關(guān)于城市軌道交通技術(shù)裝備發(fā)展現(xiàn)狀的分析

屈磊

（天府新區(qū)航空旅游職業(yè)學(xué)院，四川 眉山 620860）

城市軌道交通建設(shè)對(duì)于地面交通壓力緩解、減輕環(huán)境污染、提升出行效率等方面有著十分重要的作用。但是，我國(guó)城市軌道交通雖然規(guī)模大，產(chǎn)業(yè)鏈全，自主技術(shù)及其品牌的核心競(jìng)爭(zhēng)力還比較薄弱?；诖宋覈?guó)應(yīng)加速發(fā)展城市軌道交通建設(shè)，實(shí)現(xiàn)由大國(guó)邁向強(qiáng)國(guó)的偉大夢(mèng)想。

一、城市軌道交通技術(shù)裝備發(fā)展現(xiàn)狀的概述

（一）地鐵整車國(guó)產(chǎn)化情況

經(jīng)過(guò)20 年國(guó)產(chǎn)化政策的實(shí)施和推進(jìn)，車輛的大部分系統(tǒng)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，整車國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)70%。在車體方面，中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司、中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司、中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司3 家公司生產(chǎn)的鋁合金和不銹鋼車體，中車株洲電力機(jī)車有限公司的鋁合金車體和大連機(jī)車車輛有限公司生產(chǎn)的不銹鋼車體，其車體靜強(qiáng)度計(jì)算及試驗(yàn)等均為自主或與國(guó)內(nèi)科研院校合作完成，已實(shí)現(xiàn)自主化。此外，鋁合金車體大、小斷面的板材和擠壓型材已實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化，不銹鋼型材國(guó)產(chǎn)化率達(dá)100%，但與國(guó)外同類產(chǎn)品相比還存在一定差距。例如，北京地鐵的車輛與機(jī)電設(shè)備平均國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到70%以上。從亦莊線開(kāi)始，之后的地鐵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率均在75%以上，燕房線的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率首次突破90%，與2007 年通車的5 號(hào)線相比，國(guó)產(chǎn)化率提升了20%。廣州地鐵2016 年前動(dòng)工建設(shè)的線路確保車輛國(guó)產(chǎn)化率不低于70%，車輛和機(jī)電設(shè)備綜合國(guó)產(chǎn)化率不低于70%，2016 年后動(dòng)工建設(shè)的線路確保機(jī)電系統(tǒng)（含車輛）設(shè)備整體國(guó)產(chǎn)化率不低于75%，其中車輛系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化率不低于75%，車輛牽引系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化率不低于50%，信號(hào)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化率按不低于60%進(jìn)行指標(biāo)管控。

（二）牽引系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

牽引傳動(dòng)系統(tǒng)作為軌道交通車輛裝備實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的“心臟”單元，其性能在某種程度上決定了軌道交通車輛的動(dòng)力品質(zhì)、能耗和控制特性。目前國(guó)內(nèi)城市軌道交通主流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)為基于異步交流電機(jī)的牽引系統(tǒng)。城市軌道交通的車輛牽引控制技術(shù)自主化設(shè)計(jì)包括牽引系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)、蓄電池應(yīng)急牽引設(shè)計(jì)、變流器機(jī)械電氣設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、列車控制與管理系統(tǒng)（TCMS）軟件設(shè)計(jì)、牽引控制、RAMS（可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性）、全自動(dòng)無(wú)人駕駛方案設(shè)計(jì)等；實(shí)現(xiàn)了列車控制管理系統(tǒng)應(yīng)用程序的自主化設(shè)計(jì)；主要大部件（如牽引主變壓器、牽引和輔助變流器、牽引高壓箱、輔助充電機(jī)箱、牽引電機(jī)）實(shí)現(xiàn)了自主化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。

（三）信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

2010 年12 月底，交控科技股份有限公司自主研發(fā)的基于通信的列車控制系統(tǒng)（CBTC）在北京亦莊線投入使用，打破了國(guó)外廠商對(duì)信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)的壟斷。2015 年12 月，中國(guó)鐵路通信信號(hào)股份有限公司完成了北京地鐵8 號(hào)線全線CBTC 點(diǎn)式系統(tǒng)向CBTC 系統(tǒng)的全功能升級(jí)。北京市華鐵信息技術(shù)開(kāi)發(fā)總公司自主研發(fā)的CBTC 系統(tǒng)應(yīng)用于廣州地鐵7號(hào)線，該線于2016年12月開(kāi)通，是我國(guó)首條完全國(guó)產(chǎn)化信號(hào)系統(tǒng)線路；2017 年7 月，浙江眾合科技股份有限公司自主研發(fā)的BiTRACON 型CBTC 信號(hào)系統(tǒng)在杭州地鐵4 號(hào)線正式試運(yùn)營(yíng)。

二、城市軌道交通技術(shù)裝備未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）自主化

城市軌道交通裝備制造業(yè)作為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展的典型代表，是我國(guó)高端裝備制造領(lǐng)域自主創(chuàng)新程度高、國(guó)際創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)效應(yīng)最明顯的行業(yè)之一。目前，我國(guó)制造優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)已初步形成，但高端核心領(lǐng)域仍有不足，要求城市軌道交通行業(yè)在車輛、牽引、制動(dòng)、信號(hào)、供電等涉及安全的核心系統(tǒng)方面實(shí)現(xiàn)自主化、產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)刻不容緩。

（二）智能化

中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)于2020 年3 月發(fā)布了《中國(guó)城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，提出應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、衛(wèi)星通信、區(qū)塊鏈等新興信息技術(shù)，全面感知、深度互聯(lián)和智能融合乘客、設(shè)施、設(shè)備、環(huán)境等實(shí)體信息，通過(guò)自主化，創(chuàng)新服務(wù)、運(yùn)營(yíng)、建設(shè)管理模式，構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的新一代中國(guó)智慧型城市軌道交通。智能技術(shù)裝備是智慧城軌的重要組成部分，應(yīng)主動(dòng)引入新科技、新技術(shù)，以智能化、數(shù)字化為方向，研發(fā)并應(yīng)用擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)、產(chǎn)品、模式，掌握關(guān)鍵核心和知識(shí)軟件，形成具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的民族品牌和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立自主可控、安全高效、主導(dǎo)發(fā)展的城市軌道交通技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通裝備的智能化。

（三）標(biāo)準(zhǔn)化

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市軌道裝備制造商中有7 家整車制造廠、12 家牽引系統(tǒng)供應(yīng)商、14 家信號(hào)系統(tǒng)供應(yīng)商。既有的城市軌道車輛存在產(chǎn)品平臺(tái)多樣化、研發(fā)和試驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)多樣化、車輛零部件互換性和模塊化程度不高、檢修水平和智能化水平較低等問(wèn)題，造成研發(fā)投入重復(fù)，創(chuàng)新合力難以形成，增加了用戶的維護(hù)成本和全壽命周期成本，制約了城市軌道交通的健康快速發(fā)展。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)軌道交通事業(yè)的發(fā)展，我們會(huì)逐步追趕上世界軌道交通強(qiáng)國(guó)的步伐，并且做到完全獨(dú)立自主的研發(fā)、制造、生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)，為我國(guó)由大國(guó)向強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變做好鋪墊。