北京中低速磁悬浮列车的未来

中低速磁悬浮列车.(资料片)

时间真短，唯一的感觉就是快！”刚从上海探亲回来的张先生向记者描述自己乘坐磁悬浮列车的经历。“其实我的路程很短不需要乘磁悬浮列车，是专门去体验的。”张先生说，从浦东国际机场到地铁2号线龙阳站，三十多公里的距离只用了短短7分钟的时间。坐在磁悬浮列车上，他听到的是窗外呼呼的风声，看到的是路边景物飞快地掠过。他时不时地看看车厢前边的电子显示屏，最快的时候，车速达到每小时430多公里。”

一直以来，“快”是人们对磁悬浮列车的最基本印象。它利用了“同性相斥，异性相吸”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，腾空行驶。正是这样，磁悬浮技术让列车创造了类似空间飞行的状态，最快运行速度超过500 千米/小时。

然而近日，北京将建设一条中低速磁悬浮列车的消息吸引了人们的眼球。与高速磁悬浮列车相比，中低速磁悬浮列车最高时速在100公里左右，正式载客运营时，安全时速仅仅控制在60至80公里。很多人不禁产生疑问，“中低速磁悬浮列车”是什么？已经发展得比较完善的北京城市交通系统，有必要再建设“昂贵”的磁悬浮吗?

北京城建设计研究总院副总工程师冯爱军告诉《北京科技报》：“‘中低速磁悬浮交通工程化’研究是‘十一五’国家科技支撑计划‘新型城市轨道交通技术’项目中的一个课题，已经在唐山建立了1.5公里的示范线。北京地铁S1线正在进行应用此系统的规划研究。”

规划中的S1是北京市城市轨道交通近期规划形成轨道网络中的一条市郊线，东起西四环定慧桥北五路桥，与地铁六号线衔接，经田村、石景山，到门头沟区门城镇，全长27公里。

我国著名磁路专家李国坤告诉《北京科技报》，现有的磁悬浮列车技术分为常导和超导两种。常导磁悬浮又分高速和中低速。“高速磁悬浮列车适合远距离的交通运输，而中低速比较适合城际铁路。”

磁悬浮从实验到应用，不论是在中国还是在国际上都历经了曲折的道路。在国际上，发展磁悬浮较早的一些发达国家目前都已经放弃了磁悬浮列车的商用。主要原因就是造价太高，成本难以收回。

西南交通大学一位不愿透露姓名的专家告诉《北京科技报》：“第一个商业应用的磁悬浮列车是英国伯明翰机场到火车站的低速磁悬浮列车。该列车时速48公里，共有 600米的轨道距离。列车长6米，高3米，重8吨，载客量为4人。在运行了7年后，由于系统不稳定，这条磁悬浮线路停运，2003年复运，但是已经被电缆车替代。”

中国工程院院士、隧道与地下工程专家王梦恕对于磁悬浮技术的应用一直持怀疑的态度。如今北京将要建设的中低速磁悬浮，他认为会带来更多的问题。王梦恕说：“造价高、性价比低，是磁悬浮公认的缺陷。德国和日本都已经放弃商用，仅用于一些实验展示。”

德国科学家工程师赫尔曼·肯培尔20世纪20年代末就提出了“通过磁场达到悬浮并沿铁路轨道行驶的无轮车辆组成的悬浮列车”的理论，并于1934年获得相关专利，被誉为“磁悬浮之父”。但由于二战爆发和资金短缺等原因，他直至1969年才开始试制，并在1978年完成了一条实际运行长度40公里的试验线路。

1994年3月，德国议会批准在柏林至汉堡建设283公里的磁悬浮列车行驶线，按照设计方案，磁悬浮列车建成后，两地间运行时间为1个小时，发车间隔为10分钟，工程原本计划于2004年完工，2005年正式投入商业使用。但令人没有想到是，1998年10月，柏林有10.3万个人签名反对修建磁悬浮高速列车，修建磁悬浮列车的计划也于2000年“夭折”。根据1996年5月德国议会通过的《磁悬浮列车行驶线需求法》显示，估算柏林至汉堡工程的总投资为89亿马克（合今人民币约442亿元），每公里造价为3000万马克（合今人民币约1.5亿元），这绝不是个小数目。而根据运力计算，工程建成后，每年的亏损将达到1亿马克。

王梦恕说：“我国上海目前正在运营的龙阳路至浦东机场路段的磁悬浮线，30公里耗资100亿元，现行45元的票价根本没有办法收回成本。”有人曾估算，上海磁悬浮4年亏损了10亿元，想收回成本要500年的时间。

王梦恕认为，虽然根据资料来看，中低速磁悬浮造价低于高速磁悬浮，但也是不菲的。他以机场快轨为例，机场快轨虽然使用的不是磁悬浮技术，但列车运行时同样以直线电机为牵引力。目前25元的票价已经是最低限度，再低就无法收回成本。“中低速磁悬浮造价肯定要高于机场快轨，票价不可能更低。”王梦恕说，并且，磁悬浮列车运营时耗电量大，因此也需要更高的运营成本。由于电磁产生很大的热量，电机中的电阻一段时间后很容易损害，上海磁悬浮列车就已经更换过一个电阻，这也是一笔巨大的开支。

美国、日本都先后对中低速磁悬浮列车有过上线的计划，但最后因为成本原因都夭折在半路上。

7月25日，美国宾夕法尼亚州匹兹堡当地媒体报道，宾夕法尼亚磁悬浮公司将计划建造一条19公里，时速300多公里的磁悬浮列车，预计总投资将达到50多亿美元。此消息一出，立刻在当地引发了强烈的争议。而就在10年前，当地一条造价预计达到6亿9千多万美元的中低速磁悬浮计划也曾在争论中湮灭。提出这项计划的大卫·奥兰富林是宾夕法尼亚一个磁悬浮发展公司的负责人。他在1996年就提出了这项计划，并称要用三年的时间建造好这条线路，他对当地的评论媒体《匹兹堡邮报》说，美国人将乘坐磁悬浮进入21世纪。但是直到1999年这个计划依然还是一份简单的图纸。奥兰富林没有在各方的压力中实现自己的计划。

这条线路计划连接匹兹堡机场到市郊，总长度大约17公里，预计每天载客量5000人，票价需要11美元。这样高的造价对于很多人来说都太高了，甚至有些惊人。一位反对者称，哪会有5000人每天愿意花费11美元乘坐磁悬浮到市郊？如果开车的话，17公里的汽油费也不过是0.4美元。既然如此，不如在郊区修建5000个停车位更为划算。

对于很多人质疑的中低速磁悬浮的造价问题，中国交通运输协会信息专业委员会副主任高级工程师高乃明给记者算了笔账，目前，北京正在大规模兴建地铁。他说，地铁造价是综合造价，主要的钱花在挖洞上。施工用的大型盾构机非常昂贵，而且在地下施工的难度和工程成本也相对更高。但是，磁悬浮是建在地面上的，土木的基础造价就比地铁要低。“从花费上看，中国的普通大铁路，一公里造价需要几千万，时速200公里的准高速铁路，每公里造价要1~2亿元，北京到天津这样的高速铁路每公里平均造价3亿元，地下铁路系统平均造价是4~5亿元，上海的高速磁悬浮试验线每公里造价在4亿元左右，而中低速磁悬浮列车的造价还要更低一些。实际上来看地铁的成本是高的，磁悬浮的造价只处在中上等的位置。”

除了造价上的争议不断，不少人提出，以高速为优势的磁悬浮，转而变成中低速，研究的意义何在？

记者采访的几位专家都总结了中低速磁悬浮的优势：节能、环保、噪音小、转弯半径小，爬坡能力高。相比高速磁悬浮列车，中低速磁悬浮优势颇高，但是，作为我国自主研发的技术，它的研发过程却经历了很多曲折。

2003年初，国防科技大学磁悬浮技术研究中心和西南交大磁悬浮研究所曾对外表示，自主研究的“首辆国产磁悬浮列车”将于当年4月分别在北京八达岭和四川青城山开建，这种国产磁悬浮列车就是中低速磁悬浮列车。但不久之后，原定的开工时间却被无限期推后，在这个过程中，昆明世博园也一度传出建造景区低速磁悬浮的消息，最后也未能实现。

有关的专家表示，计划搁浅包含很多复杂的问题。磁悬浮技术是一项非常综合化的技术，美国宾夕法尼亚州匹兹堡建设的中低速磁悬浮计划终止,其中重要的原因就是因为没有足够的专业人士保证这条线路安全建造和日常维护。

王梦恕认为，耗费大量人力物力研究中低速的磁悬浮是完全没有必要的。“我们现在的地铁轮轨技术不断地提升，完全可以与中低速磁悬浮的这些优势相比。4号线的消音技术已经可以降低地铁噪音，地下工程也可以在比较深的地方挖掘，建设过程完全可以不影响地上。”

转弯半径小，爬坡能力强，这是中低速磁悬浮列车的技术优势。但王梦恕却认为在北京城区及城际建设上看，并没有出现类似的特殊地理路段对中低速磁悬浮列车的这个优势构成需求。“磁悬浮更适合在一些狭窄崎岖的特殊路段建造。” 王梦恕说。

现有的磁悬浮技术，王梦恕也认为还不成熟，离实际应用还是很遥远的事。

西南交通大学一位不愿透露姓名的专家告诉《北京科技报》：“磁悬浮的核心技术是控制技术，要保证大量电磁铁保持一致的工作步调才能使列车平稳运行。磁悬浮列车由电流调控，电流的反馈速度为1000毫秒，在极短的时间内调节磁铁的同步性需要很高的技术。从上海磁悬浮的几次事故来看，在这一方面有可能就还存在问题。”2006年8月11日，上海磁悬浮列车发生火灾中断运营，调查后专家认为是技术障碍导致的。

北京交通大学教授王立德表示，磁悬浮列车控制技术要求非常高，列车运行时上浮高度一般在8~10毫米间。站台上下客人的时候，列车重量发生变化。在这个时候保持列车悬浮的高度是很困难的。并且由于轨道的偏差起伏, 雨天或冰雪等天气的影响，车体与轨道很容易发生碰撞和摩擦，这些都加大了控制难度。

一直以来，磁辐射也让人们对磁悬浮列车的安全性提出了疑问。

正在规划的沪杭高速磁悬浮方案之所以备受争议，最主要的原因就是列车规划路线途经40个居民小区，距离小区最近的地段只有30米。很多居民担心由磁悬浮列车产生的电磁辐射和噪声会对他们的健康产生影响。

王立德说：“其实，不论是高速还是中低速，磁悬浮列车产生的辐射都很低。高速磁悬浮列车分两种，一个是上海用的德国技术，应用的是封闭磁场，辐射很小。日本的磁悬浮列车运用磁铁排斥方式，因为磁力线是向外发散的，辐射会大一些，但同样的技术用在低速磁悬浮列车上时产生的辐射也很小。我国自主研发的中低速磁悬浮列车采用的是常导电磁型磁悬浮系统（EMS），利用电磁异性相吸的原理，悬浮间隙仅有1厘米，磁路闭合，无电磁泄露。除了电磁辐射，其实磁悬浮还存在着电场辐射，但这种辐射类似电力机车都有，它对通讯系统确实有些影响，但是磁悬浮列车产生的这种辐射与城轨和电力机车是基本一样的，是很小的。”

王立德说：“低速磁悬浮列车适合于城市轨道交通，因为噪音比地铁和轻轨更小。只有列车运行时变流器产生的轻微声音。而高速磁悬浮列车的噪音来自于风和车体的摩擦，因此它适合于远距离的。”

但是，王梦恕不赞成在北京修建中低速磁悬浮列车，还有个重要的原因，他认为，城市轨道交通一定要形成畅通的网络。而中低速磁悬浮列车显然很难与现有的轮轨地铁直接联网。

“磁悬浮列车是无法实现变轨的，只能从头到尾一条道。一旦需要与现有的地铁调配，就会出现问题。”王梦恕说，还有一点，磁悬浮列车，每一组电机能够牵引的机车是固定的，如果客流量增加的话，磁悬浮列车既无法缩短发车时间，也不能增加车厢。这些在运营中都会受到很多限制。此外，由于磁悬浮的使用和维护与常规的交通方式不一样，这可能就需要单独的人员来维护，但我们现在很缺乏这样的人员。

在如此大的争议中，为何我国还要建造中低速磁悬浮列车？

高乃明告诉《北京科技报》：“磁悬浮是新型动力机制的产品，现在交通方式很多，轨道交通指有钢轨的交通，但是动力不一样。开始是蒸汽机车，后来是内燃机车，现在主要是电力机车。地铁等城市轨道交通都是电力机车。这些都是轨道交通，磁悬浮并不是轨道交通，它是一种单独的运行方式。低速磁悬浮是我国的专利技术，从支持自主技术的发展的角度讲，也可能是一个建造低速磁悬浮的原因。中低速磁悬浮这种技术不能被定义为成熟的交通方式。虽然这项技术没有大的风险，但它的问题在于成熟度和功能的完善性。中低速磁悬浮技术可以实验，但是不能断定它就能代替别的交通方式。”

高乃明表示，虽然上海的磁悬浮线一直在亏钱，但和公交、地铁一样，作为公众服务的公共交通系统，政府是会贴钱的。就像青藏铁路，作为政府服务性的项目，赚不来钱也还是要建的。目前来看，在城际间建设交通设施实际上还是轻轨最划算，因为它的技术成熟，造价也不高。中国的部分城市，比如大连，建设轻轨时已经全部使用国产技术，每公里才5000万元左右。

本文来源：北京科技报

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