磁悬浮与高铁并行不悖

2010年3月13日,在全国人大新闻中心举行的集体采访中,铁道部总规划师郑健透露,上海至杭州199千米的磁悬浮项目立项已获批复,目前正在做深化研究。我国要不要建设磁悬浮已争论多年,或支持,或反对,专家们论述各自观点的文章经常见诸于各种报刊与网络。要不要建设?怎样规划建设?现在终于有了结论。

　　

　　磁悬浮并非重复建设

　　

　　2003年10月,全长31千米的上海磁悬浮浦东机场线建成,继而正式运行。当年我国铁路列车的时速一般在100千米左右,磁悬浮时速450千米具有明显的优势。于是,没过多久磁悬浮沪杭线又提上了议事日程,可是因沿线居民的强烈反对,此项工程一度搁置。

　　今天,我国已经开始,并将要建成全国范围内的高速铁路网,时速高达350千米。虽然磁悬浮速度更快,理论上沪杭线199千米只需26.5分钟,可是按高铁的速度计算,也只需34.1分钟而已。两者只相差7.6分钟,上海与杭州还是可形成半小时都市圈。那么已经规划了高铁沪杭线,为什么还要另起炉灶,重复建造磁悬浮呢?更何况高铁还拥有自己的知识产权。

　　其实,磁悬浮与高铁并非是区区几分钟的差别,建设磁悬浮绝非重复建设。

　　

　　磁悬浮的优越性

　　

　　那么,磁悬浮到底是怎样一种技术,它具有什么优越性呢?世界上磁悬浮技术有好几种,上海的磁悬浮列车是“常导磁斥型”(简称“常导型”)磁悬浮列车。这是利用“同性相斥”原理设计。在列车两侧转向架上安装的悬浮电磁铁,和铺设在轨道上的磁铁,产生相互排斥的电磁力,当电磁排斥力与列车的重力达到平衡时,列车就会悬浮起来。

　　磁悬浮就是利用这一原理,使列车浮起1厘米左右。磁悬浮列车与铁轨不存在任何机械接触,是没有车轮而悬空行驶的车辆。因此它拥有那些依靠车轮行驶的车辆所无法比拟的优越性。由于列车悬浮行驶,与铁轨不接触,所以速度快,而且运行平稳、舒适,易于实现行驶的自动控制。虽然目前的磁悬浮时速为450千米,但它有极大的发展潜力,其理论时速可高达800甚至1000千米。

　　由于无车轮,所以没有车轮机械摩擦产生的噪音和能量的损耗;以电能为动力,能耗低、不直接产生有害气体,有利于环境保护。在未来的低碳经济时代,磁悬浮技术是可以部分替代航空的超高速交通技术,对于正在建设创新型经济,努力占据未来世界科技高地的我国而言,具有举足轻重的战略意义。磁悬浮这些独特的性能和作用是高铁所不能完全替代的,所以磁悬浮决不是重复建设。

　　

　　磁悬浮的技术瓶颈

　　

　　毋庸置疑,磁悬浮还有不少技术问题有待我们去解决。有些专家甚至认为,在一些技术瓶颈未突破前,不宜匆忙上马。目前,除了投资过高外,至少还有两个技术瓶颈制约着我们发展磁悬浮交通。

　　一是对磁悬浮安全要求高。在陆地上行驶的车辆没有车轮就没有机械摩擦,没有摩擦阻力,速度快了,但刹车也困难了,必须靠电磁力来制动,技术上复杂多了。一旦突然停电,悬空飞驶的磁悬浮列车突然失去电磁力的依托,一下子掉到铁轨上,会发生滑动摩擦。极大的惯性力和瞬间产生的巨大摩擦阻力“碰撞”,足以导致惨烈的悲剧事故。而且,列车在高架上发生事故时,高空难以救援,要把没有轮子的列车拖出事故现场也是板困难的。

　　2006年,因为突然停电,德国磁悬浮列车在试运行途中与一辆维修车相撞。车上只有29人,其中25人死亡,4人重伤,现场惨不忍睹。

　　二是磁悬浮存在较大磁辐射。高速行驶的磁悬浮列车会产生较大的磁辐射,如果穿过居民密集区,会对居民身体造成不良干扰。这也正是上海磁悬浮项目一度搁置的原因。现在有专家提出磁悬浮的“入地方案”,即采用磁悬浮列车从地下25米深处穿过居民密集区,不让磁辐射以及噪音、震动等其他干扰传到地面上,从而避免它对居民生活产生负面影响。

　　不过,磁悬浮入地的方案并非十全十美。这样一来,建设成本就会猛增一大截。有专家估算,原磁悬浮建设成本约为每千米2.5至3亿元,采用“八地方案”后可能会达到每千米5亿元。而且,磁悬浮列车在隧道里行驶,空气阻力骤然增强。一方面影响了车速,使磁悬浮失去了优越性;另一方面,列车悬浮磁线圈的冷却主要依靠高速时流风,一旦车速变慢,则冷却风速变慢。然而,列车须克服骤增的阻力而驱动功率不变,如此会引起线圈过热而烧毁,甚至造成火灾。显然“入地方案”还存在着必须克服的技术难题。

　　

　　挑战和机遇并存

　　

　　当今世界,德、日、美、英等国都在积极研究磁悬浮这一新技术。我国与西方发达国家虽然不在同一起跑线上,但差距并不很大。

　　我国的轮轨铁路技术有近百年的历史,今天已形成了专门从事机车设计、科研创新的产业大军,拥有数十年设计、制造、运营、维修配套经验的几十万人的产业链。所以在高铁技术方面并不亚于西方发达国家。在此基础上,假以时日全面掌握磁悬浮技术,甚至达到世界领先地位也是可能的。

　　虽然磁悬浮技术最初引进于德国,但我国经过上海浦东机场线的建设和多年的商业经营,不仅在经济运营上积累了丰富经验,而且在技术上经消化吸收也日渐成熟,并形成了一些自己的专利。可以说,磁悬浮列车关键技术仍掌握在德国手中(他们卖产品而不肯卖技术)。在磁悬浮列车轨道技术上,我国并不逊色于任何西方发达国家。

　　不要小看轨道技术,磁悬浮高架轨道的精度要求极高,在以1千米计的长度上,高架道轨的容许误差不得超过1毫米,这不仅涉及电磁动力学、电气学、机械制造学,还有建筑学、地基学等多门学科。我国专家通过努力已经掌握了世界先进的轨道技术,相信通过努力也能掌握世界先进的磁悬浮列车技术。

　　总之,挑战与机遇并存。建设磁悬浮,我国既遭遇技术上的挑战,同时也获得占领世界科技新制高点的机遇。

　　

　　[责任编辑]张田勘