对高速铁路和磁悬浮铁路的比较

摘 要：高速铁路和磁悬浮由于快速、安全、舒适等特点成为大众出行的首选交通运输工具。高速铁路和磁悬浮是铁路的重大技术成就，集中体现了一个国家的科学技术和工业水平，不仅推动了国民经济的快速发展，同时又取得了良好的社会经济效益。两者既有相似的共同点，又存在一些区别，现根据最新的高速铁路和磁悬浮的数据及运用经验，主要对高速铁路和磁悬浮在旅行时间、兼容性、成本和其他方面的因素进行比较讨论。

关键词：高速铁路；磁悬浮；交通运输工具

引言：

高速铁路是新建或是在既有線基础上进行改造的一项创新工程体系，在高速铁路上运行的列车是以轮轨作为运行导向，由动车提供列车前行的动力而运行的[1]。然而，在磁悬浮铁路上运行的列车是利用电磁系统产生的排斥力将车辆托起，使整个列车悬浮在导轨上，并利用电磁力进行导向、利用直线电机将电能直接转换成推进力而运行的[2]。这两种运输工具的运行方式不同，但在世界运输市场中都取得了较好的市场份额，社会经济效益十分显著[3]。本文通过最新的高速铁路和磁悬浮的运行情况，对高速铁路和磁悬浮的几个方面进行比较讨论。

1 最高速度及旅行时间

国外一些国家的高铁和磁悬浮的最高试验速度也有所差别，日本磁悬浮是551km/h，法国TGV是515km/h，德国“运捷”磁浮是450km/h。我国高铁“复兴号”在京沪线的运营速度达到了350km/h，上海浦东磁悬浮线路的运营速度在430km/h，这两者的最高运营速度存在差距。

从现场运行情况来看，当磁悬浮的运行速度从350km/h运行到430km/h时，运行100km的区段只能减少1min左右的运行时间。因此，磁悬浮和高速铁路在旅行时间上的差别不大。

2联合运输的兼容性

2.1网络互联

在道岔使用方面，磁悬浮比高速铁路要复杂得多，磁悬浮在不同支线的网络线运行就受到束缚。因此，磁悬浮主要在长距离的单线上进行往返运行，而不是网络互联的运行方式。高速铁路的道岔相对于磁悬浮而言是比较简单的，除了日本新干线之外，世界上其他的高速铁路都允许列车运行在既有线或新造的铁路线路网络里。这种运营方式能够提高高速铁路运营线路的广度，为高速铁路网的互联互通提供了便利，方便旅客出行，使之有更大的社会效益和经济效益。

2.2既有设施利用

高速铁路既可以在既有线路的基础上进行延伸或改造，也可以为高速运营修建新的线路、配备先进的设备设施。这种对现有设施的有效集成及利用能力，不仅降低了高铁的建设成本、建设周期等方面，而且极大地方便了旅客的出行，有效降低了旅客的中转次数。以此来抵消高速铁路相对于磁悬浮的时间增加。

综合网络互联和既有设施利用两个方面，高速铁路在整个铁路运输网络方面的兼容性明显比磁悬浮具有优势。

3投资成本、运营成本和能量消耗

3.1投资成本

高速铁路的新造建设成本主要取决于建设规模、高速铁路线路的等级、车站的类型及规模、高架线路及隧道的规模等多个因素。磁悬浮铁路运行的线路与既有线路是完全分离的，磁悬浮铁路线路的横截面积也很大，而且使用的车体也是完全不同的，尤其在磁悬浮铁路线路的终端区域及地下，更是需要很高的投资，其投资成本保守估算都比高速铁路高10%-20%。因此，新造高速铁路的投资成本显然低于磁悬浮，如果是利用既有线改造高速铁路，其投资成本更低。

3.2运营及维护成本

磁悬浮最大的特点就是与钢轨没有物理接触，解决了传统铁路车轮和钢轨之间的磨损问题，是又一技术的突破。但这种方式所使用的设备是非常复杂的，且精密度要求很高，特别是导轨和列车上使用的电子设备，这都使得运营及维护成本 变得非常昂贵。有相关人士专门对美国7个拟建磁悬浮项目每公里维护费用进行了估算，其运营及维护成本的估算至少是高速铁路的六倍，成本非常高[4]。

3.3能源消耗

磁悬浮在运行的过程中是悬浮起来的，虽然没有轮轨接触消耗的摩擦力和阻力，但将磁悬浮列车持续悬浮运行所需要消耗的能量要比轮轨滚动阻力消耗的能量还要大。此外，磁悬浮使用的直线电机更是消耗能量。就拿温哥华的Skytrain和多伦多的Scarborough轮轨车辆使用直线电机牵引车辆的能耗来说，要比采用普通旋转电机驱动的类似车辆多20-30%。如果加上悬浮消耗的能量，则磁悬浮运行所需的能量远远对于高铁运行所消耗的能量。

Hanstein曾对运捷磁悬浮高速列车与德国ICE-3在单位面积上所需要消耗的能量进行了分析。分析结果表明：在相似的运行条件下，高速铁路消耗的能量比磁悬浮要少的多。

4其他因素

4.1乘坐舒适程度

日本新干线、法国TGV、德国ICE以及我国运营时速高达350km/h的京沪线、国内外的磁悬浮，不管是从运行的平稳性，还是乘客的舒适度体验来讲，都非常良好。

4.2对周围环境的影响

磁悬浮由于与轨道没有物理接触，它比高速铁路产生的噪音和震动更小。在人口密集地区，磁悬浮需要修建隧道，高速铁路需要设防噪墙。

5 结论

本文对高速铁路和磁悬浮的相似点和不同点进行了讨论。在最高速度及旅行时间方面，磁悬浮有更高的速度，但在实际旅行时间上两者相差不大；在兼容性方面，高速铁路优于磁悬浮；在成本方面，高速铁路的建造成本、运营及维护成本低于高磁悬浮。通过这些比较可知，磁悬浮相对于高速铁路的优势并不是很明显，特别是在铁路线路的兼容性和使用成本方面。

参考文献：

[1]佟立本.高速铁道概论[M].北京：中国铁道出版社，2018：9-17.

[2]佟立本.铁路概论[M].北京：中国铁道出版社，2012：63-79.

[3]魏庆朝，孔永健，时瑾.磁浮铁路系统与技术[M]. 中国科学技术出版社，2010：14-22.

[4]Vnkan R.Vuehic.对高速磁浮技术的评估以及它与高速铁路的比较. http：//www.360doc.com/content/16/0731/11/32920254_579739047.shtml

作者简介：

杨军霞（1989-）女，汉，硕士，重庆交通职业学院，研究方向：交通信息工程及控制.