为什么要"车同轨"
中东大铁路 〖27〗 五花八门的铁路轨距
"轨"字在汉语中的原意是车辙。以前学到秦朝"车同轨，书同文"，感到有些不解，古代的马车受马匹力量的限制，马和车能匹配就最好，为什么一定要规定统一标准呢？上大学知道了标准化生产能降低成本提高效率，但是秦朝真的能穿越时代懂得社会化生产的原理吗？在那个半奴隶制的国家有这个必要吗？直到看到这个考古发现。
轨路复原图
本世纪初，在河南南阳的山区陆续发现了有古代的"轨路"。经碳14测定，是2200多年前秦朝遗留的。
"轨路" 修有路基，夯筑得非常结实，枕木铺设在路基上，枕木之间的距离正好和马的步子合拍，"轨道"也是木制的。
修建"轨路"在当年应该也算工程浩大，不是非常必要不会大兴土木。我猜应该是山区在雨雪季泥泞难行，"轨路"能够大大提升运输效率，从军事考虑必须修建。"轨路"在秦代肯定不止一条，重要道路或关键路段都会用到。
马车从公路上"轨路"，必须满足"轨路"的要求，这就使得所有车辆要"车同轨"。在秦国"耕战"体制下，一旦有战争，"车同轨"可以调动更多的车辆参加军事运输，这应该才是它的本质。
近代火车的发明，使轨道的标准变得特别重要，只有轨道标准统一了，火车才能走得更远。
但事实并不是这样，铁路发展过程中轨道标准五花八门，英国牛津大学有篇文章，介绍了世界上的铁路轨道标准，一共有30多种轨距，这应该也不是全部。
火车是英国人乔治.斯蒂芬森在1781年发明的，他在建造第一条铁路时，采用的是和英国马车轮距相同的轨道，就是4英尺8英寸半，换算成公制是1435mm，这其实也没有工程上的意义。这个标准做为英式铁路的标志被推广到了世界各地，逐渐成为铁路主流，世界上约有百分之六十的铁路采用这个标准。
国际铁路协会在1937年规定1435mm为标准轨（也叫普通轨），中国铁路术语叫"准轨"，比准轨宽的轨距称为宽轨，比准轨窄的称为窄轨。
看看专业的轨距定义：
有人问，为什么车轮轮缘在内侧，因为这样设计便于火车过道岔，转弯时也不容易出轨。早期也使用过轮缘在外侧的车轮，后被淘汰。
这是火车转弯时受力，细节不讨论了，结论是轮缘在内侧很科学。
"出轨"现在变异为社会热词，含义大家都知道，但在铁路系统出轨是重大事故，意味着巨大的人员财产损失。
中国铁路干线大都是"准轨"铁路，只有台湾特殊，它有1067mm窄轨的干线铁路，这是日本的铁路标准，台湾延续了日据时期的轨距。
这是一张世界铁路轨距概略分布图，详细的不贴了。
最宽的轨距有2134mm，最窄的600mm。
这些轨距标准大都是欧洲制定的，最初都是英制，换算成公制后有整有零，中国人记起来挺费劲。
回到中东铁路，沙俄的铁路是1524mm(5英呎)宽轨，一般认为这是出于军事考虑，他为了避免入侵的军队直接使用它的铁路运输系统，因此它的铁路轨距和欧洲不一样。
沙俄修建中东路，在正线和南支线也是采用的1524mm宽轨。但有个例外，他为掠取枕木、建筑用材和机车燃料，在黑龙江横道河子修建了一条林业专用铁路，其中有30多公里是762mm窄轨线路。
日俄战争期间，沙俄步步后退，把机车车辆尽量都撤退到北方，日本占领中东路南支线，但是日本是1067mm（3英尺6英寸）轨距，机车车辆都与之配套，1524mm机车车辆国际上也不容易采购，所以日军经常用人力推动俄军遗弃的车皮运送，由此看出来不同轨距的军事作用。
日军决定改修占领区内的中东铁路以供利用，1904年5月25日以陆军为中心成立铁道提理部。为了战争期间应急，在修复被俄军破坏的铁路和桥梁的同进，还将轨距缩小，以适应从日本运来的机车和车辆。
日俄战争后，日本获得了长春以南铁路（即南满铁路）和沿线地区的控制权，为加强对东北的控制，抗衡沙俄势力，把安东（丹东）到奉天的战时应急便线铁路改修成准轨铁路，称安奉铁路。原南满铁路1907年也开始了由1067mm再改到准轨的扩轨工程，1908年5月完成。
日本在南满铁路上这通折腾，耗资巨大，有什么意义呢？我认为这和日本的大陆政策有关。尽管近代史上对"田中奏折"的真实性有不同看法，但日本的大陆政策事实上是存在的，尤其是甲午战争后，日本扩张的野心膨胀，以赌徒的心态发动了日俄战争，战争的结果更是刺激他决心走上辽阔的亚洲大陆。
这是上世纪初日本的东亚铁路设想，要在东亚大陆形成一个完善的铁路网络。
中国关内的铁路多是英国建造，都是准轨铁路，日本为了和中国关内铁路连接，丹东至奉天铁路，丹东到釜山铁路都修的是准轨铁路，而不是和日本国内相同标准的窄轨，就是想有一天实现大东亚一体化。
南满铁路不惜重金改成准轨，日本人还是留了点鬼心眼，他在一部分线路上不是全改成准轨，而是做成变轨线。
就是这样换轨线，准轨和窄轨都可以行驶，但是沙俄的宽轨无论如何上不去，这也是为了紧急时候能用上它国内的铁路设备。
1935年日本（以满洲国的名义）向前苏联买下了原中东铁路，陆续把轨距全部改成准轨。日本统治东北期间建设的也都采用准轨。至此东北铁路除极少数专用线外，全是准轨线路，和关内铁路统一。
实事求是讲，这也为新中国铁路奠定了良好的基础，看看今天印度，国内铁路干线就存在3种轨距，极大的降低了铁路运输效率。
铁路轨距的形成，我想无外乎军事、政治、经济原因。军事政治因素看了日俄的争斗比较好理解。
简单从铁路技术上说说经济因素。窄轨的好处就是建设时候省钱，修路基产生的土方量小；对地形的适应性好，可以选择较小的曲线半径；桥梁、涵洞的建设比较容易；站场面积小；机车、车辆等配套设备也相对便宜。
窄轨的劣势是运量小，由于机车相对小，牵引力有限，速度一般不快。
准轨在速度和稳定方面比窄轨要好很多，所以日本新干线、台湾高铁都是准轨。
综合起来总结中国铁路发展初期，地形复杂的地区、军阀割据的地区多是窄轨，像著名的滇越铁路（轨距1000mm）、山西的同蒲铁路。还有一些民间投资的铁路，考虑资金有限多建成窄轨的，世界最窄的铁路也在云南，个旧碧石铁路，轨距只有600mm，现在据说恢复成旅游线路，值得看看。
建国初期，我国在矿区、林区建设了众多的窄轨铁路（俗称小火车），用于货运和少量的客运。比较集中的就是河南和黑龙江，尤其黑龙江的国有林区，40个林业局都有小火车，总里程达到数千公里，为全国做出了巨大的贡献，商业采伐停止后，多数铁路拆除了。
我正在搜集这方面的资料，准备介绍下这鲜为人知的铁路巨头--森林铁路管理处，和那些为社会主义建设奉献青春、奉献子孙的普通林业人。
不同轨距是现实，那国际联运怎么办呢？目前有三种办法：
第一 人换乘、货换装。两种不同轨距的列车在同一车站的宽窄线路上并列，旅客下车换乘另一列车，货物卸下再倒换到其它货车上，这是看起来最简单其实是最麻烦的方法。因为火车不是只有旅客，还有行李车、邮政车，要是货车就更复杂了，倒装相当于交接，费时费事。
这是1930年的宽城子（长春）换乘站， 左边是日本控制的南满铁路（准轨）；右边是俄国控制中东铁路南线（宽轨）。早期不同轨距的列车都采用这种形式。
第二、 更换客货车转向架。不熟悉铁路技术的叫换车轮。
两种不同轨距的列车在车站专用的换装车库内更换转向架，一般是用起重设备将客车整列抬起，原转向架推出，再推进另一轨距的备用转向架。
这是中国最大的国际换轮库，在二连浩特。
第三、 动态调整轮对内距。
欧洲铁路运输一直受轨距困扰，不太大的地方，有好几种轨距存在。西班牙研究设计出轮对内距可调的转向架，可以在很短的专业线路上行进间完成轮距转换。
日本这方面也很下功夫，日本除了新干线，国内接近80%的线路都是窄轨，换转向架运输效率太低，他们搞的内距可调的转向架经过时速250公里的试运行获得成功。这一创新为不同轨距直通列车的运行提供了新的模式，具有良好的发展前景。
中国铁路以前在这方面没有迫切的需求，研发投入不大，但是现在开展对中亚、欧洲的国际联运，换轨技术也算是一个瓶颈，应该适当重视这个技术的开发。
为配合"一带一路"的推进而开行的"中欧班列"，是典型的跨国联运，这些班列都是2台机车，一台牵引，一台备用。要经过数次换轨、数次过境才能到达终点站。其中义乌～马德里班列是是迄今中国铁路史上行程最长、途经城市和国家最多、境外铁路换轨次数最多的火车专列。
班列国内运行时每到一个铁路局辖区就要更换司机，境外每到一个国家还要至少更换1,2次司机，加上沿途油、水各种保障，过境手续、货物查验，农林产品还有检疫。所以铁路国际运输是一个多国接力完成的复杂工程。
目前西通道还是中欧国际联运的主力，中、东通道都要过境俄罗斯，通过西伯利亚铁路，一是运距长，二是俄罗斯有一点竞争关系，需要磨合过程。
这是俄罗斯西伯利亚铁路网，我在《中东大铁路》系列故事里介绍过它的情况，它正线1万公里，横跨欧亚大陆，"书同文、车同轨"，宽轨铁路运力大，这是它的优势。它的劣势就是沿线经济不发达，沙俄100年前修建西伯利亚铁路主要目的是领土扩展，不考虑经济因素，这使得这个庞大的铁路网，世界第十二大奇迹不具备商业价值。但这毕竟是沙俄和前苏联留下的遗产，俄罗斯也在积极开拓日韩货源，运输到欧洲，让这条大铁路发挥尽可能多的作用。
今天中国的中欧国际联运也有这个隐忧，只有帮助沿线国家共同发展，形成一条富裕的经济走廊，不断完善国际运输体制和沿线物流设施，新时代的丝绸之路才会长久繁荣。