磁悬浮列车范文10篇
时间：2023-03-25 09:56:39
磁悬浮列车范文篇1
作为世界上第一条实际投入商业运行的磁悬浮列车，上海浦东机场至龙阳路于2002年12月31日正式开通，但随之而来的问题也让我们措手不及，磁悬浮列车的法律性质到底是什么？它是由行政法还是由民法来进行调整？如果对于以上的问题能有一个清晰的回答，将有利于我们更好的利用现代化所带给我们的便利。
一、上海磁悬浮概况
对于世界上磁悬浮的情况，不是本文论述的重点，因此，本文主要论述上海磁悬浮的情况。但是，限于资料的不足，笔者只能从现有的报纸中对上海磁悬浮列车的情况作一个说明。
目前，官方对于上海磁悬浮示范运营线的说法如下：是“十五”期间上海市交通发展的重大项目，也是世界上第一条投入商业化运营的磁浮示范线，具有交通、展示、旅游观光等多重功能。上海磁浮示范运营线，西起上海地铁2号线龙阳路站，东到浦东国际机场，主要解决连接浦东机场和市区的大运量高速交通需求。线路正线全长约30公里，双线上下折返运行，设计最高运行速度为每小时430公里，单线运行时间约8分钟。
2003年1月16日《新闻晨报》的报道：上海磁浮车票遭暴炒150元车票被炒至1000元。目前上海磁浮列车示范运营线所售车票均为往返车票，即：由龙阳路车站上车，运行至浦东机场站稍作停留后返回龙阳路车站，浦东机场站不上不下客。上海磁浮列车示范运营线参观券的票价为：贵宾席往返300元/人次，普通席往返150元/人次。每位成人可免费携带身高不足80cm的儿童一名，身高超过80cm的儿童需购买全额车票；身高1.2cm以下的儿童不得单独乘车。
2003年08月29日的《新闻晚报》报道：像公交车一样方便，上海磁悬浮列车21分钟一班。国庆前后的开班日期如下：9/20、9/21、10/1、10/2、10/3、10/4、10/5、10/6、10/7每天9:30--17:30,每班间隔20分钟。票价：150、300(VIP)。9月1日起，磁浮列车龙阳路票务中心及各票务代销点接受预订。参观票票价仍为：普通券150元，贵宾券300元，乘客还可免费参观磁浮列车科技展示厅。需要提醒乘客的是，磁浮列车发车前5分钟停止检票，乘客必须提前15分钟到达检票口。
2003年09月12日《新闻晚报》的报道：黄金周乘磁悬浮车享“个性化”把照片做在磁浮车票上。磁浮列车近20分钟的零高度飞行让不少乘客感到意犹未尽。不过，记者昨天从上海磁悬浮交通发展有限公司了解到，“十一”黄金周期间，凡乘坐磁浮列车的游客还能参加“个性化车票”销售活动，即拍上一张照片，制作一张个性化的磁浮车票，获得一本磁浮纪念册。
2003年10月1日某报报道：上海磁浮列车黄金周添新热点。记者30日从上海磁悬浮交通发展有限公司获悉，享有盛名的德国Monteverdi-Chor唱诗班今天上午将登陆上海，在磁浮列车站南广场亮相。
2003年10月15日某报报道：上海磁悬浮浦东机场站开放，可乘磁悬浮赶飞机。上海浦东国际机场磁浮列车站十一日首次向社会公众开放，并实现在浦东国际机场上下客的单程运行。这一新的运行模式，使上海磁浮列车具有了从龙阳路站到浦东国际机场的交通运行功能，让乘客“乘磁浮赶飞机”变成了可能。
2003年10月28日的《新闻晚报》报道：上海磁悬浮明年有望“天天运营、10分钟一班”磁浮列车今年最后两个月的运营计划正在紧锣密鼓地安排之中，开放时间和运行班次原则上都不会少于10月份，如果一切顺利，明年元旦起有望投入正式运营，实现“天天运营、10分钟一班”的计划。这是记者昨天从磁悬浮发展有限公司获得的最新信息。目前的乘客还是以观光客为绝大多数，作为通往浦东国际机场的交通功能尚未完全体现出来。近日磁浮公司与德方技术人员开足马力，每天工作16个小时，为实现天天运行作最后的调试。同时与机场和酒店积极联手，开发到机场指挥坪观看飞机起降、从机场乘磁浮直达浦东几家大酒店等旅游项目。有关人士透露，磁浮列车天天开行后，在运行班次上将根据飞机航班作适当调整，特别是早晚高峰时段的班次将加密，系统设计的最短行车间隔可达到10分钟一班，但票价将仍维持原价不变，即单程为75元。
二、磁悬浮的法律性质：从旅游设施向公众交通设施的转变
上海磁悬浮的法律性质究竟是什么？是旅游设施还是公众交通设施？其实，我们从上文中已经有了一个较为清晰的看法，目前，官方的说法是城市的展示、旅游和交通的功能。但笔者以为，上海磁悬浮列车的法律性质是由一个旅游设施向公众交通设施过渡的过程，当然，笔者并不否认磁悬浮列车具有展示功能，但究其实质，主要功能还是旅游和交通设施，因此，在下文的论述中对于磁悬浮列车的展示功能将省略。
根据媒体的报道，笔者以为对上海磁悬浮法律性质可以分为三个阶段：即旅游阶段、旅游与交通阶段、交通阶段。
旅游阶段：从2003年1月1日——2003年10月14日。这一时间段内磁悬浮的主要功能是旅游，我们从以下几点可以看出：一是车票遭暴炒，150元炒到1000元；二是国庆期间每天9:30--17:30,每班间隔20分钟运行，票价：150、300(VIP)；三是乘磁浮车可把照片做在磁浮车票上；四是德国Monteverdi-Chord唱诗班登陆磁浮列车站南广场。以上这些措施充分证明了上海磁悬浮列车的旅游功能，因为正常的交通设施是不可能有以上的现象的。这一阶段主要由相关的旅游法律法规进行调整，上海磁悬浮列车主要由《上海市旅游条例（草案）》进行参照管理。
旅游与交通阶段：从2003年10月15日——2004年1月1日（预计）。这一时间段内磁悬浮列车的主要功能是旅游与交通并存。因为说到底，磁悬浮在上海的出现最主要的功能是交通，要不然根本无需从龙阳路修到浦东机场，直接像嘉年华那样，既可以省钱，又可以省力。研究磁悬浮的初衷就是为了缓解城市的交通问题。从媒体的报道我们也可以看到旅游与交通阶段的并存：一是实现在浦东国际机场上下客的单程运行，即可以从龙阳路乘坐磁悬浮至浦东机场；二是明年有望“天天运营、10分钟一班”。
交通设施阶段：从2004年1月1日起开始。由于笔者只是对上海磁悬浮列车做的一个预测，因此在这部分就不做详细论述，但无论如何，我们都应该从轨道交通的历史可以看到这一点。我们把上海磁悬浮列车运行的法律性质分为三个阶段，并不是绝对的。因为在后两个分阶段中有时是相互渗透的，比如在第三阶段，也会有消费者是为了旅游的目的去坐磁悬浮的。
三、磁悬浮列车的调整范围：行政法抑或民法？
在涉及上海磁悬浮列车的法律调整范围，笔者认为主要有两部法律进行调整，一是《上海市轨道交通管理条例》；二是《合同法》。前者主要从行政法的角度进行调整，而后者主要是从民法的角度进行调整的，这就使得上海磁悬浮列车的法律调整显得较为复杂。
问题一：行政法的调整——《上海市轨道交通管理条例》的具体规定。
《上海市轨道交通管理条例》是上海市人大于2002年7月1日开始正式实施的，对于磁悬浮有着直接的规定，因为当时上海磁悬浮列车正在建造之中。该条例第五十一条规定：磁悬浮交通的建设、运营和管理参照本条例执行。从这一条，我们就可以看出，上海磁悬浮目前还是以《上海市轨道交通管理条例》作为调整的法规。
《上海市轨道交通管理条例》主要是从行政法的角度来进行规定的，我们从该条例第二十四条在轨道交通设施范围内禁止下列行为：禁止拦阻列车，禁止进入轨道或隧道、攀爬或跨越围墙栅栏、旋转闸，禁止强行上下车、随地吐痰、携带猫狗、擅自设摊、乞讨等；第四十三条关于对违反本条例第二十四条规定的处罚以及第五十条：当事人对市交通局、市轨道交通处或者轨道交通线路运营单位的具体行政行为不服的，可以依照《中华人民共和国行政复议法》或者《中华人民共和国行政诉讼法》的规定，申请行政复议或者提起行政诉讼。当事人对具体行政行为逾期不申请复议，不提起诉讼，又不履行的，市交通局、市轨道交通处或者轨道交通线路运营单位可以申请人民法院强制执行等的规定都可以看出这是一部行政法规在规范磁悬浮的运作管理。上海磁悬浮的主管行政机关是上海市交通局，由《条例》第四条上海市城市交通管理局（以下简称市交通局）是本市轨道交通的行政主管部门，负责本条例的组织实施；其所属的上海市轨道交通管理处（以下简称市轨道交通处）负责本市轨道交通的具体管理工作。市交通局可以委托市轨道交通处实施本条例规定由市交通局实施的行政处罚的规定可以看出。
问题二：民法的调整——《合同法》的具体规定。
民法是调整平等主体间的人身和财产关系的法律，磁悬浮列车主要涉及两方主体：一是具体的管理公司，即上海市磁悬浮有限责任公司；二是乘客。这两者从法律上来说是平等的主体，因此，他们是受《合同法》的调整，具体来说，是受《合同法》中运输合同规定的调整，即第293条至303条的规定。上海市磁悬浮有限责任公司是承运人，运输合同自承运人向乘客交付客票时成立，但当事人另有约定或者另有交易习惯的除外。
其实在《上海市轨道交通管理条例》中对于运输合同也有规定，规定运营单位要保障轨道交通的正常运营，安全、正点地运送乘客。列车因故延误十五分钟以上，或者需要调整首末班车时间，应当及时向乘客告示。当发生故障影响运营时，运营单位要及时排除故障恢复运行，一时无法恢复的，应组织乘客疏散或换乘。因故不能正常运行的，乘客有权按原票价退款。
但是，笔者认为《条例》的有关规定和《合同法》的规定还是有冲突的，《条例》第二十三条规定：乘客应当持有效车票乘车。无车票或者持无效车票乘车的，轨道交通线路运营单位可以按照单程总票价补收票款，并可加收五倍以下票款。而《合同法》第294条规定：旅客应当持有效客票乘运。旅客无票乘运、超程乘运、超越乘运或者持失效客票乘运的，应当补交票款。旅客不交付票款的，承运人可以拒绝运输。以上这两条应该说是相互冲突的，即遇到无票乘车的该如何处理？笔者以为应该具体情况具体分析，如果乘车人是有钱而故意逃票，可以罚款，但如果乘车人是无钱无物的，则应该坚持人道主义原则。按照《立法法》第87条规定，应该认定《上海市轨道交通管理条例》第二十三条的规定属于“下位法违反上位法规定”，由有关机关予以改变或者撤销。
四、结束语
磁悬浮列车范文篇2
关键词:磁悬浮列车;直线同步电机;电磁场分析;有限元法;模拟计算
常导高速吸浮型磁悬浮列车是一个典型的直线同步电机对象,而且又有别于一般的直线同步电机。其长定子轨道上的初级线圈采用三相交流激磁,悬浮电磁铁上的次级线圈采用直流激磁,而且次级磁极上也有齿槽,用于设置发电绕组,因此其磁场分布极为复杂。其悬浮力和推力不仅受到转子电流、定子电流和气隙宽度的影响,而且受到定子齿槽、发电齿槽、功角等因素的影响,因此深入分析悬浮力和推力与这些因素的关系对于保证悬浮和推进的可靠性有着十分重要的意义。尽管国内外学者图1常导高速磁悬浮列车中直线同步电机的结构示意图对于直线同步电机的磁场分布已作了许多Fig.1Thestructurediagramoflinearsynchronousmotorin研究[5],但是对于高速磁悬浮列车电磁场normalconductedhighspeedmagneticlevitationvehicle分布的系统研究尚未见到详细的报道。为此我们应用大型有限元分析软件ANSYS,从分析气隙磁场的分布入手,采用空间离散手段,对常导高速磁悬浮列车的电磁场进行了比较全面的分析和计算,获得了一些与文献报道和以往试验数据相符的结果[1]。
1常导吸浮型高速磁悬浮列车中直线同步电机的结构
常导磁悬浮列车所用的直线同步电机的结构如图1,它属于单边长定子直线同步凸极电动机。长定子由地面上的轨道构成,转子由车载电磁铁构成。转子绕组中加有直流电流,形成悬浮磁场,与定子作用产生悬浮力。而长定子绕组中通有三相交流电,形成行波磁场与车载电磁铁的磁极相互作用,从而产生推力[1]。
2有限元模型的建立
所研究磁悬浮列车的每节车厢上有7个悬浮电磁铁组合,分布在车厢的两侧。每个悬浮电磁铁组合由6对悬浮电磁铁构成。定子(轨道)的厚度为90mm,极距τ=258mm。定子轨道上的线圈匝数为1,通三相交流电;悬浮电磁铁上的线圈匝数为270,通直流电。由于在实际情况中,定子(轨道)的长度远大于转子(悬浮电磁铁)的长度,并且定子(轨道)和转子(悬浮电磁铁)沿垂直于车辆运动方向(z方向)的每一横截面的形状均相同,因此我们采用2-D长定子模型进行分析。
分析常导高速磁悬浮列车电磁场时,既要模拟恒定磁场,又要模拟时变磁场,这是特别困难的。而且由于定子和转子上均有齿槽,材料不具有连续性,定子和转子运转到不同位置时磁路结构不同,磁场分布也不相同。为了在有限元分析中体现出这种不同,我们采用了空间离散的方法,即通过离散电机转子的位置,建立若干个不同位置的模型进行分析。只要相邻模型之间位置的差距足够小,这种方法的精度就足够高。此时每个模型内的磁场都可以看成是恒定磁场。在分析过程中,通过设定周期性边界条件克服了直线电机的纵向边端效应的影响,并且对于每极槽数为整数的直线同步电动机来说,由于其结构具有对称性,转子模拟一对磁极就可以了。
3结论
3.1磁感应强度的分布情况
如图2、图3中,图中幅值大者为垂直分量BY,幅值小者为水平分量BX。从图中可以看出,齿槽的存在对磁感应强度的分布影响很大。该结论已得到实验验证,详细情况将在后续文章中介绍。
图2没有齿槽时气隙中央的磁感应强度分布图3有齿槽时气隙中央的磁感应强度分布
3.2功角对推力和悬浮力的影响[5]
从图4中可以看出,推力在功角为90°时取得最大值,悬浮力在90°时取得平均值。
3.3电磁力的波动情况[2～4]图5、图6中表示的是一个周期内(0.02s)悬浮力和推力的波动情况,从图中可以明显地看到六倍频
图4推力和悬浮力随功角的变化情况的波动。
图5悬浮力的计算结果图图6推力的计算结果
3.4不同运行条件下电磁力计算的经验公式
当气隙宽度在6mm至14mm、定子电流在600A至1400A、转子电流在14A至30A范围内变化时,采用有限元方法对多个模型进行了电磁场的分析和电磁力的计算,并采用最小二乘法对上述数据进行曲线拟合,得出了不同运行条件下电磁力计算的经验公式(针对一对悬浮电磁铁):
2FX=(-3.27x3+130.08x-1880.58x+11852.2)·(407.29y3-1138.96y2+3743.75y-218.2)·(0.014z3-0.928z2+150.24z-197.09)/27962(1)
22FY=(-167.41x3+6413.73x-85566.6x+426015)·(-83.33y3+1695.83y-205.83y+44154)·2(-0.043z3+87.95z+76.08z+866.72)/451432(2)式中FX代表推力(单位:N/m),FY代表悬浮力(单位:N/m),x代表气隙宽度(单位:mm),y代表定子电流(单位:kA),z代表转子电流(单位:A)。
利用该经验公式得到的电磁力的计算结果与有限元分析结果之间的平均误差小于2%,可为电磁力的工程计算提供重要依据。
参考文献:
[1]MeinsJ,MillerL,MayerMJ.TheHighSpeedMaglevTransportationSystemTransrapid[J].IEEETrans.onMagnetics,1998,24(2):808811.
[2]李庆雷,王先逵,等.永磁同步直线电机推力及垂直力的有限元计算[J].清华大学学报(自然科学版),2000,5:20-23.
[3]李庆雷,王先逵,等.永磁同步直线电机推力波动分析及改善措施[J].清华大学学报(自然科学版),2000,5:33-36.
磁悬浮列车范文篇3
关键词:电磁型悬浮列车;动力学;综述;弹性轨道
在磁悬浮列车系统中,列车和轨道是互相作用的,稳定的悬浮状态[1]。1939年,Braunbek对此作了物理悬浮气隙的变化量由气隙传感器测出传给控制系统,剖析:唯有抗磁性材料才能依靠选择恰当的永久磁铁控制系统调整磁铁电压,使电磁力相应变化,实现悬浮结构与相应的磁场分布实现稳定悬浮[2,3]。为使磁力气隙调整。正常运行时,电磁型悬浮列车的悬浮高度能够用于稳定的自由悬浮,必须根据物体的悬浮状态不超过1cm,对气隙的波动非常敏感。然而,由于负连续不断地调节磁场。利用受控的磁吸引力来进行悬载变化、驱动加速度或减速力、空气动力、轨道弯度、坡浮是由Graeminger首次提出的。电磁型悬浮列车是道和不平整等原因产生的外部扰动力,以及控制系统利用受控直流电磁铁进行悬浮,这一技术是目前世界本身固有的非线性及传感器的测量误差等原因产生的上最先进的。它不仅用于磁悬浮列车系统,还可用在内部扰动力,都会引起气隙的变化。因此,将磁悬浮列轴承、陀螺以及磁悬挂天平等磁悬浮装置中。车和轨道作为一个整体来研究是十分必要的。下面就电磁型悬浮列车在车体内装有电磁铁,轨道为导电磁力、转向架、列车与轨道耦合动力及稳定性方面的磁体,车辆和轨道构成长定子同步电机,车辆为转子,问题阐述如下。电磁铁绕组中的电流大小根据气隙传感器的信号进行调节,悬浮力的大小与车速无关,任何速时均能保持稳定的悬浮。车身前进的动力由直线感1842年,Earnshow证明了仅仅用永久磁体是不应电机(或直线同步电机)提供。因此,电磁铁的电磁能使一个铁磁体在所有6个自由度上都保持在自由、力和力矩特性对列车的影响是基本的。
1磁场与承载能力
1.1波器的输出电流;另外,热损耗、漏磁通、磁心和导轨中的磁阻也会影响单铁力的大小。文献[4]针对轨道转弯处或轨道不平处电磁铁与导磁轨发生倾斜的情况,提出了小滚动下电磁铁的计算公式。文献[5],以保角变换和无穷级数理论为基础,在电磁铁为无限大导磁率的非饱和磁性材料、电磁铁与反应板表面磁势为常值的假设下,提出了在较大滚动条件下升力、侧向力及滚动力矩计算的新方法。
2转向架
磁悬浮列车进入实用阶段,不可避免的问题是转向问题。日本关于HSST21001型磁悬浮列车进展报告中[6],有近1/4的篇幅涉及转向架机构,但目前几乎看不到有关的理论分析和设计资料,仅有一些概述[7,8]。悬浮系统与车厢的支撑关系,经历了3个研究阶“飞行器结构”“磁轮结构”及“转向架模块结段:、构”[9]。早期的悬浮理论是建立在飞行器的运行原理上,把磁悬浮列车看作为刚体自由度运动,在车厢底板上直接固定4块电磁铁,用偏航、仰俯、滚动等概念来描述和控制磁浮列车运动。德国的TR201型、日本的HSST201型、我国的KDC2I型都采用了这种理论。这种结构在低速时,矛盾并不突出,但速度稍有提高时,问题就很严重,如TR204型,原设计速度为250km/h,但速度临近200km/h就发生严重的振动、摇摆,出现悬浮不稳定的现象。“磁轮结构”的磁浮列车,每个悬浮单元在悬挂方向上是自由的,可由悬浮控制系统独立控制,能够适应不同的轨道平面,如德国的TR205型、TR206型磁浮列车。“磁轮”结构完全保证了电磁铁之间的运动解耦,同时也保证了车辆的曲线通过能力。在一定程度上,
“磁轮”概念是在“飞行器结构”概念碰壁以后从一个极端走到另一个极端。“转向架模块结构”是前二者的折衷,如HSST型的悬浮系统,在悬浮方向和导向方向无机械的约束,日本HSST203型实现了5个自由度模块悬挂。TR207型和TR208型也采用了这一概念。
H.Yoshioka等在文献[10～13]中介绍了山梨磁悬浮试验线MLX01型磁浮列车车辆结构的有关细节,给出了试验车辆转向架简图,并进行了两组车试验,分析了车辆动力学性能,包括悬浮性能、横向定位及稳定性能。
赵志苏等分析比较了磁悬浮列车3单元、4单元、5单元转向架的几何结构和转弯时的运动关系[14],认为:①在同一车厢长度的条件下,应选用5单元结构转向架;②从简化结构和缩短导向滑槽长度角度,应选用3单元结构转向架;③从减小进入弯道时的冲击角度应选用4单元结构转向架。上海磁悬浮列车是德国TR208型的改进型,每节车由4个完全相同的磁浮架连接而成,每个磁浮架由2个相同的模块组成,每个模块上由4个电磁铁和一个推进电机组成,具有独立悬浮、导向与推进功能[15～17]。
3磁悬浮列车2轨道动力学
在磁悬浮列车推进技术研究中,人们发现许多磁悬浮列车特有的现象,例如:德国的TR204型及日本的HSST204型在实验中发现:①运行时车体发生结构振动;②双面直线电机引起侧向不平衡;③在钢架桥上悬浮时与桥架一起振动,而在混凝土桥上则无此现象[18,19]。上海磁悬浮试验车在调试时,就发现了车辆与钢梁共振的现象。
认为轨道是刚体,列车悬浮系统与轨道之间没有耦合关系,故不考虑轨道对车的影响,这在轨道刚度系数很大的实验室内模型车分析时具有足够的精度。但实际线路中,轨道是有弹性的,轨道存在振动。引起振动的原因有:①当磁浮车通过轨道时,引起轨道在垂直方向上的静态弯曲;②由于轨道梁和悬浮系统间相互作用而引起的轨道动态弯曲;③由于轨道梁的连接和轨道表面引起的几何不规则。因此,轨道的弹性振动和动态变形必须要考虑。
评定磁悬浮列车运行品质的一个重要指标是保证磁悬浮列车能够在各种扰动作用下具有平衡稳定的悬浮。由于磁浮列车的车厢是通过弹簧、阻尼系统与磁悬浮转向架联结的,分析测试悬浮体与二次悬挂体质量、运行速度、轨道长度、磁轮长度、轨道阻尼等对磁悬浮系统的动力特性的影响,研究车厢、悬浮转向架与弹性轨道之间的耦合动力特性是必要的。
轨道的弹性变形对列车的安全和动力特性的影响是目前磁浮列车研制中所关注的主要问题之一。悬浮力作用下的轨道动力学问题最初由Chiu等人[20]提出,Meisenholder及Wang[21]和Katz等人[22]做了初步研究,给出了轨道变形特性。Chu和Moon[23]提出考虑横向2自由度(横移和摇头)的模型,理论和实验证明出现了离散现象。Chiu等[24]和Katz等[25]研究了磁力作用下轨道梁的特性。Cai等人[26,27]又在Katz模型基础上建立了多体、多载磁悬浮列车与弹性轨道耦合的动力学模型,定量揭示了车体垂向加速度、车体所装磁体组数、列车车体个数及运动速度等对轨道动力变形和列车动力特性的影响规律。在这些研究中,悬浮磁力多数是通过等效线性悬浮刚度来描述的,弹性轨道对动力控制稳定性及其动力特性的影响还不清楚,未能完整地反映出磁悬浮系统的动力特性。谢云德等在分析EMS列车系统结构特性的基础上,建立了铅垂方向的动力学模型,仿真分析了弹性轨道、悬浮电磁铁、弹簧及液压阻尼对系统频带和刚度的影响[28]。
针对车厢、悬浮转向架与轨道之间的耦合动力特性,武建军等通过对弹性变形轨道上2自由度磁悬浮列车耦合系统动力特性的数值研究,讨论了系统特征参数(悬浮体质量、运行速度、轨道长度等)对磁悬浮系统的动力学特性的影响方式,并分析了弹性轨道变形特性[29]。根据数值仿真结果,得出系统受控稳定性情况下的控制参数。谢云德等建立了轨道梁有限单元的动力学方程组,对轨道结构参数与频率、振型、极限速度之间的关系作了初步探讨,分析了车轨耦合系统发生自激振荡的原因,并对单铁加载试验过程中出现的自激振荡现象作出解释[30]。Y.Zhang等[31]根据机械悬浮车辆的实际参数,用随机振动理论对HTS型磁浮车进行了动力学分析,建立了简单的模型。这篇文献同样侧重数值仿真。S.Ohashi等[32]计算了有3个车厢、4个转向架的电磁式和电动式磁悬浮列车通过曲线时的位移和扭矩。
文献[33]中,XiaoJingZheng等将车辆的运动、轨道振动和控制系统相结合,针对5个自由度的二次悬挂体系的动力特性做了数值分析,并具体分析了在系统稳定时垂向和摇头运动的干扰范围和控制参数。分析表明,列车与轨道耦合系统的特性若忽略轨道变形,其结果是不同的。
4控制系统动力稳定性分析
磁悬浮列车的稳定性分为悬浮、导向和驱动3个方面。对电磁悬浮列车而言,由于电磁吸力与悬浮间隙的平方成反比关系,使得电磁悬浮系统本身存在固有的不稳定性。同时,磁悬浮列车的负载变化大,工作环境复杂,要求有控制能力强并对模型和参数变化不敏感的非线性控制系统与之相匹配。磁悬浮列车系统是多磁系统,它与单磁系统不同,当电磁铁提供最大升起力时,磁铁处在“力-距离特性曲线”中非线性部分。控制系统的增益与特性曲线上工作点的斜率成正比。因此,工作条件的变化将大大降低系统的瞬时特性,甚至会破坏稳定性。多磁系统还存在机车底盘上的磁铁多种机械解耦和各磁铁控制系统的机械解耦。因此,电磁型磁悬浮列车的稳定控制是很困难的。
在文献[20～22,26]中,动力控制系统往往被简化成等效弹簧,忽略了轨道变形对实际控制系统动力稳定性的影响。Meisenholder和Wang[34]曾用Laplace变换方法研究了刚性轨道的磁浮体铅直运动的稳定性[35]。周又和等[36]研究了悬挂式电磁悬浮体在铅垂方向运动的动力控制稳定性问题,对刚性轨道上的磁浮控制问题给出了控制参数的稳定区域。对于考虑了轨道弹性的磁悬浮动力系统,在对弹性轨道采用了振动模态函数展开后,其动力系统可由周期变系数的线性常微分方程组所描述。目前,对周期变系数线性常微分方程的动力稳定性分析多数是建立在Floquet理论基础上的[37～39]。陈予恕等指出在动力系统中,Lia2punov特性指数作为相邻轨线间的平均指数发散或收敛的指标,在研究系统混沌运动方面有重要作用[40]。
KruzerE发现,Liapunov特征指数等于其系数矩阵特征值的实部,当常系数线性常微分方程动力系统的所有Liapunov指数小于零时,动力系统是稳定的,否则,动力系统是不稳定的[41]。这一方法,避免了求解全部特征值后才能判别动力系统稳定性的不便。但对于由周期变系数线性常微分方程组描述的动力系统,没有给出用Liapunov特性指数判别系统稳定性的依据。周又和等针对这个问题,建立了特性指数与由理论得到的变换矩阵特征值之间的对应关系,并给出了用特性指数判别磁浮列车控制系统稳定性的方法[42]。
5结论
在磁场与承载能力的研究方面,在诸多文献中,单铁力的计算多是简化方法,忽略了漏磁通、磁心和导轨中的磁阻。然而,磁悬浮列车高速运行时产生的电磁阻力,将降低有效悬浮力,产生额外的磁势要求,并影响控制系统。电磁阻力的大小还直接影响到直线电机的驱动功率,对整个系统的运行经济性也有一定的影响[43]。建议:①在单铁力的计算中,考虑热损耗、漏磁通的影响,分析磁阻对有效悬浮力的影响;②在此基础上,建立在轨道平曲线和竖曲线处或轨道不平处,单铁力在垂直方向以外的力和力矩的计算公式和方法。
在磁悬浮列车动力学研究方面,主要集中于分析测试控制参数和系统特征参数对磁悬浮系统的动力特性影响。弹性轨道对动力控制稳定性及其动力特性有影响,这一点已为人们所接受。在研究磁力作用下轨道梁的特性基础上,建立了磁悬浮列车与弹性轨道耦合的铅垂方向的动力学模型。事实上,磁悬浮列车是一个复杂的多体系统,运动规律很复杂,除侧滚外(防侧滚梁限制),还有伸缩、侧移、升降及摇头、点头5个自由度,仅建立铅垂方向的模型不足以反映列车的运动状态。文献[33]中XiaoJingZheng等虽然针对5个自由度的二次悬挂体系的动力特性做了数值分析,但主要侧重于控制方面。
建议:①建立能反应每节车厢由4个完全相同但又独立控制的磁浮架的动力模型;②分别假设车厢为刚性和柔性,数值仿真模型列车通过平面曲线和竖曲线的情况;③分析悬浮列车启动时,列车与轨道共振的力学原理。
控制系统动力稳定性分析方面,主要根据系统动力特性的数值研究、数值仿真结果,得出系统受控稳定情况下的控制参数。在上述文献中,都没有考虑磁阻力的情况,也没有考虑诸如负载变化、强侧风、轨道附近有振(震)动源(诸如建筑工地打桩)、外界磁场波动等对磁浮系统的影响。在磁悬浮气隙不超过1cm,气隙波动控制在1mm的情况下,这些因素是否不予考虑,有待商讨。
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磁悬浮列车范文篇4
关键词:电磁型悬浮列车;动力学;综述;弹性轨道
在磁悬浮列车系统中,列车和轨道是互相作用的,稳定的悬浮状态[1]。1939年,Braunbek对此作了物理悬浮气隙的变化量由气隙传感器测出传给控制系统,剖析:唯有抗磁性材料才能依靠选择恰当的永久磁铁控制系统调整磁铁电压,使电磁力相应变化,实现悬浮结构与相应的磁场分布实现稳定悬浮[2,3]。为使磁力气隙调整。正常运行时,电磁型悬浮列车的悬浮高度能够用于稳定的自由悬浮,必须根据物体的悬浮状态不超过1cm,对气隙的波动非常敏感。然而,由于负连续不断地调节磁场。利用受控的磁吸引力来进行悬载变化、驱动加速度或减速力、空气动力、轨道弯度、坡浮是由Graeminger首次提出的。电磁型悬浮列车是道和不平整等原因产生的外部扰动力,以及控制系统利用受控直流电磁铁进行悬浮,这一技术是目前世界本身固有的非线性及传感器的测量误差等原因产生的上最先进的。它不仅用于磁悬浮列车系统,还可用在内部扰动力,都会引起气隙的变化。因此,将磁悬浮列轴承、陀螺以及磁悬挂天平等磁悬浮装置中。车和轨道作为一个整体来研究是十分必要的。下面就电磁型悬浮列车在车体内装有电磁铁,轨道为导电磁力、转向架、列车与轨道耦合动力及稳定性方面的磁体,车辆和轨道构成长定子同步电机,车辆为转子,问题阐述如下。电磁铁绕组中的电流大小根据气隙传感器的信号进行调节,悬浮力的大小与车速无关,任何速时均能保持稳定的悬浮。车身前进的动力由直线感1842年,Earnshow证明了仅仅用永久磁体是不应电机(或直线同步电机)提供。因此,电磁铁的电磁能使一个铁磁体在所有6个自由度上都保持在自由、力和力矩特性对列车的影响是基本的。
1磁场与承载能力
1.1波器的输出电流;另外,热损耗、漏磁通、磁心和导轨中的磁阻也会影响单铁力的大小。文献[4]针对轨道转弯处或轨道不平处电磁铁与导磁轨发生倾斜的情况,提出了小滚动下电磁铁的计算公式。文献[5],以保角变换和无穷级数理论为基础,在电磁铁为无限大导磁率的非饱和磁性材料、电磁铁与反应板表面磁势为常值的假设下,提出了在较大滚动条件下升力、侧向力及滚动力矩计算的新方法。
2转向架
磁悬浮列车进入实用阶段,不可避免的问题是转向问题。日本关于HSST21001型磁悬浮列车进展报告中[6],有近1/4的篇幅涉及转向架机构,但目前几乎看不到有关的理论分析和设计资料,仅有一些概述[7,8]。悬浮系统与车厢的支撑关系,经历了3个研究阶“飞行器结构”“磁轮结构”及“转向架模块结段:、构”[9]。早期的悬浮理论是建立在飞行器的运行原理上,把磁悬浮列车看作为刚体自由度运动,在车厢底板上直接固定4块电磁铁,用偏航、仰俯、滚动等概念来描述和控制磁浮列车运动。德国的TR201型、日本的HSST201型、我国的KDC2I型都采用了这种理论。这种结构在低速时,矛盾并不突出,但速度稍有提高时,问题就很严重,如TR204型,原设计速度为250km/h,但速度临近200km/h就发生严重的振动、摇摆,出现悬浮不稳定的现象。“磁轮结构”的磁浮列车,每个悬浮单元在悬挂方向上是自由的,可由悬浮控制系统独立控制,能够适应不同的轨道平面,如德国的TR205型、TR206型磁浮列车。“磁轮”结构完全保证了电磁铁之间的运动解耦,同时也保证了车辆的曲线通过能力。在一定程度上,
“磁轮”概念是在“飞行器结构”概念碰壁以后从一个极端走到另一个极端。“转向架模块结构”是前二者的折衷,如HSST型的悬浮系统,在悬浮方向和导向方向无机械的约束,日本HSST203型实现了5个自由度模块悬挂。TR207型和TR208型也采用了这一概念。
H.Yoshioka等在文献[10～13]中介绍了山梨磁悬浮试验线MLX01型磁浮列车车辆结构的有关细节,给出了试验车辆转向架简图,并进行了两组车试验,分析了车辆动力学性能,包括悬浮性能、横向定位及稳定性能。
赵志苏等分析比较了磁悬浮列车3单元、4单元、5单元转向架的几何结构和转弯时的运动关系[14],认为:①在同一车厢长度的条件下,应选用5单元结构转向架;②从简化结构和缩短导向滑槽长度角度,应选用3单元结构转向架;③从减小进入弯道时的冲击角度应选用4单元结构转向架。上海磁悬浮列车是德国TR208型的改进型,每节车由4个完全相同的磁浮架连接而成,每个磁浮架由2个相同的模块组成,每个模块上由4个电磁铁和一个推进电机组成,具有独立悬浮、导向与推进功能[15～17]。
3磁悬浮列车2轨道动力学
在磁悬浮列车推进技术研究中,人们发现许多磁悬浮列车特有的现象,例如:德国的TR204型及日本的HSST204型在实验中发现:①运行时车体发生结构振动;②双面直线电机引起侧向不平衡;③在钢架桥上悬浮时与桥架一起振动,而在混凝土桥上则无此现象[18,19]。上海磁悬浮试验车在调试时,就发现了车辆与钢梁共振的现象。
认为轨道是刚体,列车悬浮系统与轨道之间没有耦合关系,故不考虑轨道对车的影响,这在轨道刚度系数很大的实验室内模型车分析时具有足够的精度。但实际线路中,轨道是有弹性的,轨道存在振动。引起振动的原因有:①当磁浮车通过轨道时,引起轨道在垂直方向上的静态弯曲;②由于轨道梁和悬浮系统间相互作用而引起的轨道动态弯曲;③由于轨道梁的连接和轨道表面引起的几何不规则。因此,轨道的弹性振动和动态变形必须要考虑。
评定磁悬浮列车运行品质的一个重要指标是保证磁悬浮列车能够在各种扰动作用下具有平衡稳定的悬浮。由于磁浮列车的车厢是通过弹簧、阻尼系统与磁悬浮转向架联结的,分析测试悬浮体与二次悬挂体质量、运行速度、轨道长度、磁轮长度、轨道阻尼等对磁悬浮系统的动力特性的影响,研究车厢、悬浮转向架与弹性轨道之间的耦合动力特性是必要的。
轨道的弹性变形对列车的安全和动力特性的影响是目前磁浮列车研制中所关注的主要问题之一。悬浮力作用下的轨道动力学问题最初由Chiu等人[20]提出,Meisenholder及Wang[21]和Katz等人[22]做了初步研究,给出了轨道变形特性。Chu和Moon[23]提出考虑横向2自由度(横移和摇头)的模型,理论和实验证明出现了离散现象。Chiu等[24]和Katz等[25]研究了磁力作用下轨道梁的特性。Cai等人[26,27]又在Katz模型基础上建立了多体、多载磁悬浮列车与弹性轨道耦合的动力学模型,定量揭示了车体垂向加速度、车体所装磁体组数、列车车体个数及运动速度等对轨道动力变形和列车动力特性的影响规律。在这些研究中,悬浮磁力多数是通过等效线性悬浮刚度来描述的,弹性轨道对动力控制稳定性及其动力特性的影响还不清楚,未能完整地反映出磁悬浮系统的动力特性。谢云德等在分析EMS列车系统结构特性的基础上,建立了铅垂方向的动力学模型,仿真分析了弹性轨道、悬浮电磁铁、弹簧及液压阻尼对系统频带和刚度的影响[28]。
针对车厢、悬浮转向架与轨道之间的耦合动力特性,武建军等通过对弹性变形轨道上2自由度磁悬浮列车耦合系统动力特性的数值研究,讨论了系统特征参数(悬浮体质量、运行速度、轨道长度等)对磁悬浮系统的动力学特性的影响方式,并分析了弹性轨道变形特性[29]。根据数值仿真结果,得出系统受控稳定性情况下的控制参数。谢云德等建立了轨道梁有限单元的动力学方程组,对轨道结构参数与频率、振型、极限速度之间的关系作了初步探讨,分析了车轨耦合系统发生自激振荡的原因,并对单铁加载试验过程中出现的自激振荡现象作出解释[30]。Y.Zhang等[31]根据机械悬浮车辆的实际参数,用随机振动理论对HTS型磁浮车进行了动力学分析,建立了简单的模型。这篇文献同样侧重数值仿真。S.Ohashi等[32]计算了有3个车厢、4个转向架的电磁式和电动式磁悬浮列车通过曲线时的位移和扭矩。
文献[33]中,XiaoJingZheng等将车辆的运动、轨道振动和控制系统相结合,针对5个自由度的二次悬挂体系的动力特性做了数值分析,并具体分析了在系统稳定时垂向和摇头运动的干扰范围和控制参数。分析表明,列车与轨道耦合系统的特性若忽略轨道变形,其结果是不同的。
4控制系统动力稳定性分析
磁悬浮列车的稳定性分为悬浮、导向和驱动3个方面。对电磁悬浮列车而言,由于电磁吸力与悬浮间隙的平方成反比关系,使得电磁悬浮系统本身存在固有的不稳定性。同时,磁悬浮列车的负载变化大,工作环境复杂,要求有控制能力强并对模型和参数变化不敏感的非线性控制系统与之相匹配。磁悬浮列车系统是多磁系统,它与单磁系统不同,当电磁铁提供最大升起力时,磁铁处在“力-距离特性曲线”中非线性部分。控制系统的增益与特性曲线上工作点的斜率成正比。因此,工作条件的变化将大大降低系统的瞬时特性,甚至会破坏稳定性。多磁系统还存在机车底盘上的磁铁多种机械解耦和各磁铁控制系统的机械解耦。因此,电磁型磁悬浮列车的稳定控制是很困难的。
在文献[20～22,26]中,动力控制系统往往被简化成等效弹簧,忽略了轨道变形对实际控制系统动力稳定性的影响。Meisenholder和Wang[34]曾用Laplace变换方法研究了刚性轨道的磁浮体铅直运动的稳定性[35]。周又和等[36]研究了悬挂式电磁悬浮体在铅垂方向运动的动力控制稳定性问题,对刚性轨道上的磁浮控制问题给出了控制参数的稳定区域。对于考虑了轨道弹性的磁悬浮动力系统,在对弹性轨道采用了振动模态函数展开后,其动力系统可由周期变系数的线性常微分方程组所描述。目前,对周期变系数线性常微分方程的动力稳定性分析多数是建立在Floquet理论基础上的[37～39]。陈予恕等指出在动力系统中,Lia2punov特性指数作为相邻轨线间的平均指数发散或收敛的指标,在研究系统混沌运动方面有重要作用[40]。
KruzerE发现,Liapunov特征指数等于其系数矩阵特征值的实部,当常系数线性常微分方程动力系统的所有Liapunov指数小于零时,动力系统是稳定的,否则,动力系统是不稳定的[41]。这一方法,避免了求解全部特征值后才能判别动力系统稳定性的不便。但对于由周期变系数线性常微分方程组描述的动力系统,没有给出用Liapunov特性指数判别系统稳定性的依据。周又和等针对这个问题,建立了特性指数与由理论得到的变换矩阵特征值之间的对应关系,并给出了用特性指数判别磁浮列车控制系统稳定性的方法[42]。
5结论
在磁场与承载能力的研究方面,在诸多文献中,单铁力的计算多是简化方法,忽略了漏磁通、磁心和导轨中的磁阻。然而,磁悬浮列车高速运行时产生的电磁阻力,将降低有效悬浮力,产生额外的磁势要求,并影响控制系统。电磁阻力的大小还直接影响到直线电机的驱动功率,对整个系统的运行经济性也有一定的影响[43]。建议:①在单铁力的计算中,考虑热损耗、漏磁通的影响,分析磁阻对有效悬浮力的影响;②在此基础上,建立在轨道平曲线和竖曲线处或轨道不平处,单铁力在垂直方向以外的力和力矩的计算公式和方法。
在磁悬浮列车动力学研究方面,主要集中于分析测试控制参数和系统特征参数对磁悬浮系统的动力特性影响。弹性轨道对动力控制稳定性及其动力特性有影响,这一点已为人们所接受。在研究磁力作用下轨道梁的特性基础上,建立了磁悬浮列车与弹性轨道耦合的铅垂方向的动力学模型。事实上,磁悬浮列车是一个复杂的多体系统,运动规律很复杂,除侧滚外(防侧滚梁限制),还有伸缩、侧移、升降及摇头、点头5个自由度,仅建立铅垂方向的模型不足以反映列车的运动状态。文献[33]中XiaoJingZheng等虽然针对5个自由度的二次悬挂体系的动力特性做了数值分析,但主要侧重于控制方面。
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磁悬浮列车范文篇5
一、上海磁悬浮概况
对于世界上磁悬浮的情况，不是本文论述的重点，因此，本文主要论述上海磁悬浮的情况。但是，限于资料的不足，笔者只能从现有的报纸中对上海磁悬浮列车的情况作一个说明。
目前，官方对于上海磁悬浮示范运营线的说法如下：是“十五”期间上海市交通发展的重大项目，也是世界上第一条投入商业化运营的磁浮示范线，具有交通、展示、旅游观光等多重功能。上海磁浮示范运营线，西起上海地铁2号线龙阳路站，东到浦东国际机场，主要解决连接浦东机场和市区的大运量高速交通需求。线路正线全长约30公里，双线上下折返运行，设计最高运行速度为每小时430公里，单线运行时间约8分钟。
2003年1月16日《新闻晨报》的报道：上海磁浮车票遭暴炒150元车票被炒至1000元。目前上海磁浮列车示范运营线所售车票均为往返车票，即：由龙阳路车站上车，运行至浦东机场站稍作停留后返回龙阳路车站，浦东机场站不上不下客。上海磁浮列车示范运营线参观券的票价为：贵宾席往返300元/人次，普通席往返150元/人次。每位成人可免费携带身高不足80cm的儿童一名，身高超过80cm的儿童需购买全额车票；身高1.2cm以下的儿童不得单独乘车。
2003年08月29日的《新闻晚报》报道：像公交车一样方便，上海磁悬浮列车21分钟一班。国庆前后的开班日期如下：9/20、9/21、10/1、10/2、10/3、10/4、10/5、10/6、10/7每天9:30--17:30,每班间隔20分钟。票价：150、300(VIP)。9月1日起，磁浮列车龙阳路票务中心及各票务代销点接受预订。参观票票价仍为：普通券150元，贵宾券300元，乘客还可免费参观磁浮列车科技展示厅。需要提醒乘客的是，磁浮列车发车前5分钟停止检票，乘客必须提前15分钟到达检票口。
2003年09月12日《新闻晚报》的报道：黄金周乘磁悬浮车享“个性化”把照片做在磁浮车票上。磁浮列车近20分钟的零高度飞行让不少乘客感到意犹未尽。不过，记者昨天从上海磁悬浮交通发展有限公司了解到，“十一”黄金周期间，凡乘坐磁浮列车的游客还能参加“个性化车票”销售活动，即拍上一张照片，制作一张个性化的磁浮车票，获得一本磁浮纪念册。
2003年10月1日某报报道：上海磁浮列车黄金周添新热点。记者30日从上海磁悬浮交通发展有限公司获悉，享有盛名的德国Monteverdi-Chor唱诗班今天上午将登陆上海，在磁浮列车站南广场亮相。
2003年10月15日某报报道：上海磁悬浮浦东机场站开放，可乘磁悬浮赶飞机。上海浦东国际机场磁浮列车站十一日首次向社会公众开放，并实现在浦东国际机场上下客的单程运行。这一新的运行模式，使上海磁浮列车具有了从龙阳路站到浦东国际机场的交通运行功能，让乘客“乘磁浮赶飞机”变成了可能。
2003年10月28日的《新闻晚报》报道：上海磁悬浮明年有望“天天运营、10分钟一班”磁浮列车今年最后两个月的运营计划正在紧锣密鼓地安排之中，开放时间和运行班次原则上都不会少于10月份，如果一切顺利，明年元旦起有望投入正式运营，实现“天天运营、10分钟一班”的计划。这是记者昨天从磁悬浮发展有限公司获得的最新信息。目前的乘客还是以观光客为绝大多数，作为通往浦东国际机场的交通功能尚未完全体现出来。近日磁浮公司与德方技术人员开足马力，每天工作16个小时，为实现天天运行作最后的调试。同时与机场和酒店积极联手，开发到机场指挥坪观看飞机起降、从机场乘磁浮直达浦东几家大酒店等旅游项目。有关人士透露，磁浮列车天天开行后，在运行班次上将根据飞机航班作适当调整，特别是早晚高峰时段的班次将加密，系统设计的最短行车间隔可达到10分钟一班，但票价将仍维持原价不变，即单程为75元。
二、磁悬浮的法律性质：从旅游设施向公众交通设施的转变
上海磁悬浮的法律性质究竟是什么？是旅游设施还是公众交通设施？其实，我们从上文中已经有了一个较为清晰的看法，目前，官方的说法是城市的展示、旅游和交通的功能。但笔者以为，上海磁悬浮列车的法律性质是由一个旅游设施向公众交通设施过渡的过程，当然，笔者并不否认磁悬浮列车具有展示功能，但究其实质，主要功能还是旅游和交通设施，因此，在下文的论述中对于磁悬浮列车的展示功能将省略。
根据媒体的报道，笔者以为对上海磁悬浮法律性质可以分为三个阶段：即旅游阶段、旅游与交通阶段、交通阶段。
旅游阶段：从2003年1月1日——2003年10月14日。这一时间段内磁悬浮的主要功能是旅游，我们从以下几点可以看出：一是车票遭暴炒，150元炒到1000元；二是国庆期间每天9:30--17:30,每班间隔20分钟运行，票价：150、300(VIP)；三是乘磁浮车可把照片做在磁浮车票上；四是德国Monteverdi-Chord唱诗班登陆磁浮列车站南广场。以上这些措施充分证明了上海磁悬浮列车的旅游功能，因为正常的交通设施是不可能有以上的现象的。这一阶段主要由相关的旅游法律法规进行调整，上海磁悬浮列车主要由《上海市旅游条例（草案）》进行参照管理。
旅游与交通阶段：从2003年10月15日——2004年1月1日（预计）。这一时间段内磁悬浮列车的主要功能是旅游与交通并存。因为说到底，磁悬浮在上海的出现最主要的功能是交通，要不然根本无需从龙阳路修到浦东机场，直接像嘉年华那样，既可以省钱，又可以省力。研究磁悬浮的初衷就是为了缓解城市的交通问题。从媒体的报道我们也可以看到旅游与交通阶段的并存：一是实现在浦东国际机场上下客的单程运行，即可以从龙阳路乘坐磁悬浮至浦东机场；二是明年有望“天天运营、10分钟一班”。
交通设施阶段：从2004年1月1日起开始。由于笔者只是对上海磁悬浮列车做的一个预测，因此在这部分就不做详细论述，但无论如何，我们都应该从轨道交通的历史可以看到这一点。
我们把上海磁悬浮列车运行的法律性质分为三个阶段，并不是绝对的。因为在后两个分阶段中有时是相互渗透的，比如在第三阶段，也会有消费者是为了旅游的目的去坐磁悬浮的。
三、磁悬浮列车的调整范围：行政法抑或民法？
在涉及上海磁悬浮列车的法律调整范围，笔者认为主要有两部法律进行调整，一是《上海市轨道交通管理条例》；二是《合同法》。前者主要从行政法的角度进行调整，而后者主要是从民法的角度进行调整的，这就使得上海磁悬浮列车的法律调整显得较为复杂。
问题一：行政法的调整——《上海市轨道交通管理条例》的具体规定。
《上海市轨道交通管理条例》是上海市人大于2002年7月1日开始正式实施的，对于磁悬浮有着直接的规定，因为当时上海磁悬浮列车正在建造之中。该条例第五十一条规定：磁悬浮交通的建设、
运营和管理参照本条例执行。从这一条，我们就可以看出，上海磁悬浮目前还是以《上海市轨道交通管理条例》作为调整的法规。
《上海市轨道交通管理条例》主要是从行政法的角度来进行规定的，我们从该条例第二十四条在轨道交通设施范围内禁止下列行为：禁止拦阻列车，禁止进入轨道或隧道、攀爬或跨越围墙栅栏、旋转闸，禁止强行上下车、随地吐痰、携带猫狗、擅自设摊、乞讨等；第四十三条关于对违反本条例第二十四条规定的处罚以及第五十条：当事人对市交通局、市轨道交通处或者轨道交通线路运营单位的具体行政行为不服的，可以依照《中华人民共和国行政复议法》或者《中华人民共和国行政诉讼法》的规定，申请行政复议或者提起行政诉讼。当事人对具体行政行为逾期不申请复议，不提起诉讼，又不履行的，市交通局、市轨道交通处或者轨道交通线路运营单位可以申请人民法院强制执行等的规定都可以看出这是一部行政法规在规范磁悬浮的运作管理。上海磁悬浮的主管行政机关是上海市交通局，由《条例》第四条上海市城市交通管理局（以下简称市交通局）是本市轨道交通的行政主管部门，负责本条例的组织实施；其所属的上海市轨道交通管理处（以下简称市轨道交通处）负责本市轨道交通的具体管理工作。市交通局可以委托市轨道交通处实施本条例规定由市交通局实施的行政处罚的规定可以看出。
问题二：民法的调整——《合同法》的具体规定。
民法是调整平等主体间的人身和财产关系的法律，磁悬浮列车主要涉及两方主体：一是具体的管理公司，即上海市磁悬浮有限责任公司；二是乘客。这两者从法律上来说是平等的主体，因此，他们是受《合同法》的调整，具体来说，是受《合同法》中运输合同规定的调整，即第293条至303条的规定。上海市磁悬浮有限责任公司是承运人，运输合同自承运人向乘客交付客票时成立，但当事人另有约定或者另有交易习惯的除外。
其实在《上海市轨道交通管理条例》中对于运输合同也有规定，规定运营单位要保障轨道交通的正常运营，安全、正点地运送乘客。列车因故延误十五分钟以上，或者需要调整首末班车时间，应当及时向乘客告示。当发生故障影响运营时，运营单位要及时排除故障恢复运行，一时无法恢复的，应组织乘客疏散或换乘。因故不能正常运行的，乘客有权按原票价退款。
但是，笔者认为《条例》的有关规定和《合同法》的规定还是有冲突的，《条例》第二十三条规定：乘客应当持有效车票乘车。无车票或者持无效车票乘车的，轨道交通线路运营单位可以按照单程总票价补收票款，并可加收五倍以下票款。而《合同法》第294条规定：旅客应当持有效客票乘运。旅客无票乘运、超程乘运、超越乘运或者持失效客票乘运的，应当补交票款。旅客不交付票款的，承运人可以拒绝运输。以上这两条应该说是相互冲突的，即遇到无票乘车的该如何处理？笔者以为应该具体情况具体分析，如果乘车人是有钱而故意逃票，可以罚款，但如果乘车人是无钱无物的，则应该坚持人道主义原则。按照《立法法》第87条规定，应该认定《上海市轨道交通管理条例》第二十三条的规定属于“下位法违反上位法规定”，由有关机关予以改变或者撤销。
四、结束语
以上对上海磁悬浮列车法律性质的探讨主要是从交通设施这个目标上进行探讨的，毕竟它是一个新事物，但我们同时也欣慰的是目前已经有相关的法律法规对其进行调整，虽然不是很完善，也可算作一个历程，或许法律就是如此让民众知晓的。
磁悬浮列车范文篇6
【关键词】：网络浏览、发现问题、探究学习
正文：
教学情况：
2001年4月的一天，象往常一样，四（1）班的孩子们带着笔记本兴高采烈地来到电脑房。师生问好后，只听赵老师问道：“同学们，你们知道当今世界上有哪些先进的交通工具吗？”
话音刚落，孩子们都迫不及待地举起了手。“有轻轨、有隧道、有地铁……”大家说了很多交通工具。“还有磁悬浮列车”一个稚嫩的声音在班中响起。他的话在班中引起了一阵骚动：什么是磁悬浮列车？我怎么不知道？它长得怎么样的？同学们一下子都被这个新名词吸引住了。这时，赵老师对同学们说：“磁悬浮列车是现代交通飞速发展的一项重大发明，人们称它为‘绿色交通’。大家想了解磁悬浮列车吗？”。“想”全班异口同声地喊道。“那你最想知道磁悬浮列车的什么方面的知识呢？”赵老师接着给同学们提出了这个问题，只见三两只小手举了起来。“我想知道什么是磁悬浮列车？我知道它和汽车有什么不一样？”我想知道它开得快不快？几个学生提出了自己的问题后，教室里开始安静下来了，孩子们不知道还要提出怎样的问题来。这时，赵老师说：“我们还可以解决有关磁悬浮列车的哪些问题呢？赵老师现在提供给大家一个有关磁悬浮列车的导航页，大家利用网络资源先去浏览一些有关磁悬浮列车的网站、网页资料，然后把自己最想了解的有关磁悬浮列车知识的问题提出来。”
这下孩子们高兴极了，他们立刻上网去浏览了。有的直接在老师提供的网页、网站上浏览，有的自己利用“搜狐”等搜索引擎上网浏览相关磁悬浮列车的信息、资料。瞧，他们多仔细呀！有的盯着电脑屏幕眼都不眨一下，有的手撑下巴思索着，有的小组轻声讨论着……
一段时间后，赵老师提出了“同学们，现在你们能说说最想研究有关磁悬浮列车的什么问题了吗？”“我先说，我先说”大家都争先恐后地想把自己的问题提出来。平时不大爱动脑的金国伟今天小手举得特别高。他问“什么是磁悬浮列车？它的长是多少，宽是多少？”赵老师当即表扬他：问题真好，我们平时要认识一新事物，一般都是先看其表面，从认识它的外在特征开始。赵老师又对全班说：“那金国伟同学的问题能解决吗？”马上有同学回答道：“可以，在老师的导航页和其它网站上看看资料就可以找到答案了。”
接着，赵老师又说：“认识了磁悬浮列车是什么之后，你还想了解些什么呢？”一个叫郑超翔小男孩疑惑地问：“最早的磁悬浮列车是怎样的？磁悬浮列车从研究到实际通车之间的实验期用了多少时间？”。“对、对，这正是我想知道的”有的同学在边上喊。这时，赵老师就问郑超翔：“这问题提得更好，那你是怎么想到这个问题的呢？”郑超翔摇晃着小脑袋说：“我想有很多东西不是一开始就这样的，它总有一个变化的过程。就像汽车刚发明的时候和现在的汽车是不一样。看了磁悬浮列车的一些网页，我就想既然德国的肯佩尔工程师想到研究发明磁悬浮，那它一定有形状结构，而且实验了以后不一定马上就能用，所以我想了解这些问题。”“真了不起”，赵老师显得很高兴，她说，“我们不但可知道什么是磁悬浮列车列车，还可了解它的由来，它是怎么样的，了解事物的进程情况，这样研究问题就更深了。”
赵老师又问：“还有谁能再提出其它的问题来。”“我有，”学校“网上少科院”小院士赵迪同学着急地喊：“如果我国有了磁悬浮列车，别的火车会不会没人乘？”同是赵迪一组的“小问号”——高超也站起来问：“对呀，有了磁悬浮列车，它是新世纪列车了，会不会给其它公司带来许多心理负担呢？人类能否造出比磁悬浮列车更好的列车？”他们的问题引起全般同学的叫好。赵老师就说：“高超，那你来给大家谈谈你们小组的想法吧！”只听高超同学说：“我们小组在网上了解了许多关于磁悬浮列车的一系列资料后，想道了许多问题，但我们最想研究的是有了磁悬浮列车后，会不会给其它公司带来心理负担？因为我们想磁悬浮列车是新技术，新发明，那开发、制造它的公司每月收入一定很高才对，但在网上浏览信息的过程中发现，磁悬浮列车的票价并不高，而且磁悬浮列车速度又快，这样能不对其它公司造成压力吗？所以我们就想研究这个问题。”听了这个小女孩的想法，许多学生都在点头，表示同意。赵老师这回更高兴了，她对孩子们说：“高超小组的想法真好，我们在认识事物，接受事物时要从发展的角度来看，要知道其内在本质，揭示它们的优点和缺点。不能仅仅停留在其表象上。”……
四十分钟的时间很快过去了，可四（1）班同学的问题还在继续。在浏览了相关磁悬浮列车的网站、网页后，全班共提出86个相关问题。特别是小院士的问题更多，更精彩。然后，同学们根据自己的问题，组合了研究小组，开始了有关磁悬浮列车的小课题研究。有的根据小组研究问题做小报，演示文稿等。一个阶段后，有的学生解决了自己小组的问题，有的又有了新的困惑，新的问题。网虫小队的队员在解决了“上海的磁悬浮列车的建造情况怎样？”的同时，又想到：能不能在地下建造磁悬浮列车？如果建造的话，要建造多少米深？路程要建造多少公里合适？要防止地下磁悬浮列车中进水，要采取什么保护措施？等一个个富有想象力的问题。
分析与思考：
赵老师和四（1）班的同学们这次在网上乘坐“磁悬浮列车”，可以说带回了意想不到的收获。因为这是一次师生共同探讨、学习的活动，这是一次网络资源的充分共享。这是一堂没有对和错的课，这是一堂学生智慧闪光的课。给我们留下许多思索：
学生通过网络浏览，其视野及对现实的的思索都具备了一定水平。显然它并非是某一课程的教学所能完全替代的。特别是网上浏览较多、以及“网上少科院”的小院士们，其视角更贴近社会实践，更具备社会价值标准的判断，有的提出“目前磁悬浮列车还存在哪些技术问题？”他不仅是对列车构造的认识，更是对其“技术问题”产生了批判，对事物要求精益求精，看问题看的更“深”了。又如：“中国最早的磁悬浮列车时怎样的？”这个些问题表明学生已关心到自己国家，爱国主义精神、民族意识在他脑海中形成。他们已能把人文与科技综合起来思考新技术的影响；对于可以直接从网上查到的资料，如：什么是磁悬浮列车？它的构造怎样？等这一类问题，他们已经知道自己通过搜查资料去解决，说明已具有较强的信息意识和信息处理能力。
但同时也值得深思、注意该如何引导学生发现哪些方面的问题？不同学生提出的不同问题该如何区别对待？在研究中，又该如何指导学生怎样解决问题呢？在今后的教育教学中，要不断深入研究，培养具有创造的一代。
附：通过浏览了有关“磁悬浮列车”的网站、网页后，四（1）班学生共提出86个相关问题。由于学生的表达能力不是最强，有时会辞不达意，因此在不改变学生所提问题原意的基础上，对学生的问题作文字上的适当修改。（见问题表）。同时，对这些“发现的问题”进行了适当的归类。分类标准如下：
▲“磁悬浮列车是什么？”一类：是指提出有关磁悬浮列车构造、原理方面的问题。
◆“磁悬浮列车怎么样？”一类：是指提出有关磁悬浮列车运行特点，现使用情况，及其历史——现在——未来的发展状况的问题。
★“为什么要制造磁悬浮列车？”一类：是指提出有关磁悬浮列车研究制造的价值的问题。
学生的问题：
▲——
1、什么是磁悬浮列车？
2、什么是超导磁悬浮列车？
3、什么是常导磁悬浮列车？
4、为什么称这种列车为“磁悬浮”？
5、磁悬浮是怎样的？
6、悬浮列车的长是多少？宽是多少？
7、磁悬浮列车的高度是多少？
8、磁悬浮列车有多重？
9、最大、最长的磁悬浮列车有多大、多长？
10、超导磁悬浮列车每小时行驶多少距离？
11、磁悬浮列车最高时速可达多少公里？
12、磁悬浮列车的构造是怎样的？
13、磁悬浮列车有没有轮子？
14、磁悬浮列车有什么优点？
15、磁悬浮列车在雨天里，运行情况会怎样？
16、磁悬浮列车里面有几个座位？
17、磁悬浮列车里面需不需要驾驶员？
18、磁悬浮列车内有没有安置宠物的地方？
19、磁悬浮列车的外壳是用什么制造的？
20、磁悬浮列车行驶时会不会磨损？
21、磁悬浮列车的运行原理是什么？
22、为什么磁悬浮列车能“飞”起来？
23、磁悬浮列车为什么噪音低，而且高速、平稳，它的内部构造是怎样的？
24、磁悬浮列车行驶时为什么这么快？
25、磁悬浮列车周围的磁场是怎样让列车“浮”起来的？
26、磁悬浮列车有铁轨，为什么列车行驶时并不与轨道接触？
27、磁悬浮列车是怎样浮起来的？
28、人们可以怎样控制磁悬浮列车呢？
29、为什么有的磁悬浮技术是有吸引力的，有的是有排斥力的？
30、磁悬浮列车与其它列车有什么不同？
31、目前，磁悬浮列车还存在什么技术问题？
◆——
32、磁悬浮列车是什么时候问世的？
33、磁悬浮列车是谁研究出来的？
34、磁悬浮列车最早出现在哪个国家？
35、最早的磁悬浮列车是怎么样的？
36、磁悬浮列车名称是怎么来的？
37、磁悬浮列车有没有别的名称？
38、制造磁悬浮列车用了多少工具？
39、磁悬浮列车从研究到实际通车之间的实验期用了多少时间？
40、世界上有多少种磁悬浮列车？
41、磁悬浮列车的发展是怎样的？
42、目前能制造磁悬浮列车的有哪些国家？
43、有哪些国家现在已经有了磁悬浮列车？
44、我国第一辆磁悬浮列车在哪个城市？
45、我国有哪几个城市有磁悬浮列车？
46、中国最早的磁悬浮列车是怎样的？
47、上海有磁悬浮列车吗？
48、如果上海有磁悬浮列车，那它什么时候通车？
49、磁悬浮列车是目前中国设施最先进的列车吗？
50、我国的磁悬浮列车在世界排名第几位？
51、适合我国的磁悬浮列车是怎样的？
52、现在，中国的磁悬浮列车研究状况怎样？
53、最漂亮的磁悬浮列车在哪个国家？
54、日本是什么开始设计、制造磁悬浮列车的？
55、德国的磁悬浮列车是怎样的？
56、磁悬浮列车一次运量多少？
57、磁悬浮列车是怎样制造出来的？
58、磁悬浮列车有什么特点？
59、磁悬浮列车一共有多少列？
60、磁悬浮列车是种怎样的交通工具？
61、磁悬浮列车最多可载客多少人？
62、坐磁悬浮列车头晕不晕？
63、磁悬浮列车的票价是多少？
64、乘坐磁悬浮列车一站需要多少钱？
65、磁悬浮列车为什么不普及？
66、为什么德国的磁悬浮列车迟迟未做商业运行用？
★——
67、磁悬浮列车有什么用？
68、人类是怎样想到要制造磁悬浮列车的？
69、为什么在城市中磁悬浮列车对人们的吸引力明显？
70、为什么说磁悬浮列车是绿色交通工具？
71、为什么说磁悬浮列车是21世纪人类理想的交通工具？
72、为什么要制造绿色交通——磁悬浮列车？
73、磁悬浮列车对人或动物有什么妨碍吗？
74、乘客乘坐磁悬浮列车时有没有安全感？
75、制造一列磁悬浮列车需要多少钱？
76、磁悬浮技术到底成熟吗？可靠吗？
77、磁悬浮列车的速度快，还是地铁、轻轨的速度快？
78、现在已经有了地铁、轻轨，用途都一样，为什么还要制造磁悬浮列车？
79、如果我国有了磁悬浮列车，别的火车会不会没人乘？
80、我国的磁悬浮列车与德国、法国的相比，有什么不一样？
81、能否制造出比磁悬浮列车更先进的列车？
82、如果有公司制造出比磁悬浮列车更先进、设施更完善的列车，制造磁悬浮列车的公司心里会不会有负担？
83、为什么磁悬浮列车适合我国高速客运专线网的发展？
84、为什么磁悬浮列车对新产业的形成和发展起着重要作用？
磁悬浮列车范文篇7
按悬浮方式分，磁悬浮机构可分为排斥式和吸引式两种类型。排斥悬浮的优点是对应于负荷上下位置比较稳定，但为防止其侧向移动而需垂直导向；吸引悬浮的优点是左右位置比较稳定，但上下位置不能调整，左右位置需导向。按动力来源分，磁悬浮机构可分为电磁悬浮和永磁悬浮两种类型。电磁悬浮系统是通过控制电磁铁的电流来达到控制间隙、悬浮物体的目的。目前，磁悬浮产品的研制尚主要限于超导技术、电磁技术范畴，其在振动控制中亦主要用于主动隔振。随着超导技术的飞速发展，磁悬浮列车已步入实用化阶段，磁悬浮轴承在工业中获得了越来越广泛的应用。但因电磁悬浮系统需要较强的动力供给，控制系统较复杂，技术水平要求较高且价格昂贵，从而限制了其在工程中的应用。永磁悬浮系统是利用永磁体的磁感现象以及永磁体之间的斥力和引力来达到悬浮的目的。20世纪70年代以来，永磁材料的应用范围日益扩大。目前，永磁材料已进入第三代，并在磁性材料的研究上取得了重要突破。Nd-Fe-B系永磁材料被称为现代磁王，其潜在磁能积的理论值高达525.4KJ/m3，能推起相当于自身重量640倍的重物，而一般铁氧体也能推起相当于自重120倍的重物。由于永磁悬浮系统具有技术实施及维修保养水平要求不高、成本较低等优点，其在工程中的应用愈来愈广泛。
目前，成熟的磁悬浮系统在汽车工程中的应用较少，但磁悬浮技术在磁悬浮列车中的应用给我们带来了启示：既然采用磁场作为弹性介质的磁悬浮列车比采用钢板弹簧和螺旋弹簧的旧式列车有更好的减振性能，那么将磁悬浮技术应用于汽车也应当有类似的结果。因而，一些有识之士已开始探讨将磁悬浮技术应用于汽车工程中。本文综述和分析、探讨了磁悬浮技术在汽车工程中的应用，并展望了应用前景。
2磁悬浮技术在汽车主动悬架中的应用
通过改变电磁铁线圈中电流，不但可以改变电磁力的大小，而且可以改变电磁力的方向。因此，可基于电磁铁设计汽车主动悬架系统[1,2>。汽车磁悬浮主动悬架系统的工作原理框图如图2所示[1>，主动悬架系统的机械部分由工作缸筒、永磁体和铸钢体等组成。控制系统由电子元件、超声波传感器、控制器、功率放大器和线圈组成。由超声波传感器检测位移激振信号，该信号转换成电信号后经过控制器处理，来调整线圈电压的大小，使作用在铸钢体上的力发生变化，达到调整系统刚度和阻尼系数的目的。为了克服主动悬架系统中电磁力控制稳定性差和电磁悬浮刚度小等缺点，可采用弹簧和电磁力共同构成悬挂系统的刚度，仿真结果表明，由于电磁悬浮主动悬架系统的控制器参数可调，使得该系统具有很好的动力可调特性，其刚度和阻尼在线可调。但电磁悬浮技术在汽车主动悬架中的应用还有许多问题需要进一步研究，如系统参数优化，控制策略和算法，电磁悬浮系统的工程实现等。
3磁悬浮技术在汽车减振器中的应用
如采用由两块同极相对的高强度永久磁铁产生的磁场作为汽车减振器的弹性介质，两磁铁同极间的斥力随着两磁级间距离的减小而变大，因此具有良好的非线性刚度特性，而且可根据负载自动调整刚度及车身高度，可以很好地满足汽车行驶平顺性的要求。
一种磁悬浮汽车减振器的结构如图4所示[3>。此磁悬浮减振器的弹性力主要由上、下主磁铁29、18的N极间的排斥力产生。行程开关触点11通过连杆2与活塞柱1相连接，塑料套筒19、26和橡胶隔块32、33起限定聚磁磁铁16、31、34位置的作用，密封圈4起防尘、密封的作用。当活塞柱1相对压盖5向上运动时，弹簧7起缓冲的作用，当活塞柱1相对基筒6向下运动时，橡胶垫片17、20、30起缓冲的作用。固定片27与橡胶垫片17间的空腔内充有油液，导管15分别与套筒8及一储液罐（上部空腔内充有气体）相连。当该减振器被压缩时，套筒8内的油液通过导管15进入一储液罐，由于此时储液罐内的阻尼片可随油液上升，所以油液阻力很小。当该减振器被压缩后复原时，活塞柱1向上运动，储液罐内的气体压力较大，把油液下压，经阻尼片上的阻尼孔压回套筒8内，油液经阻尼片上的阻尼孔时发热，振动能量转化为热能。另外，通过控制电路液力左右移动活塞柱24，可运用聚磁原理调整减振器的刚度特性，并可改变减振器的长度，从而调整车高。
由以上可以看出，此磁悬浮减振器原理正确，具有很好的可行性，但其减振性能仍需做深入细致的仿真分析和实际试验验证。值得一提的是，通过上、下主磁铁间充有油液的方式缓冲振动一方面会增加减振器的加工技术要求（如密封技术），另一方面会使减振器发热，而温度对磁性材料的性能有一定的影响，如采用加装散热片散热，将使结构更趋复杂。如采用将此减振器与一阻尼器并联的工作方式，可能会具有更好的可行性。
为克服排斥型磁悬浮系统刚度大、难于控制的缺陷，可采用线性弹簧和非线性磁浮装置组合的方法设计汽车座椅[5>，使该座椅具有小变形时较“软”的线性特性，大变形时较“硬”的非线性特性。试验结果表明，该种座椅隔振性能良好，基本相当于半主动隔振系统，抗冲击性能良好，可克服常规座椅在大载荷下“撞底（bottoming）”的现象，同时该种座椅还具有行程小的优点。
5磁悬浮技术在救护车担架隔振中的应用
一种救护车磁悬浮担架的结构如图6所示[6>，该磁悬浮担架由支架、安装在支架下方及地板上方磁极相对的上磁体和下磁体、支架与地板之间的四边形连杆机构组成。在上述两块磁体的作用下，担架支架通过四边形连杆机构悬浮在地板上，从而可有效吸收担架支架的振动。
6.1磁屏蔽问题
磁场是否损坏人体健康、能否有效屏蔽是磁悬浮技术在汽车工程中应用最值得注意的主要问题之一。在现有磁悬浮技术在汽车工程中应用方面的文献中，对磁屏蔽问题都没有述及，但该问题已在磁悬浮列车中得到有效解决。根据日本的报告，磁悬浮系统形成的电磁回路所产生的磁场，仅相当于地磁，对人体丝毫不会产生危害。而德国的测量结果更明确：坐在他们的磁悬浮列车上所感受到的磁场影响，小于坐在4米远的地方看一台21英寸的黑白电视机。因此，根据磁悬浮列车的研究成果，磁屏蔽问题能够在汽车工程中应用的磁悬浮机构中得到有效解决。
6.2磁悬浮系统阻尼问题
在现有的磁悬浮机构中，有些系统采用磁悬浮与阻尼器并联使用的方式[2,3,5>，有些系统仅采用了磁悬浮方式，未加阻尼[1,6,7>。有的研究者认为，磁悬浮自身可产生阻尼，且阻尼因子d=0.23[7>，有的研究者认为，磁悬浮自身产生阻尼是因相位变化而引起的[5>。磁悬浮系统的阻尼是自身产生还是因导向机构的摩檫力造成，其产生阻尼的机理如何，尚需进一步研究。
6.3正负刚度不对称问题
磁悬浮系统正负刚度不对称，即向下压缩时的刚度大于向上运动时的刚度，从而造成了磁悬浮系统时域振动曲线的非对称性，这一问题在磁悬浮系统设计中值得注意。
磁悬浮列车范文篇8
关键词：信息技术、网络教育、心理健康、终身能力
我国中小学网络教育的现状
笔者对部分作了份简单的问卷调查，①你喜欢信息技术课吗？回答是：喜欢；②你最想和最喜欢做的事情是什么？他们的回答就是游戏了。这儿也有确切的数据，据调查，学生占上网人数的21%，在《北京青年报》在《中学生网上生活有滋有味》一文中的调查表明，中学生上网60.7%的人玩游戏，34.1%的人找朋友聊天，29.1%的人关注影视文艺动态，27.9%的人关注体坛动态，27.5%的人看新闻，24.3%的人发E-mail，18.6%的人选择软件，5.7%的人关注卫生保健信息。可见，目前我国中学生上网的主要目的是游戏、娱乐、找朋友聊天和发E-mail。网络的优势和功能在教学中得不到体现和延伸，使信息课成了名副其实的“网吧”、“游戏厅”。面对如此的问题，我们作为一线教师有何感慨？也许你看了之后也象我一样深有感触。我们从本来就紧张的教育经费中抽出几十万、几百万、甚至几千万元，辟建了校园网，难道只是让学生知道上网就是游戏、娱乐、找朋友聊天和收发E-mail吗？显然，目前我国中小学生上网的目的与网络教育的目的是相悖的。
而最近看到一则新闻：“寒假，同学们在干什么？”。常理推测无非是在家休息、出门旅游、参加培训班等。而让人吃惊的是:一群五年级的小学生在老师的带领下，利用Internet搞《揭开磁悬浮列车之谜》的研究，最终提出并解决了86个综合性问题。例如：1、什么是磁悬浮列车？2、什么是超导磁悬浮列车？3、什么是常导磁悬浮列车？4、磁悬浮列车的高度是多少？5、磁悬浮列车有多重？6、最大、最长的磁悬浮列车有多大、多长？7、人类是怎样想到要制造磁悬浮列车的？8、为什么说磁悬浮列车是绿色交通工具？
惊叹之余，也让我感受到网络应用于教学的无穷魅力。Internet给学生提供了一个无限广阔的遐想空间、全时空多方位的交流空间、知识结构的纵横拓展空间。学生在学习中既有自主的探索思考，又有相互的交流反思；既有问题的提出，又有问题的解决；既提高了学习的积极性，又获得了多领域的知识体系。所以即便是我们面临的是当前中小学生“上网就是游戏、娱乐、找朋友聊天”的现状，但仍能让我看到希望和教学努力的方向，我们就是学生的引路人，无疑网络对与学生就向吃糖，吃不好就会坏牙！吃的好，就受益无穷！这正需要我们正确的引导。以下是笔者就自己在教学实践中的一些做法，谈一些粗浅的认识，敬请批评指正。
一、让网络走进学生的生活
学习Internet的第一步很重要，因为学生在有意无意中已经先入为主的知道了，网上无所不有，网络游戏更是精彩多多！所以在授教的第一堂我给学生列举了很多网络故事，比如说发生在Internet上的“救人”故事。
1995年4月，清华大学化工系92级学生朱令出现了奇怪的中毒症状：秀发脱落，面肌瘫痪，发音含混，四肢无力，被送往医院。但医院对此束手无策。此时，朱令高中时的同学、北京大学力学系92级学生贝志诚和几个同学将朱令的病症翻译为英文，通过Internet向全世界发信。同样，发信仅3个多小时，就收到回信。随后又陆续收到了来自世界各地的回信1500多封，其中30%的回信认为是“铊”中毒。后经专家进一步诊断确认为铊中毒。经过两年多的治疗，朱令已渐渐地恢复了意识。另有1997年7月的，中国男子在巴西遭到匪徒的枪击受伤，而后获救的事件,等等。
以此让学生对Internet有更多的了解，有更新的认识。看到网络这个巨大的资源库在我们身边所起的作用。比如在讲到“Google”搜索引擎的时候，正是学校环境保护活动周，要求学生撰写有关环保的小论文。于是我就引导学生利用搜索引擎，在Internet上查找有关环保的知识材料。后来有学生告诉我她的论文获奖了，是因为网络上的一些资料给了她很多启示。于是有了初尝战果的滋味，学生对网络就会刮目相看。而我们只是为学生营造开放的科学教育环境，使学生摆脱时空的限制，鼓励学生走出课堂，走出书本来学习科学，引导学生课内和课外结合、校内和校外结合、学生和生活结合、现在和未来结合起来。
二、满足学生“好玩”的天性
我们很多时候都在为学生的好动好玩而烦恼，我们上课的老师一定都有经历，凡碰到上网络课，学生上课就特别积极，而在课堂和课间也往往会出现这样的情景：学生们蜂拥而至某台电脑，大概是发现了什么新大陆，其实不过是一张漂亮MM的图片，或者是安静的坐在自己的位置上，你以为他在学习，正想表扬和赞许时，却发现他原来在一心一意的专著于游戏。面对种种情况，早就已经不是学生怕老师的时代，而是老师怕学生了，有的老师甚至都不愿意上网络课。
其实，好玩好动是学生的天性。我们大可以满足学生这种好玩的心理，以此还可以激发学生创造的灵感。学生“好玩”是因为他们能从玩中找到快乐，那我们就根据孩子的这一特点让他们在老师“预设”的情景中尽情的“玩一把”。在开发学生智力，丰富学生的想象力，挖掘学生创造力的游戏中有很多是优秀的游戏，无论是老师还是家长不要被网络游戏“下倒”。“老虎”也不都是“吃人”的，孩子本身好学好问的，特别是当孩子遇到他们所喜欢的东西时，兴趣更高，问题也更多。“创造就是从问题开始的。”所以我们电脑教师可以设计或提供一些符合儿童特点的游戏，给孩子一个自由的空间，让孩子的灵感得以常生。比如说“雏鹰网”中的E学堂，就可以让学生边学边玩，还分不同的年级。我还鼓励学生比赛积分的高低呢！
三、网络情缘——师生之间、学生之间
网络——极大的增强了教师和学生、学生和学生之间的交互性、打破了教师和学生、学生和学生之间的相对孤立状态。这种交互性是近乎实时的、而且可以利用多种渠道实现，比如：电子邮件，BBS，WWW，基于网络的协作学习系统，网上在线交谈等等。
在网络教学中的E-mail，也是我曾经在教师节那天，获得的意外的、也是最开心的礼物，那天在我的邮箱中突然多了好多新邮件。那是一张张带着真挚情意的贺卡！除了问候，还有他们的在校学习情况，也会问我有关计算机的问题。其实这份网络情缘，是源于一件细小的事情。也就是在电子邮件的授教过程中，我到班组任那里去了解了一些学生的生日情况，并找了些最近生日的一些学生并给他们刚申请的邮箱寄去了一张生日的贺卡。我也会鼓励学生，通过电子邮件，给老师提些教学建议，或者也会聊些琐事！于是在网络上拉近了与学生之间的距离。
四、利用网络教育培养学生终身学习的能力
所谓的终身学习能力，是指人类个体经过学习和训练而具备的、一直保持到老年都还在起作用的那种从客观环境中获取知识信息的能力。如同人类其他许多能力一样，这种能力，特别是借助于现代信息技术而进行的终身学习能力应该在幼年时期就开始培养，而对中小学生进行信息技术教育——网络教育是培养他们这种能力的主要途径。我们知道学校教育的目标不仅是传授人类已有的文化财富和人类历史所创造的科学技术，更重要的就是培养学生不断求知的意志和终身学习的能力。
世界著名未来学家、澳大利亚未来委员会主席埃利雅德博士1992年提出的名言如今已成为共识：“今天，如果你不生活在未来，那么明天你将生活在过去!”。未来继续教育的主要形式是以计算机网络技术为核心的远程教育，因而具有现代信息技术环境下的独立学习能力和协作学习能力将是今后成年人能够接受继续教育、进行终身学习所必备的重要素质。
磁悬浮列车范文篇9
一、引入现代化电子设备教学
在教学中，教师应尝试运用现代化多媒体电子设备进行教学．电化教学就是利用电教设备进行课堂活动的教学模式，它能将物理概念化为模型呈现给学生，还能充分地展示物理现象、物理实验中难以观察到的微观现象．例如，在讲“布朗运动”时，在微观上，不可能用肉眼观察到水分子的运动状况，花粉小颗粒在水面上的运动状况也必须在高倍显微镜下才能观测到，此时若运用电教设备，将这个实验现象进行三维模拟制成课件，将水分子和花粉颗粒制成不同颜色、大小的弹性小球，让花粉颗粒球浮在水分子小球上，当大量水分子颗粒做无规则运动时，花粉颗粒会与水分子小球发生弹性碰撞，花粉颗粒从而也开始做无规则运动，演示给学生，则学生可以通过此课件理解“花粉颗粒运动的无规则性是水分子无规则运动的宏观表现”，取得良好教学效果．
二、启发式、研究性教学
1．问题探究“问题是学问的老祖宗．古往今来一切知识的产生与积聚，都是因为要解答问题”．在教学过程中，教师可以先布置学生自学，并提出问题，引导学生思考，学生发现更多问题，自主提出问题，然后进行课堂讨论，形成结论及评价．例如，在讲“牛顿定律、动量及动量守恒定理”时，教师可先让学生自学，然后提出问题:动量守恒定律使用的条件是什么?动量是否始终守恒?等等．启发学生思考，再深入引导学生探究课本上的理论与实际生活中是否有矛盾，矛盾造成的原因，让学生自发讨论、互相分析、作出总结，激发学生思考问题的积极性．在此过程中，教师还可以引入最新科技，将基础物理知识深化，提高学生的认识水平．
2．实验研究杨振宁说:“我在中国学的方法是演绎法，我发现这完全不是费米、泰勒等人的研究方法，他们是从实际实验的结果中归纳出原理，是归纳法．我很幸运这两种研究方法的好处都吸收了，这对我的研究工作有很大的影响．”利用实验，可建立一种让学生“主动参与、乐于研究、交流合作”的学习方式．通过实验，可以有效地促使学生发现及联系实际问题，体验科学发展和知识形成的思想和方法，使学生的思维得到拓展，独立思考能力、动手能力都得到锻炼．
例如，在讲“平抛运动的运动规律”时，教师可以先提出问题让学生思考，让学生猜想平抛运动时，物体在平抛运动过程中竖直方向、水平方向各做什么样的运动，然后准备平抛竖落仪、平抛运动实验器、小球若干等，让学生通过实验验证自己的猜想．通过这个实验，学生可得出结论:平抛运动物体在竖直方向上做自由落地运动，水平方向上做匀速直线运动．但仅仅得出结论是不够的，教师还应引导学生深入分析实验过程及实验误差，思考为何多次实验后，得到的结果近似相等，能否对实验进行改善，减小误差等．分析实验误差，可以培养学生严谨、细致、认真的科学态度，使学生养成科学的研究习惯，提高学生的综合素质．
磁悬浮列车范文篇10
关键词：土木工程专业;大学物理;教学模式;改进措施
1引言
在土木工程专业中，因土木工程涉及到众多的物理学理论，故物理学也是土木工程专业中极为重要的分支科目。但观察当前高校中土木工程专业内的物理教学模式可以发现，因高校物理教师和教学资源中存在不完善的状态，于是对应的物理教学效果也十分低迷。而高校培养土木工程专业人才的根本目的是提升国内建筑、桥建等多个领域的专业性。因此本文以土木工程专业为背景，对大学物理教学的教学模式进行改进分析，具备切实的研究价值。
2高校内土木工程专业物理教学参与教学模式改进的必要性分析
物理学的实际范围是非常广泛的，从宏观的力学实践再到简单的电力调试，都可以被归纳到物理学的应学范围内。因此在大学校园中，非物理学的专业也常常会安排一些物理相关的课程，目的在于以专业物理学的角度，提升学生在专业领域中的学识水平。土木工程就是比较典型的一类，土木工程包含设计、施工等多个专业内容，当学生能够拥有完善的物理知识体系和实践经验时，他们所提交的设计图其所含的合理性就越强。建筑或桥梁设计的整体完善程度也就越优秀。但针对此我们不难分析，当大学土木工程专业中所设立的物理课程其专业性和教学水平较强时，学生的综合能力就也必然会得到很好的提升。而一旦物理课程难以发挥出预期内的教学效果，学生的物理能力便也不能够在专业内得到完善的发挥。在土木工程专业中，物理学应该在偏实践化的角度得到应用。例如利用物理检验设计图的合理性，利用力学知识巧妙的节省桥梁的物理空间等。这些工作目标的完善都需要学生对物理知识有着实践性的能力。而当下在土木工程中开展的物理课程却多数都以理论教学为主，过于注重对学生物理实力的培养和夯实。于是多数学生即使在大学中修完了物理课程，他们也很难将所学联系到土木工程专业实践中去。这是一种完全负面的教学效果，故针对上述存在于大学物理教学中的问题，笔者认为各个高校若要稳定土木工程专业的就业率和教学水准，就应该以现有教学方式为基础，借助一些外力或增强内在教学因素，来对大学物理教学模式加以改进。
3多媒体在土木工程专业大学物理教学模式中的改进应用
3.1多媒体的改进思路简述。之所以要在大学物理教学中改进多媒体的应用方式，就是因为当下多数的物理教师都将多媒体技术当作是“立体黑板”。仅仅在课堂中播放PPT将课本文字加以展示。于是学生在参与多媒体教学中也无非就是将“低头看书”改变为“抬头看书”，完全不具备教学改良所要求的结果性特征。因此利用多媒体改良土木工程专业大学物理教学模式的首要思路，就是改良应用多媒体的固有思路，将多媒体技术“活跃化”处理。例如教师可以使用拟真思路，重视编辑多媒体素材中的动态特性。在课堂中注重培养学生的物理推理思维，重视让学生主动参与操作和学习，这样一来学生的创新意识和活动性需求便都能被满足。3.2以项目教学法为主，改良物理教学模式。在应用多媒体技术改进大学物理教学模式时，教师若要提升学生在课堂中的参与度，就可以使用项目教学法的方式。先将物理教学的前期阶段作为理论基础的铺垫，夯实学生在物理方面的理论基础能力。而后教师就应该以当堂所讲或某一单元的物理课程为主，设定一个相对完整且难度相当的教学项目。对于土木工程的学生来说，他们未来的工作内容就是通过团队合作来创设出一个具有实际建构价值的建筑或道路隧道桥梁等宏观工程。而在设定项目方案的过程中，物理学教师要充分联系学生的专业实际，应尽可能以实体环境作为情境，让学生的准备工作和完善工作都具有实际锻炼的特征。而在初期阶段，也就是学生的理论刚刚成型时，物理教师应该尽可能用直观的方式来为学生讲解物理实践应用知识。具体则应充分利用多媒体技术。首先，教师可以提前利用多媒体软件，例如flash软件做出一个有关于物理知识的活动状态动画，动画应尽可能做到细致，并且不出现物理错误。教师在课上展示物理结构和实验过程时，条件允许情况下应将室内的灯光关闭或调暗。充分利用视觉冲击来使学生形成一种深刻的联想记忆印象。利用动画软件来改进教学模式，能够将生涩的文字以更加清晰的画面来转化成型，从而让学生直接以建筑和其他基础模型为主对物理知识产生印象。而不是依靠自身对于物理知识的理解去记忆如何将其应用在土木工程中。这种记忆顺序的调转经过实践后明显能够提升物理专业的教学效果。其次，当教师在讲解力学问题时，就可以选择一些比较出名的依靠力学而完成建设的特色建筑，如猴硐猫桥、澹水情人桥等作为例子。教师可以按照真正桥的照片来制作一幅剖析图，为学生更加直观的剖析桥的结构以及桥成型所借助的物理知识，用实例为学生提供验证物理理论思想的方式。同时，教师可以将原图和剖析图设置为叠加对比的显示状态，先让学生习惯这种阅读方式，而后当学生的理论基础被有效夯实后，教师就可以给出一些其他桥的照片，要求学生按照剖析图的形式，将该桥建筑结构中所包含的物理知识加以标注。而教师若要在保证教学活动实现效率的前提下对学生的实践质量进行验证，就可以同样将考察内容也绘制出一张剖析图，再要求学生按照正确的思路将自身的所答进行对比，继而完成基本自主的理论基础夯实工作。最后，当学生已经基本能够将物理知识应用在专业范围内之后，教师就可以使用更具有难度的活动项目来组织学生参与教学。例如教师可以设定一个给排水设计的项目工作，将学生分为几个能力均等的活动小组，由学生按照不同的教学楼进行整个给排水的对照设计。因土木工程专业的学生不属于专业物理学界范畴之内，因此教师在设定项目思路时，就应该以学生的能力为出发点，要达到让学生对物理理论进行实践夯实的目的，但不能超出学生的能力承受范围。在开展物流实践的过程中，教师除了要保证学生能够真的理解了项目任务所要考核的内容以外，也需监督学生随时对物理实验的活动内容进行记录，也就是通俗所讲的实验记录。这样一来教师即使没能在项目活动的过程中完成对每个学生的状态监管，便也能通过实验记录来了解小组活动的思路。从而更加精确地对学生所掌握的物理知识做出正面的引导和改良。
4全实物教学在土木工程专业大学物理教学模式改进中的应用研究
4.1全实物教学改进思路简述。全实物教学实际上并不是指完全将课堂变为无理论教学的形式，而是要在理论讲解后，对于能够参与实践的教学内容，教师就应该直接开展实验教学，以减少学生从学习理论到参与实践之中的时间差。这样一来，学生的物理应用能力就会被显著提升。教师可以在开展物理教学的过程中，先对教学内容进行一个相对完善的理论判定，列出课上可能会使用到的实验工具，将其提前准备并带入到实体课堂中。而当当堂物理学内容与土木工程的应用特征比较明显时，教师也可以使用建筑模式或桥梁隧道模型等缩小型的状态模型，为学生提供一个更加实体化的应用思路。4.2以全实物教学思路为主，改进大学物理教学模式。在全实物教学的过程中，教师所选用的教学素材一定要高度吻合当堂教学的内容。最好做到所见即所学，直接将物理理论挪动到实体工具或模型中。例如在讲解到磁悬浮列车的轨道设计时，教师就可以制作一个真正具有磁力的缩小版轨道模型，具体可以根据教学用具的难易程度来选择在课前加以制作或直接在课上要求学生进行辅助操作。总之当教师和学生利用线圈和磁铁做出了一个简单的磁悬浮列车轨道模型时，教师就可以将模型作为课堂主讲对象，直接以视觉比对的方式为学生演示磁悬浮列车的工作原理。而后再要求学生按照磁悬浮列车的原理，对桥梁轨道的结构进行自主性研究。在应用全实物教学的过程中，教师一定要意识到教学改进的最终目的在于提升教学效果，而并非突出使用实物进行教学。因此教师在选择教学实物的过程中，要格外注重实验物品与学生专业的吻合程度。同样以磁悬浮列车为例，教师可以运用磁力装置为学生更加清晰的演示电磁场与场源的相互作用方式，以及电磁场能够生成的能量等。从而为土木工程专业的学生提供各种科学有效的物理应用思路。在具体授课的过程中，教师也要注重物理理论与工具教学要具有连通感，也就是通俗所讲的要注重“精讲多练。”大学物理当中有很多的公式，这些公式的背后都有着丰富而深刻的物理内涵，或者揭示了某种物理现象以及物理规律，这就要求教师在授课的过程，应该更注重物理图像、物理意义的阐述，而不应把时间大量花在细节的推导上面。教师讲授完之后，应该留出部分时间来组织学生练习，并对学生的掌握情况做出分析和评价。通过提问、讨论、交流等形式与学生沟通，使教师的讲授与学生的练习相结合，教学相长。土木工程专业的许多学生都表示，自己经常在课上学好了理论知识，却往往没能将其有效应用，这就是实践教学与理论教学没能高度重叠所导致的，因此在土木工程专业大学物理教学模式中，教师应该注重“精讲多练”的教学模式。
5结语
综上，本文以土木工程专业大学物理教学的现有模式为思路，分多媒体教学和全实物教学两个思路展开了改进研究。文中内容仅为笔者的浅薄见解，希望能够为相关的教育教学人员提供一些简单的改良思路。
参考文献：
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[2]安巧霞,朱连勇.大学生创新能力培养的现状与改进措施——以地方性高校土木工程专业为例[J].安徽建筑,2017,24(2):50-51.