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高速磁悬浮列车:未来或将改变交通方式
2022-04-07 22:33·甬说

现在,中国的高铁越来越方便,也深刻改变了人们的出行方式,原本习惯坐飞机的人们越来越喜欢更加方便、平稳的高速铁路,因而,高铁也被誉为是我国的“新四大发明”之一。

而最近我国在交通领域又有一项高科技技术取得了突破性进展,一旦它能成功投入运营,也会对我们的交通出行方式带来深刻的变革,那就是高速磁悬浮列车,它的速度比高铁更快,被誉为是地面最快交通工具。

高速铁路是轮轨式好,还是磁悬浮好?

我国的高铁网络越来越发达,人们也已经习惯于享受高铁所带来的便利,但科学家们一直都在致力于研究速度更快、运营成本更低的运输方式。

在轨道交通领域,科学家们基本上已经一致同意,在中低速领域内,轮轨式列车是“绝对主力”,而在时速600公里以上的超高速领域是属于磁悬浮列车的空间,可在时速200-600公里的高速列车领域,到底应该采用磁悬浮列车更好,还是轮轨式列车更好,却一直存在争议。

有专家认为,轮轨式列车的时速达到400公里以上虽然从技术上可行,但从经济性和环境友好性上来说都有一定的问题,因而,在时速400-600公里的领域内,磁悬浮列车应当是主力。

早在2010年,“和谐号”CRH380A动车组的最高运行时速就达到了486.1公里,这已经证明了高铁可以以450公里的时速运行。

而且,专家还指出,出于种种原因,我国高铁的安全冗余比较高,运营时速可以达到400公里的CR400型“复兴号”一直在以时速350公里的速度进行运营,因而,实际上未来我国高铁实现用450公里以上的时速运营是完全有可能的。

而且,轮轨式高铁与现在我国的高速铁路网络兼容,建设成本相对更低,投入运营也会更快。

相较之下,建设高速磁悬浮列车需要重新铺设轨道,其建设成本本身也更高,总体计算下来,高速磁悬浮列车的建设成本可能是高铁的2倍。

不过,也有专家认为,即尽管从技术上来说,高铁可以达到时速600公里的运行速度,但试验速度和运营速度是不同的概念。

在商业运营中,最重要的安全、平稳和环保,因而轮轨式的高铁最高大约也只能达到时速500公里的商业运营,在这一速度之上,就需要通过磁悬浮列车来进行补充。

此外,虽然高速磁悬浮列车的建设成本高,但运营成本却与高铁几乎相同,维护保养成本还比轮轨式列车更低。

因为磁悬浮列车与轨道没有接触、没有摩擦,也没有油耗,维护十分便利,其所需的维护人员仅为轮轨式列车的1/10左右。

同时,磁悬浮列车基本不需要大修、全生命周期更长,而轮轨列车的大修费用可能达到购车成本2-3倍,因而,综合折算下来,到底是磁悬浮更加划算,还是轮轨列车更加划算,还不一定。

当然,专家们的共识在于,如果高速磁悬浮列车能够实现时速600公里以上的安全运营,那么这将填补我国高铁和飞机之间的速度空白区,加速我国区域经济一体化的进程。

问题在于,我们能够实现磁悬浮列车时速600公里以上的安全运营吗?这个问题,也许就要从磁悬浮列车技术开始说起。

“百家争鸣”的高速磁悬浮项目

磁悬浮列车是一种依靠磁悬浮力来推动的列车,这种列车悬浮在空中、减少了摩擦力,因而可以实现更快的速度。早在1922年时,德国工程师就提出了电磁悬浮的原理,并对此申请了专利。

从上世纪70年代开始,德国、日本等发达国家就开始研究磁悬浮列车,而我国对于磁悬浮列车技术的研究则比较晚,2000年后,上海才从德国购入了我国第一辆磁悬浮列车,这条磁悬浮列车线路从2003年投入运行,成为了我国首条磁悬浮线路。

不过,很快发达国家就不满足于磁悬浮列车技术,而提出了高速磁悬浮列车的概念,所谓高速磁悬浮列车,即时速可达400公里以上的磁悬浮列车。

2013年时,美国SpaceX公司提出了“超级高铁”的设想,马斯克认为,以“真空管道运输”为基础,利用磁悬浮和低真空等技术,就可以实现时速高达600-1200公里的高速磁悬浮列车运行。

2014年,日本中央新干线开工建设,这是一条采用低温超导电动悬浮技术运行的、最高时速可达505公里的新干线,日本方面预计在2027年时可以实现建成通车。

而我国在高速磁悬浮列车的研究方面起步比较晚,在2016年才开始立项研究高速磁悬浮列车,不过,我国磁悬浮研究方面已经形成了“百家争鸣”的局面。

专家解释称,现在根据磁悬浮的技术原理不同,磁悬浮已经可以分为永磁悬浮、常导电磁悬浮、高温超导磁浮、电动悬浮等多种技术。

例如航天科工所开展的研究就是利用超导磁悬浮技术和真空管道建设磁悬浮列车的研究论证;西安交大的磁悬浮列车采用的则是高温超导磁悬浮技术;而青岛四方进行的则是常导电磁悬浮技术的磁悬浮列车。

这些磁悬浮技术在作用原理、指标先进性和工程化方面各有千秋,但国内一些专家认为,常导磁浮技术最为成熟、工程化程度最高,是最有可能率先实现商业化运营的技术。

中国高速磁悬浮领域的“重大突破”

从现在的情况来看,这种说法似乎有一定的道理。

2021年,西安交大宣布高温超导磁悬浮工程化样车在成都启用,这是我国自主研发设计和自主建造的全球首台高温超导磁悬浮工程化样车。

据悉,该列车的最高时速可以达到620公里,标志着我国高温超导高速磁悬浮工程化研究磁悬浮从无到有的突破。

但专家表示,高温超导磁悬浮目前有着安全问题和工程技术难题,可能还需要经过10年以上的发展,才有工程运用的可能性。

而且通过高温超导技术进行磁悬浮,列车增量只有大约25吨,这样留给服务设施、车内电器和内饰的增量空间就很小,会影响乘坐的舒适度,而采用常导磁悬浮技术的列车可以承受的重量在75-80吨之间,增量空间就相对比较大。

2021年7月,经过6个月的联调联试,中车青岛四方宣布我国具有自主知识产权的、时速高达600公里的高速磁悬浮交通系统在青岛下线,这套世界首套设计时速达到600公里的高速磁悬浮交通系统采用的是常导电磁悬浮技术。

这意味着我国已经掌握了高速磁悬浮成套技术,也具有了工程化能力,现在,这款磁悬浮列车正在等待进行“高速考核”。

这是我国高速磁悬浮列车领域的重大突破,意味着我国高速磁悬浮技术已经取得了世界先进水平。

公开资料显示,这辆列车外形比现在我国的高铁更加修长,其内部宽度扩展到了3.7米,远超之前几款列车,而且列车内部整洁明亮,座位数量还可以根据市场需求和旅客量进行调整。

车窗采用的高质量安全玻璃,还具有良好的光学性能,乘客在飞驰的列车中仍旧能够欣赏窗外的美景。

此外,列车还有降噪抗风等特点,可以极大地削弱外界噪音,给乘客更好的乘车体验。

按照时速600公里计算,从北京到上海的时间将从现在的5小时缩短到3小时,而且,列车行驶时全程由电脑系统进行控制,安全性更高。

当青岛四方公布了这一重大突破之后,外国媒体也纷纷对此表示了关注,并给予了正面评价。

美国《纽约时报》将其与连接纽约和华盛顿的美国最快列车“阿西乐特快”对比,称“阿西乐特快”的最高时速仅有135英里(约合217公里),而以中国磁悬浮列车的速度,跑完纽约到华盛顿的路程只需要不到1小时。

同时,美国媒体还“酸溜溜地”表示,尽管美国曾考虑修建磁悬浮线路,但至今没有一个项目取得重大进展。

日本媒体表示,中国磁悬浮列车的有点是轻便耐用,而且,中国磁悬浮列车的突破开启了高铁市场技术“霸权”的激烈竞争。

在媒体的报道下,外国网友也纷纷关注起了中国的高速磁悬浮技术。有网友表示,时速600公里的列车是“游戏规则的改变者”,是可以颠覆铁路运输的技术革命。

还有网友表示,现在中国将时速100公里的列车称之为“慢车”,今后他们会将时速350公里的列车也称之为“慢车”,可这个速度绝大多数国家还达不到。

事实上,高速磁悬浮列车确实有可能成为改变我们出行方式的技术,不过前提是要等它能够实现商业化运营,那么,我们还要等待多久,才能等到高速磁悬浮列车的商业化运营呢?

什么时候才能实现商业化运营?

媒体报道显示,原本中国中车计划在2022年6月前完成对磁悬浮列车的高速考核,但从现在的情况来看,这一考核将推迟到2025年前完成。

有专家表示,要进行达速试验、令列车跑出时速600公里以上的高速,需要建设60-100公里的试验线,而高速磁悬浮基建工程每公里的造价在3亿元以上,建完一条试验线就要投资近300亿元。

目前,青岛地方财政吃紧,加上试验线没有运营功能、很难收回成本,从民间融资也比较困难,因而高速悬浮列车到底要什么时候才能进行高速考核也未可知。

其实投资人不愿意投资建设磁悬浮铁路的关键在于,现在高速磁悬浮列车的商业化前景尚不明朗,产学研领域大多认为,现在就谈“商业化运营”还为时过早。

有专家从技术和工程化角度指出,本世纪的前50年属于高铁时代,此时高铁将发挥更加重要的作用,而到2050年之后,才是高速磁悬浮列车的时代,因而要实现高速磁悬浮列车的产业化,怎么也要等到2050年以后。

还有专家从客流量方面分析称,现在我国的不少高铁线路仍然面临着客流不足的问题,而如果要在短期内建设大量高速磁悬浮列车线路,同样也会面临类似的问题。

而且,高速磁悬浮的优势在于长距离运输的高效、快捷,这就意味着线路上的站点会比较少,现在高铁的大部分客流量都来自于跨线列车,如果悬浮高速铁路线路少、不成网,那么客流量只会更少,要进行商业化运营也是不太现实的。

此外,国铁集团对于磁悬浮技术也一直“不感兴趣”,这同样限制了高速磁悬浮列车的商业化运营。

这是因为国铁集团一直致力于打造“全国一张网”的铁路运营网络,现在我国已经建立起了一张营业里程近15万公里的轮轨铁路网,大大提升了铁路运输的便利程度和速度。

而高速磁悬浮列车与现有的铁路网络并不兼容,这意味着我国铁路运输将失去“一张网”的优势。

因此,国铁集团坚持认为,追求绝对速度,对提升交通的整理效率没有帮助,还会使得运输成本成倍增加,他们也没有进行市场运营高速磁悬浮列车的计划。

但商业化运营前景的不明朗,也并不影响各地将建设高速磁悬浮铁路列入远期规划之中,从各地的文件来看,深圳、云南、浙江等地都将高速磁悬浮列车和相关产业的建设列入了远期规划之中。

虽然不少人认为地方政府将高速磁悬浮列车列入远期规划,是为了引入相关产业、拉动GDP,但也不乏有人期待地方政府能够找到新的高速磁悬浮列车的投资运营模式,以便加快高速磁悬浮列车的商业运营速度。

总的来说,高速磁悬浮列车是可能会改变未来人们出行方式的交通新选择,因而尽管困难重重,中车青岛四方仍期待能在2025年前完成试验线建设,并完善系统,争取在日本高速磁悬浮列车进入商业运营之前,让“中国车”先跑起来。

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