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管道列车:终极安全方案?

2012-01-02 15:24设计师访谈
管道列车:终极安全方案?
723甬温线特大安全事故发生后,许多人对高铁的安全性产生了莫大的担忧。在每年总有个几架飞机摔下天空的背景下,高铁被冀望于最安全最稳定的长途客运工具,以至国内各大高铁一开通,飞机和汽车的市场就被迅速挤压,国人热切期待着十几条类似日本新干线的高铁线路将整个中国大地结成一张网,数倍数十倍的提高旅客的运转效率,甚至全国“同城化”……然而723事故给飞速发展的中国高铁事业泼了一瓢不小的冷水。我们的高铁还安全吗?

除去在设计、制造,以及人为管理操作上的失误以外,有没有办法让高铁从根本上、彻底的安全起来呢?答案是有的。它就是“管道列车”。这一在学界被研究了几十年的高铁方案,正在被我们改进和完善着,也许不久的将来,每个人的长途旅行再无安全之忧。

管道列车的逐级提高

“管道列车”并不是完全意义上的“科幻方案”,其实在我们身边,就有着管道列车的雏形,它就是城市地铁——一个完全运行在管道中的公交系统。“管道列车”与普通轨道系统相比,有几个层次的渐进提高。

1、第一个层次,就是管道封闭。正如地铁所做的那样,用整条的管道包裹列车运行的空间。这样做的好处很明显,那就是规避了大多数的自然灾害对交通的影响。用盾构机在城市的地下挖掘的确有些贵,但给郊外的高架桥加个盖子却是相当的便宜——相对于它带来的好处来说。——实现这一步,只需要一年,直接建就行了。

2、第二个层次,运动限制。由于普通铁路对列车的限制仅仅依靠两条轨道,稍有外力干涉,难免出现出轨翻车甚至掉下高架桥的严重事故。而管道列车则不然,通过管道的四壁,完完全全的将列车的运动轨迹限制在了管道之内,再加上备用车轮来减少管壁摩擦,无论哪个方向的外力想将列车的运动方向改变,都是极度困难的。而列车,则是大大的安全了。——实现这一步,需要两三年,通过实验提高安全系数。

3、第三个层次,减小阻力。对高速列车来说,空气阻力已经是妨碍它提速的最大拦路虎。在管道的封闭之下,抽去管内大部分空气以减小列车运行的阻力,是顺理成章的事。这一步的难度其实只存在于车站段的管道,而这个难关已经被我们用廉价的方案攻克了。——实现这一步,需要三五年。

4、第四个层次,降低能耗。由于管道列车的速度足够快,从站到站的时间短到只有二三十分钟,则车厢的自身设计其实已经可以大大简化。厕所、餐厅等全部可以取消,甚至纵向的通道也不需要,做到极至,就是象轿车横截面尺度的火车。每排二到三个座位,从侧面出入,而车厢的高度只需要1.5米。空间缩小了,除了乘客外,运输的质量大大减小,管道的尺度也大幅度减小,能耗能不降低吗?——实现这一步,不需要时间,只需要我们改变思路。其实它与现有铁路还是兼容的,只要我们愿意乘坐这样的火车就行。

5、第五个层次,真空磁悬浮。更小的阻力,更快的运行方式,传说中5000-20000公里的时速,这就是真空磁浮管道列车,也就是被大众视作科幻的那一种。——实现这一步,至少需要二十年。

管道列车如何避免723事故

现在回头来看看723火车追尾事故的几个重要因素,再分析下管道列车是如何避免这些问题的:



1、雷击。外界天气以及异物是影响高铁运行的最主要外因。此次723事故的起因就是大规模的雷击。对与裸露在高架桥上的高铁来说,风雨雷电都在考验着它的安全。而管道列车方案给高架桥加了个“盖子”,将整条高铁线路都包裹在“室内”,通过安装在管道上方的避雷针,将几乎避免所有雷击影响高铁电力系统,也完全避免了大雪、冰雹、狂风、暴雨对列车和轨道的短期及长期损耗。

2、脱轨。各种原因造成的脱轨,是列车对乘客身体产生伤害的主因。现代高铁多数路段设置于高架桥上,脱轨直接引起乘客从高空摔下的严重后果。我们的专利方案是在列车车体的四周都设置备用车轮,无论是高速轮轨列车脱轨,还是磁悬浮列车断电,都能通过备用车轮在管道内壁安全滑行,直至速度平稳的逐渐降到零。

3、追尾。列车追尾的主要原因通常是调度,包括通信设备的故障等,这些问题只能通过人为的方法降低发生的概率,却无法彻底避免。管道列车通过大幅度降低空气阻力,可以把轮轨列车的时速提高到1000公里以上,磁悬浮列车时速提高到2000甚至5000以上。这在安全上最大的好处,就是因为速度足够快,每次列车都只需要在前次列车到站甚至再次出发的情况下才出发,也就是说列车永远不可能在站间线路途中遇见同向的列车,也就永远也不可能发生追尾事故了。

管道列车现实吗?

管道列车之所以目前在全球仍处于设想规划阶段,原因是多数国家单纯从管道列车的最高级阶段——真空管道磁悬浮列车的性价比来看问题,片面认为其造价过高。其实管道列车不仅可用于磁悬浮,同样可用于轮轨系统,并且在现有线路上改建的成本并不高。

更何况大幅度提高的安全系数,将使得管道列车有可能大比例的取代航空和传统高铁,毕竟人的生命是高于一切的。希望更多的专家和企业参与到管道列车的研发和建造事业中来。

跨界:建筑 城市 交通

一生琢磨空间的建筑师,不是孤独的。
室内设计师在琢磨更小的建筑空间。
规划师在在琢磨更大的建筑空间。
动画师、游戏设计师在琢磨虚拟的建筑空间。
汽车/火车/飞机设计师在琢磨运动着的建筑空间。
当中国联成一个巨网城市,当管道列车成为这个城市的地铁。
每个人,都将在这缩小的城市空间中,找到放大的自我空间。
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