對(duì)高速鐵路和磁懸浮鐵路的比較

摘 要：高速鐵路和磁懸浮由于快速、安全、舒適等特點(diǎn)成為大眾出行的首選交通運(yùn)輸工具。高速鐵路和磁懸浮是鐵路的重大技術(shù)成就，集中體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)和工業(yè)水平，不僅推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)又取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。兩者既有相似的共同點(diǎn)，又存在一些區(qū)別，現(xiàn)根據(jù)最新的高速鐵路和磁懸浮的數(shù)據(jù)及運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，主要對(duì)高速鐵路和磁懸浮在旅行時(shí)間、兼容性、成本和其他方面的因素進(jìn)行比較討論。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；磁懸??；交通運(yùn)輸工具

引言：

高速鐵路是新建或是在既有線基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的一項(xiàng)創(chuàng)新工程體系，在高速鐵路上運(yùn)行的列車是以輪軌作為運(yùn)行導(dǎo)向，由動(dòng)車提供列車前行的動(dòng)力而運(yùn)行的[1]。然而，在磁懸浮鐵路上運(yùn)行的列車是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的排斥力將車輛托起，使整個(gè)列車懸浮在導(dǎo)軌上，并利用電磁力進(jìn)行導(dǎo)向、利用直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成推進(jìn)力而運(yùn)行的[2]。這兩種運(yùn)輸工具的運(yùn)行方式不同，但在世界運(yùn)輸市場(chǎng)中都取得了較好的市場(chǎng)份額，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著[3]。本文通過(guò)最新的高速鐵路和磁懸浮的運(yùn)行情況，對(duì)高速鐵路和磁懸浮的幾個(gè)方面進(jìn)行比較討論。

1 最高速度及旅行時(shí)間

國(guó)外一些國(guó)家的高鐵和磁懸浮的最高試驗(yàn)速度也有所差別，日本磁懸浮是551km/h，法國(guó)TGV是515km/h，德國(guó)“運(yùn)捷”磁浮是450km/h。我國(guó)高鐵“復(fù)興號(hào)”在京滬線的運(yùn)營(yíng)速度達(dá)到了350km/h，上海浦東磁懸浮線路的運(yùn)營(yíng)速度在430km/h，這兩者的最高運(yùn)營(yíng)速度存在差距。

從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況來(lái)看，當(dāng)磁懸浮的運(yùn)行速度從350km/h運(yùn)行到430km/h時(shí)，運(yùn)行100km的區(qū)段只能減少1min左右的運(yùn)行時(shí)間。因此，磁懸浮和高速鐵路在旅行時(shí)間上的差別不大。

2聯(lián)合運(yùn)輸?shù)募嫒菪?/p>

2.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

在道岔使用方面，磁懸浮比高速鐵路要復(fù)雜得多，磁懸浮在不同支線的網(wǎng)絡(luò)線運(yùn)行就受到束縛。因此，磁懸浮主要在長(zhǎng)距離的單線上進(jìn)行往返運(yùn)行，而不是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的運(yùn)行方式。高速鐵路的道岔相對(duì)于磁懸浮而言是比較簡(jiǎn)單的，除了日本新干線之外，世界上其他的高速鐵路都允許列車運(yùn)行在既有線或新造的鐵路線路網(wǎng)絡(luò)里。這種運(yùn)營(yíng)方式能夠提高高速鐵路運(yùn)營(yíng)線路的廣度，為高速鐵路網(wǎng)的互聯(lián)互通提供了便利，方便旅客出行，使之有更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2既有設(shè)施利用

高速鐵路既可以在既有線路的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸或改造，也可以為高速運(yùn)營(yíng)修建新的線路、配備先進(jìn)的設(shè)備設(shè)施。這種對(duì)現(xiàn)有設(shè)施的有效集成及利用能力，不僅降低了高鐵的建設(shè)成本、建設(shè)周期等方面，而且極大地方便了旅客的出行，有效降低了旅客的中轉(zhuǎn)次數(shù)。以此來(lái)抵消高速鐵路相對(duì)于磁懸浮的時(shí)間增加。

綜合網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和既有設(shè)施利用兩個(gè)方面，高速鐵路在整個(gè)鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)方面的兼容性明顯比磁懸浮具有優(yōu)勢(shì)。

3投資成本、運(yùn)營(yíng)成本和能量消耗

3.1投資成本

高速鐵路的新造建設(shè)成本主要取決于建設(shè)規(guī)模、高速鐵路線路的等級(jí)、車站的類型及規(guī)模、高架線路及隧道的規(guī)模等多個(gè)因素。磁懸浮鐵路運(yùn)行的線路與既有線路是完全分離的，磁懸浮鐵路線路的橫截面積也很大，而且使用的車體也是完全不同的，尤其在磁懸浮鐵路線路的終端區(qū)域及地下，更是需要很高的投資，其投資成本保守估算都比高速鐵路高10%-20%。因此，新造高速鐵路的投資成本顯然低于磁懸浮，如果是利用既有線改造高速鐵路，其投資成本更低。

3.2運(yùn)營(yíng)及維護(hù)成本

磁懸浮最大的特點(diǎn)就是與鋼軌沒(méi)有物理接觸，解決了傳統(tǒng)鐵路車輪和鋼軌之間的磨損問(wèn)題，是又一技術(shù)的突破。但這種方式所使用的設(shè)備是非常復(fù)雜的，且精密度要求很高，特別是導(dǎo)軌和列車上使用的電子設(shè)備，這都使得運(yùn)營(yíng)及維護(hù)成本 變得非常昂貴。有相關(guān)人士專門對(duì)美國(guó)7個(gè)擬建磁懸浮項(xiàng)目每公里維護(hù)費(fèi)用進(jìn)行了估算，其運(yùn)營(yíng)及維護(hù)成本的估算至少是高速鐵路的六倍，成本非常高[4]。

3.3能源消耗

磁懸浮在運(yùn)行的過(guò)程中是懸浮起來(lái)的，雖然沒(méi)有輪軌接觸消耗的摩擦力和阻力，但將磁懸浮列車持續(xù)懸浮運(yùn)行所需要消耗的能量要比輪軌滾動(dòng)阻力消耗的能量還要大。此外，磁懸浮使用的直線電機(jī)更是消耗能量。就拿溫哥華的Skytrain和多倫多的Scarborough輪軌車輛使用直線電機(jī)牽引車輛的能耗來(lái)說(shuō)，要比采用普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的類似車輛多20-30%。如果加上懸浮消耗的能量，則磁懸浮運(yùn)行所需的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)對(duì)于高鐵運(yùn)行所消耗的能量。

Hanstein曾對(duì)運(yùn)捷磁懸浮高速列車與德國(guó)ICE-3在單位面積上所需要消耗的能量進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明：在相似的運(yùn)行條件下，高速鐵路消耗的能量比磁懸浮要少的多。

4其他因素

4.1乘坐舒適程度

日本新干線、法國(guó)TGV、德國(guó)ICE以及我國(guó)運(yùn)營(yíng)時(shí)速高達(dá)350km/h的京滬線、國(guó)內(nèi)外的磁懸浮，不管是從運(yùn)行的平穩(wěn)性，還是乘客的舒適度體驗(yàn)來(lái)講，都非常良好。

4.2對(duì)周圍環(huán)境的影響

磁懸浮由于與軌道沒(méi)有物理接觸，它比高速鐵路產(chǎn)生的噪音和震動(dòng)更小。在人口密集地區(qū)，磁懸浮需要修建隧道，高速鐵路需要設(shè)防噪墻。

5 結(jié)論

本文對(duì)高速鐵路和磁懸浮的相似點(diǎn)和不同點(diǎn)進(jìn)行了討論。在最高速度及旅行時(shí)間方面，磁懸浮有更高的速度，但在實(shí)際旅行時(shí)間上兩者相差不大；在兼容性方面，高速鐵路優(yōu)于磁懸浮；在成本方面，高速鐵路的建造成本、運(yùn)營(yíng)及維護(hù)成本低于高磁懸浮。通過(guò)這些比較可知，磁懸浮相對(duì)于高速鐵路的優(yōu)勢(shì)并不是很明顯，特別是在鐵路線路的兼容性和使用成本方面。

參考文獻(xiàn)：

[1]佟立本.高速鐵道概論[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2018：9-17.

[2]佟立本.鐵路概論[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2012：63-79.

[3]魏慶朝，孔永健，時(shí)瑾.磁浮鐵路系統(tǒng)與技術(shù)[M]. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2010：14-22.

[4]Vnkan R.Vuehic.對(duì)高速磁浮技術(shù)的評(píng)估以及它與高速鐵路的比較. http：//www.360doc.com/content/16/0731/11/32920254_579739047.shtml

作者簡(jiǎn)介：

楊軍霞（1989-）女，漢，碩士，重慶交通職業(yè)學(xué)院，研究方向：交通信息工程及控制.