城際軌道交通發(fā)展趨勢及動車組需求分析

（長春軌道客車股份有限公司技術(shù)中心, 長春130062）

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本文結(jié)合我國城市軌道交通的需求，依據(jù)需求多樣化、自然環(huán)境差異化、技術(shù)體系定制化的發(fā)展方向，提出未來城際及現(xiàn)代有軌電車車輛產(chǎn)品分類，并對每種類型的車輛裝備的市場需求及技術(shù)特點進(jìn)行了詳盡的闡述，最終歸納出城際動車組和現(xiàn)代有軌電車車輛的產(chǎn)品類型，對我國城際及市域鐵路車輛技術(shù)發(fā)展方向具有重要的指導(dǎo)意義。

城際動車組；現(xiàn)代有軌電車；軌道交通

1 引言

隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)、城鄉(xiāng)居民的消費結(jié)構(gòu)加速升級，對快捷、舒適的客運需求以及便利、通暢的城際和市內(nèi)軌道交通需求日益迫切，高速鐵路、城際鐵路、新型城市軌道交通面臨廣闊的市場空間；同時，經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國在高速鐵路、城際鐵路、低地板有軌電車關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新方面取得了長足進(jìn)展，為我國城市軌道交通的蓬勃發(fā)展提供了技術(shù)保障.

2 軌道交通領(lǐng)域車輛類型

軌道交通領(lǐng)域主要包括五大板塊：高速鐵路、普通鐵路、城際鐵路、地鐵輕軌、有軌電車。其中高速鐵路主要解決中長途旅客的快捷出行需求，普通鐵路主要解決各類旅客的普通出行需求，城際鐵路主要解決城市群和都市通勤圈中短途出行需求，地鐵及輕軌主要解決城市內(nèi)部高密度、大容量的短途出行需求，而有軌電車的作用主要是解決城區(qū)內(nèi)部中小運量的短途出行需求.

3 城際動車組車輛裝備研究方向

城際動車組類型分析

根據(jù)我國城際鐵路發(fā)展趨勢和特點，針對城市群類型特點、自然環(huán)境特點、不同速度等級需要、信號及供電制式特點，需要研制不同類型的城際鐵路裝備，先試先行填補我國城際鐵路的諸多技術(shù)空白。

（1）速度等級。調(diào)研國內(nèi)外城市軌道車輛，車輛速度取決于線路條件、站停間距、能耗、運輸組織等因素，其中站停間距為主導(dǎo)因素，決定了平均旅行速度，最高速度運行距離占站間距1/2以上比較合適，速度-站間距的適宜關(guān)系如下表。

速度-站間距的適宜關(guān)系

（2）氣候條件。根據(jù)不同線路的主體需求特征分析，以及我國鐵路網(wǎng)建設(shè)和規(guī)劃的情況，各線路環(huán)境具有明顯獨特性特征以及共性特征，城際列車線路囊括了四種氣候環(huán)境線路的特征，各個環(huán)境線路之間存在著明顯的共性環(huán)境特點：1）高寒環(huán)境、高原環(huán)境以存在低溫、干燥的特點；2）高原環(huán)境與荒漠環(huán)境存在日照長、紫外線強、低溫、干燥的共性環(huán)境特征；3）荒漠環(huán)境與高溫高濕存在著高溫的共性特征；根據(jù)線路運行方式及運行環(huán)境的共性及特性，將高速列車的需求按照層次模型進(jìn)行描述，環(huán)境氣候需求類型包括高寒型、高原型、荒漠型、高溫高濕型；城際裝備譜系化應(yīng)考慮北方高寒、風(fēng)沙等氣候條件，應(yīng)分為普通環(huán)境城際列車、高寒城際車、高風(fēng)沙城際車等.

（3）信號制式。一種采用客運專線CTCS-2級列控系統(tǒng)升級技術(shù)路線，在CTCS-2級列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上升級安全防護(hù)功能并增加ATO功能；CTCS-2+ATO方案滿足速度160km/h，追蹤間隔3min的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)與干線鐵路的互聯(lián)互通.另一種采用地鐵信號系統(tǒng)升級技術(shù)路線，在地鐵信號系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化和完善ATP和ATO功能.

（4）供電制式。根據(jù)城際軌道交通定位、線路銜接關(guān)系、線路長度、速度目標(biāo)值等因素，充分考慮城際線路較短、線路造價及運營成本間關(guān)系，城際供電系統(tǒng)對三相不平衡及諧波更為敏感，研究城際鐵路容量匹配，重點研究AC25kV同相供電、高次諧波治理、動態(tài)無功補償技術(shù)，兼顧考慮特殊情況下的DC1500V供電技術(shù)需求.

（5）混合動力。根據(jù)我國目前線路實際情況及《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，預(yù)計2020年，電氣化鐵路將占全國鐵路線路的60％，非電氣化鐵路仍將長期占有很大比例，例如我國東北地區(qū)一直存在電氣化線路與非電氣化線路共存的現(xiàn)狀?；旌蟿恿榆嚱M主要技術(shù)難點是系統(tǒng)集成和系統(tǒng)匹配，包括電力供電與蓄電池供電的牽引系統(tǒng)集成、電力供電和油電混合動力的牽引系統(tǒng)集成，混合動力動車組包含2套相對獨立又相互關(guān)聯(lián)的動力系統(tǒng)，分別為EEMU和DDMU。

4 現(xiàn)代有軌電車車輛裝備研究方向

4.1 現(xiàn)代有軌電車需求分析

與其他城市軌道交通相比，現(xiàn)代有軌電車具有投資節(jié)省、建設(shè)期短、契合城市道路布局等特點，近年來，越來越多的地方政府考慮將其用于中小城市干線交通和大城市的支線交通，預(yù)計未來五年僅國內(nèi)就有約2000列現(xiàn)代有軌電車的市場需求.

4.2 現(xiàn)代有軌電車類型分析

根據(jù)歐洲現(xiàn)代有軌電車運用的成熟經(jīng)驗，按照車輛模塊配置方式的不同，現(xiàn)代有軌電車區(qū)分為采用懸浮模塊的多鉸接模式和每個模塊配置轉(zhuǎn)向架的單鉸接模式兩種；按照車輛供電方式的不同，分為采用有接觸網(wǎng)、局部無接觸網(wǎng)和全線無接觸網(wǎng)三種模式；采用儲能模式的現(xiàn)代有軌電車分為采用動力電池、超級電容以及二者聯(lián)合應(yīng)用等三種模式；通過對有軌電車市場需求及技術(shù)基礎(chǔ)分析，擬對以下幾種技術(shù)模式的100％低地板有軌電車組織實施低地板有軌電車裝備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。

（1）多鉸接局部無網(wǎng)混合動力100％低地板有軌電車

（2）多鉸接局部無網(wǎng)動力電池100％低地板有軌電車

（3）單鉸接局部無網(wǎng)混合動力100％低地板有軌電車

（4）單鉸接全線無網(wǎng)超級電容100％低地板有軌電車

5 結(jié)束語

一方面，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，國民素質(zhì)和生活追求質(zhì)量等提高，城鎮(zhèn)化建設(shè)的啟動，對城際動車組和現(xiàn)代有軌電車的個性化、多樣化需求增大；另一方面，隨著中國逐漸成為軌道客車成套技術(shù)的占有國之一，各國相繼與中國合作開展城際、市域動車組方面的項目建設(shè)，因此城際及市域鐵路車輛類型歸納具有良好的推廣應(yīng)用價值和產(chǎn)業(yè)化前景.

[1]王義明，王勇智.“中國城際動車組”[J].鐵道知識，2000（02）.

[2]靳東.“淺析中國高速鐵路的發(fā)展”[J].大連交通大學(xué)學(xué)報，2011（02）：18

城際軌道交通發(fā)展趨勢及動車組需求分析

安中亮