中低速磁浮交通系统特征介绍及发展前景70页PPT

2、应用现状
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。
日本低 速磁浮 应用
2、应用现状
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。
3、我国中低速磁浮工程试验线建设
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
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
1、原理与特点 常导中低速磁浮列车悬浮导向驱动基本原理
1、原理与特点
常导中低速磁浮轨道结构
Approx. 7m
Vehicle Sleeper Bar Rail Girder Pier
Evacuati on Walkway
2、应用现状
磁浮列车直接驶入仁川机场航站楼。
3、我国中低速磁浮工程试验线建设
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。 周干峙院士 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。

结论
05
磁悬浮列车的发展前景
技术进步
随着磁悬浮技术的不断发展和完善，未来磁悬浮列车的速度和稳定 性将得到进一步提升，为人们提供更加便捷、舒适的出行方式。
环保节能
磁悬浮列车作为一种无接触的交通工具，具有低噪音、低能耗的优 点，对环保和节能具有积极意义。
区域发展
磁悬浮列车的建设和运营将促进沿线地区的经济发展，提升区域交通 一体化水平。
应用领域拓展
国际交通
随着全球化进程加速，磁悬浮列 车有望成为国际间快速交通的重 要工具，缩短国与国之间的旅行
时间。
城市交通
在大城市和都市圈中，磁悬浮列 车将成为连接城市和郊区的重要 交通方式，缓解城市交通拥堵问
题。
旅游交通
磁悬浮列车将为旅游业带来新的 发展机遇，缩短景区之间的旅行
时间，促进旅游业的发展。
磁悬浮列车的劣势
03
高成本
磁悬浮列车的建设和运营成本相对较高，这主要是由于其技术复杂性和高昂的维护 费用所致。
与传统铁路相比，磁悬浮列车的建设和运营成本通常高出数倍，这使得其在经济上 不太具有竞争力。
高成本限制了磁悬浮列车的普及和应用，尤其是在发展中国家和经济不发达地区。
维护困难
由于磁悬浮列车的技术复杂性， 其维护和修理比传统铁路更为困
对未来交通的影响
01
02
03
交通格局变革
磁悬浮列车的出现将改变 传统的交通格局，促进高 速铁路、航空和公路等交 通方式的竞争与合作。
城市规划调整
磁悬浮列车的发展将影响 城市规划，促使城市向周 边地区扩展，优化城市空 间布局。
出行方式选择
随着磁悬浮列车的普及， 人们对于长距离出行的选 择将更加倾向于高速、舒 适的交通方式。

社会上对中低速磁浮交通系统普遍关注的一个问题是电磁辐射强度。经测试表明，磁浮列车经过时 的电磁辐射量，距离1米为10微特，小于微波炉辐射量；距离3米1微特，小于电吹风辐射量，距离5米低 至0.3微特，仅为普通手机接通时的1/13，完全符合国家标准要求。
目前，世界范围内运营的中低速磁浮线路有四条，分别是日本名古屋东部丘陵线、韩国仁川机场磁 浮线、以及我国长沙磁浮机场快线和北京S1线。
中低速磁浮系统工程综合造价与轻轨相当。磁浮列车由于悬浮运行，并采用直线电机牵引，其车公 里能耗一般比旋转电机牵引的传统轮轨系统高15-20%，然而，由于其运行过程中没有机械摩擦阻力、车 站主要为高架车站等原因，其人公里综合能耗反而比传统轮轨系统低。磁浮列车没有车轮、齿轮、链条 等传动装置，避免了机械磨损，因此其列车运行维修费用低于传统轮轨列车。
名古屋东部丘陵线为爱知世博会所建，于2005年3月6日开通运营，线路总长度8.9公里（其中高架线 7.5公里，地下线1.4公里），共设9个车站，设计最高速度为100公里/小时，线路正线最小曲线半径为70 米，最大限制坡度为60‰，列车为3节编组，DC1500V三轨供电。
韩国仁川机场磁浮线，于2016年2月3日开通运营，线路总长度6.1公里，共设6个车站，设计最高速 度为80公里/小时，线路正线最小曲线半径为50米，列车为2节编组，DC1500V三轨供电。在车速为68公 里/小时，车内噪声测试为63.9分贝。
在系统构成上，与传统钢轮钢轨交通系统相比，中低速磁浮交通系统的特点主要体现在车辆、线路、 轨道和道岔。其轨道具有支撑磁浮车辆，承受车辆悬浮力、导向力及牵引力的功能，主要由轨道梁以及铺 设其上的导磁性能很好的F型轨组成。其道岔由主体结构、驱动、锁定、控制、信号等部分组成，按照结 构组成和转辙后的线路状态，可分为单开道岔、三开道岔、对开道岔、单渡线道岔和交叉渡线道岔。

表在400km/h以上速度商业运行的系统
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。
时多采用连续梁及其他特殊结构。
技 术 特 征
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。
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。
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。
技 术 特 征
无集中载荷，轨道受力均匀，土建投入低；

第四部分 中低速磁浮交通系统的技术经济和环境影响特征
经济性---财务评价
计算期：建设期4年，运营期25年，共29年。 资本金占50％，其余为商业贷款，利率5.94%. 根据两种制式的技术方案研究成果： B型车项目投资财务内部收益率为3.53%,回收期 22.16年。 中低速磁浮项目投资财务内部收益率为3.76%，回收 期为21.45年。 两种制式的财务内部收益率基本相当。
中低速磁浮是最宁静的地面交通方式。研究结 论证明，磁悬浮交通系统运行时产生的噪音在65 分贝（在距离10处实测数据）。 一般情况下，公共汽车和轮轨交通运营会产生 85分贝以上的躁声。
第四部分 中低速磁浮交通系统的技术经济和环境影响特征
环境特征---电磁辐射
中低速磁浮列车的牵引电机与轮轨列车的旋转 电机的功率配置相近。 电磁场在两种系统中都存在。轮轨系统电机在 车上，磁浮系统在车轨之间。 检测，磁场强度值符合世界卫生组织给戴心脏 起搏器者制订的标准。
35‰
70‰
第四部分 中低速磁浮交通系统的技术经济和环境影响特征
技术特征---空气阻力
磁浮车辆没有车轮、车轴等突出部件 轨道为平整的支承梁表面，不象传统铁路那样有 道碴和轨枕等构成粗糙不平的表面；
地面运行的空气阻力只有隧道运行的三分之一
第四部分 中低速磁浮交通系统的技术经济和环境影响特征
经济特征---以深圳8号线为例
磁浮车方案
昆 明
第四部分 中低速磁浮交通系统的技术经济和环境影响特征
经济特征---以深圳8号线为例
轮轨B型车方案
隧道 隧道 隧道
高架
高架
高架
昆 明
第四部分 中低速磁浮交通系统的技术经济和环境影响特征

03
中低速磁浮交通技术发展现状与 趋势
中低速磁浮交通技术发展现状
国内外研究与应用情况
中低速磁浮交通技术已在国内外得到 广泛研究与应用，如中国、日本、德 国等国家均已建成多条中低速磁浮交 通线路，用于城市交通、旅游观光等 场景。
技术特点与优势
中低速磁浮交通技术以其低噪音、低 振动、低污染、高速度、高安全等优 点，成为城市交通发展的重要方向之 一。
总结三
需综合考虑社会、经济和 环境效益
启示二
加强技术研发和标准化工 作
总结二
技术成熟度和资金投入是 关键因素
启示一
推广中低速磁浮交通需因 地制宜
启示三
促进产业合作和创新发展
THANKS
感谢观看
中低速磁浮交通技术的未来展望
技术成熟与产业升级
随着中低速磁浮交通技术的不断成熟，相关产业链将进一步完善， 推动产业升级和高质量发展。
国际化发展
中低速磁浮交通技术将逐步走向国际化，加强国际合作与交流，共 同推动磁浮交通技术的发展和应用。
社会经济效益提升
中低速磁浮交通技术的广泛应用将带来显著的社会经济效益，提高城 市交通效率，改善居民出行体验，促进城市可持续发展。
中低速磁浮交通系统的组成与工作原理
组成
中低速磁浮交通系统主要由磁浮列车、轨道、供电系统、信 号控制系统、车站等部分组成。
工作原理
通过磁力作用，使列车悬浮于轨道之上，实现无接触运行。 磁浮列车通过直线电机驱动，实现前进、后退和制动等动作 。轨道通常采用高架或地面铺设，供电系统提供列车所需电 力，信号控制系统确保列车安全运行。
04
中低速磁浮交通的实践案例与效 果分析
中低速磁浮交通实践案例介绍

支承
导向
无接触
驱动
制动
供电
2
磁浮交通系统
基本原理
3
磁浮交通系统
磁浮的核心概念-----无接触、无脱轨
无脱轨
以机械环抱的方式，消除脱 轨的可能性
4 死亡40人温州
死亡101人德国
死亡70人胶济
磁浮交通系统
磁浮交通系统构成 核心子系统
轨道系统-----支承、导向和驱动 供电系统-----驱动、速度、加速、减速 车辆系统-----载客量、舒适性、安全性 运行控制系统---安全性、可靠性、运输能力
磁浮列车的车轨关系和无接触特点， 使其具有更高的安全性，更灵活的适应地 形能力和更环保。
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磁浮交通系统
长沙项目主要技术参数
车宽（mm） 轨距（mm）
3,000 2,000
原则：
1 充分利用悬浮能力
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2 考虑不同应用环境的需要
2,800 1,860
磁浮交通系统
长沙项目主要技术参数
最大坡度
最小平曲线 半经
磁浮交通系统
什么是磁浮交通系统
在传统轮轨铁路技术发展100年后，针 对轮轨技术运用中存在的局限，科技人 员研发出的新一代轨道交通系统。
解决轮轨铁路运行中存在的脱轨、磨损 、爬坡能力、噪声等问题提出了革命性 的技术解决方案，使列车可跑得更快、 运行成本更低、更适应地形变化。
•1
磁浮交通系统
磁浮的核心概念-----无接触、无脱轨
其它子系统 FAS、BAS、车站、照明、通风、、、、
5
磁浮交通系统
轨道系统（线路）
6
磁浮交通系统
轨道系统（轨道）
7
磁浮交通系统
轨道系统（道岔）

日本低 速磁浮 应用
2、应用现状
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。
2、应用现状
磁浮列车直接驶入仁川机场航站楼。
3、我国中低速磁浮工程试验线建设
上海中低速磁浮试验线
3、我国中低速磁浮工程试验线建设 上海中低速磁浮试验车2009年达到 101km/h速度
3、我国中低速磁浮工程试验线建设
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
谢谢!
Pier
30m
Typical Elevated Section
Tunnel Section
16m
Appr.12m
1、原理与特点
低温超导磁浮列车原理
支承：超导磁体与8字形线圈 导向：超导磁体与8字形线圈 牵引：长定子同步直线电机
3.3m 3.047m
z y
“8”字形零磁通线圈 推进线圈
超导线圈 超导磁体 两侧零磁通线圈对应
2、应用现状 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”
2、应用现状 国产磁浮列车在上海磁浮线上运行
2、应用现状
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。

目前美国正在积极推进应用的是永磁Magplane，它属 于永磁悬浮型。Magplane的悬浮电磁铁和驱动电磁铁皆 为永磁体，间隙可达5～15这种结构具有高速转弯的优
点。这种设计方案需要加辅助轮，为了安全起见， Magplane的设计者计划在行驶的全程不收回辅助轮，而 是将其固定在列车下面，整个列车技术相对简单。
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工频磁场（μT）
外测量值 车内测量值
靠近导轨下 距导轨3m处 距导轨10m处
6.1
0.38
车内地板面 0.5m高处
6
3.8
国家标准值 100μT
0.2 1.8m高处
0.6
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2、线路适应性强 •正线转弯半径达75m（轻轨300m） •爬坡能力达70‰（轻轨35‰） 3、乘坐舒适 •处于悬浮状态，与轨道无直接接触，振动小，运
成本； •拥有自主知识产权，实现国产化生产，可大幅度降低
车辆造价； •车体轻、无振动、均载受力，桥梁和基础造价低； •车辆和轨道无接触，无机械传动系统，机械维修量小。 6、运营效益好 •运输效率高，每小时单方向运量3.2万人次； •低噪音、转弯半径小，车站可设在人流密集区； •车站建设可与物业开发结合；
学者组成的可行性研究委员会对试验结果进行了最后论 证，考察了噪声、振动和磁场影响等，结论是：HSST
磁浮铁路系统是舒适的低污染系统，能够应付紧急情况，
长期的运行试验证明它是可靠的，并且由于其悬浮的优 点使得它的维修量降低，作为城市交通系统，HSST磁 浮铁路系统已进入实用阶段。
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当列车运动时，车载磁体（一般为低温超导线圈或永久 磁铁）的运动磁场在安装于线路上的悬浮线圈中产生感 应电流，两者相互作用，产生一个向上的磁力将列车悬 浮于轨道面一定高度，悬浮间隙一般为100～150mm，

工作原理
01
02
03
磁力悬浮
通过强大的电磁铁产生磁 场力，使列车悬浮于轨道 之上。
导向与驱动
利用磁力导向和牵引电机 驱动列车前进。
控制与调节
通过控制系统实时监测和 调节磁场力，确保列车稳 定运行。
历史与发展
起源
20世纪初，德国科学家赫 尔曼·肯佩尔提出磁悬浮列 车概念。
实验与探索
20世纪中叶，各国开始进 行磁悬浮列车实验与探索。
旅游市场
磁悬浮列车作为一种新型交通工具，具有高速、舒适、环保等特 点，可以吸引旅游市场上的游客，促进旅游业的发展。
城际交通
在城际交通方面，磁悬浮列车可以提供更加快速、便捷的交通方式， 满足城市间长距离快速通勤的需求。
商务市场
对于商务市场而言，磁悬浮列车可以提供更加高效、舒适的出行方 式，满足商务人士的出行需求。
商业化运营
目前，全球已有多个国家 和地区的城市开通了磁悬 浮列车商业运营线路，如 上海、日本、韩国等。
02
磁悬浮列车的优势
高速度
磁悬浮列车采用无接触式悬浮技术，消除了传统列车与轨道之间的摩擦阻力，因 此能够实现更高的运行速度。目前，全球最快的磁悬浮列车运行速度可达到时速 603公里。
高速度的磁悬浮列车缩短了旅行时间，提高了交通运输效率，为商务和休闲旅客 提供了更多的便利。
经济性挑战
建设成本高
磁悬浮列车的建设和维护成本相 对较高，需要大量的资金投入和
技术支持。
运营成本高
由于磁悬浮列车的特殊技术和维护 要求，其运营成本也相对较高，需 要制定合理的票价和运营策略。
投资回报期长
由于磁悬浮列车的建设和运营成本 较高，其投资回报期较长，需要长 期稳定的客流和收入来源。

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磁悬浮技术的原理及应用现状
曾励
——扬州大学机械工程学院
主要报告内容
一、磁悬浮系统的组成原理 二、磁悬浮技术的应用现状 三、磁悬浮技术的发展趋势
一、磁悬浮系统的组成原理
悬浮： 磁悬浮、电悬浮、气悬浮
磁悬浮基于磁拉（斥）力而悬浮，如图 所示。
x, F x0
U
F
2
2
dR dx
2 20 A
U2 2
0 A
1）电磁式：通过调整自身激磁电路本 身参数来实现固有稳定的悬浮。
2）永磁式：利用永磁体提供磁场能量 悬浮物体。
无源悬浮仅在偏离要求位置一定的范 围内稳定。
1）电磁式被动型磁悬浮技术 图2 电磁式被动型磁悬浮组成图
电磁式被动型磁悬浮工作原理图
L2
N 2A
g0 x
L1
N 2A
g0 x
L2
N 2A g0 x
12
3
10
4
11
5
6
12
7
13
8
14
15 16 9 17
多自由度无轴承电机
3.磁悬浮列车技术
4.磁悬浮飞机
特点： 1）运行中离开轨道 比磁悬浮列车更高， 距离有8至15厘米， 如同在轨道上“飞 行”； 2）时速非常高，可 达550公里/小时；

二、未来的城市交通和城际交通
未来的城市货运交通依靠地下货物运输系统
• PWT（气动垃圾和废物管道运输） • UTP（原料的管道运输） • ULS（地下物流系统）
二、未来的城市交通和城际交通
ULS是城外运输和城内运输的结合；城外货物通过城际运输到城市 边缘的物流园区（CLP），在CLP经编组装运后通过ULS系统（以集 装箱和货盘车为基本系统，以自动导向车（AGV）为运输工具）运送 到城内的各个终端；反向运输，则由城内各个终端将产成品运到物流 园区（CLP），再由城际货运系统运送到其他城市。
冰岛火山灰
911恐怖袭击
大量的地面交通不透水路面造 成城市暴雨洪灾（济南、广 州……）及城市热岛效应！Βιβλιοθήκη 二、未来的城市交通和城际交通
科技创新引领未来交通将克服上述目前面临的困境。
未来的交通是资源节约型：少占地、低能耗；环境友好型：绿色、低碳。 未来的城市交通将转入地下，以电力驱动，摒弃燃料驱动。 未来的城市客运交通以地下轨道交通（地铁）为主
报告提纲
1 二十一世纪初城市及城际交通面临的最大困境 2 未来的城市交通和城际交通 3 未来交通系统的优越性 4 地下高速磁悬浮系统技术的设计试验研究 5 结论
一、二十一世纪初城市及城际交通面临的最大困境
引言：
诺贝尔经济奖得主斯蒂格利茨预言： 中国的城市化以及美 国为首的信息化高技术是影响21世纪人类进程的两大关键性 因素。
飞机尾气形 成的“云”
地面和高架道路交通造成 的噪声污染、视觉污染和 振动污染
一、二十一世纪初城市及城际交通面临的最大困境
公共安全的困境 除交通事故和飞机坠毁事故外， 现代交通工具（满载汽油的飞机， 挂上炸药的汽车）是恐怖分子的 恐怖武器；一场风暴、一场暴雪 或者火山灰使地区、国家和世界 交通中断！