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对磁悬浮列车运行控制系统的思考

交通运输学院运输1302班11252086 丁耀宗

对磁悬浮列车运行控制系统的思考

——《列车运行控制系统》课程考察报告

11252086 丁耀宗1综述

高速磁悬浮列车作为一种新型交通工具，以其快捷、安全、舒适、无磨擦、低噪声、低能耗、易维护、无污染等优点吸引着人们的眼球。磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不同于其他列车需要接触地面，因此只受来自空气的阻力。磁悬浮列车的速度可达每小时400公里以上，比轮轨高速列车的380多公里还要快。20世纪末以来，德国、发达国家以及中国都相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。我国第一辆磁悬浮列车2003年1月开始在上海运行。磁悬浮列车的普及应用，除了硬件技术问题，首要的就是解决其控制系统的问题。

高速磁悬浮运行控制系统就如同人的大脑，负责安排整个交通系统安全可靠有效的运转，使磁悬浮列车的特点充分展现出来。目前，仅日本和德国对高速磁悬浮运行控制系统的研究技术比较成熟。

2 磁悬浮列车性能简介

高速磁悬浮列车的推力是利用交流同步直线电机(LSM)的原理产生的，该电机与其对应的交流同步旋转电机结村、工作原理

基本相似。它的转子是置于列车底部的直流激励的磁极，定子为沿着线路轨道铺设的三相定子绕组，设置在地面上的变频设备在线路上可分段给定子绕组供电。当三相绕组通入三相对称正弦电流时。在气隙中便形成正弦分布并以同步速度平移的行波磁场，当磁场足够大时则吸引转子而使列车以同步速度行驶。只要安装在路边的变电所内的变频设备把电馈入长定子电缆中，在线路上就会产生使列车移动的磁场，而且频率越高，移动的速度也越大。

由于一个变电所的供电能力有限，因此整个线路被分成数个供电分区，每个分区对应一个变电所，一个变电所只能给一辆列车供电。为提高系统的效率和功率因数，供电分区内的电缆又被分为一个个的小分区，只向有车运行的那个小分区供电，这样也可减小能耗，节约能源，但需要分区转换装置。供电分区供电的模式对磁悬浮列车运行控制也产生了直接的影响。

3磁悬浮列车控制系统特点需求分析

磁悬浮运行控制系统的基本任务和传统轮轨列车类似，就是要根据运行计划，办理列车运行进路，保证进路正确安全；实时控制和监督列车运行速度，防止列车超速；调整列车追踪问隔，保证运行安全，提高运输效率；提供旅客服务信息，提高服务质量。这些要求在磁悬浮交通中需要由地面的运行控制系统自动完成，而在轮轨交通中这些功能主要起辅助司机驾驶的作用。

基于磁悬浮列车的上述特点和工作原理，其列车运行控制系统必须满足以下几点基本要求：

（1）驾驶功能：参照现代铁路高速列车与民航客机现行的控制系统，在将来磁悬浮列车投入运营时应采用自动控制为主人工控制为辅的控制方式。具体包括自动悬浮控制功能、电力牵引控制功能、电力制动与机械制动控制功能、车门控制功能、电源控制功能、辅助设备控制功能。

（2）保护功能：保护功能参考铁路高速列车现行控制系统与法国、德国以及日本等国系统，应采用全自动移动闭塞的方式，涵盖进站保护功能、曲线限速保护功能、超速防护功能以及对驾驶误操作自动保护功能。

（3）监视功能：监视系统也采用全自动方式，具体包括：速度测量和列车定位功能、进站检测功能、全列车状态检测与显示功能、故障诊断功能。

4磁悬浮列车控制系统的一般类型及速度防护方式

基于磁悬浮列车的特点，磁悬浮列车的控制系统应类似于轮轨列车的自动控制系统（ATC），即在磁悬浮列车运行控制系统中也可分出类似于列车自动驾驶系统（ATO）、列车自动防护系统（ATP）以及列车自动监控系统（ATS）的几个部分。但是由于磁悬浮列车特殊的运行机理，在传统的轮轨列车自动控制系统的基础上，磁悬浮列车对同步控制产生的测速定位的精度要求、自动控制产生的大容量信息传输要求等都与以往有所不同。

4.1系统属性

因此，根据系统功能、人机分工和自动化程度的要求，磁悬

浮列车运行控制系统应采用类似于铁路列车运行自动控制系统（ATC）的控制系统。

4.2人机关系

从人机设备优先等级的角度考虑，由于，磁悬浮列车自身的制动系统的自动化程度以及自动性能非常高，列车开行对正点率的要求高，磁悬浮列车运行控制系统应优先采用设备优先的列控系统。

4.3速度防护

在传统轮轨铁路中，闭塞的出现完全是为了保证列车安全运行间隔，防止发生列车碰撞。闭塞可分为固定闭塞和移动闭塞两种。固定闭塞就是将线路分成固定的区段，每个区段为一个闭塞分区，当分区内有列车占用时，其他列车不能进入，以避免发生列车碰撞。移动闭塞则是基于无线通信的一种技术，它的出现主要是为了在保证列车安全的情况下提高线路行车密度。在移动闭塞情况下，后行列车的位置不受固定区段的限制，只与前行列车的位置有关，保证了列车最小运行间隔。在磁悬浮交通中，列车运行间隔等于一个供电区段的长度，这是由一个变电所只能控制一辆列车决定的。其供电区段为一个闭塞分区(与轮轨铁路的闭塞概念相同)，当供电区段有列车占用时，后行列车不允许进入。分区开放条件不同，磁悬浮闭塞分区开放条件为：1)线路被清空；

2)闭塞区间中没有列车占用；3)完成了分区间的电源切换。由于列车的驱动由列车经过的区段供电进行控制，在供电区段开关控

制正常的情况下，后行列车是无法闯入被占用区段的，这就在很大程度上避免了列车碰撞事件的发生。

参照当前高速铁路及客运专线的列车运行控制系统，要使磁悬浮列车的性能得到充分地发挥，磁悬浮列车应采用前行车所在闭塞分区（供电区段）的入口为目标点的速度距离模式控制方式，即准移动闭塞方式。

4.4信息传递

从车地信息传输方式上考虑，无论轮轨交通还是磁悬浮交通，传输的信息大致可分为两类——安全信息和非安全信息。安全信息直接关系到列车的运行安全，因此它的信息的确定和传输一般采用冗余通道来保证安全。安全信息主要包括列车的位置和速度信息、速度限制信息、运行权限等，非安全信息包括旅客服务信息等。一般来说，系统的自动化程度越高，对信息传输的要求也就越高。

在轮轨交通中，对信息传输的要求有一个发展的过程。在固定闭塞的情况下，编码的轨道电路是列车进行中车上与地面信息传输的主要通道，轨道查询应答器、轨间电缆等作为列车位置参考点为列车提供绝对位置信息。列车的运行权限在列车通过定点位置时由地面以机车信号的形式发送给列车(或司机)。在这种情况下信息传输量相对较小，信息的传输属点式传输。而在基于无线通信的移动闭塞情况下，需要列车将位置和速度信息连续地传给无线闭塞中心(RBC)，RBC再将运行权限和限速等信息发送给

列车。为了满足信息传输需求并减少路边设备和设备成本，采用了无线传输(如GPS)为主，查询应答器为绝对位置参考点的信息传输方式（即点连式列控系统）。

5磁悬浮列车运行系统应选择的相应关键设备及技术

5.1列车的定位与测速

传统轮轨列车测量列车速度和位置的方法有两类，第一类是利用各种轨道电路进行测速，第二类为非轨道电路列车检测法。非轨道电路法包括异频雷达收发机(如Balise)、卫星定位法(如GPS)、多普勒雷达测速等。各种轨道电路由于其自身的优点在现代铁路中仍是使用最广泛的一种方式。但它的信息处理能力远不如非轨道电路法，无法满足高速列车运行对测速和定位的要求，所以一些控制系统利用全球定位系统(GPS)获取位置信息，以查询应答器(Balise)作为绝对位置参考点进行位置校正。在磁悬浮交通中，由于磁悬浮列车与轨道完全无机械接触，无轨道电路可以利用，它的定位测速可以采用非轨道电路法以及根据磁悬浮特点研究的新的方法。

5.2 磁悬浮列车速度防护类型

高速铁路现行的CTCS3级速度防护系统中，由地面无线闭塞中心(RBC）和车载设备完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正，现阶段适用350km/h及以上高速客运专线，并在应用中表现良好。为适应磁悬浮列车的特点，经过一系列技术改造，可将此类无线移动闭塞方式应用到未来的磁

悬浮列车速度防护中。具体表现为：

（1）进站保护功能：参考地铁采用的制动方式，通过协调机械制动与电力再生制动，控制列车进站速度和停靠位置，做到精准停站。自动化为主，人工制动为辅的方式，减小驾驶员工作量，尽可能避免人工失误，提高列车运行舒适性。

（2）曲线限速保护功能：采用移动闭塞方式和曲线限速保护方式。此类方式通过区段总控制室协调各车速度与距离，采用无线传输，最大程度释放线路运能。

（3）超速防护功能：列车速度防护系统通过列车自带速度检测装置实时获取列车运行瞬时速度，并与控制系统发布的安全速度和区段顶棚速度相比较。确保列车在安全速度下运行。

（4）对驾驶误操作自动保护功能：当出于突发事件由自动驾驶转为人工驾驶时，计算机不是停止工作，而是后台监控人工驾驶操作。一旦出现操作失误，计算机马上提示驾驶员更改操作，为列车运行增加双保险。

5.3车地传输技术

线通信的移动闭塞情况下，需要列车将位置和速度信息连续地传给无线闭塞中心(RBC)，RBC再将运行权限和限速等信息发送给列车。为了满足信息传输需求并减少路边设备和设备成本，采用了无线传输(如GPS)为主，查询应答器为绝对位置参考点的信息传输方式。

对于磁悬浮列车，它的运行控制主要在地面，要求控制中心、地面设备和列车之间进行实时的双向通信，要求信息具有很高的实时性，列车的安全高速运行控制、大量设备的监控、优质的旅客服务信息等要求信息传输安全、可靠、高速、高容量。参考国外磁悬浮列车经验，日本山梨试验线车上与地面设备之间的通信采用多通道冗余方式来保证传输的可靠性，用于定位测速的轨间电缆作为主要的传输通道，数据传输的波特率为4800bps。用于地面向车上传输监控信息及遥感命令，列车的实时速度及位置监测在地面完成，由地面传输给车上的信息只是起监督的作用，用于紧急情况下控制列车紧急刹车。另外使用漏泄同轴电缆作为冗余通道，它的传输波特率为296bps，它可以实现车地双向通信，其原理是：漏泄同轴电缆是在同轴电缆外导体上开有一定形状和一间距的槽，使电磁场的能量集中在同轴电缆的内外导线之间，部分能量可以从同轴电缆中的槽孔泄漏到空间中，并和附近的移动电台天线耦合构成无线通道。同轴电缆外导体上开的槽可以有许多形状，各种形状在传输损耗和耦合损耗方面各不相同。另外设计了一种大容量的数据传输——45GHz的毫米波，用于取代漏

泄同轴电缆，它允许采用比漏泄同轴电缆更高的频率、更大的带宽和更高的数据传输率，可以满足多媒体的应用。德国TVE试验线车地传输则采用的是38GHz毫米波无线传输系统。

5.4其他相关配套列控技术

参考我国高速铁路现行的CTCS（Chinese Train Control System）系列列控系统的经验，以及磁悬浮列车高速、追踪间隔小、无轨道接触、自动化程度非常高等特点，磁悬浮列车列控系统应类似CTCS4级系统（当前还处于理论研究阶段），完全基于无线控制和通信，卫星定位，无须地面信号设备；车载列车完整性检查；实现移动闭塞，提高运输能力。具体表现为：（1）自动悬浮控制功能：通过自动控制与车地感应系统保证列车平稳正常的悬浮与运行。

（2）电力牵引控制功能：由大型电脑控制轨道交变电流的变化，增加精准度保证列车获得稳定的前进动力。

（3）电力制动与机械制动控制功能：可采用机械制动与电力再生制动两种方式协同作用，保证停车距离的同时达到节能的效果。

（4）车门控制功能：保证列车停靠站是车门顺畅开启以及在运行过程中与外界环境隔离。应辅以手动开关，以应对突发情况。

（5）电源控制功能：利用列车移动自行发电，控制车厢内各电力设备正常工作。包括照明、空调、换气等。从而达到节省

电能的目的

（6）辅助设备控制功能：包括无线通讯，以及与客户服务

磁悬浮列车的工作原理

超导磁悬浮列车的工作原理超导磁悬浮列车工作时主要利用了磁性物质同性排斥异性吸引的基本原理,从而最终达到了列车悬浮在车轨上方,列车在磁力的牵引下高速前行,列车在高速前行过程中自动调整姿势以避免倾斜的目的. 首先,对于列车之所以能够悬浮在轨道上方做简单说明:磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁悬浮列车也有两种相应的形式：一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车，它利用车上超导电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行的铁路；另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10—15毫米的间隙，并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。那么，磁体间为什么能产生如此强大的磁场而最终让沉重的车厢悬浮起来呢？在演示实验中我们用的是极冷的液氮冷却那种放在车厢底部的超导元件办到的。超导元件在相当低的温度下具有的完全导电性和完全抗磁性。而实际运用的超导磁体是由超导材料制成的超导线圈构成，它不仅电流阻力为零，而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流，这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁。。超导磁悬浮列车的工作原理是利用超导材料的抗磁性，将超导材料置于永久磁体（或磁场）的上方，由于超导的抗磁性，磁体的磁力线不能穿过超导体，磁体（或磁场）和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在上方。其次，磁悬浮列车的高速前进也是利用电磁体间的磁力完成的。简单的讲就是，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁铁。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引，并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。当列车前进时，在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个S极线圈，现在变为N极线圈了，反之亦然。这样，列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速，通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。具体地讲超导磁悬浮列车的车辆上装有车载超导磁体并构成感应动力集成设备，而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧，车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组、感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成。当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的三相交流电时，就会产生一个移动的电磁场，因而在列车导轨上产生磁波，这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力，正是这

中低速磁悬浮技术简析

中低速磁悬浮技术简析中低速磁悬浮轨道交通是一种依靠磁悬浮列车五个转向架悬浮系统及直线电机牵引系统实现无接触和非粘着牵引抱轨运行的交通方式，因其技术先进、功能强大、节能环保、性价比高，我国具有自主知识产权，受到社会广泛青睐，是一种先进、经济、环保的交通方式。一般认为，高速磁悬浮适合远距离交通，而中低速磁悬浮适合近距离交通。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，初期设车站3座，预留车站2座，线路全长18.54公里，总投资46.04亿元，于2014年5月开工，2015年12月26日建成并试运行，建设工期20个月，计划2016年上半年正式通车运营。长沙中低速磁浮工程是中国国内第一条自主设计、自主制造、自主施工、自主管理的中低速磁悬浮，是继上海以来又一个开通磁悬浮的城市，也是湖南省践行“一带一路”的重点项目。铁四院以中国铁建名义采取“股权投资+设计施工总承包+采购+研发+制造+联调联试+运营维护+后续综合开发”独创性建设模式承建的长沙磁悬浮工程，是中国第一条中低速磁悬浮轨道交通商业线。相对于地铁、轻轨、新型有轨电车等主要城市轨道交通运输方式，中低速磁悬浮轨道交通具有以下优势：一是低噪音。运行噪声约62分贝，低于人正常说话的噪声值，是“超静交通”的代表。二是低成本。长沙中低速磁浮交通转弯半径小、爬坡能力强，特别适合在城市中穿梭。综合造价约2亿元/公里，与地铁相比具备明显的价格优势。其次目前轮轨交通的年运营维护成本是总投资的

4.4％左右。中低速磁悬浮轨道交通后期维护费用较低，年运营维修费理论值约为总投资的1.2％。三是低辐射。经科学检测，长沙磁浮交通辐射值1米外小于电磁炉、3米外不到微波炉的一半、5米外比电动剃须刀更低，堪称绿色“环保交通”的典范。四是低震动。列车沿轨道无接触运行，无车轮摩擦与冲击。可实现有害气体零排放，由于没有车轮磨耗，也不会在运行中产生铁粉或橡胶粉尘，最大限度避免环境污染。中低速磁悬浮在柳州落地，存在以下几点问题： 1、运量较低，且其车厢编组调整较其他制式困难。轻轨每小时运量为1.5至3万人，中低速磁悬浮每小时运量为0.8至1.5万人。目前长沙磁悬浮采用三节车厢编组，每列最大载客量约为500人，且调整其车厢编组过程需要2-3个月周期（咨询中车株机技术人员数据）。轻轨一般采用四节车厢编组，B型车厢最大载客量约为1000人，客流高峰期间增加车厢编组方便。 2、一般来说中低速磁悬浮采用高架敷设。线路经过市区采用高架，对柳州的山水城市景观是否有影响需要进一步论证。 3、中低速磁悬浮在长沙尚处于试运营阶段，国内尚未有成熟的商业运营城市，其技术还在提升阶段，运营的成熟性、可靠性还有待实践检验。 4、中低速磁悬浮作为一种新的技术进行推广，大众的接受需要过程。深圳8号线曾经计划以磁悬浮高架方式建设，曾受到莲塘和沙头角片区居民的强烈反对，导致项目方案全盘否定，前期工作进展缓慢，目前新的方案正在论证中。长沙磁悬浮也是选择从长沙火车南站至黄花机场的郊区线路。

上海磁悬浮列车中英双版

上海磁悬浮列车磁悬浮列车是一种利用磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具。简单地说，排斥力使列车悬起来、吸引力让列车开动。磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥——结果是一“推”一“拉”。磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙（一般为1—10cm），因此运行安全、平稳舒适、无噪声，可以实现全自动化运行。磁悬浮列车的使用寿命可达35年，而普通轮轨列车只有20—25年。磁悬浮列车路轨的寿命是80年，普通路轨只有60年。此外，磁悬浮列车启动后39秒内即达到最高速度，目前的最高时速是552公里。据德国科学家预测，到2014年，磁悬浮列车采用新技术后，时速将达1000公里。而一般轮轨列车的最高时速为350公里。 “常导型”磁悬浮列车世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，建成后，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需6～7分钟。上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。是利用“异性相吸”原理设计，是一种吸力悬浮系统，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁，和铺设在轨道上的磁铁，在磁场作用下产生的吸力是车辆浮起来。列车底部及两侧转向架的顶部安装电磁铁，在“工”字轨的上方和上臂部分的下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流使电磁铁和轨道间保持1厘米的间隙，让转向架和列车间的吸引力与列车重力相互平衡，利用磁铁吸引力将列车浮起1厘米左右，使列车悬浮在轨道上运行。这必须精确控制电磁铁的电流。悬浮列车的驱动和同步直线电动机原理一模一样。通俗说，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变成电磁体，由于它于列车上的电磁体的相互作用，使列车开动。列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引，同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时，线圈里流动的电流方向就反过来，即原来的S极变成N 极，N极变成S极。循环交替，列车就向前奔驰。稳定性由导向系统来控制。“常导型磁吸式”导向系统，是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时，列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用，产生排斥力，使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时，控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制，达到控制运行目的。 “常导型”磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼?肯佩尔于1922年提出。 “常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”，“定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能。我们知道，电动机的“定子”通电时，通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时，通过电磁感应作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。上海磁悬浮列车时速430公里，一个供电区内只能允许一辆列车运行，轨道两侧25米处有隔离网，上下两侧也有防护设备。转弯处半径达8000米，肉眼观察几乎是一条直线；最小的半径也达1300米。

磁悬浮列车发展史

磁悬浮列车发展史磁悬浮列车 2003-12-31 磁悬浮列车是自大约200年前斯蒂芬森的“火箭”号蒸气机车问世以来铁路技术最根本的突破。磁悬浮列车在今天看似乎还是一个新鲜事物，其实它的理论准备已有很长的历史。磁悬浮技术的研究源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。进入70年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。而美国和前苏联则分别在七八十年代放弃了这项研究计划，目前只有德国和日本仍在继续进行磁悬浮系统的研究，并均取得了令世人瞩目的进展。下面把各主要国家对磁浮铁路的研究情况作一简要介绍。日本于1962年开始研究常导磁浮铁路。此后由于超导技术的迅速发展，从70年代初开始转而研究超导磁浮铁路。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月在宫崎磁浮铁路试验线上，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。1995年，载人磁浮列车试验时的最高时速达到411公里。为了进行东京至大阪间修建磁浮铁路的可行性研究，于1990年又着手建设山梨磁悬浮铁路试验线，首期18.4公里长的试验线已于1996年全部建设完成。德国对磁浮铁路的研究始于1968年（当时的联邦德国）。研究初期，常导和超导并重，到1977年，先后分别研制出常导电磁铁吸引式和超导电磁铁相斥式试验车辆，试验时的最高时速达到400公里。后来经过分析比较认为，超导磁浮铁路所需的技术水平太高，短期内难以取得较大进展，遂决定以后只集中力量发展常导磁浮铁路。1978年，决定在埃姆斯兰德修建全长31.5公里的试验线，并于1980年开工兴建，1982年开始进行不载人试验。列车的最高试验速度在1983年底达到每小时300公里，1984年又进一步增至400公里。目前，德国在常导磁浮铁路研究方面的技术已趋成熟。与日本和德国相比，英国对磁浮铁路的研究起步较晚，从1973年才开始。但是，英国则是最早将磁浮铁路投入商业运营的国家之一。1984年4月，伯明翰机场至英特纳雄纳尔车站之间一条600米长的磁浮铁路正式通车营业。旅客乘坐磁浮列车从伯明翰机场到英特纳雄纳尔火车站仅需90秒钟。令人遗憾的是，在1995年，这趟一度是世界上唯一从事商业运营的磁浮列车在运行了

日本中低速磁悬浮技术及其应用前景

万方数据

日本中低速磁悬浮技术及其应用前景作者：石定寰， SHI Ding-huan 作者单位：国家科技部,北京,100862 刊名：交通运输系统工程与信息英文刊名：JOURNAL OF TRANSPORTATION SYSTEMS ENGINEERING AND INFORMATION TECHNOLOGY 年，卷(期)：2007,7(5) 被引用次数：9次参考文献(7条) 1.王庆云中国交通发展的演进过程及问题思考[期刊论文]-交通运输系统工程与信息 2007(1) 2.吴晓我国"十一五"交通发展规划中若干问题的探讨[期刊论文]-交通运输系统工程与信息 2006(6) 3.石定寰论我国科技发展与科技创新的策略与技术关键[期刊论文]-交通运输系统工程与信息 2003(1) 4.毛保华磁悬浮技术在中国的应用前景分析 2006 5.Vukan R Vuchic;Jeffrey M Casello An evaluation of maglev technology and its comparison with high speed rail 2002(02) 6.吴丹高速磁悬浮列车运行控制与传统轮轨列车运行控制的比较[期刊论文]-交通运输系统工程与信息 2003(4) 7.严陆光;李耀华磁悬浮技术的发展及其在中国的商业应用 2007 本文读者也读过(10条) 1.佟力华.马沂文.胥刃佳适用于城市交通的中低速磁悬浮技术[期刊论文]-电力机车与城轨车辆2003,26(5) 2.戴政磁悬浮技术综述[期刊论文]-中小型电机2000,27(2) 3.王丽茹.张彦军磁悬浮技术在工程实践中的应用分析[期刊论文]-职业2010(17) 4.毛保华.黄荣.贾顺平.MAO Bao-hua.HUANG Rong.JIA Shun-ping磁悬浮技术在中国的应用前景分析[期刊论文]-交通运输系统工程与信息2008,8(1) 5.蒋金周磁悬浮技术及其应用与发展分析[期刊论文]-机电一体化2004,10(1) 6.张佩竹.Zhang Peizhu中低速磁悬浮技术特征及工程化研发[期刊论文]-铁道标准设计2006(z1) 7.张士勇磁悬浮技术的应用现状与展望[期刊论文]-工业仪表与自动化装置2003(3) 8.徐晓美.朱思洪.XU Xiao-mei.ZHU Si-hong磁悬浮技术及其工程应用[期刊论文]-农机化研究2005(6) 9.徐安.李永善磁悬浮技术在德国的发展[期刊论文]-城市轨道交通研究2001,4(2) 10.磁悬浮技术揭秘:全世界人都会到中国买技术[期刊论文]-硅谷2010(11) 引证文献(6条) 1.蒋艾伶单轨交通发展现状与趋势[期刊论文]-科技与企业 2015(13) 2.佟来生,张文跃,罗华军,李晓春单模块电磁铁静态悬浮特性研究[期刊论文]-电力机车与城轨车辆 2013(05) 3.俞洪磁悬浮轴承的数字仿真研究[期刊论文]-科技信息 2010(05) 4.陶兴中低速磁悬浮轨道梁关键设计参数研究[学位论文]硕士 2008 5.刘卫东日本Linimo磁浮线的技术特点和运行情况[期刊论文]-城市轨道交通研究 2014(04) 6.毛保华,黄荣,贾顺平磁悬浮技术在中国的应用前景分析[期刊论文]-交通运输系统工程与信息 2008(01) 引用本文格式：石定寰.SHI Ding-huan日本中低速磁悬浮技术及其应用前景[期刊论文]-交通运输系统工程与信息 2007(5)

中国磁悬浮列车原理

磁悬浮列车 1.磁悬浮技术的原理磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。 2.磁悬浮技术的应用国际上对磁悬浮轴承的研究工作也非常活跃。1988年召开了第一届国际磁悬浮轴承会议，此后每两年召开一次。1991年，美国航空航天管理局还召开了第一次磁悬浮技术在航天中应用的讨论会。现在，美国、法国、瑞士、日本和中国都在大力支持开展磁悬浮轴承的研究工作。国际上的这些努力，推动了磁悬浮轴承在工业上的广泛应用。国内对磁悬浮轴承的研究工作起步较晚，尚处于实验室阶段，落后外国约20年。1986年，广州机床研究所与哈尔滨工业大学首先对“磁力轴承的开发及其在FMS中的应用”这一课题进行了研究。此后，清华大学、西安交通大学、天津大学、山东科技大学、南京航空航天大学等都在进行这方面的研究工作。目前在工业上得到广泛应用的基本上都是传统的磁悬浮轴承(需要位置传感器的磁悬浮轴承)，这种轴承需要5个或10个非接触式位置传感器来检测转子的位移。由于传感器的存在，使磁悬浮轴承系统的轴向尺寸变大、系统的动态性能降低，而且成本高、可靠性低。此外，由于传感器的价格较高，从而导致磁悬浮轴承的售价很高，大大限制了它在工业上的推广应用。 2009年8月，参观者在北京看磁悬浮列车轨道，北京城建设计研究总院的总工杨秀仁透露，北京正在做一条磁悬浮线的长期规划———通往门头沟的S1轨道线路正在筹划，计划采用中国自主研发的磁悬浮技术。而由北京控股磁悬浮技术发展有限公司和国防科技大学合作的中低速磁浮列车，是中国唯一具有完全自主知识产权的磁悬浮列车。 3.磁悬浮技术的前景随着电子元件的集成化以及控制理论和转子动力学的发展，经过多年的研究工作，国内外对该项技术的研究都取得了很大的进展。但是不论是在理论还是在产品化的过程中，该项技术都存在很多的难题，其中磁悬浮列车的技术难题是悬浮与推进以及一套复杂的控制系统，它的实现需要运用电子技术、电磁器件、直线电机、机械结构、计算机、材料以及系统分析等方面的高技术成果。需要攻关的是组成系统的技术和实现工程化。磁悬浮轴承面向电力工程的应用也具有广阔的前景，根据磁悬浮轴承的原理，研制大功率的磁悬浮轴承和飞轮储能系统以减少调峰时机组启停次数；进行以磁悬浮轴

中低速磁悬浮与轻轨、地铁的比较

中低速磁悬浮在城市轨道交通中的运用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,1934年他申请了磁悬浮列车的专利,1953年完成科学报告《电子悬浮导向的电力驱动铁路机车车辆》。20世纪70年代以后,世界工业化国家经济实力不断加强,为提高交通运输能力以适应经济发展的需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始对磁悬浮运输系统进行开发,并取得令人瞩目的进展。磁悬浮列车与传统轮轨列车不同，它用电磁力将列车浮起，导向和驱动。在运行时不与轨道发生摩擦，中低速磁悬浮列车（时速小于200km）在运行时发出的噪声非常低。此外，磁悬浮列车还具有速度高，制动快，爬坡能力强，转弯半径小，振动小，舒适性好等优点。在修建城市轨道交通线路的造价攀升的情况下，中低速磁悬浮线的性能价格比好的优势得以显示出来。 1 磁悬浮技术的种类目前，载人试验获得成功的磁浮列车系统有3种，它们的磁悬原理和系统技术完全不同，不能兼容。（1）用常导磁吸式（EMS）进行悬浮导向，同步长定子直线电机驱动的高速磁浮列车系统。以德国的TR（Trans rapid）磁浮列车系统为代表。TR采用常规电导吸引的方式进行悬浮和导向，悬浮的气隙较小，一般为 10mm 左右；由地面一次控制的直线同步电机驱动。我国上海机场磁悬浮线就是引进的德国 TR系统（2）采用超导磁斥式（EDS)进行悬浮和导向，同步长定子直线电机驱动的高速磁浮列车系统。高速超导磁悬浮列车以日本的ML系统为代表。车上的超导线圈在低温下进入超导状态，通电后产生很强的磁场，列车运动时，超导磁体使线路上的导体产生感应电流，该电流也将产生磁场，并与车上的超导磁体形成斥力，使车辆悬浮（悬浮高度较大，一般为100mm左右）。列车由地面一次控制的线性同步电机进行驱动，同步电机定子三相绕组铺设在地面线路两侧，无需通过弓网受电方式供电。

上海高速磁悬浮地面牵引供电系统

1 引言近些年来，磁浮列车以其高速、节能、安全、舒适、环保等优点日益受到人们越来越多的关注。目前德国和日本是世界上磁浮列车研究最多的国家：德国已经研制了tr系列吸力型磁浮列车，并在埃姆斯兰建造了大型试验用的tve试验线;日本也研制了mlu系列斥力型磁浮列车和hsst系列吸力型磁浮列车，并修建了山梨试验线。我国也在积极开展这方面的研究工作，上海已从德国引进了tr08型磁浮列车，并已投入了商业运行，同时也拉开了消化吸收其先进技术的序幕。在磁浮列车运行系统中，合理有效的牵引供电系统是实现磁浮列车高速可靠运行的关键之一，故而成为本文的主要研究对象。 2 磁浮列车牵引供电系统概况磁浮列车按照动力源（直线电动机）定子的长短相应可分为短定子直线电动机驱动的磁浮列车和长定子直线电动机驱动的磁浮列车。短定子直线电动机是将定子绕组安装在车体的底部，通过向磁浮列车提供变压变频的电源，由车上的短定子产生行波磁场; 轨道上安置结构较为简单的长转子，这种结构多用于直线异步牵引电动机的驱动系统。由于列车通过受流器供电，而高速受流困难使列车运行速度、异步电机的功率因数及效率均受到限制，因此该系统仅用于低速小功率短距离的电力牵引。长定子直线同步电动机驱动的磁浮列车的底部安置有直线电机的转子，整条轨道上安装同步电机的长定子绕组。磁浮列车内部对转子的供电简单，没有高速受流的困难。采用这种直线同步电动机驱动，适合于高速、大功率、长距离的电力牵引。德国和日本均采用这种系统。德国研制了常导吸浮式磁浮列车：由车上常导电流产生的电磁吸引力吸引轨道下方的导磁体，使列车浮起。常导电流比较容易获得，通常由蓄电池或感应式发电线圈等设备产生电流，供给同步直线电动机的转子。但常导系统电磁吸引力相对较小，列车悬浮高度约10mm，故对控制精度的要求很高。日本研制的超导斥浮型磁浮列车是由车上强大的超导电流产生极强的电磁场，该电磁场相对线路侧墙上的8字形导电环高速移动，使导电环感应出强大的环流，在8字形下半环中形成推斥磁场，而上半环中则形成吸力磁场，使列车悬浮。该悬浮系统是一个无需反馈控制的稳定系统，而且悬浮高度可在10cm左右，从而使控制相对简单。 3 上海高速磁浮列车的牵引供电系统［1］上海运营的高速磁浮列车是从德国引进的tr08型磁浮列车，采用长定子直线同步电动机和常导吸浮式系统。其牵引供电系统如图1所示，由高压变压器（110kv/20kv）、输入变压器、输入变流器、逆变器和输出变压器等主要部件构成。磁悬浮列车牵引供电系统从110kv网压经高压变压器变为20kv，再由输入变压器和输入变流器变为±2500v的直流电压。从直流环节来的直流电压，由三相三点式逆变器产生可变频率（0～300hz）、可变幅值（0～×4.3kv）、可调相角（0～360°）的三相交流电。磁悬浮列车的牵引变流器有两种工作模式：

上海磁悬浮列车

原理上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。是利用“异性相吸”原理设计，是一种吸力悬浮系统，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁，和铺设在轨道上的磁铁，在磁场作用下产生的吸力是车辆浮起来。世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，建成后试运行了一段时间。磁悬浮有哪些优缺点？为什么引起如此大的争议？磁悬浮列车有许多优点：列车在铁轨上方悬浮运行，铁轨与车辆不接触，不但运行速度快，能超过500 千米/小时，而且运行平稳、舒适，易于实现自动控制；不排出有害的废气，有利于环境保护；可节省建设经费；运营、维护和耗能费用低。磁悬浮列车的缺点：磁悬浮列车突然情况下的制动能力不可靠，不如轮轨列车。在陆地上的交通工具没有轮子是很危险的。因为列车要从动量很大降到静止，要克服很大的惯性，只有通过轮子与轨道的制动力来克服。磁悬浮列车需要高架，高架梁的绕度必须小于1毫米，因此，高架桥跨一般要小于25米，桥墩基础要深30米以上。比如在上海到杭州的地面上要形成一道200多公里的挡墙。此外，由于运行动力学的影响，轨道两侧各100米内是不允许有其他建筑物的。修建沪杭磁悬浮，占地多，对环境影响比较大。北京有关磁悬浮的《公示》说明电磁环境影响：主要发生在地面高架桥段，高架线磁悬浮列车运行时可能会对开放式电视接收用户产生电磁干扰以及对人体健康的影响。磁悬浮列车是连接上海机场和经济新区浦东以及老市中心的主要交通工具。然而这条线路，并没有把机场和浦东中心、老市中心以及上海火车站直接连接起来，只把机场和浦东龙阳路２号地铁站连接起来，旅客们必须在此中转。这样，上海市的一般旅客，要先乘坐公共汽车或地铁，再换乘２号地铁，最后再换乘世界上最先进的磁悬浮列车到机场。根据德国公共交通的经验，一次换乘，旅客尚能接受；二次换乘，部分旅客将不优先选用公共交通工具；三次换乘，只剩下不得不采用公共交通的顾客。从公共交通运输网的组成来看，选用最高时速４５０公里的磁悬浮列车来连接相距３３公里的两地，并非合理的选择，因为磁悬浮列车的速度快、时间短的优点并显示不出来，而换车等车的时间和麻烦，超过选用磁悬浮列车所能节约的时间和舒适有人算了一笔账，按照目前的设计水平，磁悬浮列车９节车箱可坐９５９人，每小时可发车１２列，双向运量可达２, ３万人，按每天运行１８小时计算，最大年运量可达

磁悬浮列车原理

第九篇磁悬浮列车原理 §9.1磁悬浮列车综述你一定听说过磁悬浮列车吧，最近它的上镜率可是居高不下，大家都在密切地关注着它的发展态势。我们一直都在盼望着火车的提速，可经过几轮的努力，却总是达不到心中理想的标准，如果你家住在西安，距北京1000多公里，原先回家要17个小时，现在要14个小时，唉，只减少了区区3个小时，还要有难熬的一宿呀！可是你知道吗？普通磁悬浮列车的时速就可以达到500公里/小时，那么，回家就只需要不到3个小时，跟飞机差不多了！其实，在本世纪五、六十年代，铁路曾经被认为是一个夕阳运输产业。因为面对航空、高速公路等运输对手的强劲挑战，它蜗牛般的爬行速度，已越来越不适应现代工业社会物流和人流的快速流动需要了。但七十年代以来，特别是近几年，随着铁路高速化成为世界的热点和重点，铁路重新赢回了它在各国交通运输格局中举足轻重的地位。法国、日本、俄国、美国等国家列车时速由200公里向300公里飞速发展。据1995年举行的国际铁路会议预测，到本世纪末，德国、日本、法国等国家的高速铁路运营时速将达到360公里。但要使列车在如此高的速度下持续行驶，传统的车轮加钢轨组成的系统，已经无能为力了。这是因为传统的轮轨粘着式铁路，是利用车轮与钢轨之间的粘着力使列车前进的。它的粘着系数随列车速度的增加而减小，走行阻力却随列车速度的增加而增加，当车速增至粘着系数曲线和走行阻力曲线的交点时，就达到了极限。据科研人员推算，普通轮轨列车最大时速为350-400公里左右。如果考虑到噪音、震动、车轮和钢轨磨损等因素，实际速度不可能达到最大时速。所以，欧洲、日本现在正运行的高速列车，在速度上已没有多大潜力。要进一步提高速度，必须转向新的技术，这就是超常规的列车－－磁悬浮列车。尽管我们还将磁悬浮列车的轨道称为"铁路"，但这两个字已经不够贴切了。

上海磁悬浮列车

来，认识磁悬浮列车认识磁悬浮列车我国人口众多，资源的人均占有量远远低于世界平均水平。所以在考虑发展我国交通运输系统时，应结合我国国情。发展高速、节能、少污染、占地少的公共交通系统，而磁悬浮列车正是能满足这样要求的较为现实的新型交通工具。它的发展将会大大促进我国高新技术的发展，也可带动一批新兴企业的成长。磁悬浮列车是一种利用电磁磁极间产生吸引力、排斥力的作用原理，以直线电机作为推动力前进的新型交通工具。简单地说，排斥力使列车悬起来，吸引力让列车开动起来。尽管我们还将磁悬浮列车的轨道称为“铁路”，但这两个字已经不够贴切了。就拿铁轨来说，实际上它已不复存在——轨道只剩下一条，而且也不能称其为“轨道”了，因为轮子并没有从上面滚过——事实上连轮子也没有了。它运行时并不接触轨道，只是在离轨道上10厘米的高度“飞行”。上海磁悬浮列车世界上第一条以商业运营为目的的磁悬浮列车试验线，将于两年后在上海浦东建成通车。这一消息一经公布，“磁悬浮列车”立刻成了上海最引人注目，同时又是最令上海人骄傲的一个新名词。因为两年后，从浦东龙阳路起始站乘上磁悬浮列车，只需6分钟就能到达浦东国际机场。而同样的路程，如果乘出租车，在道路通畅的情况下，至少需要30分钟。磁悬浮列车是一种利用电磁磁极间产生吸引力、排斥力的作用原理，以直线电机作为推动力前进的新型交通工具。简单地说，排斥力使列车悬起来，吸引力让列车开动起来。尽管我们还将磁悬浮列车的轨道称为“铁路”，但这两个字已经不够贴切了。就拿铁轨来说，实际上它已不复存在——轨道只剩下一条，而且也不能称其为“轨道”了，因为轮子并没有从上面滚过——事实上连轮子也没有了。它运行时并不接触轨道，只是在离轨道上10厘米的高度“飞行”。

磁悬浮原理

磁悬浮原理磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。它的时速可达到500公里以上，是当今世界最快的地面客运交通工具，有速度快、爬坡能力强、能耗低运行时噪音小、安全舒适、不燃油，污染少等优点。并且它采用采用高架方式，占用的耕地很少。磁悬浮列车意味着这些火车利用磁的基本原理悬浮在导轨上来代替旧的钢轮和轨道列车。磁悬浮技术利用电磁力将整个列车车厢托起，摆脱了讨厌的摩擦力和令人不快的锵锵声，实现与地面无接触、无燃料的快速“飞行”。稍有物理知识的人都知道：把两块磁铁相同的一极靠近，它们就相互排斥，反之，把相反的一极靠近，它们就互相吸引。托起磁悬浮列车的，那似乎神秘的悬浮之力，其实就是这两种吸引力与排斥力。应用准确的定义来说，磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道间的无机械接触，再利用线性电机驱动列车运行。虽然磁悬浮列车仍然属于陆上有轨交通运输系统，并保留了轨道、道岔和车辆转向架及悬挂系统等许多传统机车车辆的特点，但由于列车在牵引运行时与轨道之间无机械接触，因此从根本上克服了传统列车轮轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题，所以它也许会成为人们梦寐以求的理想陆上交通工具。

根据吸引力和排斥力的基本原理，国际上磁悬浮列车有两个发展方向。一个是以德国为代表的常规磁铁吸引式悬浮系统－－EMS系统，利用常规的电磁铁与一般铁性物质相吸引的基本原理，把列车吸引上来，悬空运行，悬浮的气隙较小，一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400-500公里，适合于城市间的长距离快速运输；另一个是以日本的为代表的排斥式悬浮系统－－EDS系统，它使用超导的磁悬浮原理，使车轮和钢轨之间产生排斥力，使列车悬空运行，这种磁悬浮列车的悬浮气隙较大，一般为100毫米左右，速度可达每小时500公里以上。这两个国家都坚定地认为自己国家的系统是最好的，都在把各自的技术推向实用化阶段。估计到下一个? 磁悬浮的构想是由德国工程师赫尔曼?肯佩尔于１９２２年首先提出的。磁悬浮列车包含有两项基本技术，一项是使列车悬浮起来的电磁系统，另一项是用于牵引的直线电动机。直线电动机的原理早在１８世纪末就已经出现，形象地说，是把圆形旋转电机剖开并展成直线型的电机结构。它依靠铺在线路上的长定子线圈极性交错变化的电磁场，根据同极相斥异极相吸的原理进行牵引。在肯佩尔的主持下，经过漫长的研究，德国于１９７１年造出了世界上第一台功能较强的磁悬浮列车。磁悬浮列车按悬浮方式又分为常导型及超导型两种。常导磁悬浮列车由车上常导电流产生电磁吸引力，吸引轨道下方的导磁体，使列车浮起。常导型技术比较简单，由于产生的电磁吸引力相对较小，列车悬

中低速磁悬浮列车车下布线方式研究

中低速磁悬浮列车车下布线方式研究简要介绍了城轨车辆车下主要布线方式。通过对磁悬浮列车车下结构地深入分析，总结出车下结构特点及对布线的影响。并结合此特点，提出了车下型腔穿线、支架布线等线缆布线方式。标签：磁悬浮列车；车下结构；型腔穿线；支架布线 1 概述中低速磁悬浮列车是一种新型的城市轨道交通工具。相对于地铁、轻轨等传统轮轨列车，磁悬浮列车运行时由于不与轨道直接接触，具有爬坡能力强、转弯半径小、噪声低、易维护等特点[1]，近年来越来越受到关注，已经成为轨道交通领域研究的热点。由于运行技术原理较轮轨车辆有较大差别，磁悬浮列车在电气系统和列车走形部构成上更加复杂。电气系统一般包括悬浮控制系统、牵引逆变系统、直线电机系统、受流系统等子系统；列车走形部也由悬浮架和迫导向机构等机械构架取代了轮轨列车的转向架[2]。为了传输信号、电能，保证各个系统的协同工作，线缆连接是不可或缺的一部分。线缆布线质量和装配可靠性直接影响车辆性能和可靠性。目前，针对轮轨车辆如地铁、动车等布线技术的研究与应用较多，但对磁悬浮列车这种结构较特殊的车辆车下布线方式缺乏系统的研究。所以，研究如何规划磁悬浮列车线缆敷设路径、选择合理的布线方式具有十分重要的意义。本文先介绍了城轨车辆电缆的主要布线方式，以中车株机公司某中低磁悬浮列车项目车辆为研究对象，对其电气系统构成及车下设备布置、机械结构进行了详细地分析。并结合车下结构特点，提出了控制电缆采用型腔穿线、主辅电缆用支架布线等线缆布线方法，通过工程实施验证，证明了布线方式的有效性。 2 城轨车辆主要电缆布线方式城轨车辆所用电缆根据电压等级及功率分类，可分为H、A、B、C四个类别。按照国际布线标准，为防止电磁干扰同时满足各个电气系统的EMC要求，各类别电缆须单独敷设。目前城轨列车车下大多采用如下两种布线方式： 2.1 铝合金悬挂线槽铝合金悬挂线槽整体呈长方形，包括主辅线槽区和控制线槽区。其中，主辅线槽区用来敷设H、A类别电压等级高的电缆，控制线槽区主要敷设B、C类别控制电缆和信号电缆[3]。线槽制作时，各个线槽分区用铝合金隔板隔开，每个分区电缆单独设置出线口出线，能有效避免电磁干扰。如图1所示。

磁悬浮列车工作原理

磁悬浮列车工作原理磁悬浮列车的原理是运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。这种原理运用在铁路运输系统上，使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车，时速可达几百公里以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”。列车上装有超导磁体，由于悬浮而在线圈上高速前进。这些线圈固定在铁路的底部，由于电磁感应，在线圈里产生电流，地面上线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总是保持相同，这样在线圈和电磁体之间就会一直存在排斥力，从而使列车悬浮起来。前进的原理：在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引，并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。在线圈里流动的电流流向会不断反转过来。其结果就是原来那个S极线圈，现在变为N极线圈了，反之亦然。这样，列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。当今，世界上的磁悬浮列车主要有两种"悬浮"形式，一种是推斥式；另一种为吸力式。推斥式是利用两个磁铁同极性相对而产生的排斥力，使列车悬浮起来。这种磁悬浮列车车厢的两侧，安装有磁场强大的超导电磁铁。车辆运行时，这种电磁铁的磁场切割轨道两侧安装的铝环，致使其中产生感应电流，同时产生一个同极性反磁场，并使车辆推离轨面在空中悬浮起来。但是，静止时，由于没有切割电势与

电流，车辆不能产生悬浮，只能像飞机一样用轮子支撑车体。当车辆在直线电机的驱动下前进，速度达到80公里／小时以上时，车辆就悬浮起来了。吸力式是利用两个磁铁异性相吸的原理，将电磁铁置于轨道下方并固定在车体转向架上，两者之间产生一个强大的磁场，并相互吸引时，列车就能悬浮起来。这种吸力式磁悬浮列车无论是静止还是运动状态，都能保持稳定悬浮状态。这次，我国自行开发的中低速磁悬浮列车就属于这个类型。 "若即若离"，是磁悬浮列车的基本工作状态。磁悬浮列车利用电磁力抵消地球引力，从而使列车悬浮在轨道上。在运行过程中，车体与轨道处于一种"若即若离"的状态，磁悬浮间隙约1厘米，因而有"零高度飞行器"的美誉。它与普通轮轨列车相比，具有低噪音、低能耗、无污染、安全舒适和高速高效的特点，被认为是一种具有广阔前景的新型交通工具。特别是这种中低速磁悬浮列车，由于具有转弯半径小、爬坡能力强等优点，特别适合365JT城市轨道交通。

日本低速磁悬浮列车发展

综述ｑ浏辩文章编号：１００２—７６１０（２００８）０１—０００１—０３回零低遭磁悬浮刻辜凌震陈贵荣，龙志强（国防科技大学磁悬浮工程研究中心，湖南长沙４１００７３）摘要：介绍了日本低速磁悬浮列车的发展历程，以及研制的８组磁悬浮列车样车。关键词：磁悬浮列车；发展；日本中图分类号：Ｕ２７１文献标识码：ＢＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＬｏｗＳｐｅｅｄＭａｇｌｅｖＴｒａｉｎｉｎＪａｐａｎＣＨＥＮＧｕｉ—ｒｏｎｇ，ＬＯＮＧＺｈｉ—ｑｉａｎｇ（ＭＡＧＬＥＶＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＤｅｓｃｒｉｂｅｄｉｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｌｏｗｓｐｅｅｄｍａｇｌｅｖｔｒａｉｎｉｎＪａｐａｎ．ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅ８ｍａｇｌｅｖｓａｍｐｌｅｔｒａｉｎ－ｓｅｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｇｌｅｖｔｒａｉｎ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；Ｊａｐａｎｌ概述日本地少人多，历来重视铁路技术的发展，是世界上拥有最长时间发展轮轨高速铁路经验的国家。早在１９７２年，日本航空公司（ＪＡＬ）就将磁悬浮列车ＨＳＳＴ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＳｕｒｆａｃｅＴｒａｎｓｐｏｒｔ）作为新一代陆地快速交通工具，其重要性已日益凸现。ＨＳＳＴ系统是以常温吸引方式实现悬浮导向，以直线感应电机（ＬＩＭ）为动力的线性机车。随着理论和技术的日趋成熟，日本、德国等发达国家已具备进入商业化运营的能力，并作为城市轨道及机场交通工具着手进行了开发。２发展历程２．１开发ＨＳＳＴ的动机ＨＳＳＴ的开发始于１９７４年初，当时德国开发的ＴＲ－０４磁悬浮系统令人注目，且可以减少公害。考虑到日本的实际情况，必须选择对环境影响小的交通工具，这就是进行开发和研究的动机。２．２ＨＳＳＴ－０１磁悬浮列车日本最早采用德国Ｋｒｕｓｓ—Ｍａｆｆｅｉ技术开展低速磁悬浮技术的研究。它们的特点是：（１）倒Ｕ型轨道与Ｕ型电磁铁构成悬浮系统，具有侧向自稳功能；（２）４个电磁铁直接固定在车厢底板上，４个电磁收稿日期：２００７－０５—２８；修回日期ｔ２００７—０９—０３作者简介：陈贵荣（１９６５一），男，湖南浏阳人，副教授。铁之间是一种刚性结构约束，没有相对运动自由度；（３）采用短定子异步电机推进。日本购买了这个专利，在此基础上开发了ＨＳＳＴ一０１磁悬浮列车（图１）。１９７５年１２月，在横滨市新杉田建设的长２００ｍ的直线轨道上首次悬浮行驶了重１ｔ、长４ｍ的ＨＳＳＴ－０１磁悬浮列车。９个月后，在川崎市东扇岛建设了全长１０００ｍ的直线轨道，开始了提速试验。１９７８年２月初，试验速度超过了目标速度３００ｋｍ／ｈ，达到３０７．８ｋｍ／ｈ。１９７９年２月，在国家资助下增加了纵曲线和半径２０００ｍ及２８０ｍ的弯道，并且将轨道线延长到了１６００ｍ。图１ＨＳＳＴ－０１磁悬浮列车２．３ＨＳＳＴ－０２磁悬浮列车日本航空公司在ＨＳＳＴ一０１的试验没有取得预期效果的基础上，于１９７８年５月制造了ＨＳＳＴ－０２磁悬浮列车（图２）。作为载人演示的试验车长约７ｍ，装备了二系减振系统，乘坐非常舒适，在８人乘坐时以１００

揭开中低速磁浮列车的神秘面纱

揭开中低速磁浮列车的神秘面纱在畅游通江达海的高铁时代和迈入便捷现代的地铁时代后，长沙又将开启对接磁浮交通时代的历史帷幕。 2015年12月26日，上午9时许，长沙。一列列车，悬浮在空中，离开地面约0.8厘米，象风儿一样轻轻掠过居民区、工厂、桥梁、乡村，向前飞驰，从高铁南站出发驶向黄花机场站。中国首列商业运营的中低速磁浮列车这一天开通试运行，贴地飞行今朝梦圆。刚刚进入地铁时代的千年古城长沙，又阔步迈向磁浮交通时代！低噪音、低辐射、低振动、很安全长沙磁浮快线，是国内首条拥有完全自主知识产权的中低速磁浮商业运营示范线，自主设计、自主施工、自主制造、自主管理，标志着继德国、日本、韩国后，中国成为全球第四个掌握磁浮技术的国家。贴地飞行，“浮”在空中的列车，是否安全可靠？辐射高不高？噪音大不大？振动强不强？对于这些问题，民众都很关心。 “中低速磁浮列车悬浮的原理，是电磁吸力让列车浮起

在轨道上方约0.8厘米，最大特点是磁浮车辆上没有传统车辆赖以传动的轮子，实现了非粘着牵引和无接触运行。”我国著名轨道电力牵引动力专家、中国工程院院士刘友梅介绍，“磁浮列车通过车身下方的高强度钢结构件围抱轨道，由于车体是‘抱’在轨道上运行，和路基一体化，将桥梁和轨道结合为一个整体，没有脱轨或倾覆的危险。” 万一发生突发性断电，外部电源骤然断掉了，“悬浮” 的列车是否会“坠落”呢？同济大学磁浮交通工程技术研究中心研究员刘万明告诉记者，一方面磁浮列车都安装有备用电源系统，能够在发生断电的情况下维持车身的悬浮状态，直至车辆以平稳的状态缓缓停下；另一方面，就算备用电源系统失灵，车辆与轨道接触的部位还设计有特殊的摩擦件，能够提供适度的摩擦力，确保车辆不会骤然停止，而是以合适的速度慢慢停稳。由于是依靠磁力悬浮在空中运行，没有车轮与轨道接触时产生的摩擦震动，磁浮列车的振动和噪音都很低。中国中车研制磁浮的首席专家彭奇彪介绍，列车运行时的噪音仅70分贝左右，可以做到车辆从楼宇窗户10米外穿过而楼内的人员不易察觉。在日常生活中，夜深人静、没有车辆运行的条件下，城市大环境的背景噪音就在50分贝以上。 “高速运行时噪音等级仅相当于普通人对话，低速时则几乎悄无声息。”中车株机公司磁浮研究所副所长李晓春如

磁悬浮――中国飞速发展的标志

磁悬浮――中国飞速发展的标志 2017-07-02２００年前，磁悬浮列车，是个未知词语……１９２２年，磁悬浮列车，已经被人所提出……１９７２年，磁悬浮列车，终于问世……而如今，磁悬浮列车已经在中国的上海腾飞！这是每一个作为中国人、上海人引以为荣的！磁悬浮列车在中国上海的腾飞，意味着什么呢?虽然德国和日本已经先后建造出了磁悬浮列车，但在他们都没有做到一个事情——第一次把磁悬浮列车投入商业运营的国家，并不是别的国家，而是我们的上海。那为什么我们能在这一耗资巨大的工程项目中放出那么一大笔的巨款呢？这就证明了中国在世界排行上的地位正在上升，中国的经济变化是难以想象得。举个例子：据日本方面的统计，建造１公里就要大概花费６０亿日元，合人民币４．２亿，比新干线高２０％。这么昂贵的价钱我们弹指一挥，那足以说明中国经济的繁荣富强和飞速发展吧！磁悬浮列车的出现，无疑就是在向世人宣告：又一个运输方式的革命时代即将来临，中国已经让世界交通发展史掀开瓦特发明蒸汽机和莱特兄弟发明飞机以来的又一崭新一页。磁悬浮列车的显著特点——速度，是飞快的。那眨眼间的功夫，一辆磁悬浮列车便从轨道上呼啸驶过。每小时500多公里已经成为了令人惊叹的中国速度，它就像磁悬浮列车那样，在短短的20年内就由一个小城市魔术般地变成了一座

崭新的国际性大都市！对我们来说，XX年12月31日实在是一个值得铭记的日子。磁悬浮列车让上海扬了名，也让中国吐了气。 "世界第一"的光环无论走到哪儿都是耀眼的。曾经几时，中国在世界上可排在１００多位以后的，而今天的中国，已经立足在世界排行的前１０名，东方雄狮已在世界崛起了！作为中国人，上海人，这是值得骄傲自豪的！总之，磁悬浮列车在上海成为了一道新的风景线，它也拉动了上海乃至中国的发展，我坚信如今的中国己在世界的轨道上飞驰了！