“飛行”列車駛來了

程醉

自從1814年英國工程師制造出了能夠在鐵軌上運行的蒸汽機車，鐵路軌道運輸的發展便呈現出日新月異的局面。繼動車、高鐵、輕軌、單軌、磁懸浮列車之后，2023年9月26日，“光谷光子號”空軌在我國武漢正式開通運營。

空中軌道列車

廣義上的軌道交通，是指需要在特定軌道上行駛的一類交通工具或運輸系統，比如鐵路、地鐵、有軌電車以及輕軌等。那么，什么又是空軌呢？

空軌，全稱“空中軌道列車”，是一種懸掛式單軌交通系統。簡單地說，它就是一種運行在由水泥或鋼鐵立柱支撐的空中軌道之下的機車?？哲壞壳皟H服務于城市內部，屬于城市軌道交通的一種類型。比如，我們今天要說的武漢光谷的空軌，從九峰山站到龍泉山站線路全長僅10.5千米，完全是一條城市旅游線路。

空軌的概念最初起源于20世紀80年代的德國。它的設計理念首先是環保，沒有廢氣排放，沒有噪聲污染，更不能對環境產生任何影響。同時，它作為公共交通系統的一種延伸和補充，必須能夠完全融入已有的城市公共交通系統。也就是說，空軌系統要能夠隨著城市的發展而加長、移動和拆卸。由于德國空軌的設計理念比較超前，目前已經使用多年的兩條線路都取得了很好的口碑。

武漢光谷已經投入運營的空軌，屬于中低運量軌道交通制式。它采用了無人駕駛模式，最快速度約為每小時60千米，一次兩節編組最多可搭乘220人。它對環境友好，不會占用太多地面路權，車體凌空“飛行”，又兼具通勤和觀光的功能。

毫無疑問，我國首條空軌“光谷光子號”的運營給城市交通、軌道交通都帶來了新的可能。然而，在新事物出現的背后，都匯集著眾多高新技術與設備。

梁、軌合一

不論是哪一種交通工具，首先要考慮的就是它的運行安全問題，空軌自然也不例外。由于它的軌道、車輪等都在機車的上方，整個車廂又是懸空運行，所以在我們的腦海中難免會出現諸如“機車會不會掉下來”等問題。

其實，這種擔心完全是多余的。每節空軌的車廂均由兩組轉向架吊起來，每組轉向架上面除了有4個車輪，還包括有構架、搖枕、穩定輪、導向輪以及懸掛結構。轉向架的一端與車廂連接，另外一端則整個包裹在上方的軌道梁之中。

軌道梁作為空軌系統的核心承重、載荷部件，采用了“梁、軌合一”的設計模式。也就是說，在空中的軌道梁既是承重梁，又是輪軌的走行面?？哲夁\行時，每組轉向架的4臺橡膠車輪在輪軌內走行，同時導向輪和穩定輪夾行于軌道梁的兩側，既保證了車廂的安全性，又提高了它的穩定性。

在承重設計上，空軌的每節車廂都有很大的安全余量?！肮夤裙庾犹枴笨哲壍拿抗澻噹沙兄?2噸，而每節車廂最多載人110人。即便遇到極端情況，這110人也不可能超過20噸。

同時，轉向架上的每一個重要部件都經過了上百萬次疲勞試驗，因此人們完全可以放心大膽地搭乘“光谷光子號”空軌，去觀賞沿途兩山、兩湖的美麗風光。

飛輪儲能技術

“光谷光子號”空軌每列車輛共安裝了8臺飛輪儲能裝置。據相關報道稱，此項技術的應用預計每年可節電23萬千瓦時。

那么，什么是飛輪儲能技術呢？

飛輪儲能是一種機電能量轉換的儲能裝置，簡單地說，就是平常利用電動機帶動飛輪高速旋轉，在需要的時候利用高速旋轉的飛輪帶動發電機發電的儲存能源的方式。

飛輪儲能的本質上是利用物理方法來儲能。它大致由飛輪本體、軸承、電機/發電機、電力轉換器和真空室等部件組成。“光谷光子號”空軌沿途共設有6個站點，當它進站剎車時，便可利用“飛輪儲能”裝置回收并利用多余的能量。

在空軌剎車制動時，電機產生的多余能量便帶動飛輪轉子加速旋轉，直到達到預設的某一個轉速。此時，飛輪便以動能的形式將能量儲存起來，完成了電能向機械能的轉換和存儲。

當“光谷光子號”空軌需要啟動或加速時，能力需求加大，飛輪儲能裝置便可釋放儲存的能量以供所需要。得到釋放儲能的信號后，一直以預設轉身旋轉的飛輪便可通過帶動電機/發動機（此時電機作為發電機使用）發電，再經過電力轉換器輸出需要的電壓和電流，就完成了從機械能到電能的儲能釋放過程。

目前，我國的飛輪儲能技術已發展得相當成熟，在航空航天、核工業、風力發電以及交通運輸等領域被廣泛應用。

供電軌智能檢測車

幾乎所有的軌道交通都面臨著安全檢測手段落后、運行維護人員不足的問題。有數據顯示，每千米地鐵，需要30～50名技術工人進行維護和檢修。為了應對這一個突出的問題，地鐵、高鐵等領域推出了軌道交通智能檢測車。

然而，“光谷光子號”是國內首條空軌，既沒有先例可循，又沒有現成的設備可用，于是團隊自行研發設計了供電軌智能檢測車。

供電軌智能檢測車其實是一個搭載多個檢測系統的檢測平臺，主要由承載動力模塊、導向機構模塊、檢測設備模塊等部分組成，配備有高速工業線陣相機組、智能圖像分析系統等高科技檢測裝備，能夠實現每秒1000次的環境圖像掃描，可完成供電軌空間位置測量、膨脹接頭間隙值測量、中間接頭位置縫隙測量、供電軌鋼帶面及附件拍攝監測等任務。

我國自行研發設計的供電軌智能檢測車，不但填補了國內空軌檢測領域的空白，而且大大降低了空軌運行期間的維護難度，提高了“光谷光子號”空軌的安全性和可靠性。