探訪成都全球首列新能源空鐵：從圖紙到樣車僅4個月

2016-12-09 08:52:19|來源：澎湃新聞網|編輯：趙妍

　　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，一列列熊貓造型的車廂倒挂在上面，在高樓大廈間疾馳，這樣的“空鐵”你敢坐嗎？

　　自“世界第一列以鋰電池動力包為牽引動力的空中懸挂式軌道列車”（以下簡稱“空鐵”）11月下旬在成都挂線以來，網絡上便已議論紛紛。有些網友感覺很“萌”，有些網友大呼“恐高”，也有些網友對其中的技術和安全細節存在疑問。

　　為了還原這個項目的發展歷程和技術全貌，澎湃新聞于近日來到了成都“空鐵”試運線現場，並專訪了項目總設計師、中科院院士翟婉明和項目出資企業四川中唐空鐵集團副總經理王凱等相關人員。

　　成都“新能源空鐵”挂線“新能源空鐵”由民營企業四川中唐空鐵集團有限公司全資，西南交通大學牽引動力國家重點實驗室牽頭，聯合中國中車、中國中鐵、攀枝花鋼鐵公司等7家大型國有企業協同研製。

　　四川中唐空鐵集團位於成都雙流西南航空港經濟開發區，距離雙流機場大約15分鐘的車程。站在公司門外，遠遠就能看到幾乎佔據了整個生産園區的U型空鐵試驗線。白色的單軌軌道梁全長1400米，每隔約10米由一根離地5米高的樁基支撐。當澎湃新聞記者11月23日來到基地時，車身漆成黑白兩色、模倣熊貓造型的“空鐵”已結束了當天的試運行任務，車頭上還挂著11月21日剪綵時的大紅花，靜靜地停在試驗線上的橢圓柱形站臺裏。

　　從中唐空鐵集團門外看“新能源空鐵”試驗線

　　橢圓柱形站臺門衛介紹道，這個園區是今年新落成的。園區裏十分安靜，建築較少，除了緊挨著試驗線站臺的中唐空鐵集團主樓，還有幾棟廠房。園區的其餘部分尚未開發。

　　尚未完全開發的園區多個地方政府、旅遊景區、東南亞國家對項目“感興趣”

　　據中唐空鐵集團內部人士介紹，“空鐵”需要在園區裏的這條試驗線上試驗起碼1萬公里，以檢測各方面的技術數據。1400米的U型試驗軌道模擬了將來實際運行時可能會遇到的各種情況，包括30米半徑彎道和6%的坡道。根據他的估計，這個試驗過程起碼需要半年以上。

　　中唐空鐵集團主樓前的“新能源空鐵”試驗線而完成試驗線之後，“空鐵”還需要在城市裏建設示範線，以解決運營、盈利和管理等商業上的問題。

　　因此，真的要看到本文開頭描述的一列列熊貓造型“空鐵”穿行在成都城上空的畫面，起碼要等到2018年。

　　關於示範線的選址問題，前述內部人士介紹道，包括成都、上海在內的很多地方政府都很感興趣，而包括九寨溝在內的幾個旅遊景區也有意向。但是中唐空鐵目前還在等待技術標準得到充分論證。

　　對於此前媒體透露的“成都雙流機場至雙流老縣城的20公里線路規劃”，他表示，雖然雙流政府確實有這樣的規劃意向，但“我們現在定下的是不簽協議，只溝通。我們標準還沒出來，不能不負責任地簽協議”。

　　但前述人士表示，中唐空鐵希望將示範線建在成都，“因為是成都造的”。目前，三條線路規劃已經提交給成都政府，政府將在各方面進行論證。

　　在旅遊景點方面，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計了以四川特有的“活化石”娑羅樹為原型的軌道梁，用於保護景區的整體景觀和諧。

　　為九寨溝設計的娑羅樹軌道梁來源：中唐空鐵官方資料片由於“空鐵”在中國是個新事物，中唐空鐵副總經理王凱説道，通過試驗線和示範線積累的數據，中唐空鐵將成為行業標準的制定者。“我們要通過這條試驗線形成企業標準，而後企業標準要上升為行業標準。我們要開創一個先河，以行業標準去建設空鐵。”

　　項目總設計師、中科院院士翟婉明擔任“新能源空鐵”項目總設計師的是西南交通大學首席教授、中國科學院院士翟婉明。翟婉明長期從事軌道交通工程動力學與振動研究，他補充道，現在東南亞國家的一些旅遊熱點城市也對“空鐵”感興趣，希望能夠引進。“現在關心的人太多了，好東西大家都盡力往前推進。我們高鐵已經舉世矚目，軌道交通現在是我們國家一個很亮的名片。如果在城軌也有發展，那我們國家手裏可以打的牌就更多了。”

　　成本可低至地鐵1/8

　　中唐空鐵集團旁邊的一幢樓寫著“大唐新能源”，據中唐空鐵內部人士介紹，那就是“空鐵”所用鋰電池的生産商，也是中唐空鐵集團的前身四川大唐能源投資有限公司。

　　園區裏的電池廠澎湃新聞查閱公開資料發現，四川大唐能源投資有限公司註冊時間為2006年2月份，註冊資本為12245萬元。中唐空鐵集團有限公司註冊時間為2016年4月份，註冊資本為5億元。另有一家關聯企業為四川中唐中鐵科技有限公司，註冊時間為2016年8月份，註冊資本為2億元。

　　前述內部人士説道，“空鐵”項目沒有一分錢融資，全都是幾個企業家聯合起來出的資本。

　　他説道，最早公司做鋰電池，幾年之後發現汽車用新能源存在很多問題，行業競爭也越發激烈。公司的一些專家想到要往軌道交通領域發展，因為軌道交通的平順程度要遠遠好于地面交通。此後公司花了幾年時間，對德國和日本的“空鐵”進行了調研，發現懸挂式軌道交通在中國大有可為，是填補地鐵和公交線路間空白地帶的絕好選擇。公司最終將懸挂式軌道交通和新能源這兩個概念疊加在了一起。

　　王凱則打了個比方，“地鐵畢竟是幹線，相當於大動脈。但大動脈很多地方是到不了的。我們的靈感來源就是彌補地鐵和公交線路之間的空間地帶。”

　　他説道，“以我們成都為例，雖然規劃了若干條地鐵線，但建成週期非常長。地鐵目前的造價也非常高昂，每公里已達到了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”最重要的是為我國現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”相對於其他軌道交通制式，主要有以下幾個優點：

　　成本低：“空鐵”的建設成本只有地鐵的1/6到1/8。

　　施工快：幾十公里的一條“空鐵”線路不到1年時間即可建成。組件在廠裏生産好，運到現場快速組裝。

　　模組化製造來源：中唐空鐵官方資料片佔用土地資源少：目前“空鐵”計劃只佔用城市的綠化帶部分打下樁基，避免了徵地問題。

　　線形佈置靈活：能順利通過30米半徑彎道的“空鐵”能靈活地在城市裏穿行，佈線很容易。

　　可延伸性好：“空鐵”在任何地方都可以根據需求延伸下去。如果發展到一定階段，該線路運量飽和，“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組裝使用。

　　“從圖紙上畫下第一根線到出廠，只用了4個月10天，勘稱奇跡”

　　作為“新能源空鐵”的總設計師，西南交通大學首席教授、中國科學院院士翟婉明發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個月10天，勘稱奇跡。”

　　他説道，這是中國中車旗下南京浦鎮車輛有限公司的領導重視這個項目，在生産線上開綠色通道，加班加點刻苦攻關的結果。同時，中唐空鐵也在前期做了大量調研工作，他真正介入，實質性開展論證研究，也是今年之內的事情。

　　“完全是一種産學合作的模式。有出資的、造車的、修軌道梁的、設計線路的，我就是負責技術方案的確定、技術的把關，發揮我們長期在軌道交通方面的研究。中國有這樣的需求和前景，把這樣一個契合我們需求的新技術向前推進，我們從事軌道交通研究的科技人員責無旁貸。當然沒有這個企業出經費投資，也都是空的。整個試驗線要投資不少。這就是社會現在説的産業驅動創新的模式。”

　　王凱用三句話描述了“空鐵”的快速發展過程：“央企的品質，國企的資質，加上我們民企的機制。”

　　他具體解釋道，“民企的機制是靈活的，效率非常高，只要看準了之後就立馬投入實施。我們公司經過研究調查，走遍了相關西方發達國家，醞釀産生了想法。但畢竟我們是個民營企業，不可能具備大規模生産能力，必須要聯合相關生産單位。”

　　當被問及中唐空鐵、西南交通大學和各大國企在項目中的具體分工時，王凱講道，“我們就是一個全方位的聯合體，不光是技術方面，也包括總體的思想構架。一個‘緊密的聯合體’，所以就不用去細講他了。‘緊密的聯合體’就能説明一切問題。”

　　當被問及項目總體框架出於中唐空鐵還是西南交大時，翟婉明也説道，“細節方面不一定説那麼多了吧。他們前期調研了兩三年然後找到我，之後我就做了一些調整和優化。他們和我們專業做軌道交通不一樣。但他們非常看好、非常有信心，後面的投資工作都是很堅定地要推進。在多種條件下，大家有共同的目標，事情才能順利發展。”

　　六大系統皆有創新性突破，百分百技術國産

　　王凱介紹道，“新能源空鐵”在車輛、軌道、橋梁、信號控制、動力、維修六大系統上都實現了創新性突破。

　　例如在軌道系統上，“空鐵”的轉彎半徑能達到30米，是目前世界範圍內軌道交通能實現的最小轉彎半徑。為了實現這一點，研發團隊將汽車上的差速器技術創新性地運用到“空鐵”上。此外，“空鐵”封閉式的箱梁要整體移動，就需要實現平移式的道岔，轉向時沒有有害空間。

　　在車輛系統上，“空鐵”的轉向架由一般的車體下部轉到上部，為了保證懸挂運行的要求，“空鐵”在銷軸承重的設計上做了新穎設計。

　　在動力系統上，“空鐵”採用鋰離子電池驅動，能達到持續放電400安培而整體性能不下降。壽命可達到充放電三千次。

　　而為了配合電池的充放電曲線，“空鐵”在信號系統上也要進行創新。

　　幾點釋疑：新能源鋰電池、運力和安全

　　此前，北京交通大學教授、中國工程院院士王夢恕在接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）採訪時，表示他看好懸挂式、跨座式軌道交通在中國的發展前景。但他對成都“新能源空鐵”採用鋰電池驅動表示不解，認為鋰電池報廢會産生大量污染，不能稱為“新能源”。王夢恕認為，“空鐵”應該像德國和日本一樣採用高壓電線供電。

　　另一方面，網友們也對“新能源空鐵”在實際運營方面的細節存在疑問。為此，澎湃新聞整理出了一些熱議問題，中唐空鐵公司的人士和翟婉明則作了答覆。

　　為何要拋棄德國、日本“空鐵”採用的高壓電線，使用鋰電池動力？

　　王凱：第一，如果在城市建設這樣的空鐵，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的。第二，新能源電池是綠色環保的。第三，我們是晚上充電，白天使用，晚上充電電費很低，這是最大的幾點。

　　翟婉明：第一，使用鋰電池可以節省整個工程的造價成本，高壓輸電系統整個沿線都要佈置，沒有動力源簡便。第二，使用鋰電池可以節能，可以在淩晨用電低谷時期充電。第三，比起在密集城市裏架設高壓輸電系統，鋰電池對居民更安全。

　　充放電是否會不方便？

　　翟婉明：在大站可以換電池，非常方便，1分鐘之內機械化操作。

　　鋰電池重量會否影響到承重力？

　　翟婉明：我們有個奇妙的想法，把鋰電池放到一個專門的小車上跟著一起跑，安全性也更高。

　　鋰電池後期如何處理？

　　王凱：電池壽命可達到充放電3000次。3000次後也只是降到電池性能的一半，可以作為儲能設備。

　　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。它們肯定有辦法按相應規程處置。這都是新能源的共性問題，會在共性層面上解決，沒有十全十美的東西，只要有問題能正確合規地處置。

　　為何稱鋰電池為“新能源”？