肖世德博客
没有轨道交通这个特,西南交通大学也许就没有今日这个地位和知名度。单搞轨道交通存在科研抗风险能力不足问题,西南交通大学不是没有认识到这一点。先前学校内有一帮牛人搞高温超导磁悬浮,这个高温是相对于零下270余度液氦而言,实际上要维持这个温度,消耗的液氮成本不可细算。另一帮牛人搞常温磁悬浮,九里校区建有室外、室内短实验线,研制的磁悬浮样车江主席坐过。还曾与成都市共建青城山露天试验线,可惜没有载过几天客,最后不知何故拆除。长沙国防科技大学也有一帮牛人搞常温磁悬浮,在校内也建了一条露天短实验线,2006年我曾去观摩体验过。客观而言两家的速度都比较低,技术差距不大。从技术和经济角度分析,常温磁悬浮似乎比高温超导磁悬浮成熟些。
时过境迁,还是沈志云院士看得透,中国高速铁路最后选择轮轨运输,磁悬浮败北。今日在客运方面,高速铁路、高速动车组已经达到350公里/小时运行速度;在货运方面,大秦铁路一年运量超过3亿吨。从技术角度看,这个速度和运量都已经接近准轨铁路客货运输极限,值得研究的技术空白点似乎不多了。
西南交通大学未来轨道交通运输研究领域指向哪里?沈志云院士看得远,早几年提出开展真空管道磁悬浮超高速运输研究,这个领域确实存在不少研究未知数,会带来不少研究课题。几年下来我看国家在科研投入方面还在犹豫疑惑。
磁悬浮汽车我个人感觉,真空管道磁悬浮超高速运输,在可预见的将来,技术上难关重重,不说如何修路,单是如何抽得真空,如何维持真空,如何让人上车下车,如何解决路途呼吸问题,如何解决安全问题都很有难度。经济性更不好说,修好后有多少人会为了体验维持几秒钟几分钟的1000公里/小时超高速感觉去乘坐,也许就如上海磁悬浮一样,稀奇不了几天。除非未来中国确实不到地方花钱了。
西南交通大学未来要想保持轨道交通技术研究国内外领先,获得国家持续的研究经费投入,我个人觉得可以开展超宽轨距轨道交通技术体系创新研究。目前铁路轨距我国与英国、美国采用准轨1435毫米,苏联宽轨1524毫米,印度宽轨1676毫米,日本东南亚非洲多为窄轨1067毫米。准轨铁路轨距1435毫米,这是历史的遗产,听说源于古罗马时代马车两匹马的屁股宽度。从技术角度分析,铁路运输的所有长处(长途、准点、快速、烧电、气候、运量等)源于铁路专用。这个专用也是铁路的短处,铁路只能做到点到点运输,客货必须在点(车站)换乘和换装。
我个人思考,铁路轮轨方式依靠轮与轨的硬对硬接触实现滚动,同时实现支撑,这并不是本质缺陷。磁悬浮方式设想依靠磁力互斥实现非接触,以减少摩擦消耗,却没有考虑支撑力的产生和维持成本问题。未来制约轨道交通技术继续进步的一个主要限制参数也许就是准轨轨距偏低问题。在准轨1435毫米约束下,客车要想快跑,只有搞长直线路、动力分散动车组。货车要想多拉,只有搞长编组和重联机车牵引。我有一个感觉,这个准轨轨距1435毫米的魔咒不打破,轨道交通技术研究领域和水平已经很难从根本上取得突破,只有在欧美老外打的技术底子上转来转去。
准轨轨距1435毫米,单就经济性方面分析,一者造成建成的铁路桥和铁路路基存在线路局限。铁路要改线,要拆除,公路不能继续利用。二者铁路运输类似德阳东方电气集团制造的大件货品严格受限,只有转走长江水运、海运和大件公路,制约了我国大件和超大件技术和装备研发。三者铁路、汽车货物要搞联运,必须在车站增加装、卸环节和手续。四者造成铁路客车制造、货车制造空间受到限制,单节车厢的载货量、载客量要想再提高已经很困难。
客货运输市场竞争力高低根本取决于运输的绩效比和能耗比。铁路的优势是烧电、专业、海量运输。航空的优势是高速客运。汽车的优势是灵活门到门运输,不用中途装卸载。水运的
优势是浮力支撑、顺水廉价。管道的优势是流体介质连续、封闭输送。在可预见的将来,在超级海量电池技术没有取得根本突破,超小体积高效太阳能发电技术没有问世之前,飞机还得烧油,不可能烧电。汽车长途烧电也不现实,也许只有短途。水运还是只能在有水的地方慢慢走。管道只能输送流体。世界上石油资源听说只供几十年消耗。中国很缺油,但西北有煤炭,西南有水电,因此铁路这种烧电的价廉物美的运输方式未来在中国最有生命力。
从市场经济学观点看,衡量铁路运输的终极指标不是速度,而是客运人公里和货运吨公里这些总运输量指标。采用超宽轨距轨道交通运输技术,可以适当减少列车编组长度,同样获得高运输总量。要多分客货运输市场蛋糕,铁路客运可以靠增加速度,缩短里程,减少发车间隔来抢夺客源。铁路货运除了集装箱方式外,还可以学习长江水运滚装式运输,采用背驮载重汽车方式长途运输货物,实现汽车和火车优势互补。在中国这种国度,尤其未来开发大西北资源,要把新疆等地的煤炭运出来,估计从整体能耗比、性价比方面分析,这是个双赢的最佳运输方案。
目前轨道交通技术研究热点磁悬浮、高铁、重载等都是从国外引进的,中国人要想天下第一
这个名号,研究真空管道磁悬浮轨道交通运输技术体系是一个可能,研究超宽轨距轨道交通运输技术体系也许是另一个选项。这个超宽轨距轨道交通运输技术,会带来很多新的研究课题。第一个研究课题也许就是超宽轨距究竟取多少合适,我个人分析觉得轨距2500毫米左右也许最好,轨距小于2000毫米不用考虑,轨距大于3000毫米,似乎心太贪。现在高速公路单车道宽度才3500毫米左右。铁路轨距2500毫米左右,则铁路车厢可以做到宽度5000毫米、高度7000毫米左右,高度、宽度较现有参数增加50%左右,可利用的运输空间体积增到2倍以上。
从技术角度初步分析,超宽轨距轨道交通可以减少侧翻脱轨可能性,提高运输安全性、乘坐舒适性等指标,而且为铁路汽车驮运、超大件运输甚至改线再利用方面带来潜在便利和可能。可以设想,今后考虑取消架空输电线,在铁路中央铺设输电轨,克服架空输电线波速限制和轮轨粘着限制,为时速1000公里量级的超高速铁路客运带来技术可能。甚至可以设想,仿重庆单轨运输那样,研制中央输电轨特用新式转向架,实现载重轮轨与导向轮轨分工,从根本上减弱现行铁路轨道蛇形、波磨现象,增长维修时间间隔。
西南交通大学开展超宽轨距轨道交通运输技术体系研究,可以继承百年铁路轨道交通研究积累的技术成果和人才资源,没有关键的无法克服的技术难题存在,进而派衍出研制超宽轨距铁路及其相关技术装备等庞大需求,占领世界下一代轨道交通运输技术战略制高点。
我个人觉得,在可预见的将来,超宽轨距轨道运输比真空管道磁悬浮运输更能说服政府投资修建试验铁路,如四川省修建成都(德阳)到泸州(重庆)的超宽轨距试验铁路,实现大件运输,充分发挥四川德阳大件重装制造基地优势;如国家投资修建乌鲁木齐到长江岳阳(荆州)年运输量超10亿吨的超宽轨距铁路运煤专线。
当然要想国家放弃在1435毫米轨距基础上积累的百年铁路固定资产,重修和扩修现有铁路路基、桥梁和隧道,是一件痛苦的决策,也许只有等待旧有固定资产寿命慢慢耗尽,逐步改变。
中国过去敢于第一个吃螃蟹,引进德国磁悬浮技术在上海率先实现商业化运营,证明轮轨高速技术更优。中国现在舍得投资,建设全球第一高速铁路客运网。我相信,中国未来必有勇气,率先建立超宽轨距铁路与汽车运输联合体系,逐步替代现有准轨铁路运输和汽车运输分离体系。
谨以此文,抛砖引玉。期望西南交通大学永远保持轨道交通技术研究中国第一、世界领先地位。
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