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WTC2023 高速磁浮列车平稳性面临挑战 时速600公里磁浮正在上海线试验 达速试验线建设迫在眉睫
时间 :2024-01-19 01:20:45     安博作者: 小九直播间足球直播回放

  原标题:WTC2023 高速磁浮列车平稳性面临挑战 时速600公里磁浮正在上海磁浮线试验 达速试验线建设迫在眉睫

  中央、国务院2021年2月24日印发《国家综合立体交通网规划纲要》(以下简称“《纲要》”),《纲要》除对传统高速铁路中长期规划发展提出要求外,首次在国家层面对非轮轨技术轨道交通应用做出规划。《纲要》提出,研究推进超大城市间高速磁悬浮通道布局和试验线路建设。不过《纲要》没有就高速磁悬浮通道具体建设时间、地点给出明确要求。

  作为客运交通,高速磁悬浮列车平稳性指标或是这个系统适用性最重要的指标,也是它面临的最大的挑战,如果平稳性解决不了,载客就会受到限制。

  同济大学磁浮交通工程技术研究中心副主任林国斌,在2023世界交通运输大会-真空管道磁浮交通国际学术论坛上做出上述表示。

  林国斌称,高速磁悬浮列车随着速度提高,列车加速度稳定性变得尤其重要,震动会随着列车悬挂传递到车厢里,会影响到车箱平稳性以及乘客乘坐舒适性。他举例称,与时速350公里的轮轨高铁相比,上海高速磁浮线公里)平稳性会差一些,而且经过维护也很难达到与轮轨高铁一致的平稳性。

  林国斌分析称,高铁的钢轮和钢轨之间是机械结构,钢轨能做到几公里没有接缝,表面能做到非常连续、平整,加上高铁的支撑梁,钢度比磁悬浮高,均匀性也比磁悬浮好。而磁浮系统,因为轨道不是一个结构传递部分,它同时形成磁力构件,很难做到像钢轨一样的连续、均匀、平顺,所以这就是造成磁浮平稳性的难点。

  林国斌称,目前同济大学正在研究这个课题,努力解决磁悬浮在更高速运行中的平稳性问题。也做了一些仿真、模拟。他表示,要想将列车的平稳性达到优良水平,可优先考虑把轨道标准提高,但成本代价会比较大,也可以把悬浮系统的品质提高,让悬浮系统本身的控制弥补轨道不平顺的问题。

  就平稳性指标如何优化,林国斌称,对于人来讲,不管坐飞机还是坐火车,平稳性指标都是来自于垂向、横向加速度的作用。高铁因为轨道很连续、平整,所以比较平稳;飞机因为在空气中运行,也是连续性的介质,也能做到很平稳。“为了达到磁悬浮列车的平稳性,可以在车厢中做一级悬挂、二级悬架,或在椅子上加减震,都是可以的,但这些措施最后都会变成经济性的问题。”他说。

  为解决高速磁悬浮列车平稳性问题,是不是能够给列车每个座椅都设置一个安全带?中车青岛四方机车车辆股份有限公司副总工程师丁叁叁在同场论坛就此回应,“如果高速磁浮列车需要用安全带把乘客绑在上面,是我们搞车辆、系统人的失败,我相信这样的一个问题有很好的手段处理,我们一定会解决。”

  除了平稳性问题,高速磁悬浮列车的噪声污染也是一项挑战。林国斌称,目前技术能将高速磁浮车内噪声控制在80分贝以内,与民航客机相当,但是车外噪声(距离25米、时速600公里)可能会达到110分贝左右,“这样的噪声如果在人口比较密集的地方,影响是比较大的,还要采取一定的措施。”他说。

  就解决方案,林国斌称,能够最终靠建设隔音墙或隔音罩把噪音降下来,日本就是这样做的,噪声可以降到80分贝以下,但是这些措施会使高速磁悬浮的建设成本增加,对经济性构成一定影响。

  就高速磁悬浮列车的全寿命周期成本,林国斌称,因为不同制式,数据不一样,发展成熟度也不一样,所以行业内就此有分歧,有研究认为高速磁悬浮列车的全寿命周期成本很高,也有研究认为比轮轨列车低,目前这样的一个问题还没有统一的结论。

  同济大学磁浮交通工程技术研究中心副林国斌也称,在两至三年内很难完成一条能跑到时速600公里的试验线公里长的试验线做高速磁悬浮系统验证,可能还需要时间。

  中央、国务院2021年2月24日印发《国家综合立体交通网规划纲要》(以下简称“《纲要》”),《纲要》除对传统高速铁路中长期规划发展提出要求外,首次在国家层面对非轮轨技术轨道交通应用做出规划。《纲要》提出,研究推进超大城市间高速磁悬浮通道布局和试验线路建设。不过《纲要》没有就高速磁悬浮通道具体建设时间、地点给出明确要求。

  时速600公里高速磁浮交通系统目前已完成了半实物仿真系统,模拟效果很好,目前正在做核心零部件在上海高速磁浮线(以下简称“上海磁浮线”)的试验。所谓半实物仿真系统,就是把实验室的实验和仿真系统耦合在一起,进行全速度和范围内的高速磁浮模拟。虽然时速600公里高速磁浮交通系统开始在上海磁浮线做验证,但上海磁浮线公里高速磁浮交通系统的达速试验要求。

  中车四方于2016年6月启动时速600公里磁浮项目研发,2019年5月23日,时速600公里高速磁浮试验样车下线月在上海同济大学试验线上试跑,试车时速未超过50公里,属于低速运行,后经过系统优化确定最终技术方案,于2021年1月研制出成套系统并开始了6个月的联调联试。

  在青岛四方以常导电磁悬浮制式研制高速磁浮列车的同时,中车长客以高温超导技术研制高速磁浮系统。于青松介绍称,中车长客高温超导电动悬浮的全要素试验系统是2019年启动的,这个线路分为加速区、悬浮区和制动区三个区域,长度是200米。2021年12月实现了动态调试,2022年9月实现了50公里达速悬浮试验,2023年3月31日试验系统完成稳定悬浮运行。

  于青松称,对于中车长客而言,第一阶段任务实现了稳定的悬浮,目前已完成,第二阶段是工程化验证阶段,目前完成了工程样车的方案设计,工程车的研制正在进行中。“中车长客将不断加大对超导电动悬浮技术的投入力度,开发更加实用化、商业化的方案。”

  就利用上海磁浮线公里高速磁浮交通系统测试,中国中车董事长孙永才也做出过建议。在2023年全国两会期间,孙永才建议由国家相关部委牵头,在夜间,利用上海磁浮线公里以下的高速性能实验,并统筹推动时速600公里高速磁浮商业运用线建设。在孙永才提交的《关于加快推进时速600公里高速磁浮试验和运用的提案》中,他强调,为快速推进产业链升级和现代化建设,抢占世界技术制高点,增强全球话语权,支撑科技强国、交通强国战略,迫切地需要对时速600公里高速磁浮系统来进行高速性能验证和商业化运用。

  在高速磁悬浮系统研究方面,除了中车四方和中车长客正在进行研制外,目前国内正在从事相关研究的还有西南交通大学(以下简称“西南交大”)钉扎磁浮(高温超导磁浮)技术和中国航天科工集团公司(以下简称航天科工)的超导磁悬浮技术线日,世界首台高温超导高速磁浮工程化样车及试验线在成都启用,该样车设计时速620公里。西南交大方面称,这标志着高温超导高速磁浮工程化研究实现从无到有的突破。

  2017年8月,航天科工宣布开展了“高速飞行列车”的研究论证,利用超导磁悬浮技术和真空管道,致力于实现超音速的“近地飞行”。中国航天科工相关负责人透露,高速飞行列车项目的落地将按照最大工作速度1000公里/小时、2000公里/小时、4000公里/小时三步走战略逐步实现。

  不过对于未来更高速度试验列车技术方式是以轮轨方式继续研究,还是转向磁悬浮技术,中国高铁唯一运营方中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)方面从未表态。国铁集团人士曾多次对《中国经营报》记者强调,中国在“更高速度试验列车”研究上的目的性很强,就是开展基础性、理论性和关键系统的可靠性研究,进行新材料新技术的研究,为高速铁路未来的发展做好知识储备,目前就高速磁悬浮列车谈商业运营为时过早。

  就更高速铁路,2021年1月4日国铁集团方面提出,组织实施“CR450科学技术创新工程”,研发更安全、更环保、更节能、更智能的复兴号新产品。国铁集团人士对《中国经营报》记者表示,“CR450科学技术创新工程”即“下一代更高速列车’项目,研制运营时速400公里动车组,这是中国未来更高速列车发展目标。他认为,下一代更高速列车时速将以400公里为起点,以更环保、更经济、更安全和更具技术竞争力为目标,研制“友好型”高速列车。

  需要指出的是,国铁集团“CR450科学技术创新工程”中的运营时速400公里动车组,仍采用轮轨技术。

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