磁悬浮技术的诞生与发展源于人类对交通出行速度的追求。我国人口众多，磁悬浮这种新技术的采用需求不仅出现在城市间的长距离运输，也出现在城市交通领域，其技术主要是中低速技术和轻型车辆。磁悬浮原理是什么？应用现状如何?本文分别从磁悬浮系统的技术特性和经济特性介绍我国磁悬浮技术发展和应用。

磁浮列车是谁发明的？

1922年，德国人赫尔曼·肯佩尔（Hermann Kemper）提出了电磁浮原理，并在1934年获得世界上第一项有关磁浮技术的专利。肯佩尔先生利用磁铁“同性相斥、异性相吸”的性质，把旋转的同步电机摊开铺平，把电机中的转子装在车厢底下，把电机中的定子和线圈铺在整条轨道上，通上电后，机车和车轨组成了一个完整的直线电机，列车不依靠车轮悬浮在轨道上，轻松跑动。

磁悬浮原理

上海磁浮列车上的悬浮电磁铁、导向电磁铁和轨道上的定子线圈通电后，将列车向上吸起而“悬浮”于轨道上，并随时控制以保持稳定的悬浮间隙和导向间隙，实现列车沿轨道的无接触运行。

整辆列车浮了起来，悬于铁轨之上10毫米，这样设计不仅减少了磨损，同样也能让列车极快速，无摩擦地行驶。

磁悬浮技术是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术，它是利用悬浮磁力使物体处于一个无摩擦、无接触悬浮的平衡状态。

磁悬浮技术原理

按照线圈导体属性，磁悬浮技术可分为常导型和超导型；按照悬浮原理，磁悬浮技术可分为电磁悬浮系统（EMS）和电动悬浮系统（EDS）。从原理上，磁悬浮技术可分为“常导+EMS”（常导磁吸型）和“超导+EDS”（超导磁斥型）两种主要模式。德国的TR技术采用“常导+EMS”，而日本的ML技术采用“超导+EDS”，他们分别代表了目前国际上两种比较接近实用水平的磁悬浮运输技术。

由于系统原理不同，德国TR和日本ML磁悬浮运输系统的技术指标也各有不同，主要表现在导轨构造、悬浮气隙、运行速度、能耗、磁场强度等方面。u型导轨的ML系统较T型导轨的TR系统悬浮气隙大、可达运行速度更高，能耗与磁场强度也相应较高。

磁悬浮系统的技术特性

作为新型的运输技术，磁悬浮系统在运行速度、加速度、安全性、可靠性、工程选线、能效与环保等评价指标上，相对于传统交通方式具有一定优势；而运输能力仅能达到高速轮轨系统的40%～50%。与轮轨系统相比，磁悬浮系统的运行速度与加速度的优势明显。TR08和MLX01列车的设计速度分别为500km/h和550km/h，远高于目前300km/h的高速轮轨列车速度；平直线路上，理论推算TR08列车速度达到500km/h需要加速时间265s、加速距离19.3km，均小于ICE03列车达到300km/h时的对应值（370s、20.9km），考虑到MLX01较TR08具有更大的加速度，上述差值将更为明显。磁悬浮系统的安全性和可靠性高的结论，主要基于理论推断和试验运行累计数据，尚有待实际运营的进一步检验和完善，2006年9月22日发生的德国埃姆斯兰德试验线磁悬浮列车和服务机车撞车事故，对磁悬浮列车的控制系统的安全性提出了挑战。

我国磁悬浮技术的应用

与发达国家相比，我国磁悬浮系统的研发和建设环境具有以下特点：

在技术上，我国磁悬浮技术的研发起步较晚，尤其是工程层面的工作。不过，我国通过中德技术合作于2003年建成了世界上第一条商用高速磁悬浮线路，即上海浦东机场线，极大地推动了我国磁悬浮技术的研发。在引进、消化、吸收的基础上，我国已经逐步具备了再创新的能力。例如，20世纪90年代以来，原国家科委正式将“中低速磁悬浮列车关键技术研究”列入“八五”国家科技攻关计划，由铁道科学研究院牵头，国防科技大学、中科院电工所、西南交通大学等单位参加。1995年5月，国防科技大学成功实现了实验室内1：1单转向架的载人运行。2001年研制成功的中低速磁浮试验车下线并成功进行了试验运行，2005年7月又研制成功了磁浮工程化样车。目前，中国已经先后在北京、长沙、成都、上海、大连等城市建立了多家研究基地和试验线路，对不同制式的磁悬浮技术开展实用化研究，实用型中低速磁浮列车及唐山2km试验示范线也正在筹划中，关于磁悬浮应用技术的独立研发能力正在形成。经验表明，科技发展中的赶超先进决不是一朝一夕之功，工程技术领域更是如此，我们还须耐住寂寞，踏踏实实地作好磁悬浮技术应用前期的研发与论证工作。

在经济上，磁悬浮系统单位运输能力的造价高于轮轨系统。作为发展中国家，我国中央政府、各级直属部门与多数地方政府的财政预算能力总体上仍然是比较有限的，但部分经济发达地区已经具备建设磁悬浮线路的能力。各国的论证经验表明：磁悬浮系统的自负盈亏能力是比较弱的，各地区及政府部门对任何磁悬浮系统建造的决议应当考虑实施运营后进行经济补贴的可能性及财政能力。因此，各城市在规划磁悬浮系统建设项目时必须要充分考虑地区经济承载能力。

在市场需求上，我国不少交通通道系统仍有一定发展空间，包括我国正积极筹建的上海一杭州高速磁浮列车线路等；这也是我国建造磁悬浮系统过程中明显优于发达国家之处。这一形势为磁悬浮技术在我国的发展提供了较好的需求环境，也增加了该项技术的经济可行性。

在政策环境。磁悬浮作为一项新技术，可以产生良好的产业拉动效应、科技拉动效应和媒体宣传效应，容易得到有关部门的偏爱。

在公众与专业环境上，社会各界关注的焦点主要是磁悬浮线路的造价，目前，我国交通行业的投融资政策已开始形成，为磁悬浮技术项目的投融资创造了良好条件。不过，在具体操作方法上，仍需要进一步研究行之有效的策略。

来源：直观学机械、青年时代等整编

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