【科学强国】科幻照进现实！空轨也能挂着“跑”

　　近日，武汉“光谷光子号”空轨列车建成试跑。这是全国首个即将开通运营的城市“空轨”，网友惊呼：“这是科幻小说场景吧！”“好久不出门，世界已经变成这样了吗？”

　　据悉，光谷空轨列车预计在今年内开通运营，对于打造流动的“空中观景平台”，探索绿色低碳城市轨道交通新形势有重要意义。

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　　“列车从头上飞过”

　　在庞大的轨道交通家族里，有一种列车是在轨道下面吊着开的，它有一个专业名称叫“悬挂式单轨铁路”，而挂在轨道上的列车即为“悬挂式单轨电车”，也有人称之为“空中轨道列车”，简称“空轨”，轨道在车的正上方，行驶中既不受雨雪天气影响，也不会有脱轨风险。

　　空轨起源于德国一座老工业城市——乌帕塔尔。乌帕塔尔悬挂列车的历史比城市还要久远。一百多年前，由于乌帕河河道窄小无法通航，因此，在乌帕河上架设悬挂铁路的方案提出后，很快被市议会采纳并开始兴建。悬挂列车轨道为全钢结构。列车于1901年开通后，立刻成为了周边居民最喜爱的交通工具，并且直接促成了1929年乌帕塔尔市的建立。

　　之后，德国于1984年和2002年又分别投入使用了两条空轨，且都运营至今。除了德国，日本在1988年也开通了空轨，如千叶单轨。

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　　2011年起，悬挂式空中列车开始引入中国。据不完全统计，目前，国内包括成都、长沙、江西等多地都在建设空轨，已投入使用的江西兴国的“兴国号”永磁磁浮空轨是一条800米试验线。

　　据悉，空轨之所以要挂着，是为了减少与铁轨之间的摩擦力，以达到减少噪音、降低能源消耗、减轻轨道振动和节约能源的效果。空轨的“挂”，就是为了增加它与路面的接触面积，从而尽可能地减少车轮与路面的摩擦，降低车辆运行时产生的噪音。此外，空轨的“挂”还能让列车与轨道保持一定距离，从而减少列车对轨道的磨损，延长轨道的使用寿命。

　　光谷空轨：刹车回收能量，年节电23万度

　　5月11日，国内首条悬挂式空中轨道列车——光谷空轨在武汉试乘发车。光谷空轨列车整体设计充满科幻感，最高运行时速60公里，最多能容纳220余人，同时可在2~6节车厢之间灵活编组，适应不同客流的运输需求。线路全长约26.7公里，设站16处，并配套车辆段与停车场各1处，列车具备全自动无人驾驶功能，无需人工操作，司乘人员只需随车应对突发情况。

　　“车体可270°观景，除车顶因为轨道接触无法开窗外，其他部位都可观景。”中车青岛四方空轨车辆总体主任设计师汪科成介绍，两侧的大开度窗户和车底部分均采用玻璃设计。站在玻璃面上，如同站上空中玻璃栈道，惊险刺激。

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　　“与传统轨道交通依靠钢轨贴地行驶不同，空轨列车顶部紧贴上方轨道，依靠车顶上方的橡胶车轮行走，但安全性是有保障的。”汪科成介绍，轮胎被上方的轨道梁包裹，由电驱动行驶，相关的走行构件历经数百万次的疲劳试验。车辆转向时，轨道和梁同为一体，转向架位于下端开口轨道梁内，不会发生脱轨。

　　为确保列车安全行驶，列车还有多套备选方案，主要部件一旦失效，备选部件立即启用。即使是在区间内断电，该列车自带的大容量蓄电设备可驱动车辆行驶2至3公里，确保车辆安全进入下一个站点。

　　不仅安全，还绿色环保。“列车运行过程中还能回收能量。”中铁电气化局项目经理黎勇介绍，空轨安装了8台飞轮储能装置，列车进站刹车时，飞轮吸收能量，出站时飞轮释放能量转化为电能，预计初期年节电量约23万度。

　　空轨会取代地铁吗？

　　这种交通方式有不少优点，比如：空轨占地面积小、不影响地面交通、有利于缓解交通堵塞、环保无废气排放、建设和运营成本相较于传统地铁和轻轨更低。它能有效利用道路中央隔离带和城市低空，尤其适用于建筑物密度较大的狭窄街区、居民聚集区以及一些风景旅游区。

　　然而，由于其运量偏低的特点，对于大城市来说，空轨只能说作为一种补充方式，未来有望和地铁、轻轨等共同构成多制式的轨道交通网络体系。

　　以武汉为例，根据第七次人口普查，武汉城区常住人口为995万人，被评级为特大城市。根据公开资料显示，截至2022年12月，武汉地铁运营线路共11条，包括1号线、2号线、3号线、4号线、5号线、6号线、7号线、8号线、11号线、16号线、阳逻线，运营总里程数达到460公里。由此可见，武汉空轨仅为该地城市轨道交通方式的一种补充。

　　北京交通大学可持续交通创新中心研究员、国家交通发展研究院教授李红昌表示，“从造价、建设运营成本方面来讲，对于国内很多城市，都是经济可行的。”在造价方面，空轨的成本较地铁、轻轨都要低，费用约为地铁的1/3，建设周期也要短。

　　目前，光谷空轨旅游线一期，正处于综合联调和试运行阶段。作为光谷生态大走廊配套设施，将串联起沿线旅游观光资源；与水道、绿道一起，完美实现光谷生态大走廊“三道布局”，打造流动的“空中观景平台”。

　　宛若科幻电影一般的空轨列车，你期待吗？

　　（中国小康网综合央视新闻、中国新闻网、中国经济网、潮新闻、华西都市报等）

　　作者：风华

　　审核：龚紫陌