淺析我國城市軌道交通車輛發(fā)展戰(zhàn)略

1、我國都市軌道交通車輛進(jìn)展戰(zhàn)略伴隨著我國都市機動車數(shù)量的的不斷增加，都市經(jīng)濟的快速進(jìn)展和現(xiàn)代化水平的提高，都市規(guī)模的擴張遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于本身的進(jìn)展。進(jìn)展軌道交通已成為我國各都市公共交通 體系的最佳選擇，這也使得公共交通得到了專門大進(jìn)展。都市軌道交通是公共交通的重要組成部分，而車輛是軌道交通中運送乘客的重要工具，車輛的數(shù)量、品種、質(zhì)量和技術(shù)水平直 接阻礙都市軌道交通進(jìn)展規(guī)模和速度。 制定都市軌道交通車輛長期進(jìn)展戰(zhàn)略，將對指導(dǎo)車輛進(jìn)展的方針和政策的制定至關(guān)要緊，有利于車輛的制造業(yè)和 車輛國產(chǎn)化，有利于車輛的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，有利于車輛技術(shù)水平的提高，并將極大促進(jìn)都市軌道交通的進(jìn)展。 我國都市軌道交通進(jìn)展的規(guī)劃

2、 進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國首次把“進(jìn)展都市軌道交通”列入國民經(jīng)濟第十個五年打算進(jìn)展綱要，并作為拉動國民經(jīng)濟、 特不是大都市經(jīng)濟持續(xù)進(jìn)展的重大戰(zhàn)略。 目前，北京、上海、廣州、天津、大連等都市軌道交通的運營里程達(dá) 258km，擁有車輛 1800 多輛(表 1)?，F(xiàn)有北 京、上海、廣州、天津、深圳、南京、重慶、大連、武漢、長春等都市正在建設(shè)有 16 條線共 330 多公里，需車輛約 2000 輛左右。沈陽、哈爾濱、濟南、青島、西安、鄭州、成都、杭州、福州、長沙、廈門、昆明、佛山等大中都市在積極 籌劃建設(shè)不同類型的軌道交通。 據(jù)預(yù)測， 以后 10 年新建各種類型的軌道交通將達(dá)到 1000 公里左右， 需

3、車輛 50006000 輛，我國都市軌道交通車輛將進(jìn)入快速進(jìn)展的歷史時期。 然而在我國大力進(jìn)展軌道交通的同時，技術(shù)問題成了我國大力進(jìn)展軌道交通的障礙。專門多車輛制造的關(guān)鍵技術(shù)需要依靠外國的進(jìn)口，有的車型甚至需要整車進(jìn)口。軌道交通車輛設(shè)備國產(chǎn)化成了現(xiàn)在的進(jìn)展軌道交通的重要組成部分。 另一方面國外都市軌道交通車輛進(jìn)展至今已投入運營的要緊有三種類型：地鐵車輛、輕軌車輛和高架獨軌車輛。 地鐵車輛：自 1863 年 1 月 10 日英國倫敦第一條地鐵開通以來，截止 2001 年，通過近 140 年的進(jìn)展，全世界己有 44 個國家 115 個都市建成地鐵，總計運營里程 6300 多公里，擁有運營車輛 58

4、800 多輛，均以直流傳動車為主。要緊集中在英國、 法國、德國、瑞典、西班牙、俄羅斯、美國和日本等國的大都市，其運營里程占 42，擁有車輛占 520，。 輕軌車輛 ：自 1888 年美國弗吉尼亞市第一條有軌電車投入商業(yè)運行以來，雖有較大進(jìn)展，但由于有軌電車速度慢、噪音大、運量 小、安全性差、正點率低等緣故，20 世紀(jì) 50 年代各國都市都紛紛拆除有軌電車線路，進(jìn)展地鐵交通。到 8090 年代， 又由于地鐵造價高、能耗大、環(huán)保噪音問題等緣故，在建設(shè)地鐵同時又進(jìn)展了新型輕軌交通。據(jù)統(tǒng)計，已有 50 個國家 建設(shè)了 360 條輕軌鐵路。這些車輛大部分差不多上 1OO或 70的低地板車輛，截止 200

5、3 年，由西門子公司、龐巴 迪爾公司和阿爾斯通公司共生產(chǎn)了 1300 列合計 4000 多關(guān)節(jié)式車輛。高架獨軌車輛 ：高架獨軌交通具有線路占地少，構(gòu)造簡單，投資是地鐵三分之一，能爬大坡(6)和過小半徑曲 線(50m)，噪聲低(膠輪)，乘客舒適視野寬廣，受到各國中小都市交通的歡迎。 自 1980 年法國建立了世界上第一條蒸汽牽引的跨座式獨軌交通以來，特不是 50 年代以后，在日本、美國、瑞典、 法國、德國、意大利都先后建立了獨軌鐵路，一般線長 10km 左右。日本自 1955 年將獨軌鐵路列為都市軌道交通的重 要工具以來，已進(jìn)展了 20 多條高架獨軌鐵路，生產(chǎn)了獨軌車輛。高架獨軌車輛的要緊特點是

6、用橡膠輪胎支持和導(dǎo)向、 電力驅(qū)動、空氣彈簧支持車體等。提高車輛最高運行速度： 巴黎地鐵車輛初期最高運行速度為 80kmh，旅行速度為 237kmh，近年來已將通過地面地鐵車輛的最高速度 提高到 100kmh，旅行速度達(dá)到 50kmh 莫斯科地鐵車輛最高運行速度由 90kmh 提高到 100kmh，平均旅行速度達(dá) 到 41kmh。紐約地鐵車輛最高運行速度由 70kmh 逐步提高到通過地面時的 130 kmh。1974 年 R 一 44 型地鐵車輛 的最高速度達(dá)到 133kmh。日本地鐵車輛在地下最高速度為 7080kmh，到地面行駛的最高速度已達(dá)到 120kmh， 如東京地鐵車輛 3000 系、

7、5O00 系車輛最高速度差不多上 120kmh。 進(jìn)展交流傳動車輛 早期地鐵車輛是蒸汽牽引，1890 年改為電力牽引后一直采納直流電動機牽引，由凸輪變阻調(diào)速操縱，后來進(jìn)展到 斬波器調(diào)速操縱。 世紀(jì) 90 年代由于電力電子技術(shù)和微機操縱技術(shù)的迅猛進(jìn)展， 20 大功率自關(guān)斷元器件(GTO、 IGBT、 IPM) 走向產(chǎn)品化和有用化，變頻變壓調(diào)速操縱(VVVF)技術(shù)迅速進(jìn)展，交流傳動車輛廣泛應(yīng)用用于城軌交通。日本東京、大 阪、名古屋等都市地鐵從 1991 年開始新造地鐵車全部采納 lGBT 或 IPM 的 VVVF 交流傳動裝置。巴黎地鐵和德國法蘭克 福地鐵新造車也開始采納交流傳動車輛。英國、俄國斯

8、、美國、韓國、墨西哥、西班牙等國家城軌交通都在訂購交流 傳動車輛。 進(jìn)展不銹鋼車和鋁合金車： 美國最早由巴德公司生產(chǎn)了不銹鋼車，紐約地鐵大部分是不銹鋼車。60 年代初日本從美國引進(jìn)不銹鋼車體技術(shù)， 從 1 962 年開始生產(chǎn)日本最早的南海電鐵 6000 系，京王電鐵 3000 系和東急電鐵 7000 系地鐵車輛，截止 1998 年日本 不銹鋼車輛約占 60左右。加拿大，韓國等國家地鐵也都使用了不銹鋼車。 鋁合金車于 20 世紀(jì)初開始，法國于 1896 年將鋁合金用于鐵路客車車窗上，1905 年英國鐵路電動車的外墻板采納 了鋁合金，美國在 19231932 年間有 700 輛電動車和客車的側(cè)墻和

9、車頂采納鋁合金材料。60 年代以來，德國科隆、波 恩市郊電動車和慕尼黑地鐵車體也采納了鋁合金。日本從 80 年代先后在 6000 系、7000 系、8000 系等地鐵車輛上采納 了鋁合金；意大利米蘭地鐵和奧地利維也納地鐵以及新加坡地鐵都應(yīng)用了鋁合金車輛。 進(jìn)展空調(diào)車輛 紐約地鐵自 1976 年第一列裝有空調(diào)的 R 一 38 型地鐵車投入使用以來， 1992 年 95的地鐵列車都安裝了空調(diào)。 到 東 京地鐵車輛到 1997 年空調(diào)車占全部車輛總數(shù)的 50左右。韓國、新加坡、中國香港和臺北地鐵車都裝有空調(diào)。 車輛的模塊化設(shè)計和生產(chǎn) 世界生產(chǎn)地鐵車輛和輕軌車輛的要緊制造商是西門子公司、阿爾斯通公司、

10、龐巴迪公司以及日本的東急等公司。 它們從 90 年代開始進(jìn)行車輛模塊化設(shè)計和生產(chǎn)。龐巴迪公司為香港地鐵生產(chǎn)了模塊化車輛，阿爾斯通公司和西門子公 司生產(chǎn)了模塊化的低地板輕軌車輛。 廣泛采納微機操縱與診斷和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)： 自 90 年代以來，各國城軌車輛新造車，在牽引和制動操縱中采納了微機操縱和診斷技術(shù)，由單微機操縱進(jìn)展多微 機操縱。同時，積極進(jìn)展和采納通信網(wǎng)絡(luò)操縱技術(shù)，實現(xiàn)了列車設(shè)備運行操縱和故障診斷，旅客信息的傳遞和服務(wù)。 進(jìn)展模擬式電氣操縱制動系統(tǒng) 世界各國地鐵和輕軌車輛都選用了模擬式電氣操縱制動系統(tǒng)。要緊制造商是克諾爾公司，韋斯汀豪斯公司和日本 NABCO 公司。該系統(tǒng)能滿足城軌車輛制動頻

11、繁、制動距離短和停車精度高的要求。 進(jìn)展低地板輕軌車輛新技術(shù) 新型低地板輕軌車輛關(guān)鍵技術(shù)是獨立車輪的轉(zhuǎn)向架、交流傳動裝置的一體化與輕量化以及聯(lián)合制動系統(tǒng)。目前西 門子公司、龐巴迪公司和阿爾斯通公司掌握了這些關(guān)鍵技術(shù)，并走向有用化，投入了批量生產(chǎn)，已在歐洲、俄羅斯、 美國、澳大利亞和日本等許多都市廣泛運用。 我國城軌車輛進(jìn)展的差距 ：目前我國都市軌道交通車輛進(jìn)展的現(xiàn)狀，與我國各都市軌道交通進(jìn)展規(guī)劃的要求以及與世界都市軌道交通車輛的 進(jìn)展水平尚有一定差距，要緊表現(xiàn)在以下幾個方面。 城軌車輛品種還不能滿足都市軌道交通快速進(jìn)展的需要 目前我國百萬人口以上大都市有 36 座，501 00 萬人口間都市有

12、 43 座。現(xiàn)在專門多大中都市為了改善都市交通擁 堵狀況，引導(dǎo)都市經(jīng)濟進(jìn)展，減少環(huán)境污染，愛護(hù)都市環(huán)境，都在積極進(jìn)展都市軌道交通。由于各都市的需求和進(jìn)展 的差異，都市軌道交通的類型呈現(xiàn)多元化，城軌車輛的品種要求多樣化。從北京、上海、廣州、天津和大連等已建成的地鐵和快軌交通來看，差不多上采納 A 型或 B 型地鐵車輛。然而，廣州 4 號線和 5 號線預(yù)備采納直線電機車輛，正在可行性論證中。重慶采納高架獨軌交通，高架跨座獨軌車輛正在制造中。天津濱?？焖佘壍澜煌ú杉{城郊快速城軌車輛， 立即投入試運行。大連、長春等都市正在探討進(jìn)展低地板輕軌車輛的可行性。因此，我國城軌車輛的品種必須滿足都市軌道交通進(jìn)展

13、多元化的需求。1交流傳動車輛還不能滿足都市軌道交通進(jìn)展的需求 ：交流傳動車輛還不能滿足都市軌道交通進(jìn)展的需求 在 2003 年 8 月份經(jīng)專家審定通過的地鐵車輛通用技術(shù)條件(GBT7928)中規(guī)定，今后我國新造地鐵車輛全部采納交流傳動車輛。目前我國已訂購和投入運營的交流傳動城軌車輛有 808 輛，約占車輛總數(shù)的 4 7。因此，必須大力進(jìn)展交流傳動城軌車輛，滿足都市交通進(jìn)展的需要。 2鋁合金和不銹鋼城軌車輛不能滿足都市軌道交通進(jìn)展的需要： 目前北京地鐵、天津地鐵和大連快軌的運營公司擁有車輛的車體材料全部采納一般鋼和耐候鋼。上海地鐵車輛和廣州地鐵車輛差不多上采納鋁合金車體。正在建設(shè)的天津濱海快速軌

14、道車輛采納了輕量化不銹鋼車體。現(xiàn)在，我國擁有鋁 合金車輛有 768 輛，約占 45;假如將天津濱?？焖佘壍儡囕v計算在內(nèi)，不銹鋼車輛有 116 輛，約占 6。因此，必須 加大進(jìn)展不銹鋼和鋁合金車輛力度，滿足都市軌道交通進(jìn)展的需要。 3空調(diào)車輛還不能滿足都市軌道交通進(jìn)展的需求： 目前，北京和天津地鐵大部分車輛都沒有安裝空調(diào)裝置，上海地鐵、廣州地鐵和大連快速軌道車輛裝有空調(diào)，國內(nèi)城軌空調(diào)車輛有 904 輛，約占 53。因此，為提高乘客的舒適度，新造車輛都應(yīng)安裝空調(diào)裝置，同時要加快非空調(diào) 車輛的改造。 車輛的交流傳動裝置、制動裝置、微機操縱及診斷系統(tǒng)還沒有完全實現(xiàn)國產(chǎn)化 交流傳動裝置、制動裝置、微機操

15、縱及診斷系統(tǒng)是城軌車輛的核心技術(shù)和關(guān)鍵部件。4目前，我國城軌車輛的交流 傳動裝置，包括輔助電源供電設(shè)備以及微機操縱與診斷系統(tǒng)，全部由國外西門子公司、阿爾斯通公司、龐巴迪公司和 東芝公司等提供產(chǎn)品與軟件。由株洲電力機車研究所自主開發(fā)的城軌車輛交流傳動裝置至今還沒有裝車投入運行，還沒有自己品牌的交流傳動系統(tǒng)。制動裝置差不多上由克諾爾公司和日本 NABCO 公司提供產(chǎn)品，由四方車輛研究所和鐵科 院機輛所負(fù)責(zé)開發(fā)的城軌車輛制動裝置仍處于樣品時期，還沒有裝車投入運用考核。因此，加速上述關(guān)鍵部件的國產(chǎn) 化是當(dāng)務(wù)之急。 5城軌車輛制造質(zhì)量和技術(shù)水平有待提高 目前我國差不多生產(chǎn)城軌車輛的工廠要緊是長春客車廠，

16、近幾年浦鎮(zhèn)車輛廠、株洲電力機車廠、四方機車車輛廠和 大連機車車輛廠也拿到生產(chǎn)城軌車輛的訂單，開始生產(chǎn)城軌車輛。長客廠和浦鎮(zhèn)廠通過合資或合作方式生產(chǎn)了鋁合金 車，但最初兩列車全部在國外造好運到國內(nèi)，驗收合格后投入運用，后續(xù)車輛在國內(nèi)組裝，而鋁合金型材、交流傳動 裝置和制動系統(tǒng)也差不多上在國外采購后運到國內(nèi)組裝。長客廠為天津濱?？焖佘壍澜煌ㄉa(chǎn)的不銹鋼車、不銹鋼型材全部從日本進(jìn)口，太原鋼廠生產(chǎn)的不銹鋼型材還不能滿足城軌車輛的要求。大連機車廠生產(chǎn)的快速軌道車輛的交流傳動 系統(tǒng)和制動裝置由日本東芝公司提供產(chǎn)品。因此，這些工廠正在逐步掌握交流車、鋁合金車和不銹鋼車的制造工藝和 質(zhì)量。這些工廠還沒有掌握車

17、輛模塊化生產(chǎn)技術(shù)，也沒有掌握低地板輕軌車輛、高架獨軌車輛和線性電機車輛的關(guān)鍵 技術(shù)。為此，這些工廠應(yīng)不斷提高城軌車輛的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量。 我國都市軌道交通車輛進(jìn)展戰(zhàn)略 ：當(dāng)為適應(yīng)以后 20 年我國都市軌道交通大進(jìn)展的要求，都市軌道車輛進(jìn)展戰(zhàn)略應(yīng)是： 大都市應(yīng)大力進(jìn)展 A 型或 B 型地鐵車輛，中等都市應(yīng)兼顧進(jìn)展 B 型地鐵車輛和中運量的輕軌車輛，小都市應(yīng)積極 進(jìn)展小運量的低地板輕軌車輛 都市有專門需求時，可適當(dāng)進(jìn)展高架獨軌車輛或直線電機車輛。因為 A 型或 B 型地鐵車輛單向高峰小時客運量可 達(dá) 3.O 萬人次以上，能夠滿足大都市大運量運送旅客的要求；中運量的輕軌車輛單向高峰小時客運量為 0

18、.63.0 萬人 次，能夠滿足中等都市運能的要求：小運量的低地板輕軌車輛單向高峰小時客運量 0.60.8 萬人次，能夠滿足小都市 運能的要求。當(dāng)都市要求線路占地少，車輛能在大坡度(6以上)和小半徑曲線(50m)上運行，噪聲低，視端寬敞和乘 座舒適時，可適當(dāng)進(jìn)展高架獨軌車輛或直線電機車輛。 1進(jìn)展交流傳動車輛，逐步取低直流傳動車輛 ：進(jìn)展交流傳動車輛是當(dāng)今世界都市軌道車輛進(jìn)展方向。據(jù)日本京城電鐵統(tǒng)計，采納交流傳動后與變阻操縱車相比， 交流傳動車每萬公里的用電量減少 50左右，再生制動率達(dá)到 30以上：每輛車閘瓦用量減少一半，車輪磨耗少，使 用壽命提高 50； 電機維修量大大減少， 三年內(nèi)不用檢修。 北京地鐵復(fù)八線交流傳動車每百車公里的耗電量為 175kWh， 比直流車耗電量減少 25.5：電機已運用 2 年不用維修。因此，必須大力進(jìn)展交流傳動車輛。2大力進(jìn)展不銹鋼車輛：大力進(jìn)展不銹鋼車輛，適當(dāng)進(jìn)展鋁合金車輛 目前