中低速磁浮在城市軌道交通中的應(yīng)用分析

周侶

（中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司，四川成都 610031）

隨著長沙磁浮快線和北京地鐵S1線成功商業(yè)化運營，以及鳳凰磁浮和清遠(yuǎn)磁浮即將建成投入商業(yè)化運營[1]，我國已擁有中低速磁浮從設(shè)計、制造、施工、運營的自主知識產(chǎn)權(quán)[2]。中低速磁浮工程化應(yīng)用，在為高速磁浮發(fā)展提供技術(shù)儲備同時，得益于自身具備“地形適應(yīng)強、噪音低、振動小”的優(yōu)勢[3]，顯示巨大發(fā)展空間和應(yīng)用前景，成為軌道交通線的理想新型交通制式。本文結(jié)合軌道交通線路功能定位、旅客需求以及中低速磁浮技術(shù)優(yōu)勢，分析其在城市軌道交通中，尤其是在樞紐接駁專線、干線延伸線、旅游觀光線中應(yīng)用價值。

1.中低速磁浮系統(tǒng)及優(yōu)勢

1.1 系統(tǒng)簡介

中低速磁浮運行軌道和磁浮列車間無直接接觸，采用常導(dǎo)下的電磁力實現(xiàn)列車懸浮和運行導(dǎo)向，列車和軌道懸浮間距一般8mm～12mm。采用短定子直線感應(yīng)電機實現(xiàn)列車牽引，短定子設(shè)于車輛上，轉(zhuǎn)子鋪于軌道上[4]。除車輛懸浮導(dǎo)向外，其余系統(tǒng)組成與普通城軌系統(tǒng)相似，中低速磁浮系統(tǒng)由線路工程、磁浮車輛、牽引供電系統(tǒng)、通信信號設(shè)備、運營調(diào)度系統(tǒng)組成，其中中低速磁浮系統(tǒng)中磁浮列車、橋體、軌道以及運營應(yīng)急響應(yīng)均與傳統(tǒng)軌道交通系統(tǒng)差別較大。

1.2 技術(shù)優(yōu)勢

目前成功商業(yè)化運營的軌道交通制式除中低速磁浮外，主要還有：地鐵系統(tǒng)、輕軌系統(tǒng)、跨座式單軌以及有軌電車和直線電機系統(tǒng)。其中地鐵為大運量城市軌道快運系統(tǒng)，常用于大城市客流量大的骨干線路，一般多采用地下敷設(shè)方式，工程投資較高。本文將中低速磁浮與輕軌系統(tǒng)、單軌系統(tǒng)、有軌電車以及直線電機進行比較，分析中低速磁浮在城市軌道交通中優(yōu)缺點，詳細(xì)比較見表1。

表1 各交通制式指標(biāo)對比表

從上表分析，中低速磁浮與其他城市軌道交通相比具有以下優(yōu)勢：地形適應(yīng)性強-轉(zhuǎn)彎半徑小、適用坡度大、布線靈活；環(huán)保運行-噪聲振動小、低輻射；運能適中-高峰小時1.5萬人/h～3萬人/h；造價低-規(guī)模化應(yīng)用造價將進一步降低；高架敷設(shè)-占用土地少。可見中低速磁浮有其獨特的工程技術(shù)優(yōu)勢，極具工程推廣應(yīng)用價值，市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2.在城市軌道交通中應(yīng)用

中低速磁浮受自身技術(shù)條件局限，無法在重要干線推廣運用，但基于其轉(zhuǎn)彎半徑小、適用坡度大、噪聲振動小等優(yōu)點，結(jié)合城市規(guī)劃、旅游發(fā)展、樞紐接駁等需求，中低速磁浮可在以下場景中推廣：樞紐接駁線、干線延伸線、旅游觀光線。

2.1 機場高鐵樞紐接駁線

城市機場和高鐵站一般距主城區(qū)較遠(yuǎn)，現(xiàn)有機場大巴等出行工具，難以滿足人民群眾高效、準(zhǔn)時的快速出行需求。軌道交通具備運營速度快、準(zhǔn)點率高、密集發(fā)車優(yōu)勢，同時機場客流較主城區(qū)較小，適用中低運量軌道交通。中低速磁浮布線靈活、對既有設(shè)施干擾小、造價低，在機場高鐵接駁中具有極大應(yīng)用價值。已運營長沙磁浮快線全長18.55km，可實現(xiàn)長沙南站快速直達黃花國際機場，進一步促進長沙“空鐵聯(lián)運”建設(shè)，利于其綜合交通樞紐打造，是中低速磁浮在樞紐接駁線中成功應(yīng)用案例。

2.2 城市軌道交通干線延伸線

中心城區(qū)客流量較大，受城市建成區(qū)影響較大，中心城市區(qū)軌道交通干線一般采用大運量地鐵制式。城市軌道交通干線延伸線，服務(wù)于中心城區(qū)和城市周邊組團間客流，客流相對較小、受規(guī)劃影響小、敷設(shè)條件較好、工程投資省，所以中低速磁浮在干線延伸線中具有極大應(yīng)用價值。北京地鐵S1線起于金安橋站，串聯(lián)門頭溝、石景山，線路全長10.2km，全高架站。北京S1線在金安橋站可實現(xiàn)與地鐵線（6號線、11號線）便捷換乘，大大改善北京西部地區(qū)居民出行條件，市民往來城市中心區(qū)和西部地區(qū)更加便捷，該線路是中低速磁浮在干線延伸線中應(yīng)用代表。

2.3 旅游觀光專線

旅游景區(qū)客流量較大，傳統(tǒng)交通難以滿足景區(qū)大規(guī)模的客流出行需求，且如過多采用汽車、大巴等交通工具，將給景區(qū)面貌、環(huán)境造成極大壓力。中低速磁浮運能較大，運行環(huán)保、低噪聲、振動小，利于景區(qū)可持續(xù)發(fā)展，故中低速磁浮適應(yīng)用于旅游觀光線。目前即將建成運營的清遠(yuǎn)磁浮旅游專線，通過“磁浮+旅游”品牌打造，串聯(lián)清遠(yuǎn)境內(nèi)主要旅游資源。鳳凰磁浮有效融合磁浮技術(shù)和旅游資源，探索磁浮產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，賦予磁浮嶄新商業(yè)價值。清遠(yuǎn)磁浮和鳳凰磁浮實現(xiàn)了“磁浮+旅游”的工程化探索，將有力提升城市旅游質(zhì)量和品牌，推動中低速磁浮在旅游觀光線中應(yīng)用推廣。

3.關(guān)鍵技術(shù)難點

中低速磁浮應(yīng)用前景廣闊，極具發(fā)展?jié)摿Γ瑫r由于其有別于其他常規(guī)軌道交通的工作原理、技術(shù)特點，諸多關(guān)鍵技術(shù)難點可進一步優(yōu)化完善。

3.1 道岔系統(tǒng)

考慮工程規(guī)模和建設(shè)投資，中低速磁浮列車編組不宜過大，定員有限，需通過優(yōu)化列車折返，增加列車對數(shù)，從而提高運能。目前北京磁浮S1線和長沙磁浮快線道岔系統(tǒng)動作時間15s～20s，受轉(zhuǎn)轍時間影響，中低速磁浮理論能力20對/h。而且磁浮采用道岔系統(tǒng)為線路最薄弱環(huán)節(jié)，如出現(xiàn)故障，維護難度大，影響全線運營，道岔系統(tǒng)一定程度影響中低速磁浮推廣。

3.2 裝配化施工

中低速磁浮施工尚無統(tǒng)一規(guī)范，亦未形成行業(yè)慣例，仍然存在諸多技術(shù)空白，考慮其支撐架構(gòu)需同時考慮荷載和特殊機電設(shè)備安裝，軌道結(jié)構(gòu)多樣復(fù)雜，特有的F軌尚無法工廠化施工，小半徑曲線梁施工難度大，以上工程均對施工精度要求極高，其建造質(zhì)量直接影響中低速磁浮建設(shè)和運營。如能結(jié)合建筑施工信息化、智能化發(fā)展趨勢和既有磁浮工程施工經(jīng)驗，編制相應(yīng)施工規(guī)范，實現(xiàn)中低速磁浮裝配化施工，攻克軌道結(jié)構(gòu)、F軌施工難題，將有利于中低速磁浮技術(shù)推廣應(yīng)用。

3.3 景觀設(shè)計

中低速磁浮在樞紐接駁、干線延伸、旅游觀光中具有應(yīng)用價值，采用高架線路為主，在設(shè)計建設(shè)中不影響既有景觀同時，必須注重磁浮景觀設(shè)計，實現(xiàn)磁浮交通和觀光功能協(xié)調(diào)統(tǒng)一。鳳凰磁浮在規(guī)劃設(shè)計中，結(jié)合景區(qū)打造一站一景，并在磁浮列車外觀和內(nèi)飾融入旅游文化元素，實現(xiàn)磁浮科技感與當(dāng)?shù)鼐坝^有機結(jié)合，為后續(xù)中低速磁浮景觀設(shè)計提供了有效借鑒。

4.結(jié)語

中低速磁浮作為一種理想的新型城市軌道交通，具有地形適應(yīng)性強、適用坡度大、最小半徑小、噪聲振動小等突出特點，同時借助我國擁有磁浮應(yīng)用從設(shè)計、制造、施工、運營完全自主知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢，在機場高鐵接駁線、城軌干線延伸線、旅游觀光線中具有極大應(yīng)用前景。為利于其在城市軌道交通中大規(guī)模推廣應(yīng)用，中低速磁浮需進一步完善軌道道岔系統(tǒng)、完善建造施工標(biāo)準(zhǔn)、提升運營效率，并在規(guī)劃設(shè)計中結(jié)合實施條件和城市景觀做好景觀設(shè)計。