程醉

自從1814年，英國(guó)工程師制造出了能夠在鐵軌上運(yùn)行的蒸汽機(jī)車，鐵路軌道運(yùn)輸便呈現(xiàn)出日新月異的局面。2023年9月，繼動(dòng)車、輕軌、單軌、磁懸浮列車，以及高鐵之后，“光子號(hào)”空軌又在武漢正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。

空中軌道列車

軌道交通通常是指在特定軌道上行駛的一類交通工具或運(yùn)輸系統(tǒng)，比如常見(jiàn)的鐵路、地鐵、有軌電車等。那么，什么又是空軌呢？

空軌全稱空中軌道列車，也叫懸掛式單軌列車。簡(jiǎn)單地說(shuō)，它的車體懸掛在水泥或鋼鐵立柱支撐的空中軌道梁之下，凌空飛馳?？哲壞壳皟H服務(wù)于城市內(nèi)部，屬于城市軌道交通的一種類型。我們今天要說(shuō)的武漢光谷“光子號(hào)”空軌，從九峰山站到另外一頭的龍泉山站全長(zhǎng)僅10.5千米，完全是一條城市旅游線路。

空軌的概念最初起源于上世紀(jì)80年代的德國(guó)。它的設(shè)計(jì)理念首先是環(huán)保，沒(méi)有廢氣排放，沒(méi)有噪聲污染等不良影響。同時(shí)，它作為公共交通系統(tǒng)的延伸和補(bǔ)充，必須能夠完全融入已有的公共交通系統(tǒng)。也就是說(shuō)，空軌系統(tǒng)要能夠隨著城市的發(fā)展而加長(zhǎng)、移動(dòng)和拆卸。目前，德國(guó)使用多年的兩條空軌線路都取得了很好的口碑。

“光子號(hào)”空軌采用無(wú)人駕駛模式，最快速度每小時(shí)60千米，一次兩節(jié)編組最多可搭乘220人。它對(duì)環(huán)境友好，不會(huì)占用太多地面路權(quán)，又兼具通勤和觀光的功能。

架、軌合一

每個(gè)新事物出現(xiàn)的背后，都匯集著眾多高新技術(shù)和設(shè)備的身影。

不論是哪一種交通工具，運(yùn)行安全都是首要問(wèn)題，空軌自然也不例外。由于空軌整個(gè)車廂是懸空運(yùn)行，所以諸如機(jī)車會(huì)不會(huì)掉下來(lái)等問(wèn)題，難免會(huì)率先闖入我們的腦海。

其實(shí)，這種擔(dān)心完全是多余的。原來(lái)，每節(jié)空軌車廂均由兩組轉(zhuǎn)向架吊起來(lái)。每組轉(zhuǎn)向架上面除了有4個(gè)車輪之外，還包括構(gòu)架、搖枕、穩(wěn)定輪、導(dǎo)向輪以及懸掛結(jié)構(gòu)等。轉(zhuǎn)向架的一端與車廂連接，另外一端則被整個(gè)包裹在軌道梁中。

軌道梁是空軌系統(tǒng)的核心承重和載荷部件，采用了“梁、軌合一”的設(shè)計(jì)模式?？哲夁\(yùn)行時(shí)，每組轉(zhuǎn)向架的4個(gè)車輪在輪軌內(nèi)行走，導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪則夾行于軌道梁兩側(cè)，既保證車廂的安全性又提高了穩(wěn)定性。

在承重設(shè)計(jì)上，每節(jié)空軌車廂都有很大安全余量?！肮庾犹?hào)”空軌的每節(jié)車廂可承重22噸，每節(jié)車廂最多運(yùn)載110人，即便遇到極端情況，這110人的質(zhì)量也不可能超過(guò)20噸。

另外，轉(zhuǎn)向架上的每一個(gè)重要部件都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)苛的疲勞試驗(yàn)，因此我們完全可以放心搭乘“光子號(hào)”空軌觀賞沿途美麗風(fēng)光。

飛輪儲(chǔ)能技術(shù)

每列“光子號(hào)”空軌都安裝了8臺(tái)飛輪儲(chǔ)能裝置，預(yù)計(jì)每年可節(jié)電23萬(wàn)千瓦時(shí)。那么，什么是飛輪儲(chǔ)能技術(shù)呢？

飛輪儲(chǔ)能是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的儲(chǔ)能裝置。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是平常利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，在需要時(shí)又利用飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能方式。

“光子號(hào)”空軌沿途共設(shè)有6個(gè)站點(diǎn)，每次進(jìn)站剎車時(shí)，飛輪儲(chǔ)能裝置都會(huì)發(fā)揮作用。其工作原理大致是，在剎車制動(dòng)時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的多余能量帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)子加速旋轉(zhuǎn)，直到達(dá)到預(yù)設(shè)的某一個(gè)轉(zhuǎn)速，此時(shí)飛輪便以動(dòng)能的形式將能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，完成電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)。當(dāng)空軌需要啟動(dòng)或加速時(shí)，飛輪儲(chǔ)能裝置便可釋放儲(chǔ)存的能量以供所需。

目前，我國(guó)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展得相當(dāng)成熟，在航空航天、核工業(yè)、風(fēng)力發(fā)電，以及交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用。

供電軌智能檢測(cè)車

幾乎所有軌道交通都存在安全檢測(cè)手段落后、運(yùn)行維護(hù)人員不足的問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)這一個(gè)突出的問(wèn)題，地鐵、高鐵等領(lǐng)域推出了軌道交通智能檢測(cè)車。

然而，武漢“光子號(hào)”是國(guó)內(nèi)首條空軌，既沒(méi)有先例可尋，又沒(méi)有現(xiàn)成的設(shè)備可用。于是，“光子號(hào)”空軌團(tuán)隊(duì)自行研發(fā)設(shè)計(jì)了供電軌智能檢測(cè)車。

供電軌智能檢測(cè)車其實(shí)是一個(gè)搭載有多個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)平臺(tái)。它主要由承載動(dòng)力模塊、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模塊、檢測(cè)設(shè)備模塊等部分組成，配備有高速工業(yè)線陣相機(jī)組、智能圖像分析系統(tǒng)等高科技檢測(cè)裝備，能夠?qū)崿F(xiàn)每秒1000次的環(huán)境圖像掃描，可完成供電軌空間位置測(cè)量、膨脹接頭間隙值測(cè)量、中間接頭位置縫隙測(cè)量、供電軌鋼帶面，以及附件拍攝監(jiān)測(cè)等任務(wù)。

那么，我們已經(jīng)有了高鐵、地鐵、磁懸浮等，為什么還要修建空軌呢？

首先，空軌能夠緩解目前各大城市的交通擁堵情況。它凌空飛渡，既不占用現(xiàn)有的公路、鐵路，也不會(huì)和行人發(fā)生交通沖突。其次，它的建設(shè)成本低、建設(shè)時(shí)間短。

眾所周知，我們修建鐵路、公路都要面對(duì)復(fù)雜的拆遷、施工，既曠日持久又耗資巨大，而空軌對(duì)于大量不具備建造地鐵條件的中小型城市來(lái)說(shuō)尤其合適。