城際軌道交通與磁懸浮鐵路

摘 要：結合城際軌道交通的特點，文章對比分析了輪軌、磁浮制式運用于城際軌道交通的差異，認為城際軌道交通不宜采用磁懸浮制式。
關鍵詞：城際軌道交通 輪軌 磁懸浮

1 問題的提出
磁浮鐵路脫離了輪軌系統的傳統概念，將陸上有接觸交通系統改變為無接觸交通系統。這一構想由德國人赫而曼·肯佩爾于 1922 年首先提出，歷經漫長的研究、試驗，目前全世界建成的有德國埃娒斯蘭 31.5km、日本山梨 18.4km 和中國上海 30km 試驗線。速度高是磁懸浮鐵路最突出標志，常導磁懸浮可達 400～500km/h，超導磁懸浮可達 500～600km/h。我國對磁浮運輸系統的研究始于 1990 年京滬高速鐵路采用輪軌或磁浮的學術爭鳴，在珠三角、長三角城際軌道交通研究中，也對廣深港、寧滬杭磁浮城際線進行過規劃論證。經過多年的爭議、論證，京滬高速鐵路不宜采用磁浮制式已基本定論，那么磁懸浮鐵路能否運用于城際軌道交通線上呢？以下結合城際軌道交通的特點，從服務功能、運輸適應性等方面分析對比輪軌制式與磁浮制式的差異，探討磁懸浮鐵路在城際軌道交通領域運用的可行性。

2 磁懸浮鐵路的局限性分析
2.1 設計理念不同
城際軌道交通是不同于一般客貨共線鐵路，也不同于高速客運專線鐵路，與城市軌道交通（輕軌、地鐵）也有明顯差異的一種新型的軌道交通運輸方式。是城市化發展水平高地區的基礎交通設施，是體現以人為本，方便沿線各個城市、主要中心城鎮、城市組團、次中心城鎮之間旅客出行的公交化服務設施。由于輪軌與磁浮制式的差異，必然導致設計理念的不同。城際輪軌線是在突出體現城際交通的特點，充分考慮與城市的融入性、系統性前提下確定合適的建設標準及規模；而城際磁浮線是在突出體現高速度、高標準前提下，盡量考慮與城際交通特征的適應性。
2.2 車站設置少，兼顧客流面小
車站設置與速度目標值息息相關。城際軌道交通速度目標值的選擇除了要考慮時間目標值的要求、工程投資、對客流的吸引力等因素外，更要重的考慮車站間隔與運行速度的適應性。按列車從啟動－目標速度－停止的走行距離以及列車在區段以目標速度運行距離不小于 80％的經濟比計算，輪軌列車選用速度目標值 120km/h，則車站間距不宜小于 3.3km；140km/h 則不小于5.3km，160km/h 則不小于 9.5km。由于城際線為擴大吸引客流，設站較多，因此其站站停列車速度目標值一般不宜超過 160km/h。擬建廣珠城際線推薦的是 140km/h，滬寧城際線推薦的是160km/h。磁懸浮鐵路若選用較低的速度目標值，因其造價高和不兼容的特性，將與輪軌鐵路無比較價值，我國建設磁懸浮商業運營線，其速度目標值不應低于 400km/h，為適應 400km/h 以上速度運行，磁懸浮鐵路的車站間距一般認為不宜小于40km。
以滬寧城際為例：在國家磁浮交通工程技術研究中心編制的《長江三角洲地區城際高速磁浮交通網規劃研究報告》中建議修建寧滬杭甬磁浮鐵路骨干網，最高速度 450km/h，滬寧磁浮城際線從上海虹橋機場至南京，全長約 300km，沿線設虹橋、昆山、蘇州、無錫、常州、鎮江、南京7 站，平均站間距離 50km。滬寧輪軌城際線從上海鐵路站至南京鐵路站，全長 300km，設站 30個，平均站間距離 10.3km。滬寧輪軌城際線設站多，基本與沿線客流中心的分布相適應，兼顧客流面廣；而磁浮城際線主要承擔大城市間客流，難以兼顧沿線中小城鎮的客流。
2.3 服務頻率低
便捷性體現在服務的頻率和旅客出行在途時間的長短。輪軌制式的發車頻率技術上可以達到 2min 間隔，實際運輸組織可以為旅客提供 3～5min 發車頻率的服務水平。而磁浮制式的追蹤間隔受供電制約長達 10min，上海磁浮線行車間隔為20min。輪軌制式服務頻率是磁浮制式的 3～5 倍。
2.4 便捷性相對較差、服務范圍小
出行時間是旅客選擇交通方式的首要因素之一，旅客出行時間包括旅客出家門到鐵路車站、換乘及待站時間、鐵路線上旅行時間、出鐵路車站至目的地時間。輪軌線車站分布密，旅客出行可就近選擇城際車站便捷換乘。磁浮制式的優勢僅僅體現在可縮短旅客的線上旅行時間，因其車站分布在 40km 以上，且車站難以深入客流中心區，必然增加旅客周轉時間。
根據長三角城際線網規劃，滬寧城際蘇州、無錫間磁浮線設蘇州、無錫站，間隔 40km；輪軌線可設 6 站。
若旅客從蘇州外跨塘鐵路南側 5km 某地至無錫東鐵路南側 5km 目的地，出行距離 40km，磁浮制式選擇蘇州、無錫磁浮站換乘，輪軌制式選擇外跨塘、無錫東換乘站站停輪軌列車，路面公交旅行速度按 30km/h 考慮，出行總時間分別如下：
磁浮系出行時間＝出發地到蘇州 24min＋蘇州候站時間5min＋線上旅行時間7min+無錫至目的地 24min＝60min，輪軌系出行時間＝出發地到外跨塘 10min＋外跨塘站時間 1min＋線上旅行時間 23min+無錫至目的地 10min＝44min
根據以上分析，當旅客出行距離在 30～60km時，僅有磁浮車站 5km 圈內旅客出行便捷性磁浮方式優于輪軌方式；當出行距離在 30km 以內時，乘坐磁浮列車將增加旅客出行旅程磁浮線上多走10km 以上，再換乘地面公交 10km 以上，重復走行且便捷性差，旅客將不會選擇磁浮交通。簡單推算，城際軌道交通若采用磁浮制式，其服務范圍將較輪軌制式減少 50％以上。
2.5 票價高
城際軌道交通作為城市群區域的基礎交通工具，其公交化服務水平主要體現在服務面廣、便捷、便宜等方面。由于磁浮鐵路車站設置少、工程造價高，其服務范圍將交輪軌鐵路減少 50％以上，票價將高出城際輪軌鐵路 1 倍以上。對于城際間中短途出行距離尤其是通勤、通學旅客，磁浮出行方式將不是其首要的選擇，而這部分旅客正是城際輪軌鐵路的主要服務對象。可以認為，磁浮鐵路不適宜作為城市群地區提供公交化服務的基礎交通設施。
2.6 運輸適應性差
磁浮列車的編組國外研究均在 8 輛以下，最大可擴至 10 輛尚有待進一步研究，磁浮線路不具備與輪軌列車共線運行的兼容性，一但建成則不便于擴容。輪軌線路可以根據客流需求選擇合適的車輛編組，可以考慮與城際客運鐵路網的聯軌跨線運行，其功能上也具備必要時相鄰干線鐵路跨線運輸的條件，具備路網調節的靈活性。
按照編組輛數及定員標準計算，磁浮線路單向輸送能力為 6000 人/小時，城際輪軌單向輸送能力可達 20000 人/小時以上，是磁浮線路的 3 倍多。修建城際鐵路是面向公共交通的土地開發（TOD），是經濟發達地區可持續發展的必然選擇，是實現路面交通向軌道交通逐步轉移的戰略需要。根據滬寧城際客流預測，滬寧通道城際客流高峰小時客流量 2010 年無錫～蘇州間超過6000 人次，2020 年鎮江～蘇州各區段均超過 1萬人次，2030 年全線各區段均超過 1 萬人次，最大達 1.6 萬人次。若修建滬寧城際磁浮鐵路，其能力不能滿足城際客流高峰小時出行的需求，40～60％的旅客出行將仍然依賴于高速公路運輸。顯然，城際鐵路采用磁浮制式不是公交化服務運輸方式的合適選擇。
2.7 效益差、風險大
技術上的不成熟和投資效益差是磁浮鐵路最大的風險。磁浮技術起步最早的德國、日本，也正是基于其風險太大而尚未推廣于商業運營。德國建成的 31.5km 試驗線，原計劃投資 1.5 億馬克，后來包括研究經費在內，竟追加至 7.8 億馬克。柏林—漢堡線 1997 年預算為 89 億馬克，第二年就追加 10％，達到 98 億馬克，1999 年重新核算表明，起碼還要增加 30 億馬克，造價昂貴及沒有經濟效益是導致該工程下馬的直接原因。上海磁浮線最高速度 430km/h，每公里造價高達 3億元左右，根據“863”計劃研究，磁浮鐵路運用于長大干線，單位造價可望控制在 2 億元/公里。即便如此，磁浮鐵路的投資仍比輪軌鐵路高 2 倍左右，而運輸能力僅為輪軌鐵路的 60％左右，在磁浮鐵路未有大幅度降造的有效措施之前，其項目評價將難以可行。

3 城際軌道交通不宜采用磁懸浮制式
磁浮鐵路是集多種高新技術于大成的先進技術，速度高，造價高，系統獨立性強，運輸能力小且不便于擴容，風險大。其制式特點導致其為城際客流服務的功能受到局限，在城際軌道交通上選擇磁浮制式不能充分發揮其高速的優勢，不能有效地滿足城鎮間廣大旅客經濟、便捷、公交化出行的要求。磁懸浮鐵路的特點更接近于高速鐵路，其服務對象應為中長距離點到點客流，不適宜運用于城際公交運輸方式，城際軌道交通不宜采用磁懸浮制式。