中國(guó)未來(lái)軌道交通何去何從？

蘇更林

人類對(duì)交通速度的追求由來(lái)已久，然而當(dāng)飛機(jī)和高鐵的速度達(dá)到一定的數(shù)值之后，進(jìn)一步提高速度的夢(mèng)想則需要另辟蹊徑來(lái)實(shí)現(xiàn)了。

“交通暢，百業(yè)興?！爆F(xiàn)在，我國(guó)以“四縱四橫”高速鐵路為主骨架的軌道交通網(wǎng)已經(jīng)基本建成，并日益成為我國(guó)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力。那么，在世界新技術(shù)革命的浪潮中，我國(guó)未來(lái)的軌道交通該何去何從呢？

中國(guó)高鐵

——打造不朽的“國(guó)家名片”

從2008年我國(guó)第一條設(shè)計(jì)時(shí)速350千米的高速鐵路“京津城際鐵路”開通運(yùn)營(yíng)以來(lái)，我國(guó)高鐵的運(yùn)營(yíng)里程已經(jīng)達(dá)到2萬(wàn)多千米，占到全世界總量的65%左右。我國(guó)已經(jīng)擁有全世界最多、種類最全、覆蓋時(shí)速200千米至380千米各個(gè)速度等級(jí)的高鐵列車。

無(wú)論從發(fā)展速度還是集成能力上看，中國(guó)高鐵都處于世界領(lǐng)先地位，已經(jīng)成為我國(guó)最重要的一張“國(guó)家名片”。面對(duì)國(guó)際上新一輪的軌道交通技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，為了繼續(xù)打造好這張“國(guó)家名片”，我們必須加強(qiáng)軌道交通基礎(chǔ)研究和前沿技術(shù)研究。

有專家認(rèn)為，我國(guó)高鐵下一步發(fā)展的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)更高速、更安全、更節(jié)能。據(jù)悉，高鐵分流航空運(yùn)量的能力決定于速度，高鐵時(shí)速為300千米時(shí)，可以分流運(yùn)距800千米以內(nèi)的航空運(yùn)輸；高鐵時(shí)速為400千米時(shí)，則可以分流運(yùn)距2 000千米以內(nèi)的航空運(yùn)輸。從環(huán)保的角度來(lái)看，相對(duì)于公路和航空等交通方式，高鐵的排放量也要小得多，因此環(huán)保性能更好。

為了更好地服務(wù)國(guó)家的“一帶一路”戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)中國(guó)高鐵標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、裝備的全面“走出去”，應(yīng)當(dāng)突破時(shí)速400千米以上的高鐵成套技術(shù)研發(fā)、不同軌距和不同制式的設(shè)施裝備的互聯(lián)互通、極端氣候條件下基礎(chǔ)設(shè)施與裝備的適應(yīng)性和可靠性、復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)域和強(qiáng)震帶的工程建設(shè)，以及安全運(yùn)營(yíng)與防災(zāi)減災(zāi)等一系列重大課題。

事實(shí)上，我國(guó)正在研發(fā)的下一代高速列車，已經(jīng)向時(shí)速400千米以上進(jìn)軍?！笆濉币呀?jīng)開局，我國(guó)的下一代高速列車將搶占新興軌道交通技術(shù)的制高點(diǎn)，并借助互聯(lián)網(wǎng)+、中國(guó)制造2025和“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)高鐵從“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”的轉(zhuǎn)變作貢獻(xiàn)。

磁懸浮交通

——速度是一個(gè)“制高點(diǎn)”

在磁懸浮交通領(lǐng)域，我國(guó)啟動(dòng)了時(shí)速600千米高速磁懸浮交通和時(shí)速200千米中速磁浮交通研發(fā)項(xiàng)目，其中高速磁懸浮項(xiàng)目為“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的十項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)之一。據(jù)悉，在2021年前，高速磁懸浮項(xiàng)目要完成5千米的試驗(yàn)線。

磁懸浮列車是一種沒有車輪的陸上無(wú)接觸式有軌交通工具，利用常導(dǎo)或超導(dǎo)電磁鐵與感應(yīng)磁場(chǎng)之間產(chǎn)生的相互吸引或排斥力，使列車“懸浮”在軌道作無(wú)摩擦運(yùn)行。磁懸浮列車是目前世界上技術(shù)最先進(jìn)并且已進(jìn)入實(shí)用階段的新型列車，其典型的特征是在工作時(shí)處于懸浮狀態(tài)，也就是通常所說(shuō)的“若即若離”的狀態(tài)。

之所以選擇“懸浮”工作狀態(tài)，其主要目的就是減小列車與軌道之間的摩擦阻力，從而達(dá)到節(jié)能和省時(shí)的目的。原來(lái)，磁懸浮列車是懸浮在軌道上方運(yùn)行的，由于其大幅度減少了與軌道間的摩擦阻力，使得阻礙列車前行的只有空氣的摩擦阻力了，這樣就會(huì)大大提高列車的速度。

中低速磁浮交通作為一種低噪聲無(wú)碳交通，是未來(lái)城市交通發(fā)展的重要方向之一。2016年12月25日，北京首列磁浮列車也已啟動(dòng)列車調(diào)試，預(yù)計(jì)將在 2017 年實(shí)現(xiàn)載客運(yùn)行。此前的2016年5月，在長(zhǎng)沙開通試運(yùn)營(yíng)的中低速磁浮列車，是中國(guó)首條具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁浮列車，無(wú)論是靜止還是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，都能保持穩(wěn)定懸浮的狀態(tài)，具有安全、噪聲小、轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強(qiáng)等特點(diǎn)，多項(xiàng)成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

在高鐵加速發(fā)展的今天，開展高速磁懸浮列車研究仍具有重要的戰(zhàn)略意義。對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)幅員遼闊、人口稠密的國(guó)家，長(zhǎng)距離運(yùn)輸、大城市間的交通需要更綠色、更環(huán)保、更節(jié)能的交通方式。而高速磁懸浮列車作為一種非常重要的大容量的運(yùn)輸手段，完全可以成為現(xiàn)有軌道交通系統(tǒng)的有益補(bǔ)充。

中國(guó)要在高速交通系統(tǒng)上保持世界領(lǐng)先地位，高速磁懸浮列車是不能缺席的。同時(shí)，研發(fā)磁懸浮交通系統(tǒng)更大的價(jià)值還在于可以帶動(dòng)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的發(fā)展。比如，磁懸浮技術(shù)的研發(fā)可以促進(jìn)稀土材料、永磁材料、復(fù)合材料等多種基礎(chǔ)材料的進(jìn)步。

真空管道列車

——面向未來(lái)的“交通革命”

真空管道列車作為一種全新的交通方式，也被稱為“超級(jí)高鐵”，有可能成為繼飛機(jī)、火車、汽車和輪船之后的第五種交通出行方式。

“超級(jí)高鐵”作為下一代高速運(yùn)載工具，希望能從根本上減少或消除空氣阻力。

原來(lái)，交通工具在地面上的運(yùn)行速度越快，其受到的空氣阻力就越大。并且，空氣阻力的大小與速度的平方成正比。這說(shuō)明空氣阻力是影響交通工具速度的最重要因素之一。當(dāng)磁懸浮列車時(shí)速達(dá)到400千米以上時(shí)，其抵消空氣阻力消耗的牽引力大約超過(guò)了83%。同時(shí)，隨著列車速度的增快，氣動(dòng)噪聲和能耗都會(huì)顯著地提高。一般情況下，民航客機(jī)也是不以最高時(shí)速飛行的。比如，波音747珍寶客機(jī)的時(shí)速可以達(dá)到1 000千米左右，但它通常以時(shí)速850千米的速度飛行，其中的原因就是考慮了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和舒適性。“超級(jí)高鐵”采用鋪設(shè)真空管道的辦法，則可以解決一系列空氣動(dòng)力學(xué)方面的問(wèn)題，因此可在維持高速的同時(shí)保證列車的舒適性和能耗的經(jīng)濟(jì)性。

事實(shí)上，我國(guó)科學(xué)家早就開始進(jìn)行真空管道高溫超導(dǎo)磁浮列車系統(tǒng)研究了。2011年，中國(guó)研制開發(fā)了全球首個(gè)真空環(huán)形管道磁浮列車試驗(yàn)系統(tǒng)；2016年，中國(guó)“超級(jí)高鐵系統(tǒng)”完成第二階段調(diào)試……據(jù)悉，在2017年前后，中國(guó)將建成首條真空管道高速（400千米/小時(shí)）試驗(yàn)線。

具有中國(guó)特色的“超級(jí)高鐵”，一旦完成從試驗(yàn)到商用的跨越，那么將是中國(guó)對(duì)人類的一大貢獻(xiàn)。屆時(shí)，搭乘時(shí)速1 120千米以上的“超級(jí)高鐵”，從北京到上海只要1個(gè)多小時(shí)就夠了。

地鐵與空鐵

——上天入地的“立體交通”

在汽車洪流涌動(dòng)的今天，城市地面交通已經(jīng)變得十分緊張，同時(shí)汽車尾氣也成了環(huán)境污染的一個(gè)重要因素。如何破解城市交通難題呢？在城市發(fā)展地鐵、空鐵等立體軌道交通，不失為一個(gè)高效、環(huán)保、節(jié)能、舒適、安全的方法。

地鐵的運(yùn)營(yíng)是我國(guó)城市交通的一個(gè)劃時(shí)代的標(biāo)志性事件。我國(guó)的地鐵具有比較長(zhǎng)的歷史，北京于1969年就開通了地鐵，之后天津和上海也建設(shè)了地鐵。如今全國(guó)百萬(wàn)級(jí)人口以上的城市都正在修建或者申請(qǐng)修建地鐵，這將為城市居民出行帶來(lái)很大的便利。那么，在高科技日新月異的今天，地鐵交通如何在創(chuàng)新中提高自身服務(wù)品質(zhì)呢？

2016年12月28日，我國(guó)第一條正式運(yùn)營(yíng)的GoA4級(jí)全自動(dòng)駕駛地鐵在香港南港島正式啟用，標(biāo)志著我國(guó)地鐵智能化水平提高到了一個(gè)新階段。該地鐵運(yùn)行時(shí)速可達(dá)到80千米，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)喚醒、自動(dòng)運(yùn)營(yíng)、自動(dòng)故障診斷及自動(dòng)清洗等自動(dòng)控制功能。2017年，北京、上海、深圳也將陸續(xù)開通地鐵的自動(dòng)駕駛。到2020年，北京地鐵的無(wú)人駕駛里程將達(dá)到200千米以上。

2016年11月21日，世界上首條新能源懸掛式軌道列車在成都投入試運(yùn)行，這是現(xiàn)代城市立體化交通發(fā)展的又一個(gè)選擇。這種“空中懸掛式軌道列車”被人們形象地稱為“空鐵”。該空鐵的最高承運(yùn)量為230人，時(shí)速大約為60千米，與普通地鐵的速度差不多。懸掛在空中的列車采用新能源作為牽引動(dòng)力，無(wú)疑是一種綠色低碳交通工具。據(jù)悉，空鐵采用的新能源為鋰電池動(dòng)力包，可以用沿途的充電裝置進(jìn)行充電。

空鐵適用于二三線城市或者風(fēng)景區(qū)，可作為城市軌道交通的重要補(bǔ)充。懸掛于空中的“空鐵”，不會(huì)與人爭(zhēng)地，不會(huì)與車爭(zhēng)路，并且占地面積小，建設(shè)成本低，施工很簡(jiǎn)便，建設(shè)周期短。有人會(huì)問(wèn)了，空鐵的安全性如何呢？這個(gè)大可放心，空鐵的轉(zhuǎn)向架和鋰電池動(dòng)力包都用封閉的箱形軌道梁包裹著，因此不會(huì)出現(xiàn)脫軌的情況。