专业知识分享版使命:加速中国职业化进程京沪高速铁路项目的前期准备新世纪之初的1月1日,经济日报列举我国6项世纪工程:京沪高速铁路是其中之一。
修建京沪高速铁路,是沿线社会、经济发展的迫切需要。
这一项目的前期研究工作已进行了近10年。
国家有关机构和科研院所以及世界银行,对京沪高速铁路的可行性、主要技术方案及成本效益,组织过多项专题研究。
围绕项目开设的近3 00项攻关课题多已取得成果,为设计、评估和立项提供了科学依据。
与此同时,铁道部开展了勘测设计工作,并已完成初步设计。
我国在高速铁路方面,已有较充分的技术储备和潜力,只需进一步引进、消化吸收少量国外高速铁路的设备、技术和部分关键零部件,就具备了建设具有大量自主知识产权装备的京沪高速铁路条件。
1996年和1997年,铁道部先后向国务院和国家计委上报了预可行性研究情况报告和项目建议书。
计划2000年立项,2008年建成。
据测算,京沪高速铁路工程总造价将达到1000亿元人民币,设计平均时速为250公里(最高时速350公里),列车间隔设定为4分钟,每天110-120对,一列车可载客1000-1200人,每天运送22万人次。
全线票价将为飞机票价的50%到60%。
如果中途不停靠,运行时间将从原来的14个小时缩短到5个小时,与乘飞机相去不远。
加上高速列车的安全性有口皆碑,因此应该说“新干线”具有相当的竞争力。
铁路部门当时估计,京沪“新干线”将在1 5年内收回全部投资。
自1998年9月起,中国国际工程咨询公司受国家计委委托,对京沪高速铁路项目进行了评估,并对可行性报告作了肯定的评价。
京沪线的“轮轨”方案和“磁悬浮”方案之争就在项目等待最后拍板的时侯,1998年6月,中科院何祚庥、徐冠华和严陆光三位院士对京沪高速铁路项目提出了截然不同的观点,主张以时速500公里左右的“磁悬浮”列车取代“轮轨”列车,认为中国目前还没有建设高速铁路,航空客运和高速公路也处于初期发展阶段,交通结构调整的代价远比发达国家小,因而可以“实现技术跨越”,将高速磁悬浮列车系统作为中国有轨交通首选方案。
一场持续两年的大辩论由此展开。
为此,中国工程院,中国国际咨询公司都组织了论证,并去德国和日本考察,共同的结论是:高速磁悬浮系统目前尚不具备工程的可行性,也不适应京沪线的客流特点,京沪高速铁路宜采用轮轨技术系统。
但是磁悬浮方案并没有就此搁置。
经国务院有关部门同意,在上海先建设一条高速磁悬浮示范运营线。
“2000年3月,科技部高新技术发展与产业化司和德专业知识分享版使命:加速中国职业化进程国柏林磁悬浮高速列车国际股份有限公司就磁悬浮列车技术合作事宜签署了意向书。
这表明,时速可达5 00公里的德国Transrapid 高速磁悬浮列车正在启动驶向中国”(新浪网2000.3.3 )。
但就在这一意向书签字前的一个月(2000.2.5),德国政府及有关方面正式宣布放弃论证了7年之久的柏林-汉堡高速磁悬浮铁路运营线计划。
我国领导人去年在访问德国和日本时,也对高速铁路问题表示了关心,尤其对德国磁浮列车技术表示出极大兴趣,认为是“成熟的,可以应用的”(新浪网2000.7.7 ChinaByte)。
但在和日本的谈判中,日方公开表示,日本在自己的磁悬浮技术还不成熟时,不会向国外提供这项技术。
同时,日本一直对中国的京沪高速铁路感兴趣。
19 99年已故小渊惠三首相访华,表示日本愿意出售最先进的(轮轨)新干线技术,提供建设资金,希望拿到京沪高速铁路项目。
高速列车和磁悬浮列车一般称最高商业运行速度大于200 世界上第一条高速铁路是日本的东海道新干线,于1964年10月1日正式通车,速度210公里/小时。
日本新干线的成功刺激了欧洲高速铁路的发展。
欧洲的科技界在当时有一种观点,认为轮轨列车其极限为270公里/小时左右,超过该速度,轮轨之间将失去牵引力,必须寻求替代的驱动原理。
日、德、法、美、加等国,曾相继开展过轨道车辆的喷气推动,直线电机推动(即电磁力推动)研究。
于是,1922年由德国人赫尔曼·肯佩尔提出的,利用电磁悬浮原理与直线电机驱动相结合形成车辆的设想,开始受到关注。
德国在其“高运力快速铁路研究”项目计划中,同时考虑并开展了轮轨高速铁路和磁悬浮技术的研究。
法国于1972年用TGV001号燃气轮驱动的机车,创造了运行速度达318公里/小时的世界记录,而且未见失去轮轨粘着牵引力的迹象。
于是法国退出了与德国合作研究磁悬浮列车计划。
接着,美国、加拿大、前苏联和英国等都相继放弃了磁悬浮技术的研究开发工作。
德国于1985年将轮轨式试验型ICE 列车交付联邦铁路;在新建高速线上最高运行速度达到317公里/小时。
德国于1971年造出第一辆常导磁悬浮原理车TRO1,日本于1972年造出第一辆超导磁悬浮原理车M L100以来,经过30年的改进研制、开发,同样得益于电子和计算机控制技术的发展,磁悬浮列车终于在近期向实用化迈进的道路上,得到比过去较快的发展。
但是,德国和日本各自花费以十亿美元计的金钱,分别发展了不同类型的高速磁悬浮系统。
德国发展了常导型(TR 系列);日本发展了超导型(ML 、MLU 、MLX 系列)。
它们的悬浮原理和系统技术完全不同,绝对不能兼容并存。
专业知识分享版使命:加速中国职业化进程一位日本专家说:“如果在当时轮轨高速铁路达到了现在这样程度,恐怕日本就不会有人去研究高速磁悬浮技术了。
”一位德国西门子公司高层管理人员说:“西门子20年来既成功开发了I CE 高速列车和高速铁路运营指挥系统,又同时开发了高速磁悬浮列车和控制系统,但也正因为这个原因,使德国的高速铁路进展比法国晚了10年。
”(本节引用臧其吉, 人民铁道报2000.7.12 )磁悬浮列车技术和经济的可行性世界上磁悬浮列车的商业运营,只有英国伯明翰市内一条不足1公里的低速磁浮线。
由于故障率高,不便保证安全运行,已于1996年关闭。
因此,当前磁悬浮铁路的论证还没有工程应用的实例供借鉴,已有文献所引用数据,基本上来自于德国柏林—汉堡磁浮线计划的预测数据。
德国政府于1992年7月决定将柏林—汉堡线作为磁悬浮列车第一条应用线纳入交通计划;该线全长292公里,预测运量1450万人,计划投资98亿马克,(后又追加30亿马克),1 998年开工。
经过长达7年的争论和反复,2000年德国最终放弃了这一计划。
根本原因是工程技术不成熟,投资太大,风险太高。
德国曾花费巨资建成30公里磁浮试验线,现仅能供展示之用。
德国有人对此评论道:“这是一个奢侈的游戏”,“从实验样车阶段便可直接送入博物馆”。
1998年8月,在全程270公里的悉尼—堪培拉线竞标中,德国提出的磁悬浮方案,投标价格比法国的TGV高速轮轨还要低,但澳大利亚出于对风险的考虑,最后还是选择了TGV高速轮轨技术。
磁悬浮技术的“优点”那么,磁悬浮列车在技术上有什么优点?“支持派”的意见一般认为,由于轮轨高速列车受轮轨支承和受电弓供电的限制,提速潜力有限,而磁浮列车是与地面无接触、不带燃料的地面飞行,提速潜力大。
所以磁浮列车有以下优越性:速度快:轮轨高速列车最高时速300-350公里,常导磁浮列车时速可达400-500公里,可与民航竞争。
因为300公里/小时的轮轨列车,在700公里内具有对民航的竞争优势,而5 00公里/小时的磁浮列车,在1500公里内具有对民航的竞争优势。
加速减速快,爬坡能力强。
能耗低:德国TR 磁悬浮列车时速500公里时,座公里能耗为飞机的1/3至1/2,比汽车小30%。
时速300公里时,座公里能耗与ICE 3高速轮轨相同速度时相当专业知识分享版使命:加速中国职业化进程(另一说节省2 8%)。
维修省:磁浮列车维修集中在电子技术方面,不需大量体力劳动。
舒适性好,震动小。
污染小。
噪音小。
支持磁浮方案的严陆光院士也承认,磁悬浮列车有以下问题:兼容性差:磁浮车与轮轨铁路间要出站换乘,不方便。
运量比轮轨列车小,但这是任何一种新技术与传统技术比较时通常遇到的情况。
投资大:高速磁悬浮线路的投资,比高速轮轨铁路高1.2-1.5倍。
但前者的速度却比后者要高出50-70%,“这样比较,其实是一个优点”。
而且,高速磁悬浮铁路体系的发展将带动当前众多高新技术前沿的发展。
这些高新技术本身又将形成新兴产业,对经济发展发挥重要的作用。
(参见严陆光2000)反对磁浮方案的专家们对以上各项“优点”,几乎逐项作了反驳。
关于速度优势问题:首先,磁浮列车并非唯一能达到时速500公里的地面交通工具。
例如法国轮轨高速列车试验运行的时速曾达到515.3公里,没有出现失去牵引力的现象,运动力学指标安全,即还有提高速度的可能。
一些专家指出:地面交通时速不宜超过400公里,这应是一个基本的概念。
喷气客机的起飞速度是每小时350公里。
地面列车时速一旦达到500公里,有93 000)关于能耗低:这完全是“假说”。
据德国发表的文献分析,计算磁悬浮列车能耗是相同速度轮轨能耗的1.24倍以上。
而且,德国ICE 轮轨列车的座公里能耗,比日本高速轮轨列车高4 3%。
轮轨列车机械摩擦阻力为已知,一般大约为每吨重量1公斤左右,而磁悬浮列车尽管没有机械摩擦阻力,也存在悬浮和导向耗能、导磁涡流产生的磁摩擦阻力、线性电机的行车阻力耗能和气隙损耗等等,这些都还有待测定。
关于维修省:磁悬浮系统虽然没有轮轨接触,但车、线之间配合关系非常严格,可以说是一个非常精密的系统。
实际运营线要比试验线情况复杂得多,维修技术应比轮轨系统复杂得多。
所以,德方提供的维修工作量和维修费用比例,根据明显不足。
关于舒适性,也要打个问号。
比如,磁浮线弯道超高,架设支承梁要用混凝土浇灌定位,无法调整。
运营中如果要改变行车速度,旅客乘坐的舒适度无法保证。
特别是当两列磁悬浮列车各以5 00公里的时速会车时,相对速度接近音速,会出现极大的气压波,如何保证车体的平稳性和旅客的舒适度,如何规定会车时速,都是有待研究的问题。
日本专家提出磁悬浮不能实用化的原因之一是舒适性问题,特别是纵向加减速度超过了舒适性标准的要求。
关于噪音小。
从德方提供数据可知,时速200公里以下时,磁浮车的噪声比轮轨车低,在300公里时二者相同,到500公里时,噪声达到100分贝,属于不能允许范围.。
如果为控制噪声把时速控制在300公里以下(特别是在人口稠密的城镇专业知识分享版使命:加速中国职业化进程地区),那么磁浮列车“速度高”的优越性,已经大大地打了折扣。
磁悬浮列车投资大,维护成本高磁悬浮列车的工作原理,是一个展开成数十百公里的巨大的电机系统。
它要求“定子”(路轨)和“转子”(列车)之间的配合十分精密,控制系统十分复杂(沿线每400 但是,力主上磁浮列车的何祚庥院士对此却有独到的见解。
他认为,磁悬浮列车在经济和工程两方面“有无可比拟的优越性”:投资省:据德国柏林—汉堡设计方案,“双线轮轨式高速列车公里造价是3400-5000万马克(依地面的不同复杂程度);而双线磁浮列车是2900万马克”。