互动科普

美国铁路客运列车已经落伍得有些让人难以置信了。任何一位去过欧洲、日本或者中国的人都知道，时速320千米的高速列车已经成了许多国家的经济中不可或缺的部分。过去50年来，日本东海旅客铁道株式会社（Central Japan Railway，以下简称CJR）经营的举世闻名的东海道新干线（Shinkansen）子弹头列车一直在东京—大阪线上行驶，运送了数十亿人次旅客，全程所需时间相当于乘飞机的一半（见第28页图表）；西班牙的马德里—巴塞罗那特快列车平均时速为240千米。自2008年这趟列车开通以来，两个城市之间的空中交通量已经减少了40%。中国的武广高速，营运时速甚至高达350千米。反观美国，作为美国铁路公司（Amtrak）“面子工程”的阿西乐快线（Acela，在波士顿与首都华盛顿之间运营），平均时速仅110千米。这个速度确实太慢，即使列车本身有能力跑出每小时240千米的速度，阿西乐快线沿途多段轨道也无法保证列车安全地高速行驶。这就好比是法拉利跑车驶上了颠簸的乡间道路，也只能慢慢前行了。

近年美国开始推动这一领域的改革。美国交通部投资大约80亿美元，作为推动各地高速铁路建设的刺激基金，并于今年早些时候公布了这笔资金的受益工程名单。2010年的美国联邦预算要求，今后5年每年还将另拨10亿美元用作铁路建设经费。此外，加利福尼亚州还于2008年通过了一项90亿美元的公债发行计划，所筹资金将用于建设雄心勃勃的加利福尼亚州高速铁路网，把洛杉矶与旧金山连接起来，最终连接到萨克拉门托和圣迭戈。

然而，究竟要建造何种客运系统，目前仍然存在一些争议。美国联邦政府最近一次大力推行铁路建设，把它作为一种有效的客运方式（而不仅是货运方式）加以利用，已经是几十年前的事情了。自那以后，铁路列车技术又取得了巨大进步，先进的高速铁路在欧洲可谓遍地开花，近年来在中国也迅速兴起。

此外，什么样的铁路才称得上刺激基金投资原则中所指的“高速”二字，也有解释的余地。联邦政府急于让尽可能多的选区分享蛋糕，因此把资金广撒全国各地，造成资金过于分散，直接结果就是，尽管到处都在改革，但客运列车速度的提升幅度却非常微小。

还有的项目则一下子走到了另一个极端，绕开传统的轮轨系统（wheels-on-rail system），直接采用了磁悬浮技术（magnetic levitation，缩写为maglev）。磁悬浮列车悬浮在混凝土导轨上方向前滑行，这种技术发展出了多种形式。虽然磁悬浮列车的研发已经有数十年的历史，但第一条、也是迄今唯一的商业化磁悬浮客运线路直到2004年才在中国上海投入运行。对于美国山区来说，传统轨道铁路在如此之大的坡度面前基本无能为力，磁悬浮技术是解决坡度过陡问题的唯一可行方案。或许最重要的是，在商业化高速客运铁路的建设与运营领域，世界一流的专家对磁悬浮技术都给予了相当高的评价和认可。

磁悬浮方案

自1964年以来，CJR就在东京、名古屋和大阪等人口密集的大城市之间开通了轮轨式新干线子弹头列车，不仅速度极快，造型也十分优美。这家公司在高速列车运营管理方面的丰富经验堪称全球第一。不过，子弹头列车系统目前的运营状况却促使CJR开始关注起磁悬浮技术。每个晚上，都有一支由3 000名铁路工人组成的检修大军徒步来到20千米长的一段新干线轨道上，仔细检查铁路经过的地面，更换磨损的零部件，确保轨道定位的精准。第二天晚上，他们又会在下一段20千米长的轨道上兢兢业业地重复同样的任务——这项工作永远也不会完结。

对CJR来说，虽然检查工作耗资巨大，却非做不可，因为即使轨道上一些极小的异常，也可能导致高速列车强烈振动，加剧铁轨损耗。铁轨、列车车轮，以及为机车供电的高架电线，它们的损耗程度随列车行驶速度的提高而成指数式增长。高速铁路硬件设备的压力非常大。新干线上每天要开行309趟列车，如果夜间进行的维修工作花费时间超过预期，行车时刻表将被彻底打乱。

CJR希望彻底解决这些棘手问题，因而打算建造一条高速磁悬浮线，称为“东海道新干线支线”，并把竣工日期定在2025年。虽然它不是世界上首条投入商业运行的磁悬浮铁路（世界第一条磁悬浮商业线路是上海浦东国际机场通向市区的线路，全场约30千米，于2004年投入运营），但它290千米的长度意味着，这是世界上最雄伟的一项磁悬浮工程。2009年6月，CJR董事长松本正之（Yoshiyuki Kasai）在美国首都华盛顿对一群交通官员发表演讲时指出，从长远来看，磁悬浮比传统高速铁路更合算，因为在整个寿命周期内，磁悬浮所需要的维护成本低得多。CJR同时也宣称，磁悬浮还可望缩短旅途时间，因为磁悬浮列车的加速和减速都比轮轨式列车要快得多。

磁悬浮的推进方式决定了它的爬坡能力要优于传统高速铁路，这使得磁悬浮技术在美国具有了更重要的意义。要想让高速列车在美国西部崎岖不平的地形上畅通无阻，磁悬浮技术是唯一的选择。

传统技术的问题在于牵引。车轮与铁轨间的作用力是有限的，一旦超过极限，车轮就会打滑，列车就无法前行。而且天有不测风云，常见的雨、雪、冰，甚至湿滑的树叶，都会限制列车上下坡的安全坡度。由于存在着这种限制，美国铁路的坡度一般都保持在3%以下，最常见的坡度都不超过2%。

相反，磁悬浮就完全不存在钢制轮轨的接触问题，因此磁悬浮在牵引方面需要面对的挑战比轮轨式铁路少很多。磁悬浮列车可以轻松爬上坡度达10%的路段，这样一来，在山区新建铁路时，就可以选择更便捷的线路了。

磁悬浮技术也使那些本来可能无法通行高速运输工具的地方实现高速交通。美国落基山脉铁路管理局（Rocky Mountain Rail Authority）即将完成一项为期一年的调查，旨在研究沿着科罗拉多州境内约640千米的南北走向与东西走向州际高速公路修建两条互相交叉的高速铁路的可行性问题。调查得出的结论是，由于高速公路某些路段的坡度达到7%，所以列车必须采用磁悬浮技术。“这是在穿越落基山，” 该管理局主席哈里·戴尔（Harry Dale）说。他还指出，由于磁悬浮列车靠磁力而非机械力来实现推进和减速，因而“雪和冰的问题就此不复存在”。

戴尔认为，德国磁悬浮高速列车国际公司[Transrapid International，德国西门子（Siemens）与蒂森克虏伯（ThyssenKrupp）的合资企业]建造的磁悬浮列车很适合承担这个任务。该公司是上海机场磁悬浮列车系统的制造商，这条磁悬浮线路的最高速度达到每小时430千米，至今已在上海市区和浦东机场间运送旅客超过1 700万人次。磁悬浮高速列车国际公司的磁悬浮列车使用的是常导电磁铁，日本则一直在研究采用超导电磁铁的磁悬浮技术，这种电磁铁与大型强子对撞机（LHC）使用的电磁铁类似。采用超导电磁铁的磁悬浮技术，列车与导轨间的气隙较大，在发生地震时比较安全，但超导磁铁必须用液氦冷却，不仅成本高昂，使用也很不方便。

捷径

拉斯韦加斯通向南加利福尼亚州的一条拟建客运铁路，现有若干候选方案，不同方案间的竞争进一步证明了磁悬浮技术的重要性。美国城市规划部门几十年来一直梦想用高速列车把拉斯韦加斯与洛杉矶连接起来。拉斯韦加斯的一家工程公司Parsons运输公司高级运输主管、工程师托马斯·波尔多（Thomas Bordeaux）指出：“这是一条理想的高速铁路走廊，因为它将把美国最大的旅游娱乐中心之一同人口最密集的南加利福尼亚地区连接起来。”一般认为，如果出行距离在160~800千米之间，选择坐火车比自驾车或乘飞机更方便。洛杉矶与拉斯韦加斯相距430千米，恰恰就在这一最佳距离范围内。此外，这两个城市之间的地面除了砂石和灌木丛之外几乎别无他物，就像一张空白的画布，正好可以绘出壮美的铁路蓝图。

美中不足的是，洛杉矶盆地东侧耸立着圣贝纳迪诺和圣哈辛托两座山脉。高速铁路要想穿越这些天然障碍，无论怎样布线都会遇到最大达7%的坡度，而要爬这样的陡坡，磁悬浮是唯一选择。拟议中的加利福尼亚—内华达超高速列车（California-Nevada Super Speed Train）工程就是要完成这一任务，把拉斯韦加斯同洛杉矶南面的大城市阿纳海姆连接起来。

如果不用磁悬浮技术，另一种选择就需要完全避开洛杉矶盆地。此方案名叫“沙漠快车”（DesertXpress），它计划修建一条传统高速铁路把拉斯韦加斯与维克托维尔连接起来。后者是位于高海拔沙漠地区的边远小镇，距洛杉矶市中心车程1.5小时以上（还必须要求路面畅通，这对洛杉矶来说可是很难得的事情）。虽然此方案无须使用先进技术，但它所通往的地方并不是乘客们想要的目的地。

沙漠快车工程也无法与计划中从洛杉矶通向旧金山的加利福尼亚州高速铁路网衔接。在今年的经济刺激基金分配方案中，该项目是两大赢家之一（另一位赢家是佛罗里达州一条连接坦帕与奧兰多的线路，全长为135千米）。这笔资金，再加上2008年加利福尼亚州选民投票通过的公债发行计划将筹集到的90亿美元资金，使得加利福尼亚州高速铁路工程已落实的资金达到了预计总造价 （约400亿美元）的1/4以上。该工程预计最早在2011年开始动工。

专线专用

无论是采用磁悬浮技术还是传统的轮轨技术，实现高速列车安全运营有一条不可打破的原则：所有高速列车无一例外都必须铺设专用轨道。从这一点来看，美国铁路公司那条毫不起眼的阿西乐快线从一开始就注定无法成功，因为快车要与货运列车及客车中的慢车共用一条线路。

还有一项必不可少的要求是轨道线路不能设置平交道口，因为列车与公路车辆的撞车事故大部分就发生在这类道口上。一次又一次，我们会看到心急火燎的司机想要绕过已关闭的道口闸门以赶在列车到达前闯过去，行人在横穿道口时则往往没有意识到高速列车正悄无声息地逼近，当看到列车时再想躲就来不及了。因此，根据高速线经过地段的具体情况，可能需要修建许多上穿道、下穿道及隧洞，以把高速列车的专用线路同外界彻底隔离开来。

为何美国过了这么久才开始对早已成熟的技术产生兴趣？答案很简单，相当一段时期以来，客运铁路建设从未得到联邦政府的重视。美国花了数十年时间打造州际公路网和机场，而对高速列车轨道建设的投资则锐减到几乎为零。这使美国铁路公司变成了几乎只经营承载重型货物的低速货运企业。

但近年来“绿色交通”开始大行其道，人们也意识到美国的公路和机场已经在超负荷运行，这就使高速列车有可能迅速走俏，至少会在美国的几个关键地区红火起来。