高速轮轨与磁浮技术

3 磁浮技术的发明
磁浮技术按是否利用超导电磁铁可 分为超导和常导两大类。超导以日本的 MLX型为代表；常导以德国的TR和日本的 HSST型为代表。 磁浮技术按速度可分为高速磁浮 （500km/h左右)和中低速磁浮(100km/h 左右)两大类。前者用于干线交通与区域 交通；后者用于城市交通。
3 磁浮技术的发明
1 高速铁路的兴建
东海道新干线工程在1958年12月 正式批准立项，1959年4月开始建设。 1962年4月建成了长约37 km的试验线 路。在该试验线上，完成了电动车组 样车的高速试验以及正式营业前所必 需的最后调整工作。1964年10月1日东 海道新干线投入运营。最高运行速度 达到了210km/h，日本誉之为“经济起 飞的脊骨”。
日本新干线500系列车
。
法国TGV高速列车
德国ICE高速列车
1 高速铁路的兴建
铁路在1825年诞生后的100年间， 一直保持着速度等各方面的优势， 因而得到了迅速发展，到20世纪20 年代，世界铁路总长度已增加到了 127万公里。其后，由于飞机和汽车 的发明与发展，铁路运输的发展速 度逐渐缓慢下来，至今总长度仍稳 定在130万公里左右。
4 磁浮技术的应用与展望
1995年，载人磁浮列车试验的最高 时速达到411km。为了进行东京至大阪间 修建磁浮线路的可行性研究，于1990年 又着手建设山梨磁浮试验线，首期 18.4km长的试验线已于1996年全部建设 完成。2003年12月，中日本铁道公司在 山梨试验线上创造了581km/h的世界纪录。
德国常导磁浮试验线TR06型
4 磁浮技术的应用与展望
前苏联曾研制出一辆18t的磁浮车， 并在一条600m长的线路上进行运行试验。 我国在1991年开始对磁浮列车进行 有计划研究，目标是低速列车。中国科 学院电工所、国防科技大学、西南交通 大学、铁道科学研究院等单位都研制出 了小型试验样车。
国防科技大学研制的中低速磁浮样车
1 高速铁路的兴建
巴西将修建南美州第一条高速 铁路。从首都巴西利亚至戈亚斯州 首府戈亚尼西，全长205km，时速 250km／h，初步投资预算为每公里 800～1000万美元，总投资在20亿美 元以上。
2 高速轮轨技术的发展
300系列车是日本高速铁路技术进步 的代表。1992年投入使用。于此前的0系、 100系子弹头列车相比，重量大为减轻。 这是因为采用了新的牵引系统，即交流 非同步牵引电机和变频变压（VVVF）控 制系统相结合，以及采用轻质铝合金整 体车体和无摇枕转向架。
法国/意大利 意大利 西班牙
302
79 586 651
丹麦
15
英国
比利时 比利时/荷兰
72
62 158
合计
5435
合计
3260
1 高速铁路的兴建
截至2004年1月末，世界高速铁路 总长合计5891公里。 2004年4月1日韩 国汉城至釜山高速铁路第一期工程通车， 又增加409.8公里，总计约6300公里。 汉城至釜山高速铁路的42.5%是旧 线改造，其余为新建。2010年，第二期 工程新建段完成后，将进一步缩短全程 时间，从2h40min缩短为1h56min。
4 磁浮技术的应用与展望
日本于1962年开始研究常导磁浮线路。 此后由于超导技术的迅速发展，从20世纪70 年代初开始转而研究超导磁浮线路。1972年 首次成功地进行了2.2吨重的超导磁浮列车实 验，其速度达到每小时50公里。1977年12月 在宫崎磁浮试验线上，最高速度达到了每小 时204公里，到1979年12月又进一步提高到 517公里。1982年11月，磁浮列车的载人试验 获得成功。
1 高速铁路的兴建
在20世纪50年代前半期，铁路、 海运、汽车占货运的比重分别为30%、 8%、62% ，汽车运输的比重已达到 铁路运输的2倍。直到1964年，由于 日、法等国的高速铁路的问世，使 一度被人们视为夕阳产业的铁路出 现了生机，显示出强大的生命力。
1 高速铁路的兴建
高速铁路始建于日本。20世纪50年 代初，日本经济进入战后复兴期，经济 高速增长。连接东京一大阪最重要的东 海道干线(复线)，单向每日发送列车数 超过200列（约每7.2分一列），达到了 运能的极限，成为制约经济发展的重要 因素。此外，1964年将举行东京奥运会， 1970年大阪将举办世博会，本已超负荷 的铁路客运量必将进一步增加。
1 高速铁路的兴建
东海道新干线全长515.4km，在东京 奥运会举办期间正式投入使用。轨道是 标准轨，轨宽1435mm（既有线为窄轨， 轨宽1067 mm）。列车采用ATC集中控制 装臵。新干线是当时最先进的铁路。 1964年刚投入运营时每天运送6万多 人次，1974年每天运送34万人次。高速 铁路给日趋衰弱的铁路行业带来了新的 生机。对世界铁路的高速化产生了很大 的影响。
上海磁浮示范线
Shanghai Maglev Demonstration Line
4 磁浮技术的应用与展望
磁浮交通的优势 磁浮交通速度快，占地少；使用电 能，不仅可节约能源，而且对环境友好； 由于悬浮在轨道上，对轨道冲击小、振 动小、噪声低；由于不存在黏着极限速 度，从长远看，可代替飞机，以避免空 中线路过于繁忙，并节省汽油。不足之 处从目前看主要是造价高、国产化率低。
2 高速轮轨技术的发展
日本新干线列车的特点：车体 轻、噪声低、可靠性高。新干线平 均列车误点仅为6秒。 集流弱点也得到改善，0系列车 16节编组，有8个集电弓，现每列车 仅有2个，通过车载高压母线连接其 他车辆。
2 高速轮轨技术的发展
700系列车是世界上最好的列车 之一，以270km/h的速度，能耗仅为 14.7kWh/座席。尽管东海道新干线 的列车速度在不断提高，但在最近 的10年中其能耗却降低了。 N700系列车引入了主动摆式车 体技术，经过2年试验，将于2007年 投入使用。
前 言
45分钟定律——美国科学史家 屈菲尔（J· Trefil）提出，城市中 居民一次出行可容忍时间为45分钟。 因此，一个城市的规模与当时交通 工具的最高速度正相关。例如， 1819年，伦敦只有手推车和少量的 马车，当时为的城市半径为3英里 （4.8km）;而今日之伦敦，城市半 径已达40英里（64km）。
1 高速铁路的兴建
与此同时，技术进步也为高速铁路 的建设提供了可能。早在1951年，日本 国铁所属的铁道技术研究所已在中距离 线路上实现了列车的电动车化。在此研 究成果的基础上，于1957年5月，该研究 所正式宣布：“在东京大阪间新建标准 轨距线路、采用电动车组编列方式、最 高速度达250长／h、运行时间缩短到3 h 是可以实现的。”
日本山梨低温超导实验线
日本山梨低温超导实验线
日本常导磁浮车辆
日本常导磁浮车辆
日本常导磁浮车辆
德国建设了一条长31.5km常导高速 埃姆斯兰特试验线（单线），试验速度 达到了450km/h。原计划2005年建成柏林 至汉堡磁浮线路，全长292公里，设计速 度为450km/h，最高运行速度430km/h,因 工程费用大大超过预算，不得不终止。
2 高速轮轨技术的发展
最高营业速度已由建成东海道 新干线时的210 km／h提高到300 km ／h。对高速化而言，说环境保护问 题是影响其发展的最大障碍，一点 也不过分。因此，降噪、减振是高 速铁路技术进步的永恒主题。
2 高速轮轨技术的发展
由于高速铁路速度提高的空间 很小（空气阻力与速度的平方成正 比），因此各国高速铁路技术竞争 的重点在于节约能耗、降低轨道噪 声、降低生命周期成本以及其他全 方位的比较上。正因为如此，人们 也在研究后高铁时代的交通工具。
2 高速轮轨技术的发展
动力分散型的优点：一、无需 火车头，可增加的载运空间；二、 更多车轴为动力车轴，可增加粘着 力；三、高速铁路可再生制动，在 制动时可将牵引电机用作发电机， 所产生的电能通过集电弓返回到接 触网。300系的这些优点使德国研制 出了ICE3，估计新一代的TGV也会使 动力分散型的。
3 磁浮技术的发明
磁浮列车利用电磁铁同性相斥、 异性相吸的原理，实现对列车的浮 起、推进和导向。因此，它与轮轨 铁路的根本区别在于列车悬浮在轨 道之上，运行时没有轮轨接触，所 以也就不存在黏着极限速度，这就 为不断提高地面交通工具的速度提 供了可能。
3 磁浮技术的发明
铁路列车主要靠钢轨与钢轮之间的 黏着力（或摩擦力）向前推进。速度越 快，黏着力越小，列车牵引力也越小,同 时速度越快空气阻力越大。根据理论公 式推算，轮轨速度很难超过375km/h。虽 然法国高速铁路TGV-A于1990年5月18日 以515.3km/h最高速度冲破了上述速度极 限，但这一黏着极限速度肯定存在。
世界高速铁路的现状及发展计划
已投入运营（至2002年） 国家 日本 法国 德国 西班牙 长度（km） 2175 1520 769 417 国家 日本 韩国 中国台湾 德国 2007年计划建成 长度（km） 415 426 345 171
意大利
比利时 法国/英国 丹麦/瑞典
246
142 52 18
法国
英国伯明翰磁浮线（1984~1996）
英国伯明翰磁浮线（1984~1996）车站
英国伯明翰磁浮线（1984~1996）轨道
英国伯明翰磁浮线（1984~1996）车辆
4 磁浮技术的应用与展望
上海磁浮示范运营线
上海磁浮示范运营线从浦东机场至 地铁2号线龙阳路站，全长33km，总投资 100亿元。于2001年3月1日正式开工， 2002年7月开始系统调试，12月31日成功 实现单线一列车试运行。截至2005年9月 25日实现安全运行1000天，运行里程183 万km，运送乘客453万人次。
轨道交通的发展历程及展望
孙 章
浙江师范大学交通学院 06/05/19
轨道交通的发展历程及展望 目 录
1 2 3 4 5 高速铁路的兴建 高速轮轨技术的发展 磁浮技术的发明 磁浮技术的应用与展望 城市轨道交通百年回眸
来自百度文库
前 言
2006年法国的一位哲学家韦列 留（P· Virillio）提出：“20世纪 欧洲的哲学史，基本上可视为回应 速度不断提高所带来的冲击的历史， 更简单地说，就是一部交通史。” 人移动的速度改变了，对时间、 空间、自身及外在世界的想法也随 之改变。
1 高速铁路的兴建
西欧的高速铁路网正在形成， 网络规模预计到2010年底将扩大一 倍，达到大约6000公里。
1 高速铁路的兴建
南非计划修建一条从约翰内斯 堡至比勒陀利亚的高速铁路，这条 全长80km的高速铁路，总投资为70 亿兰特(约合10亿美元)。该项工程 已得到豪登省政府的批准，预计5年 内可以建成，届时非洲大陆将拥有 第一条高速铁路。
4 磁浮技术的应用与展望
英国的 Maglev System
英国进行过低速磁浮列车试验，速度为 50km/h,并在伯明翰建设了一条600m长的运营 线路，从伯明翰铁路车站至国家展览中心。 该系统于1981年初开工，1984年5月竣工。最 高速度为54km/h,最大运量为5.1万人次/日。 但因故障率高、维修成本高等原因，于1996 年停止使用。
由于超导磁浮列车只有当速度超过 150km/h时才能浮起，所以超导都是高速。 日本研究的是低温超导（-269°C,液 氦冷却），美国有人在研究高温超导（液 氮冷却），预计10年后可投入运行。 常导磁浮包括中低速和高速两种类型。
3 磁浮技术的发明
超导磁浮列车的悬浮高度约 100mm,而常导只有10mm，因而超导 对轨道的精度要求低于常导。但低 温超导应用难度大，常导则容易实 现。超导磁辐射对人体有害，需进 行磁屏蔽，而常导不需要磁屏蔽。
前 言
为落实“加快发展铁路、城市 轨道交通”的发展战略，2006年3月 13日，国家发改委正式宣布，京沪 高速铁路和沪杭磁浮项目双双获得 批准。这意味高速轮轨与磁浮两项 高新技术在我国可谓是“各得其所， 比翼齐飞”；同时也标志着中国开 始迈向高速轨道交通时代。
1 高速铁路的兴建
世界上的高速铁路有三种模式：一 是既有线、客货混运型，最高运行速度z 至少为200km/h，采用这种制式的有英国、 俄罗斯等；二是新建线、客货混运型， 最高运行速度至少为250 km/h，采用这 种制式的有德国、意大利等；三是新建 线、客运专线型，最高运行速度至少达 300 km/h，较多采用这种制式的有如日 本、法国、韩国等。