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文 ｜ 賈利民(北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席教授)“紅軌”磁浮試驗(yàn)線全景圖 江西理工大學(xué)供圖8月9日,，一輛紅頭白身的空軌列車——“紅軌”平穩(wěn)駛出江西興國(guó)縣永豐站,。它懸浮在藍(lán)色軌道之下，一路向北至靜調(diào)庫(kù),。這條看似“鏡像”翻轉(zhuǎn)后的列車線路,，正是世界首條稀土永磁磁浮軌道交通工程試驗(yàn)線。到目前為止,，全球所有的懸掛式導(dǎo)向運(yùn)輸系統(tǒng)都采用膠輪進(jìn)行承載和導(dǎo)向,，“紅軌”則完全采用稀土永磁材料實(shí)現(xiàn)懸浮和導(dǎo)向。這是“紅軌”和現(xiàn)有磁浮交通系統(tǒng)最大的區(qū)別,，其也在世界范圍內(nèi)豐富了導(dǎo)向運(yùn)輸系統(tǒng)譜系。說(shuō)起磁浮列車,，大家并不陌生,。早在2003年，我國(guó)首列也是世界首列商用高速磁浮列車在上海浦東機(jī)場(chǎng)線運(yùn)行,。由于完全克服機(jī)械摩擦阻力,，磁浮列車高速,、平穩(wěn)運(yùn)行，被稱為21世紀(jì)理想的超級(jí)特別快車,。中,、日、德,、英,、韓、美等國(guó)在不同時(shí)期都非常重視磁浮交通系統(tǒng)的發(fā)展,。磁浮列車依靠磁極相斥或相吸機(jī)理,，克服重力，產(chǎn)生懸浮效應(yīng),。采用電生磁性磁體產(chǎn)生懸浮效應(yīng)的磁浮列車一旦斷電,，磁體磁性就會(huì)消失；磁體磁性強(qiáng)弱隨勵(lì)磁電流大小變化,，且耗能較大,。另外，電磁懸?。ㄈ缟虾腋〗煌?、日本超導(dǎo)懸浮列車方案）是不穩(wěn)定懸浮，要靠復(fù)雜的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)懸浮,，將增大技術(shù)和運(yùn)維難度,。而永磁懸浮是利用非電勵(lì)磁的永久磁體（能夠長(zhǎng)期保持其磁性的磁體）來(lái)產(chǎn)生懸浮效應(yīng)，即永磁體與軌道（由電磁軌道或?qū)Т挪牧希┫喑獠⒈３衷诓劭谥芯€懸浮運(yùn)行,，電磁導(dǎo)向和懸浮可實(shí)現(xiàn)零機(jī)械摩擦運(yùn)行,。因此，尋找磁性穩(wěn)定,、密度足夠高,，磁力足夠強(qiáng)，且滿足列車懸浮需求的永磁體,，一直是科技界孜孜以求的替代方案,。稀土永磁磁浮列車的出現(xiàn)，解決了這一難題,。目前的研究結(jié)果表明,，借助稀土元素的合金材料，可以制造出體積小,、磁性密度高,、有足夠懸浮力的永磁體。這是天然磁鐵礦石材料難以做到的?！凹t軌”永磁磁浮交通系統(tǒng)采用的永磁體是釹鐵硼合金,，具有磁性強(qiáng)、磁性穩(wěn)定,、磁能分布合理等特點(diǎn),，且稀土元素釹、硼自然儲(chǔ)量豐度高,，因而成本低,。它是一種適用于磁浮交通系統(tǒng)的稀土永磁合金材料。用稀土材料制造永磁體,，江西有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),。江西贛州號(hào)稱“稀土王國(guó)”，是我國(guó)三大稀土生產(chǎn)基地之一,，年產(chǎn)出全球70%的中重稀土,。稀土永磁磁浮列車的應(yīng)用，讓更多人看到了稀土產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展,。如果其能夠在交通上實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展，對(duì)于我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用模式,、市場(chǎng)推廣很有意義,。稀土永磁磁浮列車特別適合于中小運(yùn)量的旅客、貨物運(yùn)輸,。同時(shí),，它也是干線交通網(wǎng)絡(luò)的有力補(bǔ)充，能夠解決“最后一公里”的交通運(yùn)輸和主干運(yùn)輸系統(tǒng)的接入問(wèn)題,，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng),、景區(qū)、園區(qū)載客等場(chǎng)景應(yīng)用,。初步估計(jì),，我國(guó)類似的接入運(yùn)輸系統(tǒng)需求在100萬(wàn)公里左右。稀土永磁磁浮列車有顯著的節(jié)能效應(yīng),，且噪聲低,，對(duì)環(huán)境友好，還可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行定制,，對(duì)運(yùn)輸需求的適應(yīng)性非常強(qiáng),。此外，和地鐵,、城際鐵路及其他懸掛式系統(tǒng)相比,，其成本優(yōu)勢(shì)明顯,。稀土永磁磁浮列車的成本僅為輕軌的1/2左右,，每公里建設(shè)成本小于1億元,，是如今中高速磁浮交通系統(tǒng)成本的1/3，規(guī)?；瘧?yīng)用之后,，成本還會(huì)進(jìn)一步降低。其未來(lái)的應(yīng)用潛力,、科技產(chǎn)業(yè)化規(guī)模不容小覷,。由江西理工大學(xué)主導(dǎo)研發(fā)的“紅軌”稀土永磁磁浮交通系統(tǒng)，在技術(shù)上有四大亮點(diǎn),。一是磁浮列車載人后所需的懸浮力巨大,。制造體積小、磁能密度大,、有足夠懸浮力且經(jīng)濟(jì)性好的永磁體,，在材料領(lǐng)域是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。在“紅軌”中,，這一技術(shù)問(wèn)題得到了很好的解決,。二是從前的懸掛式交通系統(tǒng)，列車和軌道通過(guò)車輪實(shí)現(xiàn)支撐和導(dǎo)向,。而“紅軌”沒(méi)有輪子,，采用獨(dú)創(chuàng)的列車走行系，克服了缺少硬約束和永磁體懸浮力不可控的難題,，實(shí)現(xiàn)了列車行走過(guò)程中懸浮導(dǎo)向的平穩(wěn)協(xié)同控制,。三是列車采用了輕型材料、結(jié)構(gòu)和輕量化設(shè)計(jì),，在既定能量消耗下,，可以最大程度提高運(yùn)輸效率。四是列車大量采用新興信息技術(shù),，如人工智能,、5G、智能控制,、機(jī)器學(xué)習(xí),、多目標(biāo)智能規(guī)劃等，在實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的同時(shí)可以給乘客提供豐富的在途信息服務(wù),。對(duì)于公眾來(lái)說(shuō),，最關(guān)心的是稀土永磁磁浮列車的安全問(wèn)題。其實(shí),，這在前期的設(shè)計(jì)中已有充分考慮,。比如,，采用了封閉箱梁包裹走行系統(tǒng)，轎廂懸掛在走行系之下,，列車永遠(yuǎn)不會(huì)出軌,。一旦列車出現(xiàn)故障，通過(guò)類似于高層建筑救援的彈性管道,，乘客可在第一時(shí)間內(nèi)離開(kāi)列車逃生,。車與車之間通過(guò)通信實(shí)現(xiàn)智能控制和運(yùn)行調(diào)度，從根本上避免了追尾的發(fā)生,。如果一節(jié)車廂內(nèi)發(fā)生火災(zāi),，并不會(huì)波及整車，因?yàn)閹w采用了阻燃材料,，具有很強(qiáng)的防火功能,。作為一種全新的中低運(yùn)量導(dǎo)向運(yùn)輸系統(tǒng)，“紅軌”經(jīng)過(guò)技術(shù)驗(yàn)證,、工程驗(yàn)證,，已經(jīng)具備了規(guī)模化推廣和產(chǎn)業(yè)化的條件,。接下來(lái),，需要加緊建設(shè)運(yùn)營(yíng)示范線，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),，把“紅軌”可按需求定制,、應(yīng)用廣泛、需求適應(yīng)性強(qiáng),、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好的潛力通過(guò)規(guī)?；瘧?yīng)用充分挖掘出來(lái)，使之成為“源于中國(guó),、普適全球”的高效,、綠色、經(jīng)濟(jì),、智能的新型交通系統(tǒng)的典范,。
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