2011-2-1《“春运”物理题》
从开始背井离乡五六年来，才开始慢慢熟知“春运”这场运动会。这场持续时间、参与人数、运动规模远超“奥运”和“亚运”的运动会。
只是这几年来，我们都是赶在“开幕式”和“闭幕式”期间，从来没敢顶风作案，因此中间的竞技程度之热烈激烈惨烈壮烈，我们并没能深入体会到，只能通过每天大量的图文并茂的“表扬稿”“鼓励稿”“批评稿”去深度催眠，造梦……
当你终于摆脱了学生时代，你就要“深入基层，了解群众”“感受群众冷暖、了解群众疾苦、倾听群众呼声”……虽然咱们还没做到这些。但是至少今年咱们也从天没亮就去排了四个多小时的队，心情堪比世博会。
关于这场运动会的最终赢家，有网友戏称第一名：中国铁道部。第二名：车站内部人员。第三名：黄牛。
胜者当然获得了众多的喝彩，只是喝的都是倒彩，也笑纳了不少口水和鸡蛋。铁道部获第一名自然是民意的选择，至少后两者对广大观众来说还有有点利用价值的。
而我听到最多的是针对第一名的一个质疑：为什么不多增加一些比赛车次，好让更多的人有机会参与这场竞赛。
确实，很多人还没有上车就已经被淘汰这是个大问题！我想没有人敢同广大人民群众作对去抢铁道部的鸡蛋吧！因此，我只是想到了一道高中物理题。
记得从小学数学，初中数学，初中物理到高中物理的计算题中，几乎都会有以运动会为背景的应用题，那么，春运，也可以有！
本人已摆脱数理化若干年，凭借目前仅存的物理知识，以及日渐丰富的火车知识，献丑了。
1）关于春运增加火车车次至少要满足一个目的：回家，两个基本条件：安全，快捷。
2）回家的人群主要是目前中国各大城市的所谓“流动人口”，主要集中地以“京津塘地区”“长三角地区”“珠三角地区”以及“东南沿海地区”为主；目的地主要集中在四川、重庆、湖北等中西部地区。看过中国地图的人应该知道这些始发地和目的地之间的距离大概都在1000公里到2000公里左右，那么我们就取个平均值1500公里。
3）再来看看关于火车的信息：就以现在路上跑的最多的25G型客车（即咱们俗称的“红皮车”）为例，一节车厢长是25.5米，一般列车挂18节车厢，春运期间一般最多加挂3节车厢，另外还包括牵引车和一节发电车，就算是23节车厢，那么一列客车总长度 L=25.5×23 就算是600米吧。然后如果要增加车次，就按最大密集度来算，为了保证安全，列车之间必须要有一个最小的间隔距离，也就是安全刹车距离，根据“动能定理”，Fs=½mv²，F为制动力，也就是列车和铁轨间的摩擦力，根据摩擦力公式F=μmg，μ为车轮和钢轨之间的摩擦力系数，我查到的μ是0.2-0.3，咱们就取0.3来算吧（如果遇到雨雪天气路滑可能这个数值应该更小）；g为重力加速度，就取10m/s²；s为刹车距离，也就是最小间隔；m为列车总质量；v是列车运行速度，咱们就以北京到武汉的直达车为例，1200多公里，最快的Z3次车也要9小时40分钟，就按10小时算，那么平均时速120km/h约等于33m/s。根据以上两个公式可得s=v²/2μg，计算可得s=181.5米，还得考虑司机的反应时间，所以就按200米算吧。以上只是在物理公式理想条件下计算的结果，实际上铁路运行规定：速度120km/h的旅客列车紧急制动距离限值为800米。既然是理想化的，为方便运算我们就按400米计，还必须假设所有乘客都是铁打的身体，完全无视急刹车时巨大的惯性带来的撞击。这样一列客车的长度600米加上间隔距离400米，也就是说平均每列车占用的长度至少是1000米，那么在两地之间1500公里的铁路线上，按最密集的排列方式可以同时运行1500列车。按平均时速120来算，1500公里需要12.5小时。那么这1500列车从第一列出发到最后一列到达一共需要25小时，咱们就算是24个小时，也就是说春运期间平均一天可以跑1500列客车。
4）咱们再来看看每列客车的运力：25G型客车的硬座车厢定员是118，然后加上过道和车厢联接处的无座乘客，一节车厢就按150人来算，并且假设整列车都是硬座没有卧铺，那么一列车21节硬座车厢，最多可以运送人数是150×21=3150人。那么春运的节前15天，一共可以运送的人数是3150×1500×15=70875000，七千零八十七万五千，咱们就算七千万吧。
5）以上计算的只是一个方向的运力，根据第二条咱们分析的流动人口主要集中在四个地区，但实际上“东南沿海地区”到“中西部地区”的铁路远不如其它三个地区方便，所以可以把这个地区的人群分流到“长三角”和“珠三角”地区，那么这么算来，三个集中地区一共可以发送2.1亿人次。
6）根据铁道部《2011年铁路春运方案》公布的数据，2011春运40天预计发送旅客2.3亿人，那么就算节前是1.2亿人次。这么看来1.2亿远远小于2.1亿，也就是说通过增加车次、提高运量的方式似乎是可以解决春运难题的。但是不要忘记了，这个1.2亿只是2011年铁路运力的极限，也就是说其实还有很多人因为没能挤上车也就没有被统计在这1.2亿里面。那么这些没有挤上车的人还有多少呢?根据“国家人口和计划生育委员会”发布的《中国流动人口发展报告2010》指出，2009年我国流动人口数量达到2.11亿人，而且每年新增流动人口600万。咱们还是按2.1亿来算，那么这个数字似乎刚刚好，也就是说通过以上增加运力的方式正好可以满足目前的需要了，皆大欢喜。
7）不要忘记了，咱们刚才分析的增加运力的的条件是在所有车厢全部是硬座而且还有近四分之一是站票的情况下，并且完全不顾乘客生命安危，更别讲什么舒适度。试问有谁愿意伤痕累累的回家过年！所以为了保证乘客最起码的生命安全，财物安全就不说了。这么估算一下，这个数字大概是1.35亿。也就是说，这也不过比2011年的运力多了一千多万而已。
8）可能有人会说，那两亿多的流动人口又不是全部坐火车，还有汽车和飞机呢，而且又不是所有的流动人口都要回家。首先我们先看看身边的人有几个是坐飞机回家的，又有多少是坐汽车回家的！以目前的中国国情，坐火车当然还是最多的，根据“二八定律”，那就是八成。再者，如果可以随时都买到回家的票，试问有谁会不愿意回家呢？好吧，我们假设确实有一部分人是真的不想回家，那么再去掉这一成，还是有七成的人坐火车，这个数字也有1.47亿，还是要大于1.35亿，而且别忘了，这还只是2009年的数据。
9）答案：估算结果表明，即使全路跑满火车，也不过刚刚好能把所有人送回家，并且这一切也还是要在社会主义理想条件下。根据我国“现在处于并将长期处于社会主义初级阶段”的条件来判断，春运的难题也将现在存在并将长期存在我们“地大物不博”“地广人不稀”的中华大地上。
在此声明，本人不是铁道部的,也不想抢铁道部的鸡蛋。本人只是一个具有高中物理水平的大学毕业生而已。说到底，其实这不是个物理题，而是个社会题。
最后，我们庆幸可以对自己说一声，我回家了！
附：百度百科对“春运”的解释：
“春运”被誉为人类历史上规模最大的、周期性的人类大迁徙。在40天左右的时间里，将有20多亿人次的人口流动，占世界人口的1/3。中国春运入选中国世界纪录协会世界上最大的周期性运输高峰，创造了多项世界之最、中国之最。春运是中国大陆在农历春节前后发生的一种大规模的高交通运输压力的现象，春运期间客流量非常大。春运一般发生在春节节前15天及节后25天左右，因此每年春运约40天。一般意义上的春运，是指中国大陆的省际、省内交通，一般不包括大陆与港澳之间2011年铁路春运的交通、海峡两岸间交通以及国际交通。
只是这几年来，我们都是赶在“开幕式”和“闭幕式”期间，从来没敢顶风作案，因此中间的竞技程度之热烈激烈惨烈壮烈，我们并没能深入体会到，只能通过每天大量的图文并茂的“表扬稿”“鼓励稿”“批评稿”去深度催眠，造梦……
当你终于摆脱了学生时代，你就要“深入基层，了解群众”“感受群众冷暖、了解群众疾苦、倾听群众呼声”……虽然咱们还没做到这些。但是至少今年咱们也从天没亮就去排了四个多小时的队，心情堪比世博会。
关于这场运动会的最终赢家，有网友戏称第一名：中国铁道部。第二名：车站内部人员。第三名：黄牛。
胜者当然获得了众多的喝彩，只是喝的都是倒彩，也笑纳了不少口水和鸡蛋。铁道部获第一名自然是民意的选择，至少后两者对广大观众来说还有有点利用价值的。
而我听到最多的是针对第一名的一个质疑：为什么不多增加一些比赛车次，好让更多的人有机会参与这场竞赛。
确实，很多人还没有上车就已经被淘汰这是个大问题！我想没有人敢同广大人民群众作对去抢铁道部的鸡蛋吧！因此，我只是想到了一道高中物理题。
记得从小学数学，初中数学，初中物理到高中物理的计算题中，几乎都会有以运动会为背景的应用题，那么，春运，也可以有！
本人已摆脱数理化若干年，凭借目前仅存的物理知识，以及日渐丰富的火车知识，献丑了。
1）关于春运增加火车车次至少要满足一个目的：回家，两个基本条件：安全，快捷。
2）回家的人群主要是目前中国各大城市的所谓“流动人口”，主要集中地以“京津塘地区”“长三角地区”“珠三角地区”以及“东南沿海地区”为主；目的地主要集中在四川、重庆、湖北等中西部地区。看过中国地图的人应该知道这些始发地和目的地之间的距离大概都在1000公里到2000公里左右，那么我们就取个平均值1500公里。
3）再来看看关于火车的信息：就以现在路上跑的最多的25G型客车（即咱们俗称的“红皮车”）为例，一节车厢长是25.5米，一般列车挂18节车厢，春运期间一般最多加挂3节车厢，另外还包括牵引车和一节发电车，就算是23节车厢，那么一列客车总长度 L=25.5×23 就算是600米吧。然后如果要增加车次，就按最大密集度来算，为了保证安全，列车之间必须要有一个最小的间隔距离，也就是安全刹车距离，根据“动能定理”，Fs=½mv²，F为制动力，也就是列车和铁轨间的摩擦力，根据摩擦力公式F=μmg，μ为车轮和钢轨之间的摩擦力系数，我查到的μ是0.2-0.3，咱们就取0.3来算吧（如果遇到雨雪天气路滑可能这个数值应该更小）；g为重力加速度，就取10m/s²；s为刹车距离，也就是最小间隔；m为列车总质量；v是列车运行速度，咱们就以北京到武汉的直达车为例，1200多公里，最快的Z3次车也要9小时40分钟，就按10小时算，那么平均时速120km/h约等于33m/s。根据以上两个公式可得s=v²/2μg，计算可得s=181.5米，还得考虑司机的反应时间，所以就按200米算吧。以上只是在物理公式理想条件下计算的结果，实际上铁路运行规定：速度120km/h的旅客列车紧急制动距离限值为800米。既然是理想化的，为方便运算我们就按400米计，还必须假设所有乘客都是铁打的身体，完全无视急刹车时巨大的惯性带来的撞击。这样一列客车的长度600米加上间隔距离400米，也就是说平均每列车占用的长度至少是1000米，那么在两地之间1500公里的铁路线上，按最密集的排列方式可以同时运行1500列车。按平均时速120来算，1500公里需要12.5小时。那么这1500列车从第一列出发到最后一列到达一共需要25小时，咱们就算是24个小时，也就是说春运期间平均一天可以跑1500列客车。
4）咱们再来看看每列客车的运力：25G型客车的硬座车厢定员是118，然后加上过道和车厢联接处的无座乘客，一节车厢就按150人来算，并且假设整列车都是硬座没有卧铺，那么一列车21节硬座车厢，最多可以运送人数是150×21=3150人。那么春运的节前15天，一共可以运送的人数是3150×1500×15=70875000，七千零八十七万五千，咱们就算七千万吧。
5）以上计算的只是一个方向的运力，根据第二条咱们分析的流动人口主要集中在四个地区，但实际上“东南沿海地区”到“中西部地区”的铁路远不如其它三个地区方便，所以可以把这个地区的人群分流到“长三角”和“珠三角”地区，那么这么算来，三个集中地区一共可以发送2.1亿人次。
6）根据铁道部《2011年铁路春运方案》公布的数据，2011春运40天预计发送旅客2.3亿人，那么就算节前是1.2亿人次。这么看来1.2亿远远小于2.1亿，也就是说通过增加车次、提高运量的方式似乎是可以解决春运难题的。但是不要忘记了，这个1.2亿只是2011年铁路运力的极限，也就是说其实还有很多人因为没能挤上车也就没有被统计在这1.2亿里面。那么这些没有挤上车的人还有多少呢?根据“国家人口和计划生育委员会”发布的《中国流动人口发展报告2010》指出，2009年我国流动人口数量达到2.11亿人，而且每年新增流动人口600万。咱们还是按2.1亿来算，那么这个数字似乎刚刚好，也就是说通过以上增加运力的方式正好可以满足目前的需要了，皆大欢喜。
7）不要忘记了，咱们刚才分析的增加运力的的条件是在所有车厢全部是硬座而且还有近四分之一是站票的情况下，并且完全不顾乘客生命安危，更别讲什么舒适度。试问有谁愿意伤痕累累的回家过年！所以为了保证乘客最起码的生命安全，财物安全就不说了。这么估算一下，这个数字大概是1.35亿。也就是说，这也不过比2011年的运力多了一千多万而已。
8）可能有人会说，那两亿多的流动人口又不是全部坐火车，还有汽车和飞机呢，而且又不是所有的流动人口都要回家。首先我们先看看身边的人有几个是坐飞机回家的，又有多少是坐汽车回家的！以目前的中国国情，坐火车当然还是最多的，根据“二八定律”，那就是八成。再者，如果可以随时都买到回家的票，试问有谁会不愿意回家呢？好吧，我们假设确实有一部分人是真的不想回家，那么再去掉这一成，还是有七成的人坐火车，这个数字也有1.47亿，还是要大于1.35亿，而且别忘了，这还只是2009年的数据。
9）答案：估算结果表明，即使全路跑满火车，也不过刚刚好能把所有人送回家，并且这一切也还是要在社会主义理想条件下。根据我国“现在处于并将长期处于社会主义初级阶段”的条件来判断，春运的难题也将现在存在并将长期存在我们“地大物不博”“地广人不稀”的中华大地上。
在此声明，本人不是铁道部的,也不想抢铁道部的鸡蛋。本人只是一个具有高中物理水平的大学毕业生而已。说到底，其实这不是个物理题，而是个社会题。
最后，我们庆幸可以对自己说一声，我回家了！
附：百度百科对“春运”的解释：
“春运”被誉为人类历史上规模最大的、周期性的人类大迁徙。在40天左右的时间里，将有20多亿人次的人口流动，占世界人口的1/3。中国春运入选中国世界纪录协会世界上最大的周期性运输高峰，创造了多项世界之最、中国之最。春运是中国大陆在农历春节前后发生的一种大规模的高交通运输压力的现象，春运期间客流量非常大。春运一般发生在春节节前15天及节后25天左右，因此每年春运约40天。一般意义上的春运，是指中国大陆的省际、省内交通，一般不包括大陆与港澳之间2011年铁路春运的交通、海峡两岸间交通以及国际交通。
