城市軌道交通技術(shù)裝備發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析

楊斌山

(新疆工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引 言

近幾年，我國(guó)的城市軌道交通體系逐漸趨于完善，有關(guān)的資料顯示，2019年底，我國(guó)大陸地區(qū)的城市軌道交通路線已經(jīng)超過(guò)200條，總線路長(zhǎng)度超過(guò)6 700 km，軌道線路覆蓋多個(gè)城市，部分一線城市的軌道交通網(wǎng)絡(luò)逐漸趨于完善，這在一定程度上顯示了我國(guó)政府對(duì)城市軌道交通技術(shù)的關(guān)注。與此同時(shí)，城市軌道交通技術(shù)裝備也得到了一定的發(fā)展，我國(guó)的城市軌道交通技術(shù)裝備最早出現(xiàn)于1999年，在短短二十年的時(shí)間內(nèi)軌道交通技術(shù)裝備就取得了突破性的發(fā)展。但是，由于我國(guó)的軌道交通技術(shù)裝備起步時(shí)間較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在技術(shù)水平等方面還存在一些問(wèn)題，解決這些問(wèn)題是現(xiàn)階段我國(guó)城市軌道交通技術(shù)裝備發(fā)展的必要措施。

1 城市軌道交通技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化發(fā)展歷程

1.1 起步階段

我國(guó)城市軌道交通行業(yè)開(kāi)始于1965年，由原長(zhǎng)春客車廠開(kāi)始，原長(zhǎng)春客車廠與湘潭電機(jī)廠合作，進(jìn)行了我國(guó)第一輛城市軌道交通車輛，這是我國(guó)第一輛自主研發(fā)的城市軌道交通車輛，由此，打開(kāi)了我國(guó)城市軌道交通事業(yè)的大門。

1.2 技術(shù)引進(jìn)階段

1990年之后，我國(guó)的競(jìng)技水平有了顯著的提高，人們對(duì)交通事業(yè)的關(guān)注逐年上升。城市交通壓力逐漸增大，在此情況下，地鐵、輕軌等城市軌道交通出現(xiàn)。有關(guān)的資料顯示，我國(guó)早期的城市軌道交通車輛以進(jìn)口為主，各類設(shè)備以及技術(shù)的進(jìn)口使得城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展成本過(guò)高，例如：廣州地鐵一號(hào)線的造價(jià)達(dá)到了6.63億元/km，每輛城市軌道車輛的成本高達(dá)180萬(wàn)美元。在此情況下，我國(guó)國(guó)務(wù)院于1995年開(kāi)始對(duì)城市軌道交通技術(shù)裝備展開(kāi)研究。

1.3 國(guó)產(chǎn)化階段

我國(guó)城市軌道交通的國(guó)產(chǎn)化階段開(kāi)始于1999年。國(guó)家頒布了一系列文件，對(duì)城市軌道交通的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了明確，首次提出了國(guó)產(chǎn)地鐵建設(shè)覆蓋率要達(dá)到70%。國(guó)產(chǎn)化主要是指在我國(guó)國(guó)內(nèi)制造生產(chǎn)的，包括國(guó)外企業(yè)在我國(guó)國(guó)內(nèi)建廠生產(chǎn)的以及國(guó)外零件在我國(guó)國(guó)內(nèi)組裝的。此項(xiàng)工作開(kāi)展的重點(diǎn)在于研發(fā)城市軌道車輛、牽引系統(tǒng)以及信號(hào)系統(tǒng)。

我國(guó)城市軌道交通技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化歷程如下圖(圖1)所示。

圖1 我國(guó)城市軌道交通技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化歷程

2 城市軌道交通技術(shù)裝備發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)城市軌道交通車輛系統(tǒng)在近兩年發(fā)生了改變，由B型地鐵車輛，逐漸改變?yōu)閺?fù)合車輛系統(tǒng)，包括：A型地鐵車輛、有軌電車、懸掛式單軌車以及磁懸浮列車等。

2.1 地鐵整車國(guó)產(chǎn)化情況

隨著國(guó)產(chǎn)化政策的不斷普及，近兩年，我國(guó)地鐵車輛的系統(tǒng)、設(shè)備逐漸向國(guó)產(chǎn)化的方向轉(zhuǎn)變，北京、廣州地鐵的系統(tǒng)、設(shè)備的國(guó)產(chǎn)率已經(jīng)超過(guò)了70%。我國(guó)城市軌道交通的車體主要有兩類，分別是鋁合金車體以及不銹鋼車體。車體的靜壓強(qiáng)度試驗(yàn)均有我國(guó)自主完成，除此之外，我國(guó)的鋁合金車體的斷面板材已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了全面國(guó)產(chǎn)化的目標(biāo)，并且在使用性能等方面與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相比，沒(méi)有任何差距。全面國(guó)產(chǎn)化的實(shí)現(xiàn)肯定了我國(guó)近幾年城市軌道交通行業(yè)所做出的努力，現(xiàn)階段，我國(guó)城市軌道交通技術(shù)裝備存在的主要問(wèn)題之一就是使用壽命的問(wèn)題，尤其是國(guó)產(chǎn)一系、二系彈簧。

2.2 牽引系統(tǒng)

牽引系統(tǒng)是決定城市軌道交通車輛質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，現(xiàn)階段，我國(guó)的城市軌道交通車輛所使用的牽引系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)源為異步交流電機(jī)。我國(guó)城市軌道交通車輛牽引系統(tǒng)的多項(xiàng)設(shè)計(jì)研發(fā)已經(jīng)初步達(dá)到了自主化水平，完成了全自動(dòng)無(wú)人駕駛方案的設(shè)計(jì)方案，對(duì)管理程序也進(jìn)行了創(chuàng)新。我國(guó)自動(dòng)化牽引系統(tǒng)的訂單量已經(jīng)超過(guò)了26 000輛，訂單金額也取得了一定的突破，除此之外，牽引系統(tǒng)的價(jià)格也有了一定的調(diào)整，由2001年的160萬(wàn)元降到了110萬(wàn)元(2019年)，這在一定程度上體現(xiàn)了我國(guó)城市軌道交通技術(shù)裝備的核心競(jìng)爭(zhēng)能力的提高。永磁材料以及永磁電機(jī)由于具有告辭傲龍城、承載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在軌道交通裝備制造強(qiáng)國(guó)中受到了廣泛的關(guān)注，我國(guó)通過(guò)不斷地試驗(yàn)，積累經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)階段，已經(jīng)完全的掌握了永磁同步牽引系統(tǒng)，我國(guó)長(zhǎng)沙地鐵的五號(hào)線以及天津地鐵的四號(hào)線所使用的牽引系統(tǒng)均為用詞同步牽引系統(tǒng)。

2.3 信號(hào)系統(tǒng)

我國(guó)于2010年首次使用了自主研發(fā)的基于通信的列車控制系統(tǒng)，打破了國(guó)外對(duì)信號(hào)系統(tǒng)壟斷性。在此之后，多項(xiàng)信號(hào)系統(tǒng)在我國(guó)的城市軌道交通車輛中得到了應(yīng)用，2017年，我國(guó)的北京地鐵燕房線正式開(kāi)始投入使用，該條運(yùn)行線路是我國(guó)首個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)運(yùn)行線路，這體現(xiàn)了我國(guó)城市軌道交通自主化研發(fā)的水平。

3 城市軌道交通技術(shù)裝備的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 城市軌道交通技術(shù)裝備自主化

信息化、網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的到來(lái)使得人們的生活節(jié)奏逐漸加快，各類智能機(jī)器人的出現(xiàn)在一定程度上改變了人們的生活。我國(guó)的城市軌道交通行業(yè)雖然在近幾年取得了一定的成就，但是由于科技技術(shù)不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致軌道交通的自主技術(shù)研發(fā)受到了影響。我國(guó)的城市軌道交通行業(yè)在未來(lái)要想取得成就，就應(yīng)該對(duì)技術(shù)裝備進(jìn)行創(chuàng)新，提高自主化的研究力度。我國(guó)的城市軌道交通制造業(yè)的發(fā)展受到了有關(guān)人員的關(guān)注，在發(fā)展城市軌道交通制造業(yè)時(shí)，有關(guān)的工作人員對(duì)技術(shù)水平進(jìn)行了創(chuàng)新，應(yīng)用了智能化的系統(tǒng)，現(xiàn)階段，城市軌道交通制造業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)創(chuàng)新制造業(yè)的代表，與其他的制造業(yè)相比，城市軌道交通制造業(yè)無(wú)疑具有更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但是，自主化、創(chuàng)新能力仍然是城市軌道交通技術(shù)裝備應(yīng)該發(fā)展的重點(diǎn)，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，提高自主化水平是未來(lái)城市軌道交通技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

3.2 城市軌道交通技術(shù)裝備智能化

智能化時(shí)代的到來(lái)在很大程度上改變了人們的生活，我國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)對(duì)智能化趨勢(shì)進(jìn)行了分析，在2020年提出了《中國(guó)城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，在《綱要》中，明確的表示了城市軌道交通技術(shù)裝備未來(lái)的發(fā)展方向，通過(guò)與大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的聯(lián)合，來(lái)建立智能化的中國(guó)城市軌道交通。在基于乘客實(shí)際需求的前提下，對(duì)各項(xiàng)新興信息技術(shù)進(jìn)行合理化的應(yīng)用，提高我國(guó)的城市軌道交通技術(shù)的管理模式，為我國(guó)交通事業(yè)的轉(zhuǎn)型打下基礎(chǔ)。在各項(xiàng)新興信息技術(shù)中，智能技術(shù)在其中占有非常重要的地位，對(duì)智能技術(shù)裝備進(jìn)行合理化的應(yīng)用可以提高城市軌道交通技術(shù)裝備體系的構(gòu)建效率，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)城市軌道交通技術(shù)裝備的智能化進(jìn)程。

3.3 城市軌道交通技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)化

城市軌道交通技術(shù)裝備的標(biāo)準(zhǔn)程度是影響我國(guó)城市軌道交通行業(yè)的重要因素之一。有關(guān)的工作人員通過(guò)查詢相應(yīng)的城市軌道交通資料，得到了下列的結(jié)論：據(jù)目前的資料顯示，我國(guó)的城市軌道技術(shù)裝備的制造商在近兩年呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，不同的制造商負(fù)責(zé)的系統(tǒng)不同，現(xiàn)階段，我國(guó)整車制造廠一共有7家，牽引系統(tǒng)的供應(yīng)商有12家。供應(yīng)商數(shù)量的增多，使得市場(chǎng)上城市軌道交通技術(shù)裝備的種類越來(lái)越豐富，在為人們提供更多選擇機(jī)會(huì)的同時(shí)也帶來(lái)了一定的弊端，例如：檢測(cè)平臺(tái)的多樣化、智能化水平較低、車輛零件的不統(tǒng)一等。這些弊端的存在不僅增加了城市軌道的維修成本，還影響了城市軌道交通事業(yè)的發(fā)展。因此，促進(jìn)城市軌道交通技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)化的措施必不可少。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上述的資料進(jìn)行分析，可以知道，城市軌道交通在人們的日常生活中發(fā)揮著非常重要的作用，提高城市軌道交通技術(shù)裝備的水平可以直接的提高人們的生活質(zhì)量。我國(guó)正處于交通行業(yè)轉(zhuǎn)型的重要階段，城市軌道交通行業(yè)應(yīng)該以乘客的主要需求為具體的改革出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合創(chuàng)新技術(shù)對(duì)城市軌道交通技術(shù)裝備進(jìn)行完善，創(chuàng)建環(huán)保、舒適、智能的城市軌道交通技術(shù)裝備體系，為我國(guó)交通行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。