“雪国列车”在现实中能实现吗?

库可

火车作为始于第一次工业革命的传统交通工具，与科幻的交集并不是很多。说起火车与科幻，大家首先想到的应该就是“美队”克里斯·埃文斯2013年主演的电影《雪国列车》。今年上半年，由詹妮弗·康纳利主演的电视剧版《雪国列车》如期上映。至于评价嘛，IMDb（互联网电影资料库）评分只有6.7，并不如电影反响热烈。尽管如此，该剧的第二季也已经预定在路上了。

在漫画和电视剧的设定中，整个世界处于严寒之中，地表已无生命痕迹，人类文明在一列共有1001节车厢的火车上延续。“雪国列车”上等级森严，不同等级的车厢象征了不同的社会阶层。火车由特殊的所谓的“永动机”动力驱动，周而复始地环球行驶。

“雪国列车”的象征意义要远大于其实用性，故事的重点在于禁锢在列车上的人类文明，而不是其中并不严谨的技术细节。那么在人类现有的铁路科技树上，在不考虑剧中极端严寒的气候条件下，制造并运营拥有1001节车厢和必须持续环球运行的“雪国列车”，存在哪些阻礙呢？

1001节车厢——长魔的限制

雪国互！I奎的长度

雪国列车的设定中，火车有1001节车厢。根据网络词条对《雪国列车》中“工程”部分的描述可知，雪国列车每节车厢可能长达65米，整列车长度超过65公里。

现实中的火车有多长？

我国的普通客车通常由15～20节车厢组成，每节车厢长约25米，加上火车头最大长度为500多米;大多数高速动车组列车为8节或16节车厢编组，最长的是17节车厢的“复兴号”，长度约440米。相比之下，货车的长度就比较灵活，普通的货运列车车厢能达到50节，长度为800米左右。

超长列车一般出现在货运重载铁路上。如我国大秦铁路（大同一秦皇岛）的运煤专列，最大能够实现3万吨货物运输，由4台机车牵引320辆货车，总长度3971米。而世界上最长的火车出现在澳大利亚的纽曼山一海德兰铁矿石运输铁路上，由8台机车牵引682节货车，总长度达到7 353米，能运输9.9万吨货物。即便如此，它们也与雪国列车差了一个数量级。

什么限制了火车的长度？

站台及其轨道长度

如果火车长度不断加长，超过火车站站台附属轨道的长度，一部分车厢就无法停靠在站台上，而且会占用道岔及公共部分的轨道，影响其他列车通行。这个长度限制在铁路行业有一个专业的术语，叫“到发线有效长度”，火车长度不能超过到发线有效长度。

目前客运站的到发线有效长度大多为650米，货运站长度长一些，可以达到850～1050米，所以普通铁路线上的客车和货车长度都有限。而前面介绍的大秦铁路和澳大利亚铁矿石铁路都属于专用重载铁路，其运输货品单一，中途没有或极少停站。这类铁路属于“深度定制”设计的线路，因此可以开行远超普通长度的列车。

那么是不是加长站台和到发线就可以加长列车了呢？很遗憾，已建成铁路的站台、到发线有效长度，列车最大长度，在铁路线路规划设计时就确定了，各项配套设施如车辆检修机构（车辆段、动车段）都是按照设计的列车长度建造的，牵一发而动全身，因此后期加长几乎不可能实现。

当然，对于雪国列车来说，全世界只剩这一列不用停站的火车了，也就不用考虑长度对车站以及其他设施的影响了。

列车控制

现有的超长重载货运列车，牵引的机车并不是全都集中在前端，而是分成2～4组分散布置，像是把多节有火车头的列车再拼接在一起。这样虽然能够提升运输效率，但多台机车需要协同工作，这就需要有一套完善的无线通信和控制系统，把控制指令传输到后面的机车上，这样整个超长列车才能构成一个整体运行。比如前面介绍的澳大利亚超长列车，虽然有8节机车分散牵引，但只需1名司机操控。牵引和制动控制都是超长重载列车控制的技术难点。

与这些“傻大黑粗”的重载列车不同，从剧集中看，雪国列车拥有与动车组类似的列车控制和网络系统。贯穿整车的网络控制系统可以实现列车的整体牵引、制动控制，但让60多公里长的列车每节车厢同步动作，对现实中的工程师们来说也是从未有过的考验。

环球运行——不能停车的困难

在《雪国列车》的漫画和影视剧中，列车周而复始地绕地球运行，因为特殊的动力系统也不能停车（生态系统会失去能量来源），在现实中，这就带来了很多问题。

磨耗部件

火车上有大量磨耗部件，这些部件工作时需要频繁接触，接触面材料因为摩擦不断损耗，直到到达限度而不能继续使用时需更换新部件。诸如车轮、闸片及制动盘等都属于磨耗部件。

车轮

火车运行时车轮与钢轨摩擦，车轮的直径也会随之逐渐减小。车轮的允许直径被规定在一个区间内，如果磨耗到这个允许区间的下限，就需要更换新的车轮。除了同钢轨摩擦，车轮还需要定期在专用车床上进行加工，以阪复其轮廓形状，消除内部金属缺陷，保持良好的车轮一轨道接触状态，车床加工也会造成直径减小。

以“复兴号”动车组为例，新车轮的直径为920毫米，车轮直径允许的下限为850毫米，直径相差了70毫米。这70毫米通常可以维持动车组运行大约300万公里（大概3-4年），相当于绕赤道转75圈。相比于车轮，车轴的寿命要长很多，因为它几乎不存在磨耗。车轴一般可以使用十几年。

如果增加车轮的磨耗区间，新车轮理论上够雪国列车运行好几年了，但实际上如果长期不在车床上进行“镟修”，车轮状态会快速恶化，很容易诱发严重事故。

闸片

火车的制动原理与汽车类似，靠闸片与制动盘或轮对踏面接触摩擦产生制动力（不同的是汽车制动靠液压驱动，火车靠气压驱动）。闸片的摩擦块材质比较软，制动摩擦过程中会逐渐损耗，磨到限度就需要更换新的闸片。以动车组为例，根据停站频率的差别，新闸片通常运行10～30万公里就需要更换了。

对于雪国列车来说，如何更换闸片是一个难题。不过雪国列车不需要停站，前方也没有其他列车，正常情况下都是匀速运行，所以闸片的磨耗速度应该会小很多。在剧中可以看出列车采用电机驱动，因而和动车组及电动汽车一样，可以进行电制动，也就是列车带动电机反转变成发电机，把列车的动能转化为电能。采用电制动可以进一步减少闸片磨耗，不过在速度较高时才能充分发挥，低速时还是需要闸片进行制动。

碳滑板

电力机车和动车组需要从车顶的高压线缆上获取电力，这个部件叫作受电弓。火车高速运行时，受电弓要和高压电缆接触摩擦，接触的部分叫碳滑板，顾名思义即主要由石墨制成的可以导电的“滑板”。石墨的硬度远小于铜合金材质的接触网电缆，因此其磨耗很快，而电缆几乎没有磨损。通常一根碳滑板可以使用大概10万公里。

对于雪国列车而言，并不存在受电弓碳滑板磨耗的问题，因为根据其设定，火车靠的是车头的特殊动力引擎而非外部电力驱动。

维护与保养

现实生活中，诸如汽车、火车、飞机、轮船等复杂的交通工具都需要进行周期性的维护保养及偶发性故障的处理。铁路货车、客车、动车组均拥有基于运行里程和时间双重周期的定期检修体系（在2020年第5期《动车组的“4S店”——动车运用所》中对动车组的周期性检修有所介绍）。除了火车本身外，钢轨也需要定期测量、探伤、打磨，铁路附属的其他供电、信号、通信系统亦然。

在《雪国列车》的设定中，整个铁路系统都无法进行周期性的维护，出现故障也只能进行最基本的维修，以当前的技术能力，维持不了多久就必然会走向车毁人亡。当然这一点剧集中也在某种程度上有所体现——头车的“工程师”们多次强调虽然1001节车厢内拥有完善的生命循环系统，但工业是薄弱环节，很多终究会老化的零部件无法制造。

写在最后

虽然雪国列车的设定在现实中没有必要，也暂时没有技术能力去实现，但这并不妨碍故事本身的精彩。把人类社会禁锢在一个极为有限的封闭空间内，并且必须不择手段地前进，其实这与星际旅行、星际逃亡等题材在精神上都是相通的，只不过是换了一个更为传统的载体来讲述末日的故事。