浅析我国城市轨道交通车辆发展战略

1、我国都市轨道交通车辆进展战略伴随着我国都市机动车数量的的不断增加，都市经济的快速进展和现代化水平的提高，都市规模的扩张远远慢于本身的进展。进展轨道交通已成为我国各都市公共交通 体系的最佳选择，这也使得公共交通得到了专门大进展。都市轨道交通是公共交通的重要组成部分，而车辆是轨道交通中运送乘客的重要工具，车辆的数量、品种、质量和技术水平直 接阻碍都市轨道交通进展规模和速度。 制定都市轨道交通车辆长期进展战略，将对指导车辆进展的方针和政策的制定至关要紧，有利于车辆的制造业和 车辆国产化，有利于车辆的系列化和标准化，有利于车辆技术水平的提高，并将极大促进都市轨道交通的进展。 我国都市轨道交通进展的规划

2、 进入 21 世纪，我国首次把“进展都市轨道交通”列入国民经济第十个五年打算进展纲要，并作为拉动国民经济、 特不是大都市经济持续进展的重大战略。 目前，北京、上海、广州、天津、大连等都市轨道交通的运营里程达 258km，拥有车辆 1800 多辆(表 1)。现有北 京、上海、广州、天津、深圳、南京、重庆、大连、武汉、长春等都市正在建设有 16 条线共 330 多公里，需车辆约 2000 辆左右。沈阳、哈尔滨、济南、青岛、西安、郑州、成都、杭州、福州、长沙、厦门、昆明、佛山等大中都市在积极 筹划建设不同类型的轨道交通。 据预测， 以后 10 年新建各种类型的轨道交通将达到 1000 公里左右， 需

3、车辆 50006000 辆，我国都市轨道交通车辆将进入快速进展的历史时期。 然而在我国大力进展轨道交通的同时，技术问题成了我国大力进展轨道交通的障碍。专门多车辆制造的关键技术需要依靠外国的进口，有的车型甚至需要整车进口。轨道交通车辆设备国产化成了现在的进展轨道交通的重要组成部分。 另一方面国外都市轨道交通车辆进展至今已投入运营的要紧有三种类型：地铁车辆、轻轨车辆和高架独轨车辆。 地铁车辆：自 1863 年 1 月 10 日英国伦敦第一条地铁开通以来，截止 2001 年，通过近 140 年的进展，全世界己有 44 个国家 115 个都市建成地铁，总计运营里程 6300 多公里，拥有运营车辆 58

4、800 多辆，均以直流传动车为主。要紧集中在英国、 法国、德国、瑞典、西班牙、俄罗斯、美国和日本等国的大都市，其运营里程占 42，拥有车辆占 520，。 轻轨车辆 ：自 1888 年美国弗吉尼亚市第一条有轨电车投入商业运行以来，虽有较大进展，但由于有轨电车速度慢、噪音大、运量 小、安全性差、正点率低等缘故，20 世纪 50 年代各国都市都纷纷拆除有轨电车线路，进展地铁交通。到 8090 年代， 又由于地铁造价高、能耗大、环保噪音问题等缘故，在建设地铁同时又进展了新型轻轨交通。据统计，已有 50 个国家 建设了 360 条轻轨铁路。这些车辆大部分差不多上 1OO或 70的低地板车辆，截止 200

5、3 年，由西门子公司、庞巴 迪尔公司和阿尔斯通公司共生产了 1300 列合计 4000 多关节式车辆。高架独轨车辆 ：高架独轨交通具有线路占地少，构造简单，投资是地铁三分之一，能爬大坡(6)和过小半径曲 线(50m)，噪声低(胶轮)，乘客舒适视野宽广，受到各国中小都市交通的欢迎。 自 1980 年法国建立了世界上第一条蒸汽牵引的跨座式独轨交通以来，特不是 50 年代以后，在日本、美国、瑞典、 法国、德国、意大利都先后建立了独轨铁路，一般线长 10km 左右。日本自 1955 年将独轨铁路列为都市轨道交通的重 要工具以来，已进展了 20 多条高架独轨铁路，生产了独轨车辆。高架独轨车辆的要紧特点是

6、用橡胶轮胎支持和导向、 电力驱动、空气弹簧支持车体等。提高车辆最高运行速度： 巴黎地铁车辆初期最高运行速度为 80kmh，旅行速度为 237kmh，近年来已将通过地面地铁车辆的最高速度 提高到 100kmh，旅行速度达到 50kmh 莫斯科地铁车辆最高运行速度由 90kmh 提高到 100kmh，平均旅行速度达 到 41kmh。纽约地铁车辆最高运行速度由 70kmh 逐步提高到通过地面时的 130 kmh。1974 年 R 一 44 型地铁车辆 的最高速度达到 133kmh。日本地铁车辆在地下最高速度为 7080kmh，到地面行驶的最高速度已达到 120kmh， 如东京地铁车辆 3000 系、

7、5O00 系车辆最高速度差不多上 120kmh。 进展交流传动车辆 早期地铁车辆是蒸汽牵引，1890 年改为电力牵引后一直采纳直流电动机牵引，由凸轮变阻调速操纵，后来进展到 斩波器调速操纵。 世纪 90 年代由于电力电子技术和微机操纵技术的迅猛进展， 20 大功率自关断元器件(GTO、 IGBT、 IPM) 走向产品化和有用化，变频变压调速操纵(VVVF)技术迅速进展，交流传动车辆广泛应用用于城轨交通。日本东京、大 阪、名古屋等都市地铁从 1991 年开始新造地铁车全部采纳 lGBT 或 IPM 的 VVVF 交流传动装置。巴黎地铁和德国法兰克 福地铁新造车也开始采纳交流传动车辆。英国、俄国斯

8、、美国、韩国、墨西哥、西班牙等国家城轨交通都在订购交流 传动车辆。 进展不锈钢车和铝合金车： 美国最早由巴德公司生产了不锈钢车，纽约地铁大部分是不锈钢车。60 年代初日本从美国引进不锈钢车体技术， 从 1 962 年开始生产日本最早的南海电铁 6000 系，京王电铁 3000 系和东急电铁 7000 系地铁车辆，截止 1998 年日本 不锈钢车辆约占 60左右。加拿大，韩国等国家地铁也都使用了不锈钢车。 铝合金车于 20 世纪初开始，法国于 1896 年将铝合金用于铁路客车车窗上，1905 年英国铁路电动车的外墙板采纳 了铝合金，美国在 19231932 年间有 700 辆电动车和客车的侧墙和

9、车顶采纳铝合金材料。60 年代以来，德国科隆、波 恩市郊电动车和慕尼黑地铁车体也采纳了铝合金。日本从 80 年代先后在 6000 系、7000 系、8000 系等地铁车辆上采纳 了铝合金；意大利米兰地铁和奥地利维也纳地铁以及新加坡地铁都应用了铝合金车辆。 进展空调车辆 纽约地铁自 1976 年第一列装有空调的 R 一 38 型地铁车投入使用以来， 1992 年 95的地铁列车都安装了空调。 到 东 京地铁车辆到 1997 年空调车占全部车辆总数的 50左右。韩国、新加坡、中国香港和台北地铁车都装有空调。 车辆的模块化设计和生产 世界生产地铁车辆和轻轨车辆的要紧制造商是西门子公司、阿尔斯通公司、

10、庞巴迪公司以及日本的东急等公司。 它们从 90 年代开始进行车辆模块化设计和生产。庞巴迪公司为香港地铁生产了模块化车辆，阿尔斯通公司和西门子公 司生产了模块化的低地板轻轨车辆。 广泛采纳微机操纵与诊断和通信网络技术： 自 90 年代以来，各国城轨车辆新造车，在牵引和制动操纵中采纳了微机操纵和诊断技术，由单微机操纵进展多微 机操纵。同时，积极进展和采纳通信网络操纵技术，实现了列车设备运行操纵和故障诊断，旅客信息的传递和服务。 进展模拟式电气操纵制动系统 世界各国地铁和轻轨车辆都选用了模拟式电气操纵制动系统。要紧制造商是克诺尔公司，韦斯汀豪斯公司和日本 NABCO 公司。该系统能满足城轨车辆制动频

11、繁、制动距离短和停车精度高的要求。 进展低地板轻轨车辆新技术 新型低地板轻轨车辆关键技术是独立车轮的转向架、交流传动装置的一体化与轻量化以及联合制动系统。目前西 门子公司、庞巴迪公司和阿尔斯通公司掌握了这些关键技术，并走向有用化，投入了批量生产，已在欧洲、俄罗斯、 美国、澳大利亚和日本等许多都市广泛运用。 我国城轨车辆进展的差距 ：目前我国都市轨道交通车辆进展的现状，与我国各都市轨道交通进展规划的要求以及与世界都市轨道交通车辆的 进展水平尚有一定差距，要紧表现在以下几个方面。 城轨车辆品种还不能满足都市轨道交通快速进展的需要 目前我国百万人口以上大都市有 36 座，501 00 万人口间都市有

12、 43 座。现在专门多大中都市为了改善都市交通拥 堵状况，引导都市经济进展，减少环境污染，爱护都市环境，都在积极进展都市轨道交通。由于各都市的需求和进展 的差异，都市轨道交通的类型呈现多元化，城轨车辆的品种要求多样化。从北京、上海、广州、天津和大连等已建成的地铁和快轨交通来看，差不多上采纳 A 型或 B 型地铁车辆。然而，广州 4 号线和 5 号线预备采纳直线电机车辆，正在可行性论证中。重庆采纳高架独轨交通，高架跨座独轨车辆正在制造中。天津滨海快速轨道交通采纳城郊快速城轨车辆， 立即投入试运行。大连、长春等都市正在探讨进展低地板轻轨车辆的可行性。因此，我国城轨车辆的品种必须满足都市轨道交通进展

13、多元化的需求。1交流传动车辆还不能满足都市轨道交通进展的需求 ：交流传动车辆还不能满足都市轨道交通进展的需求 在 2003 年 8 月份经专家审定通过的地铁车辆通用技术条件(GBT7928)中规定，今后我国新造地铁车辆全部采纳交流传动车辆。目前我国已订购和投入运营的交流传动城轨车辆有 808 辆，约占车辆总数的 4 7。因此，必须大力进展交流传动城轨车辆，满足都市交通进展的需要。 2铝合金和不锈钢城轨车辆不能满足都市轨道交通进展的需要： 目前北京地铁、天津地铁和大连快轨的运营公司拥有车辆的车体材料全部采纳一般钢和耐候钢。上海地铁车辆和广州地铁车辆差不多上采纳铝合金车体。正在建设的天津滨海快速轨

14、道车辆采纳了轻量化不锈钢车体。现在，我国拥有铝 合金车辆有 768 辆，约占 45;假如将天津滨海快速轨道车辆计算在内，不锈钢车辆有 116 辆，约占 6。因此，必须 加大进展不锈钢和铝合金车辆力度，满足都市轨道交通进展的需要。 3空调车辆还不能满足都市轨道交通进展的需求： 目前，北京和天津地铁大部分车辆都没有安装空调装置，上海地铁、广州地铁和大连快速轨道车辆装有空调，国内城轨空调车辆有 904 辆，约占 53。因此，为提高乘客的舒适度，新造车辆都应安装空调装置，同时要加快非空调 车辆的改造。 车辆的交流传动装置、制动装置、微机操纵及诊断系统还没有完全实现国产化 交流传动装置、制动装置、微机操

15、纵及诊断系统是城轨车辆的核心技术和关键部件。4目前，我国城轨车辆的交流 传动装置，包括辅助电源供电设备以及微机操纵与诊断系统，全部由国外西门子公司、阿尔斯通公司、庞巴迪公司和 东芝公司等提供产品与软件。由株洲电力机车研究所自主开发的城轨车辆交流传动装置至今还没有装车投入运行，还没有自己品牌的交流传动系统。制动装置差不多上由克诺尔公司和日本 NABCO 公司提供产品，由四方车辆研究所和铁科 院机辆所负责开发的城轨车辆制动装置仍处于样品时期，还没有装车投入运用考核。因此，加速上述关键部件的国产 化是当务之急。 5城轨车辆制造质量和技术水平有待提高 目前我国差不多生产城轨车辆的工厂要紧是长春客车厂，

16、近几年浦镇车辆厂、株洲电力机车厂、四方机车车辆厂和 大连机车车辆厂也拿到生产城轨车辆的订单，开始生产城轨车辆。长客厂和浦镇厂通过合资或合作方式生产了铝合金 车，但最初两列车全部在国外造好运到国内，验收合格后投入运用，后续车辆在国内组装，而铝合金型材、交流传动 装置和制动系统也差不多上在国外采购后运到国内组装。长客厂为天津滨海快速轨道交通生产的不锈钢车、不锈钢型材全部从日本进口，太原钢厂生产的不锈钢型材还不能满足城轨车辆的要求。大连机车厂生产的快速轨道车辆的交流传动 系统和制动装置由日本东芝公司提供产品。因此，这些工厂正在逐步掌握交流车、铝合金车和不锈钢车的制造工艺和 质量。这些工厂还没有掌握车

17、辆模块化生产技术，也没有掌握低地板轻轨车辆、高架独轨车辆和线性电机车辆的关键 技术。为此，这些工厂应不断提高城轨车辆的技术水平和产品质量。 我国都市轨道交通车辆进展战略 ：当为适应以后 20 年我国都市轨道交通大进展的要求，都市轨道车辆进展战略应是： 大都市应大力进展 A 型或 B 型地铁车辆，中等都市应兼顾进展 B 型地铁车辆和中运量的轻轨车辆，小都市应积极 进展小运量的低地板轻轨车辆 都市有专门需求时，可适当进展高架独轨车辆或直线电机车辆。因为 A 型或 B 型地铁车辆单向高峰小时客运量可 达 3.O 万人次以上，能够满足大都市大运量运送旅客的要求；中运量的轻轨车辆单向高峰小时客运量为 0

18、.63.0 万人 次，能够满足中等都市运能的要求：小运量的低地板轻轨车辆单向高峰小时客运量 0.60.8 万人次，能够满足小都市 运能的要求。当都市要求线路占地少，车辆能在大坡度(6以上)和小半径曲线(50m)上运行，噪声低，视端宽敞和乘 座舒适时，可适当进展高架独轨车辆或直线电机车辆。 1进展交流传动车辆，逐步取低直流传动车辆 ：进展交流传动车辆是当今世界都市轨道车辆进展方向。据日本京城电铁统计，采纳交流传动后与变阻操纵车相比， 交流传动车每万公里的用电量减少 50左右，再生制动率达到 30以上：每辆车闸瓦用量减少一半，车轮磨耗少，使 用寿命提高 50； 电机维修量大大减少， 三年内不用检修。 北京地铁复八线交流传动车每百车公里的耗电量为 175kWh， 比直流车耗电量减少 25.5：电机已运用 2 年不用维修。因此，必须大力进展交流传动车辆。2大力进展不锈钢车辆：大力进展不锈钢车辆，适当进展铝合金车辆 目前