■ 本刊記者 葉昌元
地面交通,不限于車輪
■ 本刊記者 葉昌元
“巴鐵”模型
2016年6月,在第十九屆中國(guó)北京科技產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,一項(xiàng)名為“巴鐵”的發(fā)明驚艷亮相。這是一種完全依靠電力驅(qū)動(dòng)的大運(yùn)量寬體高架電車。也被稱為“空中奔跑的巴士”和“陸地空客”,像巴士一樣在地面上運(yùn)行。上部載乘客,允許小汽車從其下方鉆過去。
其運(yùn)載能力據(jù)稱可達(dá)1200~1400人。
實(shí)際上,早在2010年,就在炒作類似的概念,只不過那時(shí)候叫“立體快巴”。且不說推出這個(gè)創(chuàng)意的公司備受爭(zhēng)議,單就“巴鐵”的可行性來說,就是胡鬧:
一是人均占道面積大。這是一種超高、超寬的雙層巴。它要比普通車寬出很多,因?yàn)橐试S其他車輛從其下面穿行,必須打出相當(dāng)?shù)母挥?。而其下部的支撐結(jié)構(gòu)也要占據(jù)一定寬度的道路。
二是能耗高。它比一般的公交車多出下層支撐結(jié)構(gòu),自重較大。如果用載客量與自重之比這個(gè)指標(biāo)來考察,它顯然低于一般公交車。在承載同樣乘客的情況下,它的能耗高。
三是影響后面車輛的視野。在后面的車看來,它就是一個(gè)路霸,令人生厭。
四是難以達(dá)到預(yù)期目的。首先,小汽車能從其下部穿過,大卡車、旅游車、混凝土罐車能從其下部穿過嗎?其次,必須要求在同一條道上的所有立體快巴在一條整齊劃一的線上行駛。如果前后兩輛快巴稍有錯(cuò)位,小汽車就不敢、也無(wú)法向前穿行。這可能嗎?
五是對(duì)“巴鐵”及其他車輛駕駛員的技術(shù)熟練程度要求太高。
六是對(duì)道路要求高。比如對(duì)道路的寬度、轉(zhuǎn)彎半徑等的要求肯定不同于一般道路。如果真要開通這種巨無(wú)霸,很多道路恐怕得重修。
憑以上這幾個(gè)理由就可以斷定,這種東西一上路,會(huì)帶來諸多麻煩,甚至是危險(xiǎn)。完全可以預(yù)測(cè)到結(jié)果的東西,還用再去試嗎?事實(shí)上,幾個(gè)城市的“巴鐵”項(xiàng)目都停擺了。
在解決現(xiàn)代的交通問題上,很多人脫離不了“車輪思維”的束縛—一提解決交通問題,人們往往就想到如何讓輪子轉(zhuǎn)得更快、把輪子做得更大,如何提高道路標(biāo)準(zhǔn)。但是,這不是僅靠技術(shù)手段所能解決的,由于土地、環(huán)境等因素的制約,很難取得突破性進(jìn)展。
《史記·夏本紀(jì)》:“陸行乘車,水行乘船,泥行乘撬,山行乘檋?!本褪钦f,車子適宜于在路面堅(jiān)硬、平坦的地區(qū)驅(qū)馳。大概是受到圓木在平地上很容易滾動(dòng)的啟發(fā),古人發(fā)明了車輪。從力學(xué)原理看,車輪在絕對(duì)堅(jiān)硬、平坦的道路上碾過,幾乎不耗費(fèi)能源,這就是車輪最大的優(yōu)點(diǎn)。
火車的鐵軌剛性很大,且?guī)缀跏瞧街钡?,同樣是剛性的車輪與鐵軌幾乎是點(diǎn)接觸。推動(dòng)車輪滾動(dòng)所需的力矩就很小,因此節(jié)能。汽車的輪胎在重壓下會(huì)變形,與地面是面接觸,推動(dòng)車輪滾動(dòng)的力矩就很大。當(dāng)車胎內(nèi)的氣壓越不足,車胎變形越大,開車或蹬車就越費(fèi)勁,就是這個(gè)道理。因此鐵路運(yùn)輸?shù)哪芎暮苄?,一般噸公里的能耗是公路運(yùn)輸?shù)臄?shù)分之一。
但問題是,再堅(jiān)硬的鋼鐵,在重壓之下,也會(huì)變形,因此鐵路運(yùn)輸也耗費(fèi)能源,汽車就更不用說了。況且,任何地區(qū)都不可能是一馬平川。人們用汽車作為交通運(yùn)輸工具,其弊端越來越明顯了:
一是占路面積過大。小汽車在馬路上驅(qū)馳時(shí),除了本身所占道路面積外,前后都要保持一定的安全距離。如果以人均面積論,小汽車占道是公交車、自行車的數(shù)倍。馬路不斷拓寬,行道樹屢被砍伐,人行道被擠占,仍不治擁堵。
二是停車占地面積太大,無(wú)論是新建小區(qū),還是老舊辦公區(qū)、機(jī)場(chǎng)、火車站,停車位緊張是普遍問題。由于停車過于密集,泊車、取車的時(shí)間成本非常高。一人泊車或取車,往往將后面堵成一長(zhǎng)串。
三是興修馬路有“三多”:占地多,耗材多,耗能多。汽車對(duì)道路的平整度、硬度、坡度、拐彎半徑等都有極高的要求,于是逢山打洞,遇水搭橋。水泥、瀝青都是高能耗產(chǎn)物。
四是學(xué)習(xí)駕駛的成本很高。雖然汽車的自動(dòng)化程度越來越高,可以減輕駕駛員的學(xué)習(xí)強(qiáng)度,但學(xué)習(xí)交通規(guī)則的成本提高了。因?yàn)檐嚩嗔恕⒙窙r復(fù)雜了,交規(guī)越來越細(xì)了。
五是汽車生產(chǎn)、維修和保養(yǎng)等環(huán)節(jié)耗能多、耗材多、耗力多。從經(jīng)濟(jì)角度說,汽車工業(yè)可以拉動(dòng)許多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,反過來看,汽車工業(yè)是耗能、耗材大戶,把很多人都變成伺候汽車的“車奴”。據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道,2007年9月,國(guó)家發(fā)展改革委一位領(lǐng)導(dǎo)就透露,中國(guó)與汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)的就業(yè)人數(shù),已經(jīng)占到了社會(huì)就業(yè)總?cè)藬?shù)的1/6。
六是污染空氣。霧霾與汽車行駛、生產(chǎn)都有關(guān)。
七是事故多發(fā)。按衛(wèi)生部門統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年車禍致死人數(shù)在10多萬(wàn)人。按公安部門統(tǒng)計(jì)的人數(shù)要低一些,也有數(shù)萬(wàn)人。
今后的最大問題是:汽車工業(yè)的發(fā)展不可持續(xù),難以為繼。
2010年,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬在澳大利亞接受采訪時(shí)說:“如果超過10億的中國(guó)居民過上和澳大利亞、美國(guó)人現(xiàn)在同樣的生活方式,那么,我們所有人都將處于非常悲慘的境遇。很簡(jiǎn)單,這個(gè)地球根本無(wú)法承受?!边@話雖然蠻橫、刺耳,但說出了部分道理:發(fā)達(dá)國(guó)家、先發(fā)人群大量揮霍資源后,發(fā)展中國(guó)家、后發(fā)人群不可能再那樣揮霍了。小汽車是人類揮霍資源的典型例證。
停車場(chǎng)侵占綠地
現(xiàn)代城市道路交通
目前,我國(guó)普通人家剛剛具有汽車購(gòu)買力,還沒來得及享受“汽車文明”的好處,卻沒少為車子傷腦筋:原來堵車是一天兩次—上下班高峰,現(xiàn)在是一天一次—從早堵到晚;有人買車似乎就是為了占車位的—車子一旦從停車位里開出來,回來就無(wú)處停車了。
一些城市政府不得已出臺(tái)措施,限購(gòu)限行,但頗受詬?。簽槭裁吹鹊轿屹I車就受到限制?我買了車為什么不讓開?
“汽車文明”已經(jīng)走入一條死胡同。
經(jīng)過億萬(wàn)年的進(jìn)化,絕大多數(shù)動(dòng)物在陸地上都是用腿奔跑。因?yàn)橥茸钅苓m應(yīng)各種地形。
動(dòng)物有沒有進(jìn)化成輪子的呢?也有。比如犰狳,為逃避天敵的攻擊,馬上將身體團(tuán)起來,從高處迅速滾落,天敵無(wú)法追上。沙漠中有種蟲子也是如此。但這是極其罕見的物種。
古代運(yùn)輸,除了人力,還借助畜力,都要靠腿。只有在北方平原地區(qū),人們用車,如蒙古草原上的勒勒車。據(jù)說,發(fā)明戰(zhàn)車的軒轅氏來自西北。
而我國(guó)廣大地區(qū)是山區(qū)或丘陵地區(qū)。這些交通運(yùn)輸只能靠腿的地方,要想提高效率、減輕人的勞作強(qiáng)度,怎么辦呢?據(jù)《三國(guó)志·諸葛亮傳》,諸葛亮用木牛流馬來運(yùn)輸軍需糧草。今天,很多民間高手依據(jù)記載、發(fā)揮想象,仿制了各種木牛流馬。
我們大致可以勾畫出木牛流馬的特征:有四足,承重量可頂數(shù)人;背部或肚腹部盛放糧食等物資;人力驅(qū)動(dòng),速度不快;可上山下坡。
木牛流馬的創(chuàng)造出于當(dāng)時(shí)的軍事需要:蜀軍北伐,一路是山,不能用車,更沒有能力修筑如此漫長(zhǎng)的公路;征夫人數(shù)有限,用機(jī)器替代一部分人力。木牛流馬成了必然的選擇。
當(dāng)代,修路的技術(shù)發(fā)達(dá),道路不斷延伸。但仍然有許多交通不便的鄉(xiāng)村—因?yàn)樾藿ü┸囕嗱?qū)馳的道路的成本太高。
人們重新審視“腿”的功效:靈活自由,不需要轉(zhuǎn)彎半徑,對(duì)道路要求不高,幾乎能適應(yīng)各種地形,造價(jià)低。因此,有人發(fā)明了彈跳靴。有了它,就可以擁有大長(zhǎng)腿。它完全可以作為短途代步工具,且能起到鍛煉身體的作用。
有人會(huì)說,人們?cè)诓恍柝?fù)重的時(shí)候,可以穿彈跳靴,但它不能做交通運(yùn)輸工具。沒關(guān)系,人們?cè)缫寻l(fā)明了現(xiàn)代的“木牛流馬”—機(jī)器狗(robot-dog)或機(jī)器馬(robot-horse)。
軍事用途的機(jī)器狗早已出產(chǎn),民用指日可待。一,它在“眼”的偵察下和自攜電腦的指揮下,不需遙控,可行走于各種路況,除了峭崖陡壁、沼澤地等極端地形地貌。二,它可以負(fù)重。三,它有極好的自平衡能力,即便用腳使勁從側(cè)面踹它,也踹不倒。四,裝上衛(wèi)星定位系統(tǒng),它可以沿預(yù)設(shè)的路線行進(jìn)。
它的動(dòng)力從哪里來?當(dāng)然要裝電池。電池能適應(yīng)野外環(huán)境嗎?最近,華為瓦特實(shí)驗(yàn)室宣布:以石墨烯為基礎(chǔ)的新型耐高溫技術(shù)可以將鋰離子電池上限使用溫度提高10攝氏度,使用壽命是普通鋰離子電池的2倍。在90攝氏度的高溫下還可正常工作。此前,華為還宣布了一項(xiàng)技術(shù)成果:5分鐘可充滿3000毫安電池48%電量。
團(tuán)成一團(tuán)的犰狳,可以像車輪一樣滾動(dòng)
木牛的仿制品,但沒有擺脫“車輪思維”
凱西·西摩爾(Keahi Seymour)發(fā)明的仿生彈跳靴,相當(dāng)于腿的延長(zhǎng)
彈跳靴是青少年的喜愛,兼有實(shí)用和玩樂功能
機(jī)器狗
我們相信,不久的將來,機(jī)器狗或機(jī)器馬完全可以充當(dāng)坐騎或運(yùn)輸工具。一旦上路,它的優(yōu)勢(shì)將立即顯露:
一是不需要為它專門下大力氣修路。道路具備基本硬度就可以了,比如說,把經(jīng)過破碎的建筑垃圾鋪在泥濘的路面上,就能供其行走。
二是它體量小,占地少。它有靈敏的制動(dòng)性,行駛時(shí)安全距離可以縮短。停放時(shí)也占地少,關(guān)鍵是存、取靈活,沒有轉(zhuǎn)彎半徑,可以見縫插針。
三是由于沒有汽車那樣沉重的發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱、傳動(dòng)裝置等,自重輕,即便發(fā)生交通事故,對(duì)人傷害小,可大大降低事故傷亡率。又因自重輕,節(jié)能。
四是在道路上“零排放”。
有人會(huì)說,騎在機(jī)器馬上,主人會(huì)遭受風(fēng)吹日曬,遠(yuǎn)不如在汽車?yán)锸娣?。這要分開說:遮陽(yáng)擋雨,好辦—在它上方設(shè)置光伏板,兼有充電和遮擋功效;從健康角度來說,像汽車那樣把人與環(huán)境隔開,反不如在機(jī)器馬的背上感受陰晴冷暖,更能提高人的適應(yīng)自然的能力。
小汽車被“腿”取代后,車輪大為減少。剩下的車輪都用在什么地方呢?
一是集約化的軌道交通。前面說過,鐵軌的剛性好,阻力小。軌道列車裝載量大,輸送效率高。軌道作為列車的專用車道,不會(huì)發(fā)生車輛搶道現(xiàn)象,安全性大大提高。有此幾個(gè)優(yōu)勢(shì),軌道交通上的車輪不但不會(huì)被取代,還會(huì)增多。
二是特種用車,如救護(hù)、救火、出警用車等,不會(huì)退出舞臺(tái)。它們將有自己的專用車道,不受機(jī)器狗、機(jī)器馬的干擾,會(huì)顯著提高速度。
前段時(shí)間,國(guó)家重點(diǎn)專項(xiàng)“磁浮交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)”獲科技部批準(zhǔn)啟動(dòng)。中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司牽頭組織實(shí)施,將建成一條長(zhǎng)度不小于5公里的高速磁浮試驗(yàn)線,研制一列設(shè)計(jì)時(shí)速600公里高速磁浮試驗(yàn)列車。由于車體與軌道沒有接觸,因此只受來自空氣的阻力,噪音小,也不存在輪軌摩擦而產(chǎn)生的輪對(duì)磨損,減少了維護(hù)工作量和經(jīng)營(yíng)成本。如果這個(gè)技術(shù)普及了,又有一部分車輪被消減了。
未來,我們也許會(huì)常??吹较聢D這樣的場(chǎng)景。小汽車生產(chǎn)廠家、市政工程公司、停車場(chǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè),是不是應(yīng)該有危機(jī)感呢?
廢棄停車場(chǎng)