高速鐵路與磁懸浮的技術(shù)差異

高速鐵路與磁懸浮的技術(shù)差異作者；范欽海，1960年6月生，1985年畢業(yè)于鐵道部科學(xué)研究院研究生部，獲工學(xué)碩士學(xué)位，1985年在鐵道部科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所從事鐵道機(jī)車車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面的研究和試驗(yàn)工作，1995年起在鐵道部高速鐵路辦公室從事有關(guān)高速列車方面的研究管理工作.一、高速磁懸浮運(yùn)輸技術(shù)開發(fā)的歷史背景自1825年英國首先建成世界上第一條輪軌式鐵路以來，世界鐵路總營業(yè)里程已達(dá)120多萬公里，牽引動(dòng)力也從蒸汽機(jī)發(fā)展到內(nèi)燃機(jī)和電力牽引.1964年日本率先建成了電氣化高速鐵路，便鐵路的商業(yè)運(yùn)營速度首次達(dá)到210km/h。本世紀(jì)60年代開始，輪軌接觸方式的鐵路運(yùn)輸形式的極限速度是多少？成為鐵路專家們關(guān)心的問題.隨著列車運(yùn)行速度的增加，運(yùn)行阻力明顯增大，而輪軌能夠提供的牽引力（粘著力）又在下降，針對(duì)這一實(shí)際情況，有人估計(jì)輪軌鐵路的極限速度在270km/h左右，也有人估計(jì)還會(huì)更高些.為了實(shí)現(xiàn)更高的運(yùn)輸速度，不依賴輪軌和弓網(wǎng)接觸的高速磁懸浮運(yùn)輸方式的構(gòu)想應(yīng)運(yùn)而生.本世紀(jì)70年代，日本、德國、法國、美國、英國、加拿大、前蘇聯(lián)等工業(yè)發(fā)達(dá)國家從低速磁懸浮技術(shù)起步，相繼開展了磁懸浮運(yùn)輸技術(shù)的開發(fā)研究.但是磁懸浮運(yùn)輸技術(shù)的真正發(fā)展，還是在80年代中期以后，這主要得益于電力電子技術(shù)的發(fā)展，使得大功率的同步直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)成為可能.在研究高速磁懸浮運(yùn)輸技術(shù)的同時(shí)，許多國家高速輪軌技術(shù)的研究也取得了飛速發(fā)展，通過應(yīng)用輪軌關(guān)系研究的新成果、新材料、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、空氣動(dòng)力學(xué)術(shù)等，便輪軌高速列車的商業(yè)運(yùn)營速度達(dá)到了300km/h.法國還創(chuàng)造了試驗(yàn)速度515.3kg/h的世界記錄.另外，滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)還表明，在輪軌無污染的干燥狀態(tài)即使超過400km/h的高速范圍，輪軌粘著力基本上不受速度影響，粘者系數(shù)也相當(dāng)高，可達(dá)約0.3以上〔1[.這些試驗(yàn)，用事實(shí)說明了輪軌運(yùn)輸方式還有相當(dāng)大的速度潛力可以開發(fā)利用.基于輪軌高速鐵路在商業(yè)上的開發(fā)成功以及其它方面的原因，到目前為止，除日本和德國仍在努力進(jìn)行高速磁懸浮運(yùn)輸技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)外.其它國家基本上都放棄了磁懸浮的研究開發(fā)工作.另外，低速磁懸浮技術(shù)沒有不可替代的技術(shù)優(yōu)勢，也是很多國家放棄低速磁懸浮研究開發(fā)的原因之一。因此，本文僅討論高速磁懸浮問題.高速磁懸浮運(yùn)輸是依靠在車輛和軌道間產(chǎn)生的電磁場的相互吸引（常導(dǎo)型）或排斥（超導(dǎo)型）作用力，使車輛懸浮和導(dǎo)向，并通過長定子同步直線電機(jī)推動(dòng)車輛行走.日本和德國開發(fā)的是不同類型的高速磁懸浮技術(shù)，前者開發(fā)的是超導(dǎo)型（EDS），后者開發(fā)的是常導(dǎo)型（EMS）.從原理上講，超導(dǎo)型懸浮氣隙（約100mm），較常導(dǎo)型（約10mm）大，運(yùn)行速度較常導(dǎo)型高，但造價(jià)也高于常導(dǎo)型，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn).對(duì)于是否應(yīng)發(fā)展高速磁懸浮運(yùn)輸，不妨在這里引用兩位外國專家對(duì)磁懸浮的看法，一位日本專家說，如果在當(dāng)時(shí)輪軌高速鐵路達(dá)到了現(xiàn)在這樣的程度，恐怕日本就不會(huì)有人去研究高速磁懸浮運(yùn)輸技術(shù)了.去年中國鐵路代表團(tuán)訪問德國時(shí)，西門子公司的一位高層管理人員在介紹德國高速鐵路發(fā)展情況時(shí)說，西門子公司20多年來既成功開發(fā)了ICE高速列車和高速鐵路運(yùn)營管理系統(tǒng)，又同時(shí)開發(fā)了高速磁懸浮列車和調(diào)度控制系統(tǒng)，也因?yàn)檫@個(gè)原因，使我們的高速鐵路進(jìn)展比法國晚了l0年.二、磁懸浮運(yùn)輸沒有明顯的技術(shù)優(yōu)勢目前我國只對(duì)低速常導(dǎo)型磁懸浮技術(shù)進(jìn)行過一些原理性研究，對(duì)高速磁懸浮技術(shù)的認(rèn)識(shí)僅限于國外的資料，對(duì)高速磁懸浮的宣傳也以德國提供的資料為主.對(duì)這些資料進(jìn)行詳細(xì)分析可以看到，與輪軌高速鐵路相比，高速磁懸浮運(yùn)輸并無特別突出的技術(shù)優(yōu)勢，并非象有些資料所宣傳的那樣優(yōu)秀，下面主要以德國常導(dǎo)型高速磁懸?。ㄒ韵潞喎Q磁懸?。槔M(jìn)行分析.磁懸浮與輪軌高速鐵路的最高試驗(yàn)速度基本相同到目前為止，日本超導(dǎo)型磁懸浮列車MLX—01（三輛編組）的最高試驗(yàn)速度為552km/h（1999年4月），德國常導(dǎo)型磁懸浮列車TR07（二輛編組）的最高試驗(yàn)速度為450km/h。而輪軌高速鐵路最高試驗(yàn)速度為：法國515.3km/h、德國406.9km/h、日本443km/h（六輛編組）.無論是常導(dǎo)還是超導(dǎo)磁懸浮與輪軌高速鐵路在最高試驗(yàn)速度上均處于同一量級(jí).擬建的柏林一漢堡磁懸浮線設(shè)計(jì)商業(yè)運(yùn)營速度為450km/h。能否實(shí)現(xiàn)還要看線路建成后的試驗(yàn)情況，因?yàn)镋msland試驗(yàn)線僅是一條單線，目前還沒有進(jìn)行450km/h的列車交會(huì)試驗(yàn).磁懸浮運(yùn)輸真正能夠?qū)崿F(xiàn)的商業(yè)運(yùn)營速度要取決于技術(shù)可行性、環(huán)保要求、乘坐舒適度、經(jīng)濟(jì)性等綜合因素。輪軌高速鐵路以300km/h速度進(jìn)行商業(yè)運(yùn)營已近20年，考慮到將來的發(fā)展，近幾年建設(shè)的輪軌高速鐵路普遍預(yù)留350km/h的發(fā)展余地，法國東部歐洲線預(yù)留400km/h的發(fā)展余地。以相同的單位座席占有面積計(jì)算，相同速度下輪軌高速列車的能耗低于磁懸浮有的文章認(rèn)為常導(dǎo)型磁懸浮列車比輪軌高速列車能耗低。按照德國國際磁浮公司（TransrapidInternational）提供的資料，速度為300km/h時(shí)，磁懸浮列車TR07比動(dòng)力分散型（頭車也可以坐人）輪軌高速列車ICE-3每人公里能耗約低25%，該資料給出的數(shù)據(jù)比較見下表。由于目前TR07還沒有達(dá)到5輛編組，估計(jì)該數(shù)據(jù)僅為計(jì)算值。磁懸浮列車TR07輪軌高速列車ICE-3列車編組/座位數(shù)5輛/4468輛/415列車尺寸頭車中間車頭車中間車長(m)26.00776824.77寬(m)3.73.72.952.95運(yùn)行圖下每人公里能耗200(km/h)30(Wh/P?km)36(Wh/P?km)250(km/h)36(Wh/P?km)46(Wh/P?km)300(km/h)44(Wh/P?km)58(Wh/P?km)400(km/h)63(Wh/P?km)每人公里的能耗值與列車座席的多少關(guān)系很大，而每列車設(shè)置多少座席主要取決于乘坐舒適度（單位座席占有面積）。從德國提供的資料可以計(jì)算出，此時(shí)每座席占有面積（包括通道、衛(wèi)生設(shè)施等輔助面積）：TR07為1.06m2,而ICE—3為1.42m2,就是說按與TR07相同的座席面積設(shè)計(jì)，ICE—3可比TR07多36%的座席,這樣計(jì)算下來，300km/h時(shí)，ICE—3的能耗低于TR07約10%.認(rèn)為磁懸浮列車能耗低，是以犧牲舒適度（降低單位座席占有面積）為前提的，例如輪軌高速列車ICE—3帶有一節(jié)餐車僅有24個(gè)座席?以相同的單位座席占有面積計(jì)算，相同速度下輪軌高速列車的能耗略低于磁懸浮.磁懸浮列車雖然沒有機(jī)械阻力，但還有直線電機(jī)阻力、導(dǎo)軌渦流阻力，并且懸浮也需要能量（約lkw/t）?根據(jù)德國提供的TR型磁懸浮列車阻力計(jì)算公式，5輛編組300km/h時(shí)，直線電機(jī)阻力占16.8%，導(dǎo)軌渦流阻力占14.7%，空氣阻力占68.5%.從理論上講，無論是輪軌高速列車還是磁懸浮列車，在高速下的主要阻力均為列車頭尾的空氣壓差阻力和列車表面的空氣摩擦阻力，該阻力與速度的平方成正比，因此，兩者在能耗上不會(huì)有太大的差異.在TR07與ICE—3能耗比較分析中還要注意一點(diǎn)?磁懸浮車輛的幾何設(shè)計(jì)尺寸（長、寬、高）沒有限界要求，可以考慮減小空氣阻力自由決定，而輪軌高速列車需要滿足UIC的車輛限界規(guī)定?另外，同為輪軌高速列車能耗也有差異，例如，日本700系高速列車比100系高速列車總能耗減少了約20%，而100系比0系高速列車的能耗還減少了大約20%?這與采取的降低阻力提高效率的技術(shù)措施有關(guān).在相同的噪音水平下，磁懸浮列車與輪軌高速列車的速度相比，前者最大不能超過后者50km/h評(píng)價(jià)噪音水平有兩種方法，一個(gè)是用最大噪音，另一個(gè)是用等效噪音，等效噪音與列車長度有關(guān).德國研究報(bào)告〔2〕給出了輪軌高速列車TGV-A（法國）與ICE—1（德國）和常導(dǎo)型磁懸浮列車TR07的噪音比較，其值如下表：速度（km/h）100200300400TGJA（db（A））778793981CB-1(db(A))74838996*TR07(dB(A))71778694注：測點(diǎn)為距線路中心25米，距軌面高3.5米；*為外插值；ICE-1為14輛編組，TGV-A為10輛編組.該資料提供的數(shù)據(jù)表明，ICE-1的噪音比TR07約高2-3分貝，并隨速度的增加，兩者噪音的差異越來越小.ICE-l在250km/h時(shí)的噪音與TR07在300kgn/h的噪音相當(dāng).若保持兩者的噪音處于同一水平，磁懸浮列車TR07的速度最大不能超過輪軌高速列車ICE-1約50km/h。研究資料表明，結(jié)構(gòu)噪音大約與速度的3次方成正比，而空氣動(dòng)力噪音大約與速度的6-8次方成正比，當(dāng)速度在260-300km/h以上時(shí)，輪軌高速列車的噪聲音將以空氣動(dòng)力噪音為主.磁懸浮列車雖然沒有結(jié)構(gòu)噪音，但空氣動(dòng)力噪音與輪軌高速列車沒有大的差異.另外，即使都是輪軌高速列車，其噪聲音水平也有差異，這與高速鐵路系統(tǒng)的減振降噪措施有關(guān).在這里需要說明一點(diǎn)，供給磁懸浮軌道線性電機(jī)長定子的變頻變壓(VVVF)電流，會(huì)便長定子繞組產(chǎn)生電磁噪音，只要這個(gè)長定子分段繞組(200-2000m長)通電就會(huì)產(chǎn)生噪音，該噪音雖然不很大，但持續(xù)時(shí)間長，這與輪軌高速列車僅在列車通過時(shí)才有噪音是不同的,1998年中國鐵路代表團(tuán)參觀德國Emsland磁懸浮試驗(yàn)線時(shí)，已經(jīng)明顯地感覺到了這一點(diǎn).高速輪軌線路與磁懸浮線路可選用相同的曲線半徑列車在曲線上的允許通過速度主要取決于由舒適度決定的未平衡離心加速度的限值，歐美國家一般規(guī)定不超過0.1g(約1m/s2).若要提高曲線的通過速度，就要設(shè)置大的外軌超高來平衡離心加速度，超高越大，允許的通過速度越高.輪軌高速鐵路最大超高一般不大于200mm(約相當(dāng)于80)，而德國常導(dǎo)磁懸浮允許的最大曲線超高為120，這樣以同樣速度通過曲線時(shí)，磁懸浮可以把曲線半徑做得更小.目前輪軌鐵路已經(jīng)成功開發(fā)了擺式列車，它可以用將車體傾擺的方式來彌補(bǔ)曲線超高的不足，一般最大擺角可達(dá)80。若在高速線上使用擺式列車，則可以得到最大等效曲線超高瞻遠(yuǎn)矚16°，這樣，在同樣速度條件下，可以使用比磁懸浮更小的曲線半徑.因此，使用小半徑曲線也是輪軌高速鐵路可以做到的，只是要根據(jù)必要性來選擇罷了。5.輪軌高速列車與磁懸浮列車的加速距離能夠大體相當(dāng)磁懸浮列車是純粹的動(dòng)力分散型，因此，也應(yīng)與動(dòng)力分散型輪軌高速列車比較。德國國際磁浮公司給出了磁懸浮與輪軌高速的加速距離比較，補(bǔ)充一些有關(guān)前提條件后如下表所示。加速距離速度(km/h)磁懸浮列車TR07輪軌高速列車ICE-30?2001715m(62S)4400m(140S)0?3004340m(104S)20900m(370S)單車自重+載重(t)50+12(15*)最大軸重215t編組/座位數(shù)5輛⑵/4468輛/415功率（供電容量）32MVA8MW注：*為中間車載重.由于磁懸浮列車的功率因數(shù)約為0.8,因此TR07的功率約為25MW,從上表可以看出，ICE—3的功率僅為柏林一漢堡線磁懸浮功率的大約三分之一,由于輪軌高速列車與磁懸浮列車的運(yùn)行阻力相差不大，因此加速能力主要取決于功率（牽引力=功率■速度），輪軌高速列車增加功率受輪軌粘著和弓網(wǎng)受流能力兩方面的限制.按照歐洲的約定，速度為350km/h時(shí)，軸重應(yīng)不大于15t.對(duì)于目前的技術(shù)水平，一個(gè)受電弓的受流能力可達(dá)700A（相當(dāng)于17.5MVA）,根據(jù)法國TGV目前的軸重和軸功率推算，15t軸重的軸功率可為1MW.線路試驗(yàn)結(jié)果表明，非頭車可獲得較頭車更高（可達(dá)1倍以上）的粘著系數(shù)〔1［因此，動(dòng)力分散型高速列車中間動(dòng)車的軸功率還有進(jìn)一步增加的余地.將ICE—3升2個(gè)受電弓（可達(dá)35MVA），軸功率選為1Mw，且將全部車軸改為動(dòng)軸（8M），這樣8輛編組的ICB—3的總功率可達(dá)32MW，大于5輛編組的TR07的功率（25Mw）.這樣，ICB—3的單位座位的功率大大高于TR07，從而ICE—3可獲得較TR07更短的加速距離，同時(shí)，也可獲得比磁懸浮列車更大的爬坡能力.事實(shí)上，輪軌高速列車的功率配置，要根據(jù)需要，考慮站間距離、最高速度、舒適度要求、線路坡度等綜合因素，并非越大越好.例如，日本高速試驗(yàn)列車6輛編組的300x為13Mw，16輛編組的500系為18MW，后來又將16輛編組的700系降為13Mw.另外，加減速度的大小還受乘坐舒適度的限制不能過高，對(duì)輪軌高速列車，一般縱向加速度值不大于lm/s2.因此，輪軌高速列車沒有必要配置太大的功率.三、磁懸浮運(yùn)輸技術(shù)的固有缺點(diǎn)難以克服無論是常導(dǎo)還是超導(dǎo)磁懸浮，均需要懸浮在T型（常導(dǎo)）或U型（超導(dǎo)）軌道梁上，由地面向線性電機(jī)長定子供電驅(qū)勸列車前進(jìn)，并在行走時(shí)由線性發(fā)電機(jī)向車內(nèi)供電，它們實(shí)現(xiàn)了無機(jī)械接觸運(yùn)行，但同時(shí)也帶來了輪軌高速鐵路中不存在的問題.下面以常導(dǎo)磁懸浮為例，在幾個(gè)主要方面，與輪軌高速鐵路進(jìn)行比較.磁懸浮線路道岔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大、可靠性差常導(dǎo)型磁懸浮列車的軌道是一根鋼梁（單線約1.5t/m）或混凝土梁（單線約3.5t/m），列車圍抱并懸浮在T型軌道梁頂板兩側(cè)的懸臂端長定子上.這種結(jié)構(gòu)決定了其道岔只能移動(dòng)整個(gè)龐大的鋼制軌道梁.在德國Emsland試驗(yàn)線，其快速道岔由8臺(tái)液壓千斤頂將高約2m、寬2.8m的鋼梁頂成預(yù)定的形狀并與另一軌道相接，實(shí)現(xiàn)列車轉(zhuǎn)轍，相同側(cè)向通過速度的磁懸浮線路道岔與高速輪軌線路道岔主要參數(shù)比較見下表。德國常年磁懸浮輪軌高速鐵路比值直向速度（km/h）4003501.4側(cè)向速度（km/h）200220約1移動(dòng)部分長度（m）149.64約61約2移動(dòng)部分重量（kg）約225000約10000約23移動(dòng)行程（mm）361016022最大轉(zhuǎn)轍力（kN）518686轉(zhuǎn)轍時(shí)間（S）1736磁懸浮線路的道岔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大、鎖定困難、可靠性差，其轉(zhuǎn)轍力約為輪軌高速鐵路道岔的86倍，軌道移動(dòng)距離約為輪軌高速的22倍。由于運(yùn)輸?shù)男枰?，站場上須鋪設(shè)道岔以便列車能夠進(jìn)行待避、越行等作業(yè)，區(qū)間上每隔20—30km需設(shè)置渡線道岔，以使線路維修和發(fā)生故障時(shí)不中斷行車等.在運(yùn)營線上不得不大量采用這樣的道岔，無論從工程造價(jià)上還是從運(yùn)營可靠性上來講，都不是一個(gè)好的選擇.限制磁懸浮線路運(yùn)輸能力的因素較多，且擴(kuò)大運(yùn)輸能力很困難一條新建線路的運(yùn)量往往是逐年增加的，這就要求線路的運(yùn)輸能力也能很容易地逐步擴(kuò)大.運(yùn)輸還有另一個(gè)特點(diǎn)，就是運(yùn)量的波動(dòng)性，在節(jié)假日和休息日期間以及通勤時(shí)段，運(yùn)量會(huì)比平時(shí)高很多，甚至?xí)叱鰩妆?因此，要求運(yùn)載工具應(yīng)具有盡量大的運(yùn)輸能力，以便在運(yùn)輸高峰時(shí)仍能滿足運(yùn)量的要求.線路的運(yùn)輸能力由三個(gè)因素決定：（1）每輛車的載客量；（2）列車編組長度；（3）行車密度.對(duì)于磁懸浮運(yùn)輸來說，任何一個(gè)方面的能力都受到諸多因素的限制，而對(duì)于輪軌高速鐵路，這三個(gè)方面擴(kuò)展的空間很大，磁懸浮的運(yùn)輸能力低于輪軌高速鐵路，并且應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力很差（比如，不能長時(shí)間低速運(yùn)行，必須停靠在指定地點(diǎn)等），運(yùn)輸缺少靈活性.據(jù)日本方面測算，磁懸浮的運(yùn)輸能力充其量也只有輪軌高速鐵路的一半.下面就決定運(yùn)輸能力的三個(gè)方面分別進(jìn)行分析（因?yàn)榇艖腋×熊囀羌兇獾膭?dòng)力分散型，因而也與動(dòng)力分散型高速列車進(jìn)行比較）：（1）每輛車的載客量磁懸浮車輛依靠車上的懸浮電磁鐵與固定在軌道上的定子鐵芯（距懸浮電磁鐵約10mm）間產(chǎn)生的吸引力使車輛浮起，單位面積的懸浮力受鐵芯磁通飽和的限制不能過高（最大約2kg/cm2）,磁懸浮車輛TR07自重為50t，載重為12t（按定員100人，每人100kg計(jì)算，共10t），若要增加磁懸浮車輛的載客量就要增大懸浮電磁鐵和定子鐵芯的寬度.訪德考察報(bào)告指出，磁懸浮車輛的過載能力約為25%，不允許過載運(yùn)行［3］。輪軌高速列車在載重上有很大的利用余地，鋼軌能夠承載的同重可達(dá)19t，甚至更高，而日本500系高速列車實(shí)際利用的軸重僅為11.2t.輪軌高速車輛的過載能力很強(qiáng)，若通過采用雙層客車增加載客，可使每輛車的載客量提高約30—40%。磁懸浮車輛若要增加載重，就必須在建設(shè)線路時(shí)一次性加寬定子鐵芯的寬度，但鐵芯的寬度也不能無限增加，磁懸浮車輛很難達(dá)到輪軌高速車輛的承載能力.磁懸浮線路建成后再打算擴(kuò)大每輛車的載客量幾乎沒有任何辦法，除非重新設(shè)計(jì)定子鐵芯，采用雙層客車來提高載客量也是難以做到的。（2）列車編組長度磁懸浮列車的推進(jìn)裝置是長定子同步直線電機(jī)，其定子建在軌道上，相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子（即懸浮電磁鐵）設(shè)在車上，軌道上的定子與相匹配的車上的轉(zhuǎn)子構(gòu)成直線電機(jī)系統(tǒng)，一列車由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。增加列車編組，就需要增加直線電機(jī)的功率，增加功率就意味著要增加供給直線電機(jī)長定子的電流和電壓。供電電壓的增加受定于繞組絕緣的限制，目前長定子供電電壓已達(dá)20kV，這對(duì)于直接向軌道供電已經(jīng)很難，再增加電壓談何容易!電流的增加受定子繞組導(dǎo)線截面和定子鐵芯磁通飽和的限制，并且向大約30km長的供電區(qū)間進(jìn)行3相供電，線路損耗太大，增加電流極不經(jīng)濟(jì)。磁懸浮線路必須按列車最大編組需要的功率一次建成，否則一旦建成再要擴(kuò)大編組，就需要重新設(shè)計(jì)施工沿線的長定子，而這是工作量很大又很難做到的。并且最大功率受電壓和電流限值以及定子鐵芯截面的限制也很難做得很大。對(duì)輪軌高速鐵路來說，由數(shù)個(gè)車上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車，無論增加單個(gè)電機(jī)的功率還是增加電機(jī)數(shù)量都很容易做到的。目前，日本高速列車編組已達(dá)16輛，繼續(xù)增加編組長度也是很容易的。而磁懸浮試驗(yàn)列車TR07僅2輛編組，為柏林一漢堡磁懸浮線設(shè)計(jì)的磁懸浮列車也只有5輛編組。磁懸浮列車要想達(dá)到目前輪軌高速列車的編組長度（如16輛編組，定員1300人）是非常困難的。（3）行車密度磁懸浮運(yùn)輸?shù)拿恳粋€(gè)變流站（提供VVVF電源）只能供給一列車用電，一個(gè)供電區(qū)間只能有一列車運(yùn)行，并且考慮到安全距離，2列車之間至少要間隔1個(gè)以上的供電區(qū)間，若要增加行車密度，就必須增加地面變流站的密度。相比之下，輪軌高速鐵路的行車密度不依賴于供電區(qū)間的長短，當(dāng)前的輪軌高速鐵路行車間隔已經(jīng)達(dá)到3分鐘，并且正在研究移動(dòng)閉塞技術(shù)，行車密度還可以進(jìn)一步增大。目前設(shè)計(jì)的柏林一漢堡磁懸浮線的行車間隔為20分鐘（變流站間距約30km），并預(yù)留將變流站的密度增加一倍后，獲得10分鐘行車間隔的可能性。目前還沒有見到認(rèn)為磁懸浮線路也能達(dá)到輪軌高速鐵路德國間隔3分鐘的報(bào)道。綜上所述，限制磁懸浮運(yùn)輸能力的因素很多，其運(yùn)輸能力低于輪軌高速鐵路，并且磁懸浮線路一旦建成，再想擴(kuò)大運(yùn)輸能力是非常困難的，除非重新設(shè)計(jì)線路和列車。如果沒有重大技術(shù)突破，磁懸浮很難大幅降低造價(jià)據(jù)法國鐵路設(shè)計(jì)咨詢公司（SYSTRA）對(duì)巴黎一布魯塞爾一科隆線的估算，磁懸?。ǔ?dǎo)型）運(yùn)輸總投資是輪軌高速鐵路投資的1.546倍。另據(jù)德國鐵路工程咨詢公司的估計(jì)，平原地區(qū)磁懸浮運(yùn)輸?shù)脑靸r(jià)要比輪軌高速鐵路高約20—32%。造成磁懸浮運(yùn)輸系統(tǒng)造價(jià)高的原因很多，主要有以下幾個(gè)方面：按輪軌高速鐵路的線路、橋梁造價(jià)比例，橋梁的造價(jià)約為普通路基的4—5倍。而磁懸浮線路全部為橋梁(即使是低置線路)。磁懸浮的承載軌道是長定子鐵芯，驅(qū)動(dòng)裝置是長定子繞組，志向軌道是兩條鋼制導(dǎo)軌，另外還必須鋪設(shè)在懸浮失效情況下的迫降軌道。而輪軌高速鐵路的承載、驅(qū)動(dòng)、導(dǎo)向軌道僅是兩條60kg/m的鋼軌。磁懸浮道岔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大、造價(jià)昂貴.而輪軌高速鐵路的道岔要相對(duì)簡單得多.磁懸浮為提高供電效率，需將30—50km供電區(qū)間的定子繞組分成300—2000m不等的分段繞組，只有列車經(jīng)過的分段繞組有電，因此，線路要設(shè)立很多高壓切換開關(guān)，鋪設(shè)復(fù)雜的電纜.磁懸浮與輪軌高速鐵路采用相同的GTO(或IGBT)牽引變流技術(shù)，目前技術(shù)水平的PWM逆變器的容量約為2MVA(并聯(lián)使用)，中間直流電壓均為2600V左右，輸出電壓約為0—2000V，該電壓對(duì)于磁懸浮長距離輸送來說損耗太大，必須經(jīng)升壓后輸送，因此，地面逆變器后不得不還要設(shè)置升壓變壓器(升壓后達(dá)到20kV)。安全性和運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用有待驗(yàn)證有些文章講磁懸浮不會(huì)脫軌、不會(huì)撞車等，是非常安全的交通工具.本文認(rèn)為磁懸浮的安全性還需要長時(shí)間的運(yùn)營考驗(yàn)，至少在以下幾個(gè)方面還有待驗(yàn)證.輪軌高速鐵路將機(jī)械制動(dòng)作為動(dòng)力(再生)制動(dòng)失效時(shí)，確保安全最可依賴的可靠手段(磁軌或渦流制動(dòng)作為補(bǔ)充)。磁懸浮沒有機(jī)械接觸只能使用動(dòng)力(再生)制動(dòng)和渦流制動(dòng)，當(dāng)供