未来交通网络快车
未来交通先驱郝中山(道子)
2011 年 1 月
摘要:本文介绍长途、短途、公交、电梯、延伸运输等一体化的网络快车(ipbus),它能
够解决交通难题,点到点运输不换乘,建站灵活,站距小,低单位建设成本、低运维成本,
低能耗,达到便捷,便宜,安全,舒适,高速,高效,具有经济性,大众性,灵活性,适
应性。速度特速、运能特大、尤其廉价,最终可以实现完美的理想交通和物流。并且附带
解决垃圾运输难题和地下线缆问题(包括井盖绝症)。本文重点进行技术可行性分析和产
业化分析,以及经济效益分析。
关键词:网络快车(ipbus) 智能交通技术(ITS) 交换站 车辆交换 永磁磁浮
物流 一体化交通 千速交通 交通规划 垃圾运输系统 隧道附设地下线缆
1、前言
中国高铁成就举世瞩目。奥运、世博、亚运上智能交通显神奇。世博会上 2030 叶子等
精巧夺目,引人入胜。道子将已有高、新、尖上升为高、深、精再深化为低、简、细。低
要求、简单、细致地全面解决交通问题,网络快车也叫 ipbus。最终可以实现完美的理想
交通和物流,速度特高、运能特大、尤其廉价。网络快车是一种长途、短途、公交、电梯、
延伸运输等一体化直达的客货混运交通系统,点到点运输不换乘,建站灵活,站距小,低
单位建设成本、低运维成本,低能耗,达到便捷,便宜,安全,舒适,高速,高效,具有
经济性,大众性,灵活性,适应性。网络快车按照宽敞坐一人制定车辆和线路的宽度,零
点七米内宽,两米高两米长是一个人乘车的最大空间,再大就是多人空间,可卧、可躺、
可坐,近程和电梯在人多时可以加坐和站人。只有小才能随到随走,只有小才能当电梯上
楼,直接运送到户。小型车辆可以运送人和所有生活资料,大多数生产资料也可以运输,
唯一不足是不能运输超过一米宽、两米高、十米长、十吨重的生产资料,它由汽车、火车、
飞机、轮船互补。网络快车远景可以实现从矿井到生产线再到下一个生产线,直到商场到
大楼甚至到户,蔬菜直接从菜地到大楼或到户。垃圾直接回收处理的资源循环过程,实现
循环经济。交通运输是实体经济中最重要的一环。减少运输环节和流通环节,相对节省乘
车时间。初期可以先连接(农产品)批发市场到车站物流网点和集约化生产(菜)地。将交通变
革演变为交通革命将会有很大的经济效益和社会效益,影响深远。并且附带还可以解决垃
圾运输难题和地下线缆问题(包括井盖绝症)。实现超高效率的合理运输和必要运输,可
以提高社会效率和节约大量的社会资源。引导未来城市让生活更美好。
2、交通发展史
其实,最初的交通需要,用墨子的层面:实干,两条腿,四条腿就够了;后来需求增
加,人需为儒,用市场(经济)可以解决交通等问题;需求再增加,上升到道德经的德层
面:表现形式为用钱和技术可以解决问题;解决城市堵车修地铁,解决国内交通问题修高
铁,解决国际交通问题造大飞机,解决市民轿车梦发展电动汽车,等等。假如不在乎钱的
话,多修路应该可以解决运能和堵车问题,要快飞机可以满足。(直升飞机和缓冲着陆飞机也
可以不用建机场)。(千速汽车,)汽车能飞,无人驾驶,环保汽车等等,单方面的交通技术
已经够高了。要想彻底解决问题,必须用佛、道观念才能解决问题。站得高才能看得远。
交通的疑难杂症病根最终在于成本,道子将成本、运能、速度三个根本问题展开为十多个
大问题,细化则有几十个小问题。关键是要同时解决这些问题。说起来其实也很简单,只
要将现有交通的优点集合起来,也就将现有交通的缺点解决了,关键是如何将现有众多技
术进行一些有效的、合理的、必要的、直到理想化的最佳整合。对交通需要从整体上、全
球、全局、全面、共性、统一性考虑问题。“丰田:电子化湮没精益化,缺乏整体考虑是重
要原因”。佛学、道德经绝非宗教。道德经通篇没有一句消极的话。道德经引导好道子的技
术之后,道子回头解它,道子将道德经解读清楚的效果是:一是说得通,二是一般人可以
读得懂,三不仅一般人能懂还能够理解,四是道德经的话行得通,五按道德经的话做了还
要有好的效果。否则就是误解和偏解。
3、中国物流发展史
物流与经济发展水平息息相关。在漫长岁月,物流发展缓慢;伴随全球经济一体化,
物流大发展;依靠增加人力、物力等投入满足物流需求阶段;物流企业竞争和加大合作阶
段,因地域性和企业规模而必须合作;靠实力抢地盘阶段,在该阶段外资进入;资本运作
阶段,行业洗牌;目前,暴力垄断和恶性竞争而获取暴利阶段,这是物流最混乱的阶段;
应用智能技术缓解物流乱象阶段;伴随网络快车的大发展,网络快车逐步解决物流难题阶
段;通过减少流通环节而减少从业人员阶段,只有减少流通环节实现合理运输,才能提高
效率和节约资源;最终是物流实现基本自动化阶段,因人的劣根性而形成的人为干预是最
大的问题根源,从业人员的素质问题不好解决,但是从技术上减少人的参与也就能够解决
问题。
4、未来交通的探索史
大约在道子出生的年代,日本的新干线和超导磁浮建成,法德后来居上,美国就坐不
住了,搞个概念研究就花费上千万美元,中国也取得实验性进展。磁浮研究研发遍地开花。
上海首次建成商用磁浮。中国的高铁和磁浮研究多是国外技术国产化。可查的专利不计其
数。不管做出来还是没有做出来的不胜枚举。另外上海的魏乐汉和大连磁谷科技也都将永
磁磁浮做出来了,证实永磁可行,(前驱们做成了,道子就不需要做永磁磁浮浮力实验了),
因此道子就凭一颗脑袋一双手做了十几年,活着就能做。道子看交通问题就是交通技术问
题,(这没有疑问。)关键是要找准病根。头痛医手有道子们的文化渊源,头痛寻列缺,中
医根治头痛甚至精神类疾病最终还是治内脏,医道同源,易医同理,儒佛道本一家。易经
是世界上最高的辩证法。易经、道德经、黄帝内经是中华文明精髓,博大精深,包罗万象,
道子在探索交通问题中它功不可没。对未来交通等需要寻求终极目标,少走一些弯路该多
好呢!而对远古史籍则需要追根溯源,找到方法后,觉得很简单呀!
5、道子的未来交通探索史
把好方向的理论一个就够了,解决问题的技术方案可以很多,真正用上的一套就够,
具体设计方案谁你怎么做都可以,技术一点就通,一个方案做不做得出来通常不是问题,
差别在于研发、制造难度大小,花费、成本多少,效率多高,效果多好的问题,这需要综
合考虑。道子有幸赶上交通问题突出以及交通大变革的年代,道子面对问题也是从困惑和
迷茫开始,广观察、多思考,分析、总结,博采众长,全面整体地找准问题,解决技术难
题,创理论,用理论逐步完善技术,降低系统对车和轨的技术要求,从技术上降低成本,
降低研发和建造难度,从材料上考虑降低成本,自创符合理想化的综合评判标准,多修炼,
再单降小运能线路的成本,完善超高速遗留问题,最终要求满足低成本、高效率、超高速
度和大运能等,逐步深入和细化,反复优化。这就是看谁能比别人多走几步的问题。道子
会一步一步倾力稳步推进,下一步就准备研发。实际上高铁和堵车对道子是很大的推动和
促进,因此才需要道子以放弃一切为代价而做。再说别人研究要消耗更多的资金和资源。
道子做过大量检索和分析,道子要知道别人在做什么,他为什么要那样做,为什么要
那样想,这一点非常有用。道子 05 年专门写了半年,才将十年思考出的理论写出来并公开。
不久有(上海某著名)高校拿它去申请项目,某物流专家说令人震惊,别只看到(现在)
物流发达,其实乱象丛生,专家们也是百思不得其解。科技部也表示“很振奋人心”,告诉
道子,他们在搞智能交通集成应用示范。附带告诉道子,产业化道子还有很长一段路要走。
像他们等待国家给钱才做的做法,再过十年百年也不足为奇。道子今年的话是,道子把方
案做出来了,道子不可能退了,道子只会往前走。有人感慨道子要是早十年二十年就好了,
如果早二十年道子也做不了,原因就是互联网和信息化,道子也有幸从事过网络、通信、
智能化的技术、设计和施工工作。才能把它们从理论上统一起来。由于闪联、物联网和 CPS
的兴起,道子的研发难度将越来越小。如果早三四十年,道子也可能搞超导,现在也有人
在逐步地向道子的方向靠拢,这就是时势造英雄,有它的必然性。加上又经过三年思考,
道子在 08 年底才敢,以放弃一切获得自由,近两年在失业、落泊、窝囊、一无所有的情况
下,将技术核心攻下来了,现在就不超前了,道子当时认为 05 年的理论超前了 20 年。道
子理成一个专利文件就有一百多项权利要求,并且做到一般人能懂的程度(现实中通常“高
尖”就意味着高成本)。回头再看,其实在撰写的过程中 90%以上的方案都是废的。道子十
五年潜心钻研,到今年底将达到两万小时的时间精力投入。道子就像隐者,出家人,心无
挂碍,没有束缚。
6、阐明未来交通的道理
未来交通的道理如下。一、社会需要的是便捷、廉价的集约化公共交通。世博会上展
示的2030叶子等要是卖个几千块钱,一般人也乐意接受,的士要是几块钱可以满城跑,一
般人也不愿买轿车,当然这只是一厢情愿。二、理想化交通必须基于轨道和供电。电动车
取代内燃车是必然趋势,电池瓶颈迟早会突破,太阳能汽车等是电动车的分支,相比之下
你得为高新尖多掏钱。这就是电动车贵的原因,发明者、生产商、运营商和用户各是各的
想法,道子统一四者想法,问题就好解决了。2030只能克服人为堵车,假设车辆坏在路中
间还是可能堵车的,汽车堵车问题能解决但是又不好解决,原因就是成本和代价高昂而不
值。(元首专车是不准抛锚的。企业因逐利降成本才出丰田招回门事件,另外缺少整体考
虑也是重要原因。)基于轨道的重要原因之一就是供电,从全球整体上看,线路供电肯定
要比电瓶强,它适用一定运能需求以上,只能说少数车辆采用线路供电之外的电瓶具有优
势,后者最适用因线路需求少而不宜设置线路供电的路段或地方。三、解决成本问题的办
法首先是小型化,线路和车辆必须小型化才能便宜,小型相对大型便宜,结构简单才能便
宜,要想点到点直达运输不换乘也必须小型化。也只有小和便宜适应性才强、随到随走。
(有些人往大型或双层或BRT加长三节或载重上考虑的原因,它是增加运能最简单易行的
办法,实用性特强加运能需求激烈肯定有市场。)四、解决运能的关键是车辆间距和道岔。
网络快车可以车挨车走,坏了也把它推起走,这才可能不堵车。(要最大运能必须将车辆
像火车车厢一样可以全部连接起来)。高铁的最小间距是六千五百米(,满跑运能还可以
提高几十倍,国外目前已经实现的最小间距为三十公分,当然不是火车)。再就是合道速
度要高,对高速而言,道岔的合道速度是最影响运能的关键,支道要以相同的速度并入主
道,上下高速公路的时速只有二三十千米。五、高速必须是飞起来,(这没有疑问)。也
只有飞起来才能达到运行和维护成本最小化。铁路是从时速三十千米发展起来的,高铁再
提速则要求更高,难度更大,更复杂,成本更高。美国人提出了时速两万多千米的行星列
车,道子分析满足其要求的条件,时速上万道子暂时还达不到,两三千的要求道子可以达
到,一千就比较容易了,从高要求往下降,三五百将很容易实现,可以说两百以下轮轨、
轮路、磁浮谁你怎么做都可以。六、交通最终是成本、运能、速度与需求之间的最佳平衡。
考虑终极目标关键是要保留足够的兼容性和可升级性。好比一棵树的树尖,稍微偏一点就
可能成为树枝,偏多了当然就是树叶子。
7、研究未来交通的基本思路
目前世界上对交通技术和交通理论的研究趋势是广泛地采用各种高新技术,尤其是提高
智能化和自动化的水平,单方面的交通技术水平已经发展得够高了。但是普遍忽略了对整体
交通理论的共性和统一性研究,需要从全局和全球考虑交通问题,而本人的ipbus理论就是根
本解决交通问题的理论。实现ipbus理论可以有许多种方案。具体思路之一就是采用小型化和
结构简单化来相对降低系统对技术性能和/或精度的要求,并且小型化和结构简化相对大型化
降低了成本;具体思路之二就是提高一定速度条件下的线路运输能力而不是靠提速和加大单
车辆的运能,例如双层列车和BRT三节铰接就是加大单车辆的运能(其实车外早就采用特别
长的汽车);具体思路之三就是需要相对降低交通的单位建设成本和运行维护成本;思路进
一步具体化还需要在满足整体技术和性能的前提下尽量采用低成本的材料和/或设备,从而相
对降低成本;思路之五是努力寻求终极方案和兼容性及可升级性,判断原则之一是唯一最佳
原则(只要出现有等同替代技术就说明还不够好)。这一系列思路都需要在技术方案中得以
体现。发明创造的最终目的是提高社会效率,节约社会资源,创造社会财富,推动社会进步,
造福人类社会。赚钱是很低的一个层次,高一点就是注重经济效益和社会效益,再高是效率,
最高是效果。只要成本、运能、速度等都达到好效果,问题就解决了啊。
8、能不能做到的原因分析
道子作了几点总结:一、有些事为钱是做不到的,事业是一个没有回报的付出。从后
往前看,前面道道是坎,从前往后看,到达目标需要怎样做就怎样做。需要什么观念道子
就得放什么观念。二、要耐得住贫穷和寂寞,要像庄子那样逍遥,像达摩那样禅定,止定
静安虑得,见闻体感修悟得道。三、十年如一日。四、提高社会效率、节约社会资源、创
造社会财富、推动社会进步、造福人类社会。五、最好了解墨儒佛道。做到这五点做其它
的也没有多少问题。另外要能抗压力和阻力。当然基本前提就是思想自由和人身自由。换
言之,创造性思维和付出思想是必不可少的。再加上担负人类、社会的责任和个人兴趣就
足以回答钱学森之问(人类和社会是超国家和民族的)。
这也说明了为什么企业直接做它基本上做不了的原因。三年五年甚至十年不赚钱,一般
的企业不可能做啊,个人就没有这个问题,不做到绝不摆休,很简单做到为止。企业还有逐
利的冲动,中国国家的科研机构和教授简直像高级打工的,很多人为两千元的工资差别就可
能跳槽,匠气太重,愿景不高。再就是体制问题,领导拿决策,找一个方案或课题给科研人
员实施研究,不好的课题它也可能要研究,好的课题它也可能不研究。道子的ipbus理论06年
科技部和交通部就知道了,它们正在搞智能交通集成应用示范。在他们看来,道子的课题还
远得很呢。因为他们认为还很遥远,所以他们还不用慌着研究。决策者不懂技术,研究者无
权决策。最典型的代表就是中科院院士何作庥,到处撰文,说什么中医是伪科学,气功是伪
科学,未来交通是大公交加电动自行车,等等。精力用在沽名钓誉上去了。论文产业也是例
证。
9、网络快车简介
网络快车按照宽敞坐一人制定车辆和线路的宽度,零点七米内宽,两米高两米长是一个
人乘车的最大空间,再大就是多人空间,可卧可躺可坐,近程和电梯在人多时可以加坐和站
人。只有小才能随到随走,只有小才能当电梯上楼,直接运送到户。时速500以上为永磁磁浮,
时速200以下的小运能需求线路可以采用轮轨、轮路等。站分集线站、交换站、路由站。交换
站就是在线路旁边分线路作为站台,从而车辆停站不影响主线路的运行。网络快车的交通路
由软件分车辆微电脑、站控电脑、服务器三级协调实现或两级以及车辆微电脑一级动态实现
(即乘客可以在车上随时改变为下一站出站)。适用国际远程的卧车长米,只能上大型楼,
螺旋直径20米;可跑国内长途的躺车长米,可上中型楼,螺旋直径10米;坐车长米,可
上小型楼,螺旋直径6米,一般只跑市内;卖场坐梯车长1米,螺旋直径3-5米,可出大楼,但
一般不出广场。多人同乘等可用专列解决。货车单车长一般不超过10米。微型系统可灵活设
计。时速500以上优先地下,包括千速的隧道直径也只需要3米(隧道截面积为地铁的四分之
一,为高铁的十分之一),封闭运行;时速300以下,尤其是初期优先高架;但是凡永久性规
划都应为地下。
网络快车理论上速度与最小站距和运能表
序
号 最小站距 速度 客运量 运货量
1 10 米 10 4000 人 1500 吨
2 30 米 20 7000 人 3000 吨
3 70 米 30 1 万人 5000 吨
4 300 米 60 2 万人 1 万吨
速度单位为千米每小时。表中运能为
每小时的理论最高运输量,即满负荷的运输
量。平均实数取值的10%-30%-70%为宜,
即客运平时取值的30%,后半夜取值的
10%,高峰时取值的70%。客货线的货运
平时取值的10%,客货线的货运高峰时取
值的30%。实际设计和建设取值,站距最
5 1100 米 120 5 万人 2 万吨
6 5 千米 250 10 万人 4 万吨
7 20 千米 500 20 万人 8 万吨
8 80 千米 1000 40 万人 16 万吨
9 300 千米 2000 80 万人 30 万吨
好比表中大,运能最好比表中小。速度初
步划分为:时速100以下为低速;时速
100-200为中速;时速200-500为高速;时速
500以上为超高速,其中时速上千直接称为
千速。所述速度指接入线路的道岔速度。
10、网络快车的理论和物流
关于物流以蒙牛的牛奶送到武汉为例进行说明。首先它是以车为单位运送到武汉,再
以箱为单位运送到大楼,最后以瓶或袋为单位运送到户。在运输过程中车辆每次经过道岔
叫做车辆交换,将货厢从一车辆换到另一车辆称为货厢交换,货物的装卸过程称为货物交
换。在未来,当以全自动的方式完成上述物流的过程将可实现理想化的物流。网络快车理
论包含上述“三个交换”和加速距离等简单内容。网络快车除大家都知道的客货运输之外,
还可以包括生产线,运输到户,入矿井,蔬菜产地,垃圾运输,邮政分拣,票据传送,批
发市场和仓库等等,只要需求足够的地方都可以建设,并且需求越大越好。最终的理想物
流是按照事物的生产消费过程进行合理必要的正向运输,实现真正的循环经济。由于车辆
在运输过程中可网上实时控制和调选不同速度的线路,因此可以将运输过程视为动态仓库,
从而对有保质期的商品等实现零库存。远景可以采用货厢代替部分传统包装箱。采用部分
中速线路作为夜间车库。去掉一切不必要的环节才能实现货物的价值最大化。生活中将货
物多倒几遍不仅没有创造财富,反而是浪费资源,倒爷所创造的利润叫做财富的转移,而
不是价值的创造。
11、网络快车适用智能化垃圾输送系统
5 月 28 日《科技日报》报载,上海世博会上应用“智能化垃圾气力输送系统”,“暂时效
率还不高”,又是国外刚开始应用的“高新尖”产品,换句话说就是“国外技术---国产化(暂
时还没有)”。去年报载广州在某小区花两亿元建成了两公里长的该真空垃圾回收系统—登
报原因是不好用。工业生产线中空压机是 7 个大气压,都经常因漏气而停机维护气路,而
负压系统不可能超过 1 个大气压。它在理论上是行得通的。但存在如下问题:一是大型抽
气设备昂贵;二是它在工作时无论负荷大小,它都必须运行大功率设备,故能耗高;三是
气密性问题,气密性故障将是它的致命性缺陷,并且它的管网中气密性故障还存在维护困
难(设备近端好维护);四是造价和运行成本高昂。有人提出的千速负压管道和万速真空管
道交通也存在同样的问题。
因此,有必要介绍网络快车的微型运输系统。它可以与主线互连和进行货厢交换,
米宽的车辆可以直接建到户内,而不是像现在的垃圾回收系统只能建到大楼,可以运输所
有小型货物,包括蔬菜、日用商品,尤其是垃圾,其中的垃圾直接使用特殊的专用货厢装
载,它在非运输时间就直接位于客户户内,当作垃圾箱使用,当使用多个垃圾箱就可以分
门别类,位于户内的垃圾箱不会受到捡破乱的打扰,能够回收的就方便回收,因此它不需
要像现在浪费垃圾袋,在需要送出时可以自动或手动操作运出,在大楼内的交换站,通过
货厢交换将货厢从微型车辆转到主线路的车辆上,在主线路上将它送到那儿都可以,送货
到户与该过程相反。 米宽车辆可以用于票据传送系统等。货厢交换技术在现有流水生产
线上可以见到原形,由于微型系统的速度很低,因此不论采用轮轨、轮路、磁浮等都可以。
不要想象磁浮就很贵,由于微型车辆特轻,并且对悬浮间隙要求很低,只需要保证悬浮即
可,因此它可以采用廉价的普磁,并且是按性价比选用磁材,而不需要按性能选用磁材。
微型轮轨系统采用两条角钢就可以架成轨道。所需 米宽, 米高的管道,无论别人何
种系统都免不了啊。对于暂时还没有主线路连接的新楼,可以预建垂直管道在厨房内,在
系统没有建成之前当作现有的垃圾通道使用(美国已经使用它,很方便实用)。它只需要规
划进去,很容易实现备用管道的预留,并且备用管道即使最终未建微型运输系统,也有实
用价值,而不会浪费。网络快车进行垃圾运输只是它的一小部分功能,更大特点是它无需
设置像现有众多垃圾中转站。它额外的成本可以说只需要每户设置一个简单的微型站和放
置一个垃圾箱即可(前提是你先建线路)。总之,网络快车可以满足除超大超重之外的所有
地面运输。
12、网络快车隧道可供设置电缆和光缆
报载道路井盖也是一个不治之症。远景网络快车将遍布地下,连接所有大楼。网络快
车隧道两侧有三米边长,可以隧道附设地下线缆,供设置公共电缆和光缆,维护也特方便,
电缆可以设在四通八达的低中速隧道内,高速隧道内只供设置公共光缆。并且还可以实现
隧道内自动铺设光缆(现在自动铺设容易实现,但电缆因太粗而不容易自动铺设)。水和气
等管道不允许设进网络快车隧道,还是需要保留传统单建。井盖问题的最大根源在于管网
规划不合理和道路扩宽。网络快车是轨道交通,也不会制造井盖问题。地铁因站距远和不
连接大楼而不方便用作线网的通道。也有人提出建设可走人的管线隧道,它不如直接建设
网络快车线路,进行一隧多用,低中速网络快车成本很低,比大型管线隧道高不了太多。
现有地铁隧道不宜用作线缆通道的原因是,一是站距远,平均近千米,二是线路网络
不可能密集,三是不进大楼(将站设置在大楼内是可行的,通常位于商场地下)。隧道内也
只能设置最高一万伏的高压电缆。超过一万伏的电缆一般距离较远,尤其是一次性设置,
通常可以采用直接地埋。直流输电将是今后的发展方向,目前中国只发展特高压直流输电,
从长远看,估计会出现万伏高压直流化,好像欧洲在朝此方向发展。毕竟最初交直流之争
的原因是输电线损问题和变压问题,现代技术直流变压比交流变压更方便(尤其是降压),
更小型化。道子提它的原因是网络快车远程供电也有该需要,因此长途线路的远程供电一
定是地下电缆,交流输电有电容问题,供不了太远。
13、网络快车的技术可行性分析
交通技术必须满足对应速度所必须的条件。汽车和高铁是从低速的低要求往上提高要
求,逐步提速和发展,要求越高难度越大,一个重要原因就是它不能抛开固有的根本性缺
陷,而只能采用高性能器件和/或增加设备的方式,弥补已经具有的不足,因此速度越高越
复杂,从而造成成本更高。网络快车从极速的高要求往下降,常规应用中,在成本所能接
受的范围内,能够满足的最高要求即对应最高的实用速度。随着要求的降低,将逐步趋于
简单化,更容易实现,成本将逐渐下降,当然对应速度也是逐步下降。高速专跑远程,低
速只跑近程,同时适应各自对应的应用范围,从而实现成本、运能、速度与需求之间的多
个层次的最佳平衡,该需求包括不同站距和公交超小站距。真正解决交通问题,物流问题
也就随之解决。
关于永磁磁浮的浮力问题,已经有上海魏乐汉和大连磁谷科技做出来了,三公分间隙,
每米浮力四吨,也可以直接用公式计算出浮力和间隙,或者直接用两块稀土磁试一试就可
以感知。而且网络快车每米只需要 吨浮力(一般一个人还不到 吨)。从技术上说单
车和部分线路可以重载设计,但是单重 10 吨以上由现有交通互补。除专用重载线之外,网
络快车一般不追求载重量,因为只需要能够运人,就可以满足绝大多数的运输需要,采用
轻型化车体提高车载比。时速 600 以下可采用常规驱动和常规供电。当然每段是双回路供
电。人字型道岔的实质就是导向,其实除了轨道能够导向之外,固定线路甚至无线 GPS 等
都可以导向,而有轨系统的导向很好设计。在轻小前提下,1 千瓦以下的驱动控制和时速 500
以下的车辆控制很容易设计。通信和外购器件及车内采用常规技术没有问题。检测通信控
制在低要求条件下可以没有多少特别之处。由于网络快车是全球整体性规划考虑进行设计
(假如只从武汉考虑交通,就只能解决城市的交通问题,甚至还做不到),比现有众多智能
技术揉合集成在一起的智能交通要简单得多,其智能技术与现有单一的智能交通技术相当。
因此才容易研发、建造和廉价。电路硬件和软件可从基本功能设计做起。降低车和轨对系
统的要求,降低成本,提高适应性是网络快车的核心及重点。
关于车挨车,碰碰车就是原型,法国和丰田已经做到 米车距,空中加油和军机已
经可以做到无误差飞行,特技飞行已经达到保持间距飞花样。也有人获得了在车尾加气囊
的专利。高精度驱动、制动、控制和气囊技术足以说明车挨车可行。网络快车的自动驾驶
与电梯类似。汽车、地铁、高铁、飞机都已经具备无人驾驶技术。当然,网络快车会有核
心技术。除车门等必不可少的活动机构之外,采用全面和一体化设计技术,车体和推进系
统一体化,重要目的之一是以简单结构降低成本,同时也更符合高速的要求。由于低中速
线路的功率很低,单车只有几十瓦上百瓦,因此网络快车采用市电供电,直接从城市变压
器取电,千速采用万伏高压固定态供电(静态供电比铁路运动态万伏供受电更容易实现),
省掉专用变压器就可以节省大量的成本,并且设备越少故障点越少。
高铁的核心技术是驱动、制动和控制,尤其是复合制动非常复杂。现有高铁的供电极
限为时速 600,即高铁可以提速到时速 500,但是难度极大而且成本异常高昂。网络快车在
时速 600 以下采用轨道供电和车辆驱动,千速以上直接采用线路长定子的直线电机驱动,
而不设置接触供电,并且车辆“转子”机构是满车辆长度(相当于在高铁车辆下全部布满驱
动车轮,而实际动车组也有部分不带驱动),如此可以实现超大功率的动力。在轨道上实现
线性驱动比冲压飞机的驱动要容易实现得多,并且在轨道上直接对驱动进行控制更容易实
现高稳定性。永磁磁浮没有车与轨的摩擦力,只需要克服迎风阻力即可。车辆轻小可相对
降低动力要求,从动能角度考虑也更容易控制。直线电机已经被广泛应用,并且直线电机
可以反向制动。网络快车采用窄车宽轨比宽车窄轨的高铁易于控制和固有稳定性强,基于
有轨比基于 GPS 无线导向的汽车更容易实现无人驾驶和控制,有利于对车辆实现高精度控
制。日本超导已经突破时速 530,低要求的网络快车在时速 500 以内是很容易实现的。因
此重点分析千速。有人在沙漠中试跑火箭推动的汽车已经突破了千速。
下面阐明在稠密大气下突破音障的问题。科技日报 2010 年 05 月 28 日报载,美国 X-51
高超音速飞机“波行者”试飞,在两万一千米高空已达 5 倍音速,在一万五千米高空已达
倍音速。据此类推,地下可以达到 3 倍音速。退一步说,美国早就在低空做过多次超音速
试飞,可以明确说地表可以突破音障。
“卡门-钱”公式,是“一种计算高速飞行着的飞行器表面压力分布情况的科学公式”。“通
俗地说,就是当飞行器的飞行速度接近每秒 340 米的音速时,空气的可压缩性对飞行器的
升力(或阻力)的影响究竟有多大?”它反映气流的压强、密度、速度之间的定量关系。“声
障”是飞行器在“亚音速”或“超音速”飞行,空气动力学规律与低速飞行全然不同,因此千速
网络快车也必须采用超音速外形。地表的空气密度接近 1 个大气压,公式可简化为气流的
压强与速度之间的定量关系,该压强就可以视为车辆所受的阻力,而阻力可以用动力来克
服和解决。满车辆长度的线性电机可以实现极大的动力。而车头前端所受巨大压强通过车
头加强解决。“热障”指“飞机在高速飞行时,其表面气流温度很高,会使金属外层强度降低,
甚至熔化。因此在设计高速飞机时,必须对飞机表面采取有效的防热或冷却的措施,才能
持续高速飞行”。热来源于气体与车头的碰撞和摩擦,碰撞的实质就是一个气体压缩生热的
过程,在速度一定条件下,在流线性的设计上可以作一些改进相对减小压缩(可简单理解
为尖一些);摩擦与压强和速度有关,现有冲压发动机的进气可达 37 个大气压强,依此可
以说明车头也可以承受 37 个大气压强。报载空天飞机“八马赫时机头一千八百度,侧面六
百度”的数据。该数据可以说明,在速度相同的条件下,因压强所影响的温度相差三倍。换
言之,在相同速度条件下,地面的热障不超过太空的三倍温度。从而可得出,热障最重要
的影响因素还是速度,而大气压强对热障的影响相对速度对热障的影响要小得多。大气压
强对热障的真正影响是“焓”,即热能的聚集,对应措施当然就是散热呗。再说二者速度相
差悬殊,而道子现在要证明的可行性还不到两马赫。千速网络快车也必须同高速飞机一样,
对车头表面采取有效的防热措施。通常采用耐高温材料,“911”之后武钢研发产出了一种上
千摄氏度不软的钢材,耐高温且带弹性的纳米氮化硅陶瓷也不错。大站距要求也是对几千
速的一个限制,最终综合成本将是最高车速的决定性取舍因素。时速 2000 足够实现一日直
达的“交通地球村”。选取多高速度是技术难度与成本之间的平衡问题,高难度可以用高成
本对付,需要探讨的是应该做多高速度的问题。在热障对速度影响问题上,别人能够做得
到,道子就能够做得到;假设道子无法做到,别人也一样做不到。从技术上说问题是能够
解决的,决定性影响因素是非昂贵耐热材料的成本。综合多种因素考虑,以时速 2000 最为
适宜,但是具体能够做到多少就是多少。
有关美国空天飞机的报道,“气动性能和推进系统的稳定性要求很高,必须采取全面和
一体化设计技术,机体和推进系统一体化。”千速网络快车完全符合这些原则,解决千速问
题的思路和核心技术与它完全吻合。网络快车的千速车体好比美国 B2 飞机---“鬼怪式”,
它与常规车型是不一样的,充分考虑了气动性能技术,当然流线性是不会抛开的。车头加
厚加强以便承压,不用担心车体在突破音障时散架。网络快车编组之后的外观就好比“蟮鱼”
---外表光滑一体,高铁改进在封闭车底,它完全不同于高铁的车厢连接,以克服侧风阻力。
(其实阻力可以用大动力去克服),千速网络快车的关键核心技术是解决了因气动所带来的
扰动,这才是真正的难点所在。关于车底与线路之间的地效问题,通过尽可能大的平行面
耦合解决,网络快车的下底面接近整体平面。解决风阻还有一个办法就是在外表贴富特隆
等超光滑材料(还没有考虑采用它。不粘锅就是超光滑应用)。
噪音的根源在于振动。要从车轨耦合和气动扰动两方面弱化振动。常规方法采用改性
路面和在轨道下加隔振垫,甚至加隔音屏障,这属于出了问题而后再治理的办法。网络快
车的轻小车辆相对重型车辆震源小,并且尽力弱化车轨耦合振动,减小气动扰动前面已述,
另外还要减小动力振动,动力振动可以说是常规振动源。振动只能减小而不能绝对消除,
对不可消除的振动源的补偿措施就是减振,当然减振同时还可以进行浮力补偿,这没有特
别。时速 300 以下可以不设减振,网络快车对千速进行高精度减振和控制,甚至可以对气
动扰动使用强力减振。另外也充分考虑和解决了轨道热胀冷缩问题和桥梁伸缩缝问题。安
防、消防、舒适性和美观等属于设计性问题,好解决。
14、网络快车的产业化分析
第一年,研发时速 500 的驱动和控制电路板,研发最基本的运行软件,轨道设计,系
统集成。第二年做一个直径 10-30 米的双环线路,双环线路用于展现线速道岔功能和交换
站功能,从交换站功能展现随到随走不等车,可以任意站距而按需要建设;通过小直径线
路也可以展现电梯应用;包括 米, 米, 米的三辆车,三辆车用于展现动态编组
功能;系统包括检测、通信和计费系统。虽然其速度因线路超短而很低,但是需要通过车
辆外形和车轨耦合让人相信它今后可以跑上千时速。做出来的重要目的之一就是通过鉴定。
除软件、硬件、外购器件之外的三车辆和双环线路的直接成本尽量控制在 30 万元以内。在
人力、物力、财力充裕条件下,试制可以与初步研发在第一年内同时完成或争取尽快完成。
在试制出来之后,接着研发时速 1000 的驱动和控制电路板,以及相应设备,扩大软件
研发范围,深入和扩展相应的研发。同时也可以进行微型系统的研发,如邮政分拣和票据
传送等。
初期力争小单(可以是规划中的一段),以便尽快应用,采用高架,至少几百米长即可,
逐步延长,时速一两百就可以了。可以在现有公交站的上方建站,站距百米左右,因轻小
而建设灵活。也可以应用于电梯。头单建在学校、公园、厂区甚至公交延伸都可以。其重
要目的之一,是在线路上不载人以高加速度试验更高速度的试车。作用是展现出便捷、高
效和低成本。需要待试出时速 300 之后,就可以全国推广公交应用。需要待试出时速 500
之后,就可以全国推广长途应用。在时速 500 的线路上不载人以高加速度试车,可以试出
时速 1000 和 1000 以上。一旦接到单肯定需要加大研发投入。
网络快车的应用范围,它可以满足除超过一米宽,两米高,十米长,十吨重之外的所
有地面运输,尤其是可以实现长途、短途、公交、电梯、延伸运输一体化,可以直接连接
生产线,可以直接下矿井,可以到户等等,从而实现理想化物流。其不足由传统交通互补,
传统交通还在发展啦。虽然它的总容量将超过传统交通形式的总和,但是它也得要像火车
的发展一样,慢慢建设,产品制造可以很快,工程建设周期漫长而缓慢。前提是必须建了
才有用的,需要逐步建设。可以通过一种网络快车与电动汽车结合的产品解决下线路的延
伸运输问题,它技术上容易实现,但是从经济性考虑只能是少量;而可上线路运行的电动
轮椅车则只跑低中速。
时速 300 以下优先在现有道路上高架,由于轻小将可以直接支撑,而不像现有高架占
用街道。时速 500 以上优先地下封闭运行。3 米直径的中型盾构机需求巨大,因此道子将
会解决现有盾构机不能直接更换刀头的问题(换刀头需要耗时三到六个月),还会改进盾构
机大幅降低成本和提高效率。不仅是提供软硬件产品,而且需要介入工程和运营及运维,
目的是抓住车辆生产的两端就可以撑控车辆的价格,在整个产业链中直接生产车辆的投入
利润比将可能是最低的,尽量 OEM 产车。抓运维的目的就是为了抓未来物流;抓未来物
流的目的就是抓未来基本生活品的日用电子商务。毕竟产品是一次性利润,而服务才可永
久性利润。道子更重要的理念是推行提高效率和节约资源。
现有公交、高速公路、长途、京沪高铁等交通其实已经有条件开放,可以进行资本投
资甚至经营。道子认为交通最终需要放开的理由是网络快车线路的公私界限模糊,政府不
可能全控;其次非公共领域的应用是自由的;第三是市场太庞大,政府也不可能绝对垄断;
第四可以采用“推太极”的参股投资等渗透策略;第五国际市场是开放的;第六尽力走在别
人的前面抓而不争。抓得到的要抓,该放的要放,最终实现多赢。
政府真正拥有的是地权,将地权和资本等各种权利分开,政府因地权占股或分成,政
府投资与资本投资可一样对待,同企业一起共同致力于线路的投资和建设。由于单车价只
上万元,因此车辆的投资和所有权向公众放开。利润分配应该是先企业所有的线路,再才
是资本和地权,最后才是公众投资回报。(公共自行车是政府用广告位和商店经营权等资源
换取的,再说它用的是股民的钱,其结果估计会很复杂)。
完成试制之后,推广最高时速可达五百的公交;附带推广最高时速可达一百的电梯。
同时进行交通规划和营销,初步制订全球交通规划,其中首推二千速美俄白令线;初步制
订国道线,其中首推京台线;再分别规划省、市、区等。永久性线路,必须先规划洲际后
规划国道,再规划省道;而时速 500 以内非永久性线路,则可以从低往高规划。
若资金充足,2011 年可做到时速 500,2012 年可做到时速 1000,2014 年可做到时速
2000,关键是要将时速 1000 的线路建出来才能试验时速 2000。应用时间通常还会后一点。
15、网络快车的经济效益分析
高速公路每千米五千万,地铁和高铁两三亿,轻轨也上亿,而港深海底隧道为五亿。
可以看到轻轨成排的电缆,轻轨单站费用就超过上千米网络快车费用。单台传统电梯的成
本虽然不高。网络快车双向 6 道就可以替代现有摩天大楼上百部的电梯,底下几层可以增
加 2 道低速或 4 道低中速线路;小型楼的单道可以替代现有 4 到 6 部电梯;中型楼的低、
中速双道可以替代现有 10 部以上的电梯;大型楼的低、中、高速三道可以替代现有 30-50
部电梯;并且效率更高,网络快车不怕运能需求大,因为它运能特大。
网络快车的磁材每千米只需要 300 万。千速以下,包括供电等整个轨道每千米约 500
万,由于轻小,每米半吨,隧道直径 3 米,高架或隧道的成本只需要现有轻轨或地铁的五
分之一,网络、通信、安防、消防等成本与现有交通相当。时速 600 以下的车辆成本可以
控制在 1 万以内,时速 200 以下的车辆成本还可以更低,千速线路和车辆成本需要翻一两
倍。时速 600 以下的高架建造成本估计可以控制在每千米一千万以内,时速 200 以下的简
化应用成本可以更低,另外还有适用于小运能需求的低成本方案。站成本可按两倍线路成
本计算,走地下的成本估计每千米三千万(指单线)。千速以上双线路的综合成本肯定需要
每千米上亿。美俄白令海底隧道采用可逆的三道,其中隧道成本将是线路成本的主要部分。
安防和消防成本另计。豪华和功能扩展会加大成本。网络快车的市场价格应该是相应最低
成本的一到五倍。由于网络快车建站可以建在现有公交站、火车站台的上方,初期可以与
现有交通实现真正的无缝对接,远景可以实现合理运输和必要运输,最终实现理想化的物
流。降低成本和提高效率才能创造真正的价值和财富。网络快车将现有的交通变革转变为
交通革命,影响深远。
16、研发网络快车的预算
研发时速 500 的驱动和控制电路板,研发最基本的运行软件,轨道设计,系统集成。
至少需要 20-50 万。试制一个直径 10-30 米的双环线路;包括 米, 米, 米的三辆
车;系统包括检测、通信和计费系统。除软件、硬件、外购器件之外的三车辆和双环线路
的直接成本尽量控制在 30 万元以内。即最基本研发和试制出来需要 100 万。
在试制出来之后,进行系统完善性研发,接着研发时速 1000 的驱动和控制电路板,以
及相应设备,扩大软件研发范围,深入和扩展相应的研发。在接单之前,至少需要进行维
持性研发。加上市场开发费用,需要计划 50 到 100 万。汽车需要研发、建厂、制造出汽车、
汽车店销售汽车,所需基本投资庞大。网络快车接单之后,有工程设计和基础建设施工阶
段,至少有几个月的时间,因此可以在该阶段加大投入。通常器件外购,线路研发设计,
软件研发可大可小,车辆电路研发,上述工程量可大可小;而外围设备研发和系统集成是
重点,在试制之后所占的投入比重上升。车体由于轻小,低速的技术要求也很低,因此最
初的少数车辆可以采用普通加工和手工生产。最好是预付工程资金解决生产资金问题。在
资金充裕条件下,可以进行微型系统的研发,如邮政分拣和票据传送等。微型系统的线路
和车辆更容易设计和制造,基本的电路和软件可以通用,其区别在于应用软件上面。超过
时速 1000 的研发应该基于利润进行研发。
17、结论
《科技日报》报载“交通问题涉及到经济、社会、文化、行政等复杂系统问题,不能简
单地依靠诸如信息技术加以解决。”交通权威认为,“当城市和交通的基本格局确定以后,运
用包括信息技术等对交通问题改善不失为措施之一,但仅仅依靠技术无异于药不对症。推
进智能交通运输系统技术的发展,要充分做到政府、产业与学术界有机结合,注意智能交
通系统的服务功能及产业化性质。”这是在把大家往死胡同里面引啦!说穿了他们的做法
是国外技术国产化。“仅仅依靠技术无异于药不对症”的言外之意是如果给他钱,他也做不了。
一边修路疏堵,一边疯狂造车造堵,矛盾斗争的结果也只能是缓解一下病情。若不治根,
堵车老毛病肯定还会复发。
本文从哲学的角度阐明了交通发展史,物流发展史,未来交通的探索史。未来交通的
研究思路及道理。明确指明交通问题就是一个技术问题。网络快车从技术上将成本、运能、
速度同时解决,问题就迎刃而解。并且附带解决垃圾运输难题和地下线缆问题(包括井盖
绝症)。对网络快车进行了技术可行性分析、产业化分析和成本效益分析。制定网络快车初
步交通规划。制定初期研发预算。网络快车可以满足除超大超重之外的所有地面运输。最
终达到接近理想化的人流和物流。将交通变革演变为交通革命将会有很大的经济效益和社
会效益,影响深远。
18、补充说明
由于技术、经济、管理、哲学是相通的和统一的,本文对其它行业也具体引导性意义。
由于写出了核心技术,但是还没有申请专利(没钱申请,无偿公开不利于标准化和产业有
序发展),因此暂时还不好公开具体内容。在没有公开核心技术的前提下对时速 2000 很不
好论证。本文只相当于 60 分的内容,有研发能力的企业据此,可以在一年内做到 70 分,
在两年内做到 80 分,90 分就不容易啦(为什么不能说 100 分呢,因为本文还有极速和深
入地下等非常规应用没有包含),需要什么条件前面已述。道子在失业、落泊、窝囊、一无
所有的情况下完成了核心技术的研究,相当于一个专职的干上十年啊!并且专心只做理论
和指向终极目标的核心技术研究,没有喊钱,没有做实验,没有做研发(其实前驱们的时
间和精力大多用在实验或研发甚至等钱)。现代人尽谈“要赚钱”,实际中百分之三十的人打
着要赚钱的旗号给别人送钱去;青年人多谈“成功”,小成者不过百分之三十,大成者未过
百分之十啊;老子崇尚“功成”,请问功到有几个没有成的。若没有成,只能说功不够。脚
踏实地,一步一个脚印。网络快车系统可大,大到全球;可小,小到一段生产线的运输,
因此可以从很小规模的应用开始。