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最近，兩條關(guān)于磁懸浮列車(chē)的消息引起了蝌蚪君的注意，一個(gè)是日本東海鐵路公司的磁懸浮創(chuàng)造了時(shí)速603公里的軌道交通世界最快紀(jì)錄，另一個(gè)是我國(guó)第二條中低速磁懸浮線路北京S1線，已經(jīng)全面開(kāi)工建設(shè)。 磁懸浮列車(chē)到底是什么？為什么這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展了幾十年還未走入“尋常百姓家”？蝌蚪君專(zhuān)訪了原中國(guó)鐵道部科學(xué)研究院副院長(zhǎng)朱其杰。作為資深鐵道專(zhuān)家，朱其杰從20世紀(jì)80年代的“八五攻關(guān)”起，就開(kāi)始參與我國(guó)磁懸浮研制工作。上海浦東高速磁浮交通線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)兩年后，他是項(xiàng)目后評(píng)價(jià)專(zhuān)家組組長(zhǎng)；七八年前，北京門(mén)頭溝S1線可行性研究報(bào)告進(jìn)行評(píng)估時(shí)，他是專(zhuān)家工作組組長(zhǎng)。 高速磁懸浮是怎么實(shí)現(xiàn)的 1922年，德國(guó)工程師赫爾曼·肯佩爾（Hermann Kemper）創(chuàng)造性地提出了電磁浮原理，他的想法是，既然列車(chē)最大的阻力來(lái)自于與列車(chē)車(chē)輪與輪軌的摩擦，那么如果列車(chē)能夠懸浮于軌道之上，不就能跑得更快了嗎？1934年，赫爾曼獲得了世界上第一項(xiàng)有關(guān)磁浮技術(shù)的專(zhuān)利。 磁懸浮的基本原理很簡(jiǎn)單，就是利用“同性相斥、異性相吸”的電磁浮原理，以磁鐵對(duì)抗地心引力，讓車(chē)輛懸浮起來(lái)，然后利用電磁力引導(dǎo)，推動(dòng)列車(chē)前行。從技術(shù)上看，主要包括三大技術(shù)：無(wú)接觸支承、導(dǎo)向技術(shù)和驅(qū)動(dòng)技術(shù)。 由于技術(shù)與工藝條件的限制，直到20世紀(jì)60年代，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家才開(kāi)始大規(guī)模開(kāi)展有關(guān)磁浮交通的研究，各國(guó)沿著不同的技術(shù)路線分別發(fā)展屬于自己的方案，其中研究規(guī)模較大，投入精力較多并且取得較為突出成就的是德國(guó)和日本。 德國(guó)磁懸浮原理 德國(guó)是以常導(dǎo)高速磁懸浮技術(shù)為代表。這種技術(shù)，軌道是一種T型臺(tái)，列車(chē)兩邊下部要把T型軌道的兩邊包住，由安裝在列車(chē)車(chē)體底部的常規(guī)電磁體與位于電磁體上方的導(dǎo)磁軌道間的吸引力實(shí)現(xiàn)懸浮。常導(dǎo)磁懸浮的優(yōu)勢(shì)是技術(shù)簡(jiǎn)單，劣勢(shì)是產(chǎn)生的電磁吸引力較小，列車(chē)與軌道之間的縫隙大約8—10毫米，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，對(duì)縫隙距離的監(jiān)控和調(diào)節(jié)考驗(yàn)著技術(shù)成熟度。常導(dǎo)型高速磁懸浮列車(chē)的時(shí)速可達(dá)400公里—500公里之間。 世界上首條投入運(yùn)營(yíng)的磁懸浮線是上海浦東機(jī)場(chǎng)線，采用的就是德國(guó)常導(dǎo)磁懸浮技術(shù)。由德國(guó)Transrapid公司于2001年在上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)至地鐵龍陽(yáng)路站建設(shè)，2002年正式啟用。該線全長(zhǎng)30公里，無(wú)中間車(chē)站，列車(chē)最高時(shí)速達(dá)430公里，平均運(yùn)行時(shí)速380公里，轉(zhuǎn)彎處半徑達(dá)8000米，由起點(diǎn)至終點(diǎn)站只需8分鐘。 上海磁懸浮列車(chē) 日本是以超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)系統(tǒng)為代表。超導(dǎo)磁懸浮就不是列車(chē)包軌道了，而是軌道包列車(chē)，它是利用車(chē)載超導(dǎo)磁體在運(yùn)動(dòng) 過(guò)程中與軌道的感應(yīng)磁場(chǎng)產(chǎn)生相互排斥力而懸浮于軌道上，列車(chē)在一個(gè)U型槽內(nèi)運(yùn)營(yíng)。超導(dǎo)磁懸浮，懸浮氣隙較大，一般為100毫米左右。超導(dǎo)磁懸浮的優(yōu)點(diǎn)是懸浮力大，列車(chē)運(yùn)行速度快，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)速500公里以上運(yùn)行，能夠較好地適應(yīng)多山地貌和地震頻發(fā)的自然條件；缺點(diǎn)是技術(shù)復(fù)雜，需要屏蔽發(fā)散的電磁場(chǎng)。日本東海鐵路公司創(chuàng)造的603公里時(shí)速采用的就是這種超導(dǎo)磁懸浮。 鑒于德國(guó)和日本高速磁懸浮技術(shù)的成熟，從1998年開(kāi)始，美國(guó)就基本放棄進(jìn)行自行開(kāi)發(fā)。迄今為止，美國(guó)的研究還全都處于技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)階段，尚無(wú)正式運(yùn)營(yíng)線路。2014年4月奧巴馬訪問(wèn)日本時(shí)，日方曾希望這位美國(guó)總統(tǒng)能夠坐上磁懸浮列車(chē)親身體驗(yàn)，從而為向美出口磁懸浮打開(kāi)銷(xiāo)路，但最終未能成行。今年603公里時(shí)速的新成績(jī)，將成為4月底安倍訪美再談磁懸浮出口的新砝碼。 各國(guó)都面臨高速磁懸浮推廣困難 世界上第一條磁懸浮線路是英國(guó)的伯明翰國(guó)際機(jī)場(chǎng)線，1984年建成使用，全長(zhǎng)600米，后來(lái)因?yàn)榭煽啃詥?wèn)題，被放棄了，改成了單軌列車(chē)。 德國(guó)曾在80年代于柏林鋪設(shè)磁懸浮列車(chē)系統(tǒng)，長(zhǎng)度1.6公里，于1989年8月開(kāi)始試驗(yàn)載客，1991年7月正式服務(wù)。兩德統(tǒng)一后，也廢棄了。 后來(lái)德國(guó)終于又建了一條試驗(yàn)線，2006年9月22日，德國(guó)拉滕—德?tīng)柵淼拇艖腋≡囼?yàn)線上，由于調(diào)度錯(cuò)誤將檢測(cè)車(chē)放入試驗(yàn)線，造成檢測(cè)車(chē)與試驗(yàn)車(chē)相撞后脫軌。事故造成了25人死亡，4人重傷。這進(jìn)一步影響了磁懸浮列車(chē)技術(shù)在德國(guó)的推廣。德國(guó)目前仍沒(méi)有一條商業(yè)運(yùn)營(yíng)的磁懸浮線路，主要是考慮運(yùn)營(yíng)后的效益問(wèn)題，在經(jīng)濟(jì)上不劃算，德國(guó)媒體界把磁懸浮列車(chē)技術(shù)稱(chēng)為“昂貴的高科技玩具”。另外，有些環(huán)保人士認(rèn)為影響沿線生態(tài)環(huán)境。而如果從安全性考慮，上海磁懸浮線路采用的完全是德國(guó)的技術(shù)，多年來(lái)的安全運(yùn)營(yíng)證明了德國(guó)技術(shù)的可靠，但實(shí)際運(yùn)量的不足，確實(shí)成為其商業(yè)化的硬傷。 1982年11月，日本磁浮列車(chē)的載人試驗(yàn)獲得成功。1997年全長(zhǎng)18.4公里的日本山梨磁懸浮試驗(yàn)線建設(shè)成功并開(kāi)始運(yùn)行試驗(yàn)，2003年日本3輛編組的MLX01磁懸浮列車(chē)創(chuàng)造了581公里的世界紀(jì)錄。然而，磁懸浮線路建設(shè)卻因?yàn)樵靸r(jià)高等原因，一直沒(méi)有獲得批復(fù)。 2003年12月2日，日本的一列試驗(yàn)中的磁懸浮列車(chē)在山梨縣創(chuàng)下581公里的最高時(shí)速紀(jì)錄。 2013年8月，日本再次啟動(dòng)連接?xùn)|京到名古屋的中央新干線項(xiàng)目，力爭(zhēng)2027年開(kāi)通，并宣稱(chēng)將在2045年建成東京到大阪的磁懸浮線路。這次在山梨線做的603公里磁懸浮列車(chē)試驗(yàn)就是為中央新干線做準(zhǔn)備。 2010年9月，中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流中心一份名為《高速磁浮交通發(fā)展戰(zhàn)略研究》的研究報(bào)告指出，在高鐵和航空之間引入旅行速度為350-500公里時(shí)速的高速磁浮交通尚有一定發(fā)展空間，且有助于我國(guó)建立國(guó)際領(lǐng)先水平的戰(zhàn)略性交通產(chǎn)業(yè)。但迄今為止，尚無(wú)關(guān)于中國(guó)建設(shè)國(guó)產(chǎn)化高速磁懸浮運(yùn)營(yíng)線的消息傳出。 高速磁懸浮為何沒(méi)有PK過(guò)高鐵 磁懸浮技術(shù)作為一種交通工具，有其可取之處。朱其杰介紹，對(duì)于高速磁懸浮而言，首先速度快，可以達(dá)到400-500公里/小時(shí)；第二，無(wú)論高速還是中低速，由于沒(méi)有輪子與鐵軌的摩擦和震動(dòng)，噪音??；此外，爬坡能力強(qiáng)，可以達(dá)到60%-70%，速度不會(huì)減小，這是其他交通工具無(wú)法比擬的。 同時(shí)，他也強(qiáng)調(diào)，并非哪種技術(shù)先進(jìn)就一定用哪種，必須與實(shí)際的運(yùn)營(yíng)成本一起考慮。如果建設(shè)成本過(guò)高，運(yùn)營(yíng)后乘客不足導(dǎo)致虧損等，那就抵消了技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 《高速磁浮交通發(fā)展戰(zhàn)略研究》報(bào)告中提到，上海高速磁浮運(yùn)營(yíng)線客流吸引力較弱，實(shí)際運(yùn)量只有預(yù)測(cè)的三分之一左右，承擔(dān)的市場(chǎng)份額只有預(yù)測(cè)的四分之一，還達(dá)不到的商業(yè)運(yùn)營(yíng)線的需求。 幾年來(lái)，高鐵線路在中國(guó)蓬勃發(fā)展，大量上馬的背后，并非每條線路都能盈利；相比于高鐵造價(jià)更高的磁懸浮，未來(lái)運(yùn)營(yíng)之路如何就更難判斷。 京滬高鐵 當(dāng)年在爭(zhēng)議京滬高鐵是上磁懸浮，還是上高速輪軌的時(shí)候，從造價(jià)看，京滬高鐵1300公里線路，磁懸浮的預(yù)算大約是4000億人民幣（進(jìn)口技術(shù)造價(jià)高昂），而輪軌磁懸浮的造價(jià)大約是1300億人民幣，實(shí)際建成花了2200億人民幣。從能耗看，高速運(yùn)行物體其能耗是速度的三次方，由于磁懸浮浮起所消耗的能量要大于高鐵克服輪軌磨擦阻力所消耗的能量，所以磁懸浮的能耗比高鐵大。 然而，在朱其杰看來(lái)，高速磁懸浮在我國(guó)一直以來(lái)推廣難的真正原因，主要是以下三個(gè)方面。一是國(guó)產(chǎn)高速磁懸浮技術(shù)沒(méi)有試驗(yàn)線，至今無(wú)法進(jìn)行完整的試驗(yàn)驗(yàn)證和安全評(píng)估，若采用德國(guó)或日本的技術(shù)造價(jià)過(guò)高。二是高速鐵路與普通鐵路可采用高速車(chē)下高速線的方式并網(wǎng)運(yùn)行，旅客無(wú)需換乘，而磁懸浮與鐵路無(wú)法并線運(yùn)行，旅客必須換乘。目前看，磁懸浮自行成網(wǎng)建設(shè)是不現(xiàn)實(shí)的。三是磁懸浮作為一種交通工具，至今沒(méi)有歸口單位。歸誰(shuí)管，誰(shuí)來(lái)策劃和規(guī)劃，誰(shuí)來(lái)推動(dòng)該項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展都沒(méi)有明確，單靠企業(yè)行為是發(fā)展不起來(lái)的。 中低速磁懸浮正在亞洲迎來(lái)春天？ 盡管高速磁懸浮在全球的推廣之路磕磕絆絆，但是時(shí)速在100公里左右的中低速磁懸浮線路卻在亞洲幾國(guó)投入建設(shè)，部分路線已經(jīng)建成運(yùn)營(yíng)。 從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，日本在高速磁浮技術(shù)之外，也開(kāi)展了中低速技術(shù)研究。世界上第二天投入運(yùn)營(yíng)的磁懸浮線，就是2005年3月6日建成的名古屋市區(qū)通向愛(ài)知世博會(huì)會(huì)場(chǎng)的線路。全長(zhǎng)約9公里，全程無(wú)人駕駛，最高時(shí)速為100公里。 韓國(guó)磁懸浮的發(fā)展過(guò)程經(jīng)歷了獨(dú)立研發(fā)、對(duì)外合作和商業(yè)化嘗試3個(gè)階段。2014年7月，韓國(guó)仁川國(guó)際機(jī)場(chǎng)至仁川龍游站磁懸浮線路投入運(yùn)營(yíng)，全長(zhǎng)6.1公里，列車(chē)由韓國(guó)自主研發(fā)，無(wú)人駕駛，最高時(shí)速可達(dá)110公里。 韓國(guó)首輛磁懸浮列車(chē)正式運(yùn)營(yíng) 中國(guó)是世界上第三個(gè)擁有中低速磁懸浮技術(shù)的國(guó)家。早在20世紀(jì)70年代，我國(guó)一些科研單位就開(kāi)始跟蹤國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，并進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)性研究。從“八五”中低速磁浮列車(chē)研究到現(xiàn)在，鐵道部科學(xué)研究院、國(guó)防科技大學(xué)、西南交通大學(xué)等是作為主要研究單位，分別自主攻關(guān)，取得了一定的成績(jī)。 2009年12月建成的唐山試驗(yàn)線是我國(guó)首條中低速磁浮列車(chē)工程化試驗(yàn)示范線，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的實(shí)用性中低速磁浮列車(chē)已經(jīng)這條1.547公里的試驗(yàn)線上運(yùn)行并調(diào)試成功，各項(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)和檢測(cè)結(jié)果表現(xiàn)優(yōu)良。 2012年1月，中國(guó)南車(chē)株機(jī)公司研制的中低速磁懸浮列車(chē)下線，最高時(shí)速100公里，最大載客60人。2014年5月16日，長(zhǎng)沙高鐵站至黃花國(guó)際機(jī)場(chǎng)磁懸浮工程開(kāi)工建設(shè)，預(yù)計(jì)2015年年底建成，這是我國(guó)第一條完全自主研發(fā)的商業(yè)運(yùn)營(yíng)磁懸浮線。今年4月21日，北京首條中低速磁浮交通線路S1線全面開(kāi)工建設(shè)。 朱其杰認(rèn)為，中低速磁懸浮由于其速度快，噪音小，爬坡能力強(qiáng)，占地少，國(guó)產(chǎn)化的造價(jià)低于地鐵，是可以選為城市的一種交通工具，只要選線合適，車(chē)站設(shè)置合理，發(fā)展空間還是很大的。 北京門(mén)頭溝S1線的價(jià)值只在“示范”？ 預(yù)計(jì)2016年建成通車(chē)的北京S1線中低速磁懸浮線，全長(zhǎng)10.2公里，呈“倒Z”形，從石門(mén)營(yíng)站到蘋(píng)果園站，共設(shè)置8個(gè)車(chē)站。 S1線路線圖 “S1線是第一條純國(guó)產(chǎn)化的中低速磁懸浮，要通過(guò)運(yùn)營(yíng)展現(xiàn)出這種新型城市軌道交通的優(yōu)越性?！敝炱浣芡嘎叮缭谄甙四昵八鳛镾1線專(zhuān)家組組長(zhǎng)的時(shí)候，該方案就被專(zhuān)家組否定了?！安⒉皇敲襟w上說(shuō)的環(huán)評(píng)和輻射等問(wèn)題，這方面其實(shí)沒(méi)什么影響，主要原因是這條線僅10公里多，車(chē)站設(shè)置過(guò)密過(guò)多，無(wú)法體現(xiàn)出磁懸浮的優(yōu)勢(shì)?！?/p> 相比于8分鐘直達(dá)的上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線，稍微有些常識(shí)的人，都能感受到“從門(mén)頭溝石門(mén)營(yíng)到蘋(píng)果園僅需10分鐘”的說(shuō)法過(guò)于夸大。倘若石門(mén)營(yíng)站直達(dá)蘋(píng)果園站中間不停車(chē)，也許能體現(xiàn)出磁懸浮快捷的優(yōu)勢(shì)。然而，除去終點(diǎn)站，再算上6個(gè)車(chē)站乘客上下車(chē)的時(shí)間，10分鐘根本不可能到達(dá)。 蝌蚪君接觸了多位參與S1線論證會(huì)的專(zhuān)家，關(guān)于中低速磁懸浮的優(yōu)勢(shì)如何在S1線上體現(xiàn)，專(zhuān)家普遍認(rèn)為，S1線的價(jià)值可能在“示范性”上。如果考慮到能源消耗、成本支出等，未必劃算。 然而，朱其杰對(duì)蝌蚪君表示，如果門(mén)頭溝S1線日常運(yùn)營(yíng)速度達(dá)不到100-120公里的設(shè)計(jì)速度，將無(wú)法檢驗(yàn)其導(dǎo)向控制的可靠性和安全性，所謂的示范性更是無(wú)從談起。 “運(yùn)輸要想起到效果必須成網(wǎng)，就像北京地鐵，四通八達(dá)，乘客不需要出站，就可以換乘。”朱其杰說(shuō)，目前來(lái)看，北京的磁懸浮S1線選址在人口較少的門(mén)頭溝區(qū)，且作為單條運(yùn)營(yíng)線，能在解決北京市交通出行方面起到多大作用、建成后運(yùn)量是否足夠、是否會(huì)導(dǎo)致虧損等問(wèn)題，還要等運(yùn)營(yíng)起來(lái)用數(shù)據(jù)說(shuō)話。
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