15分鐘上海到杭州，中國超級高鐵進行時

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導(dǎo)語：

近日中國工程和鐵路研究人員稱，在上海和杭州之間，或?qū)⒔ㄔ焓澜缡讞l超級高鐵。這條150公里長的真空隧道將允許磁懸浮列車以高達1000公里/小時的速度行駛，建成后僅需15分鐘車程就可到達。滬杭高速磁懸浮項目最早于2006年3月就被國務(wù)院批準，為何一再擱置，其他國家至今仍無高速磁懸浮商運線，從工程和科技角度分析有哪些難度？超級高鐵何時才能夢想成真？

滬杭超級磁懸浮項目示意圖

一、中國有高鐵了，為什么還需要發(fā)展磁懸浮超級高鐵？

2013年馬斯克提出“超高速管道磁懸浮系統(tǒng)”的想法，即超級高鐵，這種高速運輸系統(tǒng)采用真空密封管道運輸乘客和貨物。是將高速磁懸浮技術(shù)和中真空技術(shù)等技術(shù)相集成而產(chǎn)生的現(xiàn)代交通工具，列車將以最高1220公里/小時行駛。到現(xiàn)在10年過去了，最近進展也僅是去年旗下的隧道挖掘公司宣布，將啟動“超級高鐵”（Hyperloop）項目的全面測試，看起來更像是汽車廣告。

對“超級高鐵”相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者和專家一直存在爭議。從上世紀末，京滬高鐵技術(shù)路線引發(fā)“磁輪之爭”，到2006年3月就被國務(wù)院批準的滬杭磁懸浮項目，原計劃于2006年年內(nèi)開工，2008年底建成，2009年試運行，但該項目長期存在爭議，開工時間被無限期擱置。

部分學(xué)者認為磁浮技術(shù)的造價要比輪軌高，沒有必要發(fā)展超級高鐵，也曾經(jīng)有學(xué)者認為超級高鐵是一個天方夜譚的概念，甚至是一個技術(shù)上不可信的圈錢騙局。

2019年中國《交通強國建設(shè)綱要》中提出：合理統(tǒng)籌安排時速600 km級高速磁懸浮系統(tǒng)、時速400 km級高速輪軌(含可變軌距)客運列車系統(tǒng)、低真空管(隧)道高速列車等技術(shù)儲備研發(fā)。可以洞見的是，時速600 km以上必須采用磁懸浮技術(shù)，實現(xiàn)由輪軌向磁懸浮過渡，這將是中國乃至世界軌道交通領(lǐng)域第2個顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，也是人類軌道交通歷史步入后高鐵時代的必由之路。

央視CCTV1高速磁懸浮列車相關(guān)報道

21世紀，中國磁懸浮軌道交通取得快速突破：高速磁懸浮率先實現(xiàn)商業(yè)化運營；中低速磁懸浮工程化應(yīng)用領(lǐng)跑全球；原創(chuàng)高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)研發(fā)持續(xù)深入。超高速低真空管道磁懸浮軌道交通已被列為面向2035年的國家重大顛覆性工程技術(shù)。

央視CCTV4相關(guān)新聞報道

交通工具的跨越式變革都會引發(fā)一系列蝴蝶效應(yīng)。超級高鐵作為一種顛覆性的交通制式，也將會給未來的生活帶來翻天覆地的變化，成為引領(lǐng)世界交通技術(shù)發(fā)展的重要標志。超級高鐵一旦投入商業(yè)運營，將對優(yōu)化我國資源配置、改善地區(qū)經(jīng)濟不平衡狀況、形成“超級城市群”“一小時經(jīng)濟圈”產(chǎn)生重要的積極意義，進而成為我國經(jīng)濟高速發(fā)展的“超級助推器”。

二、超級高鐵的技術(shù)難點在哪？

超級高鐵的概念雛形是真空管道運輸技術(shù)，最初是由機械工程師達里爾·奧斯特在上世紀90年代提出，磁懸浮技術(shù)和真空管道技術(shù)是超級高鐵的兩大核心技術(shù)。

磁懸浮技術(shù)使得列車與軌道和供電電纜之間無機械接觸，避免了超高速運行過程中造成的機械摩擦損耗；真空管道技術(shù)使得列車與空氣之間的運動摩擦力減小，使得超高速運行過程中所產(chǎn)生的空氣阻力減小。這兩項技術(shù)不僅是保證超級高鐵運行到超高速的前提，更是超級高鐵降低運營成本的關(guān)鍵。從整個系統(tǒng)來看，要攻克的難點還有很多。

超級高鐵目前的技術(shù)難點主要集中在三個方面：

1）現(xiàn)有磁懸浮技術(shù)的載重比普遍較低

載重比低也就意味著相同體積的載客空間可承載的乘客人數(shù)較少，故載客人均成本高，更無法應(yīng)用于載貨，最大的難點還在于如何以低成本實現(xiàn)、維持一個大體積的低真空空間。；

2）如何實現(xiàn)站臺處真空與正常大氣壓的有效隔絕

超級高鐵運行在真空環(huán)境中，而乘客是從正常的大氣壓環(huán)境通過站臺進入超級高鐵的乘客艙中，站臺處的氣密性設(shè)計是一項重要且艱難的工作；

3）真空中如何維持熱平衡

眾所周知，由于真空狀態(tài)下沒有空氣，故是不能通過對流來實現(xiàn)散熱的，而超級高鐵在運行過程中不可避免的會有熱量產(chǎn)生，若不能快捷、高效的將真空環(huán)境中的熱量轉(zhuǎn)換或?qū)щx，真空環(huán)境下將熱失衡，影響整個系統(tǒng)的正常工作。

盡管高速磁懸浮軌道交通應(yīng)用前景廣闊，但在技術(shù)方面仍然存在很多需要解決的問題：磁懸浮軌道梁結(jié)構(gòu)設(shè)計研究以及相應(yīng)規(guī)范和標準還不完善，還應(yīng)加大對磁懸浮軌道梁現(xiàn)場試驗及其控制限值的研究力度；造價高，利潤回收周期長，不能與現(xiàn)有鐵路網(wǎng)連通兼容；高速運行時存在停電制動問題；常導(dǎo)電磁懸浮列車由于懸浮高度低，對線路平整度要求高，高速磁浮列車是超級高鐵落地應(yīng)用的關(guān)鍵。

三、我國“高速飛車”研制取得多個進展，底層技術(shù)已成熟。

高速磁浮列車被稱為繼高鐵之后以電磁力為驅(qū)動的第五代交通工具，具有巨大發(fā)展前景和產(chǎn)業(yè)規(guī)模，是超級的重要支撐。

高速磁浮列車是一個龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)，磁懸浮列車主要包括三大系統(tǒng)：懸浮系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)，其懸浮運動的基本原理是利用磁鐵產(chǎn)生的強大磁吸力或磁斥力使列車懸浮，并通過直線電機產(chǎn)生的牽引力驅(qū)動列車前進。

西南交通大學(xué)高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車外觀及試驗線

我國于20世紀80年代初開始進行磁懸浮交通系統(tǒng)研究，目前對于不同制式的高速磁浮技術(shù)均有成果，其中，中車四方專注于常導(dǎo)電磁高速磁浮交通，已有時速達600km的高速磁懸浮在青島市正式運行；2021西南交通大學(xué)設(shè)計時速620 km的高溫超導(dǎo)釘扎制式高速磁浮工程化樣車及試驗線正式啟用；2023年1月14日航天科工聯(lián)合多家單位共同研發(fā)超高速低真空管道磁浮交通系統(tǒng)（高速飛車項目），完成了國內(nèi)首次全尺寸超導(dǎo)航行試驗，取得成功。

航天科工三院“高速飛車”系統(tǒng)首次全尺寸超導(dǎo)航行試驗成功

中國自研的高溫超導(dǎo)磁懸浮依靠獨特的釘扎作用懸浮或懸掛，可沿著永磁軌道運行，實現(xiàn)自懸浮、自穩(wěn)定和自導(dǎo)向。運營速度可達600~1000 km·h-1甚至更高。從綜合技術(shù)和可靠性方面來看，600km·h-1以上完全可以采用中國的高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)，這一技術(shù)具有后發(fā)技術(shù)優(yōu)勢和劃時代的意義。

四、“超級高鐵”的落地不僅是技術(shù)決定的，還取決于市場需求

短時間內(nèi)磁懸浮無法撼動其他軌道交通方式的位置，目前來看只是作為一些線路的補充（上海長沙均為機場線，北京為景區(qū)線，長株潭規(guī)劃像是旅游線），主要原因是其高票價不具有競爭力。

在4月17日發(fā)表于《鐵路標準設(shè)計》的一篇文章中表示，當(dāng)前最具備建設(shè)條件的6條示范線進行指標量化比選評價，東部沿海兩個富裕的城市脫穎而出。

中國還有幾條候選線路競爭超級高鐵項目，包括北京-石家莊、廣州-深圳和成都-重慶線路等。評估團隊說，每一條都有獨特的優(yōu)勢。

項目評估團隊表示，研究超級高鐵時考慮了幾個關(guān)鍵因素，包括人口密度、經(jīng)濟活動和現(xiàn)有交通基礎(chǔ)設(shè)施等，他們對每條線路的經(jīng)濟潛力進行了評估。上海至杭州的超級高鐵線路對中國來說是最可行和最有利的。

該線路涉及的兩個城市人口密度高，經(jīng)濟活動活躍，且地勢相對平坦，具有較高的技術(shù)可行性，因此被認為具有較強的經(jīng)濟潛力。這樣一個項目還將促進上海和杭州之間的區(qū)域一體化，由此產(chǎn)生積極的社會影響。

結(jié)語：

盡管超級高鐵技術(shù)目前仍存在不少技術(shù)難題，但阻擋不了人們對“更快速、更舒適、更安全、更經(jīng)濟、更環(huán)保”出行方式的追求。

未來超級高鐵以超過1000千米/小時的速度前進，原來以小時計算的行程全部變成以分鐘衡量——乘坐超級高鐵從北京到武漢將由5個多小時縮短至大約30分鐘，北京到上海、西安也是如此，超級高鐵顛覆性的交通變革帶動一小時經(jīng)濟圈形成，“超級城市群”將不是夢想。

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首個超級高鐵乘客艙在西班牙展出設(shè)計時速達1200 km[J].隧道建設(shè)(中英文)

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