世界磁浮鐵路的試驗與發展

從世界上第一條鐵路誕生以來，在一個半世紀的歷史進程中，鐵路經歷了牽引動力的三次革命，即蒸汽、內燃和電力牽引。但隨著車輛技術、通信信號、線路的加強和改進，以及計算機技術的應用，列車運行速度不斷提高，一般高速列車時速均在200公里及其以上，使鐵路成為大型的現代化交通工具。

但是，由于高速公路和航空事業發展，鐵路面臨著嚴重的挑戰，要使自己在競爭中立于不敗之地，必須更大幅度的提高速度。圍繞這個問題，許多國家做了不少努力，雖然取得了很大進展，但要彌補鐵路航空之間的速度差距，還是相當困難的。因為傳統的輪軌粘著式鐵路是利用車輪與鋼軌的粘著力使列車前進的，而其粘著系數又隨著速度的增加而減小，走行阻力卻隨著速度的增加而加大。當速度超過粘著系數曲線和走行阻力曲線的交點時，速度就不可能再進一步提高了。如果要想再進一步提高速度，同時又要做到更加安全、舒適，減輕振動和噪音，減少能耗，降低運輸成本，那么，傳統鐵路將是難以辦到的。

為了越過這個障礙，從60年代初開始，一些發達國家就開始研究非粘著式超高速車輛。這種車輛可以分為兩大類，一類是氣墊式懸浮，另一類是磁懸浮。經過研究，人們認為在能源消耗、噪音等方面，磁懸浮比氣懸浮優越。因此，除了法國在奧爾良仍有一條18公里的氣墊車輛試驗線路以外，英、美、德、日本等國，已在60年代后停止氣墊車的研究而改為對磁懸浮的研究。

經過近30年的研究和試驗，已取得了重大的進展。有些先進國家已經進入實用化研究階段。特別是超導技術的突破性進展，將大大縮短磁懸浮鐵路的發展過程。

在這項研究中，德國和日本起步最早，但兩國采用的制式截然不同，德國采用常導磁吸式，而日本則采用超導磁斥式。在車輛和線路結構上，在懸浮、導向和推進方式上雖各有不同，然而基本原理卻是一樣的。

日本于1972年用ML100型試驗車實現了60公里／小時的懸浮運行。1975年著手修建宮崎試驗線。1977年開始對倒T形導軌和跨座式ML500型試驗車進行了無人駕駛的試驗。1979年12月，在九州宮崎試驗線上創造了517公里／小時的速度記錄。但因常溫下的超導材料尚未出現，還未能投入商業性的載人運行。日本的專家們信心十足地認為，他們的磁懸浮列車將是“最有發展前途的列車”。為適應競爭的需要，日本準備再修建兩條50公里長的試驗線，一條從扎幌道千葉機場，另一條是連接東京至甲府的中央線。

德國從1968年開始研究磁浮列車。1983年在阿姆斯蘭德建設了一條長32公里的試驗線，已完成了載人試驗。他們采用的TR06型試驗車，在該線上創造了412公里／小時的記錄，并打算進一步突破500公里／小時。此外還計劃投資100億馬克，在埃森經科隆、法蘭克福到曼海姆之間修建一條磁懸浮鐵路。引人注目的是從漢堡到柏林的磁懸浮鐵路，計劃在90年代末期建成通車。

美國還沒有本國研制的磁懸浮列車，但對德國的常導磁吸式磁懸浮系統很感興趣，并準備引進，修建從洛杉磯到拉斯維加斯的磁懸浮鐵路。從而把乘小汽車需5小時的路程，壓縮到70分鐘即可到達。該線總耗資約25億美元，其中包括購買40個車組，建設兩個有服務設施的車站、一個維修工廠和一座管理大樓。

英國于1973年開始進行磁懸浮鐵路的研究，經過20多年的研究和試驗，于1984年４月，從伯明翰機場至國際車站之間開通運行了低速磁懸浮列車，平均速度為25公里／小時。這是目前世界上唯一投入商業運行的磁懸浮鐵路。近年來的運行實踐證明，常導磁吸式懸浮系統、直線異步電機推進的高架低速磁浮列車，適用于城市內的公共交通和郊區客運。

加大從1970年開始研究磁懸浮列車，目的是在多倫多—-渥太華—-蒙特利爾之間修建一條超高速磁懸浮鐵路。他們的專家認為，在加拿大的氣候環境條件下，采用超導磁懸浮系統比常導的系統要優越。1977年研制成超導磁浮車，進行了一系列的試驗，取得了一定的進展。

原蘇聯從1976年開始進行磁懸浮鐵路的研究，在莫斯科附近一條長600米的試驗線上，其05號磁浮車達到60公里／小時的速度。還計劃在阿拉木圖修建一條長14公里、有7個小站的城市商業磁浮運輸系統，速度也是60公里小／小時。此外，計劃在埃里溫修建一條磁浮鐵路，作為全長60公里的磁懸浮鐵路的一個組成部分。

經過了各國多年的試驗研究以后，一般認為，短途磁懸浮運輸速度一般為200公里／小時，用于連接機場和市中心；中程磁懸浮運輸速度為300公里／小時，適用于城市間的運輸；長途磁懸浮運輸速度一般在300公里／小時以上，適用于遠距離運輸。

磁懸浮鐵路從探索性的基礎研究到進入實用性開發研究，經歷了20多年。現在，各國已經公認它是一種很有發展前途的交通運輸工具，適用于長、短途高速運輸。其主要特點是不受氣候影響、無噪音、無振動及磨耗、不污染，可以通過 35‰的大坡度和半徑較小的曲線，能安全、迅速的運送旅客，大大縮短旅客乘車時間，時速可達500公里，運送一名旅客消耗的能量約相當于飛機的60％。

在造價方面，日本的專家認為橋隧、軌道基礎部分和新干線大致相等，軌道上部由于不用鋼軌而用推進及導向線圈，造價比新干線要高20％，但因省去了鋼軌、車輪、接觸網、受電弓，造價高出的部分可以與節省的運營費相互抵銷。德國的專家估算，一條復線磁懸浮鐵路每公里造價為5千萬馬克，而高速鐵路每公里造價為3千萬馬克。

磁懸浮鐵路的行車速度和能耗高于傳統鐵路，低于飛機，是彌補傳統鐵路與飛機之間速度差距的一種有效的運輸工具。由縮短乘車時間而帶來的社會效益是巨大，因此得到了不少國家的重視。除上述的美國、日本、加拿大外，西歐各國已經提出歐洲磁懸浮鐵路網的設想。德國考慮在漢堡、漢諾威、慕尼黑、魯爾區、法蘭克福、斯圖加特等地修建磁懸浮鐵路。法國、比利時、德國和荷蘭四國商定在巴黎、布魯塞爾、科隆和阿姆斯特丹之間750公里的線路上，采用磁懸浮高速列車的方案。

已經投入可行性研究的磁懸浮鐵路有：美國的洛杉磯—-拉斯維加斯（450公里）、芝加哥—-米爾沃基（120公里）；加拿大的蒙特利爾—-渥太華（193公里）；歐洲的法蘭克福—-巴黎（515公里）、布魯塞爾—-巴塞爾（500公里）；澳大利亞的墨爾本—-悉尼（810公里）；沙特阿拉伯的利雅得—-麥加（880公里）；韓國的漢城—-釜山（500公里）等線路。

預計在不久的將來，高速、安全、舒適、方便的磁懸浮列車運輸系統，會出現在世界各主要發達地區。它將以更高的效益在中短途運輸競爭中勝過高速鐵路、高速公路和民航運輸。