磁浮铁路技术及TR系统的线路平面技术条件

•由日本运输省和日本铁路中心共同组成的委员会， 由日本运输省和日本铁路中心共同组成的委员会 ， 2003 年作出东 京-大阪磁悬浮铁路建设成本预算为692亿-825亿美元。 亿美元。 •基本建设费用预计为每公里1.42亿~1.5亿美元。 亿美元。东京~大阪磁悬浮铁 路长500公里， 公里，其中约有100公里隧道， 公里隧道，进入东京和大阪市区隧道深 度为地下40米。该线路预计7~10建成。 建成。为了保证每小时发车20列， 大约需要800~900辆磁悬浮列车。 辆磁悬浮列车。机车车辆成本为6000亿～7000亿 日元。 日元。 •预计： 预计：至2020年，磁悬浮的年旅客周转量为254亿~345亿人公里。 亿人公里。 亿人公里。该 然而， 然而，2000年东京~大阪高速铁路年旅客周转量为397亿人公里。 磁悬浮线的开通可进一步缩短东京~大阪的旅行时间。 大阪的旅行时间。目前， 目前，该委 员会正试图估算该磁悬浮线的运营成本和年收入。 员会正试图估算该磁悬浮线的运营成本和年收入。如何获得建设资 金尚不清楚。 金尚不清楚。
导向原理
位于两侧的悬浮线圈和导向线圈分别用电缆相 连。如果车辆在平面上偏离了导轨的中心位置， 如果车辆在平面上偏离了导轨的中心位置， 则系统会自动使得导轨每侧的悬浮线圈和导向线 圈的极性相同， 圈的极性相同，并且使得偏离侧的地面磁场与车 体的超导磁场产生吸引力， 体的超导磁场产生吸引力，靠近侧的地面磁场与 车体磁场产生排斥力， 车体磁场产生排斥力，从而保持车体不偏离导轨 的中心位置。 的中心位置。 斥力型磁悬浮列车使用于高速或超高速。 斥力型磁悬浮列车使用于高速或超高速。速度越高悬浮力越大， 速度越高悬浮力越大，而 磁阻力下降， 磁阻力下降，效率提高。 效率提高。而在100km/ h以下的低速时不能产生足够 的悬浮力， 的悬浮力，使列车离开地面线路， 使列车离开地面线路，从静止到悬浮速度的起动过程 中，是象飞机一样， 是象飞机一样，用橡胶轮支承起跑， 用橡胶轮支承起跑，当达到足够悬浮速度时才 起浮。 起浮。当速度小于100km／h时，用胶轮支承车体运行， 用胶轮支承车体运行，速度大于 100 km／h，车体浮起与轨道保持100mm间隙， 间隙，停车时将胶轮放 下，利用盘形制动使列车停止。 利用盘形制动使列车停止。停车过程反之。 停车过程反之。可见， 可见，斥力型磁悬 浮列车仅适用于大城市间长距离高速运行
悬浮原理
在地面两侧的侧壁上， 在地面两侧的侧壁上 ， 高低不同地排列着一组组 的悬浮线圈和导向线圈。 的悬浮线圈和导向线圈 。 当车辆高速通过时， 当车辆高速通过时 ， 位 于车辆上的超导磁场电流在悬浮线圈和导向线圈 中流动， 中流动 ， 产生了电磁场。 产生了电磁场 。 由于每组中悬浮线圈和 导向线圈产生的磁场方向相反， 导向线圈产生的磁场方向相反 ， 故可对车辆上的 超导磁场分别产生吸引力和排斥力， 超导磁场分别产生吸引力和排斥力 ， 使得车辆悬 浮起来。 的速度运行时， 浮起来。当运行速度低于150km/h的速度运行时， 其悬浮高度约为10cm。
（一）超导体相斥式磁浮车
超导相斥式磁浮车根据超导体工作温度的不同分为高温超 导和低温超导两种。 导和低温超导两种。 日本的超导磁浮车属于低温超导磁浮车。 日本的超导磁浮车属于低温超导磁浮车 。 该超导磁浮车 的车上装置超导电磁线圈， 的车上装置超导电磁线圈 ， 超导体线圈一般由银钛合金制 成 ， 浸入 -268.8℃ 的氦溶液中， 的氦溶液中，线圈电阻即接近于零， 线圈电阻即接近于零，一旦 有电流通过， 有电流通过，即可持续通电， 即可持续通电，不需再供电。 不需再供电。车下导轨相应部 位也安装线圈， 位也安装线圈，当车辆通过时， 当车辆通过时，导轨上的线圈产生感应电流 出现磁场。 出现磁场。超导体线圈的磁场与导轨上线圈的磁场产生相斥 力，可使车辆浮起100mm左右， 左右，适合于高速运行。 适合于高速运行。仍采用线 性电动机驱动车辆前进。 性电动机驱动车辆前进。 1) 日本磁浮铁路的发展 2) U型导轨侧壁式悬浮原理
4）、U ）、U型导轨， 型导轨，侧壁悬浮方式
1990年开始修建山梨试验线 1990年开始修建山梨试验线， 全长18.4km 其中隧道总长16km 年开始修建山梨试验线，全长18.4 18.4km， km，其中隧道总长16 16km， km，最 小曲线半径为8000 小曲线半径为8000m 8000m，最大坡度为40 最大坡度为40‰，复线线间距为5.8 复线线间距为5.8m 5.8m。1991年 1991年 开始进行侧壁悬浮方式的走行试验。 开始进行侧壁悬浮方式的走行试验。1993年 1993年，MLU200N试验车开始 MLU200N试验车开始 进行试验， 进行试验，并于1994 并于1994年达到 1994年达到431 年达到431km/h 431km/h的试验速度 km/h的试验速度。 的试验速度。1995年在 1995年在MLU200N 年在MLU200N 上进行了载人试验， 上进行了载人试验，试验速度达到了411 试验速度达到了411km/h 411km/h。 km/h。同年开发出山梨试 验线车辆MLX01 验线车辆MLX01。 MLX01。1996年超导磁悬浮铁路山梨试验中心建成 1996年超导磁悬浮铁路山梨试验中心建成， 年超导磁悬浮铁路山梨试验中心建成，19997 年4月3日进行3 日进行3辆MLX01编组的试验 MLX01编组的试验， 编组的试验，1997年 1997年12月试验速度达到 12月试验速度达到 550km/h 550km/h 。2003年 2003年，日本山梨试验线低温超导磁悬浮列车创造了 581km/h 581km/h的最高速度 km/h的最高速度 日本还计划修建东京大阪间最高时速500km/h的磁浮干线， 的磁浮干线，为U形 导轨， 导轨，侧壁悬浮方式。 侧壁悬浮方式。估计造价不会高于新干线、 估计造价不会高于新干线、而能耗仅为飞机 的60%。为减轻重量， 为减轻重量，车体采用铝合金的筒形结构， 车体采用铝合金的筒形结构，具有流线形外 形、客室密闭。 客室密闭。
推进原理
车辆上安装有超导磁铁， 车辆上安装有超导磁铁，产生超导磁场（ 产生超导磁场（N极和 S极）。电流通过地面上的推进线圈绕组后 ）。电流通过地面上的推进线圈绕组后， 电流通过地面上的推进线圈绕组后，会 产生点面结合磁场（ 产生点面结合磁场（N极和S极）。这样一来 ）。这样一来， 这样一来， 由于前方地面磁场对车辆超导磁场产生的吸引 力及后面相邻地面磁场对车辆超导磁场产生的 排斥力的共同作用， 排斥力的共同作用，使得车辆向前运动
日本的低温超导高速磁浮车
ML100ຫໍສະໝຸດ ML500MLU001 MLU002N
MLU002
（二）常导吸力型磁浮车
常导磁浮车的车辆跨座在导轨之上， 常导磁浮车的车辆跨座在导轨之上，车上安装的集电设备向供电 轨供电， 轨供电，导轨相应部位安装感应轨， 导轨相应部位安装感应轨，利用两轨间磁场的吸引力将 车辆吸起1Omm左右， 左右，然后利用线性电动机驱动车辆前进。 然后利用线性电动机驱动车辆前进。这种 磁浮车因需外部供电， 磁浮车因需外部供电，故速度受一定限制。 故速度受一定限制。
1） 起步阶段
日本开始进行磁浮铁路的研究较早。 日本开始进行磁浮铁路的研究较早。日本于1962 日本于1962 年就开始进行悬 浮铁路的开发研究， 浮铁路的开发研究，当时采用的是超导磁斥式悬浮系统。 当时采用的是超导磁斥式悬浮系统。之后经过 十年的努力， 十年的努力，于1972年在试验线上采用 1972年在试验线上采用ML100 年在试验线上采用ML100实验车 ML100实验车， 实验车，实现了 60km/h 60km/h 的悬浮速度。 的悬浮速度。接着又研制和试验了LSM200 接着又研制和试验了LSM200， LSM200，ML100A试验 ML100A试验 车。 1975年日本开始修建宫崎试验线 1975年日本开始修建宫崎试验线， 并于1977年建成 年日本开始修建宫崎试验线，并于1977 1977年建成。 年建成。试验线全长 7km， km，全部采用高架结构， 全部采用高架结构，最小线半径10000 最小线半径10000m 10000m，大部分为平直地 段，线路横断面采用倒T 线路横断面采用倒T型导轨形式。 型导轨形式。并开始对ML500 并开始对ML500试验车进行无 ML500试验车进行无 人驾驶实验。 人驾驶实验。1979年 1979年12月实现了 12月实现了517 月实现了517km/h 517km/h的世界最高速度 km/h的世界最高速度。 的世界最高速度。
研究与发展概况 吸力型磁悬浮车悬浮原理 德国高速磁悬浮技术的发展概况 上海高速磁悬浮示范运营线 国内其他相关研究
研究与发展概况
——美国1974年8月曾在普通轨道中心加铺铝感应轨， 月曾在普通轨道中心加铺铝感应轨，用线性电动 机驱动， 机驱动，起动时用喷气机驱动， 起动时用喷气机驱动，最高时速达410km/h。 ——英国伯明翰在机场到铁路车站间0.4km距离内， 距离内，建成了磁浮高 架线路， 架线路，并正式投入商业运行。 并正式投入商业运行。由于距离太短， 由于距离太短，最高时速限制为50 km/h，全程需时1.5 min。每辆车载客40人，每小时可运送旅客 1500人。 ——德国研制出向地面功能件供电的常导磁浮车， 德国研制出向地面功能件供电的常导磁浮车，其行车速度可不 受取流设备的限制； 受取流设备的限制；1983年用两辆磁浮车， 年用两辆磁浮车，载客200人，试验速度 达400km／h。原计划修建柏林汉堡间292km的磁浮线， 的磁浮线，最高速度 为450～500km/h，预计总投资约98亿马克。 亿马克。后因经济等原因， 后因经济等原因，该 项目停建
2）、宫崎实验线 ）、宫崎实验线（ 宫崎实验线（倒T型导轨、 型导轨、地面悬浮方式） 地面悬浮方式）
3）、U ）、U型导轨、 型导轨、底面悬浮方式
从1980年起 1980年起, 日本将线路的基本形状改进成U型断面, 型断面,但仍然为底面 年起,日本将线路的基本形状改进成U 悬浮方式。 悬浮方式。同时新开发的箱形试验车MLU001 同时新开发的箱形试验车MLU001开始进行走行试验 MLU001开始进行走行试验。 开始进行走行试验。 1987年 1987年,2辆编组的磁悬浮列车的载人试验速度达到 ,2辆编组的磁悬浮列车的载人试验速度达到400.8 辆编组的磁悬浮列车的载人试验速度达到400.8 km/h 。 同时， 同时，开始了MLU002 开始了MLU002试验车的试验 MLU002试验车的试验。 试验车的试验。