北京控股磁悬浮技术发展有限公司总工程师 王永宁

 

　　尊敬的国部长、各位嘉宾和专家：

 

　　大家下午好。

 

　　借这个机会我来介绍一下中低速磁浮交通应用的技术条件。这也是经过我们多年的研究和现在实施以后总结出来的东西，另外，非常感谢咱们世界轨道交通研究会年会，通过这两天的会议，我们也了解到很多在高铁、铁路，在轮轨交通系统里面新的理念、新的概念包括新的发展前景，里面有很多东西值得我们学习，包括庞巴迪公司介绍的一些CBTB的技术都很感兴趣。第二，我有一个体会，在各位嘉宾的演讲当中很多同志都说到了自己的东西如何好，这个我承认，但是有的先生也讲到了别人的东西如何不好，这个我有点不太赞同，各种交通模式都有各自应用的独到之处，高铁是不错，但是把高铁应用到轨道交通里来，大家知道谁都没法用，一公里一个站怎么设。所以我想我们尽量在应用和研发当中，尽量开发它最大的优势，克服它的弊端。我讲的这里也有一些关于磁浮交通的问题我们是怎么解决和克服的。另外关于中低速磁浮交通形式，它的优点是什么，昨天简总已经给大家讲了，我不再介绍。

 

　　主要说一下，因为原来准备三个方面的议题，一个是磁浮交通技术特点，另外一个是应用条件，第三个是市场前景和工作进展。技术特点不讲了，大概说一下应用的条件里头一些相关的东西，中低速交通我们把它定义为最高时速不超过100到120公里，它的适用范围就是刚才我说的，城市内近距离城市建设及旅游景区的交通连接。国内外研发应用，日本在2005年建成8。9公里运营线，安全运营至今，北京开始建设10。2公里示范线，韩国开始建设6公里的运营线，美国正在进行研发。

 

　　特点不讲了，刚才讲过了。日本现在运营的，爱知县，据我们的了解，去考察了解到，日本的同事介绍，2005年3月份开通以来，到现在日本的这条磁悬浮线下面线路维护工程量是0，到现在为止没有维护，这是成本低的特点，因为它没有磨耗。这是美国当年研究的一条线，这个线上去以后有很多问题，振动很厉害，又拆下来重做。这是韩国当时比较早的一个，在柏林车展上的一个实车的展览，现在它的车和这个不一样。

 

　　下面重点介绍一下中低速磁浮交通应用技术条件，结合我们编织的《项目建设暂规》来进行介绍。主要的介绍就是说把它和轨道交通不同的地方介绍出来，相同的地方在这不做介绍，大家都是行家。另外中低速磁浮交通本身它是轨道交通的一种方式，大部分的技术和轨道交通都差不多，在不同的地方有一些问题，我们为什么要做这些工作，就是因为现行的城市轨道交通技术规范，还有项目建设标准，这个里面不包括中低速磁浮交通的建设模式。所以在这个情况下，我们制订了这方面的《建设暂行规定》，还有一系列的标准。第二个是技术标准制定这方面，我们根据国家和行业还有市里的和自己的要求，制定了一系列的标准和规范，其中有9项标准有4项已经批复了，还有一些正在审批过程当中。另外为了建设北京S1线，我们又专门编制了，因为过去标准没有赶趟，编制了S1线西段的初步设计技术要求，还有一个是工程限界的专题报告，还有一个是列车总体技术条件，这方面已经在北京市通过评审，由政府相关部门批准发布实施，作为北京S1线的建设依据。另外还有工程化体系联盟有一个19项的标准，目前还在编一些东西，作为将来S1线实施的依据标准，这个工作也在做。另外对标准成果的评估我不讲了。

 

　　另外介绍一下技术条件的一些主要内容。首先运量，我们现在分析，编这个标准是按两种方式，一个是根据你折返模式不一样，运量不一样，折返如果采用道岔折返，运量达到30。万人次每小时，如果用回转线折返，运量能达到3。7万，后面我要解释一下，其他的不再说了。3万到3。7万的运量，他的依据标准，他的定员数站立标准是每平方米6个人的标准，和昨天讲的每小时4万不矛盾，如果每平米9个人的标准，现在按照要求超员标准是每平米9个人，那么它的运量自然往上增加不到二分之一。我们是按照现在规定的标准里头，列车这条线路的运营量的能量是按照每平米6个人的标准来走的，它属于轨道交通中的中运量级或者略高，中运量一般规定是3万人。采用道岔折返方式，最小行车间隔是2。5分钟，实际上做到2分钟，但是我们因为车编组大一些，我们考虑了其他情况，行车最大通过能力是24对，采用回转线折返模式时是最小间隔为2分钟，行车最大通过能力不小于30对。这个是计算的数，不说了。另外根据线路形式，根据它的结构特点，不允许有平交，因此全部是全封闭的线路，全封闭的线路只能是运量上来了。下面是关于旅行速度问题，这个不做解释了。

 

　　另外从总体布局方面来讲，我们推荐采用回转线折返模式，这样有几个大的优势，可以最大限度的提高行车效率，使得最小行车间隔能确保120s，甚至达到小于90s，大幅度的提高线路的运能。刚才我讲了，在2分钟的时候可以达到3。7万的运量，1分半的时候，这是呈几何级数在增加，非常大，还可能会更小一些，这方面我们没有做试验，但是达到90秒是一点问题没有的。另外在地形复杂的地区，利用单线运行的方式，回转线折返，单线沿线亦可设站，及解决了折返问题，又提供了乘车的方便性，还可以最大限度的减少征地拆迁。这个昨天和今天的专家讲的时候，有些轨道交通讲到了这个，我们说一下。大家也可以看一下，这个是我们在做深圳地铁8号线，简总昨天讲他们那边那条线的罗湖区的折返方案，在罗湖区里的红线是第一方案，在红线线路沿线设了两个站，实际上这就是一个回转线的折返方案。这里头据我们当时的初测，基本上减少了全线的拆建，基本上没有拆建，就在马路当中过去了，当然有些稍微和楼房挨得近了些，20多米，这样又能解决折返问题，又能解决沿线布站，在国贸和春风路这设了个站，其他的几个方案不说了，给旅客提供了很大的方便。这个是在深圳8号线的小梅沙的折返方案，右侧行车转一圈，下面是大海，大鹏湾，游客过去看一下大鹏湾的海边情况，然后进站，再下车，这是回转线方案。这个都是三院做的，因为三院和我们是合作单位，一直在搞研发。大家比较感兴趣，就是用回转线折返方式，这种一般在轮轨里不太可能实现的。前面的回转线和这个回转线的半径都是要求75到100米的半径进行回转。

 

　　线路敷设方式，我们推荐首先是采用高架线。在车场线、隧道和以路堑形式通过地段，宜采用低置线路结构。在高架地段应该做好安全防护，还有线路之间的相互交叉，必须采用立体交叉模式。还可以做隧道。另外再介绍一下正线线路的长大坡度规定值，我们目前采用的是线路坡度在50‰的时候，连续提升高度可以达到20米。

 

　　第三介绍一下轨道工程，这是轨道的结构断面，和咱们普通轮轨系统是不一样的，它是通过钢枕连接两边的F型的钢导轨，把它固结在桥梁上的一个装置，有点像高铁讲的整体道床的结构，我们这个是在桥梁上固定。导轨刚才下面有专家跟我聊，也是非常困难，我们现在做的工作是从研发角度，从实施角度，把轨道由过去的材料标准变成了产品标准，因为将来必须得作为产品从工厂做出来，线路设计完之后，轨道的情况，轨排情况都得整好，加工完了拉到现场直接安装，或者现场组装起来再上线。这个是加工完成以后的轨排，这个轨排半径50米。

 

　　另外说一下道岔工程，与普通的轮轨交通系统道岔不同，中低速磁浮交通道岔是一种大型的桥式机械机构，利用几段铰接结构梁体旋转，其切点拟合圆弧的形式完成道岔的转辙过度。根据其结构，可分为单开型道岔、对开型道岔、三开型道岔。根据其使用特性，可分为单渡线道岔、交叉渡线道岔额。下面是道岔群的渡线一个折返线的影像。。这是在日本的利用折返的交叉渡线的道岔群，规模比较大。

 

　　下面介绍单开型道岔可以分为左开型和右开型，一般用于正线和车场线。另外还有对开型道岔，是连接左右对称的两条线图的设备，对开道岔有两种：一种是以单开道岔的旋转角度以中心线向两侧对分；一种是三开道岔取消中间定位形成的对开形式，可分别适用于不同需要的场合。对开道岔和三开道岔一般用于车场线。开型道岔一般用于正线和车场线，是连接直线线路和两侧线线路的设备。这个是单渡线交叉，是由2台单开道岔加中间旋转轨道组成，主要用于折返和相邻线路间转线。由于道岔结构和应用的不同要求，对单开道岔对开道岔和三开道岔通过速度作出了不同要求，即单开道岔的直线通过速度不大于100km/h，侧线通过速度不大于25km/h；对开道岔和三开道岔的侧线通过速度不大于25km/h。这项规定能够满足轨道交通运营工作的需要。

 

　　下面介绍一下低置路基地段工程，低置路基结构是中低速磁浮交通所特有的线图敷设方式，有别于轮轨交通的路基结构，主要应用于车站、车场和车库线路。低置路基结构可以适应磁浮车辆检修的要求；还可适用于车场线、隧道和以路堑形式通过地段，可减少工程数量、降低工程造价。由于是地面设置形式，因此应用中减少占地和满足安全防护是其主要原则。

 

　　我们现在用的低置路基路段。另外低置路基结构主要是设计的建筑强度和稳定性，满足防淹、防洪、防涝要求。二是路基造型，在城市内作为一个建筑物，要讲究造型、应洁美观，与城市环境和景观相协调。低置路基与桥梁墩台间不均匀沉降较大，将危及轨道结构的稳定性，形成较严重的安全隐患，因此低置路基与桥梁墩台不仅要控制其工后沉降量，更要严格控制着两类不同基础的建筑物之间的不均匀差异沉降，以策安全。另外介绍一下线路工程主要技术标准，因为现在我们的试验车搞了十几年，到现在还差一个月满十五年了，主要现在车有两种形式，一个是四转向架车，一个是五转向架车，主要的不太一样的地方是最小曲线半径应用的地方不太一样，四转向架用到150米，五转向架车可以用到100米，根据不同情况可以来分别实施。也有一些地方你用不到100米的曲线半径，你用五个转向架车，成本稍微高一些。磁悬浮交通转向架和铁路也不一样，铁路是一个车两个转向架，我们一个车是四到五个转向架。车辆限界，按车辆结构分为四转向架和转向架两个类型，按电压等级分，有直流1500v和直流750v，这个是根据过去一个是北京地铁的常用情况，另外现在的地铁发展主流方向。另外在深圳8号线的工作当中又提出来了3000v的电压等级，现在这个也正在做研究，研究以后再确定。为什么要做3000V，我们深圳8号线，它在往小梅沙走，过梧桐山地方有一个7公里的区间，如果做1500v的话，变电所设得比较多一些，如果3000v的话，可能在7公里这个区间里头，中间就不用设变电所了，这样就够用，再一个能节省一下，这个工作还在做深入的研究，不仅仅是关系到供电的问题，主要是关系到车辆电机装备适应性的问题。这是一个车的主要技术规格，这方面不再做介绍。主要的编组方式，我们现在目前是按照三辆到八辆编组，实际上单车也可以走，但是考虑到将来运行安全性方面来讲，用三辆到八辆的编组方式来做这个，八辆是最大编组。

 

　　安全设施，这是最近搞磁悬浮方面政府各级部门和专家多次提出来的问题，除了其他的轨道交通的常用规定以外，主要做了一些不太一样的地方，一个是在车上有运行自动保护装置，另外乘客和司机之间的对讲，还有每个车厢的监控视频，还有编组、悬浮和动力性能，满足在长大陡坡线路上正常安全运行，并应符合下列故障情况时的运行要求，这里我说一下，和轨道交通有些地方一样，有些地方不一样，一个是列车丧失1/3动力时，列车仍能在正线最大坡道上起动，仍能维持运行至终点，这个是轨道交通是一样的。另外在定员情况下，丧失部分悬浮功能以后，列车仍然能够在线路的最大坡道上起动，因为磁悬浮车辆和轮对车辆不一样，轮对车辆是靠轮对来支撑的，轮对支撑以后，它一般没有动力他自己能跟着转，但是磁浮车辆不一样，下来以后就落到轨道上了，我们有两种方式，一个是上面有液压支撑论，把它打起来，托着走，这时候要进行限速的。还有办法，短时间短距离可以拖一下，这方面还是能满足安全性的要求。由于列车和车辆的悬浮系统具有较大的冗余性，一列车在同时丧失两台转向架的悬浮能力，这种情况应该是极为烧碱的情况，就像我们现在考虑轨道交通，叫故障一次性，一般统一时间内的同种故障不可能有两次出现，或者我们说有两次出现这个也不怕，它还是可以用其他的车来辅助，来救援一块走，这个问题刚才我跟外面的一个先生讲，利用控制系统的冗余性来解决它安全性方面的一些特殊要求，这是磁悬浮列车一个很大的特点。列车丧失1/2动力时，行驶至就近车站，列车清客后返回车辆段。列车丧失全部动力而悬浮能力正常时，应能由其它相同空载列车牵引运行。这个和轮轨列车不太一样，由于我们是六辆编组或者几辆编组列车，它要丧失动力，一般就是说一辆车牵引动力出问题了，还有五辆动车，还可以拖着走。按单元算，我们六辆车有两个单元，两个单元有一个单元丧失能力了，这个还能走，就是速度慢点，如果再来一列车，拖着也走了。交通系统在这个方面，就是我们讲全动车组，列车丧失全部动力的情况也是极为罕见，所谓罕见只能理论上说，但实际上不会出现。如果按照单元分，就是一个单元丧失动力，这个跟专家也讨论过，是按照轨道交通的标准来制订，实施的时候按照磁悬浮的特点来实施，能够保证你这种情况下运行要求，这是没问题的。从冗余角度考虑，中低速磁浮交通更加思考。

 

　　每辆车定员，这个不说了，按照标准来做。限界也是正常做。还有救援方式，我们要求在轨道中心或者高架桥隧道的建筑限界内，要设置救援通道和空间位置，应急疏散应该考虑救援方式、通道贯通，使乘客能够到达安全地点。如果采用端门疏散模式时，列车端部车辆应设置专用端门为紧急疏散门，配置下车设施，并以轨道中心的轨排铺面板作为应急疏散通道，以满足乘客疏散的需要，我们推荐采用侧门疏散模式。现在总的一个要求是，在任何地方如果发生突然的灾害事故停车，旅客都可以安全的疏散出来，这是一个标准要求，把这个提高了。

 

　　车站和结构工程，这个是轮轨系统差不多，但是有一点，磁浮列车的结构部件主要是有利于定型化，标准化，工厂化，方便施工，降低造价，宜推广采用预制架设的结构形式和施工方法。我们搞深圳8号线的时候有领导问到，我们算了一下，深圳8号线如果建一条磁悬浮的线路，下面的封路时间3个月就够了，封闭完，施工完，桥墩一打起来，上边可以开通了，上边架桥就可以在空中作业了，因此对交通的影响时间是最低的。

 

　　运营组织管理不说了，这个方面和前面一样。还有一个是供电问题，这里头有一个最大的特点，磁浮交通由于采用三轨授流、四轨回流的方式，它没有杂散电流，杂散电流的危害性大家都知道，这个我不再做解释。

 

　　信号系统，前面庞巴迪的先生讲到了CBTC，我们现在用的是交叉感应环线的方式，也是CBTC通信的一种方式。

 

　　车辆基地，基本上车辆段磁浮车辆大家可以知道，没有机械传动部件，检修主要以电气零部件的换件修为主要方式，因此车辆段铺设不设大型机械加工车间，也没有这些主要设备，投资模式也小一些，另外还可以研究采用车站停车的维护模式，可以打大减少车辆段的占地面积和投资。

 

　　安全防护设施，这个方面不再说了，这里面我们根据磁浮特点加了一些东西，主要是把安全提高到第一位置，使得预防、报警、疏散、救援，还有做一个预案，还一个防灾、疏散的遵循原则，这里面也做了些工作。

 

　　另外说一下节能问题，任何东西没有百分之百全是优点，磁浮交通有些问题，它的牵引能耗比较高，为什么，它和直线电机是一样的，电机效率太低，由于气隙大，对它本身这种结构来讲不太容易解决，我们现在做了几个方面的工作，一个是我们开发新的悬浮模式，这个能节能50%到70%，我们现在实验结果能节约60%。第二个利用它的爬坡能力强、转弯半径小的特点，按照实际条件和需要，应用节能坡设计，是中低速磁浮交通有效节能的可靠措施。

 

　　咱们国家目前轨道交通运营管理水平还是偏低一点，我们一般轨道交通是每公里的人员指标是80到100人，我们磁浮交通低一些，我们现在按60到80测算，深圳要求高一些。日本的爱知县8。9公里，全员80人，这是我们将来要努力的方向。

 

　　另外说一下市场前景和工作进展，2009年温总理视察我们这个线，当时上车上去了。2010年的时候，当时习近平副主席视察磁浮试验线，习主席听了我们这个汇报以后说了三句话，第一个说你们做了一件很有意义的事，当时听说我们要在北京建S1线的时候，请他将来建成坐车，习主席说我一定会去的。后来在唐山厂开总结会，习主席讲，他参观350了，说我今天到这来，看到咱们国家的一些轨道交通技术已经发展得很快，已经达到了世界先进水平，你们为中国工人阶级争了光，为中华民族争了光，人民是会感谢你们的。后来就开始S1线大张旗鼓的做。王兆国副委员长市场唐山试验线。这是刘延东国务委员视察唐山试验线，这个是2009年6月13号，北京市的刘淇书记和和当时的市长郭金龙，红棉是黄卫副市长，工程院院士，在唐山实验线做视察，考察完了以后当时就决定北京可能要上一条试验线，现在北京这条线定名为北京市中低速磁浮交通示范线，工作已经开始做了。另外我们形成了一种工程化体系建设模式，包括我们和国防科技大学、铁三院、唐车集团等等单位一块搞这个东西，做了很多工作。

 

　　另外市场前景大概说一下，建立以轨道交通为骨干的综合交通体系是解决大众城市交通问题的必然选择，第二是市场亟待中低速磁浮交通技术的发展和工程化能力的形成。第三个，我国具有中低速磁浮交通发展独特的市场机遇。另外是关于它的交通目标市场，很多地方在做这个工作，现在济南市也在做这个工作，他地下都是泉水，不敢修地铁，怕堵了泉眼，也在研究这个项目。还有一个产业化发展的意义，解决城市交通问题，发展自主知识产权民族产业，促进节能减排和绿色发展。工作进展，北京市已启动建设S1线，10。2公里，设车站8座，深圳8号线已经研究采用了中低速磁浮交通的模式，已经完成了工程设计招标，另外天津、洛阳很多单位到我们唐山基地调研过，对这个都很感兴趣。北京的线路图，跨过永定河，从门头沟先往北再往东，到苹果园，和6号线和1号线接驳，原来叫西段工程，现在变成S1工程。这是深圳8号线，这个比较长，全长31公里，现在在做具体工作。

 

　　我的介绍就到这里，谢谢大家。