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作者 | 汪泽，清华大学机械工程系博士研究生
当你在冬日的公交车站瑟瑟发抖的时候，当暴雨凶猛地灌进地铁站的时候，你的心中是否对新的公交出行方式有所期待？今天为大家介绍的悬挂式空中轨道交通系统，或许就是一种更好的选择。
（一）地面和地下交通都行不通？不妨试试空中轨道列车
悬挂式轨道交通是用支柱将轨道支撑在空中，列车以悬挂的方式运行的一种交通系统，这种看似天马行空的设计，却并不是设计师的异想天开。
1901年，世界上第一条“空中轨道列车”在德国伍珀塔尔建成通车，当时的伍珀塔尔工业发达，人口密度非常高，密集的人口和车辆给公路运输带来了巨大的压力，这种压力必须通过一种新型的公交方式来缓解。
不幸的是，伍珀塔尔市内没有足够的空间营造有轨电车，而且地下岩石结构和丰富的地下水资源也限制了地铁的建造。在这种地面和地下都行不通的情况下，工程师们便将目光转移到了空中，于是就有了这种奇特的空中单轨列车（简称空轨）。
虽然经历了两次世界大战的洗礼，伍珀塔尔的空轨近百年来几乎没有中断运行，至今仍然保持着每天超过7万人次的运力。
德国伍珀塔尔的空轨列车至今仍在运行
（二）列车悬挂运行，空中轨道列车不怕掉下来么？
对于这种走在空中的列车，大家首先会对其安全性充满疑问，车那么沉，难道就不怕从天上掉下来么？
这一点大家大可放心，空轨列车的轨道梁普遍采用钢筋混凝土的结构，足以支撑车体的满载重量。从列车的行走原理上来说，列车的转向架上分别装有导向轮和行走轮，这一点与常见的双轨列车有着很大的区别。
列车在行走过程中，行走轮始终与轨道接触并为列车提供动力，导向轮则位于轨道两侧，在列车转向过程中起到缓冲横向冲击并提供一定向心力的作用（这一点与小时候玩的四驱车很是类似），避免了列车脱轨的问题。而且，空轨列车的行走轮和导向轮都位于高架线路的轨道梁内部，这也能充分保证列车运行的安全。
相比于路面公共交通来说，空中运行的方式也最大程度上地避免了与其他车辆相撞的危险，据统计，空轨列车多年运行以来尚未发生一起交通事故，安全性很令人放心。
（三）看起来天马行空的空中轨道列车系统，实则优势多多
除了安全性非常有保障外，空中轨道列车还有许许多多优势。
1、快速交货，良心价格
空轨列车作为一种公共交通方式，一项巨大的优势就是造价低，施工周期短。
为了保证公交设施的安全合理运营，像地铁、轻轨这样的轨道交通需要在轨道铺设的同时配备动力保证、通信信号、隔音屏蔽等一系列设备，这无疑会增加成本，延长工期。而空轨列车则可以把所有的相关设备全部集成到轨道梁的结构中，设备的安装调试工作可以在轨道梁的生产车间中批量化完成，极大地节约了现场施工的时间和生产成本。
在现场施工阶段，空轨建设主要进行的是对地面挖掘量非常少的打孔等操作，而不用像地铁的营造那样大动干戈地让盾构机这样的大家伙出动，同时也避免了施工对于交通状况的影响。
有人甚至开玩笑地说，只要将路边的电线杆或者路灯杆加粗一下，就能支撑起整个空轨系统。
空轨列车的行走轮和导向轮
2、节约土地资源
空轨列车另外一项优势是能够大幅节省土地资源。
空轨列车本身在空中运行，不抢占地面的空间资源，地面上的基础设施占地面积小，减小了拆迁和施工的难度。除此之外，空轨列车能够很大幅度地做到与现有的基础设施兼容。
还记得前几年传得沸沸扬扬的“巴铁”么？和现有的交通设施的冲突过大是导致项目迟迟无法落地的一个重要原因。而空轨的轨道线路铺设可以沿着道路的一侧或车道中间的绿化带及隔离带铺设，甚至可以把过街天桥这样的基础设施改造成为车站，极大程度上减少工程用地面积。
沿着河流架设的空轨线路，极大程度上地节约了土地资源
3、极强的环境适应能力
前面我们已经提到，空轨列车的行走轮、导向轮以及轨道全部藏在封闭的高架线路的轨道梁结构中，这使得车辆的运动部件不会受到恶劣天气的影响，即便下雨、下雪、下冰雹也不会影响空轨的全天候运行，这相比于传统的地面运输方式来说优势明显。
另外，轨道的支撑结构现在大多采用纯钢结构，使其在抗击地震灾害方面也有着天然的优势，至于地铁嘛，在地震面前还是有点心惊胆战的。
4、灵活的轨道布局
由于空轨列车的占地面积很小，相比于地面、地下铁轨、高架桥等基础设施，空轨轨道线路的灵活拆卸和可重复性布局更具有可行性。
随着城市的发展，根据具体需求延长、缩短甚至转移原有轨道线路，将现有资源合理分配到交通压力最大的地方，避免资源的浪费，这也是节约成本的一个重要表现。
支撑空轨高架线路的支撑结构可拆卸
5、美观舒适噪音小
除了上面的优势外，行走在空中的列车还能够让乘客有一种“上方的空气更清新”的感觉。
空轨列车的车轮一般采用实心橡胶而并非钢铁，减小了车轮和轨道之间的振动和噪音，加之车轮位于轨道梁的噪声屏蔽装置的保护之下，这使得空轨列车的运行噪声比传统的轨道交通更小。
无阻碍的视野配合大面积玻璃车窗的设计，能够给乘客极为开阔的视觉体验，使得乘坐公共交通出行不再是一种折磨，反而成为一种享受。开阔的视野和宁静的乘车环境也使得空轨列车成为旅游景区、主题游乐园的不错选择。
日本千叶的空轨列车穿越樱花
（四）空中轨道列车可能存在的技术难题
目前，空中轨道列车仅在德国和日本的少数城市得到了应用，2016年，中国首列悬挂式单轨列车开始在成都试运行，这标志着，中国成为继德国、日本后世界上第三个掌握该技术的国家。
不过，尽管造型独特的空轨列车存在着一系列的优势，但这种结构也为其实际运营和保养带来了很多难题。
首先橡胶车轮的耐磨性相比于钢铁要更差，而且封闭于轨道梁内部的车轮也不利于检修和维护工作的展开。
其次为了最大程度上利用铺设的轨道，变轨（变更列车运行的轨道）的功能对于轨道交通来说是必须的。空轨列车为单轨结构，其变轨相比于双轨列车更为复杂，稍有不当会导致列车车体与轨道的暂时分离，甚至有脱轨的风险，这对于悬空的车厢来说是极为致命的。
另外，当列车遇到紧急情况而被迫停车后，对于半空中的乘客的救援工作可不是敲碎车窗就能逃生那么简单，通常只能采用纵向和横向两种救援模式。
纵向救援时派遣拖车将故障列车拖进车站再疏散乘客，横向救援是在双向运行的路段派遣另外一辆车停靠在故障车旁边，车门对齐后，使乘客在空中完成“换乘”。更极端的情况甚至需要考虑启用登高平台车甚至索降的方式进行救援。
除此之外，空轨列车过载能力不及传统的轨道交通方式，这使得其运力受限，在早晚高峰的考验下会有些力不从心。
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