劉衛(wèi)東

（深圳市地鐵三號線運營分公司，518172，深圳∥經(jīng)濟師，國家注冊安全工程師）

隨著科學技術的不斷發(fā)展，城市軌道交通技術也呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢。中低速磁懸浮交通作為安全性更高、造價低、使用和維護費用少、環(huán)境友好的綠色交通系統(tǒng)，在日本東部丘陵線Linimo線上得到了成功應用，并充分體現(xiàn)了其優(yōu)越性。中低速磁懸浮研究在國內也取得了很大的進展，并基本形成了系統(tǒng)配套的規(guī)模生產(chǎn)能力［1］。北京、深圳等城市的一些地鐵線路開始考慮采用該技術建設。本文對日本已經(jīng)開通的中低速磁浮線路的進行探討，期望對我國中低速磁浮線路的應用起到一定的借鑒作用。

1 日本東部丘陵線Linimo線介紹

日本東部丘陵線Linimo線起自名古屋市名東區(qū)藤丘，終至豐田市八草町，共有9座車站，全長9.2km，為雙線。該線于2005年3月投入運營，至今已取得了優(yōu)良的運營業(yè)績。該線自藤丘站起有1.4km的地下線，之后均為高架線路（見圖1）。線路自藤丘站之后，在丘陵地區(qū)一直爬升，縱斷面最大坡度達60‰；并且線路在此區(qū)段沿公路直角拐彎，最小曲線半徑為75m。如此陡的坡度和曲線半徑靠傳統(tǒng)輪軌黏著驅動方式是難以達到的。陡坡與急轉彎重疊是該線的最大難點，正好體現(xiàn)了中低速磁浮系統(tǒng)的優(yōu)勢。這也是丘陵線選定磁浮方式的重要原因之一。

圖1 Linimo線高架區(qū)段

2 Linimo線技術和運營情況

（1）列車運行平穩(wěn)，噪聲低，乘坐舒適。Linimo線采用HSST（High Speed Surface Transport）系統(tǒng)，是一種中低速磁浮交通系統(tǒng)；列車運行時處于懸浮狀態(tài)，車身與軌道之間無接觸，傳統(tǒng)輪軌列車系統(tǒng)輪軌相互作用引起的振動被消除了。

（2）列車主要技術指標。Linimo線列車主要技術指標見表1［2］。

表1 Linimo線列車主要技術指標

（3）運營時間。linimo線運營時間為5：50—24：00。運營時刻表公布于linimo線網(wǎng)站上，便于乘客掌握發(fā)車時間（見圖2）。從時刻表可見，工作日8：00—8：32早高峰期間，發(fā)車間隔為6min。

圖2 藤丘站往八草方向發(fā)車時刻表（部分）

（4）票價。linimo線票價見表2?？梢娖淦眱r較輪軌地鐵貴。

（5）票種。Linimo線提供了非常豐富的票種，有包車服務、普通票、團體票、一日通票、次票、兒童票、儲值票等。包車服務需要提前預定。儲值票和次票都給予了一定的優(yōu)惠，儲值和購買次票達到一定數(shù)量后給予贈送優(yōu)惠。

表2 linimo線與輪軌地鐵票價對比表

（6）線路配置人員極少。Linimo線幾乎全部電腦化操作，自動化程度極高，實現(xiàn)了無人駕駛，配置司機很少。由于系統(tǒng)的可靠性，以及乘客對地鐵的熟悉程度及自覺性非常高，車站配備人員也較少，9座車站中只有藤丘站、八草站及愛地球博紀念站配備了站務人員提供服務，其他車站則安裝了乘客需要時提供服務的呼叫按鈕。

3 中低速磁浮技術特點

（1）轉彎半徑小、爬坡能力強、占地面積少。中低速磁浮系統(tǒng)具有轉彎半徑小、爬坡能力強的特點，適應較為復雜地形的地區(qū)；定線較自由，占地面積較少，能大量地減少工程數(shù)量，采用高架線時效果更加突出。

（2）安全性高。與傳統(tǒng)輪軌系統(tǒng)車輪在軌道上的行駛方式不同，中低速磁浮車體兩側是“包”在軌道上的，不存在脫軌掉道的問題。

（3）三軌供電。列車采用DC 1 500V三軌供電、四軌回流的受流方式，避免了高架線路接觸網(wǎng)對景觀的影響。

（4）電磁輻射小。中低速磁浮系統(tǒng)利用磁鐵的吸力作用（見圖3），磁場不會向外擴散。Linimo線所在地愛知縣政府根據(jù)相關法律對沿線電磁場強度進行了測量，結果顯示沿線電磁場強度都在國際安全指導方針內，對人體、磁卡沒有影響［4］。

圖3 利用磁鐵的吸力使列車懸浮

（5）適用于眾多場所。由于HSST車輛沒有車輪，雪天不存在車輪打滑的問題，而且有優(yōu)越的耐久性能，故在潮濕地區(qū)、干旱地區(qū)及環(huán)境比較惡劣的地區(qū)也能適應。列車加速、減速、牽引和制動都很平穩(wěn)，停止時也處于懸浮狀態(tài)，即使清晨、深夜對環(huán)境也沒有很大的影響，車站可以和建筑物結合在一起。

（6）車輛外觀設計明快、開放（見圖4），大窗戶設計使車內乘客的視野更加寬廣，方便欣賞沿線風光。

圖4 車輛外觀明快、開放

（7）建設、維修費用較低。和傳統(tǒng)的輪軌系統(tǒng)相比，HSST系統(tǒng)車體自重輕，軌道結構相對也較輕，構造物建設規(guī)模小，使建設費用大幅下降。據(jù)有關資料顯示，linimo線造價較鄰近的名古屋地鐵便宜1／3。因為無輪軌接觸，車輛壽命長，機械維修工作量非常小，所以，維修費用大幅下降，大約只為傳統(tǒng)輪軌系統(tǒng)的1／5。

（8）道岔。線路采用導軌橫移式道岔（見圖5），在道岔范圍內，導軌被分割為多段短的導軌梁，在其連接處安裝橫向移動動力裝置，各裝置的移動距離根據(jù)道岔轉轍需要精確控制，以完成列車正線通過或側線通過的功能。

圖5 導軌橫移式道岔

（9）軌道梁連接處理。由于中低速磁懸浮列車跨騎在線路上（如圖4），列車外兩側處于懸空狀態(tài)，會存在救援和軌道維護困難等問題。Linimo線在雙線地段將兩片箱梁橫向連接，形成寬大的橋面（見圖6），便于實施救援。當列車在中途發(fā)生故障時，乘客可方便地從端門甚至側門逃生，提升了系統(tǒng)的安全性能。此外，當進行軌道等設備維修時，可提供較大的維修空間，使作業(yè)更加方便。

圖6 雙線地段形成寬大的橋面

（10）配置列車綜合管理系統(tǒng)。Linimo線車輛除裝備了ATO／ATC（列車自動控制）、車站控制發(fā)送接收器等與無人駕駛相適應的設備外，還采用了列車綜合管理系統(tǒng)（TIMS），實現(xiàn)了三項重要功能：① 依靠監(jiān)測手段統(tǒng)一監(jiān)測、管理設備狀態(tài)，通過傳送各種控制命令，實施加速、制動、浮起、落地等常規(guī)操作動作；② 實現(xiàn)“故障制動指令功能”，故障時自動輸出制動指令，迫使列車停車；③ 能記錄車輛故障信息和設備動作次數(shù)，可半自動實施日常檢查。

4 Linimo線對國內磁浮線路的啟示

（1）提高設備可靠性。日本HSST系統(tǒng)可靠性高。在1985年筑波世界科學博覽會上，HSST車輛運行6個月，載客75萬人，運營可靠性達99.96%，取得了極大成功。然而，日本HSST技術得到成功應用，并不代表該技術容易實現(xiàn)。目前，我國磁浮系統(tǒng)研究尚處于起步階段，某些設備國產(chǎn)和日本制造在品質方面仍存在一定的差距，這將直接影響整個系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性及安全性。因此，一方面應研究技術引進機制，吸引國外的先進技術［5］；另一方面國內相關企業(yè)要加強內功，提高產(chǎn)品品質，保證系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性。

（2）精度要求高。HSST系統(tǒng)對磁浮間隙的控制精度要求很高：一是懸浮高度控制要求高，車輛與軌面懸浮距離需始終保持在6～8mm間隙；二是導向精度控制要求高；三是制造安裝精度高，梁及軌道制造、架設、安裝都要求有較高的精度，若采用預應力混凝土結構承載，還應限制由于混凝土收縮、徐變引起的梁體變形。例如，日本HSST將方向上的精度規(guī)定為±5mm／10m，對線路設計、施工、維修、保養(yǎng)方面的要求極嚴。

（3）系統(tǒng)采用冗余結構等多種措施確保安全可靠。日本HSST系統(tǒng)提供了以下備用安全系統(tǒng)：①在斷電的情況下，車載輔助電源會自動供電，使車輛繼續(xù)懸浮行駛；② 在極端事故情況下，系統(tǒng)瞬間不能運行時，裝在車底的支承滑橇會使車體緩慢下降到軌道滑行，確保列車安全運行。

（4）融資方式。linimo線建造采用多方參與的融資方式，線路基礎設施如支墩、支撐梁、隧道和車站地下室等建造資金由政府稅收償還，車輛、電氣設備等由愛知縣、沿線自治團體和民間投資。

（5）考慮發(fā)展的需要。Linimo線已經(jīng)實現(xiàn)無人駕駛和部分車站無人值守，可以最大限度地降低運營成本。實現(xiàn)列車無人駕駛、車站無人值守需要系統(tǒng)可靠性高、設備故障率低、員工業(yè)務水平熟練，以及乘客大力配合、自覺購票、熟練掌握緊急疏散方法等，只有各種內外部條件達到一定程度后才能實現(xiàn)。目前我國各方面條件有限，列車無人駕駛和車站無人值守尚難以實現(xiàn)，但隨著我國城市軌道交通事業(yè)的發(fā)展，隨著乘客對應急知識的掌握及乘客自覺性的提高，列車無人駕駛、車站無人值守會成為發(fā)展方向。因此，在線路建設時從長遠考慮，預留一定的基礎條件還是十分必要的。

5 結語

中低速磁浮系統(tǒng)在安全、舒適、經(jīng)濟、環(huán)保等方面具有相對的優(yōu)勢，世界各國都在積極研究。其中具有代表性、有實用意義的中低速磁浮技術就是日本的HSST系統(tǒng)。該系統(tǒng)在linimo線的成功應用，進一步證明了該技術的實用性。研究日本HSST技術的線路特點，借鑒其優(yōu)點，對我國剛剛起步的中低速磁浮技術的應用有一定的積極作用。

［1］簡煉.中低速磁浮技術引領綠色交通［J］.都市快軌交通，2011，5（5）：11.

［2］Linimo線路網(wǎng)站 ［EB／OL］.（2004－12－17）［2013－05－01］.http：∥www.linimo.jp／

［3］楊新斌，羅世輝.上海中低速磁浮交通車輛的數(shù)字化研發(fā)［J］.城市軌道交通研究，2009，12（12）：48.

［4］魏慶朝，孔永健，時瑾，等.磁浮鐵路系統(tǒng)與技術［M］.北京：中國科技出版社，2010.

［5］石定寰.日本中低速磁懸浮技術及其應用前景［J］.交通運輸系統(tǒng)工程與信息，2007，7（5）：1.