現(xiàn)代有軌電車發(fā)展及其特點

邵國棟

摘要：本文對現(xiàn)代有軌電車的技術(shù)項目包括美工、減振、降噪、鉸接、供電等方面進行探討，總結(jié)現(xiàn)代有軌電車的種類及形式，提出有軌電車規(guī)劃中應(yīng)綜合考慮路權(quán)、技術(shù)要求，以及合理選擇軌道交通形式的觀點。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代有軌電車;技術(shù)特點;一體化

1背景概述

現(xiàn)代軌道交通車輛是城市交通中十分重要的一部分，隨著社會、經(jīng)濟及科技的快速發(fā)展，城市交通狀況變得日益緊張，為了緩解城市交通的緊張狀況，地鐵、低地板有軌電車等現(xiàn)代軌道交通車輛應(yīng)運而生。自1881年德國柏林開創(chuàng)世界第一條馬拉有軌車開始，中間經(jīng)歷了1920年代的快速發(fā)展期、1930年代的衰退期直至1960年代由于汽車等交通工具的擁堵以及地鐵建設(shè)運營成本的攀高導(dǎo)致現(xiàn)代低地板有軌電車迅猛發(fā)展。

現(xiàn)代有軌電車至今已發(fā)展4代，第一代有軌電車特點：

無交接的單車;

高低板（HF），地板面高度800-900mm。

第二代有軌電車特點：

中間設(shè)鉸接的兩組車

高低板（HF），地板面高度800-900mm。

第三代有軌電車特點：

中間設(shè)鉸接的三組及以上車

局部地板（PLF），地板面高度400-650mm。

第四代有軌電車特點：

中間設(shè)鉸接的三組及以上車;

100%低地板（LF），地板面高度400mm。

2現(xiàn)代有軌電車技術(shù)特點及進步

與老式有軌電車相比，現(xiàn)代有軌電車的車輛的美工技術(shù)、減振技術(shù)、降噪技術(shù)、牽引制動技術(shù)、鉸接技術(shù)、信號技術(shù)、供電技術(shù)、轉(zhuǎn)向架技術(shù)。

（1）老式有軌電車外觀丑陋，無法與城市和諧相融，現(xiàn)代有軌電車采用流線型設(shè)計、人性化內(nèi)裝、大門窗設(shè)計。

（2）老式有軌電車采用單一的板簧摩擦減振，現(xiàn)代有軌電車采用高圓簧、橡膠簧及液壓減震器進行綜合減振。

（3）現(xiàn)代有軌電車采用的降噪措施見表1。

（4）現(xiàn)代有軌電車采用頻繁啟停牽引制動技術(shù)，對牽引電機、齒輪箱、制動系統(tǒng)提出了更高的要求，啟動加速度≥1m/s，制動減速度≥1.2m/s。

（5）現(xiàn)代有軌電車通過車鉸的合理設(shè)計和優(yōu)化編組，使其能通過20m的小曲線，60‰的坡道（困難地段80‰），適應(yīng)城市街面小曲線大坡度。

（6）城市中存在較多平交道口甚至混行區(qū)域，現(xiàn)代有軌電車采用人工視覺方式控制車輛運行，利用道岔信號控制系統(tǒng)、集中監(jiān)控管理系統(tǒng)來保證車輛運行安全。

（7）老式有軌電車采用成熟的架空線接觸網(wǎng)供電，嚴(yán)重影響市容美觀、破壞自然風(fēng)光也不便于車輛在狹窄街區(qū)穿行，現(xiàn)代有軌電車采用APS地面供電、Primove電磁感應(yīng)供電等非接觸方式配合儲能式車載驅(qū)動系統(tǒng)，既保護了城市風(fēng)景，又提升了城市美觀度。

（8）老式有軌電車轉(zhuǎn)向架采用傳統(tǒng)輪對較高導(dǎo)致地板面離地約800mm，不便于乘客及殘障人士乘車，區(qū)別于傳統(tǒng)輪對通過縱向蠕滑力與橫向蠕滑力的交替周期變化來自動導(dǎo)向。

現(xiàn)代有軌電車轉(zhuǎn)向架采用獨立輪對，其打破了蠕滑力導(dǎo)線的閉環(huán)機制，導(dǎo)向性能更好且可實現(xiàn)100%低地板面，極大提高了車輛的乘坐便利性。

（9）區(qū)別于老式有軌電車人工駕駛系統(tǒng)，現(xiàn)代有軌電車采用綜合性車輛控制、監(jiān)控、診斷及顯示系統(tǒng)，其通過冗余的多功能車輛總線MVB和以太網(wǎng)絡(luò)連接中央控制單元（VCU）、司機顯示屏（DDU）、牽引控制單元（PCE）等設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸并與車地?zé)o線局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相結(jié)合以達到地面控制中心實時監(jiān)控車輛運營狀況，有效增強了有軌電車行駛的安全穩(wěn)定性。

3現(xiàn)代有軌電車技術(shù)定位及問題

現(xiàn)代有軌電車不同于現(xiàn)有地鐵、公交。目前國內(nèi)大連、南京、長春、上海、淮安等城市已開通現(xiàn)代有軌電車，但對于其基礎(chǔ)技術(shù)理論以及關(guān)鍵技術(shù)的研究例如軌交道口信號及路權(quán)的研究、車輛技術(shù)的研究尚屬缺乏，國家主管部門應(yīng)對現(xiàn)代有軌電車技術(shù)研究加強投入。

3.1軌交道口信號控制及路權(quán)

有軌電車運營路權(quán)主要形式共有以下4種：①完全非獨立路權(quán)（同公路交通混行）;②部分非獨立路權(quán);③僅平交道口非獨立路權(quán);④完全獨立路權(quán)。

目前歐洲主要采用的是部分非獨立路權(quán)，部分路段同公路交通混行，因為歐洲有軌電車已具備上百年的發(fā)展歷史，有軌電車已很好的融入了城市路面的交通系統(tǒng)。即使如此仍會經(jīng)常出現(xiàn)有軌電車同路面其他交通工具碰擦的事故，但此種應(yīng)屬正?，F(xiàn)象，因為即使無有軌電車的公路交通系統(tǒng)交通事故仍再所難免。

目前國內(nèi)現(xiàn)代有軌電車起步不久，部分城市公路交通對有軌電車較為陌生，同事公眾文明交通意識也較為薄弱，“中國式過馬路”及“開英雄車”極易造成交通事故，可能會引起媒體對有軌電車不安全的詬病，所以初期建議采用第3種形式，并配合交通信號燈進行有軌電車運行控制。隨著交通文明程度的不斷提高及有軌電車受到公眾的適應(yīng)和認(rèn)可，再逐漸釋放部分路權(quán)，減少對城市公路資源的占用。

3.2建設(shè)、維護成本

現(xiàn)有地鐵及輕軌的造價極高。上海地鐵13號線一期工程的經(jīng)濟指標(biāo)為3億元/km，地鐵和輕軌的建設(shè)費用是大多數(shù)城市難以承受的，現(xiàn)代有軌電車由于在地面行駛，所以極大地降低了土建成本，另外其相對于地鐵、輕軌無需配套大量的車站保障設(shè)備，因此現(xiàn)代有軌電車相對于地鐵、輕軌投資成本低至1-1.5億/km，建設(shè)周期短至16-24個月。

現(xiàn)代有軌電車作為一款綠色環(huán)保、低碳節(jié)能的新式城市交通工具，其有效的彌補了公共汽車系統(tǒng)與地鐵系統(tǒng)之間的運能空缺，建議在大中型城市的市郊、高新區(qū)中應(yīng)用，可連接不同地鐵線路以及起到對地鐵線路延伸的作用（見表1）。對處于發(fā)展中的我國來說，現(xiàn)代有軌電車的優(yōu)勢是顯而易見的。

4結(jié)語

近年來隨著軌道車輛集成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代軌道交通行業(yè)對集成化、人性化、智能化方面提出了越來越高的需求，現(xiàn)代有軌電車憑借其低廉的造價、人性化的設(shè)計、適中的運量、較低的污染，及其適合我國國情和各大中城市的情況?？傊疄榱吮ＷC我國城市軌道交通持續(xù)健康的發(fā)展，不可單一的發(fā)展高規(guī)格的地鐵及輕軌，應(yīng)實事求是的發(fā)展各層次的城市軌道交通。對于經(jīng)濟情況尚可的中小城市，可適當(dāng)?shù)陌l(fā)展現(xiàn)代有軌電車，使現(xiàn)代有軌電車充當(dāng)城市公共交通系統(tǒng)的骨干或補充。

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