日本Linimo磁浮线的技术特点和运行情况

刘卫东

（深圳市地铁三号线运营分公司，518172，深圳∥经济师，国家注册安全工程师）

随着科学技术的不断发展，城市轨道交通技术也呈现出多元化的发展趋势。中低速磁悬浮交通作为安全性更高、造价低、使用和维护费用少、环境友好的绿色交通系统，在日本东部丘陵线Linimo线上得到了成功应用，并充分体现了其优越性。中低速磁悬浮研究在国内也取得了很大的进展，并基本形成了系统配套的规模生产能力［1］。北京、深圳等城市的一些地铁线路开始考虑采用该技术建设。本文对日本已经开通的中低速磁浮线路的进行探讨，期望对我国中低速磁浮线路的应用起到一定的借鉴作用。

1 日本东部丘陵线Linimo线介绍

日本东部丘陵线Linimo线起自名古屋市名东区藤丘，终至丰田市八草町，共有9座车站，全长9.2km，为双线。该线于2005年3月投入运营，至今已取得了优良的运营业绩。该线自藤丘站起有1.4km的地下线，之后均为高架线路（见图1）。线路自藤丘站之后，在丘陵地区一直爬升，纵断面最大坡度达60‰；并且线路在此区段沿公路直角拐弯，最小曲线半径为75m。如此陡的坡度和曲线半径靠传统轮轨黏着驱动方式是难以达到的。陡坡与急转弯重叠是该线的最大难点，正好体现了中低速磁浮系统的优势。这也是丘陵线选定磁浮方式的重要原因之一。

图1 Linimo线高架区段

2 Linimo线技术和运营情况

（1）列车运行平稳，噪声低，乘坐舒适。Linimo线采用HSST（High Speed Surface Transport）系统，是一种中低速磁浮交通系统；列车运行时处于悬浮状态，车身与轨道之间无接触，传统轮轨列车系统轮轨相互作用引起的振动被消除了。

（2）列车主要技术指标。Linimo线列车主要技术指标见表1［2］。

表1 Linimo线列车主要技术指标

（3）运营时间。linimo线运营时间为5：50—24：00。运营时刻表公布于linimo线网站上，便于乘客掌握发车时间（见图2）。从时刻表可见，工作日8：00—8：32早高峰期间，发车间隔为6min。

图2 藤丘站往八草方向发车时刻表（部分）

（4）票价。linimo线票价见表2。可见其票价较轮轨地铁贵。

（5）票种。Linimo线提供了非常丰富的票种，有包车服务、普通票、团体票、一日通票、次票、儿童票、储值票等。包车服务需要提前预定。储值票和次票都给予了一定的优惠，储值和购买次票达到一定数量后给予赠送优惠。

表2 linimo线与轮轨地铁票价对比表

（6）线路配置人员极少。Linimo线几乎全部电脑化操作，自动化程度极高，实现了无人驾驶，配置司机很少。由于系统的可靠性，以及乘客对地铁的熟悉程度及自觉性非常高，车站配备人员也较少，9座车站中只有藤丘站、八草站及爱地球博纪念站配备了站务人员提供服务，其他车站则安装了乘客需要时提供服务的呼叫按钮。

3 中低速磁浮技术特点

（1）转弯半径小、爬坡能力强、占地面积少。中低速磁浮系统具有转弯半径小、爬坡能力强的特点，适应较为复杂地形的地区；定线较自由，占地面积较少，能大量地减少工程数量，采用高架线时效果更加突出。

（2）安全性高。与传统轮轨系统车轮在轨道上的行驶方式不同，中低速磁浮车体两侧是“包”在轨道上的，不存在脱轨掉道的问题。

（3）三轨供电。列车采用DC 1 500V三轨供电、四轨回流的受流方式，避免了高架线路接触网对景观的影响。

（4）电磁辐射小。中低速磁浮系统利用磁铁的吸力作用（见图3），磁场不会向外扩散。Linimo线所在地爱知县政府根据相关法律对沿线电磁场强度进行了测量，结果显示沿线电磁场强度都在国际安全指导方针内，对人体、磁卡没有影响［4］。

图3 利用磁铁的吸力使列车悬浮

（5）适用于众多场所。由于HSST车辆没有车轮，雪天不存在车轮打滑的问题，而且有优越的耐久性能，故在潮湿地区、干旱地区及环境比较恶劣的地区也能适应。列车加速、减速、牵引和制动都很平稳，停止时也处于悬浮状态，即使清晨、深夜对环境也没有很大的影响，车站可以和建筑物结合在一起。

（6）车辆外观设计明快、开放（见图4），大窗户设计使车内乘客的视野更加宽广，方便欣赏沿线风光。

图4 车辆外观明快、开放

（7）建设、维修费用较低。和传统的轮轨系统相比，HSST系统车体自重轻，轨道结构相对也较轻，构造物建设规模小，使建设费用大幅下降。据有关资料显示，linimo线造价较邻近的名古屋地铁便宜1／3。因为无轮轨接触，车辆寿命长，机械维修工作量非常小，所以，维修费用大幅下降，大约只为传统轮轨系统的1／5。

（8）道岔。线路采用导轨横移式道岔（见图5），在道岔范围内，导轨被分割为多段短的导轨梁，在其连接处安装横向移动动力装置，各装置的移动距离根据道岔转辙需要精确控制，以完成列车正线通过或侧线通过的功能。

图5 导轨横移式道岔

（9）轨道梁连接处理。由于中低速磁悬浮列车跨骑在线路上（如图4），列车外两侧处于悬空状态，会存在救援和轨道维护困难等问题。Linimo线在双线地段将两片箱梁横向连接，形成宽大的桥面（见图6），便于实施救援。当列车在中途发生故障时，乘客可方便地从端门甚至侧门逃生，提升了系统的安全性能。此外，当进行轨道等设备维修时，可提供较大的维修空间，使作业更加方便。

图6 双线地段形成宽大的桥面

（10）配置列车综合管理系统。Linimo线车辆除装备了ATO／ATC（列车自动控制）、车站控制发送接收器等与无人驾驶相适应的设备外，还采用了列车综合管理系统（TIMS），实现了三项重要功能：① 依靠监测手段统一监测、管理设备状态，通过传送各种控制命令，实施加速、制动、浮起、落地等常规操作动作；② 实现“故障制动指令功能”，故障时自动输出制动指令，迫使列车停车；③ 能记录车辆故障信息和设备动作次数，可半自动实施日常检查。

4 Linimo线对国内磁浮线路的启示

（1）提高设备可靠性。日本HSST系统可靠性高。在1985年筑波世界科学博览会上，HSST车辆运行6个月，载客75万人，运营可靠性达99.96%，取得了极大成功。然而，日本HSST技术得到成功应用，并不代表该技术容易实现。目前，我国磁浮系统研究尚处于起步阶段，某些设备国产和日本制造在品质方面仍存在一定的差距，这将直接影响整个系统的可靠性、稳定性及安全性。因此，一方面应研究技术引进机制，吸引国外的先进技术［5］；另一方面国内相关企业要加强内功，提高产品品质，保证系统的可靠性、稳定性、安全性。

（2）精度要求高。HSST系统对磁浮间隙的控制精度要求很高：一是悬浮高度控制要求高，车辆与轨面悬浮距离需始终保持在6～8mm间隙；二是导向精度控制要求高；三是制造安装精度高，梁及轨道制造、架设、安装都要求有较高的精度，若采用预应力混凝土结构承载，还应限制由于混凝土收缩、徐变引起的梁体变形。例如，日本HSST将方向上的精度规定为±5mm／10m，对线路设计、施工、维修、保养方面的要求极严。

（3）系统采用冗余结构等多种措施确保安全可靠。日本HSST系统提供了以下备用安全系统：①在断电的情况下，车载辅助电源会自动供电，使车辆继续悬浮行驶；② 在极端事故情况下，系统瞬间不能运行时，装在车底的支承滑橇会使车体缓慢下降到轨道滑行，确保列车安全运行。

（4）融资方式。linimo线建造采用多方参与的融资方式，线路基础设施如支墩、支撑梁、隧道和车站地下室等建造资金由政府税收偿还，车辆、电气设备等由爱知县、沿线自治团体和民间投资。

（5）考虑发展的需要。Linimo线已经实现无人驾驶和部分车站无人值守，可以最大限度地降低运营成本。实现列车无人驾驶、车站无人值守需要系统可靠性高、设备故障率低、员工业务水平熟练，以及乘客大力配合、自觉购票、熟练掌握紧急疏散方法等，只有各种内外部条件达到一定程度后才能实现。目前我国各方面条件有限，列车无人驾驶和车站无人值守尚难以实现，但随着我国城市轨道交通事业的发展，随着乘客对应急知识的掌握及乘客自觉性的提高，列车无人驾驶、车站无人值守会成为发展方向。因此，在线路建设时从长远考虑，预留一定的基础条件还是十分必要的。

5 结语

中低速磁浮系统在安全、舒适、经济、环保等方面具有相对的优势，世界各国都在积极研究。其中具有代表性、有实用意义的中低速磁浮技术就是日本的HSST系统。该系统在linimo线的成功应用，进一步证明了该技术的实用性。研究日本HSST技术的线路特点，借鉴其优点，对我国刚刚起步的中低速磁浮技术的应用有一定的积极作用。

［1］简炼.中低速磁浮技术引领绿色交通［J］.都市快轨交通，2011，5（5）：11.

［2］Linimo线路网站 ［EB／OL］.（2004－12－17）［2013－05－01］.http：∥www.linimo.jp／

［3］杨新斌，罗世辉.上海中低速磁浮交通车辆的数字化研发［J］.城市轨道交通研究，2009，12（12）：48.

［4］魏庆朝，孔永健，时瑾，等.磁浮铁路系统与技术［M］.北京：中国科技出版社，2010.

［5］石定寰.日本中低速磁悬浮技术及其应用前景［J］.交通运输系统工程与信息，2007，7（5）：1.