高速铁路≠磁悬浮
2003-10-10臧其吉

■300公里／小时的轮轨高速铁路，技术上既先进又可靠，经济上有市场有效益。 
■轮轨接触并不是高速的障碍，磁悬浮也不能解决高速度的问题。 
■磁悬浮列车的低能耗、低噪声和高速度等所谓优势，都是把假设当论据，值得商榷。 
　　一提起高速铁路，有人就以为是指“磁悬浮”，这是不科学的科普宣传给人们造成的误解。还有的媒体说，只有磁悬浮才能把车的速度提高到每小时500公里甚至700公里，这更是一种错误。我国要修建京沪高速铁路，但不能采用磁悬浮。 

　　磁悬浮列车的发展与现状 

一般称最高商业运行速度大于200公里／小时的列车为高速列车。高速铁路则是由适于高速运行的基础设施（轨道、路基、桥梁、隧道等）固定设备、高速列车、运输组织指挥系统和安全保障系统等构成的铁路运输系统。虽然表面看起来，仍然是列车在轨道上运行，但它已突破了传统铁路的概念，是在传统铁路基础上，大量应用新兴技术的新型交通系统。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。欧洲的科技界当然不去重复日本的模式，并且一开始就想在更先进的技术基础上，超过日本新干线的运行速度。但是担心靠传统的车轮与钢轨之间的作用产生的牵引力，在高速情况下是否还能保持。由于对轮轨相互作用的机理缺乏足够的认识，当时存在一种“极限速度”的观点，这种观点认为，基于轮轨粘着产生牵引力的列车，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，因此，必须寻求替代的驱动原理，如日、德、法、美、加等国，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）。于是，曾经在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 
国的轮轨高速铁路则在既有铁路与列车的基础上，结合线路试验开展工作，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。在法国高速铁路投入运营，并取得显著的技术经济和社会效益的现实下，德国开始加紧其轮轨高速列车ICE的设计研制，于1985年将试验型ICE列车交付联邦铁路；同年，在新建高速线上最高运行速度达到317公里／小时。日本也出于类似的原因，于1970年开始超导磁悬浮系统的研究。 

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了数10亿美元，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，到底是常导好还是超导好，国内外有关专家尚存在较大的分歧意见，还有人主张要搞就应该发展高温超导技术。 

　　对于是否应发展高速磁悬浮运输系统，笔者同意两位国外专家的看法。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在介绍德国高速铁路发展情况时说：“西门子20年来既成功开发了ICE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。” 

　　磁悬浮技术还存在悬而未决的问题 

　　磁悬浮经过几十年的研究和试验，是否达到可以建造运营线的时候了呢？没有。日本刚完成其计划中的技术可行性验证，试验中还出现过烧毁车辆的事故，他们计划还将继续5年试验，以检验其耐久性。至于磁悬浮列车将如何组织运输，如何计算它的运能等这些交通运输的基本问题，他们尚未考虑。德国只有单线试验经验，双线会车情况怎样，一旦发生故障，如何组织运输等问题还不能回答。磁悬浮并没有天生的安全性，德国人也只能靠一个线圈失灵了，另一个顶上的所谓冗余设计去“保证”安全。客运交通是人命关天的大事。上述情况下的磁悬浮，能说“已经成熟”了吗？且不说德国自己仍在大力发展轮轨高速列车，而不在本国首先使用磁悬浮技术呢！仅举它的几个难以解决的问题，则足以让人怀疑它的工程可行性和实用价值： 

　　1．磁悬浮列车不能形成一个通用的运输系统。磁悬浮列车相当于“电机”的转子，它必须与它的“定子”——展开铺成道路的电磁绕组构成一个固定形式，固定功率和能力的运输系统。它不但不能与其他运输系统兼容，一种磁浮列车也不能与另一条磁浮线路兼容。这样一来，一条磁悬浮系统设计建成，它的车辆载重、列车长度、行车密度和运行速度从而运输能力便不能扩大或改变，否则，整个造价昂贵的“电磁道路”将拆去重建。 

　　2．磁悬浮线路道岔结构庞大而复杂，可靠性不能保证。轮轨铁路通过钢轨道岔实现列车的转辙。磁悬浮列车的轨道由钢梁或混凝土梁构成，道岔只能移动整梁，实践中用8台液压千斤顶，以约50吨的转辙力使数百吨重的梁移动数米行程，而且转辙后锁定困难，可靠性差。而运输组织必须要采用大量道岔，因而不但工程造价高，运输可靠性更难以保证。 

　　3．无法降低的造价。磁悬浮系统的造价与轮轨铁路相比有以下几项固有的因素不可克服：构成线路的桥梁是普通路基的4～5倍；磁悬浮的承载轨道是长定子铁芯，驱动装置是沿线路铺设的长定子绕组，还要加上导向钢轨和迫降轨道；庞大的道岔及复杂的转辙装置；复杂的供电设备，所以它的总造价约是轮轨铁路的2～3倍，而且难以降低。 


　　此外，高速磁悬浮列车的低能耗、低噪声和高速度等所谓优势都是把假设当论据，需要商榷。特别是它的安全性和少维修更需要经实际运营的考验。