中文      English
 
 
世界軌道交通資訊網(wǎng)
劉友梅
劉友梅,我國(guó)著名的軌道電力牽引動(dòng)力專家,中國(guó)工程院院士。1961年畢業(yè)于上海交通大學(xué)電力機(jī)車專業(yè),至今一直從事軌道電力牽引動(dòng)力裝備的設(shè)計(jì)與研發(fā)工作,是我國(guó)軌道電力牽引技術(shù)領(lǐng)域設(shè)計(jì)理論與方法的奠基人之一,電力機(jī)車事業(yè)的開(kāi)拓者之一,電力機(jī)車高速、交流傳動(dòng)技術(shù)探索的先行者之一?,F(xiàn)任中國(guó)南車集團(tuán)技術(shù)委員會(huì)副主任,南車株洲電力機(jī)車有限公司專家委員會(huì)主任。

成 果

  劉友梅院士主持研發(fā)了我國(guó)第一代至第四代各型電力機(jī)車,多次榮獲國(guó)家科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)。實(shí)現(xiàn)了交流傳動(dòng)技術(shù)“零”的突破,使軌道電力牽引完成了從常載到重載,從普速到高速,從交直傳動(dòng)到交流傳動(dòng)的技術(shù)轉(zhuǎn)型。劉友梅院士長(zhǎng)期致力于軌道電力牽引設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)化,形成了電力機(jī)車多機(jī)種、多功能的系列化,實(shí)現(xiàn)了以理論為先導(dǎo)、技術(shù)為依托,產(chǎn)品為歸宿的技術(shù)創(chuàng)新方法的科學(xué)發(fā)展之路。
 
  劉友梅院士以他在軌道電力牽引技術(shù)裝備領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn),先后被授予“國(guó)家有突出貢獻(xiàn)中青年專家”、“全國(guó)優(yōu)秀科技工作者”、“湖南省勞動(dòng)模范”、“全國(guó)勞動(dòng)模范”等榮譽(yù)稱號(hào),并榮獲“詹天佑科技成就獎(jiǎng)”、“光召科技成就獎(jiǎng)”、“詹天佑科技大獎(jiǎng)”、“光華工程科技獎(jiǎng)”、“何梁何利科技進(jìn)步獎(jiǎng)”和“湖南省科學(xué)技術(shù)杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。

專 訪

城市多樣性形態(tài)需要城軌交通多樣性發(fā)展
 
——訪中國(guó)工程院院士劉友梅先生
 
  目前,多種類型的軌道交通已成為中國(guó)大城市的交通主動(dòng)脈。截至2011年底,中國(guó)擁有運(yùn)營(yíng)軌交線路的城市達(dá)到13個(gè),開(kāi)通運(yùn)營(yíng)線路59條,總里程1713公里。據(jù)了解,在“十二五”期間,中國(guó)城市軌道交通仍將繼續(xù)保持快速發(fā)展的態(tài)勢(shì),建設(shè)規(guī)模約為2500公里,總投資約為1.2萬(wàn)億元。預(yù)計(jì)至2020年中國(guó)大陸有大約40個(gè)城市將發(fā)展軌交,總規(guī)劃里程7000公里左右。
 
  城軌交通主流特性凸顯社會(huì)文明與科技進(jìn)步
 
  記者:作為中國(guó)著名的軌道電力牽引動(dòng)力專家,您如何理解交通與城市之間的關(guān)系?國(guó)外對(duì)城市交通方式及性質(zhì)是如何分類的?隨著科技發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步,軌道交通目前成為了國(guó)內(nèi)外一些大中城市大眾出行的主體工具,您如何理解這種變化?
 
  近年來(lái),中國(guó)城市軌道交通已呈多樣化發(fā)展趨向。地鐵、輕軌、市郊鐵路、有軌電車以及懸浮列車等多種軌道交通的建成通車,不僅滿足了廣大市民們的出行,還成為了城市中一道靚麗的風(fēng)景線。呈輻射狀的城市軌道交通系統(tǒng)不僅緩解了城市交通的擁擠狀況,而且綠色環(huán)保,在城市的社會(huì)活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中也發(fā)揮著不可替代的重要作用。中國(guó)工程院院士劉友梅先生曾多次指出,城市應(yīng)根據(jù)其規(guī)模等級(jí)、結(jié)構(gòu)特征、自然環(huán)境、發(fā)達(dá)程度等不同,每個(gè)城市均擁有自身的不同形態(tài),試圖采用單一的城軌交通技術(shù)模式來(lái)解決多形態(tài)城市交通瓶頸問(wèn)題,是不可能和不經(jīng)濟(jì)的,發(fā)展也是不持續(xù)的。那么,中國(guó)城市軌道交通應(yīng)如何做到可持續(xù)發(fā)展呢?近日,本刊記者專訪了劉友梅院士。
 
  劉友梅:城市是人類政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化的聚焦點(diǎn),人類頻繁活動(dòng)的集散中心,交通是城市生命之足。對(duì)城市交通的研究早在發(fā)達(dá)國(guó)家的學(xué)者就開(kāi)始,例如美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)的維坎維契克(VukanR.Vuchie)教授,將城市交通大致分為“自用式運(yùn)輸交通”、“服務(wù)式運(yùn)輸交通”和“大眾式運(yùn)輸交通”三種性質(zhì)。“自用式交通”所含步行、自行車、摩托車及私用小汽車等,屬于私人擁有、自行運(yùn)用的性質(zhì);“服務(wù)式交通”所含出租車、出租包車、小巴士等,屬于私人擁有,但為眾多客戶提供可選服務(wù)的性質(zhì);“大眾式交通”所含公共交通運(yùn)輸?shù)拇蟀蛙?、電車、城軌列車以及市域軌道列車,屬于為大眾集體服務(wù)方式的公共乘用的性質(zhì)。三種不同性質(zhì)的交通方式均在不同歷史時(shí)期發(fā)揮過(guò)重要作用,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市化加快,人口密度增長(zhǎng),市民活動(dòng)加急,人們生活提高以及要求能源節(jié)約,保護(hù)環(huán)境等因素的強(qiáng)烈沖擊下,使各種運(yùn)輸交通方式不斷在演變、進(jìn)化,優(yōu)勝劣汰。人類通過(guò)實(shí)踐、反思、完善,形成了以城市軌道交通方式為主體的城市大眾交通主干地位,這體現(xiàn)了人類文明的進(jìn)步,人類科技的進(jìn)步。
 
  記者:城市軌道交通類型可謂多種多樣,但縱觀中國(guó)城軌發(fā)展您會(huì)發(fā)現(xiàn),很多城市非常熱衷于建設(shè)地鐵,您如何看待這個(gè)社會(huì)現(xiàn)象?
 
  劉友梅:城市根據(jù)其規(guī)模等級(jí)、結(jié)構(gòu)特征、自然環(huán)境、發(fā)達(dá)程度等不同,每個(gè)城市均擁有自身的不同形態(tài),試圖采用單一的城軌交通技術(shù)模式來(lái)解決多形態(tài)城市交通瓶頸問(wèn)題,是不可能和不經(jīng)濟(jì)的,發(fā)展也是不持續(xù)的。因此,城市形態(tài)的多樣性,必然導(dǎo)致市場(chǎng)需求的多樣性導(dǎo)向,歷史的經(jīng)驗(yàn)和未來(lái)的發(fā)展形成了城市軌道交通技術(shù)模式的主流性和多樣性現(xiàn)狀,應(yīng)該得到傳承和創(chuàng)新。
 
  國(guó)外城軌交通多樣性的工程演化
 
  記者:世界發(fā)達(dá)國(guó)家城軌交通系統(tǒng)發(fā)展情況如何?城軌建設(shè)對(duì)于城市發(fā)展起到了哪些推動(dòng)作用?
 
  劉友梅:世界發(fā)達(dá)國(guó)家城軌交通系統(tǒng)發(fā)展得較早,自1863年世界第一條蒸機(jī)牽引地鐵在英國(guó)倫敦通車到1899年美、英等五國(guó)七個(gè)城市電力牽引地鐵開(kāi)通至今已過(guò)110周年。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已有40多國(guó)家的150座以上城市5000公里以上地鐵運(yùn)營(yíng)里程和3000公里以上輕軌運(yùn)營(yíng)里程,每年運(yùn)送乘客達(dá)300億人次以上,應(yīng)該說(shuō)已取得了不少成功經(jīng)驗(yàn)。不論在裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展上或者是運(yùn)營(yíng)管理完善上,城軌交通作為城市基礎(chǔ)設(shè)施,它的建設(shè)具有拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用,還可能放大經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。由于投資大、周期長(zhǎng)、要求高、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、公益性突出等因素,更需要科學(xué)決策和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,越在高速發(fā)展之際越是要冷靜思考,如何作好技術(shù)決策這需要尊重歷史的總結(jié)。
 
  記者:請(qǐng)介紹城軌交通裝備工程演化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征?世界上一些軌道交通發(fā)達(dá)城市在發(fā)展模式上有何特點(diǎn)?
 
  劉友梅:回顧歷史是為了承前繼后,在傳承和創(chuàng)新之中推進(jìn)科技的發(fā)展。城軌交通裝備的工程演化是隨著城市生活方式的演變而演變,它有很強(qiáng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征。從20世紀(jì)70年代以后,世界很多城市急激擴(kuò)張,出現(xiàn)幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)的人口都市,都市的住宅、交通、水源、環(huán)保以及就業(yè)等問(wèn)題突現(xiàn),其中交通問(wèn)題最為嚴(yán)重,因?yàn)榻煌▽?duì)解決住宅、環(huán)保與就業(yè)都有連帶關(guān)系。所以解決交通就成為提升城市功能的關(guān)鍵,尤其是軌道交通因具有旅行速度高、運(yùn)輸能力大而成為城市依附的大眾化便捷交通。
 
  根據(jù)軌道交通里程占世界前十位的城市經(jīng)驗(yàn),呈現(xiàn)出多層次、多類型、多技術(shù)的發(fā)展模式,例如東京、倫敦多達(dá)7種以上軌道交通系統(tǒng),德國(guó)法蘭克福多達(dá)8種以上軌道交通系統(tǒng)。各類軌道交通系統(tǒng)不但有市中心高密度地區(qū)形成交叉、環(huán)環(huán)相扣式的“多流交通”地鐵模式;還有為擴(kuò)大城市功能提升運(yùn)輸途徑,在市中心與郊區(qū)或核心商業(yè)區(qū)之間,以及衛(wèi)星城鎮(zhèn)之間形成“快線交通”輕軌網(wǎng)絡(luò);而對(duì)郊區(qū)擴(kuò)散性開(kāi)發(fā)帶來(lái)的市域低密人群地區(qū)的社會(huì)服務(wù),產(chǎn)生了“集散交通”功能的通勤交通。各國(guó)市政當(dāng)局為改善自己城市的交通狀況,一般總在抑制旅客“需求”和增加運(yùn)輸“供給”兩個(gè)方面中選擇。增加供給是硬道理,而抑制需求已不為現(xiàn)實(shí),所以目前大眾交通已把軌道交通作為城市交通的主流。由于城市發(fā)展形態(tài)的演變,生活圈的擴(kuò)大,城市旅客運(yùn)輸類型的改良,自用式運(yùn)輸轉(zhuǎn)向大眾化公共式運(yùn)輸;市民居住方式的演變,追求環(huán)境的美化,從單一住宿功能轉(zhuǎn)向多功能生活圈,使城市軌道交通發(fā)展成多系統(tǒng)。世界范圍內(nèi)經(jīng)工程演化后而形成地鐵交通系統(tǒng)(Metro)、輕軌交通系統(tǒng)(LRT)、跨座式單軌交通系統(tǒng)、吊掛式空列交通系統(tǒng)(H-Bahn)、自動(dòng)導(dǎo)軌交通系統(tǒng)(AGT)、磁浮導(dǎo)軌交通系統(tǒng)(EMS)、有軌電車交通系統(tǒng)(TramWay)、市域快線交通系統(tǒng)(CMU)以及特種交通系統(tǒng)等等的多樣性技術(shù)體系,促進(jìn)了城軌交通裝備的技術(shù)進(jìn)化。
 
  中國(guó)城軌交通呈現(xiàn)多樣性發(fā)展趨勢(shì)
 
  記者:城軌交通在中國(guó)城市的發(fā)展情況如何?國(guó)內(nèi)城軌交通裝備的技術(shù)模式分類有何特點(diǎn)?
 
  劉友梅:中國(guó)第一條地鐵北京一號(hào)線1971年建成通車,拉開(kāi)了國(guó)內(nèi)城軌交通的運(yùn)營(yíng)序幕。繼北京之后有上海、天津、廣州、深圳、南京、長(zhǎng)春、大連、重慶、武漢、沈陽(yáng)、成都、佛山等13座城市開(kāi)通了49條城軌交通線路,全國(guó)共計(jì)已有1425.5公里里程投入運(yùn)營(yíng)。從城軌交通裝備的技術(shù)模式分類看,除北京、上海、天津、廣州、深圳、南京、武漢等大多數(shù)采用地鐵交通外,已經(jīng)出現(xiàn)天津、大連、武漢的輕軌交通,重慶的跨座式單軌交通,北京機(jī)場(chǎng)T3航站和廣州珠江新城的自動(dòng)導(dǎo)軌交通AGT(又稱APM),上海張江科技城的導(dǎo)軌式膠輪電車Lohn等多樣性初始格局。根據(jù)未來(lái)城市軌道交通的規(guī)劃發(fā)展,最有望進(jìn)入的還有吊掛式空列交通、中低速磁浮交通、儲(chǔ)能式輕軌交通、低地板有軌電車等新型軌道交通模式,將構(gòu)成中國(guó)的城軌交通多樣性技術(shù)模式的框架。多樣性發(fā)展更符合“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”方針,可以預(yù)見(jiàn),隨著我國(guó)城市化增長(zhǎng),現(xiàn)代化推進(jìn),對(duì)節(jié)能環(huán)保的更高要求以及城軌交通裝備技術(shù)的自身進(jìn)化,必將迎來(lái)更多、更好、更適應(yīng)社會(huì)和自然需求的新型城軌交通裝備進(jìn)入市場(chǎng),為城市居民提供便捷的多樣性服務(wù)。
 
  記者:城軌交通多樣性對(duì)車輛及軌道的多樣性機(jī)電特征有何影響?
 
  劉友梅:城軌交通多樣性催生了車輛及軌道的多樣性機(jī)電特征,其中包括承載方式、導(dǎo)向方式、驅(qū)動(dòng)方式和運(yùn)行控制方式。
 
  承載方式:車輛與線路間的垂直承接載荷的方式,一般有輪軌式、吊掛式、單軌式、磁浮式、膠輪式;
 
  導(dǎo)向方式:車輛行駛的方向引導(dǎo)方式,一般有輪軌式、導(dǎo)向輪式、磁力導(dǎo)向式,導(dǎo)軌導(dǎo)向式;
 
  驅(qū)動(dòng)方式:一般指車輛的動(dòng)力生成及傳遞方法。其中有直流電動(dòng)機(jī)(DCM)、交流電動(dòng)機(jī)(ACM)、線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(LIM);
 
  運(yùn)行控制方式:在運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中控制車輛運(yùn)行的方法,重點(diǎn)在于控制各列車間的運(yùn)行間距和列車到發(fā)。一般有目視駕駛、信號(hào)管制、自動(dòng)運(yùn)行控制等方式。
 
 
  記者:在軌道交通現(xiàn)存的各種技術(shù)模式中,您推薦的城軌交通技術(shù)模式有哪些?
 
  劉友梅:經(jīng)國(guó)內(nèi)外各主要城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的實(shí)踐和發(fā)展,使城軌交通現(xiàn)存的各種技術(shù)模式不斷在工程演化中優(yōu)勝劣汰,技術(shù)進(jìn)步問(wèn)題受到高度關(guān)注。以下是根據(jù)我自身的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)推薦的城軌交通技術(shù)模式:



圖1地鐵
 
  地鐵交通1863年英國(guó)第一條地鐵交通通車時(shí),英國(guó)人稱Underground(地鐵),到1904年美國(guó)紐約的地鐵交通開(kāi)通,被美國(guó)人稱Subway(地鐵),但隨后發(fā)展的地鐵除地下線路外也根據(jù)需要出現(xiàn)高架線路及路堤線路,使服務(wù)范圍擴(kuò)大,涵蓋都市的全區(qū)域,所以也開(kāi)始稱為都市鐵道(MetropolitanRailway),簡(jiǎn)稱MetroRail,被縮寫成Metro(地鐵)。地鐵(見(jiàn)圖1)已經(jīng)成為人口稠密大城市的大眾快捷運(yùn)輸主流模式,因采用地下或高架通道的專用路權(quán),具有運(yùn)量大、速度快、安全、準(zhǔn)點(diǎn)等優(yōu)勢(shì),由于投資大,特別適用特大城市。
 
  輕軌交通輕軌鐵道(簡(jiǎn)稱輕軌)是輕軌運(yùn)輸方式的提升,可靈活選擇應(yīng)用專道型線路或半專道型線路,使用小型城軌車輛(LRT)(見(jiàn)圖2),以滿足中等運(yùn)量運(yùn)輸需求。由于與地鐵車輛技術(shù)上的關(guān)聯(lián)性,以及城市發(fā)展中的不同運(yùn)量等級(jí)的經(jīng)濟(jì)性與規(guī)劃理念,大中城市使用全輕軌交通系統(tǒng)有很強(qiáng)適用性,顯得更為經(jīng)濟(jì),值得以主流模式研究推廣。
 
 
  
圖2輕軌車輛(LRT)
 
  有軌電車交通工程演化至今的現(xiàn)代版低地板有軌電車(見(jiàn)圖3),已經(jīng)成為運(yùn)行在市區(qū)街面上的主流模式,特別在小城市被廣泛采用。它可同其他車輛混合行駛,實(shí)行公共路權(quán),設(shè)置站臺(tái)很低,對(duì)于乘客而言非常便捷。但由于其要占據(jù)城市道路平面資源,運(yùn)量又較小,不能成為解決大城市交通擁堵問(wèn)題的優(yōu)選方式,僅適用于小城市的一種特別經(jīng)濟(jì)適用的主流交通。
 


圖3低地板有軌電車
 
  單軌交通單軌交通采用鋼梁或水泥梁為單軌(Monorail)來(lái)完成車輛的承載及導(dǎo)向作用。其特色是路線占有城市地面空間小,建造成本低,是一種高架專道型公共交通,適應(yīng)中等運(yùn)量。單軌系統(tǒng)可分為跨座式(Straddle)和吊掛式(Suspended),前者已在重慶運(yùn)用(見(jiàn)圖4),后者將在寧波等運(yùn)用。這兩種單軌交通相比,吊掛式單軌交通又稱空中列車(H-Bahn)交通系統(tǒng),簡(jiǎn)稱空列(見(jiàn)圖5),特別有利于同地面道路構(gòu)成立體交通格局,吊掛式單軌交通優(yōu)勢(shì)突出,造價(jià)低,僅為地鐵的1/3左右;占地面積小,將街道上的路燈柱加粗就可支撐起“空軌”;可拆裝,施工快,不影響環(huán)境,最能適應(yīng)城市建設(shè)發(fā)展的變遷;適應(yīng)地形能力強(qiáng),對(duì)大坡道、小轉(zhuǎn)道等復(fù)雜地形能較好適應(yīng),選線自由度大;適應(yīng)特殊地質(zhì)地區(qū)建線,降低了在城市選線與施工難度;全程自動(dòng)化,空列的特定專用路權(quán),可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化無(wú)人駕駛,配置有列車自動(dòng)控制系統(tǒng)(ATC)、列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)(ATO)、列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)(ATP),可實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能、高發(fā)車、高定位、高準(zhǔn)點(diǎn)、防冒進(jìn)、防追撞等高安全品質(zhì);全封閉式軌道,轉(zhuǎn)向架在封閉式軌道梁中行駛幾乎無(wú)噪聲傳出,行駛性能不受惡劣環(huán)境影響,輸供電線、通信電纜等敷設(shè)在封閉的軌道梁內(nèi),所以整體性實(shí)現(xiàn)安全、可靠、長(zhǎng)壽、整潔、美觀;載客適中便捷,是一種輕型、中速度、??快`活、適宜于中小城市的軌道交通。對(duì)大型機(jī)場(chǎng)、風(fēng)景旅游區(qū)、大型商業(yè)區(qū)、大型交通樞紐是一種現(xiàn)代的交通工具。
 
 
  
圖4跨座式單軌列車
 
 
  
圖5吊掛式空中列車(H-Bahn)
 
  自動(dòng)導(dǎo)軌交通自動(dòng)導(dǎo)軌交通系統(tǒng)(AGT)是一種完全自動(dòng)操縱的車輛,運(yùn)載高密集客流,在專用路線或固定軌路運(yùn)行的短程交通方式。這種固定軌路具有導(dǎo)向功能,是完全隔離的交通通道。采用電力驅(qū)動(dòng)輕型膠輪車輛,具有膠輪承載、膠輪導(dǎo)向、全自動(dòng)化等技術(shù)。目前主要用于大型機(jī)場(chǎng)、大型游樂(lè)場(chǎng)的周期性大眾快捷運(yùn)輸,北京機(jī)場(chǎng)T3航站已有運(yùn)用(見(jiàn)圖6)。
 
 
  
圖6自動(dòng)導(dǎo)軌車輛(AGT)
 
  磁浮導(dǎo)軌交通磁懸浮列車(EMS)是根據(jù)電磁學(xué)原理,利用磁力懸浮與線性驅(qū)動(dòng)的方法,實(shí)現(xiàn)懸浮、導(dǎo)向和推進(jìn)列車的現(xiàn)代交通工具。磁浮導(dǎo)軌交通的中低速磁浮列車(見(jiàn)圖7)適用于城軌交通運(yùn)營(yíng),由于它具有不接觸運(yùn)行和非粘著驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì),是一種對(duì)環(huán)境特別友好,最能適應(yīng)線路惡劣地形的中等運(yùn)量公共交通系統(tǒng)。在環(huán)境要求敏感、坡道大、彎道小的大型旅游景區(qū),商貿(mào)中心樓群區(qū),大型機(jī)場(chǎng)間,大型交通樞紐間的穿梭交通中選擇運(yùn)用定位合理。日本HSST系統(tǒng)是成功商業(yè)運(yùn)用案例。
 
 
  
圖7中低速磁浮列車(EMS)
 
  導(dǎo)軌式膠輪電車交通在城軌交通主流之外,還有一種實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的交通方式,這是伴隨對(duì)車輛重量、坡度限制、彎道限制、建造成本、消減噪聲及改善景觀等特定要求而出現(xiàn)的一種新型交通技術(shù)系統(tǒng),它就是導(dǎo)軌式膠輪電車(Lohr)(見(jiàn)圖8)。運(yùn)載車輛采用橡膠輪承載和驅(qū)動(dòng),用專有導(dǎo)軌導(dǎo)向,可運(yùn)行于城市地面道路的公共路權(quán)的線路上,以實(shí)現(xiàn)輕型、平穩(wěn)、降噪的改進(jìn)。法國(guó)Lohr低地板膠輪電車是成功案例,在上海張江科技城已運(yùn)用。



圖8  導(dǎo)軌式低地板膠輪電車(Lohn)
 
  市域快線交通近年來(lái)由于城市面積快速擴(kuò)張,市域快線交通正在加快發(fā)展。市域快線交通是涵蓋特大城市區(qū)域整體的交通方式,其技術(shù)性及運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)均高于城軌交通系統(tǒng)。采用完全隔離運(yùn)行的專道線路,服務(wù)于市中心與郊區(qū)間。因客流的不對(duì)稱,具有高峰性與方向性的通勤特色,平均旅途較長(zhǎng),站間距離較大,列車間發(fā)時(shí)長(zhǎng),運(yùn)營(yíng)速度較高,且可靠性要求也高。采用快速大型車輛——快線動(dòng)車組(CMU)(見(jiàn)圖9),技術(shù)上它與地鐵車輛有一定的技術(shù)關(guān)聯(lián)性,但由于快速的要求,又必需有相關(guān)技術(shù)的進(jìn)化。同時(shí),在特定的條件下,快線動(dòng)車組有兼容區(qū)域城市群所需的區(qū)域交通運(yùn)輸之趨勢(shì)。
 


圖9  快線動(dòng)車組(CMU)
 
  城軌交通多樣性理念和政策支持
 
  記者:城軌交通方式的多樣性格局推進(jìn)了城軌裝備的技術(shù)進(jìn)化,輪軌式交通運(yùn)載裝備在交通裝備制造業(yè)發(fā)展中的地位怎樣?
 
  劉友梅:城市是人們居住、工作、教育、娛樂(lè)的集結(jié)之地,同時(shí)也是政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化等活動(dòng)的執(zhí)行中心。由于環(huán)境條件及活動(dòng)性質(zhì)的多樣性,因此構(gòu)成了人們出行的不同需求,形成了城市交通方式的多樣性,隨著人類社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步,能源與環(huán)保的特殊要求,城市交通轉(zhuǎn)向以軌道交通為主干,一百多年來(lái)由于需求的多樣性,使軌道交通方式也形成了多樣性格局,多樣性又推進(jìn)了城軌交通裝備的技術(shù)進(jìn)化,而不是退化。雖然存在軌道交通裝備技術(shù)的多樣性,但始終保持著輪軌式交通運(yùn)載裝備(包括地鐵、輕軌和電車)的主流地位,因?yàn)樗亲罱?jīng)濟(jì),最可靠,最便捷的交通型式,也是交通裝備制造業(yè)發(fā)展的主流。而在輪軌式交通裝備中也還有A、B、C型城軌車輛的多樣性,以適應(yīng)城市交通大、中、小旅客運(yùn)量的最經(jīng)濟(jì)搭配。
 
  記者:毋庸置疑,輪軌方式在社會(huì)中需求龐大。您作為本領(lǐng)域行業(yè)專家,請(qǐng)介紹該技術(shù)未來(lái)的進(jìn)化方向?
 
  劉友梅:對(duì)輪軌方式的城軌交通裝備而言,由于社會(huì)和自然的需求更高,科技的發(fā)展步伐更快,技術(shù)上的傳統(tǒng)和創(chuàng)新并存,技術(shù)再進(jìn)化的方向有:(1)開(kāi)展全壽命周期中安全性、可靠性研究,提高全壽命周期及再制造技術(shù);(2)提高能源循環(huán)利用研究,進(jìn)一步發(fā)揮好電力牽引技術(shù)優(yōu)勢(shì),通過(guò)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)能量準(zhǔn)守恒的循環(huán)利用,達(dá)到節(jié)能降耗高品質(zhì)目標(biāo);(3)摩擦學(xué)應(yīng)用研究,實(shí)現(xiàn)牽引∕制動(dòng)特性的進(jìn)一步提升和運(yùn)動(dòng)磨耗的改善;(4)降噪技術(shù)應(yīng)用研究,改進(jìn)機(jī)械、風(fēng)動(dòng)性能,提升消隔噪音措施,改善環(huán)境,改善乘坐舒適度;(5)開(kāi)展以可靠性為中心的維保技術(shù)(RCM)研究,實(shí)現(xiàn)裝備全壽命周期質(zhì)量保證,推進(jìn)維保技術(shù)“制造化”。
 
  記者:城市軌道交通裝備呈多樣化發(fā)展應(yīng)遵循哪些理念?另外,您對(duì)軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)界有何建議和期待?
 
  劉友梅:制造業(yè)在堅(jiān)持主流性的同時(shí),發(fā)展多樣性,讓產(chǎn)品多元化去適應(yīng)城市交通的特殊性要求,還要根據(jù)不同城市的特殊建設(shè)環(huán)境去經(jīng)濟(jì)性選擇交通模式,因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ū厝皇且粋€(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),裝備的多樣性對(duì)于同一個(gè)城市而言一定要慎重選擇,又不能讓多樣性破壞了城軌交通網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的完整性。對(duì)不同的交通模式要有科學(xué)合理的定位,這是推進(jìn)多樣性的重要理念。城市軌道交通技術(shù)模式選型時(shí)要堅(jiān)持主流為前提,堅(jiān)持交通網(wǎng)絡(luò)整體性為原則,總之,要以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益最大化為目標(biāo)。今天面對(duì)全球、全國(guó),我們強(qiáng)調(diào)軌道交通裝備技術(shù)多樣性,但不放棄主流性,而主流性并不排斥多樣性,尤其是產(chǎn)業(yè)界應(yīng)該具有多樣性技術(shù)裝備的提供能力。相信產(chǎn)業(yè)界通過(guò)技術(shù)進(jìn)步會(huì)有更多、更優(yōu)的城軌交通裝備成為多樣性的新成員,我特別期待著為我國(guó)市場(chǎng)多樣性新格局,做好產(chǎn)品多元化的技術(shù)準(zhǔn)備。希望政府部門能在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),選型定位,交通規(guī)劃等相關(guān)政策方面,支持城軌交通模式的主流性與多樣性結(jié)合,實(shí)現(xiàn)完整的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),讓我國(guó)正在快速發(fā)展的城軌交通事業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的良性發(fā)展。

相關(guān)文章

專  題
 
 
 
封面人物
市場(chǎng)周刊
2024-04
出刊日期:2024-04
出刊周期:每月
總481期
出刊日期:(2014 07 08)
出刊周期:每周
 
 
 
 

劉友梅

劉友梅,我國(guó)著名的軌道電力牽引動(dòng)力專家,中國(guó)工程院院士。1961年畢業(yè)于上海交通大學(xué)電力機(jī)車專業(yè),至今一直從事軌道電力牽引動(dòng)力裝備的設(shè)計(jì)與研發(fā)工作,是我國(guó)軌道電力牽引技術(shù)領(lǐng)域設(shè)計(jì)理論與方法的奠基人之一,電力機(jī)車事業(yè)的開(kāi)拓者之一,電力機(jī)車高速、交流傳動(dòng)技術(shù)探索的先行者之一?,F(xiàn)任中國(guó)南車集團(tuán)技術(shù)委員會(huì)副主任,南車株洲電力機(jī)車有限公司專家委員會(huì)主任。
查看2012-07期雜志封面>>
成 果

  劉友梅院士主持研發(fā)了我國(guó)第一代至第四代各型電力機(jī)車,多次榮獲國(guó)家科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)。實(shí)現(xiàn)了交流傳動(dòng)技術(shù)“零”的突破,使軌道電力牽引完成了從常載到重載,從普速到高速,從交直傳動(dòng)到交流傳動(dòng)的技術(shù)轉(zhuǎn)型。劉友梅院士長(zhǎng)期致力于軌道電力牽引設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)化,形成了電力機(jī)車多機(jī)種、多功能的系列化,實(shí)現(xiàn)了以理論為先導(dǎo)、技術(shù)為依托,產(chǎn)品為歸宿的技術(shù)創(chuàng)新方法的科學(xué)發(fā)展之路。

 
  劉友梅院士以他在軌道電力牽引技術(shù)裝備領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn),先后被授予“國(guó)家有突出貢獻(xiàn)中青年專家”、“全國(guó)優(yōu)秀科技工作者”、“湖南省勞動(dòng)模范”、“全國(guó)勞動(dòng)模范”等榮譽(yù)稱號(hào),并榮獲“詹天佑科技成就獎(jiǎng)”、“光召科技成就獎(jiǎng)”、“詹天佑科技大獎(jiǎng)”、“光華工程科技獎(jiǎng)”、“何梁何利科技進(jìn)步獎(jiǎng)”和“湖南省科學(xué)技術(shù)杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。

專 訪

城市多樣性形態(tài)需要城軌交通多樣性發(fā)展
 
——訪中國(guó)工程院院士劉友梅先生
 
  目前,多種類型的軌道交通已成為中國(guó)大城市的交通主動(dòng)脈。截至2011年底,中國(guó)擁有運(yùn)營(yíng)軌交線路的城市達(dá)到13個(gè),開(kāi)通運(yùn)營(yíng)線路59條,總里程1713公里。據(jù)了解,在“十二五”期間,中國(guó)城市軌道交通仍將繼續(xù)保持快速發(fā)展的態(tài)勢(shì),建設(shè)規(guī)模約為2500公里,總投資約為1.2萬(wàn)億元。預(yù)計(jì)至2020年中國(guó)大陸有大約40個(gè)城市將發(fā)展軌交,總規(guī)劃里程7000公里左右。
 
  城軌交通主流特性凸顯社會(huì)文明與科技進(jìn)步
 
  記者:作為中國(guó)著名的軌道電力牽引動(dòng)力專家,您如何理解交通與城市之間的關(guān)系?國(guó)外對(duì)城市交通方式及性質(zhì)是如何分類的?隨著科技發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步,軌道交通目前成為了國(guó)內(nèi)外一些大中城市大眾出行的主體工具,您如何理解這種變化?
 
  近年來(lái),中國(guó)城市軌道交通已呈多樣化發(fā)展趨向。地鐵、輕軌、市郊鐵路、有軌電車以及懸浮列車等多種軌道交通的建成通車,不僅滿足了廣大市民們的出行,還成為了城市中一道靚麗的風(fēng)景線。呈輻射狀的城市軌道交通系統(tǒng)不僅緩解了城市交通的擁擠狀況,而且綠色環(huán)保,在城市的社會(huì)活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中也發(fā)揮著不可替代的重要作用。中國(guó)工程院院士劉友梅先生曾多次指出,城市應(yīng)根據(jù)其規(guī)模等級(jí)、結(jié)構(gòu)特征、自然環(huán)境、發(fā)達(dá)程度等不同,每個(gè)城市均擁有自身的不同形態(tài),試圖采用單一的城軌交通技術(shù)模式來(lái)解決多形態(tài)城市交通瓶頸問(wèn)題,是不可能和不經(jīng)濟(jì)的,發(fā)展也是不持續(xù)的。那么,中國(guó)城市軌道交通應(yīng)如何做到可持續(xù)發(fā)展呢?近日,本刊記者專訪了劉友梅院士。
 
  劉友梅:城市是人類政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化的聚焦點(diǎn),人類頻繁活動(dòng)的集散中心,交通是城市生命之足。對(duì)城市交通的研究早在發(fā)達(dá)國(guó)家的學(xué)者就開(kāi)始,例如美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)的維坎維契克(VukanR.Vuchie)教授,將城市交通大致分為“自用式運(yùn)輸交通”、“服務(wù)式運(yùn)輸交通”和“大眾式運(yùn)輸交通”三種性質(zhì)。“自用式交通”所含步行、自行車、摩托車及私用小汽車等,屬于私人擁有、自行運(yùn)用的性質(zhì);“服務(wù)式交通”所含出租車、出租包車、小巴士等,屬于私人擁有,但為眾多客戶提供可選服務(wù)的性質(zhì);“大眾式交通”所含公共交通運(yùn)輸?shù)拇蟀蛙?、電車、城軌列車以及市域軌道列車,屬于為大眾集體服務(wù)方式的公共乘用的性質(zhì)。三種不同性質(zhì)的交通方式均在不同歷史時(shí)期發(fā)揮過(guò)重要作用,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市化加快,人口密度增長(zhǎng),市民活動(dòng)加急,人們生活提高以及要求能源節(jié)約,保護(hù)環(huán)境等因素的強(qiáng)烈沖擊下,使各種運(yùn)輸交通方式不斷在演變、進(jìn)化,優(yōu)勝劣汰。人類通過(guò)實(shí)踐、反思、完善,形成了以城市軌道交通方式為主體的城市大眾交通主干地位,這體現(xiàn)了人類文明的進(jìn)步,人類科技的進(jìn)步。
 
  記者:城市軌道交通類型可謂多種多樣,但縱觀中國(guó)城軌發(fā)展您會(huì)發(fā)現(xiàn),很多城市非常熱衷于建設(shè)地鐵,您如何看待這個(gè)社會(huì)現(xiàn)象?
 
  劉友梅:城市根據(jù)其規(guī)模等級(jí)、結(jié)構(gòu)特征、自然環(huán)境、發(fā)達(dá)程度等不同,每個(gè)城市均擁有自身的不同形態(tài),試圖采用單一的城軌交通技術(shù)模式來(lái)解決多形態(tài)城市交通瓶頸問(wèn)題,是不可能和不經(jīng)濟(jì)的,發(fā)展也是不持續(xù)的。因此,城市形態(tài)的多樣性,必然導(dǎo)致市場(chǎng)需求的多樣性導(dǎo)向,歷史的經(jīng)驗(yàn)和未來(lái)的發(fā)展形成了城市軌道交通技術(shù)模式的主流性和多樣性現(xiàn)狀,應(yīng)該得到傳承和創(chuàng)新。
 
  國(guó)外城軌交通多樣性的工程演化
 
  記者:世界發(fā)達(dá)國(guó)家城軌交通系統(tǒng)發(fā)展情況如何?城軌建設(shè)對(duì)于城市發(fā)展起到了哪些推動(dòng)作用?
 
  劉友梅:世界發(fā)達(dá)國(guó)家城軌交通系統(tǒng)發(fā)展得較早,自1863年世界第一條蒸機(jī)牽引地鐵在英國(guó)倫敦通車到1899年美、英等五國(guó)七個(gè)城市電力牽引地鐵開(kāi)通至今已過(guò)110周年。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已有40多國(guó)家的150座以上城市5000公里以上地鐵運(yùn)營(yíng)里程和3000公里以上輕軌運(yùn)營(yíng)里程,每年運(yùn)送乘客達(dá)300億人次以上,應(yīng)該說(shuō)已取得了不少成功經(jīng)驗(yàn)。不論在裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展上或者是運(yùn)營(yíng)管理完善上,城軌交通作為城市基礎(chǔ)設(shè)施,它的建設(shè)具有拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用,還可能放大經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。由于投資大、周期長(zhǎng)、要求高、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、公益性突出等因素,更需要科學(xué)決策和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,越在高速發(fā)展之際越是要冷靜思考,如何作好技術(shù)決策這需要尊重歷史的總結(jié)。
 
  記者:請(qǐng)介紹城軌交通裝備工程演化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征?世界上一些軌道交通發(fā)達(dá)城市在發(fā)展模式上有何特點(diǎn)?
 
  劉友梅:回顧歷史是為了承前繼后,在傳承和創(chuàng)新之中推進(jìn)科技的發(fā)展。城軌交通裝備的工程演化是隨著城市生活方式的演變而演變,它有很強(qiáng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征。從20世紀(jì)70年代以后,世界很多城市急激擴(kuò)張,出現(xiàn)幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)的人口都市,都市的住宅、交通、水源、環(huán)保以及就業(yè)等問(wèn)題突現(xiàn),其中交通問(wèn)題最為嚴(yán)重,因?yàn)榻煌▽?duì)解決住宅、環(huán)保與就業(yè)都有連帶關(guān)系。所以解決交通就成為提升城市功能的關(guān)鍵,尤其是軌道交通因具有旅行速度高、運(yùn)輸能力大而成為城市依附的大眾化便捷交通。
 
  根據(jù)軌道交通里程占世界前十位的城市經(jīng)驗(yàn),呈現(xiàn)出多層次、多類型、多技術(shù)的發(fā)展模式,例如東京、倫敦多達(dá)7種以上軌道交通系統(tǒng),德國(guó)法蘭克福多達(dá)8種以上軌道交通系統(tǒng)。各類軌道交通系統(tǒng)不但有市中心高密度地區(qū)形成交叉、環(huán)環(huán)相扣式的“多流交通”地鐵模式;還有為擴(kuò)大城市功能提升運(yùn)輸途徑,在市中心與郊區(qū)或核心商業(yè)區(qū)之間,以及衛(wèi)星城鎮(zhèn)之間形成“快線交通”輕軌網(wǎng)絡(luò);而對(duì)郊區(qū)擴(kuò)散性開(kāi)發(fā)帶來(lái)的市域低密人群地區(qū)的社會(huì)服務(wù),產(chǎn)生了“集散交通”功能的通勤交通。各國(guó)市政當(dāng)局為改善自己城市的交通狀況,一般總在抑制旅客“需求”和增加運(yùn)輸“供給”兩個(gè)方面中選擇。增加供給是硬道理,而抑制需求已不為現(xiàn)實(shí),所以目前大眾交通已把軌道交通作為城市交通的主流。由于城市發(fā)展形態(tài)的演變,生活圈的擴(kuò)大,城市旅客運(yùn)輸類型的改良,自用式運(yùn)輸轉(zhuǎn)向大眾化公共式運(yùn)輸;市民居住方式的演變,追求環(huán)境的美化,從單一住宿功能轉(zhuǎn)向多功能生活圈,使城市軌道交通發(fā)展成多系統(tǒng)。世界范圍內(nèi)經(jīng)工程演化后而形成地鐵交通系統(tǒng)(Metro)、輕軌交通系統(tǒng)(LRT)、跨座式單軌交通系統(tǒng)、吊掛式空列交通系統(tǒng)(H-Bahn)、自動(dòng)導(dǎo)軌交通系統(tǒng)(AGT)、磁浮導(dǎo)軌交通系統(tǒng)(EMS)、有軌電車交通系統(tǒng)(TramWay)、市域快線交通系統(tǒng)(CMU)以及特種交通系統(tǒng)等等的多樣性技術(shù)體系,促進(jìn)了城軌交通裝備的技術(shù)進(jìn)化。
 
  中國(guó)城軌交通呈現(xiàn)多樣性發(fā)展趨勢(shì)
 
  記者:城軌交通在中國(guó)城市的發(fā)展情況如何?國(guó)內(nèi)城軌交通裝備的技術(shù)模式分類有何特點(diǎn)?
 
  劉友梅:中國(guó)第一條地鐵北京一號(hào)線1971年建成通車,拉開(kāi)了國(guó)內(nèi)城軌交通的運(yùn)營(yíng)序幕。繼北京之后有上海、天津、廣州、深圳、南京、長(zhǎng)春、大連、重慶、武漢、沈陽(yáng)、成都、佛山等13座城市開(kāi)通了49條城軌交通線路,全國(guó)共計(jì)已有1425.5公里里程投入運(yùn)營(yíng)。從城軌交通裝備的技術(shù)模式分類看,除北京、上海、天津、廣州、深圳、南京、武漢等大多數(shù)采用地鐵交通外,已經(jīng)出現(xiàn)天津、大連、武漢的輕軌交通,重慶的跨座式單軌交通,北京機(jī)場(chǎng)T3航站和廣州珠江新城的自動(dòng)導(dǎo)軌交通AGT(又稱APM),上海張江科技城的導(dǎo)軌式膠輪電車Lohn等多樣性初始格局。根據(jù)未來(lái)城市軌道交通的規(guī)劃發(fā)展,最有望進(jìn)入的還有吊掛式空列交通、中低速磁浮交通、儲(chǔ)能式輕軌交通、低地板有軌電車等新型軌道交通模式,將構(gòu)成中國(guó)的城軌交通多樣性技術(shù)模式的框架。多樣性發(fā)展更符合“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”方針,可以預(yù)見(jiàn),隨著我國(guó)城市化增長(zhǎng),現(xiàn)代化推進(jìn),對(duì)節(jié)能環(huán)保的更高要求以及城軌交通裝備技術(shù)的自身進(jìn)化,必將迎來(lái)更多、更好、更適應(yīng)社會(huì)和自然需求的新型城軌交通裝備進(jìn)入市場(chǎng),為城市居民提供便捷的多樣性服務(wù)。
 
  記者:城軌交通多樣性對(duì)車輛及軌道的多樣性機(jī)電特征有何影響?
 
  劉友梅:城軌交通多樣性催生了車輛及軌道的多樣性機(jī)電特征,其中包括承載方式、導(dǎo)向方式、驅(qū)動(dòng)方式和運(yùn)行控制方式。
 
  承載方式:車輛與線路間的垂直承接載荷的方式,一般有輪軌式、吊掛式、單軌式、磁浮式、膠輪式;
 
  導(dǎo)向方式:車輛行駛的方向引導(dǎo)方式,一般有輪軌式、導(dǎo)向輪式、磁力導(dǎo)向式,導(dǎo)軌導(dǎo)向式;
 
  驅(qū)動(dòng)方式:一般指車輛的動(dòng)力生成及傳遞方法。其中有直流電動(dòng)機(jī)(DCM)、交流電動(dòng)機(jī)(ACM)、線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(LIM);
 
  運(yùn)行控制方式:在運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中控制車輛運(yùn)行的方法,重點(diǎn)在于控制各列車間的運(yùn)行間距和列車到發(fā)。一般有目視駕駛、信號(hào)管制、自動(dòng)運(yùn)行控制等方式。
 
 
  記者:在軌道交通現(xiàn)存的各種技術(shù)模式中,您推薦的城軌交通技術(shù)模式有哪些?
 
  劉友梅:經(jīng)國(guó)內(nèi)外各主要城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的實(shí)踐和發(fā)展,使城軌交通現(xiàn)存的各種技術(shù)模式不斷在工程演化中優(yōu)勝劣汰,技術(shù)進(jìn)步問(wèn)題受到高度關(guān)注。以下是根據(jù)我自身的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)推薦的城軌交通技術(shù)模式:



圖1地鐵
 
  地鐵交通1863年英國(guó)第一條地鐵交通通車時(shí),英國(guó)人稱Underground(地鐵),到1904年美國(guó)紐約的地鐵交通開(kāi)通,被美國(guó)人稱Subway(地鐵),但隨后發(fā)展的地鐵除地下線路外也根據(jù)需要出現(xiàn)高架線路及路堤線路,使服務(wù)范圍擴(kuò)大,涵蓋都市的全區(qū)域,所以也開(kāi)始稱為都市鐵道(MetropolitanRailway),簡(jiǎn)稱MetroRail,被縮寫成Metro(地鐵)。地鐵(見(jiàn)圖1)已經(jīng)成為人口稠密大城市的大眾快捷運(yùn)輸主流模式,因采用地下或高架通道的專用路權(quán),具有運(yùn)量大、速度快、安全、準(zhǔn)點(diǎn)等優(yōu)勢(shì),由于投資大,特別適用特大城市。
 
  輕軌交通輕軌鐵道(簡(jiǎn)稱輕軌)是輕軌運(yùn)輸方式的提升,可靈活選擇應(yīng)用專道型線路或半專道型線路,使用小型城軌車輛(LRT)(見(jiàn)圖2),以滿足中等運(yùn)量運(yùn)輸需求。由于與地鐵車輛技術(shù)上的關(guān)聯(lián)性,以及城市發(fā)展中的不同運(yùn)量等級(jí)的經(jīng)濟(jì)性與規(guī)劃理念,大中城市使用全輕軌交通系統(tǒng)有很強(qiáng)適用性,顯得更為經(jīng)濟(jì),值得以主流模式研究推廣。
 
 
  
圖2輕軌車輛(LRT)
 
  有軌電車交通工程演化至今的現(xiàn)代版低地板有軌電車(見(jiàn)圖3),已經(jīng)成為運(yùn)行在市區(qū)街面上的主流模式,特別在小城市被廣泛采用。它可同其他車輛混合行駛,實(shí)行公共路權(quán),設(shè)置站臺(tái)很低,對(duì)于乘客而言非常便捷。但由于其要占據(jù)城市道路平面資源,運(yùn)量又較小,不能成為解決大城市交通擁堵問(wèn)題的優(yōu)選方式,僅適用于小城市的一種特別經(jīng)濟(jì)適用的主流交通。
 


圖3低地板有軌電車
 
  單軌交通單軌交通采用鋼梁或水泥梁為單軌(Monorail)來(lái)完成車輛的承載及導(dǎo)向作用。其特色是路線占有城市地面空間小,建造成本低,是一種高架專道型公共交通,適應(yīng)中等運(yùn)量。單軌系統(tǒng)可分為跨座式(Straddle)和吊掛式(Suspended),前者已在重慶運(yùn)用(見(jiàn)圖4),后者將在寧波等運(yùn)用。這兩種單軌交通相比,吊掛式單軌交通又稱空中列車(H-Bahn)交通系統(tǒng),簡(jiǎn)稱空列(見(jiàn)圖5),特別有利于同地面道路構(gòu)成立體交通格局,吊掛式單軌交通優(yōu)勢(shì)突出,造價(jià)低,僅為地鐵的1/3左右;占地面積小,將街道上的路燈柱加粗就可支撐起“空軌”;可拆裝,施工快,不影響環(huán)境,最能適應(yīng)城市建設(shè)發(fā)展的變遷;適應(yīng)地形能力強(qiáng),對(duì)大坡道、小轉(zhuǎn)道等復(fù)雜地形能較好適應(yīng),選線自由度大;適應(yīng)特殊地質(zhì)地區(qū)建線,降低了在城市選線與施工難度;全程自動(dòng)化,空列的特定專用路權(quán),可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化無(wú)人駕駛,配置有列車自動(dòng)控制系統(tǒng)(ATC)、列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)(ATO)、列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)(ATP),可實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能、高發(fā)車、高定位、高準(zhǔn)點(diǎn)、防冒進(jìn)、防追撞等高安全品質(zhì);全封閉式軌道,轉(zhuǎn)向架在封閉式軌道梁中行駛幾乎無(wú)噪聲傳出,行駛性能不受惡劣環(huán)境影響,輸供電線、通信電纜等敷設(shè)在封閉的軌道梁內(nèi),所以整體性實(shí)現(xiàn)安全、可靠、長(zhǎng)壽、整潔、美觀;載客適中便捷,是一種輕型、中速度、??快`活、適宜于中小城市的軌道交通。對(duì)大型機(jī)場(chǎng)、風(fēng)景旅游區(qū)、大型商業(yè)區(qū)、大型交通樞紐是一種現(xiàn)代的交通工具。
 
 
  
圖4跨座式單軌列車
 
 
  
圖5吊掛式空中列車(H-Bahn)
 
  自動(dòng)導(dǎo)軌交通自動(dòng)導(dǎo)軌交通系統(tǒng)(AGT)是一種完全自動(dòng)操縱的車輛,運(yùn)載高密集客流,在專用路線或固定軌路運(yùn)行的短程交通方式。這種固定軌路具有導(dǎo)向功能,是完全隔離的交通通道。采用電力驅(qū)動(dòng)輕型膠輪車輛,具有膠輪承載、膠輪導(dǎo)向、全自動(dòng)化等技術(shù)。目前主要用于大型機(jī)場(chǎng)、大型游樂(lè)場(chǎng)的周期性大眾快捷運(yùn)輸,北京機(jī)場(chǎng)T3航站已有運(yùn)用(見(jiàn)圖6)。
 
 
  
圖6自動(dòng)導(dǎo)軌車輛(AGT)
 
  磁浮導(dǎo)軌交通磁懸浮列車(EMS)是根據(jù)電磁學(xué)原理,利用磁力懸浮與線性驅(qū)動(dòng)的方法,實(shí)現(xiàn)懸浮、導(dǎo)向和推進(jìn)列車的現(xiàn)代交通工具。磁浮導(dǎo)軌交通的中低速磁浮列車(見(jiàn)圖7)適用于城軌交通運(yùn)營(yíng),由于它具有不接觸運(yùn)行和非粘著驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì),是一種對(duì)環(huán)境特別友好,最能適應(yīng)線路惡劣地形的中等運(yùn)量公共交通系統(tǒng)。在環(huán)境要求敏感、坡道大、彎道小的大型旅游景區(qū),商貿(mào)中心樓群區(qū),大型機(jī)場(chǎng)間,大型交通樞紐間的穿梭交通中選擇運(yùn)用定位合理。日本HSST系統(tǒng)是成功商業(yè)運(yùn)用案例。
 
 
  
圖7中低速磁浮列車(EMS)
 
  導(dǎo)軌式膠輪電車交通在城軌交通主流之外,還有一種實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的交通方式,這是伴隨對(duì)車輛重量、坡度限制、彎道限制、建造成本、消減噪聲及改善景觀等特定要求而出現(xiàn)的一種新型交通技術(shù)系統(tǒng),它就是導(dǎo)軌式膠輪電車(Lohr)(見(jiàn)圖8)。運(yùn)載車輛采用橡膠輪承載和驅(qū)動(dòng),用專有導(dǎo)軌導(dǎo)向,可運(yùn)行于城市地面道路的公共路權(quán)的線路上,以實(shí)現(xiàn)輕型、平穩(wěn)、降噪的改進(jìn)。法國(guó)Lohr低地板膠輪電車是成功案例,在上海張江科技城已運(yùn)用。



圖8  導(dǎo)軌式低地板膠輪電車(Lohn)
 
  市域快線交通近年來(lái)由于城市面積快速擴(kuò)張,市域快線交通正在加快發(fā)展。市域快線交通是涵蓋特大城市區(qū)域整體的交通方式,其技術(shù)性及運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)均高于城軌交通系統(tǒng)。采用完全隔離運(yùn)行的專道線路,服務(wù)于市中心與郊區(qū)間。因客流的不對(duì)稱,具有高峰性與方向性的通勤特色,平均旅途較長(zhǎng),站間距離較大,列車間發(fā)時(shí)長(zhǎng),運(yùn)營(yíng)速度較高,且可靠性要求也高。采用快速大型車輛——快線動(dòng)車組(CMU)(見(jiàn)圖9),技術(shù)上它與地鐵車輛有一定的技術(shù)關(guān)聯(lián)性,但由于快速的要求,又必需有相關(guān)技術(shù)的進(jìn)化。同時(shí),在特定的條件下,快線動(dòng)車組有兼容區(qū)域城市群所需的區(qū)域交通運(yùn)輸之趨勢(shì)。
 


圖9  快線動(dòng)車組(CMU)
 
  城軌交通多樣性理念和政策支持
 
  記者:城軌交通方式的多樣性格局推進(jìn)了城軌裝備的技術(shù)進(jìn)化,輪軌式交通運(yùn)載裝備在交通裝備制造業(yè)發(fā)展中的地位怎樣?
 
  劉友梅:城市是人們居住、工作、教育、娛樂(lè)的集結(jié)之地,同時(shí)也是政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化等活動(dòng)的執(zhí)行中心。由于環(huán)境條件及活動(dòng)性質(zhì)的多樣性,因此構(gòu)成了人們出行的不同需求,形成了城市交通方式的多樣性,隨著人類社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步,能源與環(huán)保的特殊要求,城市交通轉(zhuǎn)向以軌道交通為主干,一百多年來(lái)由于需求的多樣性,使軌道交通方式也形成了多樣性格局,多樣性又推進(jìn)了城軌交通裝備的技術(shù)進(jìn)化,而不是退化。雖然存在軌道交通裝備技術(shù)的多樣性,但始終保持著輪軌式交通運(yùn)載裝備(包括地鐵、輕軌和電車)的主流地位,因?yàn)樗亲罱?jīng)濟(jì),最可靠,最便捷的交通型式,也是交通裝備制造業(yè)發(fā)展的主流。而在輪軌式交通裝備中也還有A、B、C型城軌車輛的多樣性,以適應(yīng)城市交通大、中、小旅客運(yùn)量的最經(jīng)濟(jì)搭配。
 
  記者:毋庸置疑,輪軌方式在社會(huì)中需求龐大。您作為本領(lǐng)域行業(yè)專家,請(qǐng)介紹該技術(shù)未來(lái)的進(jìn)化方向?
 
  劉友梅:對(duì)輪軌方式的城軌交通裝備而言,由于社會(huì)和自然的需求更高,科技的發(fā)展步伐更快,技術(shù)上的傳統(tǒng)和創(chuàng)新并存,技術(shù)再進(jìn)化的方向有:(1)開(kāi)展全壽命周期中安全性、可靠性研究,提高全壽命周期及再制造技術(shù);(2)提高能源循環(huán)利用研究,進(jìn)一步發(fā)揮好電力牽引技術(shù)優(yōu)勢(shì),通過(guò)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)能量準(zhǔn)守恒的循環(huán)利用,達(dá)到節(jié)能降耗高品質(zhì)目標(biāo);(3)摩擦學(xué)應(yīng)用研究,實(shí)現(xiàn)牽引∕制動(dòng)特性的進(jìn)一步提升和運(yùn)動(dòng)磨耗的改善;(4)降噪技術(shù)應(yīng)用研究,改進(jìn)機(jī)械、風(fēng)動(dòng)性能,提升消隔噪音措施,改善環(huán)境,改善乘坐舒適度;(5)開(kāi)展以可靠性為中心的維保技術(shù)(RCM)研究,實(shí)現(xiàn)裝備全壽命周期質(zhì)量保證,推進(jìn)維保技術(shù)“制造化”。
 
  記者:城市軌道交通裝備呈多樣化發(fā)展應(yīng)遵循哪些理念?另外,您對(duì)軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)界有何建議和期待?
 
  劉友梅:制造業(yè)在堅(jiān)持主流性的同時(shí),發(fā)展多樣性,讓產(chǎn)品多元化去適應(yīng)城市交通的特殊性要求,還要根據(jù)不同城市的特殊建設(shè)環(huán)境去經(jīng)濟(jì)性選擇交通模式,因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ū厝皇且粋€(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),裝備的多樣性對(duì)于同一個(gè)城市而言一定要慎重選擇,又不能讓多樣性破壞了城軌交通網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的完整性。對(duì)不同的交通模式要有科學(xué)合理的定位,這是推進(jìn)多樣性的重要理念。城市軌道交通技術(shù)模式選型時(shí)要堅(jiān)持主流為前提,堅(jiān)持交通網(wǎng)絡(luò)整體性為原則,總之,要以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益最大化為目標(biāo)。今天面對(duì)全球、全國(guó),我們強(qiáng)調(diào)軌道交通裝備技術(shù)多樣性,但不放棄主流性,而主流性并不排斥多樣性,尤其是產(chǎn)業(yè)界應(yīng)該具有多樣性技術(shù)裝備的提供能力。相信產(chǎn)業(yè)界通過(guò)技術(shù)進(jìn)步會(huì)有更多、更優(yōu)的城軌交通裝備成為多樣性的新成員,我特別期待著為我國(guó)市場(chǎng)多樣性新格局,做好產(chǎn)品多元化的技術(shù)準(zhǔn)備。希望政府部門能在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),選型定位,交通規(guī)劃等相關(guān)政策方面,支持城軌交通模式的主流性與多樣性結(jié)合,實(shí)現(xiàn)完整的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),讓我國(guó)正在快速發(fā)展的城軌交通事業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的良性發(fā)展。

上一篇:馮愛(ài)軍
下一篇:蔡慶華