中低速磁浮在城市轨道交通中的应用分析

周侣

（中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都 610031）

随着长沙磁浮快线和北京地铁S1线成功商业化运营，以及凤凰磁浮和清远磁浮即将建成投入商业化运营[1]，我国已拥有中低速磁浮从设计、制造、施工、运营的自主知识产权[2]。中低速磁浮工程化应用，在为高速磁浮发展提供技术储备同时，得益于自身具备“地形适应强、噪音低、振动小”的优势[3]，显示巨大发展空间和应用前景，成为轨道交通线的理想新型交通制式。本文结合轨道交通线路功能定位、旅客需求以及中低速磁浮技术优势，分析其在城市轨道交通中，尤其是在枢纽接驳专线、干线延伸线、旅游观光线中应用价值。

1.中低速磁浮系统及优势

1.1 系统简介

中低速磁浮运行轨道和磁浮列车间无直接接触，采用常导下的电磁力实现列车悬浮和运行导向，列车和轨道悬浮间距一般8mm～12mm。采用短定子直线感应电机实现列车牵引，短定子设于车辆上，转子铺于轨道上[4]。除车辆悬浮导向外，其余系统组成与普通城轨系统相似，中低速磁浮系统由线路工程、磁浮车辆、牵引供电系统、通信信号设备、运营调度系统组成，其中中低速磁浮系统中磁浮列车、桥体、轨道以及运营应急响应均与传统轨道交通系统差别较大。

1.2 技术优势

目前成功商业化运营的轨道交通制式除中低速磁浮外，主要还有：地铁系统、轻轨系统、跨座式单轨以及有轨电车和直线电机系统。其中地铁为大运量城市轨道快运系统，常用于大城市客流量大的骨干线路，一般多采用地下敷设方式，工程投资较高。本文将中低速磁浮与轻轨系统、单轨系统、有轨电车以及直线电机进行比较，分析中低速磁浮在城市轨道交通中优缺点，详细比较见表1。

表1 各交通制式指标对比表

从上表分析，中低速磁浮与其他城市轨道交通相比具有以下优势：地形适应性强-转弯半径小、适用坡度大、布线灵活；环保运行-噪声振动小、低辐射；运能适中-高峰小时1.5万人/h～3万人/h；造价低-规模化应用造价将进一步降低；高架敷设-占用土地少。可见中低速磁浮有其独特的工程技术优势，极具工程推广应用价值，市场发展潜力巨大。

2.在城市轨道交通中应用

中低速磁浮受自身技术条件局限，无法在重要干线推广运用，但基于其转弯半径小、适用坡度大、噪声振动小等优点，结合城市规划、旅游发展、枢纽接驳等需求，中低速磁浮可在以下场景中推广：枢纽接驳线、干线延伸线、旅游观光线。

2.1 机场高铁枢纽接驳线

城市机场和高铁站一般距主城区较远，现有机场大巴等出行工具，难以满足人民群众高效、准时的快速出行需求。轨道交通具备运营速度快、准点率高、密集发车优势，同时机场客流较主城区较小，适用中低运量轨道交通。中低速磁浮布线灵活、对既有设施干扰小、造价低，在机场高铁接驳中具有极大应用价值。已运营长沙磁浮快线全长18.55km，可实现长沙南站快速直达黄花国际机场，进一步促进长沙“空铁联运”建设，利于其综合交通枢纽打造，是中低速磁浮在枢纽接驳线中成功应用案例。

2.2 城市轨道交通干线延伸线

中心城区客流量较大，受城市建成区影响较大，中心城市区轨道交通干线一般采用大运量地铁制式。城市轨道交通干线延伸线，服务于中心城区和城市周边组团间客流，客流相对较小、受规划影响小、敷设条件较好、工程投资省，所以中低速磁浮在干线延伸线中具有极大应用价值。北京地铁S1线起于金安桥站，串联门头沟、石景山，线路全长10.2km，全高架站。北京S1线在金安桥站可实现与地铁线（6号线、11号线）便捷换乘，大大改善北京西部地区居民出行条件，市民往来城市中心区和西部地区更加便捷，该线路是中低速磁浮在干线延伸线中应用代表。

2.3 旅游观光专线

旅游景区客流量较大，传统交通难以满足景区大规模的客流出行需求，且如过多采用汽车、大巴等交通工具，将给景区面貌、环境造成极大压力。中低速磁浮运能较大，运行环保、低噪声、振动小，利于景区可持续发展，故中低速磁浮适应用于旅游观光线。目前即将建成运营的清远磁浮旅游专线，通过“磁浮+旅游”品牌打造，串联清远境内主要旅游资源。凤凰磁浮有效融合磁浮技术和旅游资源，探索磁浮产业化应用，赋予磁浮崭新商业价值。清远磁浮和凤凰磁浮实现了“磁浮+旅游”的工程化探索，将有力提升城市旅游质量和品牌，推动中低速磁浮在旅游观光线中应用推广。

3.关键技术难点

中低速磁浮应用前景广阔，极具发展潜力，同时由于其有别于其他常规轨道交通的工作原理、技术特点，诸多关键技术难点可进一步优化完善。

3.1 道岔系统

考虑工程规模和建设投资，中低速磁浮列车编组不宜过大，定员有限，需通过优化列车折返，增加列车对数，从而提高运能。目前北京磁浮S1线和长沙磁浮快线道岔系统动作时间15s～20s，受转辙时间影响，中低速磁浮理论能力20对/h。而且磁浮采用道岔系统为线路最薄弱环节，如出现故障，维护难度大，影响全线运营，道岔系统一定程度影响中低速磁浮推广。

3.2 装配化施工

中低速磁浮施工尚无统一规范，亦未形成行业惯例，仍然存在诸多技术空白，考虑其支撑架构需同时考虑荷载和特殊机电设备安装，轨道结构多样复杂，特有的F轨尚无法工厂化施工，小半径曲线梁施工难度大，以上工程均对施工精度要求极高，其建造质量直接影响中低速磁浮建设和运营。如能结合建筑施工信息化、智能化发展趋势和既有磁浮工程施工经验，编制相应施工规范，实现中低速磁浮装配化施工，攻克轨道结构、F轨施工难题，将有利于中低速磁浮技术推广应用。

3.3 景观设计

中低速磁浮在枢纽接驳、干线延伸、旅游观光中具有应用价值，采用高架线路为主，在设计建设中不影响既有景观同时，必须注重磁浮景观设计，实现磁浮交通和观光功能协调统一。凤凰磁浮在规划设计中，结合景区打造一站一景，并在磁浮列车外观和内饰融入旅游文化元素，实现磁浮科技感与当地景观有机结合，为后续中低速磁浮景观设计提供了有效借鉴。

4.结语

中低速磁浮作为一种理想的新型城市轨道交通，具有地形适应性强、适用坡度大、最小半径小、噪声振动小等突出特点，同时借助我国拥有磁浮应用从设计、制造、施工、运营完全自主知识产权优势，在机场高铁接驳线、城轨干线延伸线、旅游观光线中具有极大应用前景。为利于其在城市轨道交通中大规模推广应用，中低速磁浮需进一步完善轨道道岔系统、完善建造施工标准、提升运营效率，并在规划设计中结合实施条件和城市景观做好景观设计。