建設背景
日本曾是一個對鐵路情有獨鐘的國家,曾於1964年開通了世界上首條高速鐵路。隨著客流量急劇增加,線路老化、載荷飽和使得新線路建設勢在必行。日本在磁懸浮技術上有著豐富的經驗和技術積累。1972年日本先在九州的宮崎縣修建了僅480米長的試驗線。1990年,日本在鄰近東京的山梨縣修建磁懸浮試驗線。截至2011年,磁懸浮列車在這條試驗線上的試運行距離達到了87.8萬公里,平均每天往返4次以上。2003年在原先的試驗線上跑出了時速581公里的最高紀錄,至今仍未被打破。
上海浦東機場到龍陽路區間是世界上第一條正式運營的磁懸浮鐵路,但該線路的長度僅為31公里,還未能充分發揮磁懸浮的速度效應。因此東京-名古屋的這條線路,可說是真正意義上的商業磁懸浮鐵路。
歷史
中央新幹線是在《全國新幹線鐵道整備法》(簡稱《全乾法》)通過後的1973年,依據該法而確立了基本規畫。本線在草創階段時,即受到時任經濟產業大臣兼首相競選人田中角榮和其著作《日本列島改造論》的支持。1970年代的日本已經著手發展磁懸浮列車,且於九州宮崎縣鋪設了一條實驗線;但日本國鐵後來的財務惡化,一度令日本的磁懸浮鐵路計畫叫停。1987年日本國鐵解散後,其在日本中部的鐵路業務、及東京大阪之間的高鐵線東海道新幹線均移交給新組的JR東海公司。1990年,日本政府對JR東海重展磁懸浮鐵路的相關研究下達了許可令,使之於2月起開始調查中央新幹線沿線的地形和地質環境;同年6月,JR東海向運輸省提出了在中央新幹線的山梨縣路段上建造新磁懸浮實驗線的請求,並得到了核可。山梨實驗線建於1997年,1990年代內數次在試車時突破世界鐵路車速紀錄,分別是1997年12月的每小時550千米、及1999年4月的每小時552千米。2003年12月時,該線又締造了每小時581千米的最高速度。
2008年10月,JR東海將1990年代所進行的地形暨地質探勘結果製成報告書,上繳給國土交通大臣金子一義。同年12月,JR東海開始遵照金子的指示、調查了另外四項中央新幹線的相關項目,並於2009年12月時將完成的報告書送交給國交省。2010年2月24日,國交大臣前原誠司就JR東海提出的整備計畫、營運與建設等問題,徵詢運輸政策審議會(運政審),該會在受理諮詢時,也對於長野縣路段的選線問題(3個方案)進行了方案比較,並於10月20日時選定了穿越南阿爾卑斯山脈的直線方案。
2011年5月27日,國交大臣大畠章宏正式指定JR東海為中央新幹線的營運兼建設業者,並核准了中央新幹線的整備計畫,當時估計的全線造價為9兆日圓,JR東海公司也宣布了2027年開通東京-名古屋段、2045年開通大阪延伸段的目標。2013年9月11日,時任JR東海社長山田佳臣表示其公司計畫配合2020年東京奧運,在當年先行開放山梨縣內的車站,讓訪日外賓搭乘、體驗。
2014年8月26日,JR東海依據《全乾法》,向國土交通省提出了中央新幹線的興建許可請求。10月17日,國土交通大臣太田昭宏正式批准JR東海建造中央新幹線的東京-名古屋段;太田還在記者會中強調該建設的重要性,稱其讓三大城市圈的人員流動發生劇烈變化,並給國民生活和經濟活動帶來巨大影響。
路線
中央新幹線東起東京的品川站,向西行經神奈川縣、山梨縣、長野縣和岐阜縣,接著到達名古屋,途中的設站地點分別為神奈川的相模原市、山梨的甲府市、長野的飯田市與岐阜的中津川市。東京至名古屋的路段約達286千米,為了減少噪音和用地問題,此段共有86%的路軌位於地底下,地上路段僅40千米。兩大端點站也都深入地下,東京端的品川站深達地下40米,長寬各約為1,000米及60米,名古屋站則深約30米。
選線爭議
中央新幹線在東京至名古屋中間、山梨實驗線以西的路段需要通過日本阿爾卑斯山脈地區。然而JR東海無法就選線問題與該路段所屬的地方政府——長野縣獲得共識。在JR東海於2009年12月送交國土交通省的調查報告書中,總共列出了3條線路,分別為JR東海方面自己倡議的、直接貫穿赤石山脈(南阿爾卑斯)的“C路線”(Cルート),另外兩條則是長野縣府以促進縣內經濟為由而提出的北彎方案,其中的“A路線”行經木曾谷和木曾福島,“B路線”行經伊那谷及飯田。伊那谷的B路線拉的最長,使東京至名古屋的軌道距離增為346千米、車程47分鐘、要價5.74兆日圓;A路線的數據則為334千米、46分鐘及5.63兆日圓,均超過JR東海提出的C路線。2010年10月20日,運政審正式宣布JR東海的C方案勝出,並表示該方案的效益成本比為1.51,而行經伊那谷的B方案僅為1.21。方案 | 走線 | 長度 (千米) | 造價 (日圓) | 行駛時間 (東京-名古屋) |
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A路線 | 木曾谷 | 334 | 5.63兆 | 46分鐘 |
B路線 | 伊那谷(經伊那、飯田) | 346 | 5.74兆 | 47分鐘 |
C路線 | 南阿爾卑斯(赤石山脈) | 286 | 5.10兆 | 40分鐘 |
站點設定
磁懸浮中央新幹線經過東京、神奈川、山梨、靜岡、長野、岐阜、愛知7都縣。始發站東京的品川站和終點站名古屋站將和東海道新幹線的原有車站直通。設定在神奈川縣等中途4個縣份的站點也靠近原有線路的車站。站名 | 換乘路線 | 所在地 | 位置 |
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品川站 | JR東海:東海道新幹線 JR東日本:東海道本線、山手線 京濱急行電鐵:京急本線 | 東京都港區港南 | 35°37′50″N139°44′28.9″E |
神奈川縣站(暫稱) | JR東日本:橫濱線、相模線 京王電鐵:相模原線 | 神奈川縣相模原市 綠區橋本 (橋本站附近) | 35°35′35.3″N139°20′42.2″E |
山梨縣站(暫稱) | 山梨縣甲府市 大津町字入田 | 35°36′19″N138°33′41.6″E | |
長野縣站(暫稱) | 長野縣飯田市 上郷飯沼 | 35°31′36″N137°51′9.1″E | |
岐阜縣站(暫稱) | JR東海:中央本線 | 岐阜縣中津川市 千旦林字坂本 (美乃坂本站附近) | 35°28′47.2″N137°26′51″E |
名古屋站 | JR東海:東海道新幹線、東海道本線、中央本線、關西本線 名古屋臨海高速鐵道:西名古屋港線 名古屋市營地下鐵:東山線、櫻通線 名古屋鐵道:名古屋本線 近畿日本鐵道:名古屋線 | 愛知縣名古屋市 中村區名駅 | 35°10′19.7″N136°52′52.2″E |
技術特徵
上海磁懸浮是從德國引進的技術,採用的是常導電磁方式,列車約浮在軌道1厘米之上運行。而日本研發的是超導方式,運行時在軌道上的騰空高度為10厘米。東海道新幹線列車的座位為每排5座,而磁懸浮每排僅為4座,載客量比新幹線下降約1/4。由於磁懸浮需要將整列車抬起運行,耗電量相當驚人,預計每名乘客的人均耗電量為新幹線的3倍之多。由於日本90%的國土是山脈,只有沿海是平地。當年修建“東京-大阪”的東海道新幹線,就基本沿著太平洋海岸,從而得以避開高大的山脈,不過由此卻延長了線路。即將開工的磁懸浮線路則基本不繞路,所以東京-名古屋區間的長度僅為286公里,但隧道卻占到86%之多。
隨著盾構技術的發展,盾構的平均月進尺達到了200~300m,有的甚至達到了500m。磁懸浮中央新幹線位於城市區域的大深度隧道基本上決定了採用盾構法開挖。磁懸浮中央新幹線的山嶺隧道區間存在多個斷層,並遭遇數個河流的源頭。穿過地質和基岩硬度不同的區間,可以預見是一項前所未有的困難工程。磁懸浮中央新幹線為了縮短工期,一部分區間將考慮採用TBM開挖,以提高開挖速度。然而TBM一旦陷入困境無法脫困,又要重新採用鑽爆法開挖。
針對磁懸浮列車運行中產生的噪音、震動等問題,JR東海已向沿線7個都縣的知事和39個城鎮的政府負責人遞交了“環境影響評價準備書”。
據NHK報導,“磁懸浮中央新幹線”最高時速將達到500公里,全程僅用1小時7分鐘,比目前東京和名古屋之間的新幹線的運行時間短1小時20分鐘。
建設進展
2014年8月26日,JR東海就品川至名古屋區間的施工計畫提出申請,日本國交省從技術和安全兩方面展開了審查。今後JR東海將面向沿線居民舉辦說明會,預計數月後取得用地,全面啟動工程。
2014年9月,連線日本東京和名古屋的“磁懸浮中央新幹線”即正式開工建設,預計2027年開通東京至名古屋區間,2045年延伸至大阪。
2014年10月17日,日本國土交通相太田昭宏批准東海鐵路公司(JR東海)動工建設磁懸浮中央新幹線。最高時速可達500公里,40分鐘即可連線日本東京地區和中部地區。
2027年,磁懸浮中央新幹線的東京品川至名古屋區間計畫開通運營,東京至大阪全線計畫2045年貫通。由此,自日本政府制定基本計畫起歷經41年後,1個多小時連結東京至大阪、總工程費高達9萬億日元(約合人民幣5184億元)的磁懸浮新幹線項目將全面啟動。
日本首條商業磁懸浮鐵路建設計畫2014年10月17日獲得日本政府批准,列車運行最高時速達500公里。擬建的磁懸浮中央新幹線將連線首都東京和中部城市名古屋,全長286公里,計畫2027年投入運營。
運行列車
L0系列列車L0系列是指JR東海計畫在中央新幹線上投入運行的採用超導性磁浮方式的磁懸浮電車——“超導性磁懸浮“列車。形式名字中的“L”代表Linear(磁懸浮),“0”則表示像0系列新幹線一樣的第一代列車。
JR東海鐵道公司此前宣布,對擬於2027年開通的磁懸浮中央新幹線運營車輛的原型L0系列車輛進行了試運行。
L0系列新型列車的獨特地方:
1,車沒有駕駛員,長長的車頭最前方裝有小型攝像機,攝像機會識別前方物體並化解危險;
2,列車的窗戶比目前的新幹線列車要小,是為了減少比較沉重的玻璃的使用量,減輕車體重量,減少電能使用,提高車速;
3,列車的車體使用了一種非常堅固的鋁合金材料,能保證列車在高速中安全運行。
車廂將安裝超導磁石,靠磁力使車廂浮在軌道上。為了讓列車盡最大可能跑出500公里/小時的超高速,磁懸浮中央新幹線的線路接近直線。全長286公里的軌道中86%為隧道,將開展穿越南阿爾卑斯山的建設工程。城市部分將建造超過40米的大深度地下軌道,無需購買用地。
社會評價
日本首相安倍晉三此前表示,這一技術將成為日本下一批重量級出口項目之一。他已經向美國總統歐巴馬介紹了這一技術。安倍將“基礎設施出口”置於成長戰略的核心,一旦日本成功地向美國推銷磁懸浮新幹線,那么對於開拓美國和其他海外市場極為有利。
但並非所有日本人都同意安倍的觀點。批評人士稱,擬建的新鐵路線不過是最近一系列大規模基礎設施項目中的最新一個,這些項目都是為了提振長期受到通貨緊縮困擾的日本經濟。
批評人士指出,預計到本世紀中葉,日本人口將從目前的1.27億人減至不到1億人,等磁懸浮列車投入使用時,將會出現上座率不足的問題。
建設意義
中央新幹線將是日本獨自研發的超導磁懸浮技術首次套用在高速鐵路上。這也將是首條使用磁懸浮列車的城際鐵路線,可能是迄今世界上造價最高的鐵路線。一旦建成,將超過上海磁懸浮列車,成為全球最快運營列車。
品川至名古屋的最短行駛時間將從目前東海道新幹線的1小時28分縮短至49分鐘,品川至大阪將從2小時18分鐘縮短至1小時7分。
品川至名古屋區間的總工程費為55235億日元,由JR東海全額承擔。JR東海計畫到2027年首先實現品川和名古屋區間的客運,到2045年再把線路延伸到大阪。
經濟效益
東京至大阪間的建設費用,包含車輛製造費用在內約為9.3萬億日元,由JR東海承擔。該工程完工後可產生的經濟效益,東京-名古屋區間為10.7萬億日元,而延伸到大阪後則可望增至16.8萬億日元。
由於交通時間的大幅縮短,“中央新幹線”的開通將為日本國民的工作、上學以及生活等提供極大的便利,甚至可能會影響到企業的生產活動以及個人的消費活動,根據日本交通政策審議會的推算,“中央新幹線”開通後(第二工期開通後)帶來的年均經濟效益將達到7100億日元(約人民幣420億元),旅遊關聯產業等的年均產業額更將增加8700億日元(約人民幣540億元)。
此外,部分製造型企業也將獲益,據了解,目前新幹線列車車體主要由日本川崎重工業以及日立製作所兩大巨頭製造,而三菱重工業以及JR東海子公司日本車輛製造公司已經獲得“中央新幹線”的車輛訂單,兩家企業將分別負責製造“中央新幹線”列車的車頭和車廂。
技術推銷
訪問美國的日本首相安倍晉三2013年9月25日下午在紐約證券交易所發表演講,提及美國的高速鐵路建設計畫時表示“日本擁有超導磁懸浮技術,1小時就能連線紐與華盛頓”。安倍介紹了日本的技術和增長戰略,還呼籲美國企業對日本進行投資。
2014年4月14日,據《日本經濟新聞》報導,日本政府擬通過國際協力銀行(JBIC)對日本東海鐵路公司(JR東海)融資5千億日元(約合50億美元),支持其向美國免費提供超高速磁懸浮技術,旨在獲取連線華盛頓和巴爾的摩之間的高鐵項目訂單。
然而美國高鐵建設並不順利,據紐約時報稱:儘管歐巴馬政府自2009年起耗巨資欲振興美國軌道交通,但一面是歐巴馬向民眾描繪著無比美好的未來,另一面卻是美國國內的高鐵項目大部分都毫無進展。眼下,美國多條鐵路老化、車輛運行速度受限,撥款機制的限制也令道路翻修進展緩慢。
中央新幹線採用的列車為L0系高速列車,是由山梨實驗線上測試的MLX01型磁懸浮列車衍生而來,其型號中的“L”和“0”分別取自“線型馬達”(Linear)和“零排放”。該款列車利用超導體和冷卻系統提供磁力,與路軌的線圈所形成的磁場產生相斥,使車體懸浮於軌道之上10厘米處,因而可以超高速運行,並由於兩個磁場的作用力達到平衡、而使高度維持固定。除此之外,LO系列車的首、末節車廂具有15米長的車鼻、可進一步地縮小空氣阻力。
中央新幹線在設計上,一部分的用途是於天災造成東海道新幹線損害時,充當替代用的運輸管道,並以早期地震警報系統、混凝土製防雨和防雪構造物來強化抗災能力。此外,中央新幹線在建造時,預計會因為隧道挖掘而使產生的廢土達到5,680萬立方米,若計入挖出的岩石和泥沙,則可達到6,234萬立方米。在南阿爾卑斯山地區,25千米長的中央新幹線隧道就預計會產生950萬立方米的廢土。
另一方面,中央新幹線也存在有耗電問題,因為磁懸浮鐵路所需的電力為東海道新幹線的3倍。在尖峰時段,中央新幹線全線所需電量有27萬瓩,而其最高行車速度為一般新幹線列車的1.7倍。以每趟列車的營運用電量而言,中央新幹線的數據約3.5萬瓩,超越東海道新幹線各班列車所需的1萬瓩。JR東海前社長山田曾表示用電問題將會透過技術革新而逐步獲得解決。