長沙磁浮,是如何「趕超日韓」的?

2020-12-26 騰訊網

作者 | 記者 趙露 通訊員 文琢

來源 |國資瀟湘融媒

磁浮軌道技術發展數十年,應用場景卻屈指可數。

目前,全球已經商業運營的磁浮線路有5條,分列我國的上海、長沙、北京以及日本愛知縣、韓國仁川。

近年,因結構簡單、造價低廉,更適用於城市軌道交通等優勢,上海磁浮線路之後,國內外規劃、興建的磁浮交通系統大多屬於中低速磁浮,其中國內發展尤為迅速,可以說已「趕超日韓」。

而「趕超日韓」最為關鍵的點,便在長沙磁浮列車上。

格局/三國鼎立

2003年,上海磁浮列車示範運營線開始開放運行,成為世界上唯一商業運營的高速磁懸浮,時速高達430公裡。

此磁浮,非彼磁浮。湖南磁浮技術研究中心有限公司總經理梁瀟告訴國資瀟湘融媒,目前國內外規劃、興建的磁浮交通系統,大多都屬於中低速磁浮系統,運行時速在100公裡左右。

2005年,日本愛知縣首條中低速磁浮線路開通運營,一時令全球業界為之矚目,並在很長時間內是世界上唯一的中低速通勤磁浮鐵路,在磁浮鐵路的歷史上有著重要的意義。

7年後,韓國仁川機場磁懸浮列車試運行路線竣工。列車經過1年的試運行後於2013年9月正式開通。這讓韓國繼日本成為世界第二個實現中低速、城市型磁懸浮列車商業化的國家,最高時速可達110公裡。

相對而言,國內中低速磁浮列車的開通,比日韓都要晚。

國內第一條中低速磁浮列車商業運營示範線位於長沙,直到2016年5月才正式開通啟用。

至此,世界中低速磁浮列車的運營,形成了東亞中、日、韓「三國鼎立」的格局。

態度/截然不同

國資瀟湘融媒查詢各方資料發現,三國鼎立的格局中,對於磁浮列車技術研究、規劃,日本最早,技術也最成熟。日本從1972年就開始了磁懸浮列車試驗,正在準備修建的中央新幹線磁懸浮鐵路,早在上個世紀八十年代就開始規劃了。

中國磁浮技術研究也比較早,1982年,國防科技大學率先在中國開展磁懸浮技術的研究,但長期時間裡,中國對磁懸浮列車技術的一直研究處於初級階段。

韓國磁浮技術發展同樣始於1980年代,3個獨立的團體韓國機械材料協會、現代和大宇分別開發不同形式的磁懸浮技術。

三國均從「小白」起步,但過去幾十年,對於磁浮的態度截然不同。

雖然2003年上海高速磁浮開通,成為世界第一條磁懸浮列車,但上海磁浮用的均是德國技術,而在這一年,日本磁懸浮列車的試驗線路就創造出581km/h的時速。

耐人尋味的是,日本對於磁浮技術研究的決心,比世界各國都要堅決。

在2006年德國列車展上,發生了磁懸浮列車嚴重撞車事故,導致全世界都暫停或延緩了磁懸浮線路的修建工作。

在撞車事故之後,高速磁懸浮試驗只有日本還在繼續。

韓國政府對磁懸浮技術也表現出很濃的興趣。韓國人口密集,大城市交通擁擠。因為地鐵系統造價昂貴,一旦確認磁懸浮是安全和適應環境的可供選擇的交通工具時,磁懸浮列車的商業化就只是一個時間問題。而在2005年,磁懸浮列車商業化納入韓國國家星火項目。

視野回到國內,受德國列車展事故影響,加上上海磁浮開通後長期大規模虧損,以及國內高鐵的快速發展,磁浮技術研究在國內一度遇冷,處境尷尬。

技術/懸浮「8mm」

在中低速磁浮技術的研究和應用上,國內過去多年都落後於日、韓兩國。那國內中低速磁浮列車,是如何通過長沙磁浮列車彎道超車,實現「趕超日韓」的呢?

國資瀟湘融媒從湖南軌道集團獲悉,在技術開發領域,長沙磁浮採用自主技術開發的中低速磁懸浮鐵路使用磁鐵,使列車懸浮在距離軌道8毫米的位置。

所謂「8mm」,就是當懸浮間隙小於額定值時,列車控制系統減小電磁力,列車向下降落,當降落到大於額定間隙時,控制系統又增加電磁力,將列車向上吸,這個控制過程每秒鐘進行萬餘次,可使電磁力始終與重力保持動態平衡,列車穩定懸浮在距軌道8mm的位置。

據悉,與車輛懸浮在距離軌道10mm位置的日本技術不同,長沙磁浮不需要使用強力磁鐵及液體氦,可將建設費減至地鐵的一半,最多可減至三分之一。鋪設鐵軌所需要的佔地面積也比較小。

此外,韓國仁川機場線也是列車保持持續懸浮8毫米的技術,這也被韓國機械研究院相關人士稱之為核心技術。

模式/局面破「冰」

在商業模式上,日本愛知東部丘陵線修建的初衷是服務2005年的日本世博會,而在世博會結束後,客流一落千丈。沿線各站通達的居住區數量有限,通勤客流無幾,經營陷入了巨額虧損,甚至一度難以為繼。

昔日的先驅,短短時間差點成為先烈。所幸之後當地政府介入將線路公有化,才打破了困局。

但日本愛知東部丘陵線之後,日本再也沒有新的中低速磁浮線路建設,對於日本行業來說頗為無奈。

韓國仁川機場磁浮的運營也多有不順,2012年列車經過1年的試運行後,本預計2013年正式開通,但在試運行中出現多種問題,加上完善安全對策,正式開通日期推遲到了2016年2月。

△2016年2月日,仁川機場至仁川龍遊站的磁懸浮列車投入正式運行。圖/中國新聞網

「長沙磁浮運營後,效果很好。」長沙磁浮快線建設運營單位相關負責人多次公開表示。

據悉,鑑於長沙磁浮的良好運營,全國已有20多個城市派人來長沙考察,目前正為十多個城市做磁浮線的前期規劃設計。

國內磁浮軌道發展的「冰凍」局面,初步得到了打破。

速度/劃時代的160.7km/h

隨著中低速磁浮的應用場景發展,讓磁浮快線速度進一步提升,已然成為世界各國的共識。

而在這一點上,對於中低速磁浮的速度記錄,屢次在長沙磁浮列車上被打破。

梁瀟告訴國資瀟湘融媒,一旦把行駛速度提升至100公裡/小時以上,就相當於對整個懸浮控制提出了更高的要求。

讓中低速磁浮加速並不容易,中低速磁浮技術在國外已經持續研究了三十餘年,然而一直未有較大的實質性進展。此前,世界上能達到的最高速度是131km/h,由日本HSST列車在試驗線上完成測試。

長沙磁浮列車運營2個月後,為進一步提升我國中低速磁浮的科技水平與商業生命力,湖南省委、省政府作出戰略部署,啟動「中速磁浮交通系統」重大科技攻關,當時該項工作在世界範圍內無成功經驗參考,屬於「無人區」。

中國工程院院士、軌道電力牽引動力專家劉友梅院士提出,如果長沙磁浮的測試速度能夠達到160公裡/小時,那麼磁浮列車就邁入了中速的應用範圍了,應用場景可以成倍的擴大。

為此,湖南磁浮中心吸納了原長沙磁浮工程的主要技術骨幹,並在全國範圍內廣納賢才,先後引進多名科研人員。攻關組由湖南省磁浮技術研究中心(由湖南軌道交通控股集團負責具體管理)和湖南磁浮交通發展股份有限公司牽頭組織,聯合中車株機、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、長沙理工大學等全國20餘家技術頂尖的磁浮單位組成,以「全系統」「全商用」為高起點, 分24個子課題、6大子系統進行集智攻關。

歷時將近4年,其中測試工作歷時10個月,時速實現了從100到145、150、155、160公裡的速度提升,最終完成列車的最高設計速度160.7km/h的測試工作。

160.7km/h,這是一個劃時代數字。作為一個全新的世界記錄,填補了全球該速度等級磁浮交通系統空白,是我國領先於世界完成中速磁浮系統達速測試的有力證明。

至此,在中低速磁浮技術領域,湖南通過長沙磁浮列車領跑世界,也帶領我國商用磁浮邁入2.0時代。

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