真空管道運(yùn)輸在未來(lái)物流體系中的角色與定位

張耀平（西京學(xué)院 真空管道交通研究所，陜西 西安 710123）

ZHANG Yao-ping (Institute of Evacuated Tube Transportation,Xijing University,Xi'an 710123,China)

0 引 言

真空管道運(yùn)輸[1-3]是一種極具潛力的運(yùn)輸方式，從其極高速度、極低能耗、極低噪聲、極低污染和較高安全性等方面來(lái)看，它比現(xiàn)有的水運(yùn)、鐵路、公路、航空等運(yùn)輸方式都更有優(yōu)越性和發(fā)展前景。從技術(shù)上來(lái)看，實(shí)現(xiàn)真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)比航天飛行和太空探索都容易得多，而且所需要的技術(shù)都是今天我們的時(shí)代所擁有的。真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)的建成以及在全球的普及與應(yīng)用，將是繼火車(chē)、汽車(chē)、飛機(jī)和IT之后人類(lèi)的又一大福音。更重要的是，將使我們今天面臨的交通困境與物流問(wèn)題從根本上得以解決，也將給全球經(jīng)濟(jì)與社會(huì)生活方式帶來(lái)全新的變化[4-5]。

那么，真空管道運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)以后，在未來(lái)物流體系中將扮演什么樣的角色，有什么樣的定位，跟現(xiàn)有的幾種交通運(yùn)輸模式是競(jìng)爭(zhēng)、替代，還是互補(bǔ)的關(guān)系？本文對(duì)真空管道物流的基本形式、真空管道中的貨運(yùn)車(chē)輛以及適合于真空管道運(yùn)輸?shù)呢浳镱?lèi)型進(jìn)行探討，并對(duì)真空管道運(yùn)輸在未來(lái)物流體系中的角色和定位進(jìn)行初步的分析。

1 真空管道物流運(yùn)輸?shù)幕拘问?/h2>

輸油、輸氣管道只能輸送液體、氣體，而真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)即可以運(yùn)送貨物，也可運(yùn)送旅客，在這種意義上，它跟航空、鐵路、汽車(chē)和船舶運(yùn)輸相似，對(duì)載運(yùn)對(duì)象具有廣泛的適應(yīng)性。真空管道運(yùn)輸?shù)墓艿老到y(tǒng)對(duì)客運(yùn)和貨運(yùn)都是一樣的，不同的只是載運(yùn)車(chē)輛。

1.1 客貨混裝的真空管道物流運(yùn)輸

跟航空的客機(jī)、鐵路的旅客列車(chē)、載客汽車(chē)和客船一樣，真空管道客運(yùn)車(chē)廂也適合采用客貨混載形式，運(yùn)輸如郵包、快件、件雜貨、小批量貨物和一些高價(jià)值貨品。真空管道客運(yùn)車(chē)廂是一種氣密性全封閉車(chē)輛，設(shè)置有供氧、空氣調(diào)節(jié)等生命保障系統(tǒng)，能滿(mǎn)足普通貨物搭載的需要。

當(dāng)這種載客車(chē)廂完全用于載貨時(shí)，對(duì)于不需要空氣／氧氣的貨物，則可關(guān)閉供氧供氣裝置；對(duì)于那些對(duì)溫度沒(méi)有特殊要求的貨物，還可關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)，以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

真空管道客運(yùn)車(chē)廂要求具有安全、可靠的生命保障系統(tǒng)，這種車(chē)廂的造價(jià)較高。普通鐵路客車(chē)車(chē)廂的造價(jià)是貨車(chē)車(chē)輛造價(jià)的2～3倍的話，而真空管道客運(yùn)車(chē)廂的造價(jià)可能會(huì)是真空管道載貨車(chē)輛的4～5倍，因此，制造專(zhuān)門(mén)的真空管道貨車(chē)車(chē)輛和開(kāi)行真空管道貨物列車(chē)是必要的。

1.2 真空管道中的貨運(yùn)車(chē)輛

幾乎所有的貨物都不可避免的帶有灰塵，或者貨物本身的構(gòu)造材料就具有可剝離性。有些貨物內(nèi)部本身帶有氣體或者有一定內(nèi)部壓力，如充氣包裝的食品、罐裝飲料等，因此，真空管道貨運(yùn)車(chē)廂也應(yīng)該是氣密性的，以免貨物內(nèi)部氣體泄漏，以及包裝材料或者容器在低壓環(huán)境中發(fā)生爆裂。跟載客車(chē)廂不同的是，真空管道貨運(yùn)車(chē)廂不需要供氧等生命保障系統(tǒng)。

由于真空管道中具有良好的恒溫性，多數(shù)貨物的運(yùn)輸則不需要考慮專(zhuān)用的冷藏和保溫車(chē)廂。同時(shí)，由于真空管道運(yùn)輸是一種超高速的運(yùn)輸，大多數(shù)地方2小時(shí)內(nèi)都能到達(dá)，因此，通常情況下也不需要冷藏和保溫運(yùn)輸。但是，有必要考慮真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)不同貨物運(yùn)輸?shù)倪m應(yīng)性，根據(jù)貨物類(lèi)型，可以設(shè)計(jì)制造適應(yīng)各種物流需求的真空管道貨運(yùn)車(chē)輛。

真空管道中的貨運(yùn)車(chē)輛均為全密封結(jié)構(gòu)，因此在設(shè)計(jì)真空管道貨車(chē)車(chē)廂時(shí)不宜再考慮類(lèi)似鐵路、公路等運(yùn)輸系統(tǒng)的敞車(chē)、平板車(chē)等。另外，由于真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)有十分精確的限界要求，因此，將不能運(yùn)輸超限界物資。在真空管道物流領(lǐng)域，以下三種貨運(yùn)車(chē)廂即能滿(mǎn)足大多數(shù)貨物運(yùn)輸?shù)男枰?/p>

（1）通用車(chē)廂。這種車(chē)廂基本結(jié)構(gòu)跟載客車(chē)廂一樣，從制造工藝上來(lái)看是載客車(chē)廂的一種基礎(chǔ)車(chē)廂，即在工廠制造時(shí)，完成車(chē)廂的密封車(chē)殼、基本結(jié)構(gòu)件，但不予安裝生命保障系統(tǒng)，其特征是預(yù)留的車(chē)門(mén)只供乘客上下，其尺寸較小。這種車(chē)輛可以運(yùn)送郵件、特快專(zhuān)遞，日雜用品，普通日用品、工業(yè)品、器件、材料等。

（2）冷藏車(chē)。必須注意到，真空管道冷藏貨車(chē)與普通鐵路和公路冷藏貨車(chē)在構(gòu)造上將有如下重要差別：普通鐵路和公路等冷藏貨車(chē)的制冷系統(tǒng)可以跟車(chē)廂外的大氣環(huán)境進(jìn)行氣體交換，向外界散熱不受限制，而在真空管道中，冷藏貨車(chē)不能與車(chē)廂外的真空環(huán)境進(jìn)行氣體交換，為避免管道中的熱量集聚，向管道中散熱將會(huì)受到嚴(yán)格的限制。所幸的是，真空環(huán)境是良好的絕熱介質(zhì)，真空管道冷藏貨車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，車(chē)廂內(nèi)的恒定低溫容易得到保證，因此，只需要在車(chē)輛進(jìn)入真空管道前預(yù)制冷到所需的低溫即可。

（3）大件車(chē)。通用車(chē)廂的車(chē)門(mén)較小，不適合裝載某些較大的貨物，也不能利用托盤(pán)、叉車(chē)等設(shè)備進(jìn)行機(jī)械化快速裝卸，因此，有必要設(shè)計(jì)制造帶有較大車(chē)門(mén)或者能完全打開(kāi)的真空管道大件專(zhuān)用車(chē)廂。

1.3 適合于真空管道運(yùn)輸?shù)呢浳镱?lèi)型

（1）適合于真空管道運(yùn)輸?shù)呢浳镱?lèi)型如下：

·郵件、特快專(zhuān)遞；

·日雜用品、日用消費(fèi)品；

·普通工業(yè)品、器件、材料等。

（2）相比之下，有些貨物不適合通過(guò)真空管道運(yùn)輸：

·原油及類(lèi)似性質(zhì)的產(chǎn)品；

·礦石、煤炭、水泥及類(lèi)似性質(zhì)的大宗物資；

·車(chē)輛、大型機(jī)具和長(zhǎng)大器件。

1.4 物流對(duì)真空管道的特殊要求

就真空管道客運(yùn)而言，車(chē)輛門(mén)廊尺寸較小，乘客可以自行進(jìn)出，因此，橋接式通道即可滿(mǎn)足乘客進(jìn)出真空管道車(chē)輛的要求，在日常運(yùn)行時(shí)車(chē)輛可以不出真空環(huán)境。而對(duì)于真空管道貨物運(yùn)輸，為了適應(yīng)大件車(chē)的裝卸和實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝卸，需要考慮以下兩個(gè)方面：

（1）車(chē)輛離開(kāi)真空環(huán)境在專(zhuān)用的貨運(yùn)站完成裝卸。

（2）車(chē)輛不離開(kāi)真空環(huán)境，為大尺寸的真空管道貨運(yùn)車(chē)輛門(mén)廊設(shè)置對(duì)應(yīng)的橋接式通道，這時(shí)不僅要滿(mǎn)足托盤(pán)、叉車(chē)裝卸的尺寸要求，該通道還要滿(mǎn)足承重的強(qiáng)度要求。

圖1給出了真空管道運(yùn)輸橋接式通道示意圖，圖2是瑞士Swissmetro設(shè)計(jì)的橋接式通道基本結(jié)構(gòu)形式[6]。

2 真空管道運(yùn)輸在未來(lái)物流中的地位

2.1 真空管道運(yùn)輸是對(duì)現(xiàn)有五種運(yùn)輸方式的補(bǔ)充

真空管道運(yùn)輸在高速、低能耗、環(huán)保、安全方面比其他幾種運(yùn)輸方式都更具優(yōu)越性。但是，真空管道運(yùn)輸又有其局限性，靈活性不如飛機(jī)、汽車(chē)，不能像輪船和火車(chē)那樣裝載大型物資與重型設(shè)備。因此，真空管道運(yùn)輸盡管會(huì)跟現(xiàn)有的幾種運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)貨源，但不會(huì)取代現(xiàn)有的運(yùn)輸方式，它只是對(duì)現(xiàn)有幾種運(yùn)輸方式的補(bǔ)充或者功能的延伸。

2.2 真空管道運(yùn)輸在未來(lái)物流體系中的市場(chǎng)份額

將來(lái)，輪船、火車(chē)、汽車(chē)、飛機(jī)所承擔(dān)的部分貨運(yùn)任務(wù)將轉(zhuǎn)向真空管道運(yùn)輸。我們假設(shè)，2020年建成第一條真空管道運(yùn)輸線路，2030年技術(shù)達(dá)到成熟并開(kāi)始全球范圍的真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)高潮，2050年真空管道運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。再假設(shè)輪船、火車(chē)、汽車(chē)、飛機(jī)各自所承擔(dān)貨運(yùn)輸量的三分之一由真空管道運(yùn)輸完成。那么，一個(gè)合乎邏輯的推斷是，真空管道運(yùn)輸所承擔(dān)的貨運(yùn)量及貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量將有可能超過(guò)其他四種運(yùn)輸方式的任何一種。

不同運(yùn)載工具對(duì)物流份額的吸引力是由其性?xún)r(jià)比所決定的，由于真空管道運(yùn)輸?shù)哪芰肯臉O低，其單位貨載的運(yùn)費(fèi)將可能低于公路、鐵路和航空運(yùn)輸，那么它對(duì)物流市場(chǎng)將會(huì)有很大的吸引力，能夠吸引足夠的貨量。同時(shí)，這也將成為大規(guī)模修建真空管道線路的推動(dòng)力。

2.3 真空管道物流將是真空管道客運(yùn)的先導(dǎo)

由于真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)的建設(shè)成本較高，初期投資數(shù)額很大，再加上真空管道旅客運(yùn)輸車(chē)輛的要求很高，成本更大，初期建設(shè)資金的籌措會(huì)十分困難。這種面對(duì)資金籌措上的困難將有可能成為真空管道運(yùn)輸投入建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的絆腳石，所以，為使真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)早日投入實(shí)際應(yīng)用，可從真空管道物流系統(tǒng)的建設(shè)入手，把真空管道物流作為未來(lái)真空管道客運(yùn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)啟動(dòng)。待真空管道物流系統(tǒng)的運(yùn)行安全、可靠性得到檢驗(yàn)和確認(rèn)后，再轉(zhuǎn)向承擔(dān)客運(yùn)任務(wù)。因此，可以讓真空管道物流作為真空管道客運(yùn)的先導(dǎo)。

3 結(jié) 論

綜上所述，真空管道運(yùn)輸會(huì)給現(xiàn)有的鐵路、公路、航空帶來(lái)一定的競(jìng)爭(zhēng)壓力，分流較大比重物流貨源。雖然在部分功能上會(huì)發(fā)生替代，如航空業(yè)的國(guó)際快遞職責(zé)，會(huì)轉(zhuǎn)向真空管道運(yùn)輸，但是，真空管道運(yùn)輸是對(duì)現(xiàn)有運(yùn)輸方式的補(bǔ)充，不會(huì)取代水運(yùn)、鐵路、公路、航空等運(yùn)輸方式。通過(guò)上述討論，關(guān)于未來(lái)的真空管道物流可以得出以下結(jié)論：

（1）真空管道客車(chē)車(chē)廂也能裝載運(yùn)輸部分貨物；

（2）真空管道貨運(yùn)車(chē)廂均須為全密封的；

（3）真空管道通用貨車(chē)車(chē)廂基本結(jié)構(gòu)跟客運(yùn)車(chē)廂相同，只是不需要安裝生命保障系統(tǒng)；

（4）真空管道冷藏車(chē)廂的制冷系統(tǒng)在行駛過(guò)程中不允許跟管道真空環(huán)境進(jìn)行氣體交換，所幸的是真空環(huán)境是良好的絕熱介質(zhì)，因此在真空管道中運(yùn)行的冷藏車(chē)廂內(nèi)的恒溫條件容易得到保證；

（5）有必要設(shè)計(jì)制造大件真空管道貨車(chē)車(chē)廂，以裝載較大尺寸的物資或者進(jìn)行機(jī)械化裝卸；

（6）供乘客進(jìn)出真空管道車(chē)輛的橋接式通道難以滿(mǎn)足真空管道物流的需求，在規(guī)劃設(shè)計(jì)真空管道運(yùn)輸系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該考慮設(shè)置真空管道貨運(yùn)站。

[1]佚名.Space Travel on Earth[DB/OL].(2011-01-28)[2011-05-10].http://www.et3.com.Et3.com Inc.

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[4]Brad Swartzwelter.Faster Than Jets:A Solution to America's Long-term Transportation Problem[M].Washington （US）:Alder Press-Kingston,2003.

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[6]佚名.Gallery-Picture[DB/OL].(2011-01-28)[2011-05-10].http://www.swissmetro.com.