2.8 磁悬浮交通系统
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1）运行速度。地铁最高速度80（km/h），轻轨最高运行 速度70，中低速磁悬浮最高速度100（km/h）
2）载客量。地铁单向最大高峰小时运量为3-6万人次， 轻轨为1-3万人次，磁悬浮小于2万人次。
3）转弯半径。地铁的转弯半径不小于300米，轻轨转弯半 径一般在100米到200米之间，中低速磁悬浮最小转弯 半径50米。
4）建设费用。中国地铁造价每公里约为5至8亿元，轻轨 为每公里2至3亿元左右。相较二者，造价每公里1.95 亿元（不含拆迁）的长沙磁浮线路“性价比”极高。
xcZhang@bjtu.edu.cn 19/99
各种轨道交通方式的比较
项目
城市人口 商业区雇员 CBD线路长
股道 CBD可达性
郊区站距 CBD站距 最大坡度 最小半径
3min 30000 0.5~1亿
地铁
33吨 至多8 50座150站
DC750V DC1500V
三轨或顶上
30-40km/h
80km/h
2-5min
30000 5~8亿
xcZhang@bjtu.edu.cn 21/99
城市轨道交通的方式选择
应考虑的因素： • 需求预测 • 系统成本 • 技术水平 • 运营条件 • 线路铺设方式 • 外部效益 • 环境影响 • 国产化问题
xcZhang@bjtu.edu.cn 17/99
2018/9/10
磁浮系统的技术经济参数
1）最小运行时间间隔：1~5min 2）每节车厢乘客人数：95或110人(按0.14m2/人计算) 3）每列车编组车厢节数：9节 4）每小时单向最大运送能力：20000人 5）最高运行速度：100km/h(中低速磁浮系统)、
xcZhang@bjtu.edu.cn 22/99
第二章 城轨交通系统类型及技术经济特征
1 城市轨道交通分类概述 2 有轨电车交通 3 轻型轨道交通 4 单轨交通系统 5 自动导向交通 6 地下铁路交通 7 市域快轨交通 8 磁悬浮系统交通 9 城轨系统运输组织特性
xcZhang@bjtu.edu.cn 23/99
第二章 城轨交通系统类型及技术经济特征
1 城市轨道交通分类概述 2 有轨电车交通 3 轻型轨道交通 4 单轨交通系统 5 自动导向交通 6 地下铁路交通 7 市域快轨交通 8 磁悬浮系统交通 9 城轨系统运输组织特性
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2018/9/10
8.磁悬浮系统
• 磁悬浮技术的研究源于德国，1922年德国工程师赫尔 曼·肯佩尔提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了 磁悬浮列车的专利。
2、MLX系统车辆悬浮气隙较大，对轨面平整度要 求较低、抗震性能好、速度快并且还有进一步提高 速度的可能性，它还具有低速时不能悬浮的特点， 因此更适合于大运量、长距离、更高速度的客运。
3、从经济和效率来看，在450km/h以上速度运行 时，日本MLX系统优于德国TR系统；在300—450km/h 的速度范围内运行时，TR系统比较优越；300km/h以 下速度时，采用轮轨高速可能更好。
相对集中
超导电磁铁无安全冗余
580km/h 500km/h
相对较强,但经测试对生物无害 低温超导制冷技术 较高
xcZhang@bjtu.edu.cn 8/99
2018/9/10
8.磁悬浮系统
1、MLX系统造价高、超导技术难度大；TR系统造价 相对较低，虽然控制系统复杂、精确，但技术相对 成熟，大部分零部件具有通用性，市场供应方便。
• 20世纪90年代，德国决定在国内建设柏林—汉堡磁浮 铁路，后放弃。
• 日本山梨县境内建了一条全长42.8公里的复线试验线。 • 我国第一辆磁悬浮列车2003年1月开始在上海运行。 • 名古屋市区通往爱知世博会会场的常导中低速磁浮运
营线。线路于2005年3月6日正式开通，全长9.2公里
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
2018/9/10
xcZhang@bjtu.edu.cn 16/99
2018/9/10
磁浮系统的缺点
1）车厢不能变轨，一条轨道只能容纳一列列车往返运 行，造成浪费。 2）断电后磁悬浮的安全保障措施仍然没有得到完全解 决，因此一旦断电，磁悬浮列车将发生严重的安全事故。 3）强磁场对人的健康与电子产品的运行都会产生不良 影响(但磁悬浮列车周围的电磁场对人体影响目前尚无 实际论证)。 4）磁悬浮列车突然情况下的制动能力可靠性有待提高。 磁悬浮列车没有轮轨，突发停电时，仅靠滑动摩擦很难。 5）轮轨方式不能与现有的铁路网兼容。 6）造价高昂。
2018/9/10
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8.磁悬浮系统
2018/9/10
常导高速 吸引力，车包轨道
xcZhang@bjtu.edu.cn 4/99
8.磁悬浮系统
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8.磁悬浮系统
2018/9/10
超导高速 排斥力，轨道包车
xcZhang@bjtu.edu.cn 6/99
城市轨道交通运输组织特性
城轨 运营 功能 组成
列车运行系统 检修保障系统 客运服务系统
• 系统联动性 • 时空关联性 • 调度指挥集中性 • 管理的严格性 • 服务的安全可靠性
xcZhang@bjtu.edu.cn 24/99
xcZhang@bjtu.edu.cn 25/99
常导高速磁悬浮系统与中低速磁悬浮系统主要技术特点比较
项目
上海高速磁悬浮系统 日本东部丘陵线中低速磁悬浮系统
悬浮方式
常导电磁悬浮
常导电磁悬浮
悬浮气隙
10mm
10mm
最高运行速度
430km/h
130km/h
对线路要求
高
低
导向装置
需要
不需要
最大坡度
100‰
70‰
最小竖曲线半径
1500m
1000m
最大运客量
xcZhang@bjtu.edu.cn 2/99
8.磁悬浮系统
• 磁悬浮列车主要有超导型高速磁悬浮列车、常导型高 速磁悬浮列车以及常导型中低速磁悬浮列车三类。 超导型高速(排斥力)，以日本为代表，速度>500 公里/h 常导型高速(吸引力)，以德国为代表，速度<500 公里/h 常导中低速，日本，中国，速度100-110公里/h
工程量
有轨电车
20-50万 2万以上 10km以下 在街道
地面 350m 250m 10% 15m-25m 最小
轻轨铁路
100万 2万以上 20km以下 40%隔离 地面或地下
1km 300m 8% 25m
轻
市域快轨
地铁
50万以上 4万以上 40km以下
-
地面到CBD边缘
2-3km -
3% 200m 中等
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磁浮系统的优点
1）速度高。 2）噪声低。列车在牵引运行时与轨道之间无机械接触。 3）维修少。由于没有钢轨、车轮、机械传动和接触导
电轨等摩擦部件，维修费用大为降低。其年运行维 修费仅为总投资的1.2%，而轮轨列车高达4.4%。 4）能耗小。磁悬浮列车采用电力驱动，其能源消耗仅 是汽车的一半、飞机的四分之一。 5）环境污染少。它以电为动力，在轨道沿线不会排放 废气，是一种名副其实的绿色交通工具。
300万以上 8万以上 25km以内
隔离 地下 2km 0.5-1km 3-4% 300m 重
xcZhang@bjtu.edu.cn 20/99
轨道交通方式的比较（续）
项目
有轨电车 轻轨铁路
市郊铁路
车辆重量 车辆数
车辆能力 供电电流
16吨
20吨以下
1或2
2或4
50座75站 40座60站
DC500-750V DC600-750V
430km/h
500km/h 100km/h 110km/h
线路长度 18.55km 29.863km 18.4km
8.9km
6.1km
运营时间
2016/5/6 （试运营）
2003/1/4
未运营
2005/3/6 2016/2/3
2018/9/10
xcZhang@bjtu.edu.cn 10/99
2018/9/10
车内磁力线泄漏
技术难点 线路造价
德国TR系统 电磁吸引式（常导）
8~10mm 高速、超高速
悬浮 需闭环控制 连续分散(动力响应小) 常导电磁铁有安全冗余
500km/h 430km/h
几乎没有，对人体无碍
精确控制技术 较低
日本MLX系统 侧壁电动式（超导）
100mm以上 超高速
车轮支承和导向 不需控制，具有自稳定性
上海
xcZhang@bjtu.edu.cn 11/99
2018/9/10
xcZhang@bjtu.edu.cn 12/99
2018/9/10
xcZhang@bjtu.edu.cn 13/99
2018/9/10
14
xcZhang@bjtu.edu.cn 14/99
2018/9/10
长沙中低速磁浮工程连接高铁长沙南站和长沙黄花国际机场， 线路全长18.55公里，初期设车站3座，预留车站2座，设计 速度为每小时100公里
xcZhang@bjtu.edu.cn 9/99
8.磁悬浮系统
磁浮系统运行信息表
线路名称
长沙磁浮线 上海磁悬浮
日本山梨实 日本东部丘 韩国仁川机
验线
陵线
场磁悬浮
类型
常导型中低 常导型高速 超导型高速 常导型中低 常导型中低 速磁浮系统 磁悬浮系统 磁悬浮系统 速磁浮系统 速磁浮系统
最高运行 速度
100km/h
2.3万人次/小时
3万人次/小时
设计载客量
959人/列
688人/列
线路造价
较高
较低
2018/9/10
xcZhang@bjtu.edu.cn 7/99
2018/9/10
德日高速磁浮系统主要技术特点比较
项目 悬浮方式 悬浮气隙 运行速度 低速时悬浮状态 悬浮、导向控制 线路载荷分布
电磁铁安全冗余
最高试验速度 最高运行速度
430-500km/h(高速磁浮系统，常导型)、≥500k m/h（高速磁浮系统，超导型） 6）与地面交通隔离率：100% 7）时刻表速度：57km/h(中低速磁浮系统,长沙磁浮 线)，240km/h(高速磁浮系统，上海磁悬浮)
xcZhang@bjtu.edu.cn 18/99
2018/9/10
磁浮系统与地铁、轻轨的比较
供电方式 平均速度 最大速度 高峰间隔 小时流量 造价(RMB)
顶上 10-20km/h 50-70km/h
2min 15000
－
顶上 30-40km/h
80km/h 4min 20000 1~2亿
Biblioteka Baidu
46吨 至多12 60座120站 DC600-1.5V 或AC 25kV 顶上或三轨
45-60km/h 120km/h
2）载客量。地铁单向最大高峰小时运量为3-6万人次， 轻轨为1-3万人次，磁悬浮小于2万人次。
3）转弯半径。地铁的转弯半径不小于300米，轻轨转弯半 径一般在100米到200米之间，中低速磁悬浮最小转弯 半径50米。
4）建设费用。中国地铁造价每公里约为5至8亿元，轻轨 为每公里2至3亿元左右。相较二者，造价每公里1.95 亿元（不含拆迁）的长沙磁浮线路“性价比”极高。
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各种轨道交通方式的比较
项目
城市人口 商业区雇员 CBD线路长
股道 CBD可达性
郊区站距 CBD站距 最大坡度 最小半径
3min 30000 0.5~1亿
地铁
33吨 至多8 50座150站
DC750V DC1500V
三轨或顶上
30-40km/h
80km/h
2-5min
30000 5~8亿
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城市轨道交通的方式选择
应考虑的因素： • 需求预测 • 系统成本 • 技术水平 • 运营条件 • 线路铺设方式 • 外部效益 • 环境影响 • 国产化问题
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磁浮系统的技术经济参数
1）最小运行时间间隔：1~5min 2）每节车厢乘客人数：95或110人(按0.14m2/人计算) 3）每列车编组车厢节数：9节 4）每小时单向最大运送能力：20000人 5）最高运行速度：100km/h(中低速磁浮系统)、
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第二章 城轨交通系统类型及技术经济特征
1 城市轨道交通分类概述 2 有轨电车交通 3 轻型轨道交通 4 单轨交通系统 5 自动导向交通 6 地下铁路交通 7 市域快轨交通 8 磁悬浮系统交通 9 城轨系统运输组织特性
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第二章 城轨交通系统类型及技术经济特征
1 城市轨道交通分类概述 2 有轨电车交通 3 轻型轨道交通 4 单轨交通系统 5 自动导向交通 6 地下铁路交通 7 市域快轨交通 8 磁悬浮系统交通 9 城轨系统运输组织特性
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8.磁悬浮系统
• 磁悬浮技术的研究源于德国，1922年德国工程师赫尔 曼·肯佩尔提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了 磁悬浮列车的专利。
2、MLX系统车辆悬浮气隙较大，对轨面平整度要 求较低、抗震性能好、速度快并且还有进一步提高 速度的可能性，它还具有低速时不能悬浮的特点， 因此更适合于大运量、长距离、更高速度的客运。
3、从经济和效率来看，在450km/h以上速度运行 时，日本MLX系统优于德国TR系统；在300—450km/h 的速度范围内运行时，TR系统比较优越；300km/h以 下速度时，采用轮轨高速可能更好。
相对集中
超导电磁铁无安全冗余
580km/h 500km/h
相对较强,但经测试对生物无害 低温超导制冷技术 较高
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8.磁悬浮系统
1、MLX系统造价高、超导技术难度大；TR系统造价 相对较低，虽然控制系统复杂、精确，但技术相对 成熟，大部分零部件具有通用性，市场供应方便。
• 20世纪90年代，德国决定在国内建设柏林—汉堡磁浮 铁路，后放弃。
• 日本山梨县境内建了一条全长42.8公里的复线试验线。 • 我国第一辆磁悬浮列车2003年1月开始在上海运行。 • 名古屋市区通往爱知世博会会场的常导中低速磁浮运
营线。线路于2005年3月6日正式开通，全长9.2公里
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磁浮系统的缺点
1）车厢不能变轨，一条轨道只能容纳一列列车往返运 行，造成浪费。 2）断电后磁悬浮的安全保障措施仍然没有得到完全解 决，因此一旦断电，磁悬浮列车将发生严重的安全事故。 3）强磁场对人的健康与电子产品的运行都会产生不良 影响(但磁悬浮列车周围的电磁场对人体影响目前尚无 实际论证)。 4）磁悬浮列车突然情况下的制动能力可靠性有待提高。 磁悬浮列车没有轮轨，突发停电时，仅靠滑动摩擦很难。 5）轮轨方式不能与现有的铁路网兼容。 6）造价高昂。
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常导高速 吸引力，车包轨道
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超导高速 排斥力，轨道包车
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城市轨道交通运输组织特性
城轨 运营 功能 组成
列车运行系统 检修保障系统 客运服务系统
• 系统联动性 • 时空关联性 • 调度指挥集中性 • 管理的严格性 • 服务的安全可靠性
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常导高速磁悬浮系统与中低速磁悬浮系统主要技术特点比较
项目
上海高速磁悬浮系统 日本东部丘陵线中低速磁悬浮系统
悬浮方式
常导电磁悬浮
常导电磁悬浮
悬浮气隙
10mm
10mm
最高运行速度
430km/h
130km/h
对线路要求
高
低
导向装置
需要
不需要
最大坡度
100‰
70‰
最小竖曲线半径
1500m
1000m
最大运客量
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8.磁悬浮系统
• 磁悬浮列车主要有超导型高速磁悬浮列车、常导型高 速磁悬浮列车以及常导型中低速磁悬浮列车三类。 超导型高速(排斥力)，以日本为代表，速度>500 公里/h 常导型高速(吸引力)，以德国为代表，速度<500 公里/h 常导中低速，日本，中国，速度100-110公里/h
工程量
有轨电车
20-50万 2万以上 10km以下 在街道
地面 350m 250m 10% 15m-25m 最小
轻轨铁路
100万 2万以上 20km以下 40%隔离 地面或地下
1km 300m 8% 25m
轻
市域快轨
地铁
50万以上 4万以上 40km以下
-
地面到CBD边缘
2-3km -
3% 200m 中等
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磁浮系统的优点
1）速度高。 2）噪声低。列车在牵引运行时与轨道之间无机械接触。 3）维修少。由于没有钢轨、车轮、机械传动和接触导
电轨等摩擦部件，维修费用大为降低。其年运行维 修费仅为总投资的1.2%，而轮轨列车高达4.4%。 4）能耗小。磁悬浮列车采用电力驱动，其能源消耗仅 是汽车的一半、飞机的四分之一。 5）环境污染少。它以电为动力，在轨道沿线不会排放 废气，是一种名副其实的绿色交通工具。
300万以上 8万以上 25km以内
隔离 地下 2km 0.5-1km 3-4% 300m 重
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轨道交通方式的比较（续）
项目
有轨电车 轻轨铁路
市郊铁路
车辆重量 车辆数
车辆能力 供电电流
16吨
20吨以下
1或2
2或4
50座75站 40座60站
DC500-750V DC600-750V
430km/h
500km/h 100km/h 110km/h
线路长度 18.55km 29.863km 18.4km
8.9km
6.1km
运营时间
2016/5/6 （试运营）
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未运营
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车内磁力线泄漏
技术难点 线路造价
德国TR系统 电磁吸引式（常导）
8~10mm 高速、超高速
悬浮 需闭环控制 连续分散(动力响应小) 常导电磁铁有安全冗余
500km/h 430km/h
几乎没有，对人体无碍
精确控制技术 较低
日本MLX系统 侧壁电动式（超导）
100mm以上 超高速
车轮支承和导向 不需控制，具有自稳定性
上海
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长沙中低速磁浮工程连接高铁长沙南站和长沙黄花国际机场， 线路全长18.55公里，初期设车站3座，预留车站2座，设计 速度为每小时100公里
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磁浮系统运行信息表
线路名称
长沙磁浮线 上海磁悬浮
日本山梨实 日本东部丘 韩国仁川机
验线
陵线
场磁悬浮
类型
常导型中低 常导型高速 超导型高速 常导型中低 常导型中低 速磁浮系统 磁悬浮系统 磁悬浮系统 速磁浮系统 速磁浮系统
最高运行 速度
100km/h
2.3万人次/小时
3万人次/小时
设计载客量
959人/列
688人/列
线路造价
较高
较低
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德日高速磁浮系统主要技术特点比较
项目 悬浮方式 悬浮气隙 运行速度 低速时悬浮状态 悬浮、导向控制 线路载荷分布
电磁铁安全冗余
最高试验速度 最高运行速度
430-500km/h(高速磁浮系统，常导型)、≥500k m/h（高速磁浮系统，超导型） 6）与地面交通隔离率：100% 7）时刻表速度：57km/h(中低速磁浮系统,长沙磁浮 线)，240km/h(高速磁浮系统，上海磁悬浮)
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磁浮系统与地铁、轻轨的比较
供电方式 平均速度 最大速度 高峰间隔 小时流量 造价(RMB)
顶上 10-20km/h 50-70km/h
2min 15000
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顶上 30-40km/h
80km/h 4min 20000 1~2亿
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45-60km/h 120km/h