上海磁浮線

上海磁浮線

上海磁浮線是世界第一條投入商業運行的高速磁浮鐵路。

概況介紹

上海磁懸浮列車示範運營線是中國乃至世界上第一條高速磁懸浮鐵路商業運行線。該工程已於2001年3月1日在浦東新區動工興建,預計2003年完工。上海磁懸浮快速列車幹線工程總投資為人民幣89億元,西起上海捷運2號線的龍陽站,東至浦東國際機場,正線長約30公里,上下行折返運行,全線設2個車站、2個牽引變電站、1個控制中心、1個維修基地等。設計最高時速為430公里,單向行駛時間為8分鐘。按設計水平,每列車的9節車廂可載乘客959人,每小時發車12列,按每天運行18小時計算,年客運量可達1.5億人次。

立項背景

地理高速客運交通需求

通車剪彩通車剪彩

我國幅員遼闊、人口眾多,800~1500km中長距離的客運市場潛力巨大。21世紀,隨著經濟的持續快速發展和社會飛速進步、已經並將繼續產生極大的地理高速客運交通需求。目前,我國大容量高速客運交通基礎設施的建設還遠低於已開發國家水平,迄今尚無一條真正意義上的高速鐵路客運專線,未來幾年迫切需要建設、發展與高速客運交通需求相適應的高速軌道交通體系。

高速磁浮交通系統的優勢

高速磁浮交通系統由於有著較高的經濟運行速度,不僅適合於相距數百公里至一千多公里的交通樞紐之間的大運量快速客運交通,而且還適合於相距數十公里至數百公里的中心城市與附近重要城市之間的現代大容量高速客運交通系統,將是中國選擇建設大容量客運體系時考慮的重要方案之一。

京滬高速鐵路可行性論證

1999年,國家在進行京滬高速鐵路預可行性論證的過程中,部分專家提出:鑒於高速磁浮交通系統具有無接觸運行、速度高、啟動快、能耗低、環境影響小等諸多優點,同時考慮安全運行歷程超過60萬km,而且德國政府也宣布高速磁浮交通系統技術已經成熟等情況,認為要充分運用開發中國家的技術後發效應,實現軌道交通跨越式發展,建議國家在京滬幹線上採用高速磁浮技術。

專家意見

與此同時,大部分鐵路專家則提出了相反的意見,認為高速輪軌系統技術經過幾十年的實踐已經完全成熟,我國國內對高速輪軌系統技術的開發也已經取得了重大進展;儘管高速磁浮技術擁有諸多優點,世界上不少國家也都在開展研究,但均停留在試驗階段,缺乏商業化運行實踐,它的技術性、安全性和經濟性尚未進一步驗證,相對於高速輪軌系統技術,在技術上、經濟上都存在著很大風險

論證結果

在論證過程中,兩種意見一度相持不下。經過激烈側爭論,專家們最終形成共識,建議先建設一段商業化運行示範線,以驗證高度磁浮交通系統的成熟性、可用性、經濟性和安全性。此建議得到了國務院領導的關注與支持,隨即在對北京、上海、深圳三個地區進行比選後於2000年6月確定在上海建設。

項目歷程

2000年

乘務員風采乘務員風采

·6月30日徐匡迪市長和德國磁浮鐵路國際公司總經理Wahl先生在德國簽署了《中華人民共和國上海市和德意志聯邦共和國磁浮國際公司(TRI)共同開展上海市磁浮列車示範運營線可行性研究協定書》。
·8月上海申通集團有限公司聯合申能(集團)有限公司、上海國際集團有限公司、上海寶鋼集團公司、上海汽車工業(集團)總公司、上海電氣(集團)總公司等6家公司聯合出資20億元人民幣(後又增加上海浦東發展(集團)有限公司,增資為30億元人民幣),註冊成立上海磁浮交通發展有限公司。
·8月24日國家計委經國務院批准,批覆了上海市磁浮列車示範運營線工程項目建議書。
·10月上海市委、市府批准設立上海市磁浮快速列車工程指揮部,並任命吳祥明任總指揮,使項目啟動得到有力的組織保障。
·11月20日中德雙方如期合作編制完成《上海市磁浮列車示範運營線工程可行性研究報告》,並經市計委上報國家計委審批。
·12月17日-31日中國國際工程諮詢公司組織專家對工可報告進行評審。

2001年

·1月23日公司與德國西門子公司、蒂森公司和磁浮國際公司組成的聯合體簽署了《上海磁浮快速列車項目設備供貨及服務契約》,契約總金額為12.93億德國馬克。科技部徐冠華副部長、徐匡迪市長等領導參加簽字儀式。
·1月26日公司與德國軌道梁技術聯合體簽署了《磁浮快速列車混凝土複合軌道梁系統技術轉讓契約》,契約金額為1億德國馬克。
·2月28日國務院辦公會議審議批准了項目的工可報告和開工報告;隨後,市計委、建委批准了工程擴大初步設計。
·3月1日上海磁浮列車示範運營線工程舉行開工儀式。中共中央政治局委員、市委書記黃菊按動開工電鈕,徐匡迪市長等領導參加儀式。
·7月21日磁浮列車工程首根中心受壓預應力混凝土軌道梁澆搗完成,制梁基地開始逐漸形成軌道梁生產能力。
·8月29日“上海磁浮列車軌道梁數控銑鏜加工工具機完工儀式”在瀋陽中捷友誼廠加工現場隆重舉行,遼寧省省長薄熙來等領導出席了完工儀式。
·11月2日上海磁浮列車示範運營線首根軌道梁啟運儀式在制梁基地隆重舉行。朱鎔基總理和德國施洛德總理攜夫人參加儀式,並親自為軌道梁啟運揭幕。

2002年

·12月31日上海磁浮列車舉行隆重的通車典禮,德國施洛德總理和我國朱鎔基總理親臨磁浮龍陽路車站為上海磁浮列車首次通車剪彩

2003年

·1月14日我公司會同上海國際商品拍賣有限公司在龍陽路車站二樓會議室舉行了首列磁浮列車冠名權拍賣新聞發布會,公司副總經理宋孝鋆出席了發布會,各大媒體記者也參加了發布會。
·3月5日在磁浮龍陽路車站,經過激烈的角逐,上海新湖房地產開發有限公司最終以2090萬元人民幣的價格拍得首列上海磁浮列車兩年冠名權。(見圖2-1)
·6月27日浦東新區科普旅遊熱線啟動儀式暨上海磁浮科普教育基地揭牌儀式在龍陽路車站隆重舉行。
·7月14日磁浮列車首次成功實現雙線兩列車以860公里/小時的最高相對速度相會。
·8月16日磁浮三列車首次進行雙線循環運行調試。
·10月11日上海磁浮列車在對外開放運行中首次正式實現浦東機場站上、下客。
·11月12日在確保全全的條件下,磁浮列車進行無荷載最高運行速度測試,5節編組列車最高試驗運行速度達501公里/小時。
·12月10日金氏世界紀錄頒證典禮在北京“中華世紀壇”新聞發布廳隆重舉行。上海磁浮列車以“投入商業運營的最快的列車”被收入吉尼斯世界大全。
·12月29日上海磁浮列車開始每天上午半天對外試運行。

2004年

·1月29日上海磁浮列車開始全天對外試運行,每天從上午8:30到下午5:30,運行9個小時。
·5月15日上海磁浮列車示範運營線龍陽路車站被評為“市級科普教育基地”。
7月3日?世界第一條磁浮商業示範運營線在申城成功運行了八十三萬公里,安全運送了一百萬名乘客。

2005年

列車風貌列車風貌

·5月3日中國國民黨主席連戰率領的中國國民黨大陸訪問團參觀上海磁浮列車示範運營線。
·5月8日中國親民黨主席宋楚瑜率領的中國親民黨大陸訪問團參觀上海磁浮列車示範運營線。
9月25日上海磁浮示範運營線順利實現安全運行1000天,未發生一起運行安全事故、列車清客或運行大間隔事件。
·12月1日為滿足廣大乘客的要求,充分發揮上海磁浮列車示範運營線的交通功能,上海磁浮列車的運營時間由每天9小時(8:30-17:30)延長到14小時(7:00—21:00),發車間隔為15分鐘,延長時段內的最高運營時速改為300公里。

2006年

·1月20日公司與市台辦、中華航空公司聯合組織了“磁浮列車喜迎台胞回家過年”主題公關活動。首班包機有100餘名台胞免費乘坐了磁浮列車。
·4月26日經過幾年的商業試運營,磁浮上海示範運營線在經歷颱風、暴雨、大雪等各種因素的考驗後,工程正式通過國家竣工驗收。
·4月27日上海磁浮列車示範運營線正式投入商業運營。

2007年

·8月16日上海磁浮交通科技館正式揭牌開館,市府副秘書長、市科委主任李逸平到場祝賀。同時,上海磁浮交通科技館被市科委和市旅委命名為“科普旅遊示範基地”。
·10月28日上海磁浮交通科技館舉行“社會實踐活動基地”揭牌儀式,上海磁浮交通科技館正式成為中國人民大學?中國少年報社少年新聞學院上海分院社會實踐活動基地。

磁浮技術

磁浮列車原理

車票車票
磁懸浮列車用電磁力將列車浮起而取消輪軌,採用長定子同步直流電機將電供至地面線圈,驅動列車高速行駛,從而取消了受電弓。磁懸浮列車主要依靠電磁力來實現傳統鐵路中的支承、導向、牽引和制動功能。列車在運行過程中,與軌道保持一厘米左右距離,處於一種“若即若離”的狀態。由於避免了與軌道的直接接觸,行駛速度也大大提高,其正常的運營速度可以達到每小時430公里。

磁浮鐵路系統構成

電磁懸浮是對車載的懸浮電磁鐵勵磁而產生可控制的電磁場,電磁鐵與軌道上長定子直線電機定子鐵芯相互吸引,將列車向上吸起,並通過控制懸浮勵磁電流來保證穩定的懸浮間隙。電磁鐵與軌道之間的懸浮間隙一般控制在8~12mm。
高速磁浮鐵路系統由線路、車輛、供電、運行控制系統等四個主要部分構成。

(1)線路
線路引導列車前進方向,同時承受列車荷載並將之傳至地基。線路上部結構為用於聯結長定子的精密焊接的鋼結構或鋼筋混凝土結構的支撐梁,下部結構為鋼筋混凝土支墩和基礎。
(2)車輛
車輛是高速磁浮客運系統中最重要的部分,包括懸浮架和其上安裝的電磁鐵、二次懸掛系統和車廂。此外還有車載蓄電池、應急制動系統和懸浮控制系統等電氣設備。
(3)供電
供電系統包括變電站、沿路供電電纜、開關站和其它供電設備。磁浮列車供電系統通過給地面長定子線圈供電提供列車運行所需的電能。首先,從110kV的公用電網引入交流高壓電,通過降壓變電器降至20kV和1.5kV,然後整流成為直流電,再由逆變器變成0~300Hz交流電,升壓後通過線路電纜和開關站供給線路上的長定子線圈,在定子和車載電磁鐵之間形成牽引力。磁浮列車系統的整流、變流及電機定子等設備均在地面,對設備的體積和重量以及抗振性能沒有嚴格要求。
(4)運行控制系統
運行控制系統是整個磁浮交通系統正常運轉的根本保障。它包括所有用於安全保護、控制、執行和計畫的設備,還包括用於設備之間相互通訊的設備。運行控制系統由運行控制中心、通訊系統、分散控制系統和車載控制系統組成。

優勢介紹

磁懸浮列車有三個優勢:

速度快

第一速度快,從浦東機場到市區只要8分鐘;

造價相對低

第二,造價比捷運有一定的降低,至少相當;

科研意義

第三,磁懸浮作為現代最先進的運輸方式,還有很多科普和科研上的意義。

磁浮發展

德國磁浮交通發展歷程

列車風貌列車風貌

(1)1922年,德國人赫爾曼?肯佩爾提出了電磁浮原理,並在1934年獲得世界上第一項有關磁浮技術的專利。
(2)德國真正開展磁浮交通的研究卻是始於1968年。之前之所以沒有系統的研究是因為那段時期的技術以及工藝條件都比較低級,所以在很大程度上限制了磁浮技術的發展。
(3)從1968年開始,德國因環境和能源問題迫切要求開發新的高速交通體系。
(4)1969年,德國聯邦交通部、聯邦鐵路公司和德國工業界參與了“高運力快速鐵路的研究”,其中,就涉及到了磁浮高速鐵路。在此基礎上,在聯邦政府的資助下,工業界開始了磁浮鐵路的開發工作。
研究初期常導技術和超導技術是並重的:
(5)1971年,德國第一輛磁浮原理車在一段660米長的試驗線路上進行試驗運行,原理車採用車輛側的短定子直線電機驅動。
(6)1975年,ThyssenHenschel公司在卡塞爾(Kassel)的工廠中的HMB1號試驗線上率先實現了線路側長定子直線同步電機驅動的磁浮車運行。
(7)1976年,ThyssenHenschel公司在HMB2號試驗線上進行了載人長定子試驗車的運行。
(8)1977年,德國聯邦技術研究與技術部(BMFT)經過系統地分析認為,超導磁浮鐵路所需的技術水平太高,短期內難以取得較大進展,遂決定集中力量發展長定子直線同步電機驅動的常導交通系統。
(9)1978年,德國政府決定在埃姆斯蘭德修建一條磁浮試驗線。
(10)1979年,漢堡國際交通博覽會,展出了一段900米長的TR磁浮鐵路示範線。人們真正意義上地接觸、關注磁浮列車也是在這個時候開始的。漢堡市民對以75km/h速度運行的磁浮車產生了極大的興趣。這次磁浮車的成功展出,促進了磁浮高速鐵路的發展進程;更是促成了德國建造大型試驗設施的決定。
(11)1980年,埃姆斯蘭德的磁浮試驗線正式開工。為了建造第一段線路,德國工業界組成了磁浮鐵路聯合體(KMT)。第一期工程包括21.5公里長的試驗線路、試驗中心和試驗車TR06,該線路於1982年開始進行不載人試驗,並於1983年6月30日投入試驗運行。同年年底達到每小時300公里。為了提高試驗速度,1984年決定擴建南環線。南環線1987年建成。至此,TVE的試驗線總長達到31.5公里,速度增至400km/h。
(12)1991年12月以前,在德國聯邦鐵路中心局的領導下,用了近兩年時間由聯邦路和重要高校研究所的專家組成的一個工作組對磁浮高速鐵路Transrapid系統進行了全面的檢驗和評估,專家組得出該系統在"技術套用上已完全成熟"的結論.至此,Transrapid成為世界上首次進入技術套用成熟階段的磁浮高速鐵路系統。
(13)1993年,TR07型磁浮列車在TVE試驗最高速度達到450km/h。
(14)1996年5月9日到6月14日,聯邦議院和聯邦參議院制訂出了“磁浮需求法規”。
(15)1997年4月,德國決定在柏林和漢堡之間建一條全長292公里的磁浮線,原計畫1998年下半年動工,2005年投入商業運行。為此開發了擬用於柏林至漢堡線的TR08型磁浮列車。該車於1999年10月開始在TVE上進行試驗。後來由於新的預測表明建設新線將面臨虧損的危險,遂於2000年2月取消建設計畫。

中德雙方合作建設磁浮線

列車風貌列車風貌

(1)2000年6月,中國上海市與德國磁浮國際公司合作進行中國高速磁浮列車示範運營線可行性研究。同年12月,中國決定建設上海浦東龍陽路捷運站至浦東國際機場高速磁浮交通示範運營線。2001年3月正式開工建設。
(2)2002年12月31日,經過中德兩國專家兩年多的設計、建設、調試,上海磁浮運營線終於呈現在世界的面前。而她正式開始試運行的第一批客人就是中國國家政府上一屆國務院總理朱鎔基和德國現任總理施羅得先生。兩位總理穩穩地乘坐在世界上唯一的磁浮運營線上,透過窗外,看著遠遠落在後面的汽車,享受著430km/h速度帶來的快感,他們都點頭笑了。

其他國家的磁浮交通發展歷程

磁浮交通不僅在德國、中國取得了令世人矚目的進展,從二十世紀70年代起日本、美國、加拿大、法國、英國等已開發國家都相繼進行了磁浮運輸系統的開發。
1.在英國就曾有一條連線伯明罕機場和英特納雄納爾火車站的磁浮線路,600米長的距離,旅客只需90秒就能到達目的地。雖然這條磁浮線已經不再繼續運營,但是她帶來的磁浮衝擊波無疑是震撼的。
2.在日本,早在1962年就開始研究常導磁浮技術。隨著超導技術的迅速發展,從70年代初,日本開始轉而研究超導磁浮技術。
(1)1972年首次成功地進行了2.2噸重的超導磁浮列車試驗,該車在480米長的試驗線路上達到了每小時60公里。
(2)1977年12月在宮崎磁浮試驗線上,最高速度達到了每小時204公里。
(3)1979年12月又將不載人運行的速度提高到了517km/h。
(4)1982年11月,磁浮列車的載人試驗獲得成功。
(5)1989年,不載人試驗速度達到了每小時494公里。
(6)1994年,不載人運行最高速度達到431km/h;載人磁浮列車試驗時的最高速度達到411km/h。
(7)日本目前還在進行運行試驗,進行改造空氣動力學特性、減少噪聲、降低造價的研究。擬於2004年進行商業套用。

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