磁悬浮列车发展现状及未来展望

磁悬浮技术的研究源于德国，其设想起源于20世纪20年代。早在 1922年，德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。经过几十年持续努力，德国工业界成功研究开发出高速磁悬浮列车技术。德国掌握常导电磁型高速磁悬浮轨道交通技术，所研发的Transrapid是世界上首次进入技术应用成熟阶段的磁浮高速铁路系统，“TR”车型从01优化到09，最高试验速度达到 505 km/h。遗憾的是，由于技术、经济、政治等原因，德国国内规划的高速磁浮线路数次搁浅，2011年后便终止了研发之路。

20世纪60 年代以来，德、日、美、中、韩等国相继开展磁浮交通技术研究，德国和日本较早投入研发并各自突破了不同技术路线的磁浮交通模式。日本与德国几乎同一时期开展磁浮交通的研发，技术上选择了与德国不同的路线——超导磁浮。自 20 世纪 70 年代起，日本陆续研发了ML系列以及在MLX基础上开发的L0车型。2015年，L0 试验车载人速度达到了 603 km/h，创造了地面交通工具的最高试验速度。日本致力于将磁浮交通打造成国家名片，在磁浮交通的发展战略上一直很清晰，持续不断投入研发和试验，并规划建设了国内的高速磁浮线路——中央新干线。

20 世纪 80 年代末，韩国开始低速常导磁浮列车技术研究，相继推出两代实用型磁浮列车，建成仁川国际机场磁浮线并投入运营，但出于国情考虑，韩国并未发展高速磁浮系统。韩国重点发展了中低速磁悬浮技术。

美国政府对高速磁浮交通发展的态度摇摆不定，在磁悬浮的开发中时断时续，因此研发支持也时断时续。近年来有意向引进日本的超导磁悬浮技术，双方设立了合资公司，并开展了环境和技术评估。美国的磁浮技术发展方向比较灵活，且民间研发热情高涨。历史上曾创新发展了多种技术方案，如个人快速交通系统SkyTran悬浮汽车、应用到煤炭及矿山资源物流运输市场的Magpipe磁浮管道运输系统，尤其以真空管道磁悬浮列车（也称超级高铁）的探索最引人注目。

上述国家，基于不同的国情，选择了不同的发展战略、发展模式和技术路线。磁浮交通投入高、周期长、技术相对复杂，发展受到技术、经济、政治多种因素制约，同时需要面对传统轮轨交通、飞机等交通模式的竞争，因此在全球的发展都较为缓慢且充满不确定性。目前，中国和日本坚定发展磁悬浮交通，中国拥有地理和人口上的天然优势，巨大的需求市场给磁浮交通发展带来广阔的发展前景；日本的主要目标是技术出口，希望以自己独特的超导磁悬浮高铁技术为突破口，抢占国际高铁建设市场制高点。美国政府的态度不明朗，但在民间资本的推动下，开展了大量前瞻性技术探索并取得了一定进展。

常导和低温超导磁浮交通工程化技术已经成熟，近年来的研发主要围绕降低成本、环境友好、提高效率和安全性来开展。例如，日本在2017年延长至2022年的磁浮交通研发规划中，提出将继续完善地面线圈回收利用以及高温超导材料的开发试验，同时将开展车辆运动仿真解析技术和仿真装置研究。在既有铁路的应用方面，将深化研究高速领域线性电机型轨道制动技术、非接触供电技术、超导惯性飞轮蓄电系统再生失效对策、磁热泵系统功率提升等。(www.xing528.com)

高温超导磁悬浮研究受到越来越多的重视，但仍处于实验室阶段，距离工程化应用还有较远的距离。从2000年至今的 20 年时间里，高温超导磁悬浮研究重点已由早期的车载超导块材组合与永磁轨道间的准静态电磁特性及优化工作，发展到动态特性分析、运行试验、试验线建设等方面。

中国通过引进吸收消化再创新也已成为磁浮交通强国之一。与德国、日本相比，中国开展磁悬浮列车的相关研究起步较晚，21 世纪初才引进德国的常导型技术，在中国政府的大力支持和推动下，目前已全面掌握了中低速磁悬浮交通的关键技术，并先后于2014年和2017年开通了长沙和北京的中低速磁浮线路运营，正在开展时速 200 km 中速磁浮关键技术攻关。高速磁悬浮方面，中国建设了上海高速磁悬浮交通示范运营线，正在研制 600 km/h以上的高速磁浮运输工程化系统。另外，中国在高温超导磁悬浮方面，成功研制了世界首辆高温超导磁悬浮车（世纪号），现已完成真空管道高温超导磁悬浮交通原型系统的开发与测试，目前正积极建设低真空管（隧）道高温超导磁悬浮高速试验平台。西南交通大学准备将“载人高温超导磁悬浮环形试验线”建成。在低温超导磁悬浮等方面，低温超导磁悬浮技术相关研究起步相对较晚。自2000年以来，国防科技大学、中国科学院电工研究所、西南交通大学等高校开展了相关技术研究及部分原理验证工作；2015年，中国航天科工三院系统开展了高速电动悬浮方案论证、设计及模型试验工作。2018年，航天三院开展了低温超导电动悬浮方案设计，进行了技术方案仿真分析；2019年，航天三院开展模型试验装置建设。

巴西里约热内卢联邦大学也修建了一条长 200 m 的试验线。意大利拉奎拉大学、日本产业技术综合研究所、俄罗斯莫斯科航空学院等也研制出各自的高温超导磁悬浮系统，并开展了一系列运行测试。

高速磁悬浮在长距离、大客流量、大城市间地面运输中具有不可比拟的优势。真空管道是进一步提高磁悬浮列车速度的理想措施，其运行速度可能超过现有的航空运输，是未来超高速交通的发展方向之一。未来磁悬浮交通将继续围绕降低成本、节能降耗、提升安全性的目标开展，可在牵引电机效率、超导材料、储能系统等关键系统中持续开展深入研究，并有望将先进的磁浮技术推广到传统轨道交通领域，进一步提升整个轨道交通产业的发展水平。

另外，法国也在不断努力试图研制出新一代的“超级高铁”。例如，法国初创公司SPACETRAIN正在开发气垫悬浮高速列车，其运行原理与磁悬浮列车有些类似，只是磁悬浮列车是使用电磁体使车辆悬浮起来，而气垫悬浮列车采用最新的气垫悬浮技术，通过地面管道效应，列车下面就会形成一层大小均匀的空气垫，列车在气垫的作用下就会悬浮在轨道上。该气垫悬浮高速列车将以540 km/h的平均速度运行，最高速度可达720 km/h，远高于当前运营的TGV高速列车。