中低速磁浮交通系统特征介绍及发展前景

磁浮技术发展历程
国产磁浮列车在上海磁浮线上运行
磁浮技术发展历程
日本低速磁浮列车
20世纪70年代中期，日本从德 国引进技术，开始开发中低速系 统，取名HSST(High Speed Surface Transport）。
1975年到1989年，先后研制和试验 HSST-01至HSST-05型5款磁浮车。
行
（1~3万人）
速
度
有轨电车
（0.8~1.2万人）
普通公交
（0.5~0.8万人）
运载能力
大
技术特征
安全、可靠
➢车、轨一体化结构特征，车辆环抱轨道，运行更加安全可靠； ➢无轮轨的蛇形失控、无轮对严重擦伤失控、无轮轨的蠕滑状态失控等构成脱轨、 颠覆风险
技术特征
低噪音
➢相比于地铁列车，磁悬浮列车噪音污染更小； ➢80km的磁悬浮列车车内噪音值66dB，车外7.5m处噪音值为73dB
➢ 道岔用截断式单开道岔，道岔的主要 结构是道岔钢箱梁，共有3段。
➢ 钢梁之间分别由十字销连接，当驱动 装置推动梁体横向移动时，梁下的台 车沿着轨道移动，实现转线。
技术特征
轨道技术参数
桥梁结构多采用跨度16m至25m的简支梁桥结构；小半径地段及有特殊跨越要求 时多采用连续梁及其他特殊结构。
技术特征
名称 列车编组 轨距 额定供电电压 车体基本长度 车体基本宽度 车内净高 车钩中心线距轨面高度 悬浮架模块长度 每节车悬浮架模块数量 最小平面曲线 最小竖直曲线 坡道 车辆最高速度
参数 -Mc+M+Mc1,860mm DC1500V 15,700/15,000mm 2,800mm ≥2,100mm 600mm 2,800mm 5个 50m 1500m 70‰ 100km/h
中国低速磁浮列车
株洲中低速磁浮试验线：
南车株洲电力机车公司与西南交大、 铁二院、同济大学国家磁浮中心等单位合 作，于2012年初在株洲建成1.5km长的试 验线。2014年6月完成性能评估。
三节编组磁浮车设计速度： 100km/h 线路长度: 1.5km 轨距: 1860mm 车宽: 2800mm
磁浮交通分类
➢按照列车运行速度可分为高速磁浮交通和中低速磁浮交通两种类型。
运行速度 适用范围 国内外研发情况
高速磁浮交通
时速400-500公里
远距离城市间交通
目前德国掌握技术， 日本正在进行研发。
中低速磁浮交通
时速100-160公里
城市内、近距离城市间及旅 游景区的交通连接
目前日本、韩国和中国掌握 技术，美国正在进行研发
中低速磁浮交通系统特征介绍
汇报提纲
一．磁浮技术发展历程 二．技术特征 三．应用范围 四．审批流程 五．案例分析 六．发展与展望
汇报提纲
一.磁浮技术发展历程
磁浮技术发展历程
磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具，它通过电磁力实现列车与 轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运 行。
磁浮噪音分布表
新闻媒体现场直播噪音测试
技术特征
电磁辐射低
➢电磁辐射强度低于世界卫生组织推荐的国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）公 布的国际标准（ ≤100μT）直流磁场强度小于正常看电视时对人体的影响；交流磁 场强度小于使用电剃须刀时对人体的影响。
技术特征
无集中载荷，轨道受力均匀，土建投入低； 维修简单，运行无轮轨接触，无摩擦与冲击，维护过程得以简化
Light Rail Transit 轻轨交通系统
Underground Transit System 地铁交通系统
技术特征
ຫໍສະໝຸດ Baidu占地少
技术特征
占地少
长沙磁浮快与现有市政道路“和谐共存”
技术特征
爬坡性能高，转弯半径小(适应性强)
最小转弯半径50米（轮轨交通为250米）； 最大纵坡7.0%（轮轨交通为3.5%）
2004年初 上海高速示范
线
商业运营 （最高时速430km）
2005年3月 日本东部丘陵
线
商业运营 （最高时速100km）
2016年2月 韩国仁川机场
线
体验式运营 （最高时速100km）
2016年5月 长沙磁浮快线
商业运营 （最高时速100km）
磁浮技术发展历程
磁浮技术发展历程
上海磁浮线是世界上唯一按时刻 表在400km/h以上速度商业运行的系统
日 本 低 速 磁 浮 应 用
磁浮技术发展历程
韩国磁浮列车
韩国从1989年开始研发磁浮 列车。2010年2月开始建设仁川机 场和龙游站之间6.1公里磁浮示范 线。2012年9月开始调试运行， 2014年9月完成调试。预计2015年 元旦举行正式通车典礼。
磁浮技术发展历程
磁浮列车直接驶入仁川机场航站楼
信号技术参数
➢信号系统由控制中心设备、车站设备、车载设备、轨旁设备组成，具有列车自动监 控、自动防护、自动驾驶的功能，具有安全、舒适、快捷、准点、自动化程度高的特 点。 ➢利用感应式传感器（车载测速设备）接近金属目标物（轨枕）将产生变化的感应涡 电流的原理，在磁浮列车上安装了一组定距离布置的感应式传感器，解决了列车测速 问题。
技术特征
轨道技术参数
桥梁结构多采用跨度16m至25m的简支梁桥结构；小半径地段及有特殊跨越要求 时多采用连续梁及其他特殊结构。
➢ 轨道自上而下主要由感应板、F轨、连 接件及紧固件、钢轨枕、扣件系统、 混凝土轨承台等部分组成
➢ F轨采用一次热轧成型，曲线及缓和曲 线地段采用F型钢圆曲线导轨和F型钢 缓和曲线导轨
轮轨车：轨道集中载荷
磁浮车：轨道均布载荷
技术特征
对外界环境适应好
➢ 运行无轮轨接触，无黏着要求，雨雪天气轻松出行
技术特征
技术参数
中低速磁浮 交通系统
车辆 轨道 供电 运控 线路 站场
除车辆和轨道为新技术外，其余技 术与轮轨系统相近。
技术特征
车辆技术参数
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
上海中低速磁浮试验线
磁浮技术发展历程
中国低速磁浮列车
唐山中低速磁浮试验线：
北京控股磁浮公司与国防科大及唐山铁道 车辆厂合作，2008年于唐山建成1.5km中低速磁 浮试验线。
两节编组磁浮车设计速度： 100km/h 线路长度: 1,5km 轨距: 2000mm 车宽: 3000mm
磁浮技术发展历程
➢高速磁浮交通相比于中低速磁浮交通工艺技术更为复杂，悬浮能耗较大，对人体 对环境都有强磁场影响，造价相对更高， 仅适于需要高速运行的区间；
➢中低速磁悬浮系统更适合作为一种城市及其与城郊间的交通工具，更接近于商业 运行的经济性、实用性的目标。
磁浮技术发展历程
基本原理（以中低速为例）
➢磁浮交通系统由线路、车辆、供电、运行控制系统四个主要部分构成。 ➢其中悬浮控制技术是整个车辆技术的核心，即将车辆悬浮至一定高度（8mm） ，使列车与轨道无接触运行的核心技术
磁浮技术发展历程
磁浮列车经历了台风、大暴雨、降雪等极 端天气，从未因恶劣天气原因发生过运行中 断，即使其他交通工具已无法正常运行。 运行近十三年，未发生过人员伤亡事故。 验证了高速磁浮交通的安全性和可用性。
磁浮技术发展历程
第一节国产车出厂发运典礼
2010年4月，国家磁浮中心设计，成都飞机公司制造的第一节国 产高速磁浮车从成都飞机公司发运。新车被命名为“电力飞车”
上海高速磁浮示范线2003年初开始单 线试运行；2004 初开始按时刻表运行； 目前每天： 6:45-19:00时按 15min间 隔；19:00-22:30时按20min间隔 运行； 每天发车117班次； 目前列车每天9:00-11:00 点及 15:0016:00 点 按430km/h最高速度运行，其 他时间按 300km/h最高速度运行。
长沙机场中低速磁浮线
2014年5月开工。线中连接飞机场和高铁火南站 线路全长：18.5 km 车站: 3座 列车: 5 列3节编组。
汇报提纲
二 .技术特征
技术特征
成本低
中低速磁浮交通每公里造价可降 至2亿元左右，建设投资大约为地铁的 40-50%，成本优势明显
Mid-Low Speed Maglev 中低速磁浮交通系统
磁浮技术发展历程
基本原理（以中低速为例）
轮轨列车 支承：车轮 导向：轮沿 牵引：旋转电机
磁浮列车 支承：电磁力悬浮 导向：电磁力导向 牵引：同步直线电机
磁浮技术发展历程
基本原理（以中低速为例）
中低速磁浮列车的驱动系统采 用短定子直线电机形式。
磁浮技术发展历程
研发与应用
➢ 1934年：德国工程师赫尔曼·肯佩尔申请了磁悬浮的首次专利； ➢ 1977年：德国已开发出各种类型的磁悬浮系统, 并决定选择长定子
周干峙院士
磁浮技术发展历程
中国低速磁浮列车
上海中低速磁悬浮试验线：
2005年5月至2007年底，国家磁浮交通工程技术研究中心与上海电气集团公司、 西南交大等单位合作，建成上海临港中低速磁浮试验 线及一列三节组磁浮列车。 三节编组磁浮车设 计速度： 100km/h 线路长度: 1,704m 轨距: 1900mm 车宽: 2800mm
技术特征
供电技术参数
➢牵引供电系统采用DC1500V，设置再生制动能量回馈装置，实现节能环保。 ➢牵引网采用在走行梁两侧绝缘敷设的正极接触轨受电、负极接触轨回流方式，解决 了杂散电流腐蚀防护的问题。 ➢宽磨面钢铝复合接触轨的具备良好的授流性能。
F轨
技术特征
技术特征汇总
• 线路：高架线路，爬坡能力可达7%，最 小转弯半径50m，实际应用一般采用 100m
驱动和电磁悬浮系统的技术路线（即后来上海高速磁浮采用的的 Transrapid系统）
早期的磁悬浮车辆
磁浮技术发展历程
研发与应用
➢ 20世纪70年代中期，日本从德国引进短定子技术，开始开发中低速系统，取 名HSST(High Speed Surface Transport）；
➢ 20世纪80年代，我国的国防科大、西南交大开始磁悬浮技术研究； ➢ 之后全球磁浮交通的商业应用随即主要围绕着上述两种制式展开：
磁浮技术发展历程
磁浮交通分类
➢ 常导高速磁浮： 上海高速磁浮示范线 ➢ 超导高速磁浮： 日本山梨试验线 ➢ 常导中低速磁浮：日本东部丘陵线、韩国仁川机场线、长沙磁浮快线 ➢ 高温超导磁浮： 里约热内卢大学试验线、西南交大试验线 ➢ 永磁电动磁浮： 美国的Magplane高速磁悬浮列车系统
磁浮技术发展历程
磁浮技术发展历程
中国低速磁浮列车
由于低噪声及选线灵活，中低速磁浮适合高架 建设。建设投资大约为地铁的40-50%, 运能为地铁 50-60%.
自2011年以来，我国每年建设400-500km地铁线； 每公里地铁的平均造价超过6亿元。
2004年11月,原 建设部总工周干峙院士发表名古 屋中低速磁浮基本情况的文章，建议在城市轨道交通 中，尝试和应用中低速磁浮交通，得到从事磁浮交通 研发的产学研团队的积极响应。
• 运营：由三节或六节编组，最小发车间 隔2~3min，运能在1～3万人/h；最高 设计车速120km/h。
• 车站：高架车站，通过天桥与地面联系
• 投资：约2～4亿元/km。
• 适应：受工程条件限制（山地、河流、 机场、高架线等），或者是其他需要高 架分离区域，或作为景区线
• 应用：现阶段应用不多，国内只有长沙 未来发展潜力巨大，北京、深圳、张家 界等城市都在积极开展中低速磁悬浮交 通系统建设的前期论证。
传统轮轨车辆 坡度（最大约35‰）
中低速磁悬浮列车 坡度（最大70‰）
唐山试验线7%的坡道
技术特征
爬坡性能高，转弯半径小(适应性强)
长沙磁浮快线的线路规划情况
技术特征
运量较大，速度较快
中低速磁浮运能在1～3万人/h；最高设计车速可达120km/h。
快
高运量
中运量
地铁
（2.5~7万人）
运
中、低运量 低速磁浮
磁浮技术发展历程
中国低速磁浮列车
北京中低速磁浮应用线:S1 线
2013年10月开工,计划 2015年实现车通。 线路全长: 10.2 km 车站: 8座 列车: 10 列 6节编组
北京S1 线 (来源：北京控股磁浮有限公司)
建设中的北京S1磁浮线（2014年6月）
磁浮技术发展历程
中国低速磁浮列车
1991年建成了位于名古屋附近的大江试验线（1.53km），HSST-100S型磁浮列 车开始运行试验，最高试验速度达到110km/h。1993年宣布技术成熟。
磁浮技术发展历程
2005年3月，在名古屋建成商业线，HSST-100L型磁浮列车投入 运行。运营线路长8.9km，列车最高运行速度为100km/h。