軌道交通科技發(fā)展的方向與任務(wù)

李尹伊 張姝 方媛

摘要：軌道交通作為城市的主要交通出行工具，其發(fā)展意義重大。高鐵、城市軌道交通、重載鐵路、磁懸浮等都促進了社會進步，拉動了經(jīng)濟增長。在不斷發(fā)展中，我國的軌道交通建設(shè)在世界上取得了良好的成績，但技術(shù)無盡頭，目前我國軌道交通仍需進一步明確方向及任務(wù)。

關(guān)鍵詞：軌道交通;科技發(fā)展;方向;任務(wù)

軌道交通作為最具可持續(xù)性的交通運輸方式，是國民經(jīng)濟的大動脈，是大眾交通工具及現(xiàn)代城市運行的骨架，是國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施及重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是綜合交通運輸體系的骨干及主要交通方式之一，它在我國經(jīng)濟社會發(fā)展、民生改善、國家安全等方面發(fā)揮著不可替代的作用，在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中的地位及作用十分重要。基于此，本文首先闡述了國家與行業(yè)發(fā)展需求，論述了我國軌道交通技術(shù)研究基礎(chǔ)，并詳細探討了軌道交通科技發(fā)展的方向與任務(wù)。

一、國家與行業(yè)發(fā)展需求

軌道交通科技持續(xù)自主創(chuàng)新是國家通過實施“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”戰(zhàn)略，全面支持“新城鎮(zhèn)化”、“區(qū)域經(jīng)濟一體化”、“一帶一路”、“制造強國”、“走出去”戰(zhàn)略的全局重要基本保障，在經(jīng)濟社會發(fā)展新常態(tài)下，建設(shè)創(chuàng)新型國家、構(gòu)建現(xiàn)代綜合交通運輸體系、實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會目標(biāo)，具有重要的意義。

隨著以京津冀、珠三角、長三角等為代表的眾多經(jīng)濟圈的形成，區(qū)域經(jīng)濟一體化迫切需區(qū)域軌道交通在安全保障、節(jié)能環(huán)保、綜合提高效能、提高服務(wù)質(zhì)量等方面提供全面的支撐與保障。我國國情決定的區(qū)域個性化、多樣化運輸需求，迫切需要不同的軌道交通系統(tǒng)與之適應(yīng)并提供支撐;國民便捷出行和社會經(jīng)濟發(fā)展對物流效率及成本提出了更高的要求，需多種軌道交通模式間、軌道交通與其他交通方式間的快速互聯(lián)互通技術(shù)及能力保障。

新形勢下，維護國家安全及地區(qū)穩(wěn)定對國防快速機動、基礎(chǔ)設(shè)施安全與穩(wěn)定運行提出了更高要求;我國面臨的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境治理的嚴(yán)峻形勢，對軌道交通的綠色環(huán)保提出了更加迫切與苛刻的要求，有效降低資源消耗及各種污染已成為我國軌道交通可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一。

未來，我國鐵路總運營里程達到15萬km（其中高鐵3萬km），超過6000多km的城市軌道交通、不斷加速的新型城鎮(zhèn)化進程與眾多經(jīng)濟圈、“走出去”、“一帶一路”戰(zhàn)略的實施，都將迅速擴大軌道交通國內(nèi)外市場需求。

二、我國軌道交通技術(shù)研究基礎(chǔ)

“十一五”與“十二五”期間，在國家科技中長期發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略指引下，國家科技部通過國家“863”計劃、科技支撐計劃、“973”計劃安排，在軌道交通領(lǐng)域?qū)嵤┝艘淮笈蒲许椖?。通過這些項目的實施，我國在軌道交通運輸裝備、基礎(chǔ)設(shè)施服役保障、安全保障、運營管理等方面取得了顯著成就，表現(xiàn)在：

1、在高鐵、城市軌道交通和其他軌道交通系統(tǒng)領(lǐng)域進行了關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制，突破了系統(tǒng)的成套技術(shù)，為大型軌道交通系統(tǒng)集成技術(shù)的研究及應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2、高鐵和城市軌道交通等實現(xiàn)了自主設(shè)計及裝備批量制造，為發(fā)展更高速度、更高質(zhì)量的城市軌道列車和實施“走出去”戰(zhàn)略創(chuàng)造了充分條件。

3、開展軌道交通裝備綜合節(jié)能技術(shù)研究，為提高軌道交通系統(tǒng)綜合效益奠定科技創(chuàng)新基礎(chǔ)。

4、持續(xù)開展高速磁浮交通系統(tǒng)技術(shù)自主性研究;對低速磁浮技術(shù)進行了系統(tǒng)研究，形成了完整的低速磁浮交通系統(tǒng)成套技術(shù)裝備、制造能力、建設(shè)運營能力，充分消化吸收了德國常導(dǎo)高速磁浮系統(tǒng)技術(shù)，為高效中速磁浮系統(tǒng)技術(shù)及高速磁浮自主技術(shù)的研究奠定了基礎(chǔ)。

5、全面開展重載鐵路運輸成套技術(shù)研究，具備軸重30t重載鐵路改造、建設(shè)、運營、成套裝備交付的技術(shù)能力;掌握高鐵及大宗貨物運輸組織與運營保障相關(guān)技術(shù)。

6、我國高鐵技術(shù)已進入國際先進水平行列，軌道交通裝備已成為我國“走出去”戰(zhàn)略實施的先行者與“國家名片”。

三、高速鐵路工程科技的方向與任務(wù)

隨著技術(shù)的突破和經(jīng)濟的發(fā)展，目前世界高速鐵路取得了長足的發(fā)展，總里程超過30000km。2008年，CRH3提速至394km/h，到2010年提速至486km/h。我國高速鐵路的發(fā)展已達到世界先進水平，成為世界高速鐵路技術(shù)引導(dǎo)者。然而，隨著我國鐵路工程的發(fā)展和技術(shù)的突破，我國鐵路軌道交通也遇到了新的挑戰(zhàn)。目前，車輪多變磨損問題、軌道不均勻沉降、無碴軌道精調(diào)技術(shù)、軌道裂紋離縫等問題，嚴(yán)重阻礙了我國高鐵交通的發(fā)展。為了克服這些技術(shù)難題，促進鐵路交通的進一步發(fā)展，需加大研發(fā)力度;要把技術(shù)攻克中心放在輪軌磨損控制、部件振動失效、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)損傷與演變上;當(dāng)然，也要在現(xiàn)有鐵路軌道交通技術(shù)體系的基礎(chǔ)上建立維護管理標(biāo)準(zhǔn)體系，強化安保技術(shù)，提高鐵路整體技術(shù)水平及運維質(zhì)量。

四、重載鐵路工程科技方向與任務(wù)

我國幅員遼闊，經(jīng)貿(mào)往來頻繁，因而貨運載重及吞吐量大，這也刺激了我國重載鐵路工程的發(fā)展。我國朔黃線和大秦線開通以來，已開始試行30t重載列車。到2014年，在科研人員的不懈努力下，列車牽引量提高到10000t。重型鐵路的發(fā)展為我國經(jīng)貿(mào)往來奠定了堅實的基礎(chǔ)，成為經(jīng)濟發(fā)展的重要推動力。

當(dāng)前，重載鐵路交通面臨的挑戰(zhàn)集中在軌道結(jié)構(gòu)和列車本身的載重與養(yǎng)護上。長編組、大軸重重載列車在提高鐵路運能的同時，也給車輛與軌道結(jié)構(gòu)的安全范圍帶來了嚴(yán)峻的考驗。由于軸重增加引起的輪軌磨耗及疲勞傷損問題，軌道結(jié)構(gòu)及線路狀態(tài)的惡化，以及牽引重量增加引起的斷鉤事故與列車縱向沖動等問題，嚴(yán)重影響重載運輸?shù)陌踩托?，這也是世界重載鐵路發(fā)展國家面臨的共同工程問題。

五、城市軌道交通工程科技方向與任務(wù)

城市軌道交通作為城市的主要脈絡(luò)，可以說是支撐城市發(fā)展的最核心力量和保障城市基本運行的支撐結(jié)構(gòu)，城市軌道交通也承擔(dān)著城市發(fā)展的重任。發(fā)展城市軌道交通有效解決了城市擁堵問題，優(yōu)化了城市交通資源配置。隨著科技的發(fā)展，輕軌、地鐵、有軌電車、快速軌道、磁浮交通等逐步改造了城市軌道交通，這些新技術(shù)的出現(xiàn)極大地優(yōu)化了城市的整體環(huán)境。

總體來看，我國城市軌道交通構(gòu)架復(fù)雜，城市軌道交通也正在從單純的單向建設(shè)向“建養(yǎng)”并軌的融合道路發(fā)展。然而，在城市軌道交通的發(fā)展變遷中，其自身的運營、安全問題也凸顯出來。由于城市軌道交通特殊的施工環(huán)境，施工中發(fā)生安全事故的概率較高。在運營中，追尾、脫軌、錯誤的信號指令等事故時有發(fā)生。這些安全技術(shù)、運營問題反映了我國城市軌道交通的發(fā)展困境。

六、磁懸浮交通發(fā)展現(xiàn)狀

磁懸浮作為現(xiàn)代軌道交通中技術(shù)含量最高的部分，受到了外界的廣泛關(guān)注。它突破了傳統(tǒng)的軌道交通模式，不受輪軌系統(tǒng)的限制，具有高速、低磨損、低噪聲、振動小的技術(shù)特點。目前，我國對磁懸浮交通的研究已進入一個新的階段，低溫超導(dǎo)磁懸浮和常導(dǎo)電磁技術(shù)體系已較為成熟。當(dāng)前，由于技術(shù)等實際原因的限制，磁懸浮交通的應(yīng)用并不廣泛。一方面，磁懸浮交通與輪軌系統(tǒng)不兼容。另外，磁懸浮技術(shù)還不成熟，很多技術(shù)還存在缺陷，并且雖然目前高溫超導(dǎo)磁浮技術(shù)的理論體系已較成熟，但由于本身缺乏實質(zhì)檢驗，因此仍存在很大的技術(shù)局限。正是由于這些技術(shù)上的弊端，使得磁懸浮交通的發(fā)展受到極大制約，面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

參考文獻：

[1]嚴(yán)冬.軌道交通科技發(fā)展的方向與任務(wù)[J].區(qū)域治理，2018（02）.

[2]賈利民.軌道交通科技發(fā)展的方向與任務(wù)[M].北京交通大學(xué)學(xué)報，2016（04）.