车速度的主要条件之一，在半径为R 的曲线上允许的最大行车速度可用下式表示：
V max=K·R0.5
式中，K 为系数，其取值随线路结构、机车车辆设备及行车安全舒适度的标准等条件而定，各国采用的K 值一般在4.2～4.9之间，采用摆式车体时可大于5．0。

下表是不同速度目标之下的最小曲线半径：
由于高速铁路的半径在2000 m 以上，因而曲线半径的差异对工程费用的影响比较小。

例如，日本的山阳新干线新大阪一冈山段，长160 km，最小曲线半径由2500 m 增大到4000m，工程费仅增加1 左右。

据铁道都第三、第四勘测设计院分别对北京一南京和南京一上海问的高速铁路预可行性研究方案的比较结果，南京以北，R
取7000 m，个别地段取5000 m设计，
min
对工程造价影响不大；而南京以南，R
取7000 m 较5000 m时造价约增加5曲线半径不仅限
min
制最高行车速度，而是还制约着最低行车速度。

由于曲线上为满足高速行驶时不致产生过大的离心加速度而设置了较大的超高，因而，在曲线上停车则会倾覆的危险，而在曲线上低速运行刚会形成过大的向心加速度而同样使旅客感到不舒服通常，当欠超高或过超高大于90
mm时，就会严重影响旅客的舒适度。

2.2 缓和曲线
列车运行速度的大小可影响缓和曲线的线型及长度。

缓和曲线的线型有三次(抛物线)式、五次式、七次式、s曲线型、半波正弦型、一波正弦型等。

在速度低于160 km／h时，为方便测设和养护，多数国家都采用三次式缓和曲线。

日本在东海道新干线(21o km／h)及山阳新干线(260 km／h)上，采用的是半波正弦缓和曲线。

德国在160 km／h以上的线路上都采用s型缓和曲线，并采用s型曲线超高顺坡(V一160～220 km／h时，顺坡长度(L)应达到0．01V ·h(m)}V≥ 250 km／h时，L应达到O．012V ·h(m)；其中^为圆曲线超高，以rflltl 计)。

缓和曲线次数越高，往往长度越长。

半波正弦缓和曲线长度是三次式的1．33倍，s型为三次式的1．414倍通过上述分析可以看出，速度目标值为200、250、300 km／h时，对缓和曲线的线型没有太大影响，对缓和曲线长度略有影响，因而对总的工作量影响不会很大。

2.3 限制坡度
京沪高速线是客运专用线，由于高速列车重量较小，机车或动车组的牵引功率很大，因而可以适应较大的限制坡度。

例如，法国东南高速线最大坡度有l3处为35‰。

京沪高速铁路预可行性研究中限制坡度推荐采用12‰ (困难地段为l5‰)。

就单个高速列车的运行而言，设计速度为200、25O、300 km／h时，不会影响限制坡度的确定。

但是．在中高速混跑的情砚下，中速车在长大上坡道上的运营速度会大大低于其设计速度。

不论速度目标值定为何值，也不论曲线半径是多少，只要列车运行速度低于160 km／h，都会产生较大的过超高。

因此，在确定中速车的牵引动力时，要尽量保证中速列车在长大上坡道上以接近于160km／h的速度
运行。

2.4 竖曲线
在坡度变化处设置竖曲线，以缓和坡度的急剧变化，可保证列车运行平稳竖曲线的理论线型为抛物线，但为便于测设，实用中常用圆曲线代替。

当竖曲线半径超过10 000 m 时，两种线型的坐标值之差最大不超过1 mm，因此用圆曲线代替抛物线完全可行。

定性地说，速度目标值越大，所需要的竖曲线半径就越大，相应的竖曲线就越长。

然而，由于竖曲线半径很大(一般为10 000 ITi以上)，所以由此引起的工程量的增加甚小。

不同的竖曲线半径，会产生不同的竖向离一fi,加速度，从而影响旅客的舒适度，因而对不同的速度目标值，需要对竖向离 fi"加速度进行适当的控制。

日本在考虑竖曲线半径时，从行车安全和舒适两方面对竖向离一t7力引起的轴重增减进行了研究，其结果是：在速度为200km／h、竖曲线半径为5 000 ITi时，车辆承受的压力或拉力引起的轴重增减不超过1 ，因而认为5 000 m 的竖曲线半径就能满足运行要求。

H本东海遭和山阳新干线的竖向离心加速度为o．O33g，相应的竖
益线半径为l0 oo~3 m(2l0 kra／h时)、15。

00 m(26O km／h时)。

2.5 线间距与限界
各国的线间距与限界标准有很大差异例如，法国的正线线问距为4．2 m(速度为BOOkm ／h)，日本为4．3 m(速度为250km／h)；德国因客货混跑，在速度为160～200 km／h时，采用的线间距为4．0m，在速度为200～250 km／h时，采用4．5 m，在250 km／h以上时，采用4．7m。

原西德为合理选择线间距，曾以110机车与流线型机车作了比较，经风洞试验证明，用
110机车时，线间距和速度的影响是明显的．只有在线间距大于4.5 m 时，压力波才明显减
小，而流线型机车在线间距大于4.2 m时，压力波就明显减小铁道部第四勘测设计院在京沪高速铁路的预可行性研究设计中线间距采用5．0 m，也有人建议采用4．5～4．7 m，这种标准已经相当于或超过德国的标准，固此可以适应设计速度目标值为200、250、300 km／h的需要。

线间距的加宽，会增加铁路用地，在城镇地区会增加拆迁量，在山区会增加土石方工程，但这种费用不会太高。

据初步估算，京沪高速铁路路基每增宽0．2 m，工程投资将增加1 左
右。

2.6 上部建筑
目前，日、德、法等国在速度为200km／h以上的线路上，都采用6O kg／m的重型钢轨，轨枕及其间距也大体相同；进站或站内跨线道岔采用l8 、区间渡线道岔采用43 ，已能适应200、250、300 km／h各档高速列车的行车要求固此，速度目标取上述三者中任何一种对线路上部建筑的影响都不大。

速度目标值的不同，除了对上述六个方面产生影响外还对铁路设计的其他固定因素发生影响，例如，夹直线长度、坡段长度等。

但这些影响都较小。

综台上述各个方面的影响，经初步估计，速度目标值从200 km／h增至300 km／h，其工程造价的增加量在l0 以内。

考虑到线问距、曲线半径等要素以后不易改变或需要巨大的代价才能加以改变，因此在确定其技术标准时，应以较高的速度目标值为基础。

3.速度目标值对运营成本的影响分析
运营成本是铁路为完成客货运输所消耗的以货币形式表现的一切费用支出。

一定时期内的运输费用支出形成这个时期的运输总成本。

单位运输劳务所分摊的运输费用支出形成单位运输成本当一项运输能力及其规模尚未形成之前，其各项运输投入要素可变运输成本的分析对运输能力及规模的优化将起至关重要的作用。

对各种速度目标值下的运营成本变动的分析，将有助于目标值的优化和选定。

速度目标值的选择将直接影响到列车的运营方式和运营成本。

3.1 折旧成本的变化
根据有关专家测算，在目标值达到250 km／h时，其土建工程折旧费用为278万元／km；运营设备折旧费用为388元／万人·km，相应所提年大修费用为35万元／km。

(土建总投资按493亿元计，计算折旧时应扣除土地费16．3亿元；计提折旧与大修理费用率，土建为8%，机车车辆为12．2%。

)当目标值发生变化，如速度为200 km／h 上，下部建筑以350 km／h设计时，土建投资不会发生很大变化，土建折旧费用仍将维持在原有水平上但对机车车辆而言，由于速度的变化，车体构件的质量、技术标准都将发生变化。

从目前车底的国际市场价格看，当速度为160 km／h，每套车底价格为2100万元；当速度为250 km／h，每套车底价格为21750万元。

随着速度的提高，因相向行驶造成的气流压力也随之增加，致使对车体工艺要求也将随之提高，价格也成倍增长，运营设备折旧费用也将随之上升，造成总运输成本的增加。

3.2 资金成本的变化
由于不同速度值产生的车辆购置费的差异，必然带来所需资金流量的变化根据“京沪
高速铁路运输组织及实施对策研讨会”资料的测算，250、300 km／h目标值下的机车车辆购置费差额约50亿元，其年资金成本将增加3亿元左右。

3.3 养护维修费用的变化
目前国内对高速铁路养护维修费用受速度变化的影响尚未作过定量研究。

从国外的有关资料分析，对有碴轨道，钢轨及道床的损坏程度随速度的提高加速增长据法国试验，车速为120 km／h，钢轨的振动加速度约为lOOg，道碴破坏很少；车速为331 km／h时，钢轨的振动加速度达到305g以上，此时，道碴飞扬，线路遭到不可忍受的破坏。

最大速度的提高可加快线路的破坏速度，因而加速和加剧了线路的不平顺。

这不但增加了钢轨、遭碴的维修工作量外，还增加了维护线路水平，尤其是线路不平顺的维修工作量据东海遭新干线的维修情况，最大速度由210 km／h提高到260 km／h，需要的维修工作量或维修费大致增加1．5倍。

为了减少维修费用，在速度目标值定得较高时，应倾向于采用较强的轨道结构。

参考文献：
[1] 黑建功，董明望.铁路运输成本结构分析.物流技术.2008(8)
[2]宋晓满，顾保南.京沪高速铁路速度目标值对工程造价及运营成本的影响.上海铁道大学
学报.1996.6。