國產中低速磁浮列車 王握文攝

　　輻射低于家電 造價廉于輕軌

　　——訪我國中低速磁浮交通系統總設計師、國防科技大學教授常文森

　　掌握中低速磁浮交通核心關鍵技術,是我國在高端制造業領域自主科技創新的又一重大成果,這一技術較之傳統的輪軌技術有何特點?其推廣應用的前景如何?國防科技大學為何能夠取得這樣的創新成果?帶著這些問題,記者采訪了我國中低速磁浮交通系統總設計師、國防科技大學教授、博士生導師常文森。

　　記者:北京市剛剛啟動建設的城市軌道交通S1線西段工程,將采用國防科技大學研發的具有自主知識產權的中低速磁浮交通技術,說明了什么?

　　常文森:表明我國中低速磁浮交通技術已具備工程化、產業化實施能力。

　　記者:磁浮列車有哪些特點和優勢?

　　常文森:磁浮列車是利用電磁力抵消地球引力,通過自動控制手段使列車懸浮在軌道上運行,其懸浮間隙約為1厘米左右,列車與軌道始終處于一種“若即若離”的狀態。它具有噪音低、振動小、無污染、轉彎半徑小、爬坡能力強、加速性能好、使用壽命長、乘坐平穩舒適等特點,被譽為“零高度飛行器”。我們建在唐山的磁浮試驗示范線,設計有70‰的坡度,50米彎道半徑,兩輛編組的磁浮列車運行最高時速可達105公里。最大有效承載能力達到15噸,已累計運行6萬公里,車輛、軌道及相關裝備完全達到運營線要求。

　　記者:磁浮列車分為哪些類型,有什么區別?

　　常文森:按照懸浮方式劃分,可分電磁型和電動型。電磁型是利用磁體的吸力實現懸浮,電動型則是利用磁體的排斥力實現懸浮。

　　根據運行速度,時速在400公里以上為高速磁浮列車,主要用于城市之間遠距離的交通。中低速磁浮列車時速一般在100公里左右,主要用于城市內部交通。兩者的懸浮原理相同,都是吸引式懸浮,但其導向系統、軌道結構、牽引系統、供電方式卻不相同。

　　記者:磁浮列車及其交通技術主要涉及哪些學科,其核心關鍵技術是什么?

　　常文森:磁浮交通是一項戰略高技術,也是一項復雜的系統工程,其研究和制造涉及自動控制理論、傳感器技術、電力電子技術、直線推進技術、機構動力學、網絡通信、故障監測與診斷等眾多學科,是一個國家科技實力和工業水平的重要標志。其核心關鍵技術主要有4大塊:即總體設計和技術集成、懸浮導向控制技術、轉向架和二次系技術、牽引控制技術,是磁浮交通的專有技術,其中最核心的是懸浮導向控制,也是國外明確不予轉讓和嚴密封鎖的技術。

　　記者:能否講一講您率領課題組攻克磁浮列車核心關鍵技術的過程?

　　常文森:國防科大1980年就開始磁浮交通研制。當時,德國和日本在磁浮列車研究方面已經取得進展。我那時就想,我們可以發揮自動控制學科優勢,研究開發中國的磁浮列車。這一干就是30年。1980年,我們研制成功我國第一臺小型磁懸浮實驗裝置,此后又研制出我國第一臺小型磁懸浮原理樣車。在“八五”國家重點科技攻關計劃中,我們承擔了磁懸浮列車核心技術——“懸浮及導向控制技術”的攻關任務,相繼突破懸浮導向控制、轉向架、總體設計與系統集成等一系列核心關鍵技術,研制成功磁浮列車原理樣車、全尺寸單轉向架載人試驗運行系統。1999年,與北京控股集團有限公司合作,積極推進中低速磁浮交通的工程化應用與產業化,先后研制成功試驗樣車、工程化樣車、實用型列車,建設了中試試驗線和試驗示范線,形成工程化研發平臺,實現了關鍵裝備的全部國產化。

　　記者:磁浮列車研發及應用情況如何?

　　常文森:德國和日本是世界上最早研究磁浮列車技術的國家,分別在高速磁浮、中低速磁浮交通技術方面具有領先優勢。2003年,我國引進德國高速磁浮交通技術,建成了世界上第一條高速磁浮運營示范線——上海浦東機場線,全長30公里,它是目前國際上唯一一條高速磁浮商業運營線。日本于2005年3月在名古屋建成了世界上第一條低速磁浮運營線,全長8.9公里,是目前世界上唯一一條低速磁浮運營線路。北京S1中低速磁浮交通運營示范線建成后,我國將成為世界上繼日本之后能夠研制和建造中低速磁浮交通運營線的國家。

　　記者:聽說國外在研制開發磁浮交通時,曾遇到過車軌共振動問題,我們的磁浮交通建成后能避免這個問題嗎?

　　常文森:車軌共振確實是世界磁浮交通界公認的一個技術難題,就是磁浮列車在停車和過道岔時,由于懸浮系統的主動控制,容易使車輛和軌道產生共振。美國曾出現過剛建好的線路因車軌共振而無法運行,不得不返回實驗室重新研究解決。我們經過多年的不斷研究探索,通過在懸浮控制算法中加入振動抑制算法等創新辦法,找到了解決這一世界性難題的辦法,擁有這方面的完全自主知識產權,完全能避免國產磁浮交通出現類似的問題。

　　記者:有人認為磁浮列車存在電磁輻射問題,是這樣嗎?

　　常文森:我可以明確地告訴大家,磁浮列車不存在電磁輻射問題。因為電磁主要存在于列車與軌道懸浮間隙的1厘米范圍,對10米外的地方幾乎沒有影響,特別是我們研發的國產中低速磁浮列車,采用吸力型電磁懸浮、低頻(小于100赫茲)懸浮牽引供電制式、新材料電磁防護等一系列技術創新手段,能把電磁輻射減小到最低程度。經測試,車廂磁場與一般家電產生的磁場相當,甚至更低,大家請放心乘坐。磁浮列車是一種電磁環境友好、噪音小、安全可靠、綠色環保的城市軌道交通工具。

　　記者:國產中低速磁浮交通的造價如何?

　　常文森:國產中低速磁浮交通擁有很好的性價比,我們測算其每公里工程造價在3億元以內,遠低于目前地鐵每公里6億元以上的造價;略高于輕軌,但它的維修維護費用很低,如果考慮這個因素,其綜合性價比要高于輕軌。另外,由于中低速磁浮交通轉彎半徑小,爬坡能力強,也極大降低了征地拆遷成本。可以說,在我國城市高速發展時期,發展中低速磁浮交通是解決城市交通問題的一種很好選擇。(記者 陳勁松 王握文)