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国外资讯

2018-03-20

现代城市轨道交通 2018年3期
关键词:机车车辆转向架高速铁路

● 欧洲推动铁路数字化发展2017年9月,欧洲铁路工业协会(UNIFE)报告认为,铁路数字化相关技术的发展尚处于初期阶段,甚至落后于其他运输部门。在其他国家铁路技术快速发展,廉价航空以及优步(Uber)等新型商业模式不断对铁路运输交通产生重大影响,民众对交通运输实时信息及衍生服务提出更高要求的背景下,铁路部门需要采取数字化相关措施,以适应日益发展的技术和服务。

UNIFE认为,在数字化转型过程中,至少需要把握交通行业的6个发展趋势:①交通线网向一体化和智能化方向发展,将能够满足运量和需求、运力调整、绩效评估、监测和识别设施设备资产的维护需求;②客、货运输将进一步以乘客、货主为中心,运营商将进一步以用户选择为导向进行服务供给,并更加注重运输过程中产生实时信息的隐私性,联运行程衔接将进一步优化,在这一过程中,新的运输服务也将创造新的市场;③自动化将影响基础设施的运输能力,公路安全性将显著提升,并对铁路运输的地位产生影响;④价格和支付方式将发生转变,车票的数字化和支付手段的多样化将成为常态;⑤交通领域新进入者将从低成本和开放数据中获益,在数据驱动产生的全新商业模式基础上,继续衍生新的服务和移动应用;⑥数据和通信链路的广泛应用,将使网络安全问题成为运输行业发展的主要挑战之一。

UNIFE认为,铁路必须在可靠性、安全性和运营连续性等方面保持着高标准,数字化技术则是实现这一目标的重要手段。为此,UNIFE提出了欧洲铁路运输管理系统(ERTMS)开发和预测性维修两大重点举措,以此作为推动欧洲铁路数字化发展、提高铁路安全可靠水平的重要抓手。ERTMS方面,欧洲已经于2016年通过了ERTMS长期发展战略,围绕运力提高、维护成本降低、能源消耗减少、交通管理优化等方面提出了技术发展方向,将通过发展ETCS-3、列车自动运行系统(ATO)、下一代通信系统、卫星定位等技术来推动实现;预测性维修方面,将依靠技术创新、标准强化以及新经济模式实现更进一步的资产管理。

此外,UNIFE还进行了大量工作,包括推动行业在数字化领域形成一致的框架机制和数据共享规则;致力于推动欧盟成立行业性的数字化平台,在欧盟层面制定确切的数字化路线图;推动多个欧盟基金与融资机构对铁路数字化进行资金支持;推动欧盟将数字化相关技术纳入欧盟层面的科研计划项目等。

(铁信)

● 国外研究全寿命周期成本、数字化技术对机车车辆走行装置设计影响现代机车车辆走行装置除了满足功能、运行以及环保方面的要求外,还要求结构坚固耐用、可用率和可靠性高,而走行装置对机车车辆全寿命周期成本有很大影响,约占40%,其中最大的费用在轮对和制动装置。因此,当前一些国家铁路部门通过完善线路使用费制度,鼓励运输企业采用轨道友好型的走行装置,而数字化技术的日益成熟也有利于走行装置的研发和维护。通过对走行装置的优化设计,大幅降低机车车辆和基础设施的全寿命周期成本。

完善线路使用费制度,鼓励采用轨道友好型走行装置。英国路网公司(Network Rail)和瑞士联邦铁路公司(SBB)要求铁路运输企业将机车车辆对轨道结构造成的磨损尽可能降到最低。对于采用轨道友好的、低磨损转向架的运输企业收取较低的线路使用费,以此作为奖励;对于使用老、旧走行装置的铁路运输企业则收取较高的线路使用费。其他国家也正在研究采取这种类似的线路使用费制度。

强化走行装置设计,大幅降低全寿命周期成本。西门子公司为英国旅客列车Desiro City开发了新的SF7000系列转向架。该转向架更轻、对轨道更友好,与原先的SF5000转向架相比,由于采用了内置轴承,使得轴距更短、车轮更小,并且动力转向架上没有采用盘型制动,进而使总体重量减轻了约1/3;在制动装置方面,SF7000系列转向架采用闸瓦制动以及电力制动,仅在非动力转向架上安装轴式制动盘。由于新转向架重量轻、曲线通过性能较好,其T-Gamma磨损系数减少了大约75%,从而大幅度降低了机车车辆和基础设施的全寿命周期成本。

运用数字化和模拟方法,提高走行装置研发维修效率。在转向架和轮对的开发过程中,利用模拟方法有助于节约开发时间和费用。车钩缓冲器装置连接元件的动作用力、质量、弹簧行程、要求的刚度,轮对、走行装置框架概念以及与车体的接口等都有助于CAD(计算机辅助设计)模型的精准构建;对所设计部件的强度和弹性进行检查,用有限元方法对其在运行中的行为进行模拟,然后把这些结果反馈到设计中。此外,模拟制动的状况、产生的制动力和温度以及系统要求的规格也都必须加以考虑。由于各种性能之间的相互影响,转向架的数字化发展是一个反复的过程。

运营数字化,完善走行装置的诊断和状态修。利用安装在机车车辆转向架上的传感器可以探测各部件状态,诸如轮对、齿轮装置、电动机和车钩连接部件等,其采集到的数据由车上的诊断系统进行采集和评价,在此基础上确定维修作业内容和计划,然后交给修理车间。基于制造商、运营商、维修车间之间及时、广泛的信息互动,机车车辆可用率可接近100%。在转向架需要进一步进行重大作业的情况下,该转向架将被更换或大修。

在数字转向架4.0时代,预见性维修将成为可能,这将有利于进一步降低机车车辆的全寿命周期成本,一方面可以避免不必要的检查,从而降低维修成本;另一方面可以提高机车车辆的可用率,减少机车车辆使用数量,进而节约成本;此外,还可以充分挖掘磨耗部件的使用寿命,使其按照实际状态而不是预定的间隔时间进行维修或更换。

(铁信)

● 德国埃本斯菲尔德—埃尔福特高速铁路完工2017年12月8日,德国在柏林隆重举行了埃本斯菲尔德—埃尔福特新建高速铁路开通仪式。埃本斯菲尔德—埃尔福特间新建高速铁路是德国统一项目VDE8 的最后一个标段,它的开通标志着全长623km的柏林—慕尼黑高速铁路全线贯通,两地间旅行时间将从目前的6h缩短至4h以内。柏林—慕尼黑间每日将开行3对运行总时间在4h以内的标准动车组,同时还将以1h的间隔开行总时间在4.5h的普通动车组,每日共计开行35列。

柏林—慕尼黑高速铁路的开通将德国人口最多的两大城市紧密联系在一起,并打通了德国和欧洲的中部连接。这条南北干线铁路不仅填补了德国高速铁路网的空白,成为泛欧高速铁路网的重要组成部分,也将扩大德国高速铁路的服务范围并大大提高客运产品的服务质量,大约1700万人口将直接或间接从中获益。线路沿线城市的长途客运服务也将得到改善,从莱比锡可在2h内直接到达斯图加特、曼海姆或乌尔姆。由于从柏林到达德国南部的铁路旅行时间大大缩短,铁路将成为私家车以及飞机强有力的竞争对手,预计高铁在柏林—慕尼黑线路上所占据的客运市场份额将会提高1倍,达到40%,并超过航空运输。

(铁信)

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