关于城市轨道交通技术装备发展现状的分析

2020-12-07屈磊

魅力中国 2020年42期

屈磊

（天府新区航空旅游职业学院，四川眉山 620860）

城市轨道交通建设对于地面交通压力缓解、减轻环境污染、提升出行效率等方面有着十分重要的作用。但是，我国城市轨道交通虽然规模大，产业链全，自主技术及其品牌的核心竞争力还比较薄弱。基于此我国应加速发展城市轨道交通建设，实现由大国迈向强国的伟大梦想。

一、城市轨道交通技术装备发展现状的概述

（一）地铁整车国产化情况

经过20 年国产化政策的实施和推进，车辆的大部分系统和设备实现了国产化，整车国产化率超过70%。在车体方面，中车长春轨道客车股份有限公司、中车南京浦镇车辆有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司3 家公司生产的铝合金和不锈钢车体，中车株洲电力机车有限公司的铝合金车体和大连机车车辆有限公司生产的不锈钢车体，其车体静强度计算及试验等均为自主或与国内科研院校合作完成，已实现自主化。此外，铝合金车体大、小断面的板材和挤压型材已实现100%国产化，不锈钢型材国产化率达100%，但与国外同类产品相比还存在一定差距。例如，北京地铁的车辆与机电设备平均国产化率达到70%以上。从亦庄线开始，之后的地铁设备国产化率均在75%以上，燕房线的设备国产化率首次突破90%，与2007 年通车的5 号线相比，国产化率提升了20%。广州地铁2016 年前动工建设的线路确保车辆国产化率不低于70%，车辆和机电设备综合国产化率不低于70%，2016 年后动工建设的线路确保机电系统（含车辆）设备整体国产化率不低于75%，其中车辆系统国产化率不低于75%，车辆牵引系统国产化率不低于50%，信号系统国产化率按不低于60%进行指标管控。

（二）牵引系统的发展现状

牵引传动系统作为轨道交通车辆装备实现机电能量转换的“心脏”单元，其性能在某种程度上决定了轨道交通车辆的动力品质、能耗和控制特性。目前国内城市轨道交通主流牵引传动系统为基于异步交流电机的牵引系统。城市轨道交通的车辆牵引控制技术自主化设计包括牵引系统集成设计、蓄电池应急牵引设计、变流器机械电气设计、驱动系统设计、列车控制与管理系统（TCMS）软件设计、牵引控制、RAMS（可靠性、可用性、可维护性和安全性）、全自动无人驾驶方案设计等；实现了列车控制管理系统应用程序的自主化设计；主要大部件（如牵引主变压器、牵引和辅助变流器、牵引高压箱、辅助充电机箱、牵引电机）实现了自主化设计和生产。

（三）信号系统的发展现状

2010 年12 月底，交控科技股份有限公司自主研发的基于通信的列车控制系统（CBTC）在北京亦庄线投入使用，打破了国外厂商对信号系统技术的垄断。2015 年12 月，中国铁路通信信号股份有限公司完成了北京地铁8 号线全线CBTC 点式系统向CBTC 系统的全功能升级。北京市华铁信息技术开发总公司自主研发的CBTC 系统应用于广州地铁7号线，该线于2016年12月开通，是我国首条完全国产化信号系统线路；2017 年7 月，浙江众合科技股份有限公司自主研发的BiTRACON 型CBTC 信号系统在杭州地铁4 号线正式试运营。

二、城市轨道交通技术装备未来的发展趋势

（一）自主化

城市轨道交通装备制造业作为创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展的典型代表，是我国高端装备制造领域自主创新程度高、国际创新竞争力强、产业带动效应最明显的行业之一。目前，我国制造优势产业已初步形成，但高端核心领域仍有不足，要求城市轨道交通行业在车辆、牵引、制动、信号、供电等涉及安全的核心系统方面实现自主化、产业化已经刻不容缓。

（二）智能化

中国城市轨道交通协会于2020 年3 月发布了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》，提出应用云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、卫星通信、区块链等新兴信息技术，全面感知、深度互联和智能融合乘客、设施、设备、环境等实体信息，通过自主化，创新服务、运营、建设管理模式，构建安全、便捷、高效、绿色、经济的新一代中国智慧型城市轨道交通。智能技术装备是智慧城轨的重要组成部分，应主动引入新科技、新技术，以智能化、数字化为方向，研发并应用拥有自主知识产权的技术、产品、模式，掌握关键核心和知识软件，形成具有市场竞争力的民族品牌和中国标准，逐步建立自主可控、安全高效、主导发展的城市轨道交通技术链和产业链，实现城市轨道交通装备的智能化。

（三）标准化

据不完全统计，我国城市轨道装备制造商中有7 家整车制造厂、12 家牵引系统供应商、14 家信号系统供应商。既有的城市轨道车辆存在产品平台多样化、研发和试验检测平台多样化、车辆零部件互换性和模块化程度不高、检修水平和智能化水平较低等问题，造成研发投入重复，创新合力难以形成，增加了用户的维护成本和全寿命周期成本，制约了城市轨道交通的健康快速发展。