我國城市軌道交通車輛技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

王慶芳

◆摘? 要：我國城市軌道交通從六十年代北京地鐵建設(shè)開始，經(jīng)過40年的發(fā)展，取得了豐碩的成果。特別是進(jìn)入到九十年代以來，我國城市人口快速增長，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市交通擁堵加劇，城市環(huán)境持續(xù)惡化。公共交通已成為我國大城市緩解交通擁堵的必然選擇，城市軌道交通建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。本文分析了我國城市軌道車輛技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，指出了城市軌道車輛技術(shù)創(chuàng)新在車輛減重、智能化、安全可靠、節(jié)能環(huán)保、服務(wù)質(zhì)量等方面的發(fā)展趨勢，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供一些參考和幫助。

◆關(guān)鍵詞：城市軌道;交通車輛技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

當(dāng)前我國的城市軌道交通進(jìn)入了快速發(fā)展的新時(shí)代，在運(yùn)營規(guī)模、客運(yùn)量、在建線路長度、規(guī)劃線路長度均創(chuàng)歷史新高。城市軌道交通發(fā)展日益網(wǎng)絡(luò)化、差異化，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多元化，網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營逐步實(shí)現(xiàn)。截至2018年底，中國大陸共有34個(gè)城市開通運(yùn)營城軌，開通城軌線路165條，全長5033公里。城市軌道車輛作為城市軌道交通的載體，發(fā)揮著重要的作用。

1我國城市軌道交通車輛技術(shù)現(xiàn)狀分析

1.1 三網(wǎng)融合模式初現(xiàn)

從未來趨勢看，現(xiàn)在城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，軌道交通發(fā)展非常迅速。高鐵、城際、城市軌道交通三網(wǎng)融合的趨勢越來越明顯。在這個(gè)層面上，有必要考慮城市規(guī)劃。從全國交通網(wǎng)絡(luò)整體來看，城市面貌的快速變化進(jìn)一步擴(kuò)大了城市軌道車輛的功能需求。一方面，早期主要利用現(xiàn)有的運(yùn)輸線路，但現(xiàn)在隨著通勤線路和車站線路的轉(zhuǎn)換而發(fā)展起來，需要在城際航空等其他運(yùn)輸方式中發(fā)揮作用。道路交通等。同時(shí)，隨著城市區(qū)域的不斷擴(kuò)大，城市軌道交通必然會向城市方向發(fā)展，服務(wù)區(qū)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大，逐步形成都市環(huán)島，到2020年，全國城市軌道交通運(yùn)營里程可達(dá)7000公里，而地鐵估計(jì)這個(gè)電流約占三分之二。

1.2 產(chǎn)品譜系逐步完善

當(dāng)前的發(fā)展將對運(yùn)輸車輛的譜系有更完整的要求。基于各種傳統(tǒng)地鐵車型的技術(shù)，要積極發(fā)展城市車輛、輕軌車輛、有軌電車、單軌和空中軌道。協(xié)同建設(shè)城市交通網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，可以根據(jù)客流、里程、運(yùn)營方式等需求，基于時(shí)間、成本、速度進(jìn)行配置設(shè)計(jì)。另外，當(dāng)前地鐵車輛服務(wù)信息可以說出現(xiàn)了從無到有、從有到全、從全到精的過程。當(dāng)前車輛已經(jīng)裝備了最新的電子信息服務(wù)系統(tǒng)，不但能提供非常全面的旅客乘車信息服務(wù)，還能針對不用用戶需求提供定向服務(wù)，如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、無線充電、助聽系統(tǒng)等。

1.3 城市軌道車輛技術(shù)多樣化

縱觀我國軌道交通格局，目前的車輛技術(shù)以地鐵為主，占我國交通線路總里程的82%，其中大部分是基于地鐵建設(shè)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)。 在國產(chǎn)化過程中，我國逐漸掌握了系統(tǒng)集成、車身、空調(diào)、通道、車門。廣播系統(tǒng)和內(nèi)置技術(shù)正在陸續(xù)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，此前在海外壟斷的牽引技術(shù)和制動(dòng)技術(shù)也取得了重大突破。

2我國城市軌道交通車輛技術(shù)發(fā)展趨勢

基于當(dāng)前城市軌道交通發(fā)展需求分析，城市軌道車輛技術(shù)將發(fā)生升級變革。未來軌道交通車輛研發(fā)將遵循人性化設(shè)計(jì)理念，注重節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)應(yīng)用。將會為旅客提供更安全、更可靠、更智能、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，并在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)列車系譜技術(shù)。

2.1 車輛系統(tǒng)輕量化技術(shù)

從輕量化技術(shù)的發(fā)展來看，首先是車身。目前，主體由碳鋼、不銹鋼或鋁合金制成。輕量化越來越好，但輕量化一直是列車設(shè)計(jì)永恒的主題。部分或全部采用碳纖維和復(fù)合材料車身結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)或部分材料，其次減輕轉(zhuǎn)向架的重量。

2.2 智能化城市軌道交通車輛技術(shù)

在信息化、智能化方面，利用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，在現(xiàn)有列控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建多網(wǎng)絡(luò)綜合列車網(wǎng)絡(luò)，整合服務(wù)系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)各數(shù)據(jù)共享和實(shí)時(shí)響應(yīng)系統(tǒng)。工業(yè)多網(wǎng)融合可有效提升列車的控制和服務(wù)水平，利用基于4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南到y(tǒng)，為旅客提供多種最新的通訊服務(wù)，同時(shí)開發(fā)智能維保服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控和在線診斷。例如，當(dāng)前我國車輛運(yùn)行領(lǐng)域車輛動(dòng)力從直流驅(qū)動(dòng)發(fā)展到現(xiàn)在的交流傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)，從動(dòng)力集中發(fā)展到如今的動(dòng)力分散;從手動(dòng)駕駛發(fā)展到如今的無人駕駛。

2.3 軌道交通車輛安全可靠技術(shù)

在安全可靠性方面，首先要開發(fā)列車在線預(yù)警技術(shù)，利用實(shí)時(shí)智能列車狀態(tài)識別、監(jiān)測和高精度定位跟蹤技術(shù)，對列車主要系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、診斷和預(yù)警。另一方面，要提高安全性和可靠性，則關(guān)系到列車的安全保護(hù)。列車防撞結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)的防爬裝置升級為參與性能改造的全新概念車體結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代碰撞技術(shù)應(yīng)用于城軌車輛，開發(fā)新型抗震車身結(jié)構(gòu)。

2.4軌道交通車輛節(jié)能環(huán)保技術(shù)

在節(jié)能環(huán)保方面，一是空調(diào)技術(shù)采用變頻控制技術(shù)，采用熱循環(huán)和新風(fēng)空調(diào)技術(shù)，通過這些技術(shù)節(jié)能降耗，二是牽引輔助動(dòng)力方面供電系統(tǒng)，永磁開發(fā)同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，簡化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，降低傳動(dòng)噪音和重量，提高能源利用率。第三，能量回饋技術(shù)要解決城軌車輛制動(dòng)能量回收利用的問題。通過反饋車載可再生能源存儲設(shè)備剩余能量進(jìn)行吸收和再生，降低能耗。

3總結(jié)

綜上所述，我國城市軌道交通正處于飛躍階段，技術(shù)創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)城市軌道交通快速發(fā)展的必由之路。從車輛減重技術(shù)、信息智能技術(shù)、安全可靠、節(jié)能環(huán)保、服務(wù)質(zhì)量提升等多方面指出了城軌車輛技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)化的設(shè)計(jì)思路，為未來城軌車輛技術(shù)的發(fā)展指明方向。

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