探訪川“熊貓”全球首列空鐵 從設(shè)計(jì)到成品僅需短短數(shù)個(gè)月

　　在城市的綠化帶上，由一座座的樁基撐起離地5米高的軌道梁，一列列熊貓?jiān)煨偷能噹箳煸谏厦妫诟邩谴髲B間疾馳，這樣的“空鐵”你敢坐嗎? 自“世界第一列以鋰電池動(dòng)力包為牽引動(dòng)力的空中懸掛式軌道列車”(以下簡(jiǎn)稱“空鐵”)11月下旬在成都掛線以來，網(wǎng)絡(luò)上便已議論紛紛。有些網(wǎng)友感覺很“萌”，有些網(wǎng)友大呼“恐高”，也有些網(wǎng)友對(duì)其中的技術(shù)和安全細(xì)節(jié)存在疑問。 為了還原這個(gè)項(xiàng)目的發(fā)展歷程和技術(shù)全貌，澎湃新聞?dòng)诮諄淼搅顺啥?ldquo;空鐵”試運(yùn)線現(xiàn)場(chǎng)，并專訪了項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師、中科院院士翟婉明和項(xiàng)目出資企業(yè)四川中唐空鐵集團(tuán)副總經(jīng)理王凱等相關(guān)人員。

　　成都“新能源空鐵”掛線 “新能源空鐵”由民營(yíng)企業(yè)四川中唐空鐵集團(tuán)有限公司全資，西南交通大學(xué)牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室牽頭，聯(lián)合中國(guó)中車、中國(guó)中鐵、攀枝花鋼鐵公司等7家大型國(guó)有企業(yè)協(xié)同研制。 四川中唐空鐵集團(tuán)位于成都雙流西南航空港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，距離雙流機(jī)場(chǎng)大約15分鐘的車程。站在公司門外，遠(yuǎn)遠(yuǎn)就能看到幾乎占據(jù)了整個(gè)生產(chǎn)園區(qū)的U型空鐵試驗(yàn)線。白色的單軌軌道梁全長(zhǎng)1400米，每隔約10米由一根離地5米高的樁基支撐。當(dāng)澎湃新聞?dòng)浾?1月23日來到基地時(shí)，車身漆成黑白兩色、模仿熊貓?jiān)煨偷?ldquo;空鐵”已結(jié)束了當(dāng)天的試運(yùn)行任務(wù)，車頭上還掛著11月21日剪彩時(shí)的大紅花，靜靜地停在試驗(yàn)線上的橢圓柱形站臺(tái)里。

　　從中唐空鐵集團(tuán)門外看“新能源空鐵”試驗(yàn)線

　　橢圓柱形站臺(tái) 門衛(wèi)介紹道，這個(gè)園區(qū)是今年新落成的。園區(qū)里十分安靜，建筑較少，除了緊挨著試驗(yàn)線站臺(tái)的中唐空鐵集團(tuán)主樓，還有幾棟廠房。園區(qū)的其余部分尚未開發(fā)。

　　尚未完全開發(fā)的園區(qū) 多個(gè)地方政府、旅游景區(qū)、東南亞國(guó)家對(duì)項(xiàng)目“感興趣” 據(jù)中唐空鐵集團(tuán)內(nèi)部人士介紹，“空鐵”需要在園區(qū)里的這條試驗(yàn)線上試驗(yàn)起碼1萬(wàn)公里，以檢測(cè)各方面的技術(shù)數(shù)據(jù)。1400米的U型試驗(yàn)軌道模擬了將來實(shí)際運(yùn)行時(shí)可能會(huì)遇到的各種情況，包括30米半徑彎道和6%的坡道。根據(jù)他的估計(jì)，這個(gè)試驗(yàn)過程起碼需要半年以上。

　　中唐空鐵集團(tuán)主樓前的“新能源空鐵”試驗(yàn)線 而完成試驗(yàn)線之后，“空鐵”還需要在城市里建設(shè)示范線，以解決運(yùn)營(yíng)、盈利和管理等商業(yè)上的問題。 因此，真的要看到本文開頭描述的一列列熊貓?jiān)煨?ldquo;空鐵”穿行在成都城上空的畫面，起碼要等到2018年。 關(guān)于示范線的選址問題，前述內(nèi)部人士介紹道，包括成都、上海在內(nèi)的很多地方政府都很感興趣，而包括九寨溝在內(nèi)的幾個(gè)旅游景區(qū)也有意向。但是中唐空鐵目前還在等待技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)得到充分論證。 對(duì)于此前媒體透露的“成都雙流機(jī)場(chǎng)至雙流老縣城的20公里線路規(guī)劃”，他表示，雖然雙流政府確實(shí)有這樣的規(guī)劃意向，但“我們現(xiàn)在定下的是不簽協(xié)議，只溝通。我們標(biāo)準(zhǔn)還沒出來，不能不負(fù)責(zé)任地簽協(xié)議”。 但前述人士表示，中唐空鐵希望將示范線建在成都，“因?yàn)槭浅啥荚斓?rdquo;。目前，三條線路規(guī)劃已經(jīng)提交給成都政府，政府將在各方面進(jìn)行論證。 在旅游景點(diǎn)方面，九寨溝正在空鐵與輕軌之間選擇。中唐空鐵專門為九寨溝設(shè)計(jì)了以四川特有的“活化石”娑羅樹為原型的軌道梁，用于保護(hù)景區(qū)的整體景觀和諧。

　　為九寨溝設(shè)計(jì)的娑羅樹軌道梁 來源：中唐空鐵官方資料片 由于“空鐵”在中國(guó)是個(gè)新事物，中唐空鐵副總經(jīng)理王凱說道，通過試驗(yàn)線和示范線積累的數(shù)據(jù)，中唐空鐵將成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定者。“我們要通過這條試驗(yàn)線形成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而后企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要上升為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我們要開創(chuàng)一個(gè)先河，以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)去建設(shè)空鐵。”

　　項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師、中科院院士翟婉明 擔(dān)任“新能源空鐵”項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師的是西南交通大學(xué)首席教授、中國(guó)科學(xué)院院士翟婉明。翟婉明長(zhǎng)期從事軌道交通工程動(dòng)力學(xué)與振動(dòng)研究，他補(bǔ)充道，現(xiàn)在東南亞國(guó)家的一些旅游熱點(diǎn)城市也對(duì)“空鐵”感興趣，希望能夠引進(jìn)。“現(xiàn)在關(guān)心的人太多了，好東西大家都盡力往前推進(jìn)。我們高鐵已經(jīng)舉世矚目，軌道交通現(xiàn)在是我們國(guó)家一個(gè)很亮的名片。如果在城軌也有發(fā)展，那我們國(guó)家手里可以打的牌就更多了。” 成本可低至地鐵1/8 中唐空鐵集團(tuán)旁邊的一幢樓寫著“大唐新能源”，據(jù)中唐空鐵內(nèi)部人士介紹，那就是“空鐵”所用鋰電池的生產(chǎn)商，也是中唐空鐵集團(tuán)的前身四川大唐能源投資有限公司。

　　園區(qū)里的電池廠

　　澎湃新聞查閱公開資料發(fā)現(xiàn)，四川大唐能源投資有限公司注冊(cè)時(shí)間為2006年2月份，注冊(cè)資本為12245萬(wàn)元。中唐空鐵集團(tuán)有限公司注冊(cè)時(shí)間為2016年4月份，注冊(cè)資本為5億元。另有一家關(guān)聯(lián)企業(yè)為四川中唐中鐵科技有限公司，注冊(cè)時(shí)間為2016年8月份，注冊(cè)資本為2億元。 前述內(nèi)部人士說道，“空鐵”項(xiàng)目沒有一分錢融資，全都是幾個(gè)企業(yè)家聯(lián)合起來出的資本。 他說道，最早公司做鋰電池，幾年之后發(fā)現(xiàn)汽車用新能源存在很多問題，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也越發(fā)激烈。公司的一些專家想到要往軌道交通領(lǐng)域發(fā)展，因?yàn)檐壍澜煌ǖ钠巾槼潭纫h(yuǎn)遠(yuǎn)好于地面交通。此后公司花了幾年時(shí)間，對(duì)德國(guó)和日本的“空鐵”進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)懸掛式軌道交通在中國(guó)大有可為，是填補(bǔ)地鐵和公交線路間空白地帶的絕好選擇。公司最終將懸掛式軌道交通和新能源這兩個(gè)概念疊加在了一起。 王凱則打了個(gè)比方，“地鐵畢竟是干線，相當(dāng)于大動(dòng)脈。但大動(dòng)脈很多地方是到不了的。我們的靈感來源就是彌補(bǔ)地鐵和公交線路之間的空間地帶。” 他說道，“以我們成都為例，雖然規(guī)劃了若干條地鐵線，但建成周期非常長(zhǎng)。地鐵目前的造價(jià)也非常高昂，每公里已達(dá)到了6到8億元，建成一條地鐵線沒有幾年搞不成的。” 因此，“新能源空鐵”最重要的是為我國(guó)現(xiàn)有的公共交通提供了一種新的制式，使地方政府可以在多種制式間選擇最合適的一種投資。 而王凱提到，“空鐵”相對(duì)于其他軌道交通制式，主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 成本低：“空鐵”的建設(shè)成本只有地鐵的1/6到1/8。 施工快：幾十公里的一條“空鐵”線路不到1年時(shí)間即可建成。組件在廠里生產(chǎn)好，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)快速組裝。

　　模塊化制造 來源：中唐空鐵官方資料片

　　占用土地資源少：目前“空鐵”計(jì)劃只占用城市的綠化帶部分打下樁基，避免了征地問題。

　　線形布置靈活：能順利通過30米半徑彎道的“空鐵”能靈活地在城市里穿行，布線很容易。

　　可延伸性好：“空鐵”在任何地方都可以根據(jù)需求延伸下去。如果發(fā)展到一定階段，該線路運(yùn)量飽和，“空鐵”不能滿足客流需求，就可以整體搬遷，為地鐵讓路。而整體拆卸下來的箱梁、立柱可在別的地方繼續(xù)組裝使用。

　　“從圖紙上畫下第一根線到出廠，只用了4個(gè)月10天，勘稱奇跡”

　　作為“新能源空鐵”的總設(shè)計(jì)師，西南交通大學(xué)首席教授、中國(guó)科學(xué)院院士翟婉明發(fā)揮了重要的牽頭作用。他告訴澎湃新聞，“從圖紙畫下第一根線到出廠，只用了4個(gè)月10天，勘稱奇跡。”

　　他說道，這是中國(guó)中車旗下南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司的領(lǐng)導(dǎo)重視這個(gè)項(xiàng)目，在生產(chǎn)線上開綠色通道，加班加點(diǎn)刻苦攻關(guān)的結(jié)果。同時(shí)，中唐空鐵也在前期做了大量調(diào)研工作，他真正介入，實(shí)質(zhì)性開展論證研究，也是今年之內(nèi)的事情。 “完全是一種產(chǎn)學(xué)合作的模式。有出資的、造車的、修軌道梁的、設(shè)計(jì)線路的，我就是負(fù)責(zé)技術(shù)方案的確定、技術(shù)的把關(guān)，發(fā)揮我們長(zhǎng)期在軌道交通方面的研究。中國(guó)有這樣的需求和前景，把這樣一個(gè)契合我們需求的新技術(shù)向前推進(jìn)，我們從事軌道交通研究的科技人員責(zé)無旁貸。當(dāng)然沒有這個(gè)企業(yè)出經(jīng)費(fèi)投資，也都是空的。整個(gè)試驗(yàn)線要投資不少。這就是社會(huì)現(xiàn)在說的產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的模式。”

　　王凱用三句話描述了“空鐵”的快速發(fā)展過程：“央企的品質(zhì)，國(guó)企的資質(zhì)，加上我們民企的機(jī)制。” 他具體解釋道，“民企的機(jī)制是靈活的，效率非常高，只要看準(zhǔn)了之后就立馬投入實(shí)施。我們公司經(jīng)過研究調(diào)查，走遍了相關(guān)西方發(fā)達(dá)國(guó)家，醞釀產(chǎn)生了想法。但畢竟我們是個(gè)民營(yíng)企業(yè)，不可能具備大規(guī)模生產(chǎn)能力，必須要聯(lián)合相關(guān)生產(chǎn)單位。”

　　當(dāng)被問及中唐空鐵、西南交通大學(xué)和各大國(guó)企在項(xiàng)目中的具體分工時(shí)，王凱講道，“我們就是一個(gè)全方位的聯(lián)合體，不光是技術(shù)方面，也包括總體的思想構(gòu)架。一個(gè)‘緊密的聯(lián)合體’，所以就不用去細(xì)講他了。‘緊密的聯(lián)合體’就能說明一切問題。”

　　當(dāng)被問及項(xiàng)目總體框架出于中唐空鐵還是西南交大時(shí)，翟婉明也說道，“細(xì)節(jié)方面不一定說那么多了吧。他們前期調(diào)研了兩三年然后找到我，之后我就做了一些調(diào)整和優(yōu)化。他們和我們專業(yè)做軌道交通不一樣。但他們非?？春?、非常有信心，后面的投資工作都是很堅(jiān)定地要推進(jìn)。在多種條件下，大家有共同的目標(biāo)，事情才能順利發(fā)展。” 六大系統(tǒng)皆有創(chuàng)新性突破，百分百技術(shù)國(guó)產(chǎn) 王凱介紹道，“新能源空鐵”在車輛、軌道、橋梁、信號(hào)控制、動(dòng)力、維修六大系統(tǒng)上都實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新性突破。 例如在軌道系統(tǒng)上，“空鐵”的轉(zhuǎn)彎半徑能達(dá)到30米，是目前世界范圍內(nèi)軌道交通能實(shí)現(xiàn)的最小轉(zhuǎn)彎半徑。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將汽車上的差速器技術(shù)創(chuàng)新性地運(yùn)用到“空鐵”上。此外，“空鐵”封閉式的箱梁要整體移動(dòng)，就需要實(shí)現(xiàn)平移式的道岔，轉(zhuǎn)向時(shí)沒有有害空間。 在車輛系統(tǒng)上，“空鐵”的轉(zhuǎn)向架由一般的車體下部轉(zhuǎn)到上部，為了保證懸掛運(yùn)行的要求，“空鐵”在銷軸承重的設(shè)計(jì)上做了新穎設(shè)計(jì)。 在動(dòng)力系統(tǒng)上，“空鐵”采用鋰離子電池驅(qū)動(dòng)，能達(dá)到持續(xù)放電400安培而整體性能不下降。壽命可達(dá)到充放電三千次。 而為了配合電池的充放電曲線，“空鐵”在信號(hào)系統(tǒng)上也要進(jìn)行創(chuàng)新。

　　幾點(diǎn)釋疑：新能源鋰電池、運(yùn)力和安全 此前，北京交通大學(xué)教授、中國(guó)工程院院士王夢(mèng)恕在接受澎湃新聞采訪時(shí)，表示他看好懸掛式、跨座式軌道交通在中國(guó)的發(fā)展前景。但他對(duì)成都“新能源空鐵”采用鋰電池驅(qū)動(dòng)表示不解，認(rèn)為鋰電池報(bào)廢會(huì)產(chǎn)生大量污染，不能稱為“新能源”。王夢(mèng)恕認(rèn)為，“空鐵”應(yīng)該像德國(guó)和日本一樣采用高壓電線供電。

　　另一方面，網(wǎng)友們也對(duì)“新能源空鐵”在實(shí)際運(yùn)營(yíng)方面的細(xì)節(jié)存在疑問。為此，澎湃新聞?wù)沓隽艘恍嶙h問題，中唐空鐵公司的人士和翟婉明則作了答復(fù)。

　　為何要拋棄德國(guó)、日本“空鐵”采用的高壓電線，使用鋰電池動(dòng)力?

　　王凱：第一，如果在城市建設(shè)這樣的空鐵，110千伏的高壓電線能允許你在城市上空牽入嗎?城市上空是不允許這樣的高壓電輸電線建設(shè)的。第二，新能源電池是綠色環(huán)保的。第三，我們是晚上充電，白天使用，晚上充電電費(fèi)很低，這是最大的幾點(diǎn)。

　　翟婉明：第一，使用鋰電池可以節(jié)省整個(gè)工程的造價(jià)成本，高壓輸電系統(tǒng)整個(gè)沿線都要布置，沒有動(dòng)力源簡(jiǎn)便。第二，使用鋰電池可以節(jié)能，可以在凌晨用電低谷時(shí)期充電。第三，比起在密集城市里架設(shè)高壓輸電系統(tǒng)，鋰電池對(duì)居民更安全。

　　充放電是否會(huì)不方便?

　　翟婉明：在大站可以換電池，非常方便，1分鐘之內(nèi)機(jī)械化操作。

　　鋰電池重量會(huì)否影響到承重力?

　　翟婉明：我們有個(gè)奇妙的想法，把鋰電池放到一個(gè)專門的小車上跟著一起跑，安全性也更高。 鋰電池后期如何處理?

　　王凱：電池壽命可達(dá)到充放電3000次。3000次后也只是降到電池性能的一半，可以作為儲(chǔ)能設(shè)備。 翟婉明：我不是這方面的專家。中唐空鐵在新能源電池這塊有很大的基礎(chǔ)。它們肯定有辦法按相應(yīng)規(guī)程處置。這都是新能源的共性問題，會(huì)在共性層面上解決，沒有十全十美的東西，只要有問題能正確合規(guī)地處置。

　　為何稱鋰電池為“新能源”?

　　內(nèi)部人士：因?yàn)闆]有排放，現(xiàn)在還是歸在新能源里面。就像鋰電池企業(yè)也說是新能源汽車。我們沿用了大家約定俗成的概念。

　　為何采用懸掛式(空軌)而非跨座式(輕軌)?

　　內(nèi)部人士：跨座式的噪音太大。跨座式的車輪是敞開的，而懸掛式是包在軌道梁里面的。此外，懸掛式造價(jià)只有輕軌的一半。

　　“空鐵”的運(yùn)力?

　　王凱：每平方米6人，根據(jù)懸掛車廂的數(shù)量來定，可以2列、4列、6列重連。2列重連是滿載230人。比日本要大得多。 翟婉明：每節(jié)車廂定員是80人，擠一擠可以到100的樣子。編組靈活。6列編組的話每小時(shí)可達(dá)1到2萬(wàn)人次，滿足中小型運(yùn)輸方式的標(biāo)準(zhǔn)。

　　“空鐵”的運(yùn)行速度?

　　王凱：最高時(shí)速60碼，平均35左右，和地鐵差不多。 安全性如何? 內(nèi)部人士：車廂是套在軌道梁上，沒有脫軌的風(fēng)險(xiǎn)。唯一有可能的是中途卡住了、沒電了。這些我們都設(shè)計(jì)了救援疏散方式，畢竟也只有5米高。

　　車輛行走結(jié)構(gòu)封閉于箱梁內(nèi) 來源：中唐空鐵官方資料片