中國「後高鐵時代」來臨 磁浮交通為何獲寄予厚望?

撰文:劉言
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作為磁浮交通商業運營線路最長、類別最全的國家,在目前全球處於營運狀態的五條磁浮列車線路中,中國佔據了其中的三條,先後建成了上海高速磁浮,以及中低速磁浮商業運營長沙磁浮快線、北京S1線。近日,全球首個時速160公里、內嵌式磁浮交通系統亮相首屆2021成都國際工業博覽會,再度引發了人們對磁浮交通系統在中國發展的關注。

4月22日至24日,首屆2021成都國際工業博覽會在中國西部國際博覽城開幕。此次工博會以「工業引領,賦能產業新發展」為主題,分設工業自動化、數控機牀與金屬加工、軌道交通、機器人、工業配套、新材料、新一代信息技術七大主題展,全方位展示智能製造全產業鏈各個關鍵環節。

工博會上亮相的由成都市新築路橋機械股份有限公司推出的,全球首個時速160公里、內嵌式磁浮交通系統吸引了眾多參觀者。新築總工程師簡煉在接受媒體採訪時表示,該內嵌式磁浮速度可滿足市域時速160公里等交通的需要,其加速能力、爬坡能力、轉彎半徑等指標具有比較優勢,同時列車更平穩、產生的噪聲也更小。目前新築公司已在成都新津建設了3.6公里的中低速磁浮模擬商業運營試驗線。

全球首個時速160公里的內嵌式磁浮交通系統亮相中國成都。(微博@雙流黃水)

磁浮列車,又稱磁懸浮列車,分為超導和常導兩大類,真空管道高温超導磁浮列車的最高時速理論上可以接近1,200公里。磁懸浮技術的研究起源於德國,1922年德國工程師赫爾曼•肯佩爾(Hermann Kemper)從列車最大阻力來自列車車輪與輪軌摩擦受到啓發,聯想到假如列車懸浮於軌道之上,沒有磨擦是否會跑得更快,由此提出了電磁懸浮原理,1934年他申請到全球首項有關磁浮技術的專利。

磁懸浮的基本原理是利用「同性相斥、異性相吸」的電磁浮原理,以磁鐵對抗地心引力,讓車輛懸浮起來,用電磁力引導推動列車前行。上世紀六七十年代,為提高交通運輸能力以適應經濟發展和民生需要,德國、日本、美國等發達國家相繼開展了磁懸浮運輸系統的研發。

磁浮交通的革命性在於列車和軌道融為一體,列車貼着軌道的非接觸飛行,使列車運營不受惡劣天氣影響,可在8級颱風、冰、雪、雨、雷電等惡劣氣候環境中不間斷運營,並且還降低了列車運行的振動和噪聲,排除了運營列車脱軌或顛覆的隱患,降低了全壽命周期成本。

中國在上世紀80年代初開始對低速常導型磁懸浮列車進行研究。西南交通大學於1994年10月建成了中國首條磁懸浮鐵路試驗線,並同時開展了磁懸浮列車的載人試驗,1996年1月通過中國鐵道部組織的專家鑑定。

2002年12月31日,全球第三條磁浮列車線路——上海磁浮列車示範運營線在中國舉行了通車典禮,同時它也是目前全球唯一一條商業營運的高速磁浮列車線路(通常指時速大於250公里)。

2016年5月,由中車株洲電機公司牽頭研製的時速100公里長沙磁浮快線列車上線運營,該快線連接長沙火車南站和黃花機場,全長18.5公里,是中國首條擁有完全自主知識產權的磁浮商業運營示範項目。首列商用磁浮1.0版列車的運行,標誌着中國磁浮技術從實驗室正式邁入商業應用,這也使得中國成為繼德國、日本、韓國後全球第四個掌握中低速磁懸浮技術的國家。

2015年12月,中國首條擁有完全自主知識產權的中低速磁浮鐵路——湖南長沙中低速磁浮快線上線試車。(新華社)

基於已有研製和運營經驗,中車株洲電機公司牽頭聯合湖南省磁浮技術研究中心、國防科技大學、同濟大學國家磁浮中心、中鐵二院、湖南省交通設計院、西南交通大學、長沙理工大學等20餘家單位,於2018年6月研製出中國首列商用磁浮2.0版列車。2020年4月28日, 2.0版列車在長沙磁浮快線跑出了160公里的時速,完成最高設計速度的達速測試。與商用磁浮1.0版列車較適用於城區不同,2.0版列車已適用於中心城市到衞星城之間的交通。

官方數據顯示,至2020年5月5日,長沙磁浮快線已運營1,461天,累計開行204,511列次,運營總里程380.04萬列公里,單日客流峯值突破1.6萬人次,客流總數超過1,500萬人次,運行圖兑現率99.96%,列車正點率99.91%。

此次內嵌式磁浮交通系統亮相首屆2021成都國際工業博覽會,有業界人士表示,較之其他城市軌道交通制式,可節約建設成本10%左右和運營維保成本30%以上。簡煉就此舉例稱,一般輪軌列車「十年一次大修」,而上海磁懸浮從2003年正式通車至今已運行18年之久,尚未經歷過一次大修。

早前中國未大規模推進磁懸浮列車,而是選擇了全力推進高鐵發展有着多重考慮。一個時代有一個時代的抉擇,當下磁浮交通技術研發在中國被加速推進,其關鍵技術被列入了國家級規劃交通領域科技創新專項。

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2018年9月26日,在中國電氣化鐵路發展60年暨智能牽引供電技術論壇上,鐵道電氣化自動化專家,中國工程院院士錢清泉表示,後高鐵時代,除推進和完善智能高鐵發展外,依據中國國情及發展趨勢,磁浮交通或將是又一張與高鐵齊名的國家名片。

核心技術自主可控、供應鏈不受國際環境變化影響,為中國磁浮交通的穩定發展及推廣應用提供了重要保障。隨着中國大中型城市的城市規模不斷擴大,對軌道交通的需求與日俱增,中低速磁浮交通或將成為更安全、更環保、更有效率、更經濟的廣譜公共交通方式。

另一方面,時速600公里高速磁浮試驗樣車於2019年5月在山東青島下線,由中國自主研發設計、製造的世界首台高温超導高速磁浮工程化樣車及試驗線於2020年1月在成都下線。中國高速磁浮的發展業已有了三個發展階段的規劃圖,2031年到2050年形成規模發展,建立世界領先的磁浮體系是既定目標。