15分钟上海到杭州，中国超级高铁进行时

出品|本站新闻

导语：

近日中国工程和铁路研究人员称，在上海和杭州之间，或将建造世界首条超级高铁。这条150公里长的真空隧道将允许磁悬浮列车以高达1000公里/小时的速度行驶，建成后仅需15分钟车程就可到达。沪杭高速磁悬浮项目最早于2006年3月就被国务院批准，为何一再搁置，其他国家至今仍无高速磁悬浮商运线，从工程和科技角度分析有哪些难度？超级高铁何时才能梦想成真？

一、中国有高铁了，为什么还需要发展磁悬浮超级高铁？

2013年马斯克提出“超高速管道磁悬浮系统”的想法，即超级高铁，这种高速运输系统采用真空密封管道运输乘客和货物。是将高速磁悬浮技术和中真空技术等技术相集成而产生的现代交通工具，列车将以最高1220公里/小时行驶。到现在10年过去了，最近进展也仅是去年旗下的隧道挖掘公司宣布，将启动“超级高铁”（Hyperloop）项目的全面测试，看起来更像是汽车广告。

对“超级高铁”相关领域的学者和专家一直存在争议。从上世纪末，京沪高铁技术路线引发“磁轮之争”，到2006年3月就被国务院批准的沪杭磁悬浮项目，原计划于2006年年内开工，2008年底建成，2009年试运行，但该项目长期存在争议，开工时间被无限期搁置。

部分学者认为磁浮技术的造价要比轮轨高，没有必要发展超级高铁，也曾经有学者认为超级高铁是一个天方夜谭的概念，甚至是一个技术上不可信的圈钱骗局。

2019年中国《交通强国建设纲要》中提出：合理统筹安排时速600 km级高速磁悬浮系统、时速400 km级高速轮轨(含可变轨距)客运列车系统、低真空管(隧)道高速列车等技术储备研发。可以洞见的是，时速600 km以上必须采用磁悬浮技术，实现由轮轨向磁悬浮过渡，这将是中国乃至世界轨道交通领域第2个颠覆性技术创新，也是人类轨道交通历史步入后高铁时代的必由之路。

21世纪，中国磁悬浮轨道交通取得快速突破：高速磁悬浮率先实现商业化运营；中低速磁悬浮工程化应用领跑全球；原创高温超导磁悬浮技术研发持续深入。超高速低真空管道磁悬浮轨道交通已被列为面向2035年的国家重大颠覆性工程技术。

交通工具的跨越式变革都会引发一系列蝴蝶效应。超级高铁作为一种颠覆性的交通制式，也将会给未来的生活带来翻天覆地的变化，成为引领世界交通技术发展的重要标志。超级高铁一旦投入商业运营，将对优化我国资源配置、改善地区经济不平衡状况、形成“超级城市群”“一小时经济圈”产生重要的积极意义，进而成为我国经济高速发展的“超级助推器”。

二、超级高铁的技术难点在哪？

超级高铁的概念雏形是真空管道运输技术，最初是由机械工程师达里尔·奥斯特在上世纪90年代提出，磁悬浮技术和真空管道技术是超级高铁的两大核心技术。

磁悬浮技术使得列车与轨道和供电电缆之间无机械接触，避免了超高速运行过程中造成的机械摩擦损耗；真空管道技术使得列车与空气之间的运动摩擦力减小，使得超高速运行过程中所产生的空气阻力减小。这两项技术不仅是保证超级高铁运行到超高速的前提，更是超级高铁降低运营成本的关键。从整个系统来看，要攻克的难点还有很多。

超级高铁目前的技术难点主要集中在三个方面：

1）现有磁悬浮技术的载重比普遍较低

载重比低也就意味着相同体积的载客空间可承载的乘客人数较少，故载客人均成本高，更无法应用于载货，最大的难点还在于如何以低成本实现、维持一个大体积的低真空空间。；

2）如何实现站台处真空与正常大气压的有效隔绝

超级高铁运行在真空环境中，而乘客是从正常的大气压环境通过站台进入超级高铁的乘客舱中，站台处的气密性设计是一项重要且艰难的工作；

3）真空中如何维持热平衡

众所周知，由于真空状态下没有空气，故是不能通过对流来实现散热的，而超级高铁在运行过程中不可避免的会有热量产生，若不能快捷、高效的将真空环境中的热量转换或导离，真空环境下将热失衡，影响整个系统的正常工作。

尽管高速磁悬浮轨道交通应用前景广阔，但在技术方面仍然存在很多需要解决的问题：磁悬浮轨道梁结构设计研究以及相应规范和标准还不完善，还应加大对磁悬浮轨道梁现场试验及其控制限值的研究力度；造价高，利润回收周期长，不能与现有铁路网连通兼容；高速运行时存在停电制动问题；常导电磁悬浮列车由于悬浮高度低，对线路平整度要求高，高速磁浮列车是超级高铁落地应用的关键。

三、我国“高速飞车”研制取得多个进展，底层技术已成熟。

高速磁浮列车被称为继高铁之后以电磁力为驱动的第五代交通工具，具有巨大发展前景和产业规模，是超级的重要支撑。

高速磁浮列车是一个庞大、复杂的系统，磁悬浮列车主要包括三大系统：悬浮系统、驱动系统和导向系统，其悬浮运动的基本原理是利用磁铁产生的强大磁吸力或磁斥力使列车悬浮，并通过直线电机产生的牵引力驱动列车前进。

我国于20世纪80年代初开始进行磁悬浮交通系统研究，目前对于不同制式的高速磁浮技术均有成果，其中，中车四方专注于常导电磁高速磁浮交通，已有时速达600km的高速磁悬浮在青岛市正式运行；2021西南交通大学设计时速620 km的高温超导钉扎制式高速磁浮工程化样车及试验线正式启用；2023年1月14日航天科工联合多家单位共同研发超高速低真空管道磁浮交通系统（高速飞车项目），完成了国内首次全尺寸超导航行试验，取得成功。

中国自研的高温超导磁悬浮依靠独特的钉扎作用悬浮或悬挂，可沿着永磁轨道运行，实现自悬浮、自稳定和自导向。运营速度可达600~1000 km·h-1甚至更高。从综合技术和可靠性方面来看，600km·h-1以上完全可以采用中国的高温超导磁悬浮技术，这一技术具有后发技术优势和划时代的意义。

四、“超级高铁”的落地不仅是技术决定的，还取决于市场需求

短时间内磁悬浮无法撼动其他轨道交通方式的位置，目前来看只是作为一些线路的补充（上海长沙均为机场线，北京为景区线，长株潭规划像是旅游线），主要原因是其高票价不具有竞争力。

在4月17日发表于《铁路标准设计》的一篇文章中表示，当前最具备建设条件的6条示范线进行指标量化比选评价，东部沿海两个富裕的城市脱颖而出。

中国还有几条候选线路竞争超级高铁项目，包括北京-石家庄、广州-深圳和成都-重庆线路等。评估团队说，每一条都有独特的优势。

项目评估团队表示，研究超级高铁时考虑了几个关键因素，包括人口密度、经济活动和现有交通基础设施等，他们对每条线路的经济潜力进行了评估。上海至杭州的超级高铁线路对中国来说是最可行和最有利的。

该线路涉及的两个城市人口密度高，经济活动活跃，且地势相对平坦，具有较高的技术可行性，因此被认为具有较强的经济潜力。这样一个项目还将促进上海和杭州之间的区域一体化，由此产生积极的社会影响。

结语：

尽管超级高铁技术目前仍存在不少技术难题，但阻挡不了人们对“更快速、更舒适、更安全、更经济、更环保”出行方式的追求。

未来超级高铁以超过1000千米/小时的速度前进，原来以小时计算的行程全部变成以分钟衡量——乘坐超级高铁从北京到武汉将由5个多小时缩短至大约30分钟，北京到上海、西安也是如此，超级高铁颠覆性的交通变革带动一小时经济圈形成，“超级城市群”将不是梦想。

参考文献：

朱美玲,颜景平.磁悬浮在工程中的应用和发展[J].电子工业专用设备, 1993, (03): 35-38.

严陆光,徐善纲,孙广生, et al.高速磁悬浮列车的战略进展与我国的发展战略(下)[J].电工电能新技术, 2003, (01): 1-8.

申月,胡思继.高速磁浮列车技术及其在我国客运交通中的战略地位[J].技术经济, 2001, (12): 35-37.

李益民.直线电机与磁浮驱动[M].成都:西南交通大学出版社, 2018: 4-21.

赵昌宗.磁悬浮“飞机”[J].东方电机, 2002, 30(04): 387-391.

邓自刚,李海涛.高温超导磁悬浮车研究进展[J].中国材料进展, 2017, 36(05): 329-334+351.

陈贵荣,常文森.磁悬浮列车发展综述[J].国外铁道车辆, 1993, (01): 1-4.

张志洲,张惠霞.韩国磁悬浮列车发展[J].国外铁道车辆, 2006, (04): 8-12.

陈茜.超级高铁引领未来新时速[J].现代工业经济和信息化, 2013, (17): 80-81.

谷江敏.秒杀磁悬浮的交通工具—超级高铁[J].中国经济报告, 2016, (06): 114-116.

崔丽媛.国外研究:“超级高铁”真的要来了?[J].交通建设与管理, 2017, (04): 44-47.

中国版“超级高铁”试验时速有望达到1500km[J].现代隧道技术, 2018, 55(04): 96.

首个超级高铁乘客舱在西班牙展出设计时速达1200 km[J].隧道建设(中英文)

「了不起的中国制造」专栏，力邀行业权威、资深玩家，呈现他们眼中的中国创新之路。