城际轨道交通与磁悬浮铁路

城际轨道交通与磁悬浮铁路 城际轨道交通与磁悬浮铁路   ［摘 要］ 结合城际轨道交通的特点，文章对比分析了轮轨、磁浮制式运用于城际轨道交通的差异，认为城际轨道交通不宜采用磁悬浮制式。 ［关键词］ 城际轨道交通 轮轨 磁悬浮   1 问的提出       磁浮铁路脱离了轮轨系统的传统概念，将陆上有接触交通系统改变为无接触交通系统。这一构想由德国人赫而曼·肯佩尔于 1922 年首先提出，历经漫长的研究、试验，目前全世界建成的有德国埃娒斯兰 31.5km、日本山梨 18.4km 和中国上海 30km 试验线。速度高是磁悬浮铁路最突出标志，常导磁悬浮可达 400～500km/h，超导磁悬浮可达 500～600km/h。我国对磁浮运输系统的研究始于 1990 年京沪高速铁路采用轮轨或磁浮的学术争鸣，在珠三角、长三角城际轨道交通研究中，也对广深港、宁沪杭磁浮城际线进行过规划论证。经过多年的争议、论证，京沪高速铁路不宜采用磁浮制式已基本定论，那么磁悬浮铁路能否运用于城际轨道交通线上呢？以下结合城际轨道交通的特点，从服务功能、运输适应性等方面分析对比轮轨制式与磁浮制式的差异，探讨磁悬浮铁路在城际轨道交通领域运用的可行性。 2 磁悬浮铁路的局限性分析 2.1 理念不同       城际轨道交通是不同于一般客货共线铁路，也不同于高速客运专线铁路，与城市轨道交通（轻轨、地铁）也有明显差异的一种新型的轨道交通运输方式。是城市化发展水平高地区的基础交通设施，是体现以人为本，方便沿线各个城市、主要中心城镇、城市组团、次中心城镇之间旅客出行的公交化服务设施。由于轮轨与磁浮制式的差异，必然导致设计理念的不同。城际轮轨线是在突出体现城际交通的特点，充分考虑与城市的融入性、系统性前提下确定合适的建设标准及规模；而城际磁浮线是在突出体现高速度、高标准前提下，尽量考虑与城际交通特征的适应性。 2.2 车站设置少，兼顾客流面小       车站设置与速度目标值息息相关。城际轨道交通速度目标值的选择除了要考虑时间目标值的要求、工程投资、对客流的吸引力等因素外，更要重的考虑车站间隔与运行速度的适应性。按列车从启动－目标速度－停止的走行距离以及列车在区段以目标速度运行距离不小于 80％的经济比计算，轮轨列车选用速度目标值 120km/h，则车站间距不宜小于 3.3km；140km/h 则不小于5.3km，160km/h 则不小于 9.5km。由于城际线为扩大吸引客流，设站较多，因此其站站停列车速度目标值一般不宜超过 160km/h。拟建广珠城际线推荐的是 140km/h，沪宁城际线推荐的是160km/h。磁悬浮铁路若选用较低的速度目标值，因其造价高和不兼容的特性，将与轮轨铁路无比较价值，我国建设磁悬浮商业运营线，其速度目标值不应低于 400km/h，为适应 400km/h 以上速度运行，磁悬浮铁路的车站间距一般认为不宜小于40km。       以沪宁城际为例：在国家磁浮交通工程技术研究中心编制的《长江三角洲地区城际高速磁浮交通网规划研究报告》中建议修建宁沪杭甬磁浮铁路骨干网，最高速度 450km/h，沪宁磁浮城际线从上海虹桥机场至南京，全长约 300km，沿线设虹桥、昆山、苏州、无锡、常州、镇江、南京7 站，平均站间距离 50km。沪宁轮轨城际线从上海铁路站至南京铁路站，全长 300km，设站 30个，平均站间距离 10.3km。沪宁轮轨城际线设站多，基本与沿线客流中心的分布相适应，兼顾客流面广；而磁浮城际线主要承担大城市间客流，难以兼顾沿线中小城镇的客流。 2.3 服务频率低       便捷性体现在服务的频率和旅客出行在途时间的长短。轮轨制式的发车频率技术上可以达到 2min 间隔，实际运输组织可以为旅客提供 3～5min 发车频率的服务水平。而磁浮制式的追踪间隔受供电制约长达 10min，上海磁浮线行车间隔为20min。轮轨制式服务频率是磁浮制式的 3～5 倍。 2.4 便捷性相对较差、服务范围小       出行时间是旅客选择交通方式的首要因素之一，旅客出行时间包括旅客出家门到铁路车站、换乘及待站时间、铁路线上旅行时间、出铁路车站至目的地时间。轮轨线车站分布密，旅客出行可就近选择城际车站便捷换乘。磁浮制式的优势仅仅体现在可缩短旅客的线上旅行时间，因其车站分布在 40km 以上，且车站难以深入客流中心区，必然增加旅客周转时间。       根据长三角城际线网规划，沪宁城际苏州、无锡间磁浮线设苏州、无锡站，间隔 40km；轮轨线可设 6 站，如图 1。       若旅客从苏州外跨塘铁路南侧 5km 某地至无锡东铁路南侧 5km 目的地，出行距离 40km，磁浮制式选择苏州、无锡磁浮站换乘，轮轨制式选择外跨塘、无锡东换乘站站停轮轨列车，路面公交旅行速度按 30km/h 考虑，出行总时间分别如下：       磁浮系出行时间＝出发地到苏州 24min＋苏州候站时间5min＋线上旅行时间7min+无锡至目的地 24min＝60min       轮轨系出行时间＝出发地到外跨塘 10min＋外跨塘站时间 1min＋线上旅行时间 23min+无锡至目的地 10min＝44min       其他范围出行组合两种制式出行总时间对比如 1。       根据以上分析，当旅客出行距离在 30～60km时，仅有磁浮车站 5km 圈内旅客出行便捷性磁浮方式优于轮轨方式；当出行距离在 30km 以内时，乘坐磁浮列车将增加旅客出行旅程磁浮线上多走10km 以上，再换乘地面公交 10km 以上，重复走行且便捷性差，旅客将不会选择磁浮交通。简单推算，城际轨道交通若采用磁浮制式，其服务范围将较轮轨制式减少 50％以上。 2.5 票价高       城际轨道交通作为城市群区域的基础交通工具，其公交化服务水平主要体现在服务面广、便捷、便宜等方面。由于磁浮铁路车站设置少、工程造价高，其服务范围将交轮轨铁路减少 50％以上，票价将高出城际轮轨铁路 1 倍以上。对于城际间中短途出行距离尤其是通勤、通学旅客，磁浮出行方式将不是其首要的选择，而这部分旅客正是城际轮轨铁路的主要服务对象。可以认为，磁浮铁路不适宜作为城市群地区提供公交化服务的基础交通设施。 2.6 运输适应性差       磁浮列车的编组国外研究均在 8 辆以下，最大可扩至 10 辆尚有待进一步研究，磁浮线路不具备与轮轨列车共线运行的兼容性，一但建成则不便于扩容。轮轨线路可以根据客流需求选择合适的车辆编组，可以考虑与城际客运铁路网的联轨跨线运行，其功能上也具备必要时相邻干线铁路跨线运输的条件，具备路网调节的灵活性。       按照编组辆数及定员标准计算，磁浮线路单向输送能力为 6000 人/小时，城际轮轨单向输送能力可达 20000 人/小时以上，是磁浮线路的 3 倍多。修建城际铁路是面向公共交通的土地开发（TOD），是经济发达地区可持续发展的必然选择，是实现路面交通向轨道交通逐步转移的战略需要。根据沪宁城际客流预测，沪宁通道城际客流高峰小时客流量 2010 年无锡～苏州间超过6000 人次，2020 年镇江～苏州各区段均超过 1万人次，2030 年全线各区段均超过 1 万人次，最大达 1.6 万人次。若修建沪宁城际磁浮铁路，其能力不能满足城际客流高峰小时出行的需求，40～60％的旅客出行将仍然依赖于高速公路运输。显然，城际铁路采用磁浮制式不是公交化服务运输方式的合适选择。 2.7 效益差、风险大       技术上的不成熟和投资效益差是磁浮铁路最大的风险。磁浮技术起步最早的德国、日本，也正是基于其风险太大而尚未推广于商业运营。德国建成的 31.5km 试验线，原投资 1.5 亿马克，后来包括研究经费在内，竟追加至 7.8 亿马克。柏林—汉堡线 1997 年预算为 89 亿马克，第二年就追加 10％，达到 98 亿马克，1999 年重新核算表明，起码还要增加 30 亿马克，造价昂贵及没有经济效益是导致该工程下马的直接原因。上海磁浮线最高速度 430km/h，每公里造价高达 3亿元左右，根据“863”计划研究，磁浮铁路运用于长大干线，单位造价可望控制在 2 亿元/公里。即便如此，磁浮铁路的投资仍比轮轨铁路高 2 倍左右，而运输能力仅为轮轨铁路的 60％左右，在磁浮铁路未有大幅度降造的有效措施之前，其项目将难以可行。 3 城际轨道交通不宜采用磁悬浮制式       磁浮铁路是集多种高新技术于大成的先进技术，速度高，造价高，系统独立性强，运输能力小且不便于扩容，风险大。其制式特点导致其为城际客流服务的功能受到局限，在城际轨道交通上选择磁浮制式不能充分发挥其高速的优势，不能有效地满足城镇间广大旅客经济、便捷、公交化出行的要求。磁悬浮铁路的特点更接近于高速铁路，其服务对象应为中长距离点到点客流，不适宜运用于城际公交运输方式，城际轨道交通不宜采用磁悬浮制式。