中國(guó)為何選擇了輪軌而不是磁懸浮.doc

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1、中國(guó)為何選擇了輪軌而不是磁懸浮？2015年12月8日，由中國(guó)鐵建鐵四院設(shè)計(jì)施工總承包的湖南長(zhǎng)沙中低速磁浮鐵路工程全線疏散平臺(tái)鋪架完畢，將于近期開(kāi)通試運(yùn)行。每當(dāng)中國(guó)取得技術(shù)突破之際，總有人會(huì)拿外國(guó)最先進(jìn)的技術(shù)與之相比較。誠(chéng)然中國(guó)目前在磁懸浮列車(chē)方面的技術(shù)成果和德國(guó)、日本依舊有一定差距，但已經(jīng)取得的進(jìn)步是顯而易見(jiàn)的。另外，就下一代軌道交替而言，磁懸浮并非唯一的選擇，長(zhǎng)沙磁浮工程的意義更多的是技術(shù)儲(chǔ)備和技術(shù)驗(yàn)證，以及積累運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，是國(guó)家兩條腿走路的具體體現(xiàn)。磁懸浮技術(shù)基本原理磁懸浮列車(chē)能抵抗地球引力，懸浮于軌道上，根據(jù)工作原理不同，可以分為常導(dǎo)電磁吸引式懸浮和超導(dǎo)推斥型懸浮。常導(dǎo)電磁吸引式磁懸

2、浮是電磁力主動(dòng)控制懸浮，由車(chē)上常導(dǎo)電流產(chǎn)生的電磁吸引力，吸引軌道下方的導(dǎo)磁體，使列車(chē)浮起，再由直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)。具體來(lái)說(shuō)，就是對(duì)置于導(dǎo)軌下方的懸浮電磁鐵線圈提供電流產(chǎn)生電磁場(chǎng)，使之與軌道上的鐵磁性導(dǎo)軌相互作用，利用他們之間的電磁吸力，使列車(chē)懸浮至一定的高度。但由于電磁吸引力與氣隙大小近似成平方反比的非線性關(guān)系——?dú)庀稖p小會(huì)使電磁吸力增大，導(dǎo)致氣隙進(jìn)一步減??；而氣隙增大則使電磁吸力減小，導(dǎo)致氣隙進(jìn)一步增大。因此，這種懸浮系統(tǒng)本質(zhì)上是不穩(wěn)定的，加上這種列車(chē)懸浮的高度約10mm，必須通過(guò)精確快速的反饋控制，才能保證列車(chē)可靠穩(wěn)定地懸浮。德國(guó)的TR型磁懸浮列車(chē)就是電磁吸力型懸浮的典型代表。超導(dǎo)推

3、斥型磁懸浮列車(chē)是利用同性磁極之間相互排斥的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛懸浮的，其原理是在磁懸浮列車(chē)的車(chē)體上安裝超導(dǎo)線圈或永磁，而在軌道上分布有按一定規(guī)則排列的8字形線圈，當(dāng)列車(chē)以一定速度前進(jìn)時(shí)，超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)就在軌道的8字形線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)大電磁場(chǎng)，在8字形下半環(huán)中形成推斥磁場(chǎng)——上半環(huán)中形成吸引磁場(chǎng)，使列車(chē)懸浮。這種磁懸浮列車(chē)的超導(dǎo)系統(tǒng)電磁力強(qiáng)大，可使列車(chē)懸浮100mm，但超導(dǎo)技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，并需屏蔽發(fā)散的強(qiáng)磁場(chǎng)。由于抵抗地球引力的根源在于感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與超導(dǎo)線圈的磁場(chǎng)相互排斥而產(chǎn)生排斥力，因而列車(chē)速度愈大這個(gè)排斥力就愈大，當(dāng)速度超過(guò)一定值時(shí)，列車(chē)就脫離路軌表面而實(shí)現(xiàn)懸浮。

4、因此，超導(dǎo)推斥型磁懸浮列車(chē)往往是高速磁懸浮列車(chē)，日本山梨線的MLU型車(chē)即為超導(dǎo)推斥型磁懸浮列車(chē)的代表。磁懸浮列車(chē)為何敗于高鐵上世紀(jì)90年代，新建高速鐵路成為業(yè)界共識(shí)，但在技術(shù)產(chǎn)生了分歧，磁浮派認(rèn)為磁懸浮列車(chē)代表著未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，輪軌派認(rèn)為新建高鐵才是當(dāng)務(wù)之急。在此背景下，兩派各建一條鐵路，一條是上海龍陽(yáng)路至浦東機(jī)場(chǎng)的磁懸浮實(shí)驗(yàn)線，另一條是秦沈客運(yùn)專線。上海磁懸浮線路上海磁懸浮實(shí)驗(yàn)線于2002年底通車(chē)，而秦沈客運(yùn)專線于2003年初開(kāi)始試運(yùn)行，在“中華之星”270公里時(shí)速動(dòng)車(chē)組夭折之后，磁懸浮列車(chē)和高鐵并未分出高下。2006年，京滬高速鐵路與滬杭磁懸浮交通項(xiàng)目的項(xiàng)目建議書(shū)先后獲批，京滬高鐵

5、順利建成，而滬杭磁懸浮卻不見(jiàn)蹤影。這當(dāng)中既有決策者在技術(shù)選擇上趨于保守，也有高鐵可以兼容現(xiàn)有的鐵路網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，還有磁懸浮在造價(jià)方面數(shù)倍于高鐵的因素。從事后諸葛亮的視角去看，選擇高鐵未必不是明智之舉：就造價(jià)而言，當(dāng)年的京滬磁懸浮報(bào)價(jià)是4000億人民幣，而高鐵報(bào)價(jià)約1300億，雖然實(shí)際造價(jià)達(dá)2200億，但比起磁懸浮4000億人民幣的報(bào)價(jià)而言（如果實(shí)際建造的話，造價(jià)可能會(huì)高于4000億），依舊具有成本優(yōu)勢(shì)。由于高鐵可以兼容現(xiàn)有軌道網(wǎng)絡(luò)，普通機(jī)車(chē)也能跑高鐵的線路，而磁懸浮列車(chē)只能跑專線；一條高鐵線路可以跑多列列車(chē)，而磁懸浮只能跑單列……在運(yùn)營(yíng)成本方面，高鐵的成本要大幅低于磁懸浮列車(chē)，由于京滬磁懸

6、浮僅僅存在圖紙上，就只能以建成的上海磁懸浮實(shí)驗(yàn)線為例。上海磁懸浮實(shí)驗(yàn)線全程29.8公里，即使在票價(jià)高達(dá)數(shù)十元且次次滿載，也很難收回運(yùn)行成本，據(jù)估算，若要收回成本票價(jià)應(yīng)該為240元左右。而從溫州到上海，若乘高鐵二等座，票價(jià)也不過(guò)226元。當(dāng)高速磁懸浮列車(chē)在制動(dòng)時(shí)，磁懸浮列車(chē)的頻率與人體頻率相近，會(huì)引起人體的共振，而五臟六腑與列車(chē)共振顯然不會(huì)是令人愉悅的感受。在舒適度方面，高鐵雖然在很多情況下，未必優(yōu)于磁懸浮列車(chē)，但不會(huì)出現(xiàn)因列車(chē)制動(dòng)，引發(fā)人體共振的情況。在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面受制于人也是關(guān)鍵因素。由于中國(guó)只在中低速磁懸浮列車(chē)技術(shù)上擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而引進(jìn)的高速磁懸浮產(chǎn)權(quán)主要在德國(guó)，若選擇磁懸浮列車(chē)

7、，那中國(guó)上萬(wàn)公里的鐵路都將受制于人，在建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營(yíng)等方面將被外商無(wú)限抽血。而高鐵中國(guó)具有完全的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，選擇高鐵不僅免于受制于人，還使南車(chē)、北車(chē)茁壯成長(zhǎng)，將西門(mén)子、阿爾斯通、龐巴迪等昔日的老師逐一超越。此外，磁懸浮列車(chē)車(chē)速定位比較尷尬——磁懸浮列車(chē)在車(chē)速上不比高鐵快多少，但卻比下一代軌道交通系統(tǒng)慢了五倍左右——中國(guó)正在研發(fā)的下一代真空運(yùn)輸系統(tǒng)理論時(shí)速達(dá)2900公里，甚至在理論上有提速到5000公里極限時(shí)速的潛力。據(jù)了解，該系統(tǒng)采