中国磁浮高铁的发展历程

为了掌握磁悬浮技术，研制开发磁悬浮列车这一新型高效的交通工具，我国在20世纪80年代初期就开始了磁悬浮列车的相关研究。出于实际情况考虑，我国磁悬浮列车主要研究常导型技术。目前，我国磁浮列车技术开发主要集中在中低速常导磁浮技术上，高速与超高速磁浮列车技术研究较少。我国先后于2014年和2017年开通了长沙和北京的中低速磁浮线路运营，目前正在开展速度200 km/h中速磁浮关键技术攻关，如图5.24所示；在磁浮高速方面，我国建设了上海高速磁悬浮交通示范运营线，并正在研制600 km/h以上的高速磁浮运输工程化系统。

图5.24长沙磁浮系统工作原理

（1）磁浮试验列车：1986年，国防科技大学开始展开对磁浮列车的原理性研究。1989年，国防科技大学成功研制出我国第一台磁悬浮列车实验样车，如图5.25（a）所示。1994年，西南交通大学研制成功了中国第一辆可载人常导低速磁浮列车，但是在完全理想的实验室条件下运行成功的，如图5.25（b）所示。2000年以来，以中车株机公司和中车唐山公司为代表的磁浮车辆总成厂，以株洲电力机车研究所为代表的磁浮交通牵引和供电等核心电气设备制造单位都在开展研究。

图5.25　磁浮试验列车

（2）磁浮列车“中华01号”：2004年10月22日，大连磁谷科技研究所有限公司研制出我国首辆拥有自主知识产权的磁悬浮样车“中华01号”。该磁悬浮技术试验车车长10.3 m，宽3.12 m，高2.86 m，设计载客32人，最高速度110 km/h，是专为城市公交运输设计的低速磁悬浮列车，如图5.26所示。

图5.26 “中华01号”磁悬浮技术试验车

（3）磁浮列车“中华02号”：2005年5月，继“中华01号”磁悬浮技术试验车（低速）成功运行后，大连磁谷科技公司成功研制出我国首辆拥有完全自主知识产权的“中华02号”轻型吊轨磁悬浮试验车。该车设计速度400 km/h，结构受力简单，节省材料，减轻了轨道和车体的重量，便于高速运行，大大地降低了运行成本，如图5.27所示。

图5.27 “中华02号”磁悬浮技术试验车

（4）长沙中低速磁浮系统：长沙磁浮快线（Changsha Maglev Express Line），是服务于湖南省长沙市的一条城市轨道交通线路。2016年5月6日，长沙磁浮快线正式载客运营，成为我国首条具有完全自主知识产权和实现国产化的中低速磁浮商业运营线，标志着我国已全面掌握中低速磁浮研发、制造、建设及运营的成套技术，如图5.28所示。

图5.28　长沙磁浮系统(www.xing528.com)

2014年5月16日，长沙磁浮快线正式开工建设。2015年12月26日，长沙磁浮快线开始试运行。2016年5月6日，长沙磁浮快线开始载客试运营。长沙磁浮快线起于磁浮高铁站，途经长沙市雨花区和长沙县，连接长沙南站和长沙黄花国际机场，止于磁浮机场站。长沙磁浮线路呈东西走向，如图5.29所示。

图5.29　长沙磁浮快线线路图

长沙磁浮快线采用中低速磁浮列车、常导电磁铁悬浮、直线感应电机牵引等技术，设计最高速度为100 km/h。运用“同极相斥、异极相吸”的电磁原理，每节车底部安装20组电磁铁、20个悬浮稳定器，以保证与F轨之间保持8 mm稳定间隙，以电磁力支撑列车并推动前行。

（5）北京中低速磁浮系统：2017年12月30日，北京S1线开通运营，成为我国第二条磁浮交通线。同时，北京磁浮交通发展有限公司也成为国内首个集自主知识产权、国产化技术研发、工程化应用、车辆制造、服务体系为一体的中低速磁浮产业化企业，如图5.30所示。

图5.30　北京磁浮快线

（6）高速磁浮试验样车：2019年5月23日，我国速度600 km/h的高速磁浮试验样车在青岛下线，这标志着我国在高速磁浮技术领域实现重大突破，模拟图如图5.31所示。经过多年的技术攻关，我国攻克磁浮列车超高速工况下车体轻量化、强度、刚度、噪声等系列难题，开发出轻质高强度的新一代车体，也突破高速下流固耦合复杂作用的制约，解决了气动阻力、升力等问题。

图5.31　速度600 km/h的高速磁浮试验模拟样车

中国采用常导路线，主要是常导磁浮技术成熟。速度为600 km/h的高速磁浮试验样车与国外同类高速磁浮列车相比：悬浮能耗降低35%、电磁铁温升降低40 °C、单位有效载荷车辆减重6% 以上。运营性能方面：运营速度600 km/h，是飞机速度的2/3，安全性高，无振动，舒适性也好，且满足大容量客运需求。

2020年6月21日，由中车四方股份公司承担研制，最高试验速度高达600 km/h的高速磁浮试验样车在同济大学嘉定校区的磁浮试验线上成功试跑，如图5.32所示。在此次多工况的试验条件下，高速磁浮试验车辆的悬浮导向稳定，运行状态良好，并且各项关键技术指标都符合设计要求，总体上达到了设计预期。我国此次高速磁浮试验样车的成功试跑，实现了我国在高速磁浮列车系统中从静态到动态运行的突破，同时获取到了大量的关键数据，高速磁浮系统及核心部件的关键性能也得到了初步验证。

图5.32　速度600 km/h的高速磁浮试验样车

为了实现磁浮车辆的国产化以及研发出具有自主知识产权的磁浮列车，我国在高速磁悬浮交通领域进行着相关研究：一方面，自主研发高速（500 km/h）磁浮交通系统的车辆悬浮导向与车载控制技术、牵引供电控制技术、运行控制技术和系统集成等核心技术；另一方面，建设磁浮列车高速试验运行环境（30 km试验线）。