中国高铁为何难以像日本新干线「随到随走」？

题主家住上海，由于工作关系每周要坐2–4次高铁，都是上海周边三十分钟至一个小时的车程。从家到车站不堵车35分钟能到，堵车的话可能要一个半小时。高铁上时间虽短，但为了不漏乘基本要提前两小时出门，偶尔看到高德预估时间40分钟就抱有侥幸心理晚走，然而一不小心就漏乘了。而且高铁改签很麻烦，要提前半小时，但有些时候半小时前总觉得能赶上一旦赶不上（哪怕仅迟到一分钟）就要去人工窗口改签，排队加上临近车次无票，往往就要延迟一个小时才能上车，当天行程会受到很大影响。虽然可以提前出门早做准备，但对于我们这种通勤乘客每天时间成本会非常高，经常是起大早到车站干等一个小时。
我去过一次日本，发现其铁路系统设计得很便利，不仅离市区近周边配套完善，而且买自由席可以不指定车次随到随走，班次密度也很大，上一趟车迟到下一趟车马上就能走，几乎不影响行程。其他地方不知道，长三角城市间高铁列车班次密度都很高，沪杭间差不多5–10分钟一趟，为何不能借鉴日本的模式，每趟车引入适当数量自由席，当日内车票均有效？若是运量有限防止所有人挤一趟车，是否可以将自由席票价提高或限制人数先到先上？望能听到其他意见。

因为中国铁路是成网运行的，而日本铁路是那种线性运行。
中国铁路五分钟追踪间隔，一小时能发十二班车。日本也是五分钟间隔，发十二班车。
但是中国铁路发的十二班车，可能是去十二个目的地，而日本发十二班，大家去的都是一个目的地。
中国铁路是成网运行的，以京沪高铁与东海道/山阳新干线为例。
京沪高铁并不是完全服务于京沪之间的站点，比如北京南站发车去上海虹桥，但是沿途的天津，济南，徐州，蚌埠，南京都有其他的线路汇入京沪高铁。北京南发一班车前往上海，然后就要发一班去杭州的车，而去杭州的车要在南京驶离京沪高铁。然后再发一班车去福州，这班车又在蚌埠离开京沪高铁。可能要等很长一段时间，线路才有空余再发去上海的车。
你以为这就完了吗？天津那边也是一样，哈尔滨至上海的高铁要在天津驶入京沪高铁，这样一来北京至上海又不能发车了。青岛至成都的高铁要在济南驶入京沪高铁，徐州驶离京沪高铁。这样一来济南至徐州区间又被占用了。
而东海道山阳新干线，大家都是从东京发车开往博多，没有从半路汇入其他线路的这种事。可以像地铁那样疯狂发车。
所以你会发现，东海道新干线一天一百多对车，就意味着东京到博多的车就是每天一百多趟。而京沪高铁每天一百多对车，北京到上海也就几趟。大部分的线路能力都被跨线车占用了。
如果中国高铁要实现日本那样的模式，就要全面取消跨线车这种东西，大家都在枢纽站换乘，但是这种事情是中国铁路的旅客所不能接受的，你看看最近铁路缩了很多四千公里的普速车，被旅客骂成狗了。你就知道日本那套不符合中国实际。

看了各位大佬的回答在这里也水两下，如果把整个逻辑链串起来是这样的，不妨让我们想象一下如下的场景：
上午十一点，北京南站售票处：
路人甲问是否有到上海/上海虹桥的票，售票员告诉他三个小时以后的车是有票的，而只有下午三点那班才是最快的。
随后的路人乙问是否还剩去丹东的票，售票员表示北京南到丹东一天只有一班车，现在已经开走了，只能买明天的。
上午八点，苏州站售票处：
路人丙问是否还剩去上海/上海虹桥的票，售票员告诉他上午的票已全部售罄，是否要等下午的票，或是考虑到苏州北站乘车。
路人丁问是否还剩去宜昌东的票，售票员表示车次不多，座票现已售罄，站票和软卧能否接受？
以上情境既有答者亲身的体会，也有根据实际情况想象的，总体而言，我国的铁路的现状是，长途跨线开行班次规模极其有限，某些交路因里程过长一天只能开一两班车，即使是车流密集的短途区间也可能因为锁票或客流火爆等原因高峰期间一售即空，所以大巴式的“随买随走”并不是容易的事情。
目前我国很多线路即使是本线也处于运力不足的状态，如客流火爆的沪宁城际、京沪高铁、沪昆高铁沪杭段，2012年的京沪高铁的票额就已经像答者上述情境中叙述的那样紧张了，标杆车基本提前几天就抢售一空，错站停列车在当天买如果运气好三个小时以后有余票且多是慢车，遇到暑运、小长假这种运气不好的情况一整天都没有余票（毫不夸张），而京沪高铁列车除少数管内外原则上是不出售无座票的。
据答者观察，沪宁城际客流最火爆的上海至苏州段早高峰运力已非常紧张，无论是去新客站还是虹桥，G字头还是D字头，基本前一天就被抢购一空，连无座票都没有，从而出现了某2C因混进太多持其他车次车票的旅客导致超员无法开行的情况，在这种情况下，随到随走基本是奢望，以至于很多住在苏州，工作在上海的通勤族都要提前几天买好上下班的车票才能保证双城生活的顺利运转。
长途就更不可能了，准公交化运营的京沪高铁算是很理想的状态，更多的存在是类似于 @KingJulien 回答里那种跨几条线的长途客流，那种单程要运行七八个小时的区间，一天开十对列车已经是极限（如上海/上海虹桥到西安北），朝发夕至的十个小时以上的区间的跨线班次基本就是稀有物种。目前，我国高铁尚未全面实行24小时运营，如果你在非春运时期的下午想买这种超长交路的列车根本不可能。
而根据答者的经验，大巴随买随走似乎比火车容易一些，有一个重要的原因，或许在于大巴普遍为点对点的运营，点对点的客流，不存在其余交路抢客流的问题，而火车是在网络上运营，一班列车会同时串起线路上的几个地方，这意味这复杂的排列组合问题，这班列车要同时满足沿线所有的地方的各种各样的交路需求有时便会力不从心，这也是国铁短途票额紧张的原因。

新干线主路网是以东京站为原点的放射分叉状路网，我国主干高速铁路网是基本以多条平行通道相互纵横交叉构成的棋盘式路网，两者完全不一样，车流组织肯定是棋盘式路网复杂得多。而且日本在来线系统也是一定程度上的棋盘式路网，车流组织也是比较繁杂，但是不像我国路网那样没有头绪。



这是新干线路网，可以看到东京站就是所有新干线主线的起点站。而东京站也只是新干线两向进出，分岔站在其他地方。

我国的路网很多，基本上各直辖市及省会至少是三向辐射。以贵州为例，贵阳北作为贵州省高速铁路网中心站，接入贵广高、沪昆高、新渝贵，以及服务郊县的贵开城际，未来还有成贵高跟贵南高开通。
在渝贵没有开通时，贵广高车流没多少，但是自18年初渝贵开通之后，成渝方向大量开行经由渝贵去往华东华南方向的车流，促使贵广高也跟着变成10分钟追踪。客流也很不错，白天至少上座率90%，贵广高这段倒是也还算能提前一小时买到票，但是遵义站经常提前几天都买不到票。
日式随到随走的隐藏含义，是鼓励乘客多换乘。当然新干线那票价也是感人，没多少人坐的情况下，随时买到票上车很稀奇吗？而在来线的客车却是截成一段段的，虽然在来线换乘也一样方便，但是实际上换乘还是一件很辛苦的事情，最起码得担心自己能不能坐到座位。
我国玩不了这种分段本线车的一大原因，在于车辆不够无法周转。比如成渝贵广走向的动车，按照日本人的玩法说不定分割为成渝-渝贵-贵桂-桂广四段，中间的重庆西、贵阳北、桂林就得想办法安排车辆周转，即使不扔到停车线也得占用站台比较长的时间，下客5分钟，列车员整备清洁车厢5分钟，上客15分钟，哪里有停靠跟上下客带换司机拢共10分钟不到利索？乘客也不用操心带着大包小包换乘的问题，不用操心买不到票的问题，不用在中途站下车以后站在站台上产生“我是谁、我在哪、我要干什么”的哲学三问，就目前的构架下，依照客流主流方向安排跨线直通车，算是比较合适合适的一种处理办法。
我国的GCD列车有一点很不好的是中间站停站看心情，地方政府充值到位就能停站，不能那就不停呗。有些依据车站所在地方行政级别不同，地级首府所在地车站的停车数量肯定是比县级站多不少的，而有些挂着XX东/南/西/北的离县城十万八千里，出站连个黑车都找不到的县级站一天三五班顶天了，这种站也就别奢望随到随走了，在县城里的汽车站随到随走不好吗？
作一个不恰当的三段论比方，从出发地到车站算暖场，车站上车到目的地城市车站算正戏，目的地城市到目的地算返场，目前普遍是暖场跟返场过长，坐上高铁列车的正戏反而很短。而暖场受各种因素影响太大，返场也因为交通设施不齐全跟不熟悉情况也会拖太长，这个问题不解决谈何随到随走？

说国情的下意识把屁股对准“题主就是个日吹”上扯，国情路情都出来了，可历史上中国铁路还真推出过能随到随走的产品。
广深铁路推出快通卡 完善铁路"公交化"运营模式
中央政府门户网站　http://www.gov.cn　　 2009年03月23日　　 来源：铁道部网站
    20日10时32分，在深圳站的广深铁路快通卡发售专窗前，来自香港的陈鸿先生掏出500元，购买了第一张快通卡。他每隔2天左右就要来往广深间一次，有了这张卡，免去每次到窗口购票的麻烦，出行更加便捷。
    这是广深铁路城际公交化动车组列车车票“家族”的又一个新成员。至此，旅客乘坐广深城际公交化动车组列车，可在窗口购票进站乘车，可用广深铁路牡丹金融IC卡刷卡乘车，还可用快通卡刷卡乘车。
    作为通行于穗深莞三地的便利支付工具和统一支付平台，发行面额为500元的快通卡，是一种采用CPU芯片技术的卡片式乘车凭证，具有办理方便、技术成熟、兼容性强、科技环保等特点，并能兼容穗深莞三市交通卡的所有功能，支持非接触模式。
    旅客持卡进站时，将卡在感应式闸口机的感应口刷一下就可进站乘车；出站时再在感应口刷一下，所乘区段的票价就可自动扣除。旅客不再因列车即将开车还要排队购票而焦急。
    今天是快通卡发售的第一天，广深铁路公司在广州、广州东、深圳、石龙、东莞和樟木头站开设了8个发售专窗，不少旅客对此感到十分新鲜，反复询问。而经常乘坐广深动车组列车来往穗深莞之间的旅客，则表示愿意购买快通卡。
    据悉，快通卡是广深铁路公司继今年2月与工商银行深圳分行联合推出广深铁路牡丹金融IC卡后，从进一步完善广深铁路“公交化”运营模式、创新服务方式出发推出的又一营销举措。（记者 刘爱平 通讯员 何志文）
可惜11年之后被实名化摁死了。再看现在的中铁银通卡：
一、刷卡乘车
1、您持有效的中铁银通卡，可以在铁路管理部门指定的区段内刷卡乘车。“指定区段”以中铁银通支付有限公司网站及售卡网点的公告为准，且铁路管理部门有权根据其运营需要变更“指定区段”。
2、当您进站时，需持中铁银通卡通过铁路车站自动检票机（闸机）刷卡验证后进站。
3、您使用中铁银通卡进站、刷卡乘车时，可不再出示其他有效身份证件。
4、您上车后请到列车预留席就坐。
5、 您持中铁银通金卡刷卡乘车限乘坐一等座席位，并按一等座票价扣款；您持中铁银通银卡刷卡乘车限乘坐二等座席位，并按二等座票价扣款。
6、当您下车出站时，需要通过铁路车站自动检票机（闸机）刷卡验证，并扣减所乘区段票款后方可出站。
7、您刷卡乘车后，自乘车之日起31日内，可在铁路车站指定售票窗口补打车票，逾期不予办理。
8、每次乘车只能打印一次车票，不可重复打印。
9、您在刷卡乘车时卡片出现异常情况，请及时与铁路工作人员联系或到铁路指定窗口处理。
10、体刷卡乘车事项请您按铁路管理部门的相关规定执行
该卡服务范围可覆盖距离对题主最近的路线就是沪宁和沪杭。可见条件，随到随走的指定席附带条件是具备的，就剩下开自由席的事情。至于该卡的服务效率……太丢人，不多谈。

谢邀。
题主的想法很好，但是还是需要结合国情进行考虑。
总的来说，最大的原因是在因为长途车运力有限的问题使得长途车坐错车的成本远大于在日本。
本回答从四个方面进行阐述。
1、运营模式
日本和中国都有分管每个区域的公司/路局，如JR东日本、上海局集团公司等，但运营模式并不同。
对于JR而言，各公司大多数只是分管负责开行自己区域内的列车，而且绝大多数为本线车，极少存在跨线车。同样，其他公司的车也很少开进来。这样一定程度上减少了排图的难度，顶多在快慢车上稍下功夫。
所以这样一来，在某个区域内，你绝大多数情况下只会坐到去往固定哪些车站的本线车，这样一来，绝大多数车的停站是基本一致的，没有必要指定车次乘坐，所以可以随到随走。
对于CR而言，因为我国幅员辽阔、路网里程长，部分路局一个路局的管辖范围都比日本全境大，如果只开行本线车在中国是行不通的，所以CR各路局在开行本线车的同时也开行大量跨线车方便出行。
毕竟如果按照JR那样的运营模式，以G1228/7苍南-沈阳北为例，该车经由路线及路局管辖范围：


图中可以看出，这趟列车跨了八条线，在列车经由的线路中，还存在一条线路被多个路局管辖的情况，按照JR的运营模式是行不通的，即使实行了，对于坐大部分区间或者全程的旅客来说需要换乘六七次，非常麻烦。
所以这样也就使得坐CR的车出现了漏乘成本过高的问题。
以G1228区间内的常州北-沈阳北区间为例：


G1228为当天去沈阳北停靠常州北的最后一趟车，如果没赶上，除非改签普通车，不然连改签的机会都没有，票直接作废。所以在这种大环境下，必然是无法即到即走，更不能先到先上，客满即止使得行程充满不确定性，甚至可能还会因为争着上车而出现暴力事件的发生，所以只能设计成对车次、对号入座。
针对题主所说的上海-杭州列车密度大，可以考虑开设自由席而言，这些车中不乏一些跨线车：


上面已经谈到过，跨线车的一大特点是时间长，如果设置自由席，这样对于长途旅客而言是不友善的，如果没有买到指定席的车票，急着赶路买了自由席，因为长途出差行李带得多肯定抢不过拎个包的通勤人士，会使得其相当一部分时间得站着，乘车体验极差；同时跨线车乘坐时间长也不易设置超员的自由席车厢长时间来受罪。
2、启停附加及跟踪间距。
我国动车组列车加速度较低，启停附加时间常规按照启2停3，如果遇到枢纽会酌情增加时长；为了保证安全，两车间隔一般不少于5分钟，最低不少于4分钟，排图时还要考虑跨线车跨线对本线车的影响等；对于JR而言，JR的列车加速度大，启停附加少，同时在高峰期车次密集的时行车跟踪间隔最短可压缩到两分半，使得列车数量多，可以有更多的列车选择，同时也不需要在车站等太长时间，所以可以做到即到即走。





笔者见到的国铁最短的发车间隔：G1874、G1974分别于9:40、9:44隔4分钟驶离蚌埠南站

3、出行目的
日本旅客铁路出行以通勤为主，而中国旅客铁路出行大多以长途旅行为主。加上JR本身运营模式的影响，可以理解为JR各路列车基本可以和国内的地铁列车划等号，不同之处在于多了指定席。这样看的话，自由席乘客即到即走便是很正常的现象。
就目前来看，国铁正在此方面改进，对于部分市郊铁路、城际铁路列车而言，已经实行了不对号入座，但还没有做到不对车次入座，还是没有坐到即到即走，因为车次数量、时段覆盖均有限：


4、车站设计
对于题主所说的车站离市区近、配套设施完善的问题，是因为日本将新修的线路多引进了既有车站，也就是类似于国内各地的“老火车站”，而非新建车站。对于国内的“老火车站”而言，也大多靠近市区，周围设施也比较完善，只是在新修新路时根据需要新建了部分车站，因为如果强行引入既有站可能会出现绕路、拆迁困难、既有车站站场规模有限等各方面问题，这也是大部分高铁站远离市区的主要原因。
所以这也就是为什么中国新修的高铁站一个比一个大，而日本各车站车站站场规模有限的原因之一的原因——位于市区，扩建难度极大。好在JR在列车启停、跟踪间距上进行优化，尽可能利用有限的站场来接发列车，提高利用率，使得其在有限的站场仍然可以高密度接发列车，这个是建立在上文所提到的运营模式的基础上的。