城市軌道交通車輛技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展研究

王守運(yùn)

摘要：隨著城市人口的增加和交通擁堵的加劇，城市軌道交通車輛系統(tǒng)在安全性和舒適性方面的優(yōu)勢越來越明顯。城市軌道交通已經(jīng)在我國許多城市投入運(yùn)營，給人們的日常生活帶來了便利，極大地提高了人們的生活質(zhì)量。隨著城市交通需求的增加和新的發(fā)展理念的引入，城市軌道交通為人們的日常出行和城市交通做出了巨大的貢獻(xiàn)。本文分析了城市軌道交通車輛技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，探討了技術(shù)創(chuàng)新問題，力求為城市軌道交通車輛技術(shù)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：城市;軌道交通車輛;技術(shù)創(chuàng)新;發(fā)展

前言

近年來，我國城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，許多城市已經(jīng)開始建設(shè)城市軌道交通項(xiàng)目。事實(shí)表明，地鐵工程可以有效緩解城市交通壓力，節(jié)約大量能源。但是目前軌道交通車輛技術(shù)具有一定的局限性，城市軌道交通車輛產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展受到制約。要不斷提高軌道交通車輛技術(shù)水平，做好技術(shù)規(guī)劃和開發(fā)工作。

1、城市軌道交通的出現(xiàn)

隨著我國經(jīng)濟(jì)和城市化的快速發(fā)展，首都、直轄市和省會城市是一個(gè)國家或地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)和文化中心。大量的人涌入城市工作或做生意，在巨大的人口流動(dòng)下，一個(gè)國家或地區(qū)的人口得以快速增長。如何合理規(guī)劃城市軌道交通以適應(yīng)大城市的發(fā)展，已成為一個(gè)亟待解決的問題。充分整合具有區(qū)域特色的軌道交通規(guī)劃，在城市總體規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)要素方面，區(qū)域和道路成為大城市的首選。

2、城市軌道交通車輛類型

2.1有軌電車

有軌電車是隨著城市的發(fā)展而誕生的。是以軌道交通為核心的現(xiàn)代客運(yùn)體系。它具有交通量適中、速度快、性能好、噪音低、振動(dòng)小等特點(diǎn)。有軌電車是城市軌道交通車輛中一種，其特點(diǎn)是對周圍環(huán)境影響小，建設(shè)和運(yùn)營成本低。目前，世界上有320個(gè)國家擁有城市軌道交通系統(tǒng)，其中有軌電車占84%。

2.2單線有軌電車

這是一種以單軌平衡為特征的鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)，而不是傳統(tǒng)鐵路的雙軌平衡。單軌主要用于人口密集的城區(qū)客運(yùn)，也用于游樂園的游客運(yùn)輸。單軌主要分為懸掛單軌和水平單軌。單軌交通具有安全性高、運(yùn)行速度快、爬坡速度快、半徑小、噪音低、對公眾危害小等優(yōu)點(diǎn)。然而，單軌交通的缺點(diǎn)也被廣泛討論。比如，當(dāng)經(jīng)過市中心和居民區(qū)時(shí)，乘客和周圍居民難免會擔(dān)心安全。單軌交通比其他交通系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。

2.3小型地鐵系統(tǒng)和新交通系統(tǒng)

是較為新型的軌道交通車輛系統(tǒng)，興起于20世紀(jì)80年代至90年代。受科技發(fā)展的影響，這兩類交通車輛系統(tǒng)擁有技術(shù)先進(jìn)、建設(shè)造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。因而在諸多地區(qū)得到推廣，大量修建。3、我國城市軌道車輛技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn)

3我國城市軌道交通車輛技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

城市軌道交通車輛在技術(shù)上可分為兩代。第一代的主要特點(diǎn)是高品質(zhì)的碳鋼材料設(shè)計(jì)，直流運(yùn)行模式，純手動(dòng)控制和車輛駕駛。但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)能力的限制，在安全、環(huán)保、節(jié)能服務(wù)、舒適性等方面相對落后。第二代設(shè)計(jì)主要集中在技術(shù)、系統(tǒng)、車身等方面。從車身等方面的設(shè)計(jì)，在自動(dòng)感應(yīng)門、廣播系統(tǒng)等內(nèi)部技術(shù)裝置上，我國實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，并取得了重大技術(shù)突破。目前，越來越多的地鐵采用新技術(shù)，其中空氣彈簧技術(shù)是一種典型的技術(shù)，主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)向架和制動(dòng)系統(tǒng)。低地板直輪轉(zhuǎn)向架在我國一線城市得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的效果。目前，數(shù)字模擬式電氣制動(dòng)系統(tǒng)非常流行，這大大提高了地鐵的制動(dòng)性能。地鐵的送風(fēng)系統(tǒng)也得到了很大的改善，螺桿式空氣壓縮機(jī)的應(yīng)用有效地提高了系統(tǒng)的送風(fēng)能力。

3.1城市軌道交通車輛技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

當(dāng)前應(yīng)用技術(shù)在軌道交通工程中具有許多優(yōu)點(diǎn)。新型中央空調(diào)技術(shù)具有送風(fēng)穩(wěn)定、溫度調(diào)節(jié)靈敏等優(yōu)點(diǎn)。新的減振技術(shù)不僅能有效降低系統(tǒng)的磨損，還能延長零部件的使用壽命，提高車身的安全性，給乘客更好的體驗(yàn)。當(dāng)然，也有明顯的技術(shù)缺陷。雖然有些技術(shù)提高了各種設(shè)備的性能，但在使用過程中會產(chǎn)生噪音，對乘客造成一定的影響?？諝庵苿?dòng)技術(shù)和送風(fēng)技術(shù)對應(yīng)用環(huán)境有較高的要求，將嚴(yán)重影響實(shí)際應(yīng)用效果，建議技術(shù)人員進(jìn)一步提高城市軌道交通車輛的技術(shù)水平，降低應(yīng)用成本。

4、城市軌道車輛技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展研究

4.1車輛系統(tǒng)"簡、便、輕"量化技術(shù)創(chuàng)新

城市軌道交通車輛主要包括車身和轉(zhuǎn)向架兩部分。車身必須從發(fā)展"簡單、方便、輕便"的輕量化技術(shù)入手。目前，車身采用碳鋼、不銹鋼及鋁合金等優(yōu)質(zhì)材料制造。從車身整體設(shè)計(jì)的角度來看，輕量化是當(dāng)前列車設(shè)計(jì)的重要組成部分。以碳纖維或復(fù)合材料為主要研究對象，設(shè)計(jì)了一種簡單實(shí)用的輕型轉(zhuǎn)向架。軸向傳動(dòng)采用永磁同步電動(dòng)機(jī)，取消了傳動(dòng)的連接部分，簡化了設(shè)計(jì)，增加了轉(zhuǎn)向架的動(dòng)力總成。最后，采用空心軸和波紋壁來減輕轉(zhuǎn)向架的整體重量。

4.2車輛的節(jié)能環(huán)保技術(shù)創(chuàng)新

從節(jié)能環(huán)保的角度出發(fā)，將變頻技術(shù)、熱循環(huán)技術(shù)、新風(fēng)技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)技術(shù)中，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。牽引輔助供電系統(tǒng)直接采用永磁同步電動(dòng)機(jī)，簡化了傳動(dòng)系統(tǒng)，降低了傳動(dòng)噪聲和重量，提高了能效。對城市軌道車輛制動(dòng)能量回收進(jìn)行了研究，開發(fā)了一種利用回饋剩余能量降低能耗的新型儲能系統(tǒng)。為了優(yōu)化制動(dòng)分配管理制動(dòng)技術(shù)，開發(fā)了智能化的光敏照明控制技術(shù)，提高了室內(nèi)照明的舒適性，降低了能耗。

4.3車輛智能化技術(shù)創(chuàng)新

目前，互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)高速發(fā)展。車輛技術(shù)應(yīng)以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，與現(xiàn)有的列車控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合。為了構(gòu)建一個(gè)多網(wǎng)絡(luò)的綜合鐵路網(wǎng)，利用綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)所有車輛和操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和實(shí)時(shí)響應(yīng)。多行業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成可以有效提高車輛的控制和服務(wù)水平。目前，5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)玫搅藦V泛的應(yīng)用。建立基于5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹悄芑到y(tǒng)，可以為乘客提供多種現(xiàn)代化通信服務(wù)。同時(shí)，開發(fā)智能維修服務(wù)系統(tǒng)，為車輛提供實(shí)時(shí)在線監(jiān)控和維修服務(wù)。

5、結(jié)束語

軌道交通車輛的技術(shù)開發(fā)和設(shè)計(jì)改進(jìn)具有交叉性和多樣性的特點(diǎn)，研發(fā)人員應(yīng)積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的科學(xué)文化知識。善于學(xué)習(xí)優(yōu)秀的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)自身的技術(shù)創(chuàng)新能力，保持認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，有效促進(jìn)城市軌道交通的發(fā)展。

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