磁悬浮列车

磁浮列车（Maglev，简写自Magnetic Levitation），是一种利用磁悬浮技术来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行进时不需接触地面，以减小阻力。磁浮列车的最高时速理论上可达每小时600公里以上，比轮轨高速列车的最高时速574.8公里更快。另外，尽管磁浮在一般人印象中是高速列车的象征，但除高速磁浮列车外，还有中低速磁浮列车，行驶时速最高约100公里左右，主要应用于城市轨道交通系统或机场联络轨道系统上，具有安静、加速线性、爬坡能力佳、回转半径小、保养成本相对较低等优点。不过，由于磁浮列车在行驶时处于悬浮状态，高速行进时的空气扰动会使列车晃动较一般轮轨列车大，在乘坐舒适感上大打折扣。

目前处于营运中的商业磁浮列车线路仅有七条，按投入运营的时间为顺序分别为中国上海市的上海磁浮列车示范运营线、日本爱知县的东部丘陵线、韩国仁川广域市的仁川机场磁浮线、以及中国长沙市的长沙轨道交通S2线、中国北京市的北京地铁S1线、中国湘西土家族苗族自治州的凤凰悬浮观光快线、与中国清远市的清远长隆磁浮旅游专线。其中，除了上海磁浮线为高速磁悬浮列车线路，其余皆为中低速磁浮列车线路。上海磁浮之前的伯明翰磁浮和柏林磁悬浮都早已停驶。圣地亚哥机场、慕尼黑机场等磁浮项目均因资金问题而取消，目前在建的高速磁悬浮仅有日本中央新干线。

## 历史

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磁浮列车在二十世纪初开始被提倡，但在二次大战前一直处于概念阶段，并未有研发实际可供测试的原型。1960年代日本和欧洲国家纷纷投入高速铁路的建设，磁浮列车的技术开始受到重视，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国及苏联在当年均有磁浮运输系统的开发计划。美国和苏联认为加强发展航空交通更为可取，两国在1970年代及1980年代停止开发新型铁路。到1980年代只有德国和日本持续投入资金开发，并制作原型系统改进技术。

世界上首条商业营运的磁浮列车线路是英国的伯明翰磁浮，该磁浮线路位于伯明翰国际机场，于1984年至1995年间运营，使用低速磁浮列车，线路全长600米。由于可靠性的问题，该线已经于2003年拆除，更换为缆索式系统后重新营运。第二条磁悬浮列车线路是西德在1980年代于柏林铺设的M-Bahn，以填补西柏林的交通空白。该系统设有三个车站，长度1.6公里，用的是无人驾驶列车，于1989年8月28日开始试验载客，1991年7月18日获批正式运营，但由于柏林墙的倒塌，原本被切断的柏林地铁U2线可以重新被连接起来，两周后的7月31日M-Bahn就停止运营。1990年代开始规划磁悬浮列交通的中国则决定引进德国西门子公司的技术，并在中国上海市建造上海磁浮示范运营线，该线于2002年开通，目前是世界上唯一一条商业营运的高速磁浮列车线路（通常指时速大于250公里）、也是第三条磁浮列车线路。中国上海市政府与德国磁浮国际公司（TRI）于2000年达成协议，于2001年在浦东国际机场站至龙阳路站间开工建设磁浮列车系统，并于2002年12月31日通车。该线全长30公里，列车运营最高时速达431公里，由起点至终点站只需7分20秒。然而2020年5月1日起，上海磁浮线降速至300km/h，直至2024年起部分班次回复。

日本现在的山梨实验线使用低温超导磁铁，可允许在轨道和车体间有更大的缝隙，该线列车的最高速度达每小时581公里，成为新的世界纪录。2015年4月21日，日本东海铁路公司宣布，公司最新型L0系高速磁浮列车，在山梨实验线载人行驶中，创下时速603公里的世界最高速度纪录。预料列车在2027年投入运作后，东京到大阪，全长286公里(此为东京至名古屋段的长度）的路程只需40分钟。目前日立及日本车辆制造所正在测试新型改良车头，预计设计最高可达每小时635公里的高速，该车型也于2020年以最高时速500公里的速度提供民众试乘。

### 最高行驶时速历史

- 1971年：西德，Prinzipfahrzeug，90 km/h
- 1971年：西德，Transrapid 02，164 km/h
- 1973年：西德，Transrapid 04，250 km/h（载人）
- 1975年：西德，Komet，401.3 km/h（由蒸汽火箭推进，无人）
- 1979年12月12日：日本，ML-500R，504 km/h（无人）第一次突破500 km/h
- 1979年12月21日：日本，ML-500R，517 km/h（无人）
- 1997年：日本，MLX01，531 km/h（载人）
- 1997年：日本，MLX01，550 km/h（无人）
- 1999年：日本，MLX01，552 km/h （载人/5辆编组）
- 2003年：日本，MLX01，581 km/h（载人/3辆编组）
- 2015年：日本，L0，590 km/h（载人/7辆编组）
- 2015年4月：日本，L0，603 km/h（载人/7辆编组）

## 种类

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- 相吸型构造简图

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- 相斥型构造简图

依据永久磁铁同极相斥、异极相吸的原理，目前磁浮也分为这两类：

- 相吸型：为电磁力悬浮技术（Electromagnetic suspension），借由磁铁吸引力使车辆浮起来，路线外表类似单轨铁路。车辆的两侧下部向导轨的两边环抱，内翻部分装有磁力强大的电磁铁，导轨底部设有钢板。钢板在上，电磁铁在下。所谓电磁铁，就是一个金属线圈，当电流流经线圈时，能产生磁力吸引钢板，因而车辆被向上抬举。当吸引力与车辆重力平衡，车辆就可悬浮在导轨上方的一定高度上。改变电流，也就改变磁感应强度，使悬浮的高度得到调整。德国Transrapid即是属于此类型，称做“常导磁浮列车”。
- 相斥型：为电动力悬浮技术（Electrodynamic suspension），借由磁铁排斥力使车辆浮起来，路线外表类似高速铁路。当列车向前进时，车辆下面的电磁铁就使埋在轨道内的线圈中感应出电流，使轨道内线圈也变成了电磁铁，而且它与车辆下的磁铁产生相斥的磁力，把车辆向上推离轨道。一旦发动很快就可以加速到时速50公里，行驶50至60公里的距离后就会在轨道上浮起来。沿着地面越“跑”越快，目前最高时速可达603公里（理论上还可以继续超越下去）。日本即是属于此类型，称做“超导磁浮列车”。另有永磁性电动力悬浮（Inductrack），2007年在中国大陆辽宁省大连市虽有兴建计划，惟全案未有进一步动作。

## 优点和缺点

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- 日本MLX01-2 超导电磁转向架

技术 ｜优点 ｜缺点

EMS（电磁力悬浮）｜列车内外的磁场较电动力悬浮低。技术上时速可达500公里。没有车轮或二级推进系统需要。造价成本低廉。｜列车与轨道之间分离，两者之间的电磁吸引力容易不稳定，必须不断透过电脑系统进行监测和纠正以免发生碰撞。由于系统固有的不稳定性和外部系统需要不断修正，振动可能会导致系统出现问题。

EDS（电动力悬浮）｜内建磁铁大幅度使用于列车与轨道，技术上时速可达603公里，比电磁力悬浮还要更快，且具备高负载的能力。已于2005年12月证明使用廉价的液态氮冷却高温超导磁体，能成功在船上操作。｜强大的磁场令列车上的乘客无法使用心律调节器或磁性数据储存装置（如硬盘及信用卡），因此需要使用磁屏蔽。轨道的诱导性会限制列车的最高速度，列车必须有轮作低速运行。造价成本昂贵。

永磁性EDS（Inductrack）｜有故障安全防护悬吊系统，磁铁不需电力供给；磁场固定在列车的下面；能在低速时（大约5 km/h）产生足够的磁场使磁浮列车悬浮；停电时列车会逐渐减速以保障安全；Halbach array永久磁铁比电磁铁可能更符合成本效益。｜在列车停止时，仍需要轮或轨道的一段继续运动。

## 现存系统

磁浮技术分为轨道、车辆、牵引、运行控制四大系统，有16项核心技术。韩国、德国、日本与中国为世界上目前有磁浮列车试验或营运路线的国家。

### 营运中

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- 东部丘陵线

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- 仁川机场磁浮线

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- 北京地铁S1线

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- 上海磁浮示范运营线

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- 长沙磁浮快线

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- 清远磁悬浮
- 中国大陆上海磁浮示范运营线
- 中国大陆长沙磁浮快线
- 中国大陆北京地铁S1线
- 中国大陆凤凰磁悬浮
- 中国大陆清远磁悬浮
- 日本东部丘陵线
- 韩国仁川机场磁浮线

### 兴建中

- 日本中央新干线

### 测试中

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- 美国圣地亚哥
- 德国埃姆斯兰县：Transrapid拥有31.5公里的轨道，定期运行的速度最高达420公里每小时。
- 日本JR磁浮：日本研发超导体磁浮列车由东海旅客铁道（JR东海）和铁道总合技术研究所（JR总研）主导。首列实验列车JR-Maglev MLX01从1970年代开始研发，并且在山梨县建造了五节车厢的实验车和轨道。在2003年12月2日最高速达到581km/h（361 mph）。在2015年更创下了603km/h（375mph）的速度，创下有车厢车辆的陆地极速。
- 美国联邦运输管理局（FTA）城市磁浮技术示范（UMTD）计划
- 中国中车青岛四方600公里磁浮试验列车，样车于2020年12月底在青岛编组完成。2021年7月20日，600公里高速磁浮交通系统在青岛亮相。
- 西南交通大学研发的高温超导高速磁悬浮工程样车与配套验证段试验线
- 2022年3月10日，中车株洲电力机车有限公司党委书记、董事长周清和透露，中国自主研发的首列商用磁浮3.0列车在同济大学高速磁浮试验线上完成相关试验和系统联调联试。

## 规划中系统

### 澳洲悉尼—伊拉瓦拉磁浮提案

有一个磁浮列车建议在悉尼和卧龙岗市之间。

### 西雅图—温哥华国际磁浮（美国）

西雅图—温哥华国际磁浮是I-5的扩展计划的延长部分，但美国政府已安排分开兴建，不过加拿大政府并没有接受这些建议。虽然目前已有进一步的研究要求，但资金方面至今尚未同意。

### 巴尔的摩—华盛顿磁浮（美国）

一个64公里项目提议连接巴尔的摩市中心和巴尔的摩/华盛顿国际机场，目的是解决区内目前的交通挤塞问题。

### 宾夕凡尼亚州计划（美国）

宾夕凡尼亚州的高速磁浮列车项目是由匹兹堡国际机场到Greensburg，中间停在匹兹堡市中心和门罗维尔。这个项目最初是人口约240万人在匹兹堡圈。巴尔的摩提案与匹兹堡提案获得联邦9000万美元的拨款。该项目的目的是要知道磁浮系统能否正常在一个美国城市运行。

### 圣迭戈机场（美国）

2006年，圣迭戈委托进行一项到圣迭戈国际机场的磁浮列车研究。SANDAG称，这个是一个“机场无航站楼”的概念，让旅客可在圣迭戈的一个航站楼办理登机手续，并乘坐悬浮列车到达机场并登上飞机。此外，磁浮列车将有可能收取优先运费。虽然目前已有进一步的研究要求，但资金方面至今尚未同意。

### 亚特兰大—查塔努加（美国）

计划中的磁浮列车的运行路线从哈茨菲尔德－杰克逊亚特兰大国际机场贯穿亚特兰大，到达亚特兰大的北郊，甚至可能延伸到田纳西州查塔努加。一旦建成，磁浮线路可能会成为目前亚特兰大的地铁系统MARTA的竞争对手。

### 德国磁浮试验线

2007年9月25日，德国巴伐利亚州宣布将建立高速磁浮铁路服务从慕尼黑市中心到慕尼黑国际机场。巴伐利亚州政府与德国铁路和磁浮公司及西门子与蒂森克虏伯签订1.85亿欧元（2.6亿美元）的项目。

2008年3月27日，德国交通部长宣布，由于建设轨道成本的上升，该计划已被取消。该计划预估需要3.2至3.4亿欧元。

### 雅加达—泗水（印尼）

计划中建立一个683公里长之间雅加达—泗水的磁浮铁路服务，它将会有7个车站，其中包括三宝垄。PT. Maglev Indonesia与法国国家铁路公司，Transrapid Deutschland，和其他一些公司或许将于2010年正式开始建设。但目前没有具体的规划项目启动中。

## 关联项目

- 上海磁浮示范运营线
- 长沙磁浮快线
- 北京地铁S1线
- 沪杭磁浮线
- 德国磁浮试验线碰撞事故
- 东部丘陵线
- 高速铁路
- 轨道车辆速度纪录
- 清远磁悬浮

## 外部链接

- 中国磁浮网站（简体）
- The International Maglev Board
- 德国磁浮高速列车国际公司中国代表处 （简体）
- 西南交通大学超导技术研究开发中心（简体）
- 财团法人铁道总合技术研究所 （日文、英文）
- 山梨リニアファンクラブ（日文）