為什麼上海引進德國技術進行了磁懸浮試驗後,卻最終選擇了高速鐵路來構建鐵道系統?

高鐵之家


首先,我們需要回顧一下上海磁浮試驗線的建造背景。

上個世紀九十年代,業界對提高國內滯後的鐵路交通系統進行研究和規劃,期間產生了熱烈廣泛的爭論。爭論的焦點是京滬線採用輪軌技術還是磁浮技術。當時輪軌技術已經在德法日等國家運營多年,技術基本成熟,磁浮技術多國在研究,德國和日本技術領先,但都沒有定型,更沒有投入商業運營,爭論較多。

輪軌派和磁浮派爭論不下,為此,提出了先建設一小段磁浮試驗示範線路,來驗證磁浮系統的安全性、可靠性、成熟性、經濟性等。選址最後定在了上海,就是現在大家看到的龍陽路到浦東機場的磁浮線路,全長約31公里,運行時間8分鐘,最高時速每小時431公里,總投資約100億元人民幣,採用引進的德國技術。於2000年6月開始籌建,2002年底正式通車。

後來的結果大家都知道了,就是磁浮技術最終輸給了輪軌技術,京滬高鐵選擇了輪軌,直至後來的全國高鐵網絡規劃至今。

總結下來:磁浮和輪軌各有優劣,磁浮落敗,有以下幾個主要原因。

1、與原有鐵路線路不能共軌使用。中國幅員遼闊,地域差別很大,原有的鐵路網絡要盡最大可能利用。磁浮沒有車輪,軌道是專用的,不能在現有的鐵軌上行駛。舉個例子。現在運行的高鐵,從上海到哈爾濱,其中上海到天津,瀋陽到哈爾濱是新建的高鐵線路,從天津到瀋陽一段,是走的原有的客運專線,運行速度200多公里。高鐵列車都可以跑,旅客不用換乘,如果採用磁浮技術,問題就大了。

2、客運量,尤其是超載的冗餘方面,遠不如高鐵。磁浮對列車的載重量有嚴格限制,超過設計限重後,列車就懸浮不了,就完全無法開動。而輪軌列車,其客運量大,且超載的冗餘度也大。綠皮車的超載能力,60後,70後都見識過的,雖然比不上印度的“掛火車”,也是非常驚人的。現在的高鐵也可以賣站票,可適量超員,非常符合中國特有的運量高峰特點。

3、技術自主問題。一個國家交通的骨幹網絡,是經濟命脈,是國家的安全。從清末興修鐵路以來,我們吃過這方面的虧太多了。當時國內的磁浮技術還不足以主導磁浮交通的建設,西門子方面只同意轉讓部分技術,主要集中在軌道建設技術和少部分車輛製造技術方面。核心技術不轉讓。西門子在磁浮技術方面累計投入多年,沒有實現一次商業應用,亟待回本,如果全面轉讓技術,鑑於中國的消化吸收能力,很可能後面就沒有生意盼頭了。

個人認為,以上3個因素是導致磁浮落敗的主要原因。

廣為傳播的磁浮造價高,維護成本高、輻射有害健康等,其實都不是磁浮落敗的關鍵原因。

造價方面:試驗線成本每公里3.3億,而後來建設的京滬高鐵總投資2209億,每公里造價約1.7億元。表面看起來磁浮造價高了好多,但要注意的是磁浮是試驗線路,相關工程配套的建造設施都是首次建設,與成規模建設的成本不同。就好比去工廠打樣的價格,和其後定型批量生產的價格,當然打樣要貴很多。另外磁浮試驗線裡面由於外方參與很多很深,技術轉讓和技術使用方面代價也非常高。如果技術自主,國產化提高後,價格自然就下來了。與德國方面簽訂的主要合同有:《上海磁浮快速列車項目設備供貨及服務合同》,總金額為12億德國馬克。《磁浮快速列車混凝土複合軌道梁系統技術轉讓合同》,金額為1億德國馬克。

所以,我的結論是,如果能做到和高鐵一樣的技術自主和國產化,磁浮的造價不會比高鐵高。

維護成本方面:和傳統的鐵路比較,磁浮和高鐵的維護成本都比較高。磁浮的維護主要是電氣和路基方面,高鐵除了上述兩項外,還有比較突出的機械磨損問題,如損耗件——鋼軌、輪對、轉向架、受電弓等等。因為磁浮運行中車輛與軌道不解除,機械磨損問題遠低於高速輪軌,維護成本低。同時脫離了摩擦阻力,磁浮列車的能耗顯著降低。打個比方,如果說傳統輪軌的能耗是用煤氣灶燒開一壺水的話,磁浮就相當於劃了幾根火柴,同樣一壺水就燒開了。

所以說,維護、運營成本方面看,磁浮較輪軌是有優勢的。

最後說說備受爭議的電磁輻射問題。

現代生活離不開電,有電流的地方就會有電磁輻射。人們直觀的想象是——讓那麼大的列車浮起來,得多高的電壓,多強大的電流,多大的電磁場,啊!天哪!!。。由此產生了可怕的電磁輻射對人體的傷害的傳說。

實際上,上海磁浮並沒有供電專線,而是從全市統一的公用電網接電,接入的是110kV,通過變壓器兩級降壓,先降至20kV,再降至1.5kV,也就是1500伏特,我們家裡用電壓是220伏特,比我們家用電高7倍不到。最後整流成為直流電,再由逆變器變成0~300Hz交流電。

再說電磁輻射,異性磁極相吸的磁場,是個自然封閉的磁場,能量外洩是微乎其微的。很多人不瞭解的是磁浮列車是靠異性磁極相吸的原理“吸”離軌道而懸浮,並非同性磁極相斥“推”離軌道懸浮。

再說這微乎其微的電磁波,在空氣中的衰減,強度是距離平方的倒數。衰減速度非常快。車廂內就不用說了,明白微波爐原理的就能理解,電磁波基本被屏蔽。車體外的部分,5米遠的距離,輻射值小於電動剃鬚刀,10米外的距離,專業儀器就難以檢測到了,其電磁信號淹沒在整個空氣中原有的電磁信號背景中了。

所以說電磁輻射問題就是個偽命題。但就是這個偽命題,導致後來批准的滬杭線遲遲不能開工,被迫擱淺了。這裡就聯想到最近好多省在改革高考3+3,大量考生棄考物理,缺少物理常識,於國於民,貽害無窮啊!!

群眾的眼睛的是雪亮的,這是對的,但僅限於 群眾能看懂的部分,對不掌握的知識,就只能當“睜眼瞎”。布魯諾是怎麼死的,我們忘懷了嗎?

說來說去,我的意見就是要客觀評價不同技術的優劣,進行取捨。從結果看,輪軌技術在這次PK中勝出,我認為當時的決策部門是廣泛聽取了各界意見,進行了實地研究和對比試驗,得出的結論是符合中國國情的。輪軌勝在運量、技術自主和原有運輸資源有效利用方面。後來高鐵建設的成功也證明了這一點。

磁浮也不應被淘汰。磁浮有自己的優勢,速度快、噪音低、能耗低、轉彎半徑小,爬坡能力強,維護成本低。早在上海磁浮試驗線測試時,磁浮就跑出了時速580公里的速度,下一代高速磁浮的運行速度是600-800公里/小時,在大型和特大型城市間建設高速磁浮線路,是對現有交通網絡的提升。中低速磁浮也有用武之地,建成和在建的也有幾條線路了。

最後說說上海磁浮試驗線的收穫。試驗線運營上的虧損,是不爭的事實,但收穫也很多。比如軌道建設技術上,為後來的高鐵路基、軌道建設打下基礎。磁浮軌道每公里高差不超過2毫米,在當時國內是從未有過的挑戰,我們做到了。現在大家明白,為什麼我們的高鐵可立硬幣而不倒,日本新幹線上硬幣立不起來的原因了吧。我們還取得了磁浮列車的製造技術,目前線上運營的4列列車中,有一列是中國製造。軌道梁加工用的數控銑鏜機床技術在國內落地生根,林林總總,對國內相關技術進步起到了非常大的促進作用。至於坊間傳說的磁浮技術和電磁彈射器的關聯性,大家還是自己猜著看吧。


仁觀天下


90年代末期,在中國急迫發展大規模高速鐵路,當時兩項截然不同的技術方案可供選擇,一個是輪軌高鐵技術,一種是磁懸浮列車技術。為此,國家組織了這兩種高鐵技術的驗證實驗,並最終選擇了目前的輪軌高速鐵路系統。

一、從成本考慮。

a、建設成本:上海磁懸浮實驗列車時世界上第一條真正商業化磁懸浮高速列車。全長30公里,設計投資1000億人民幣。平均每公里33億人民幣。而京滬高鐵全程1318公里,總共投資2200億人民幣,平均每公里不到2億人民幣。雖然這種簡單計算有事後諸葛亮的嫌疑,但實際證明輪軌高速在建設成本上有很大的優勢。

b、維護成本:磁懸浮車輛與輪軌之間無摩擦,列車控制技術非常精細,對線路平整,路基坡度變化要求極高,其維修費用也是極高的。

二、從知識產權角度考慮。

“艱苦奮鬥,自力更生”一直是中國文化的家訓。在高鐵方案初期,國家就把自己掌握核心技術作為基本要求。在高特開始建設之前,中國國內主要在中低速磁懸浮列車方面有一些研究工作,在高速磁懸浮系統、推進系統和導向系統三大組成部分方面並沒有太大突破。2003年上海磁懸浮技術基本是全盤引進德國技術建造,國內在直至2016年才在長沙高鐵南到黃花機場建成了中國首條具有完全自主知識產權的中低速磁懸浮商業運營示範線。

而輪軌高鐵技術則不同。早在21世紀初期,中國南北車就和世界主要高鐵技術公司合作包括日本川崎,阿爾斯通,龐巴迪,西門子等,有了比較好的技術基礎。2008年7月即宣佈生產出擁有自主知識產權的時速350公里的高速列車。發展出當時的和諧號380系列和之後的復興號系列。

可以說,當時選擇輪軌高鐵技術,有點像現在的5G華為之爭,核心技術把握在誰手中非常重要。

三、從技術角度考慮。

二者技術方案比較,都有很多優劣,不好一一表述,這裡列舉幾個主要技術方向:

1、防寒防凍

中國國土地域覆蓋廣泛,經度相差60多度,維度跨越近50度,可以說早上還是在春意盎然的雲南春天,晚上就要進入煙寒地凍的東北,或者說早上在大雨磅礴的上海,晚上就要到乾燥陰涼的新疆。這對高速列車的穩定性要求極高。而磁懸浮技術由於對路軌,地基等要求極高,這方面技術非常不好掌握。而中國輪軌高鐵在這方面經驗豐富,技術領先世界。

2、轉彎變軌坡度等

磁懸浮採用抱軌技術,幾乎不可能變軌,只能單軌單列行車,而且目前建成的幾條實驗性質的高速磁懸浮實驗線路來看,其彎道半徑都很大。另外,按照目前的技術,高速磁懸浮技術對地基技術要求極高,幾乎要求完全平整的路軌坡度。這明顯也不適合我國國情,建設這類地基路軌會對環境造成很大的影響。

4、輻射安全

即使到目前,大家對磁懸浮的輻射安全仍然在爭議中。有專家觀點認為磁懸浮列車的軌道上鋪設有交流線圈(即電磁鐵),在通電時,不僅列車會有輻射,軌道上也會產生電磁輻射,國內並沒有此類關於電磁輻射的安全標準。

5、承重能力的等

高速磁懸浮列車對安全載重也有比較嚴格的規定。載重過高或者過低可能都會嚴重影響列車的安全運營。而我國的鐵路運營高峰時間運營量和平時比相差巨大。綜合幾個方面技術因素,從運營量的彈性開展來說,目前的高速磁懸浮技術並不適合我國國情。

中國高鐵技術起步雖晚但發展迅猛,在巨大的鐵路運輸市場需求、高速提升的綜合國力、改革開放政策和跨越式發展戰略等因素作用下,中國高鐵技術達到了世界一流水平。


西門科技


實際上磁懸浮和高速鐵路之間存在多方案競爭的過程,雖然上海從德國引進的磁懸浮建設,但是最終是否真正實行,還是要看磁懸浮是否符合我國的當前情況。


而最終選擇了高速鐵路來構建鐵道系統,這恰恰證明了輪軌在我國具有相當的優勢,其中之一,就是“兼容”,在一個長年在全國範圍內進行跨線直通運輸的系統中,磁懸浮的單軌交通就已經脫離了人們心中關於“直達”的標準。雖然高速輪軌與既有的輪軌技術之間並不是全盤不同,但與科技研發或者逆向工程相比就顯得容易很多。

再者就是群眾的呼聲,由於磁浮技術本身帶來的群眾低信任感再加上若干次環境公共事件的影響,使得磁浮技術在群眾心中變成了輻射狂魔,即使檢測的實際輻射還沒本底的十分之一,但依舊挽回不了人們內心的定義。


還有不可忽視的一點,雖然修建鐵路的價格不便宜,但是磁懸浮的造價更貴,當年京滬高鐵磁懸浮報價是4000億人民幣,高鐵貌似1300億,雖然最後達到了2200億,但比起4000來講還是便宜了很多。

多種原因使得磁懸浮在於高速鐵路的競爭中敗下陣來。


大猿行攝


如果縱觀中國高鐵發展的全局,你就會發現,中國在高速鐵路發展的瓶頸期,幾乎買下了世界範圍內所有的知名高速鐵路系統的樣板。日本川崎,法國阿爾斯通,德國的ice,自然磁懸浮也不可能錯過。因此,當時這不是好壞優劣及建造成本的問題。而是廣泛學習的必要。


變色龍博物館行學


我住浦東,磁懸浮這玩意兒,有幾大明顯致命缺陷:1、噪音大!很大!2、電磁輻射很強。3、幾乎無法平戰結合使用! 普通鐵軌,一旦戰時電力系統出現問題,換上燃油車頭照樣跑,而磁懸浮只能趴窩。4、與要命的是,運行成本高!上海這33公里,50元票價,每年虧2億!


斯蒂芬-鐵


磁懸浮本就弊大於利,中國當時買磁懸浮就是是為了買別的一個技術,


Jakv


磁懸浮是德國人貸款給我們修的,據說德國自己都沒有。貸款150億。德國人聰明沒給錢,給的是技術和設備。全世界的地鐵都賠錢得買賣,只有香港是掙錢的。


風箏54448


主要是上海市民都抗議,因為磁懸浮交通有高輻射汙染。


和興51002920


上海磁懸浮出了一次火燒事故。搶救時首先要斷電。結果車輛卡在那裡動都不能動。要是磁懸浮的線圈出了毛病,通了電也沒用。輪軌的起碼可以拖走。


二老虎8


成本高不實謂,德國人自己研究出來也不用。


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