铁路出行的未来会是什么样?

铁路出行的未来会是什么样?
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随着全球人口 日益城市化,据估计,以乘客公里计的出行次数 将增至三倍 ,到2050年。道路根本无法承受这一增长。

铁路运力更大、运送速度更快、能效更高,最有可能成为我们出行的主干网络。当然,工程师们的想象力已催生出许多取代传统钢轮钢轨铁路的方案。磁悬浮和备受关注但迄今仍停留在理论阶段的超级高铁(Hyperloop)常被视为值得关注的方向,但它们是否真的代表铁路出行的未来?

磁悬浮

磁悬浮(maglev)技术利用强大的磁体,沿尽可能笔直的专用线路推动列车前进。车辆中电子控制的电磁铁与铁磁导轨之间的吸引力将车辆向上托起,同时附加的导向磁体使其在横向保持在轨道上。该技术的这一版本 起源于德国 ,目前用于以 430公里/时(267英里/时)的速度连接上海机场与市中心。

不过,最与磁悬浮联系在一起的或许是日本。这个开创了现代高速列车时代的国家,也在努力书写下一个篇章。超导磁悬浮(SCMaglev)已研发数十年,但 近期获批 ,拟自2027年起运营东京至大阪线路,届时可在一小时多一点的时间内完成500公里(311英里)的行程。与上海的Transrapid系统不同, 日本磁悬浮原理 采用功率更强的“超导”磁体,其导轨设计基于斥力而非引力。

然而,尽管磁悬浮在技术上可行,其商业可行性仍存疑。前期基础设施成本极高,日本SCMaglev线路预计将耗资 9万亿日元(720亿美元。该技术也无法与现有铁路网络整合,且无论在建设还是运营阶段,其能源需求都极为惊人。这使人严重怀疑磁悬浮的真正潜力, 即能否作为 传统高速铁路技术的替代方案。

超级高铁(Hyperloop)

超级高铁是一个 优雅的构想:乘坐设计优雅的车舱无缝穿行,时速可达1220公里(没错,即760英里/时,略低于音速),车舱可每30秒一班,这一设想颇具吸引力。该概念基于非常笔直的管道,车舱下方施加部分真空。车舱头部装有电动压缩风扇,主动将高压空气从前端输送至后端,在线性电动机将车舱发射后形成气垫。这一切都将由电池和太阳能供电。

从技术上看,这是一项极具挑战性的设计,不过如果有人能让它成真,那便是提出这一构想的人, 埃隆·马斯克,即SpaceX与特斯拉的掌舵人。但超级高铁并非铁路出行。正如马斯克所言,它是继火车、汽车、船只和飞机之后的第五种交通方式。它旨在连接洛杉矶与旧金山,这两座城市相距数百英里,可沿相对平坦的地形近乎直线相连。这在世界上许多地方根本不可行。

归根结底,即便超级高铁真能实现,它也将是一个独立系统,无法替代铁路。

还有什么?

实际上,我们绝大多数人仍将乘坐与当今列车相差无几的火车。英国 即将接收 122列列车,它们将在未来数十年内成为大多数城际出行的主力。这些列车到2050年仍可能投入运营,不过需经过数次翻新。

自动化程度的提高预计不仅将主导铁路领域,还将主导各类出行方式。部分城市铁路已采用自动列车运行系统,使同一线路上列车之间的间隔得以缩短。据预测,未来所有干线列车将能够相互通信,这意味着线路上的列车数量将大幅增加,从而提升运力和服务水平。这反过来将使传统的线旁信号设备变得多余,新线路的布局也将因此更加简单。电力驱动的城际铁路在能源利用方面的改进很可能发挥重要作用。例如,储能系统和先进的变电站将推动铁路系统向更智能的方向转变。

对未来的预测需审慎看待。但全球最先进的铁路投资,仍大多基于钢轮钢轨这一列车在轨道上运行的原理。没有理由怀疑,这一原理将在未来几十年继续塑造铁路出行的形态,正如自近200年前铁路诞生以来它一直所做的那样。

本文与 The Conversation合作发布。阅读 原文。。本文发布并不意味着世界经济论坛认可其中观点。

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作者:Roberto Palacin,纽卡斯尔大学铁路系统研究小组高级研究员。

图片:磁悬浮列车从上海的车流上方驶过。CHINA OUT REUTERS/Stringer

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