国内首条空铁线路试运行

图片来源:第一白银网

大概一周之前,11月21日,一辆外形酷似熊猫的空铁列车从位于成都双流空港经济技术开发区的中唐空铁产业基地车站里缓缓驶出——这个时刻,创造了两个“第一”,国内第一辆悬挂在空中轨道的新型轨道列车,世界第一条l锂电池新能源空铁线路。

当我们看到这条颇具现代感的列车时,可能都想不到,世界第一条悬挂式空铁——德国的乌帕塔尔线(始建于1901年)已经安全运营超过一百年了!

所谓“空铁”,简单地理解,就是“行驶在空中的铁路列车”。而被更多城市采用的单轨空铁方案,其实是这种:

图片来源:monorailsaustralia.com.au

这是位于重庆的单轨空铁列车,特点显而易见,“车在单轨之上”。采用这种类型的城市,有中国重庆、日本冲绳、阿联酋迪拜、加拿大温哥华,以及在澳大利亚、巴西、马来西亚也能看到同类的列车,其中温哥华的全程无人驾驶空铁运行管理之成熟,堪称行业典范。

相比之下,悬挂式的空铁运营历史时间不短,而且在德国和日本都有成熟的技术,但为什么没能成为世界上多数国家的选择?为什么中国就成为世界上第三个掌握这项技术的国家?这是我在看到中国空铁(下文的空铁主要指的都是悬挂式列车)新闻后,内心中挥之不去的疑问。

回到熊猫号的话题来,这条试验线路,是由西南交通大学牵引动力国家重点实验室牵头,联合中国中车、中国中铁、攀枝花钢铁公司等七家大型国有企业协同研制的,当天有上百人试乘了此车,这是车厢内部的照片:

图片来源:第一白银网

看起来真是舒适啊,不知道乘客们有没有一种坐索道的感觉。

试验线总长1416m,其中右线长1113m,左线长348m,全线最小曲线半径30m,最大上坡坡度0.6%,列车设计时速为60公里(德国和日本的车速通常为50公里/小时),单节车厢长18米,宽2.3米,定员120人。新能源空铁总设计师是西南交通大学的教授翟婉明院士,在第一天试运行的过程中,车身还是略有抖动。车身的测试项目包括:转向架系统、车体减震隔震系统、车体自身刚度等,研究车辆在不同运行速度下经过平直、弯道、上下坡等不同轨道线形时,车体的横向晃动、上下震动及过伸缩缝时的平顺性等动力性能,从而获得人体乘坐舒适度、车体对梁的动力作用、梁自身刚度对车体振动的影响等系列参数。(信息来源:第一财经)

空铁的墩柱结构(来源:周美艳. 悬挂式空中列车的应用发展[J]. 国外铁道车辆, 2014, 51(2):10-14.)

我国为什么要发展空铁?

有资料显示,自2011年开始,西门子公司的H-Bahn技术已经引入到中国,H-Bahn空列项目由国际空列集团下属上海空列轨道技术有限公司运营,这个项目的重中之重就是要实现国产化,目前国产化率已经突破90%(沈文敏. 悬挂式空中列车系统的特点和优势[J]. 中国工程咨询, 2013(6):65-65.)。

当今,中国各大城市的通病是什么——堵车,相信提到这个话题,许多朋友都会深有感触吧!为了缓解交通,地铁网络和轻轨网络就成为许多城市的救命稻草。

日本湘南空铁                            图片来源:monorailsaustralia.com.au

那么,对比与地铁和轻轨,空铁的优势体现在哪里呢?

造价低、工期短

目前地铁和轻轨的造价为5~8亿/公里左右,而空轨的造价前期为1.5亿/公里,在实现全国产化后,有望降低到5千万/公里。造价低,主要是由于空铁自身需要的土建设施结构相对简单,而且可以实现大规模预制施工,工期也可以很短,几十公里的线路在3~5个月即可建成。这对于动不动就要封路几年施工的地铁而言,优势实在是太明显了,简直就是“立等可取”啊。

无污染

空铁采用电动驱动,成都的熊猫号甚至连高压输电网络都省了,直接用锂电池,没有任何的污染物排放。而且列车的轨道轮又有橡胶轮胎,噪音污染也非常小。

占地面积小

列车行驶在空中,在地面上只有一排支撑柱而已,完全可以利用现有的路面中间隔离带空间,不需要进行街道的拓宽。

适合任何地形

空铁可以在任何地形上建造,只要做好基础,轨道能延伸到的地方,列车都可以行使,甚至可以在半径很小的地方转弯。

可以改线或重复利用

空铁的结构体系可以设计成“可拆卸”的,这样当交通量有变化时,可以根据实际需求,对空铁线路进行改造。而相比之下,地铁就属于一次性建造之后后期无法更改的劣势就很明显了。

安全性高

目前,空铁可谓是百年运营无事故,是一种可靠度很高的交通工具,据介绍,德国空铁的安全措施就包括:以非燃性材料建造车体防失火、转配多套供电系统、驱动轮和导轮设置备胎、车内与控制中心有电话联络装置、车门无法由乘客随意打开、可在自动运行异常的时候改为手动运行,在最近的站点进行疏散,或者直接从车内用绳索或帆布滑道降落到地面……

德国多特蒙德实际运行中的空铁               图片来源:oepnv-info.de

又回到方才提到的“疑问”,凡事必有利弊,空铁有这么多的优势,一定也有不少的缺点喽:

运力低

这是一个大问题。德国的空铁列车多为两节车厢,主要是考虑悬挂式列车的承载能力问题。而中国的城市要发展四节或六节的重载空铁,有了运力,才能解决繁重的上下班高峰期内的大量人口流动问题啊,目前虽然在理论上可以做到:每节车厢定员75人,四节车厢可承运15000~30000人次/小时,但在交通高峰,这个数据还是略显不足。

突然想到,国内城市大多存在高峰期车辆不够用,而非高峰期又会出现车辆接近空跑的尴尬,如果可以实现车厢动态增减,会不会好一些?

行驶距离短

目前世界上悬挂式空铁线路的里程,大多都在1~3公里之间(日本湘南单轨电车里程为6.6公里),只是作为不同交通工具之间,或者是不同地铁线路之间的换乘路线,很少作为交通主线运营,可能主要原因还是因为运力低吧。

突发情况处理困难

虽然有许多的安全措施,但安全问题总要考虑个万一,一旦出现故障,地铁可以立即停车开门疏散乘客,而空铁就只能到就近的车站或者原地等待救援。

这时候,我想就可以回答上文的“疑问”了吧,很多时候,我们在关注技术发展的同时,还是要算一算经济账的:

这张表格(秦武. 空中轨道交通系统的适用性分析[J]. 交通与港航, 2012, 26(6):17-21.)列举了不同交通解决方案之间的经济情况优劣之处,究竟空铁离我们有多远,还真需要深思。

长河

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