紅軌”磁試驗(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(chē)——“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(chē)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。

       市場(chǎng)前景巨大

　　說(shuō)起磁浮列車(chē)，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(chē)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(chē)高速、平穩(wěn)運(yùn)行，被稱(chēng)為21世紀(jì)理想的超級(jí)特別快車(chē)。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(chē)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(chē)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，電磁懸浮(如上海懸浮交通、日本超導(dǎo)懸浮列車(chē)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?相斥并保持在槽口中線懸浮運(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(chē)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(chē)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(chēng)“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(chē)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)模化發(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(chē)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(lèi)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(chē)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(chē)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。

　　技術(shù)上有四大看點(diǎn)

　　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(chē)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(chē)和軌道通過(guò)車(chē)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(chē)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(chē)行走過(guò)程中懸浮導(dǎo)向的平穩(wěn)協(xié)同控制。

　　三是列車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)永遠(yuǎn)不會(huì)出軌。一旦列車(chē)出現(xiàn)故障，通過(guò)類(lèi)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(chē)逃生。車(chē)與車(chē)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(chē)廂內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，并不會(huì)波及整車(chē)，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)?；茝V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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