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交通規劃案例集/超級高鐵

來自華夏公益教科書,開放的書籍,開放的世界

在 2008 年大選中,大多數 (52%) 加州選民對被稱為提案 1A 的提案投了“贊成”票,為該州發行 99.5 億美元的債券措施開了綠燈,這將有助於資助一個 800 英里的高速鐵路網路,據說最終將連線洛杉磯和舊金山,並在沿途設立中轉站,提供“安全、便捷、經濟實惠且可靠的駕駛和高油價替代方案”。[1]。加州人民不知道的是,預計的成本估算將在接下來的 4 年中幾乎翻倍,而看似“開挖就緒”的專案實際上遠非如此,因為施工最終將被推遲一年多。

在高速鐵路 (HSR) 專案的混亂和不確定性中,億萬富翁企業家兼商人兼物理學家埃隆·馬斯克決定透過提出州級公共交通的替代解決方案來攪動局勢,他聲稱該方案的建設成本、運營成本更低,更安全、更快、可持續自供電,不受天氣影響,抗震,不會對沿線地區造成破壞[2]。他的解決方案是超級高鐵,一種低壓、高架管道的系統,其中搭載乘客的艙體或吊艙 (可互換使用) 將以超過 800 英里的時速行駛,或者用馬斯克的話來說,這是一種“結合了協和式飛機、軌道炮和氣墊曲棍球臺的”交通系統。儘管超級高鐵在技術上是否可行尚不確定,但馬斯克的提議本身就提出了一些關於我們國家交通系統技術現狀的非常重要的觀點。我們真的應該在被他認為過時且不方便的技術上花費數十億美元嗎?我們是否要採取任何措施來改變它?

時間線

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1993 年 7 月 - SCR 6,Kopp。交通:城際高速鐵路向州務卿提交(成立加州城際高速鐵路委員會)

1996 年 9 月 - SB 1420,Kopp。交通:高速鐵路法案向州務卿提交(在加州成立了一個九人高速鐵路管理局)

2008 年 11 月 - 加州選民在普選中通過了提案 1A

2009 年 10 月 - 州長阿諾德·施瓦辛格公佈了加州對美國復甦與再投資法案 (ARRA) 資金 47 億美元的申請

2010 年 1 月 - 白宮宣佈加州將收到其申請中的 23.5 億美元,其中 22.5 億美元專門用於 HSR

2010 年 10 月 - 聯邦政府向管理局額外撥款 9 億美元用於鐵路改進,其中 7.15 億美元專門用於 HSR

2010 年 12 月 - 交通部 (DOT) 從其他州拒絕的 12 億美元 ARRA 資金中重新分配了 6.24 億美元

2011 年 5 月 - 佛羅里達州拒絕了 20 億美元的聯邦高速鐵路資金後,DOT 向管理局撥款 3 億美元

2013 年 8 月 - 埃隆·馬斯克在特斯拉汽車部落格上釋出了 58 頁的超級高鐵提案

2013 年 10 月 - 超級高鐵運輸技術公司透過 Jumpstartfund.com 啟動

主要參與者名單

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美國聯邦政府 - 資助

美國納稅人

加州政府

埃德蒙德·傑拉德“傑瑞”·布朗 Jr.,現任加州州長

加州高速鐵路管理局 (CHSRA),管理局

加州公民

埃隆·馬斯克

超級高鐵運輸技術公司

JumpstartFund.com

美鐵

加州通勤鐵路

加州高速鐵路

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高速鐵路由政府機構以不同的方式定義。不同的組成部分,如基礎設施、機車車輛(任何使用鐵軌的車輛)及其整合程度,都是必須滿足一定標準才能將鐵路系統定義為高速鐵路的重要組成部分。美國聯邦鐵路管理局 (FRA) 對客運鐵路有四種定義。最快的,HSR - 特快列車,最高執行速度至少為 150 英里/小時,在相距 200 至 600 英里的主要人口中心之間提供頻繁服務,並擁有專用、等級分離的軌道[3]。這是本華夏公益教科書中“高速鐵路”的語境。

城際高速鐵路委員會 (IHSRC) 成立於 1993 年 7 月。該機構的任務是制定一個為期 20 年的城際高速地面交通計劃,並於 2000 年開始建設。從舊金山到洛杉磯的鐵路將成為其首要任務。1996 年又提出了一項法案,再次由州參議員昆廷·科普共同起草,成立了加州高速鐵路管理局。管理局自然而然地在 IHSRC 開展的可行性研究的基礎上建立起來。管理局僱傭了大約 70 人:它設有一個九人政策委員會、一個核心員工和一個主席。科普是第一任主席,於 1998 年被任命,但現在不再擔任管理局主席。

管理局於 2000 年釋出了其第一個商業計劃,並於 2004 年釋出了一份描述 HSR 在全州範圍內的影響的草案環境報告。提案 1A 在 2008 年大選中提交給加州選民,並以 52.7% 的投票率獲得透過。提案 1A 的批准僅允許該州發行 99.5 億美元的債券,用於建設前的準備和建設活動,以及“對客運鐵路系統的資本改進,以擴充套件容量、提高安全效能或使火車乘客能夠與高速鐵路系統相連[4]”。

為了獲得加州公民的投票,他們在官方選民指南中提出了許多資料。主要事實是:1)火車將採用電力驅動。2)該系統將連線舊金山、薩克拉門託、中央谷、洛杉磯、大橙縣、內陸帝國(聖伯納迪諾縣和河濱縣)以及聖地亞哥。3)開發整個系統的成本將為 450 億美元,資金來自聯邦、私人、地方和州政府的資金。

歷史高速鐵路背景

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如上所述,高速鐵路的定義有所不同。美國在聯邦鐵路管理局的規定下,正式將高速鐵路定義為任何執行速度超過 150 英里/小時的機車車輛,以及其他條件。歐盟的標準有些類似,例如最低最高執行速度為 155 英里/小時 (250 公里/小時)[5]。雖然高速鐵路服務對許多美國人來說可能顯得新穎,但鐵路實現的高速並非新鮮事。相反,與其他發達國家相比,美國定期 HSR 系統的實施相對稀少,這使得這種新穎性得以體現。

1903 年,在德國,西門子和 AEG 公司製造的實驗性軌道車達到 207 公里/小時 (128 英里/小時) 的速度[6]。1933 年,一家德國公司推出了一列柴油動力列車(飛翔的漢堡),它在漢堡和柏林之間的服務中定期達到 99 英里/小時的速度,這在當時創造了世界上最快的定期服務[7]

美國鐵路服務在里程和客運服務方面也非常先進。1936 年,雙城捷風線投入運營。1940 年,它在聖保羅和芝加哥之間達到了 71 英里/小時(6 小時)的最高平均速度[8],而如今,這條線路由美鐵運營,完成同一段旅程需要 8 小時 15 分鐘(平均速度 52 英里/小時)[9]

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CB&Q 鐵路公司 1937 年推出的新型流線型捷風客運列車的宣傳冊封面

20 世紀 30 年代後期,鐵路速度記錄經常被打破。其中最著名的是英國的“Mallard”蒸汽機車,它在 1938 年達到了 126 英里/小時的速度。然而,內燃機很快就會超過標誌性的蒸汽機車;它們的外燃機和鍋爐體積龐大,重量沉重,維護難度更大。

許多新的高速記錄被打破,但在 1964 年 10 月,日本的新幹線(新幹線)成為第一個投入運營的現代高速鐵路系統。該系統在當時人口為 4500 萬的東京和大阪之間執行。首批列車在 3 小時 10 分鐘內行駛了 320 英里,最高執行速度可達 130 英里/小時,平均速度為 101 英里/小時,設有兩個站點。在法國,新幹線鐵路的成功促使人們對現有鐵路系統進行升級。1967 年,第一條經典列車的定期高速服務開始運營,速度為 124 英里/小時(200 公里/小時),在圖盧茲和法國之間執行。為創造更快服務而進行的改進主要包括訊號系統和曲線調整。

法國人打破(或粉碎)了下一個顯著的障礙,即 250 公里/小時,使用了電力驅動的 TGV(高速列車)。1981 年,它達到了 236 英里/小時(380 公里/小時)的速度。TGV 一再打破自己的一些記錄,最近在 2007 年達到了 357 英里/小時(575 公里/小時)的速度[10],然而,2003 年,日本在非傳統鐵路類別中以其實驗性超導磁懸浮列車打破了載人速度記錄,該列車達到了 361 英里/小時的速度[11]。目前,美國最快的列車服務是 Acela 特快,它在華盛頓特區和波士頓之間運營,最高平均速度為 70 英里/小時。Acela 只是被歸類為高速鐵路,因為它在常規服務中偶爾會達到 150 英里/小時的速度。

概述

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2009 年,美國復甦與再投資法案透過,該法案為高速鐵路撥款了 80 億美元。一年後,奧巴馬政府宣佈了一項為期 6 年、總額為 530 億美元的高速鐵路計劃。加州預計將成為這些資金的最大接受者。自第 1A 號提案獲得批准以來,高速鐵路專案的總成本已從最初的 450 億美元大幅波動。2011 年,成本上升至 985 億美元,後來修正為 684 億美元,為當前數字。2012 年 7 月,州長傑裡·布朗簽署了一項法律,批准了連線默塞德和聖費爾南多谷的初始段的建設資金。該州發行了批准的 99.5 億美元債券中的首批 58 億美元,這從聯邦政府中釋放了額外的 32 億美元,必須在 2017 年之前使用[12]。到目前為止,專案所需資金約五分之一已發行。

已發行債券的成本取決於當前利率和償還期限。根據第 1A 號提案,債券的償還期限可以為 40 年,儘管該州目前的做法是發行 30 年償還期限的債券。如果債券以 5% 的利率出售,償還期限為 30 年,本金約為 95 億美元,加上最初的 99.5 億美元,總計約為 194 億美元。因此,本金和利息的平均償還額約為每年 6.47 億美元[13]

所需的 680 億美元中,10 億美元由第 1A 號提案提供資金,剩餘的 580 億美元需要透過聯邦和私人資金獲得。該機構認為,它應該能夠透過現有和新的聯邦高速鐵路專案獲得 120 億至 160 億美元的資金。這些聯邦資金將幫助該機構撬動私人投資者,因為額外的資金將使該專案獲得合法性,表明該專案將要實施。該機構的目標是透過與地方機構的成本分擔、交通導向型開發的收入、車站的商業特許經營權以及與地方交通機構的合作資金安排,在地方獲得 20 億至 30 億美元的支援。最後,基於其授權立法賦予該機構的權力,並假設市場條件更加正常化,該機構計劃執行創新的公私合作(“P3”),其目標是 65 億至 75 億美元的 P3 需求[14]

擬議路線

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2012 年修訂的商業計劃中提出的加利福尼亞高速鐵路路線

根據加利福尼亞高速鐵路管理局 2012 年修訂的商業計劃[15],最終的系統將從舊金山延伸到聖地亞哥,並將有一條通往薩克拉門託的替代路線,該路線在默塞德和弗雷斯諾之間與主線匯合。2012 年修訂的商業計劃中提出的路線可以在右邊看到。

擬議的施工階段

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加利福尼亞高速鐵路的施工計劃

整個系統的建設擬議分階段進行;第一步 - 早期投資,全州範圍內的效益;第二步 - 高速鐵路初期運營;第三步 - 灣區到盆地系統;第四步 - 第一階段系統;第五步 - 第二階段系統。

第一步 - 早期投資

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根據 2012 年修訂的商業計劃,第一步應該在 2013 年的某個時候開始,前提是批准使用第 1A 號提案中 9.5 億美元的債券來匹配聯邦資金。(截至 2013 年 11 月,法律問題尚未解決。)第一步是建設初始運營段(IOS)。

第一個施工區一直被認為是高速鐵路的“脊椎”,位於中央谷地,將是一段長 130 英里的路段,從弗雷斯諾北部延伸到貝克斯菲爾德(如地圖上深綠色的線所示)。根據該計劃,這一部分將連線聖華金、ACE、薩克拉門托地區交通局、首都走廊(以及可能的加州通勤鐵路)等已有的客運線路。它們將能夠使用新的高速鐵路軌道,無需額外費用或升級。第一步將不包括實際的高速列車運營,但將改善現有的名為“北加州統一服務”(NCUS)的網路,該網路包含上述線路。第一步也體現在左側的施工計劃中。前一段提到了他們所說的第一階段建設(淺綠色),預計將在 2017 年之前完工。

這一階段的第二步是縮短貝克斯菲爾德和帕姆代爾之間的距離,擴大 NCUS 的覆蓋範圍。這一部分預計將花費 40 億美元,並將需要穿越特哈查皮山脈。第二步將完成 IOS,預計完工時間約為 2022 年。

第二步 - 高速鐵路初期運營

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時間範圍

第二步是開始高速鐵路運營。將實施所有必要的設施,如訊號、列車、收入服務、安全和線路電氣化。商業計劃實際上將穿過特哈查皮山脈的鐵路線路的完工時間安排在第一步和第二步。根據該計劃,IOS 只定義為從默塞德延伸到聖費爾南多谷。高速列車運營只有在完整的 IOS 建成並投入運營後才能開始。在此之前,一些已建成的線路將由美鐵和其他客運線路使用。

第三步 - 灣區到盆地系統

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在此階段,將建設一條通往聖何塞西北方向的專用高速鐵路系統,使乘客能夠從聖費爾南多車站乘坐一次列車直達舊金山。然而,這個計劃依賴於加州通勤鐵路按計劃在 2020 年之前實現電氣化的假設。還需要注意的是,這條一次性旅程不會完全在專用高速鐵路軌道上進行。從舊金山到聖何塞,乘客將依靠“混合”基礎設施,這意味著高速列車實際上將在加州通勤鐵路的電氣化軌道上執行。從聖費爾南多谷到洛杉磯的旅程將透過大都會通勤鐵路。唯一一條專用高速鐵路軌道將是從聖何塞到聖費爾南多谷。

第四步 - 第一階段系統

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步驟 4 中考慮了兩種方案:混合方案和全建方案。混合方案將包括從聖費爾南多谷到洛杉磯建造專用高速軌道,而聖何塞到舊金山軌道將與電氣化加州通勤鐵路(Caltrain)混合使用。全建方案將包括從聖何塞到舊金山,以及從洛杉磯到阿納海姆建造專用高速鐵路。

步驟 5 - 第 2 階段系統

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最終階段包括建造連線聖地亞哥和薩克拉門託的專用高速鐵路。該計劃指出,即使在此階段之前,該地區的居民也將從混合方案的早期投資中獲益。這將完成加州 800 英里的高速鐵路系統。目前尚未公佈第 2 階段的時間表。

城際高速鐵路委員會

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參議院共同決議案編號 SCR 6,科普。交通:城際高速鐵路網路[16] 最初於 1993 年 1 月 12 日在參議院提出,並在同年 7 月 20 日提交給國務卿。該法案成立了城際高速鐵路委員會,其職責是“編制一項 20 年的城際高速地面交通計劃,並指定從 2000 年開始實施。在關於交通的 SCR(參議院共同決議案)第 6 號檔案中,列出了支援在加州發展(並最終部署)高速鐵路的理由,包括:(1)加州已經花費了幾十年時間建設了一個龐大的高速公路和機場網路,但它們無法滿足當前的人口需求,而且人口預計還會增長;(2)擴充套件現有高速公路和/或機場網路將非常昂貴,對環境不友好,而且成本高昂;(3)城際鐵路高效、實用,汙染更少,可以彌合未來需求和當前容量之間的差距;(4)歐洲和日本的城際高速鐵路系統在 200 到 500 英里之間的行程中有效地爭奪乘客;(5)建設一條城際高速鐵路將透過創造就業機會和為子孫後代建立高速鐵路系統來刺激經濟。該法案概述了城際高速鐵路委員會的職責和目標。該委員會將制定一項計劃,將舊金山到洛杉磯線路作為首要任務,僅關注中距離城際旅行,而將本地和通勤旅行留給其他城市交通方式。SCR 6 建議從 2000 年開始建設連線這兩座主要城市的“最先進的高速地面交通”,以便在 2020 年開始運營。

加州高速鐵路局

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參議院法案編號 SB 1420 第 796 章 交通:高速鐵路法案(HSR 法案)由參議員科普和科斯塔於 1996 年 1 月 23 日提出,並於 1996 年 9 月 24 日正式提交給國務卿[17]。HSR 法案成立了加州高速鐵路局(CaHSRA,也簡稱為“該局”),它是推動加州高速鐵路所有規劃和準備活動的力量。該委員會成立為一個由政府任命的 9 名成員組成的委員會,負責制定與城際高速鐵路委員會自 1993 年以來已完成的先前工作相一致的計劃。該法案賦予該局進行所有工程和專案開發的權利,包括但不限於接受公共或私人資金、分配資源以及提出路線和終點站。簡而言之,該局成立為所有高速鐵路專案細節的總經理,併成立以準備好根據選民或立法批准簽訂高速鐵路的設計、建造和運營合同。

加州按縣投票表決提案 1A

提案 1A 是加州 2008 年初選期間透過的一項法案,約有 670 萬張贊成票,以 52.6% 的得票率獲勝。該法案批准發行“99.5 億美元的一般義務債券,用於規劃和部分資助加州高速鐵路系統的建設……”提案 1A 是加州高速鐵路支持者的一場重大勝利。

這 99.5 億美元的債券預計從長遠來看將花費 200 億美元;99.5 億美元的本金支付和未來 30 年的 99.5 億美元的利息。加州已經擁有 1000 億美元的債務,並且擁有全國最糟糕的債務評級之一。提案 1A 指出整個高速鐵路專案將花費約 450 億美元。它還列出了所有擬議的路線。

投票結果中有趣的一點是,大多數投贊成票的縣都是高速鐵路擬議經過的縣,這些縣也是最方便的服務區域。

支持者
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支援該法案的人認為,加州的交通系統已經崩潰,而高速鐵路將提供能源獨立和減少溫室氣體排放。他們聲稱高速鐵路不會意味著更高的稅收,而且它將比建設新的道路或機場更便宜。提案 1A 將“為加州人帶來安全、便捷、經濟實惠和可靠的替代方案,以應對不斷上漲的汽油價格、高速公路擁堵、不斷上漲的機票價格、不斷下降的航空服務以及可用航班減少。”他們聲稱高速鐵路每年將運送 7000 萬乘客,這將緩解道路擁堵。他們歡呼說,這將是美國的第一條高速鐵路,而且它們在世界其他地區很常見。他們利用已經投入高速鐵路至少 10 年的規劃和準備工作來安撫選民。他們聲稱,高速鐵路將為加州人節省資金,並比較了一趟單程的預期成本和旅行時間與一輛燃油效率為 20 英里/加侖的汽車行駛相同距離的成本和旅行時間。一條新的高速鐵路還將緩解機場擁堵,因為旅行者將有另一種選擇,而且很容易做出選擇,因為航空旅行很費時間。他們還認為,全電力高速鐵路將節省約 120 億磅的二氧化碳和溫室氣體,更不用說高速鐵路所需的能源僅為汽車的 1/5 和飛機的 1/3。最後,該專案將“創造 16 萬個與建設相關的就業機會和 45 萬個永久性就業機會。”

支持者堅決認為,提案 1A 不會導致稅收增加。

反對者
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反對提案 1A 的人試圖將注意力轉移到高速鐵路的成本和相關的債券法案上。他們強調,該州將需要大約 30 年才能償還 99.5 億美元債券的本金和利息,這相當於每年約 6.47 億美元的支付。他們擔心加州人可能無法理解其含義。他們警告說,這些債券很可能會使加州從美國稅收最高的第 4 個州躍升至稅收最高的州,取代紐約。他們警告說,火車可能永遠不會建成,但無論如何都要償還債券。他們認為,投資於擴大現有交通系統將更加明智。他們指出,加州已經揹負著 1000 億美元的債務,並且其債務評級在全國範圍內屬於最糟糕的。為了說明 200 億美元的意義並給出具體的例子,例如升級加州的水系統,以便在未來幾年提供清潔可靠的水。

加州法律 AB 3034 成立了一個同行評審小組,其職責是評估加州高速鐵路局的資金計劃,並就該局計劃的可行性和合理性、假設、分析和估計的適當性,以及該小組認為必要的任何觀察或評估提出獨立的判斷。該小組發現,該局的商業模式不完整,並表示這只是一個“說明性”概念,而不是一個具體的計劃。它認為缺乏任何長期資金是一個“根本缺陷”,並且該局沒有能力管理如此規模的專案。

加州高速鐵路局前主席昆廷·科普現在是該專案的直言不諱的批評者,原因是其“混合方法”。2013 年 9 月,州長布朗簽署了一項法案,使該局幾乎不可能在像帕羅奧圖和門洛帕克這樣的託尼半島社群建設軌道。相反,高速鐵路將與當地通勤列車共用軌道。科普說,這項法律從根本上改變了選民批准的原始計劃,即 1A 號提案。科普斷言,新的“混合方法”將降低列車速度,並減少高速鐵路系統可以執行的列車數量。他表示,“該專案已被破壞——徹底被破壞,”並且該系統將無法產生足夠的乘客和總收入來支付列車的運營成本。[19]..

美國復甦與再投資法

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高速鐵路 2009 年 7 月 9 日

美國復甦與再投資法通常被稱為經濟刺激計劃或復甦法案。這是一項經濟刺激計劃,最初定價約為 7870 億美元,後來結束於約 8310 億美元,由美國國會於 2009 年 2 月透過,並由總統巴拉克·奧巴馬在同月簽署成為法律。復甦法案的主要目標是透過基礎設施、醫療保健、教育和能源支出,以及稅收優惠和社會福利改善,創造直接就業機會,從而刺激經濟。

ARRA 在羅德島州

在分配用於交通基礎設施改善的 481 億美元中,有 80 億美元專門用於城際客運鐵路專案,並優先考慮高速鐵路。2009 年 10 月,加州州長阿諾德·施瓦辛格釋出了申請 80 億美元鐵路部分中 47 億美元的申請,並在 2010 年 1 月,白宮向加州提供了 23.5 億美元。2010 年 10 月,聯邦政府向該局撥款 9 億美元用於客運鐵路改善,使聯邦政府的總支援額達到約 43 億美元。2010 年晚些時候,交通部 (DOT) 將俄亥俄州和威斯康星州等州拒絕的 6.24 億美元聯邦資金重新分配。2011 年年中,交通部將更多被拒絕的資金重新分配給該局,這次大約是 3 億美元。

周邊問題

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1A 號提案指出,加州高速鐵路局協調的 12 年之前的研究和建設規劃將使他們能夠在 2011 年儘早動工,並獲得該債券法案的資金幫助。快進到今天(2013 年 11 月),在沒有確定的開工日期的情況下,在令人不安的經濟延誤、法律糾紛、不斷上升的預計成本以及億萬富翁企業家兼工程師兼商人埃隆·馬斯克提出的引人入勝的替代方案的情況下,資料表明,選民可能不再像 2008 年那樣對擬議的高速鐵路抱有同樣的感覺。[20]。原本應該是一個 480 億美元的交通專案的專案,實際上已經上升到一個估計為 680 億美元的專案,這個數字實際上並不反映計劃系統的總成本。經常被引用的估計 680 億美元僅用於該專案的第一階段。第二階段,將完成 800 英里的系統,沒有估計的關聯成本,也沒有時間表。然而,根據加州高速鐵路局 (CHSRA) 和他們的 2012 年商業計劃,預計該專案將於 2029 年全面完成,第一階段(從默塞德到聖費爾南多谷的初始運營段)服務預計將於 2022 年開始。

根據 CaHSRA 的說法,從舊金山到洛杉磯的行程的平均票價將在 2010 年的美元中約為 81 美元,比 1A 號提案中規定的駕駛相同路線的估計成本僅便宜 6 美元。1A 號提案賦予加州政府以 99.5 億美元債券出售的能力,說服加州人民高速鐵路將是有益的,使用的論據是,進行該行程將花費大約 50 美元(2008 年的美元)。

2013 年 10 月,州長傑裡·布朗否決了由共和黨眾議員唐·瓦格納撰寫的 AB 374 法案,該法案是一項修正現行徵用法第 1263.510 條的法律。該修正案的目標是透過允許徵用受害者在陪審團面前“提供充分的證據”,從而為他們提供更大的獲得賠償的機會,而不是僅僅由法官決定他們的賠償(瓦格納,2013 年)。該法案沒有獲得任何一方的反對票,但被州長否決,這可能會導致高速鐵路專案總體成本的節省(儘管與總成本相比幾乎微不足道),但以犧牲企業主為代價。

2013 年 10 月,一家被僱用於高速鐵路建設規劃階段調查加州高速鐵路環境影響的分包商因被解僱專案,以及 200 萬美元的未支付款項而起訴加州高速鐵路局和主承包商 STV,索賠 470 萬美元(雷諾茲,2013 年)。

根據州政府官員的說法,加州高速鐵路的建設將於 2012 年開始,預計完工日期為 2029 年。然而,在持續的挫折之後,開工日期被重新調整為 2013 年 7 月,現在,在 2013 年只剩下 2 個月的情況下,證據表明,建設很可能要到 2014 年才會開始(瓦塔貝迪安,2013 年)。加州高速鐵路錯過了推遲的開工日期,這表明該專案並不像 2010 年它被認定並獲得奧巴馬政府刺激資金 22.5 億美元作為美國復甦與再投資法案的一部分那樣“準備就緒”,儘管加州高速鐵路局在 2008 年之前的 12 年中花費了 6000 萬美元用於“預先建設活動”,根據 1A 號提案。

更復雜的是,目前的聯邦贈款協議要求加州高速鐵路局在 2017 年之前在高速鐵路專案上花費並匹配當前的聯邦贈款資金,否則他們必須放棄這些資金。這意味著該局需要花費預計用於穿過中央山谷的第一階段的預計 60 億美元中的 50 億美元。根據洛杉磯時報的一篇文章,這意味著該局需要“每天花費大約 375 萬美元,包括週末和節假日——這是美國曆史上主要建設專案支出速度最快之一(瓦塔貝迪安,2013 年)”,如果他們在 2014 年 1 月開始建設。

超級高鐵

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炒作在哪裡?

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超級高鐵

2013 年 8 月,PayPal 和特斯拉汽車的聯合創始人、SpaceX 的創始人以及 SolarCity 的董事長埃隆·馬斯克提出了一個比高速鐵路更安全、更快、更便宜的替代方案,同時實現了 1A 號提案中用於最初為高速鐵路辯護的所有目標。他的計劃,他稱之為“超級高鐵”,[2] 是一個低壓、高架管道系統,其中裝載旅客的膠囊或吊艙(可互換使用)可以在管道中以高達 4000 英里的時速行駛。想想非常先進的、放大的版本,許多銀行用來在車輛和內部出納員之間來回傳送東西的壓縮空氣管。超級高鐵最大的優勢可能是它的展示方式、展示時間和展示者。他的計劃引發了大量的爭議。關於超級高鐵是否在技術上可行是一個問題,但最重要的是,它引起了更多人對加州高速鐵路專案的關注,並使更多人意識到它的現狀及其實際影響。


(真實的)埃隆·馬斯克

透過抽真空的管道運輸貨物和人員的想法早在維多利亞時代就已出現。該系統透過從管道中抽取空氣來推動艙體在管道中移動。在小規模應用中,氣動管道用於在辦公樓內傳輸包裹或資訊。由於大多數這些小型系統用於傳輸紙質筆記(本質上是資料),傳真機以及後來的網際網路的出現,其受歡迎程度有所下降,但它們在銀行的自動取款機中仍然得到廣泛使用。許多 19 世紀後期的作家設想了一個不久的將來,氣動公共交通將無處不在。顯然,這個未來尚未實現。

隨著管道的規模擴大,最大的問題是管理真空。完全抽真空需要巨大的能量,管道越長,抽真空越困難(長度加倍,體積增加四倍),故障的可能性也會加倍。對此的解決方案是僅部分抽真空管道(“軟真空”而不是“硬真空”)。這降低了能量輸入,但即使部分抽真空的管道在高速情況下也會產生氣壓問題。此外,大多數包裹運輸氣動管道的推進力來自產生壓力差,以便空氣柱推動艙體前進。這種推進方式面臨著與管道抽真空相同的限制,因為它們本質上是相互關聯的。此外,管道中 350 英里長的空氣柱產生的摩擦力將無法克服。

Hyperloop 提出的解決方案是在艙體上安裝一個壓縮機,該壓縮機將把堆積在艙體前面的空氣推到艙體後面。Hyperloop 的推進力將由線性加速電機(例如,用於高速發射過山車的電機)提供,這些電機將加速和制動艙體。艙體本身將乘坐由壓縮機從艙體前部引導到滑板上的空氣墊,從而利用透過艙體的空氣進行工作,而不是僅僅將其排出。馬斯克聲稱,Hyperloop 使用這些方法,可以達到每小時超過 700 英里的速度。[2] 馬斯克還聲稱,對於連線 900 英里或更短距離的城市,Hyperloop 比超音速飛機更經濟(他認為超音速飛機將在不久的將來廣泛普及)。[2] 馬斯克於 2013 年 8 月釋出了一份 60 多頁的技術檔案,概述了 Hyperloop 的願景。他從描述該專案的執行摘要概述開始,然後是該檔案的其餘部分,是一個更技術的分析。

技術

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Hyperloop 背後的主要技術在於艙體本身和管道本身。馬斯克聲稱,目前需要的技術已經存在,並且在今天得到了應用,儘管規模要小得多。

艙體

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許多主要的設計元素都與艙體有關。這些艙體是人們理論上乘坐的實際交通工具。報告描述了兩種不同的艙體型別:一種是僅供乘客乘坐的,另一種是乘客+車輛,可以容納 3 輛汽車和乘客。

艙體由(從前到後)入口、風機、電機、防火牆、座椅艙和電池組成,下方是懸架。內部將配備專門設計的座椅,以緩解乘客在加速和減速過程中的不適,並配有自己的娛樂系統。

艙體前部的壓縮機將由電動機驅動,並吸入壓縮在艙體前面的空氣。大部分空氣會繞過,剩餘的空氣會使用水箱冷卻,然後被引導向下,形成一個空氣墊,艙體就乘坐在這個空氣墊上。這種空氣墊在原理上類似於氣墊桌,只是在這個比喻中,空氣來自球而不是桌子表面。艙體乘坐的每個“滑板”都將具有獨立的機械懸架,因此管道表面的任何不一致都不會傳遞到乘坐者身上。此外,艙體還將配備類似於飛機起落架的可展開車輪,用於低速行駛和增加安全性。

艙體的推進將由線性加速電機提供。這些電機最顯著地應用於俄亥俄州西達點主題公園的 Top Thrill Dragster 過山車。電機的移動部件將在艙體上。這些電機還將作為主要制動系統。


管道

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Hyperloop 艙體將在一個高架管道中執行,該管道將在洛杉磯和舊金山之間形成一個完整的環路。管道將預製而成,並由鋼筋混凝土製成。管道將由大約每 100 英尺的柱子支撐架起,兩個方向將安裝在同一個柱子上。柱子將防止管道上下移動,但允許縱向滑動以考慮熱膨脹和收縮。線性電機的靜止部分將安裝在管道的某些部分,以提供加速和制動,以及引導艙體在彎道處轉彎,但行程的大部分將是非機動的。管道將被部分抽真空,達到火星表面大氣壓的 1/6,透過沿途連續執行的商用真空泵來實現。兩端的站點將由氣閘組成,在那裡,艙體周圍的壓力將被平衡到管道的壓力或周圍的環境壓力,具體取決於它是起點還是終點站。

安全

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馬斯克聲稱,該系統將比火車、飛機或汽車更安全。艙體將與站點有直接無線電連線,以便在緊急情況下請求幫助。由於旅行速度很快,如果艙體上發生醫療緊急情況,最佳的行動方案是使用提供的急救箱並繼續前往目的地,因為這比減速艙體並在路線中讓緊急救援人員到達停下的艙體更快。

在斷電的情況下,所有電機將有足夠的備用功率來正常加速和減速系統中的所有當前艙體。一旦所有這些艙體到達目的地,後續艙體將被延遲,直到電力恢復。此外,所有艙體都將配備手動緊急制動器。在減壓的情況下,類似於商用飛機上的氧氣面罩將下降供乘客使用。在管道或其中一個艙體發生任何故障的情況下,所有艙體都將緊急制動,電動機將驅動可展開車輪,然後這些車輪將把艙體帶到目的地。

成本

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該報告概述了下表中的估計成本。總估計成本為 75 億美元


批評

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馬斯克釋出技術報告後,網際網路上很快就出現了各種批評。大多數批評都集中在可行性和成本上。該報告對系統成本相對於傳統(或高速)鐵路的假設也受到了質疑。該報告指出,為了降低成本,Hyperloop 將在大部分路線上沿著 I-5 的中線建造,從而無需購買土地,並且該報告將該系統的高架特性列為一個優勢。許多批評者並不相信這種說法。大眾交通作家 Alon Levy 說:“實際上,全高架系統(馬斯克在 Hyperloop 中提出的)是一個弊端而不是優勢。中央谷的土地很便宜;立柱很貴,這一點可以從世界各地高架公路和鐵路的成本中清楚地看到。”[21] 加州大學伯克利分校農業和資源經濟學教授邁克爾·安德森預測:“你將花費 1000 億美元來建造他們正在建造的東西。”[22]

該報告建議票價為 20 美元,基於預計的每年 740 萬乘客的雙向客流量,在 20 年內可以覆蓋資本成本。[2]加州大學戴維斯分校交通研究學院院長丹·斯珀林告訴半島電視臺美國:“這種經濟學絕對不可能實現。”[22]

然而,並非所有的報道都負面。大眾科學釋出了一個非常有趣的互動式資訊圖表,展示了橫跨大陸的 Hyperloop 網路的估計行程時間。[23]

Hyperloop Transportation Technologies Inc

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11 月初,一家名為 Hyperloop Transportation Technologies Inc. 的新公司成立。該公司正在 JumpStartFund 上尋求資金和團隊成員,JumpStartFund 是一個旨在幫助有抱負的公司籌集資金的眾籌網站。[24] 該公司將由 SpaceX 前任務運營總監 Marco Villa 博士和美國土木工程師學會首位女主席 Patricia Galloway 博士領導,她曾是美國國家科學委員會成員。該公司的目標是設計和測試 Hyperloop,其最終目標是在加州實施該系統。[25]

參考文獻

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  1. Brown, D. (2008). 加州大選:官方選民資訊指南。薩克拉門託:加州州政府。 http://voterguide.sos.ca.gov/past/2008/general/pdf-guide/suppl-complete-guide.pdf#prop1a
  2. a b c d e Musk, E. (2013). Hyperloop Alpha。帕洛阿爾託:特斯拉汽車。 http://www.teslamotors.com/sites/default/files/blog_attachments/hyperloop_alpha3.pdf
  3. 美國。俄勒岡州。交通部。太平洋沿岸的高速鐵路。俄勒岡州,n.d. 網頁。 2013 年 11 月 13 日。 (http://www.oregon.gov/ODOT/rail/docs/publications/2010_pcc_high_speed_rail_report_final.pdf.
  4. http://voterguide.sos.ca.gov/past/2008/general/pdf-guide/suppl-complete-guide.pdf
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  6. 西門子。 “西門子 130 年的客運歷史”。Siemens.com,2011 年 9 月 30 日。網頁。 2013 年 11 月 12 日。 <http://www.mobility.siemens.com/mobility/global/en/interurban-mobility/rail-solutions/locomotives/vectron/adaptability/passenger-locomotive/history/pages/history.aspx>
  7. Wilbrink, Joost。 “SVT 137 153 Ff. 萊比錫”。Dbtrains.com。N.p.,n.d. 網頁。 2013 年 11 月 13 日。 <http://www.dbtrains.com/en/trainsets/epochII/SVT_Leipzig>.
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  9. 美鐵。 “帝國建造者”。美鐵公司,n.d. 網頁。 2013 年 11 月 10 日。 <http://www.amtrak.com/empire-builder-train>.
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  11. Mizutani, Takashi。 “我們的載人磁懸浮列車系統達到 581 公里/小時的最高速度記錄”。鐵路技術雪崩 7 (2005):41。 2005 年 1 月 1 日。網頁。 2013 年 11 月 14 日。 <http://www.rtri.or.jp/eng/publish/newsletter/pdf/07/RTA-07-41.pdf>.
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  13. http://voterguide.sos.ca.gov/past/2008/general/pdf-guide/suppl-complete-guide.pdf
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  15. Authority, C. H.-S. (2012). 加州高速鐵路計劃修訂版 2012 年商業計劃。薩克拉門託:加州高速鐵路管理局,http://www.hsr.ca.gov/docs/about/business_plans/BPlan_2012_rpt.pdf
  16. Kopp, S. (n.d.)。 法案編號:SCR 6 透過。從 leginfo.ca.gov 檢索:http://www.leginfo.ca.gov/pub/93-94/bill/sen/sb_0001-0050/scr_6_bill_930720_chaptered
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  18. Brown, D. (2008). 加州大選:官方選民資訊指南。薩克拉門託:加州州政府,http://voterguide.sos.ca.gov/past/2008/general/pdf-guide/suppl-complete-guide.pdf#prop1a
  19. http://motherboard.vice.com/blog/is-elon-musks-hyperloop-already-killing-californias-high-speed-rail
  20. 專欄文章:高速鐵路上的選民悔恨並不奇怪。(2013 年 10 月 3 日)。從《每日新聞》:半島首頁檢索:http://www.smdailyjournal.com/articles/opinions/2013-10-03/op-ed-voters-remorse-on-high-speed-rail-is-no-surprise/1776390.html
  21. Salam, Reihan (2011 年 8 月 9 日)。 “Alon Levy on Politicals vs. Technicals”。《國家評論》。2013 年 9 月 29 日檢索。 http://www.washingtonpost.com/blogs/wonkblog/wp/2013/08/13/there-is-no-redeeming-feature-of-the-hyperloop/
  22. a b Brownstein, Joseph (2013 年 8 月 14 日)。 “經濟學家不相信 Hyperloop”。半島電視臺美國頻道。 http://america.aljazeera.com/articles/2013/8/14/economists-don-tbelievethehyperloop.html
  23. Peek, Katie 和 Kelly, Michael (2013 年 11 月 14 日)。 “互動圖表:Hyperloop 國家會是什麼樣子?”。大眾科學。2013 年 11 月 15 日檢索。 http://www.popsci.com/article/technology/interactive-infographic-what-would-hyperloop-nation-look-0
  24. “JumStartFund - 由大眾推動的創意”。網站。2013 年 11 月 15 日檢索。 https://www.jumpstartfund.com
  25. LeSage, Jon (2013 年 11 月 8 日)。 “Hyperloop Transportation Technologies 公司成立,將馬斯克的想法變為現實”。Autobloggreen。2013 年 11 月 15 日檢索。 http://green.autoblog.com/2013/11/08/hyperloop-transportation-technologies-company-formed-to-make-mus/
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