铁道交通技术第1篇

关键词：地铁；机电一体化；节能技术

Abstract: This paper introduces the application of modern city rail transit subway and the development of mechatronics technology in subway industry, a detailed analysis of the fully integrated mechatronic technology advanced and modern rail transportation technology, energy saving gospel for the modern city traffic. At the same time, learn from the advanced energy-saving technology abroad, combined with test international energy saving technology and China's rail transit technology difficulty and countermeasures.

Keywords: Subway; mechatronics; energy saving technology

中图分类号： U231文献标识码：A文章编号

一、现代城市轨道交通（地铁）概况

随着城市建设的发展，我国城市交通设施也发生了天翻地覆的变化。城市轨道交通已经成为城市公共交通系统中的重要组成部分之一，与人们的日常工作和生活密不可分。当前，城市轨道交通的类型主要有地铁、轻轨、悬浮列车、有轨电车等，以其快捷、便利、节能、安全、不占城市地表空间、承载量大以及不受地面其他车辆或交通事故等的影响，不易晚点等优点，迅速成为现代城市交通的“主动脉”。其中，地铁尤为普遍，成为轨道交通的主要代表。

地铁，即地下铁道的泛称。顾名思义，即运行于地下的旅客列车。主要建造在地表相对拥挤的城市里，可为城市节省大量占地面积，缓解交通拥挤。地铁一般按图运行，路线固定，由于不同路线路段的建设条件不同，有的地铁路段可能会建设在地面、高架上，也统称为地铁。世界上第一条地下铁道的诞生于1863年，位于英国伦敦[ 金辰虎，现代城市轨道交通，铁道知识[J]，2001年第4期。]。

现代轨道交通（地铁）的实际运营需要诸多专业的协调和配合，如电力系统、环境和机电设备系统、自动列车监控系统、火灾报警系统、自动售票检票系统、屏蔽门系统以及通信系统等[2 王婷婷、汪文功，现代城市轨道交通综合监控系统的设计理念，自动化技术与应用[J]，2010年第29卷第2期。]2，各个专门设备多样，并且要求各个不同的系统要严格统一、高效地管理和监控。这些复杂的系统程序已经远非传统人力所能及，机电一体化的运用，高智能化地解决了这一难题，使得地铁迅速在城市交通系统中独占鳌头。

二、机电一体化技术在地铁行业内的应用

在科学技术日新月异的今天，微电子技术和计算机技术快速发展，并不断向机械工业等领域渗透，机电一体化技术应运而生。机电一体化系统主要从系统的观点出发，综合运用了机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术、以及软件编程技术等群体技术，具有网络化、微型化、绿色化和人性化的特点[3 陈菊华，浅析机电一体化技术及其应用，中国科技信息[J]，2008年第13期。]3。

在地铁行业中，机电一体化是以微处理机为核心，把工控机、微机、仪表、显示装置等技术有机结合的统一整体，采用组装的方式，使得城市庞大的地铁系统得到精确的控制。

机电一体化在地铁行业中的应用主要体现在以下几个方面：

首先，智能化的控制技术。如通过地铁智能化控制，可以对自动扶梯进行节能控制，如利用变频控制技术，随时监测乘坐扶梯的人数，根据乘客量采用不同的运行速度，调整扶梯的运行速度和是否开启。此外，对列车的运行、地铁内部空调、通风设备等的运行也能做到智能化控制。

其二，分布式控制系统的采用。一台中央计算机指挥若干台面向不同列车、不同站点的现场测控计算机，既可以集中监视、操作、管理和调配整个地铁运行系统，又可分散分点重点控制某一列列车的运行和停止，形成了一种测、控、管一体化的兼具综合性和分散性极强的现代化管理体系。

其三，网络技术的充分应用。应用网络各种远程控制和监视技术，建立总线拓扑结构网络，分多个子网，全盘控制连接自动扶梯、屏蔽门、车站到全线光纤环网交换机等，形成一系列自动化联动。列车到站，系统提示灯闪烁，屏蔽门打开后，系统自动检测相关信号，迅速向自动扶梯、主要通风设备等传递开启信号，扶梯以及空调、通风设备等进入正常运行模式，形成一系列整体联动机制。

三、地铁机电一体化技术在节能方面做出的成绩

20世纪80年代，机电一体化向微型机器和微观领域发展[4 梁俊彦、李玉翔、林树忠，机电一体化技术的发展及应用，科技资讯[J]，2007年第25期。

]4，机电一体化技术在地铁行业得到普遍应用，带来了地铁交通的飞速发展。运用了机电一体化的地铁，不但具有快速、便捷、清洁、舒适等优点，更因其在节能方面，是其他交通工具所望之而不及的，这些使其成为城市人们出行的最爱，也成为城市交通系统的佼佼者，通过地铁机电一体化节能技术在地铁中的充分应用，有效节约了地铁用水用电。

其一，通过地铁机电一体化设备，有效利用地铁风进行节能取得显著成效。高速运行的地铁在隧道所产生的气流，带来大量的地铁风。当前我国已经有试点在地铁隧道两侧安装风轮，利用机电一体化组合装置，将产生的电能再利用到地铁内部设备的运行中。有效利用风能，节约了地铁总用电量。

其二，有效利用电能，节省电力也是机电一体化节能技术的重点。如运用其高智能的特点，控制地铁列车和扶梯的运行速度、警示灯闪烁时间等，在列车到达、人流量较多的时候，一切设备正常运行，人流量较少的时候，减少闪烁灯、减慢扶梯运行等，都可达到节能效果。此外，对环控机房如冰冻(应为看冷水或者冷冻)机房、空调机房和区间风机房等合理布局，充分利用建筑格局，尽量多利用自然通风口，因地制宜，减少空调机、冰冻（冷水机或者冷冻机）机等的使用频率和适当调低使用功率，有效节约电能。

其三，地铁车站中，冲厕用水、车站冲洗用水、冷冻水补充水等占地铁用水总量很大比例，有效利用机电一体化技术节约水资源尤为重要。当前已经采用并取得的效益的节水措施主要有利用机电设备循环用水；合理利用流入地铁地下车站的雨水、流水；循环冷却水再次利用于冲厕用水等等措施，有效节约了地铁用水。

四、国外较为先进的节能技术引用

在西方发达国家，社会能源的消耗构成体现在工业、交通和民用三大方面的能耗。西方国家在20世纪70年代末就掀起了节能风潮，不仅从日常小处着手，走绿色节能之路，也积极研发新的节能技术，可谓方方面面，无所不及。

发达国家的节能，主要是通过一定的技术或手段，使人获得舒适健康的环境的同时，充分利用有限资源，以最小的能源消耗为代价，获得最大化的经济和社会效益。主要有：第一，利用自然节能。如建筑、交通车停车场地等，多强调依自然而建，趋利避害，充分利用自然采用和通风环境，设立立体环保场地等。第二，利用节能材料节能。在交通设备、建筑设施中，采用高效保温、隔热的材料，合理的车厢设计或建设规划，达到有效改善整个车厢或建筑的冷热温度。如在墙体内喷入轻质散状的保温材料，设置能够有效隔热和吸收太阳能的特质车顶等。其三，借助地源热泵、地道风系统，利用低温地热能等。如在地下建筑场所设置自然通风口，在建筑领域注意使建筑保持自然通风方式等。

五、国际先进的节能技术与我国城市轨道交通技术相结合中的难度

国际先进的节能技术主要是返璞归真，充分利用自然和提高材料等的科技含量。但是，我国城市轨道交通系统庞大，多处于地下，照明、通风、运作等几乎全部要使用人力和物力，尤其是以电力为主的地铁交通系统中，必然要耗费大量的电力资源。我们只有在现有技术条件和环境下，充分借鉴外国经验，实现我国城市轨道交通节能技术的新突破。

铁道交通技术第2篇

关键词: 城市轨道交通; 建设标准; 发展模式

1 发展城市轨道交通应综合规划, 避免片面性、盲目性

国内较大规模研究筹建城市轨道交通始于80 年代初期, 当时不管什么性质城市、不管什么样线路都准备修建轻轨交通, 一时形成“ 轻轨热”。轻轨交通具有容量大、适应性强, 能灵活地在地面、地下、高架专用道上快速行驶, 而且较地下铁道投资少, 适于中运量城市公共交通运输, 近年来在国外得到较快的发展。但认为在我国百万人口以上大城市“ 只有建设轻轨交通, 才有可能从根本上解决城市乘车难和交通紧张问题”, 认为“ 轻轨交通运量能大于4 万人?小时”, 并可根据需要“ 不断增加运送能力”等提法需认真研究。任何一种交通工具的出现, 都有其 历史 背景, 根据其运行特点、技术特性, 都有一定的适应范围, 而不能是一种万能的交通工具。正如常规公共电汽车系统, 当线路客流超过1 万人次?小时时, 就已超越了其负担能力, 而使其失去优越性, 降低使用效率一样。

进入90 年代, 又出现了“ 地铁热”。许多城市都要建设地下铁道, 原来已论证应该建设轻轨交通的线路, 现在经过重新论证又认为建设地下铁道是最合理的; 要建设高标准轨道交通, 要选用国际上最先进技术装备, 认为“ 轻轨交通只是一种过渡性交通措施, 即使现在修建了, 将来也要改造成为地铁”。地下铁道由于其运量大、速度快、安全准时, 不受其它交通干扰, 能充分利用城市地下空间等优点, 在世界80 多个城市和地区修建了近5000 公里地下铁道。但这并不是说我国各大城市都要修建地下铁道才能解决城市交通问题。

一个城市要不要发展轨道交通, 以及选择城市轨道交通型式受很多因素的 影响 。这些因素是: 城市人口规模、城市特点、城市范围及城市地域结构变化、城市功能区划分及土地利用规模、城市经济规模、城市交通设施及交通现状。

在分析研究城市轨道交通系统型式时, 还要考虑系统的运输能力、系统的运行特点及技术特性、系统的经济性及环境景观影响。

总之, 发展城市轨道交通是城市经济发展和城市 现代 化的需要。不能根据主观意愿, 想搞什么就论证什么, 在客流调查和预测上要实事求是, 要采用定性分析和定量分析相结合 方法 进行 科学 论证。根据城市的具体情况, 作好城市轨道交通综合规划, 从城市的 社会 效益、经济效益和环境效益出发, 用最少的投资获得最大的效益, 促进我国城市轨道交通的发展。

2 根据我国国情确定轨道交通建设标准

当前在筹建轨道交通过程中有一种倾向, 对系统提出较高的建设标准, 要建设“ 世界一流水平”,“ 本世纪世界先进水平”,“ 九十年代世界先进水平”的城市轨道交通。城市轨道交通系统是一个涉及到多学科、技术密集的系统工程, 其建设标准的确定受很多因素影响, 如售检票, 车辆、信号、服务水平等等, 需要进行科学地多方面地比较和论证。采用了某一项新技术并不能说明轨道交通系统就是先进的和高标准的。所谓的高标准和高水平都是相对的, 具有一定时间性。随着科学技术发展和进步, 新技术不断更新, 今天的先进技术会被更新的技术所取代。但是过高的建设标准会增加轨道交通投资费用, 会超出我国城市经济的承受能力, 影响城市轨道交通发展速度。

表1 是北京地铁和世界上营运里程超过100 公里的14 个城市地铁的部分营运指标的比较。北京地铁现在年客运量为5. 11 亿人次, 平均日客运量140 万人次, 平均每辆车年运送乘客130 万人次。北京地铁使用直流变阻车辆, 在车辆数量少、运营线路短的情况下, 年客运量和平均每辆车年客运量都是比较高的, 说明北京地铁系统综合技术水平、运输效率都是比较高的。

当前我国城市交通的实际情况是乘车难, 乘车拥挤已到了非常严重程度, 在一定程度上制约了城市发展。同时我国又缺乏建设资金, 技术装备、技术水平又较落后, 这就是我国国情。在建设城市轨道交通过程中, 应考虑国情, 从实际出发, 在满足客流需求基础上讲究安全、可靠、实用、经济, 适当降低城市轨道交通建设标准, 以解决乘车难、乘车拥挤实际问题, 满足早晚高峰大量通勤出行需求为主, 而不应过高追求高标准和高水平。

3 从城市发展及城市地域结构变化研究城市轨道交通发展模式 由于城市发展主要集中在城市中心区, 城市中心区交通拥挤阻塞比较严重。因此, 研究城市交通也主要着眼在城市中心区, 很少从全局出发, 从地域结构的变化来研究城市交通, 特别是轨道交通。但是, 城市交通是城市这个特大系统的重要组成部分, 城市交通与城市发展战略是密不可分的。

为促进城市发展, 为大城市人口、职能及产业向效区转移创造条件, 加速城乡一体化进程, 大城市应建立完善的以城市轨道交通为骨干交通体系。交通体系的完善, 不仅为城市中心区、居民区和工业区间的联系提供方便, 而且能促使城市中心区与郊区、郊区与郊区、城市中心区与卫星城镇的联系日益紧密, 缩小城乡经济生活差距, 为合理通勤时间提供保证。

4 城市轨道 交通 系统开发 研究 不足

城市轨道交通有很多类型, 技术比较成熟并已通车运营的就有城市市郊快速铁道、地下铁道、轻轨交通、单轨交通、导轨交通及线性电机牵引的轨道交通等多种形式。 目前 还有一些轨道交通系统在试验中, 城市轨道交通形式有向多样化 发展 趋势。国内对地下铁道的研究较早, 技术趋于成熟。轻轨交通研究始于80 年代初, 还有许多 问题 有待于进一步深化。对市郊快速铁道等其它形式则研究的很少。各种形式轨道交通的出现和发展是城市 社会 经济 发展的结果, 并将随着 科学 技术的发展而不断提高。任何一种交通工具的出现都有其一定的社会背景。开展城市轨道交通系统研究, 研究轨道交通的发展过程、技术经济特性、适应范围、发展趋势, 可使我们得到启迪, 进一步深化对轨道交通的认识, 使我们可以根据国情发展适合 中国 国情的轨道交通系统。

国内对市郊快速铁道研究较少, 但市郊快速铁道的作用不容忽视。原联邦德国区域地铁快车S-B ahn 、巴黎地区快速铁道R ER 、日本的JR 铁道和私铁都属于市郊快速铁道系统。下面仅以日本三大交通圈为例 分析 市郊快速铁道在大城市的作用。表2 为日本三大交通圈市郊快速铁道和各种交通工具运营线路长度, 表3 为日本三大交通圈各种交通工具年客运量。

65. 66% 、76. 26% 。因此, 日本三大圈都是以公共交通为主, 公共交通中又以轨道交通为主, 公共汽车只起辅助作用, 用以向轨道交通疏散客流。在轨道交通系统中, JR 铁道和私铁均属于市郊快速铁道, 占轨道交通线路总长的87. 6% 、89. 6% 。国际上大城市市郊铁道在城市公共交通中都占相当大的比重, 其重要性是不言而喻的。我国在发展城市轨道交通时, 对市郊快速轨道交通必须给以充分重视。

5 加速开展轨道交通技术装备国产化技术研究

现在国内筹建和修建轨道交通的城市几乎都采取向国外贷款的办法, 在资金私短缺情况下, 这是不得已的作法。按着国际惯例需从国外购置包括车辆、信号等各种技术装备。这种作法给我国城市轨道交通发展带来极大的后患。

5. 1 增加轨道交通系统建设引用

5. 2 给轨道交通运用带来极大困难

城市轨道交通是一项跨学科、技术密集的系统工程, 其技术装备涉及大量机电产品, 品种繁多、技术复杂。由于贷款是由不同国家提供的, 因此技术装备引进也必然来自不同国家, 各种技术装备将出现不同型号, 会给运营中备品备件维修带来困难。长期引进国外技术装备, 将使轨道交通发展出现受制于人的局面, 需引起我们高度警惕。

5. 3 不利于轨道交通 工业 体系的建立

城市轨道交通与铁路运输同属轨道交通, 在设计施工、技术装备生产和运行管理等方面基本相同。地铁和轻轨车辆作为电动车辆与铁路机车车辆在结构、设计技术、生产工艺、生产装备上都是相同的。

现在各城市轨道交通技术装备都引进国外产品, 使国内生产设备闲置、生产能力浪费是很不合理的现象。

6 加速城市轨道交通基础 理论 及关键技术研究

60 年代我国依靠自己的力量建成了北京地下铁道, 北京地下铁道的技术装备全部都是自行研制、设计生产的, 至今已近30 年, 仍然担负着繁重的运输任务。尽管地铁车辆、信号技术与世界水平相比都比较落后, 就其运营指标并不比国外地铁差。随着科学技术发展和进步, 特别是 电子 技术、电子 计算 机的发展, 地下铁道系统也应该在发展中不断改造提高自身的技术水平, 才能适应客运量不断增长的需要。但是由于受条件限制, 国内对城市交通和城市轨道交通的发展研究不够, 发展战略不明确、技术开发薄弱, 造成决策上的失误, 使国内城市轨道交通技术水平处于停顿状态, 而远远落后国际先进水平, 我们应当吸取这一教训。

当前我国许多城市在筹备和建设城市轨道交通, 北京、上海、广州地下铁道都在紧张施工, 各城市都准备利用国外贷款引进先进技术装备。因此, 现在应充分利用这一有利时机, 加紧城市轨道交通基础技术理论研究和各种技术装备关键技术研究, 以便迎头赶上世界先进技术水平。目前我国城市轨道交通还处于起步阶段, 各大城市在筹建城市轨道交通过程中急需基础技术理论的指导, 以便促进城市轨道交通的发展。城市轨道交通基础技术理论及关键技术研究将直接指导城市轨道交通决策、规划设计、工程建设、技术装备生产、系统运用管理等, 以减少决策失误, 并产生巨大经济效益。

参考 文献

1 建设部地铁建设管理办公室。地铁与轻轨研究中心。地铁与轻轨技术装备国产化可行性研究报告,

1994.

铁道交通技术第3篇

关键词: 城市轨道交通; 建设标准; 发展模式

随着国民经济的飞速发展， 我国城市化速度加快， 城市人口急剧增加， 城市化范围不断扩大， 城市公共交通客运量大幅度增长。很多城市都有一批线路单向小时客流量超过1 万人次， 已超越了常规公共电汽车的负担能力。加之机动车大量发展， 使得已经非常紧张的道路被大量占用。虽然各城市采取了一系列综合治理措施， 但由于受现有条件限制， 难于从根本上解决城市交通问题。为此， 从80 年代初我国许多大城市开始筹建城市轨道交通。国务院曾以文件形式指出，“ 大城市客运交通应采取逐步发展轨道交通为主的方针”， 实现“ 上天入地”， 建立“ 多层次、立体化的综合交通体系”。当前国内共有20 余座城市正在筹建和修建轨道交通， 规划线路总长超过1000 公里。在我国城市轨道交通建设过程中， 有些问题很值得深思和研究探讨。

1　发展城市轨道交通应综合规划， 避免片面性、盲目性

国内较大规模研究筹建城市轨道交通始于80 年代初期， 当时不管什么性质城市、不管什么样线路都准备修建轻轨交通， 一时形成“ 轻轨热”。轻轨交通具有容量大、适应性强， 能灵活地在地面、地下、高架专用道上快速行驶， 而且较地下铁道投资少， 适于中运量城市公共交通运输， 近年来在国外得到较快的发展。但认为在我国百万人口以上大城市“ 只有建设轻轨交通， 才有可能从根本上解决城市乘车难和交通紧张问题”， 认为“ 轻轨交通运量能大于4 万人?小时”， 并可根据需要“ 不断增加运送能力”等提法需认真研究。任何一种交通工具的出现， 都有其历史背景， 根据其运行特点、技术特性， 都有一定的适应范围， 而不能是一种万能的交通工具。正如常规公共电汽车系统， 当线路客流超过1 万人次?小时时， 就已超越了其负担能力， 而使其失去优越性， 降低使用效率一样。

进入90 年代， 又出现了“ 地铁热”。许多城市都要建设地下铁道， 原来已论证应该建设轻轨交通的线路， 现在经过重新论证又认为建设地下铁道是最合理的; 要建设高标准轨道交通， 要选用国际上最先进技术装备， 认为“ 轻轨交通只是一种过渡性交通措施， 即使现在修建了， 将来也要改造成为地铁”。地下铁道由于其运量大、速度快、安全准时， 不受其它交通干扰， 能充分利用城市地下空间等优点， 在世界80 多个城市和地区修建了近5000 公里地下铁道。但这并不是说我国各大城市都要修建地下铁道才能解决城市交通问题。

一个城市要不要发展轨道交通， 以及选择城市轨道交通型式受很多因素的影响。这些因素是: 城市人口规模、城市特点、城市范围及城市地域结构变化、城市功能区划分及土地利用规模、城市经济规模、城市交通设施及交通现状。

在分析研究城市轨道交通系统型式时， 还要考虑系统的运输能力、系统的运行特点及技术特性、系统的经济性及环境景观影响。

总之， 发展城市轨道交通是城市经济发展和城市现代化的需要。不能根据主观意愿， 想搞什么就论证什么， 在客流调查和预测上要实事求是， 要采用定性分析和定量分析相结合方法进行科学论证。根据城市的具体情况， 作好城市轨道交通综合规划， 从城市的社会效益、经济效益和环境效益出发， 用最少的投资获得最大的效益， 促进我国城市轨道交通的发展。

2　根据我国国情确定轨道交通建设标准

当前在筹建轨道交通过程中有一种倾向， 对系统提出较高的建设标准， 要建设“ 世界一流水平”，“ 本世纪世界先进水平”，“ 九十年代世界先进水平”的城市轨道交通。城市轨道交通系统是一个涉及到多学科、技术密集的系统工程， 其建设标准的确定受很多因素影响， 如售检票， 车辆、信号、服务水平等等， 需要进行科学地多方面地比较和论证。采用了某一项新技术并不能说明轨道交通系统就是先进的和高标准的。所谓的高标准和高水平都是相对的， 具有一定时间性。随着科学技术发展和进步， 新技术不断更新， 今天的先进技术会被更新的技术所取代。但是过高的建设标准会增加轨道交通投资费用， 会超出我国城市经济的承受能力， 影响城市轨道交通发展速度。

表1 是北京地铁和世界上营运里程超过100 公里的14 个城市地铁的部分营运指标的比较。北京地铁现在年客运量为5. 11 亿人次， 平均日客运量140 万人次， 平均每辆车年运送乘客130 万人次。北京地铁使用直流变阻车辆， 在车辆数量少、运营线路短的情况下， 年客运量和平均每辆车年客运量都是比较高的， 说明北京地铁系统综合技术水平、运输效率都是比较高的。

当前我国城市交通的实际情况是乘车难， 乘车拥挤已到了非常严重程度， 在一定程度上制约了城市发展。同时我国又缺乏建设资金， 技术装备、技术水平又较落后， 这就是我国国情。在建设城市轨道交通过程中， 应考虑国情， 从实际出发， 在满足客流需求基础上讲究安全、可靠、实用、经济， 适当降低城市轨道交通建设标准， 以解决乘车难、乘车拥挤实际问题， 满足早晚高峰大量通勤出行需求为主， 而不应过高追求高标准和高水平。

3　从城市发展及城市地域结构变化研究城市轨道交通发展模式

目前我国城市化速度较快， 特别是改革开放以来， 城市数量和规模不断增加。在城市化同时， 城市向周围地区扩散是大城市地域结构变化的重要趋势， 大城市在社会经济生活中的地位和作用日益提高。但我国大城市地域结构与工业发达国家大城市不同， 主要表现在大城市人口、职能和土地利用主要集中在城市中心区域。大城市居民出行距离短， 主要集中在城市中心和近效， 效区开发不足， 特别是远效和卫星城镇开发不足， 城镇经济和基础设施水平低， 城市社会经济影响范围小。以北京市为例， 城市中心区面积87. 1 平方公里， 仅占全市总面积0. 5% ， 却居住着全市1/4 总人口， 43% 的城市人口， 人口密度每平方公里达2. 7 万人， 并集中全市1/5 的工厂和商业。近郊面积1282. 8 平方公里， 占全市面积7. 6% ， 集中了国家机关的50% 和所有的高校、大部分工业企业， 并形成10 个较大工业区， 但城市中心区半径仅有5～ 6 公里， 近效在其周围， 活动半径约为20 公里。郊区和城市中心间缺乏大容量快速交通系统， 交通不方便， 对城市职能、人口缺少足够的吸引力， 城镇和卫星城市很难发展起来。在工业发达的国家， 与北京相类似的城市其交通半径已扩展到30～ 50 公里， 甚至80～ 100 公里。

由于城市发展主要集中在城市中心区， 城市中心区交通拥挤阻塞比较严重。因此， 研究城市交通也主要着眼在城市中心区， 很少从全局出发， 从地域结构的变化来研究城市交通， 特别是轨道交通。但是， 城市交通是城市这个特大系统的重要组成部分， 城市交通与城市发展战略是密不可分的。

为促进城市发展， 为大城市人口、职能及产业向效区转移创造条件， 加速城乡一体化进程， 大城市应建立完善的以城市轨道交通为骨干交通体系。交通体系的完善， 不仅为城市中心区、居民区和工业区间的联系提供方便， 而且能促使城市中心区与郊区、郊区与郊区、城市中心区与卫星城镇的联系日益紧密， 缩小城乡经济生活差距， 为合理通勤时间提供保证。

4　城市轨道交通系统开发研究不足

城市轨道交通有很多类型， 技术比较成熟并已通车运营的就有城市市郊快速铁道、地下铁道、轻轨交通、单轨交通、导轨交通及线性电机牵引的轨道交通等多种形式。目前还有一些轨道交通系统在试验中， 城市轨道交通形式有向多样化发展趋势。国内对地下铁道的研究较早， 技术趋于成熟。轻轨交通研究始于80 年代初， 还有许多问题有待于进一步深化。对市郊快速铁道等其它形式则研究的很少。各种形式轨道交通的出现和发展是城市社会经济发展的结果， 并将随着科学技术的发展而不断提高。任何一种交通工具的出现都有其一定的社会背景。开展城市轨道交通系统研究， 研究轨道交通的发展过程、技术经济特性、适应范围、发展趋势， 可使我们得到启迪， 进一步深化对轨道交通的认识， 使我们可以根据国情发展适合中国国情的轨道交通系统。

国内对市郊快速铁道研究较少， 但市郊快速铁道的作用不容忽视。原联邦德国区域地铁快车S-B ahn 、巴黎地区快速铁道R ER 、日本的JR 铁道和私铁都属于市郊快速铁道系统。下面仅以日本三大交通圈为例分析市郊快速铁道在大城市的作用。表2 为日本三大交通圈市郊快速铁道和各种交通工具运营线路长度， 表3 为日本三大交通圈各种交通工具年客运量。

分析表2 数据， 除名古屋外， 东京交通圈公共交通占总运量的69. 91% ， 私人小汽车占总运量的30. 09% 。大阪交通圈公共交通占63. 72% ， 私人小汽车占36. 28% 。在公共交通中， 轨道交通又占主要地位， 在三大交通圈内， 轨道交通系统分别占公共交通的80. 06% 、

65. 66% 、76. 26% 。因此， 日本三大圈都是以公共交通为主， 公共交通中又以轨道交通为主， 公共汽车只起辅助作用， 用以向轨道交通疏散客流。在轨道交通系统中， JR 铁道和私铁均属于市郊快速铁道， 占轨道交通线路总长的87. 6% 、89. 6% 。国际上大城市市郊铁道在城市公共交通中都占相当大的比重， 其重要性是不言而喻的。我国在发展城市轨道交通时， 对市郊快速轨道交通必须给以充分重视。

5　加速开展轨道交通技术装备国产化技术研究

现在国内筹建和修建轨道交通的城市几乎都采取向国外贷款的办法， 在资金私短缺情况下， 这是不得已的作法。按着国际惯例需从国外购置包括车辆、信号等各种技术装备。这种作法给我国城市轨道交通发展带来极大的后患。

5. 1 增加轨道交通系统建设引用

1993 年建设部曾组织有关专家对我国地铁和轨轨交通开展技术装备国产化研究， 据初步预测， 仅车辆一项就需多花数十亿美元。城市轨道交通由于引进大量技术装备， 使得建设费用中土建费用呈下降趋势， 技术装备费用呈上升趋势。根据有关专家对地铁系统的统计， 土木工程占总投资比例由47% 下降到23% ， 而技术装备投资占总投资比例从28% 上升到39% 。结果造成低息贷款高价购置技术装备的局面， 增加轨道交通建设费用， 给国家带来巨大损失， 给城市带来沉重的负担。

5. 2 给轨道交通运用带来极大困难

城市轨道交通是一项跨学科、技术密集的系统工程， 其技术装备涉及大量机电产品， 品种繁多、技术复杂。由于贷款是由不同国家提供的， 因此技术装备引进也必然来自不同国家， 各种技术装备将出现不同型号， 会给运营中备品备件维修带来困难。长期引进国外技术装备， 将使轨道交通发展出现受制于人的局面， 需引起我们高度警惕。

5. 3 不利于轨道交通工业体系的建立

城市轨道交通与铁路运输同属轨道交通， 在设计施工、技术装备生产和运行管理等方面基本相同。地铁和轻轨车辆作为电动车辆与铁路机车车辆在结构、设计技术、生产工艺、生产装备上都是相同的。

现在各城市轨道交通技术装备都引进国外产品， 使国内生产设备闲置、生产能力浪费是很不合理的现象。

6 加速城市轨道交通基础理论及关键技术研究

60 年代我国依靠自己的力量建成了北京地下铁道， 北京地下铁道的技术装备全部都是自行研制、设计生产的， 至今已近30 年， 仍然担负着繁重的运输任务。尽管地铁车辆、信号技术与世界水平相比都比较落后， 就其运营指标并不比国外地铁差。随着科学技术发展和进步， 特别是电子技术、电子计算机的发展， 地下铁道系统也应该在发展中不断改造提高自身的技术水平， 才能适应客运量不断增长的需要。但是由于受条件限制， 国内对城市交通和城市轨道交通的发展研究不够， 发展战略不明确、技术开发薄弱， 造成决策上的失误， 使国内城市轨道交通技术水平处于停顿状态， 而远远落后国际先进水平， 我们应当吸取这一教训。

当前我国许多城市在筹备和建设城市轨道交通， 北京、上海、广州地下铁道都在紧张施工， 各城市都准备利用国外贷款引进先进技术装备。因此， 现在应充分利用这一有利时机， 加紧城市轨道交通基础技术理论研究和各种技术装备关键技术研究， 以便迎头赶上世界先进技术水平。目前我国城市轨道交通还处于起步阶段， 各大城市在筹建城市轨道交通过程中急需基础技术理论的指导， 以便促进城市轨道交通的发展。城市轨道交通基础技术理论及关键技术研究将直接指导城市轨道交通决策、规划设计、工程建设、技术装备生产、系统运用管理等， 以减少决策失误， 并产生巨大经济效益。

参考文献

1　建设部地铁建设管理办公室。地铁与轻轨研究中心。地铁与轻轨技术装备国产化可行性研究报告，

1994.

2　苗彦英。城市轨道交通。北京: 北京科技出版社， 1994.

铁道交通技术第4篇

关键词：高职院校；轨道交通；综合实训基地；建设；运行管理机制

中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）06-0010-03

高等职业教育应树立“做中学、学中做”的教学理念，实行工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式，着力提高学生的职业素质、职业能力及就业创业能力。为了实现这一目标，必须突出学生的综合职业能力培养。通过综合实训，使学生的知识和能力得到内化，在工作能力、学习能力、团队意识、质量意识、安全意识、组织与纪律观念等方面协调发展。

轨道交通企业设备在运营过程中直接关系行车安全和人身安全，规章制度明文规定不允许动用正在使用中的设备。因此，生产一线无法满足轨道交通类设备维护专业学生实训的需要。轨道交通类高职院校大多建设了以满足各专业教学需要为主的实训室，但轨道交通采用高度集成的技术装备，岗位的复合程度很高，现以单一工种训练为主的实训室难以满足综合技能实践教学的需要。因此，必须通过技术集成，构建综合实训平台，提高实训教学水平。为此，建设校内轨道交通综合实训基地显得尤为重要。南京铁道职业技术学院（以下简称南铁院）通过“政企校”合作建设校内轨道交通综合实训基地，为高端技能型人才培养创造了良好的训练环境。

校企合作创新轨道交通综合实训基地建设思路

（一）充分体现“先进性、实用性、综合性、开放性”

由于轨道交通实训基地建设资金投入较多，必须明确定位实训基地的建设目标、建设方式及建设规模，做到科学合理规划。本着建成集教学、生产、培训、职业技能鉴定、科研与技术服务于一体的开放性实训基地的原则，构建真实或仿真的职业环境。通过对国内外轨道交通企业、院校轨道交通实训基地的调研，根据轨道交通专业人才培养方案中实训项目教学的需要，制定轨道交通综合实训基地的建设方案。在实训设备选型时，要采用当前的主流设备，并尽可能做到实训设备和技术可升级。建立严格的设备采购论证机制，邀请行业企业专家进行充分讨论，根据专家的意见完善建设方案，并由专业的设计院所进行建设方案的系统设计。

轨道交通综合实训基地应包括高速铁路、地铁设备。高速铁路设备采用具有国际领先水平的CTCS-2级列车运行控制系统等新设备，并预留升级为CTCS-3级列车运行控制系统接口。地铁设备采用基于无线通信的列车控制系统（CBTC）及行车指挥系统（ATS），实现铁道交通运营管理、城市轨道交通运营管理、铁道通信信号、城市轨道交通控制、铁道工程、城市轨道交通工程技术、电气化铁道技术、城轨供电、电气自动化技术、AFC巡检、BAS巡检、FAS巡检、通信技术、铁道机车车辆、城市轨道交通车辆检修、高速动车组技术、城市轨道交通车辆驾驶等专业的综合实训项目，使学生身临其境地体验岗位工作的全过程，并能运用所学专业知识和技能解决实际问题。

（二）创新“政企校”共建实训基地的体制机制

校企合作是高等职业教育改革发展的动力。高职院校要坚持开放办学、互利双赢的校企合作方式，不断创新办学思路。南铁院与铁道部安监司、上海铁路局、南京地铁公司等相关部门合作，充分发挥各自的优势，建立了“政企校”多方合作建设投入机制。

轨道交通实训基地的建设与一般实训基地建设有很大不同。一是很多实训设备属于轨道交通运营专用设备，市场无法正常购买；二是购买回来的设备不能直接使用，需要进行软件开发及设计；三是系统高度集成，必须通过联调联试才能投入使用。因此，需组建一支由轨道交通设备生产厂家、研究所、铁路局、地铁公司、学校共同组成的建设团队，满足实训基地建设和实训项目开发的需要。

企业具有大量的工程项目，可形成各类工程案例库，且有一批经验丰富的工程师队伍。应利用企业工程项目和工程师优势资源，将企业工程案例引入实训基地实训教学中，实现教学内容与岗位需求无缝对接。

学校具有适合教学、培训的现代化教学环境，并配备了各类先进的实训设备，拥有既有扎实理论知识，又有丰富实践经验的师资队伍。应利用学校的设备及教师优势资源，将企业员工培训引入实训基地，建立企业培训师培训中心，实现校企有机结合，加强学校与企业的紧密联系。

（三）营造轨道交通职业氛围

在综合实训基地建设中，要加强校园文化与企业文化的融合，要引入企业文化和企业管理标准，对学生按企业标准员工要求进行考核，积极营造和体现轨道交通职业氛围。

在轨道交通安全警示教育区，收集国内外高速铁路、地铁交通事故案例，分门别类地将事故原因、损失、责任人的处理及预防措施等内容，以图片、动画、实物、视频影像等形式展示。在高速铁路、地铁安全规范及流程教育训练区，展示高速铁路、地铁运营各关键工种的安全风险点。在事故救援区，设置不同事故情况下的救援演练方案和一系列演练模块，利用虚拟技术等对各种非正常突发事件应急处置的程序和方法进行模拟。

在高速铁路、地铁安全规范及流程教育训练区，紧贴安全生产工作实际，对现场作业的规范和流程进行模拟。针对不同岗位的核心技能要求，仿真设置一系列应急处置项目。在“应急处置”、“事故救援”区，通过虚拟技术、信息技术模拟各种场景。

通过安全警示标志标语、标准化作业程序来渲染企业氛围，凸显企业文化。实现“教室与车间合一”、“教学与生产合一”、 “教材与技术文件合一”、“教师与师傅合一”、“学生与员工合一”，使学生能够做到“学中看”、“看中学”、“学中干”、“干中学”。

创新轨道交通综合实训基地运行管理机制

（一）打造轨道交通教学中心，建立高水平“双师型”专业教学团队

首先，依托轨道交通综合实训基地，鼓励校企双方人员相互聘任和兼职，即企业的技术和业务主管不仅要承担专业实践课的教学，还要全程参与专业人才培养方案的修订工作；学校专业教师则要在企业担任具体的技术或业务工作，工作业绩由企业考核。其次，合作开发一批具有职业特色、适合教学及培训的教学资源，包括实训教材、课件、案例、实训手册、教学文档等。与轨道交通企业技术人员共同构建全真实训平台、虚拟仿真实训平台和远程实训平台，开发实训项目，共同组织实训教学，共同评价实践教学质量，提升学生的安全意识、责任意识和安全技术水平，促进安全职业素质的养成，增强学生对轨道交通现场岗位的胜任能力。

依托学校的“教师教学能力发展中心”和参加专业教研活动等来加强企业技术人员的教学能力培训，提高兼职教师的教学能力；通过专任教师和兼职教师共同申报和开展课改和教研项目，提升教学团队的教研能力。与合作企业共同选聘、共同管理兼职教师，建立混编专业教学团队，实现校企“互聘、互兼”双向交流的团队合作机制。

（二）打造轨道交通研发、新技术展示中心，提升产学研能力

以实训基地和专业混编教学团队为依托，建立轨道交通应用技术研究所，为轨道交通的科研单位及合作院校、企业在轨道交通高技术领域的科研开发提供试验平台，为工程实验提供技术平台，开展轨道交通应用项目研发、新技术应用测试、职业标准（题库、教材等）开发和生产流程优化等研发工作。

同时，在实训基地建设轨道交通工程施工的示范线，成为轨道交通新产品、新技术、新工艺、新设备、新材料的对外展示平台及推广应用基地。依托实训基地，提高学院技术创新和技术服务能力，满足行业企业的发展要求。

（三）打造轨道交通培训与职业技能鉴定中心，提升社会服务能力

借鉴发达国家职业教育先进经验，南铁院与上海铁路局、地铁公司合作成立轨道交通培训学院，填补国内高铁培训基地的空白，提升企业员工培训质量和后备人才培养质量，满足各路局技术培训、高速铁路新技术新设备技术培训、上海铁路局技师培训、铁道部技师培训以及未来海外客户培训项目的需求。以教学、科研、培训为纽带，以企校双方优质资源为依托，实行“融合管理、共享使用”的合作管理机制，将轨道交通培训学院建成企校双方共同培训、共担就业、共铸文化、共谋发展的办学共同体。

轨道交通培训学院实行理事会领导下的院长负责制。理事会由上海铁路局、地铁公司、南铁院派员组成，形成“1（学校）+N（上海铁路局、地铁公司）”的理事会结构。理事会负责轨道交通培训学院的目标定位、发展规划、人事安排、人才培养等重大事项决策。上海铁路局、地铁公司和南铁院主要领导担任理事长、副理事长，双方分管领导担任院长、执行院长。

轨道交通培训学院下设办公室，负责教学培训、设备维护、实训基地建设等方面工作的协调，其成员由铁路局、地铁公司相关部门的负责人和南铁院教务、校企合作等部门及二级学院负责人担任。

由于高速铁路、地铁实训资源、师资缺乏，通过共享机制的建立，可实现与江苏省境内开设轨道交通专业的院校、江苏省地铁企业、上海铁路局的共享，在开展人才培养的同时，可为企业培训师资和员工、举办技术比赛、进行职工的职业技能鉴定等工作。

（四）实施“教师主导、企业参与、学生主体”的实训基地维护体系

采用“实训教师为主导，企业优秀工程师、高级技师参与实训基地管理，由学生维护为主体”的设备维护体系。即按照高速铁路客运专线的维护模式，由教师担任高速铁路客运专线维修基地的主任、工程师角色，成立由学生组成的信号、通信、机车车辆、工程、供电、机电等工区，学生按专业担任工区工长、员工等角色，每年都要投入一定比例的运行维护经费，确保实训基地的有效运转。

“教师主导”即综合实训基地教师定期对学生进行设备维护知识传授和操作技能的强化培训，并与企业工程技术人员共同带领学生开展日常维护工作。

“企业参与”即上海铁路局有关站段、地铁公司定期派工程师、技师参与综合实训基地的维护工作，并提供一些维护所需的备品、备件。

“学生主体”即学生自愿利用业余时间，按专业组成团队，模拟铁路、地铁现场工区进行运作，在教师和企业工程技术人员指导下开展相应专业的日常维护工作。学生工作中穿工作服、戴安全帽等安全防护用品，严格执行检修标准化作业程序，养成良好的职业习惯。

（五）探索实训基地共建、共管、共享机制

首先，要建立组织机构。以多个功能相对完整的轨道交通专业群为单位，建立由上海铁路局、南车集团浦镇车辆公司、南京地铁公司等轨道交通行业企业代表、各专业负责人、学生代表、学生家长等参与的轨道交通实训基地管理委员会。

在实训基地建设与运行管理过程中，会遇到很多问题，要建立及时有效的信息沟通渠道。如定期召开校企合作层面的协商会议，建立系主任（二级学院院长）与铁路局、地铁公司的定期联席会议制度以及专业主任和车间主任、教师与师傅的日常对接机制，及时沟通情况，互通有无。

其次，明确相关职责和权益。在基地管理委员会这一主体框架内，学校和企业以及其他利益相关方，在充分协商的基础上签订校企合作协议书，明确校企双方在合作期间的责、权、利。同时，建立相应的规章制度和约束机制。一方面要保障企业的利益，并推动学校积极参与企业职工的培训，承担企业的技术研发任务；另一方面要明确企业在学生实训、实习过程中的教学功能。

再次，健全实训管理运行制度。制定《轨道交通实训基地管理委员会章程》、《轨道交通实训基地管理办法》等规章制度，协调基地内各专业的建设与发展、资源共享与互补，真正发挥轨道交通专业集群优势。建立社会综合评价系统，及时吸纳学生与家长、用人单位、行业专家的反馈意见，融入职业资格标准、企业岗位要求和学校标准，不断提高实训基地的教学与管理水平。同时做好实训的安全教育工作。

结语

总之，实训基地建设对高职教育教学改革、对提升高职教学质量起着非常重要的作用。应大力提升轨道交通综合实训基地的内在功能与外在效用，充分发挥其在人才培养、科学研究、社会服务、文化传承等方面的作用，加强“政企校”的合作，充分发挥各方优势，积极探索实训基地共建、共管、共享机制，以教学为中心，促进教学、科研、培训、职业技能鉴定、技能竞赛等有机结合，拓展科技研发、技术服务和成果转化功能，将轨道交通综合实训基地建成教学中心、研发技术中心和培训中心，为我国轨道交通行业的快速发展做出更大贡献。

参考文献：

[1]周世青.高职院校社会服务功能的现状及思考[J].高教论坛，2009（12）：112-114.

[2]张国清.基于实习、培训、社会服务三位一体的校企合作公共实训基地建设与研究[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2011（4）：55-56.

[3]戴勇.校企合作服务战略性新兴产业发展的探索与实践[J].中国职业技术教育，2011（33）：36-38.

铁道交通技术第5篇

关键词：城市轨道交通；科研；试验；铁科院

0 引言

铁路与城市轨道交通有着相互依存、相互延伸、相互促进、互为客源、资源整合的有机联系，铁路行业积极参与城市轨道交通建设，极大地促进了城市轨道交通事业的发展。铁道科学研究院（以下简称铁科院）于1965年开始参与城市轨道交通的建设,承担了北京地铁 1 号线的工程试验、施工难题攻关、轨道设计、车辆选型、调度指挥等工作，并建设了隧道1:1模型试验室，为北京地铁隧道结构的设计和施工提供了重要的试验依据。在北京地铁运营初期和运营过程中，参加了工务系统改造（如钢轨磨耗问题、减振降噪、轨检车研制等）、车辆改造（如转向架、制动、牵引系统）、调度系统升级等试验和研究工作，积累了经验，初步形成了轨道交通专业的专家队伍。

随着城市化进程的加快，国家更加重视城市轨道交通的发展。铁科院充分借鉴铁路行业的技术和管理，在城市轨道交通领域开展了全方位、系统化的专业服务。一是开展标准制定、试验检验、系统评估工作，承担先进管理理念推广、先进技术应用示范服务；二是开展技术交流、技术培训，促进城市轨道交通领域管理和技术水平的提高；三是研究开发与提供高技术含量、高可靠性、性价比优的城市轨道交通机电设备系统产品，为振兴装备制造业，落实国产化政策贡献力量。

1 为城市轨道交通产业发展提供技术保障

1.1 体现社会责任，做好城市轨道基础性工作

1.1.1 积极参与城市轨道标准化工作，开展产品标准体系研究

针对城市轨道交通领域标准尚未形成体系，特别是由于车辆与机电设备产品缺乏技术标准，远不能适应城市轨道交通建设发展需要的现状，铁科院组织专家开展了“我国城市轨道交通车辆与机电设备产品标准体系”的研究。结合w t o / t b t 协议中技术方面的法规和标准划分，以及市场经济条件下新型自愿性标准的实施性特征，开展了城市轨道交通产品技术标准体系的研究与编制，重点包括城市轨道车辆、牵引供电、通信、信号、自动售检票、轨道及环控等技术门类。标准体系体现了设计、招投标、监造、检验、安装、调试、联调和运营维护等各层面的需求，有较强的可操作性和实施性。该标准体系的研究成果已被建设部编制的相应产品标准体系所引用和采纳。

1.1.2 积极参与城市轨道交通机电设备发展战略与技术政策的研究与编制

城市轨道交通车辆与机电设备发展战略、发展规划与技术政策的研究与编制，体现了振兴装备制造业和落实装备国产化战略的基础性工作。铁科院依靠轨道行业装备系统的研发、检验、试验和人才专业齐全的综合优势，以及长期参与城市轨道交通领域技术咨询、工程监理、工程管理、系统集成和综合联调的实际经验，顺应国内、外城市轨道技术发展趋势，参与国家相关部门的决策，提出切实可行的发展战略，在管理与技术等方面发挥了积极的作用。

1.1.3 充分利用东郊环行试验基地，承担城市轨道交通车辆与机电系统试验

铁科院东郊环行试验基地拥有亚洲惟一的环行铁道试验线，已建成大环试验线、内环线、内环复线、探伤试验线、站场线、入环线、联络线、三角线、展示线等试验线路 40 多 km，承担铁路高速、提速、重载、货车可靠性、通信信号等各项试验。基地基本具备了a型车辆的型式试验能力，并于2006年初进行了国产化 a型城轨车辆的型式试验。利用环行试验线进行机车车辆、铁道建筑、通信信号、铁道电气化设施、客货运输、特种运输等多专业的科学试验。主要试验有：国产电力、内燃机车的研制参数及性能鉴定的各种试验；进口电力、内燃机车的验收和性能试验；国产与进口车辆的制动和走行性能试验；线路结构和线路强度试验以及线路部件（包括钢轨、轨枕、弹性垫层、扣件等）性能试验；路基承载力和路基变形试验；轮轨关系的综合试验；有线及无线通信设备性能试验；各种接触网悬挂方式与其零部件性能试验；各种供电方式（at，bt，大同轴电缆及直接供电）的试验；货运重载列车牵引和制动性能试验；客运列车扩大编组的牵引和制动性能试验；组合列车遥控遥信同步操纵的试验；长、大、重及特种危险品的运送试验；准高速（160～180　km/h）机车车辆及线路试验等。为充分利用东郊环行试验基地的优势，铁科院承担了城市轨道车辆和通信信号的验收试验，车辆和信号系统、车辆与通信系统、车辆和供电系统的综合试验等工作。

1.2 体现知识价值，创新咨询服务

以深圳地铁一期工程机电设备总监理服务为契机，铁科院开展了系统的、规模化的城市轨道交通领域的咨询服务，以“小业主、大社会”为原则，参与城市轨道交通建设项目管理的实践。

（1）创造市场。根据自身的优势和特长，为业主推荐、策划更高技术含量的服务项目，共同促进城市轨道交通领域技术和管理水平的提高，实现了项目的示范意义和服务的增值。

（2）满足用户需求。积极解决影响工程全局的紧急问题，以“工程利益第一、业主需要第一”为宗旨，为业主提供需求服务，满足业主的迫切需要。

（3）以科学的态度开展咨询服务。工程咨询不是简单的商业行为，需要强烈的社会责任感。不仅要诚信，还要为业主负责、为工程负责、为社会负责,以实事求是、一丝不苟和严谨的科学态度开展咨询服务。与此同时，通过专门聘请资深专家深入咨询服务，提供用户急需的技术支持和管理经验，弥补用户在经验和技术上的不足。

（4）提高工程咨询服务水平。在知识平台上搭建服务平台，建立咨询服务的项目经理层、专家层、管理专家层的服务保障体系，形成金字塔式的风险规避机制，保证工程咨询的服务水平。

1.3 体现科研成果转化，提供高技术含量的机电系统产品

铁科院作为产业型科研院所，积极致力于科研成果的转化，一方面是智力服务的转化，另一方面是成果的转化。轨道交通领域技术和管理的互通，决定了铁路的许多科研成果能够满足城市轨道的具体需求，迅速地向用户提供具有竞争力的高技术含量的产品。目前，铁科院为城市轨道交通项目提供的产品主要包括: 工务、机务检测设备（轨检车）、维修养护装备（架车机）、信号系统产品、基础制动产品等。另外，还积极开展具有自主知识产权的国产化列车自动运行系统（ato）产品研发和国产化直通式微机控制制动系统的装车试验工作。

2 促进城市轨道交通可持续发展的主要措施

2.1 发挥科研优势，加强城市轨道交通基础性研究

针对城市轨道交通建设和运营的难题，在安全技术、施工技术、新型材料、环境保护和节能技术等方面加强基础性研究，如轮轨关系、控制系统、检测技术、防水技术、减振降噪等方面的研究，为完善设计、施工规范和验收标准创造基础性条件。

2.2 保障技术先进，实现城市轨道系统制式的适用化和多样化

近十几年来，城市轨道交通在系统制式上呈现了多样化的趋势，并有其独特的技术特点和合理的适用范围。铁科院通过研究和应用城市轨道交通的先进技术，为轨道交通系统制式的合理应用从经济、技术、运营和环境角度提供全面支持。

2.3 利用有利资源，建立健全人才培训和交流机制

城市轨道交通行业和许多其他产业发展过程一样，都会遇到各类人才的缺乏，这是制约行业可持续发展的“瓶颈”之一。铁科院利用铁路高科技人才培训基地和资质，以及成熟规范的培训经验和条件，建立健全人才培训和培育的有效机制。在项目实践中，形成传、帮、带的机制；积极利用铁路高新教育基地和业内专家的有利资源，以研讨、考察、交流等方式，实现系统化培训，有效地形成城市轨道交通领域多层次、多渠道、多专业的培训和交流机制。

2.4 振兴装备制造业，积极研发城市轨道交通机电设备原始创新与集成创新产品

国家装备制造业和城市轨道交通装备的技术政策对城市轨道交通机电设备的国产化提出越来越高的要求。积极研发城市轨道交通机电设备原始创新和集成创新产品，是铁路行业科技型企业应尽的责任。铁科院通过积极参与研制国产化城市轨道交通信号系统、车辆制动系统与应用、自动售检票关键装备和软件系统、城市轨道交通检测和维修养护装备，具备了实现高技术含量、专业化的原始创新与集成创新的能力和条件。在此基础上，形成系统的创新产品。

2.5 保障系统安全，尽快建成国家城市轨道交通综合试验检验基地

面对我国城市轨道交通的迅猛发展，为了保证城市轨道车辆运行安全，提高城轨车辆国产化水平，规范我国城市轨道交通建设和运营管理，促进城市轨道装备制造业的可持续发展，参与国际竞争，尽快建成我国城市轨道交通系统综合试验检验基地是一项十分紧迫的任务。通过建立城市轨道交通系统验收试验中心、城市轨道交通系统产品质量检验中心和城市轨道交通系统应用基础试验研究中心，形成城市轨道交通系统自主试验检验体系，实现城市轨道车辆验收试验、通信信号验收试验、车辆和信号系统综合试验、车辆和通信系统综合试验、车辆和供电系统综合试验的功能，从而保障城市轨道交通系统的安全。

铁道交通技术第6篇

关键词：直线电机；磁悬浮；城市轨道交通；适用范围

abstract: linear motor has been successfully used in meglev transit system and rapid rail transit system for years. the transit systems driven by linear motor are classified as maglev system and wheel-rail system. the typical maglev system includes japanese mlx system, german transrapid system and japanese hsst system. the technical and economic features of these systems are compared and the suitable application fields of these systems are summarized in the paper.

keywords: linear motor; maglev; urban rapid rail transit; suitable application fields

1、引言

      从1825年世界第一条铁路出现算起，轨道交通已有近180年的历史。特别是上个世纪中叶以来，随着科技的进步，轨道交通运输方式不仅在诸如速度、密度、重量等性能方面有了很大提高，而且轨道交通方式本身也发生了巨大的变革。快速轨道交通有地铁、轻轨、单轨等多种方式。牵引方式历经蒸汽牵引、内燃牵引、电力牵引等阶段，目前在世界范围内又发展出直线电机牵引的交通方式，包括磁悬浮铁路、直线电机轮轨交通、磁悬浮飞机等。该交通方式目前正在迅速发展，将来会成为本世纪的主要交通方式之一。

    本文介绍以直线电机作为牵引方式的新型客运交通方式，主要包括技术原理和技术经济分析，最后对我国发展轨道交通系统提出发展建议。

2. 直线电机及分类

2.1 直线电机原理

      传统的轮轨接触式铁路，车辆所获得的牵引力（或称驱动力）、导向力和支承力均依靠轮轨相互作用获得，电传动内燃机车或电力机车的牵引动力来自于传统的旋转电机。直线电机交通系统不使用传统的旋转电机而使用直线电机(liner motor)来获得牵引动力。可以想象将传统的旋转电机从转子中心向一侧切开并且展直，这样旋转电机则变为直线电机。或者认为直线电机是半径无限大的旋转电机。这时定子中的旋转磁场将变为直线移动磁场，车辆将随着直线电机磁场的移动而向前运动。

2.2直线电机分类

      直线电机可以根据磁场是否同步、定子长度及驱动方式等因素进行分类。

2.2.1 按直线电机定子长度划分

      根据定子长度的不同，直线电机可以划分为长定子直线电机和短定子直线电机。

      长定子直线电机的定子（初级线圈）设置在导轨上，其定子绕组可以在导轨上无限长地铺设，故称为“长定子”。长定子直线电机通常用在高速及超高速磁悬浮铁路中，应用在长大干线及城际铁路领域。

短定子直线电机的定子设置在车辆上。由于其长度受列车长度的限制，故称为“短定子”。短定子直线电机通常用在中低速磁悬浮铁路及直线电机轮轨交通中，用在城市轨道交通领域。

2.2.2 按直线电机的磁场是否同步划分

      导轨磁场与车辆磁场可以同步运行，也可以不同步运行。据此可以将直线电机划分为直线同步电机和直线感应电机两大类型。

      直线同步电机lsm(liner synchronous motor)一般采用长定子技术，定子线圈（初级线圈）安装在导轨上，而转子线圈（次级线圈）安装在车辆上。导轨上的转子磁场与车辆上的定子磁场同步运行，控制定子磁场的移动速度就可以准确控制列车的运行速度。高速、超高速磁悬浮铁路一般使用该种长定子直线同步电机。德国的运捷tr和日本的mlx系统均使用这种直线同步电机。其原理见图1。

 

图1  长定子直线同步电机原理图

      直线感应电机lim(liner induction motor) 一般采用短定子技术，与lsm正好相反，定子线圈（初级线圈）安装在车辆上，而转子部分则安装在导轨上。转子磁场与定子磁场不同步运行，故也称为直线异步电机。中低速磁悬浮铁路（如hsst）及直线电机轮轨交通一般使用该种电机。其原理见图2。

   

图2. 短定子直线感应电机原理图

2.2.3 按驱动方式划分

      列车的运行工况（牵引、惰行、制动）及运行速度完全由定子绕组中的移动磁场控制。按照直线电机的初级线圈（定子线圈）的安设位置不同，直线电机牵引的轨道交通可以划分为导轨驱动和车辆驱动两种类型。

      导轨驱动也称为路轨驱动或地面驱动，采用长定子直线同步电机lsm。直线电机的初级线圈（定子线圈）设置在导轨上，采用长定子同步驱动技术。其列车的运行工况及运行速度由地面控制中心控制，列车司机不能直接控制。导轨驱动技术一般用于长大干线铁路或城际轨道交通。德国的运捷tr和日本的mlx系统均使用这种驱动技术。

      列车驱动技术采用短定子直线感应电机lim。直线电机的初级线圈（定子线圈）设置在车辆上，其列车的运行工况及运行速度由列车司机控制，故称为列车驱动。列车驱动技术一般用于城市轨道交通，用于中低速磁悬浮铁路（如hsst）及轮轨直线电机铁路。

3.直线电机交通模式

      直线电机交通主要包括磁悬浮铁路和直线电机牵引的轮轨交通两种类型。磁悬浮铁路的典型模式包括日本的超导超高速磁悬浮mlx、德国的常导超高速磁悬浮“运捷”tr和日本中低速磁悬浮hsst。

3.1 德国常导磁悬浮tr系统

      德国常导磁悬浮tr系统采用了长定子直线同步电机（lsm）驱动，悬浮和导向采用电磁悬浮ems原理，利用在车体底部的可控悬浮电磁铁和安装在导轨底面的铁磁反应轨(定子部件)之间的吸引力使列车浮起，导向磁铁从侧面使车辆与轨道保持一定的侧向距离，保持运行轨迹（图3）。高度可靠的电磁控制系统保证列车与轨道之间的平均悬浮间隙保持在10mm，两边横向气隙均为8～10mm。

   

3.2 日本超导磁悬浮mlx系统

      日本超导磁悬浮mlx系统采用了长定子直线同步电机（lsm）驱动，见图4。在导轨侧壁安装有悬浮及导向绕组。当车辆高速通过时，车辆上的超导磁场会在导轨侧壁的悬浮绕组中产生感应电流和感应磁场，控制每组悬浮绕组上侧的磁场极性与车辆超导磁场的极性相反从而产生引力、下侧极性与超导磁场极性相同产生斥力，使得车辆悬浮起来，悬浮高度为100mm。如果车辆在平面上远离了导轨的中心位置，系统会自动在导轨每侧的悬浮绕组中产生磁场，并且使得偏离侧的地面磁场与车体的超导磁场产生吸引力，靠近侧的地面磁场与车体磁场产生排斥力，从而保持车体不偏离导轨的中心位置（如图5所示）。2002年6月在山梨试验线新投入试验运行的mlx01-901试验车见图6，该试验车最近创造了580km/h的列车最高试验速度。

  

3.3 日本中低速磁悬浮hsst系统

      中低速磁悬浮系统以日本的hsst为代表，主要应用于速度较低的城市轨道交通和机场铁路。日本hsst为地面交通系统，采用列车驱动方式，电机为短定子直线感应电机（lim）。电机的初级线圈（定子）安装在车辆上，转子（或称次级线圈）沿列车前进方向展开设置在轨道上，见图2。在悬浮原理方面，hsst系统与德国tr相似，不同之处在于hsst系统将导向力与悬浮力合二为一。我国的磁悬浮铁路研究目前大都侧重于中低速范围，并且大都参照hsst技术研制。将来用于名古屋东部丘陵线的车辆及轨道见图7。

 

图7. hsst车辆及轨道

3.4 直线电机轮轨交通系统

       如前所述，磁悬浮铁路与传统轮轨铁路在驱动、支承（悬浮）和导向三方面的原理和所采用技术完全不同。在轨道交通体系中，直线电机轮轨交通系统是一种新型的介于上述二者之间的轨道交通形式。

该种轨道交通利用车轮起支承、导向作用，这与传统轮轨系统相似。但在牵引方面却采用了短定子列车驱动直线感应电机（lim）驱动，工作原理与hsst系统直线电机原理基本相同（见图2）。当初级线圈通以三相交流电时，由于感应而产生电磁力，直接驱动车辆前进，改变磁场移动方向，车辆运动的方向也随之改变。车辆平稳运行时，定子与感应轨之间的间隙一般保持在10mm左右。该系统原理见图8，车辆见图9。

 

 

 

迄今为止，该系统已经在4个国家的9个城市建成，总里程已超过180km。见表1。

表1  直线电机轮轨交通系统应用情况统计表

      另外日本福冈地铁3号线将于2006建成，韩国、美国华盛顿、法国巴黎等国家和城市有可能建设，我国广州地铁4、5号线已决定采用该系统，首都机场线也在研究采用该系统。

4. 技术经济比较

4.1 德、日高速磁浮铁路比较

      德国常导超高速磁悬浮铁路tr与日本超导超高速磁悬浮铁路mlx系统的主要技术性能方面的比较见表2。

表2  德日磁浮系统主要技术特点比较

综合对比分析日本电动悬浮mlx与德国电磁悬浮tr系统在技术、经济、环境三方面的性能，可以得出如下结论。

1、mlx系统造价高、超导技术难度大；tr系统造价相对较低，虽然控制系统复杂、精确，但技术相对成熟，大部分零部件具有通用性，市场供应方便。

2、mlx系统车辆悬浮气隙较大，对轨面平整度要求较低、抗震性能好、速度快并且还有进一步提高速度的可能性，它还具有低速时不能悬浮的特点，因此更适合于大运量、长距离、更高速度的客运。

3、从经济和效率来看，在450km/h以上速度运行时，日本mlx系统优于德国tr系统；在300—450km/h的速度范围内运行时，tr系统比较优越；300km/h以下速度时，采用轮轨高速可能更好。

4.2 磁悬浮铁路与轮轨高速铁路比较

近年来，高速铁路发展迅猛，高速列车试验速度已经达到515.3km/h，实际运营速度也达到250～300km/h。表3列出了磁浮铁路和轮轨高速铁路的主要技术指标。

表3 磁浮铁路和轮轨高速铁路主要技术指标

      通过上表分析可以认为：磁浮高速铁路和轮轨高速铁路各自有突出的优点和适用范围，任何非此即彼的看法都是不科学的。在高速的速度范围内(200~350km/h)，地面轨道交通应以高速铁路为主体；在需要350～600km/h超高速特定条件下，磁浮高速铁路优于轮轨高速铁路。

长大干线、复杂地形条件下修建磁浮铁路具有一定优势，在短途客运方面、地形平坦条件下高速磁浮系统并无太大优越性。

4.3 城市轨道交通不同模式比较

      在城市轨道交通中比较成熟的直线电机交通系统包括中低速磁浮系统（hsst）和直线电机轮轨交通系统，为了便于比较，表4中也列出了传统轨道交通（地铁、轻轨）的综合技术经济指标。

表4 城市轨道交通系统综合技术指标

      通过上表分析可以认为：城市轨道交通（包括市中心到机场之间的铁路）距离较短，一般为十几千米至几十千米，沿途需要停靠的车站比较密集。目前国内城市（包括机场内）轨道交通主要以地铁为主，但是由于工程造价、环境等诸多原因，延缓了地铁的发展速度；中低速磁悬浮技术先进，但工程费用和运营费用较高，且目前尚无商业运营经验，存在风险；直线电机轮轨交通技术先进，系统成熟、安全可靠、工程造价低、运营费用低、环保性能好，适合市内和市郊的中等运量运输，值得大力发展。

4. 结论和建议

通过如上分析，对我国发展轨道交通系统提出如下建议：

1、在超高速铁路速度范围内(350~550km/h)应重点发展磁悬浮铁路。但选用mlx系统还是选用tr系统主要看对速度的要求，德国tr技术的应用速度范围比较宽，从300km/h到450km/h，日本的ml技术在更高的速度范围(400k/h到550km/h)内更具有优势。

2、在高速铁路(200~350km/h)范围内应重点发展轮轨高速铁路。我国即将构建快速客运专线网，高速轮轨技术具有广阔的发展前景。在此速度范围内也可考虑发展高速磁悬浮铁路(mlx或tr系统)。

3、高速铁路在未来的一段时间内仍然是高速轨道交通的主要方式，但超高速磁悬浮的发展也是不可阻挡的。他们的应用速度范围各不相同，无法相互替代，应该共同发展、共同繁荣。

4、在中速(120~200km/h)范围内应重点发展传统轮轨铁路。在该速度范围内，目前还没有其他的轨道交通方式与中速铁路形成竞争力。

5、在低速(<120km/h)范围内有较多的技术可供选择。在铁路范围内主要采用传统轮轨铁路技术，在城市轨道交通中有传统轮轨地铁或轻轨、中低速磁悬浮系统、直线电机轮轨交通等方式可供选择，选择何种交通方式应在进行技术经济比较后确定。

6、我国的磁悬浮技术及研究大都属于中低速磁悬浮技术的范畴，但目前还达不到实用化程度。故在未来的一段时间内，我国在中低速磁浮系统方面应重点进行研究开发工作，以便将来发展为城市轨道交通的补充方式。

7、直线电机轮轨交通系统具有技术先进、安全可靠、经济合理、绿色环保、易于实现等优势，故今后我国城市轨道交通领域应大力发展该种制式。

8、磁悬浮铁路、轮轨铁路、直线电机轮轨交通技术特点不同，应用领域也不同，他们各有优势，无法相互替代。应鼓励发展多种交通方式，构筑配置合理、丰富多彩的轨道交通体系。而采用何种交通方式主要根据速度目标值确定，当然也要结合线路长度、地形条件、社会经济条件等多种因素选择。

9、在直线电机牵引的超高速磁悬浮铁路、中低速磁悬浮铁路和直线电机轮轨交通系统中，发展原则应该是发展两头、带动中间。目前应重点发展直线电机轮轨交通系统。

参考文献

[1] 施翃、魏庆朝.新型城市轨道交通模式——直线电机地铁系统[j].地铁与轻轨，2003(4):18-22。

[2] 施仲衡等.降低地铁造价及工程建设管理若干问题的研究高级技术论坛.2003.4，北京。

[3] 北京交通大学、北京城建设计研究总院城市轨道交通研究中心.直线电机系统在首都机场线应用的研究报告，2003.5，北京。

[4] 魏庆朝、孔永健.磁悬浮铁路系统与技术[m].北京：中国科学技术出版社，2003。

铁道交通技术第7篇

关键词：城市轨道交通；科研；试验；铁科院

0 引言

铁路与城市轨道交通有着相互依存、相互延伸、相互促进、互为客源、资源整合的有机联系，铁路行业积极参与城市轨道交通建设，极大地促进了城市轨道交通事业的发展。铁道科学研究院（以下简称铁科院）于1965年开始参与城市轨道交通的建设,承担了北京地铁 1 号线的工程试验、施工难题攻关、轨道设计、车辆选型、调度指挥等工作，并建设了隧道1:1模型试验室，为北京地铁隧道结构的设计和施工提供了重要的试验依据。在北京地铁运营初期和运营过程中，参加了工务系统改造（如钢轨磨耗 问题 、减振降噪、轨检车研制等）、车辆改造（如转向架、制动、牵引系统）、调度系统升级等试验和研究工作，积累了经验，初步形成了轨道交通专业的专家队伍。

随着城市化进程的加快，国家更加重视城市轨道交通的发展。铁科院充分借鉴铁路行业的技术和管理，在城市轨道交通领域开展了全方位、系统化的专业服务。一是开展标准制定、试验检验、系统评估工作，承担先进管理理念推广、先进技术应用示范服务；二是开展技术交流、技术培训，促进城市轨道交通领域管理和技术水平的提高；三是研究开发与提供高技术含量、高可靠性、性价比优的城市轨道交通机电设备系统产品，为振兴装备制造业，落实国产化政策贡献力量。

1 为城市轨道交通产业发展提供技术保障

1.1 体现 社会 责任，做好城市轨道基础性工作

1.1.1 积极参与城市轨道标准化工作，开展产品标准体系研究

针对城市轨道交通领域标准尚未形成体系，特别是由于车辆与机电设备产品缺乏技术标准，远不能适应城市轨道交通建设发展需要的现状，铁科院组织专家开展了“我国城市轨道交通车辆与机电设备产品标准体系”的研究。结合W T O / T B T 协议中技术方面的法规和标准划分，以及市场 经济 条件下新型自愿性标准的实施性特征，开展了城市轨道交通产品技术标准体系的研究与编制，重点包括城市轨道车辆、牵引供电、通信、信号、自动售检票、轨道及环控等技术门类。标准体系体现了设计、招投标、监造、检验、安装、调试、联调和运营维护等各层面的需求，有较强的可操作性和实施性。该标准体系的研究成果已被建设部编制的相应产品标准体系所引用和采纳。

城市轨道交通车辆与机电设备发展战略、发展规划与技术政策的研究与编制，体现了振兴装备制造业和落实装备国产化战略的基础性工作。铁科院依靠轨道行业装备系统的研发、检验、试验和人才专业齐全的综合优势，以及长期参与城市轨道交通领域技术咨询、工程监理、工程管理、系统集成和综合联调的实际经验，顺应国内、外城市轨道技术发展趋势，参与国家相关部门的决策，提出切实可行的发展战略，在管理与技术等方面发挥了积极的作用。

1.1.3 充分利用东郊环行试验基地，承担城市轨道交通车辆与机电系统试验

铁科院东郊环行试验基地拥有亚洲惟一的环行铁道试验线，已建成大环试验线、内环线、内环复线、探伤试验线、站场线、入环线、联络线、三角线、展示线等试验线路 40 多 km，承担铁路高速、提速、重载、货车可靠性、通信信号等各项试验。基地基本具备了A型车辆的型式试验能力，并于2006年初进行了国产化 A型城轨车辆的型式试验。利用环行试验线进行机车车辆、铁道建筑、通信信号、铁道电气化设施、客货运输、特种运输等多专业的 科学 试验。主要试验有：国产电力、内燃机车的研制参数及性能鉴定的各种试验；进口电力、内燃机车的验收和性能试验；国产与进口车辆的制动和走行性能试验；线路结构和线路强度试验以及线路部件（包括钢轨、轨枕、弹性垫层、扣件等）性能试验；路基承载力和路基变形试验；轮轨关系的综合试验；有线及无线通信设备性能试验；各种接触网悬挂方式与其零部件性能试验；各种供电方式（AT，BT，大同轴电缆及直接供电）的试验；货运重载列车牵引和制动性能试验；客运列车扩大编组的牵引和制动性能试验；组合列车遥控遥信同步操纵的试验；长、大、重及特种危险品的运送试验；准高速（160～180 km/h）机车车辆及线路试验等。为充分利用东郊环行试验基地的优势，铁科院承担了城市轨道车辆和通信信号的验收试验，车辆和信号系统、车辆与通信系统、车辆和供电系统的综合试验等工作。

1.2 体现知识价值，创新咨询服务

以深圳地铁一期工程机电设备总监理服务为契机，铁科院开展了系统的、规模化的城市轨道交通领域的咨询服务，以“小业主、大 社会 ”为原则，参与城市轨道交通建设项目管理的实践。

（1）创造市场。根据自身的优势和特长，为业主推荐、策划更高技术含量的服务项目，共同促进城市轨道交通领域技术和管理水平的提高，实现了项目的示范意义和服务的增值。

（2）满足用户需求。积极解决 影响 工程全局的紧急 问题 ，以“工程利益第一、业主需要第一”为宗旨，为业主提供需求服务，满足业主的迫切需要。

（3）以科学的态度开展咨询服务。工程咨询不是简单的商业行为，需要强烈的社会责任感。不仅要诚信，还要为业主负责、为工程负责、为社会负责,以实事求是、一丝不苟和严谨的科学态度开展咨询服务。与此同时，通过专门聘请资深专家深入咨询服务，提供用户急需的技术支持和管理经验，弥补用户在经验和技术上的不足。

（4）提高工程咨询服务水平。在知识平台上搭建服务平台，建立咨询服务的项目经理层、专家层、管理专家层的服务保障体系，形成金字塔式的风险规避机制，保证工程咨询的服务水平。

1.3 体现科研成果转化，提供高技术含量的机电系统产品

铁科院作为产业型科研院所，积极致力于科研成果的转化，一方面是智力服务的转化，另一方面是成果的转化。轨道交通领域技术和管理的互通，决定了铁路的许多科研成果能够满足城市轨道的具体需求，迅速地向用户提供具有竞争力的高技术含量的产品。 目前 ，铁科院为城市轨道交通项目提供的产品主要包括: 工务、机务检测设备（轨检车）、维修养护装备（架车机）、信号系统产品、基础制动产品等。另外，还积极开展具有自主知识产权的国产化列车自动运行系统（ATO）产品研发和国产化直通式微机控制制动系统的装车试验工作。

2 促进城市轨道交通可持续发展的主要措施

2.1 发挥科研优势，加强城市轨道交通基础性研究

针对城市轨道交通建设和运营的难题，在安全技术、施工技术、新型材料、环境保护和节能技术等方面加强基础性研究，如轮轨关系、控制系统、检测技术、防水技术、减振降噪等方面的研究，为完善设计、施工规范和验收标准创造基础性条件。

2.2 保障技术先进，实现城市轨道系统制式的适用化和多样化

近十几年来，城市轨道交通在系统制式上呈现了多样化的趋势，并有其独特的技术特点和合理的适用范围。铁科院通过研究和 应用 城市轨道交通的先进技术，为轨道交通系统制式的合理应用从 经济 、技术、运营和环境角度提供全面支持。

2.3 利用有利资源，建立健全人才培训和交流机制

城市轨道交通行业和许多其他产业发展过程一样，都会遇到各类人才的缺乏，这是制约行业可持续发展的“瓶颈”之一。铁科院利用铁路高 科技 人才培训基地和资质，以及成熟规范的培训经验和条件，建立健全人才培训和培育的有效机制。在项目实践中，形成传、帮、带的机制；积极利用铁路高新 教育 基地和业内专家的有利资源，以研讨、考察、交流等方式，实现系统化培训，有效地形成城市轨道交通领域多层次、多渠道、多专业的培训和交流机制。

2.4 振兴装备制造业，积极研发城市轨道交通机电设备原始创新与集成创新产品

国家装备制造业和城市轨道交通装备的技术政策对城市轨道交通机电设备的国产化提出越来越高的要求。积极研发城市轨道交通机电设备原始创新和集成创新产品，是铁路行业科技型 企业 应尽的责任。铁科院通过积极参与研制国产化城市轨道交通信号系统、车辆制动系统与应用、自动售检票关键装备和软件系统、城市轨道交通检测和维修养护装备，具备了实现高技术含量、专业化的原始创新与集成创新的能力和条件。在此基础上，形成系统的创新产品。

2.5 保障系统安全，尽快建成国家城市轨道交通综合试验检验基地

面对我国城市轨道交通的迅猛发展，为了保证城市轨道车辆运行安全，提高城轨车辆国产化水平，规范我国城市轨道交通建设和运营管理，促进城市轨道装备制造业的可持续发展，参与国际竞争，尽快建成我国城市轨道交通系统综合试验检验基地是一项十分紧迫的任务。通过建立城市轨道交通系统验收试验中心、城市轨道交通系统产品质量检验中心和城市轨道交通系统应用基础试验研究中心，形成城市轨道交通系统自主试验检验体系，实现城市轨道车辆验收试验、通信信号验收试验、车辆和信号系统综合试验、车辆和通信系统综合试验、车辆和供电系统综合试验的功能，从而保障城市轨道交通系统的安全。

铁道交通技术第8篇

摘 要： 地铁信号技术，是保证列车高效、安全运行的核心部件。信号技术的发展，经历了一系列的演变，现在已经越来越趋于成熟。随着信号技术的不断升级和发展，各种信号技术在设计理念及功能方面都有了差异。文中主要对地铁信号技术的特点及发展趋势进行介绍。

关键词： 地铁信号技术；特点；趋势

1.引言

地铁信号技术的发展趋势主要提现在三个方面：（1）通信网络技术在地铁信号中的应用，形成了以通信为基础的ATC系统；（2）随着通信安全性、可靠性的提高和通信手段的多样化，目前普遍采用的站间ATO方式将向全程无人ATO方式发展；（3）利用先进的网络技术与计算机技术，单一的ATS系统将向集成化的综合地铁控制系统方向发展。

2.概述

在城市轨道交通系统中，信号系统是一个集行车指挥和列车运行控制为一体的非常重要的机电系统，它直接关系到城市轨道交通系统的运营安全、运营效率以及服务质量。它保证乘客和列车的安全，实现列车快速、高密度、有序运行的功能。

地铁信号技术是由传统列车的自动停车技术发展而来的，是通过列车上的自动控制系统，接受地面轨道传送的允许列车行车速度的信息，之后利用计算机进行控制，从而实现列车的自动控制。地铁信号技术把地面轨道传送的，允许列车行车速度的信息同列车的时实前进速度对比，当列车的行驶速度超过限定车速时，自动控制系统就会依据计算机分析出最佳的降速方案，在该系统的实际应用中，信号的传递方式、及信号的运用是决定列车控制的关键环节。近年通过对地铁信号的研究，地铁信号系统得到了很大改善，为地铁的安全行驶提供了有力的保障。

3.发展现状

相较于其他的发达国家，我国的地铁信号技术的应用与发展起步晚，在初期阶段以引入国外信号系统为主，以此来弥补我国地铁信号技术方面的空白。与此同时，我国也借此加入到了地铁信号技术的研究中，当前我国的地铁信号技术已经取得了较大的进步。在引进国外先进技术的基础上，我国对当前所使用的地铁信号系统进行了较好的完善与更新。此外，就当前的城市地铁信号技术存在的缺陷进行了较好完善。目前，我国已将城市的轨道交通发展列入了国民经济大发展纲要之中，并将其作为城市经济不断持续发展的重要方针战略。当前，我国地铁信号系统主要是应用于自动控制、自动保护、自动运行等系统；要逐渐使用列车自动控制技术，并逐步实行数字轨旁信号技术，利用该技术来提高地铁运行的安全性与稳定性。

4.地铁信号技术发展的特点

（1）强调自动化 应用全自动化的先进系统，以消除人为因素的不利影响，缩短追踪间隔，提高通过能力，使系统运行准时、可靠，通过自动驾驶，以提高旅客乘车舒适度，提高停车精度，从而实现站台们控制，以改善乘车环境，确保旅客安全等。

（2）强调系统化 由于ATC系统是为了实现优化列车运行控制，各子系统之间必然存在分工与协作问题，显然协作的好坏直接影响到系统的性能，随着计算机、控制、通信与信息技术的发展，为ATC系统化建设准备了物质条件，各发达国家的ATC系统各子系统间都有高容量的信息交换接口，在计算机的管理下，有条不紊地控制，管理着整个交通系统中的列车运行。

（3）更加依赖地车信息传输 由于信息是控制的基础，无论ATP还是ATO及ATS控制，都需要地车甚至车地通信，两个代表性信息传输方式分别是数字编码无绝缘轨道电路方式和轨间交叉电缆传输方式，目前数字编码无绝缘轨道电路方式在应用数量上占据了明显优势，而轨间交叉电缆传输方式只在特别强调运输密度的场合下才应用，由于无线具有设置灵活，双向传输，信息量大，易于维护，成本低等特点，发达国家开始开发基本无线通信技术的ATC系统，但目前基于无线通信方式的地铁信号系统还没有开通的先例。

（4）维修管理更加重要 除了设备本身需要进行可靠性控制外，由于地铁交通空间狭窄，运输密度高，设备故障对系统的影响非常大，为了提高系统的可靠性，减少维护费用，信号系统的监控管理以及维修管理信息系统都非常重要，如发达国家地铁ATC系统大都具有有线维护计算机，综合测试试验车，维护管理信息系统，设备维修基地等。

5.地铁信号技术发展趋势

近年来，随着我国城市地铁工程项目的建设进程逐渐加快，地铁信号技术也随之得到了快速发展。未来我国的地铁信号技术的发展趋势将以移动闭塞系统、以及控制系统为主要发展趋势。这主要体现在三个方面，即：

（1）利用当代计算机技术，结合W络技术，促使单一的列车自动监控系统逐渐向集成化方向发展，逐步形成综合城市地铁交通系统。这不只是传统意义上的列车自动监控，地铁工程中的无线通信系统、公共广播系统、火灾报警系统等信号子系统能够完好的实现监督与控制功能，并且能够与乘客信息系统等功能集成在一个系统当中，这样不仅可以保证地铁安全的运行，而且能够减少工作人员，促使地铁信号系统更加的先进、高效。

（2）随着技术的不断进步，通信安全得到了很大提高，通信手段也变得多样化，当前我国普遍使用站间列车自动运行方式，即在正常的情况下，列车出站时由驾驶员来启动，运行过程则是全自动的。随着技术的不断发展进步，未来将会向全程无人的列车自动运行方式方向发展，即列车上没有驾驶员，采用全自动系统控制来实现发车、行驶、站停、返回等过程。就当前的技术水平来讲，只要保证通信速率及通信安全，实现全程无人的列车自动运行并不难。

（3）通信网络技术在城市地铁信号技术中的应用，进而形成以通信为基础的列车自动控制系统。轨旁信号是把区间线路划分成多个固定区段，以此来作为列车占用检测，以及向列车自动控制设备传输信息的载体。列车定位主要是通过固定的轨道电路区段为基本单位，采取模拟轨道电路的方式，从地面轨道向列车自动控制设备传输多种信息，进而列车利用阶梯式的方法来控制列车行驶速度，这就是通常所说的固定闭塞。由于模拟轨道电路的列车自动控制系统中，各个子系统都处于分离的状态，技术水平落后，并给维修工作带来了困难，制约了列车的行驶速度。

6.结语

城市建设的发展、城市人口的急剧膨胀，对地铁运输能力的要求越来越高。用户的需求，科技的进步，促进了地铁信号技术的发展。基于通信的ATC系统，全程无人ATO系统，集成的地铁控制系统是地铁信号系统发展的方向，并随着通信、网络、计算机技术的进步而不断发展。

参考文献

[1]当代中国铁路信号.魏京燕.中国铁道出版社.1997.

铁道交通技术第9篇

关键词：智能交通；综合信息系统；铁路行车；安全

一、智能交通系统的实现条件

交通运输系统是一个复杂的大系统，单独的从车辆方面考虑或单独从线路路方面考虑都是片面的，仅仅依靠他们不能够经济、高效地解决交通拥挤和交通安全方面问题，所以要把人、车、路等因素综合起来考虑，充分应用现代科学技术来解决城市交通问题。

智能交通系统的概念：指在较完善的基础设施（包括道路、港口、机场和通信等）之上，将先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感器技术和系统综合技术有效地集成，并应用于地面运输系统，从而建立起在大范围内发挥作用的、实时、准确、高效的运输系统。

国外在20世纪60年代末，我国是从20世纪70年代末开始试验和应用电子技术来改善交通情况，对交通进行管理，发展到现在，已经可以在相当大的范围内利用电子计算机对路口信号灯进行协调控制、但这并不是智能交通运输系统。

想要实现智能运输系统要做到以下几点：

尽量完整的和实时的对道路上的交通信息以及与交通相关信息进行采集。

可以作到实时和高效的交换交通的参与者、交通管理者、交通工具、道路管理设施之间的信息。

交通管理中心、用户终端装备有按照智能化系统的思想研制开发的功能强大的计算机系统。

整个系统应该是按照智能化系统和面向知识信息处理而构成的。

二、智能交通系统相比于传统运输系统的优势

传统运输系统的交通控制和管理的基本思想：

假设每一个人即每一个交通的参与者（包括驾驶员、乘客、行人等）都是理性的，都不做任何违反交通规则的行动，在交通规则的指导下运动，规则引导他们这样做的话他们可以获得最大的利益（时间、费用、安全）。

交通的管理者将交通系统假设某种物理系统模型：它的输入符合某种概率分布，然后利用经典数学的方法（微积分和概率论）来求解这个系统的最优解，即为引导交通参与者获得最大利益的交通规则。但是前提条件是是交通的参与者必须按照交通管理者的假定去做，这种假定通常是认为每个人都理性的基础上做出的。在这个传统的交通运输系统里管理者是主动的，而交通参与者是被动的，各种交通工程设施是迫使使用者这样做或不那样做，忽略了人的主观能动性以及人们在心理上的某些其他因素。

智能运输系统更加重视人的主观能动性，因为交通系统带有太多的社会性与人为性，它不是努力将交通系统描述成某种模型，而是向道路的使用者提供各种各样的信息，让道路使用者从给出的信息中得出不同的方案，然后选择自己所认同的那一种，以诱导为主，而不是以强迫为主，使人们的出行得到最大的满足。

三、铁路行车安全的重要性

对于运输而言，安全是一个永恒的话题。在铁路运输中尤其重要。因为铁路运输的运量大，使得每一个细微的安全隐患都有可能造成非常严重的灾难，所以铁路的安全问题一直是铁路工作人员放在首要位置的关键问题。

铁路运输保证着国家重点物资、重要工程建设、重大科研基地及军事运输的需求，保证铁路行车安全对国家综合实力的发展以及实现经济利益都有很重要的意义。此外，现在多种运输方式竞争激烈，安全迅速的运送旅客和货物是增强铁路运输竞争力的关键。

要想实现安全运输，主要要做到以下两点：

首先，从意识上进行不断的强化，必须提高铁路工作人员和每一个旅客的安全意识，只有大家都发自内心的重视安全，想到危害的严重性，那么事故率能够降低。其次，行动上也不能落后，不能只是空喊口号，每一个工作人员的认真负责的工作态度，每一个旅客遵守安全规定的行为才是铁路安全的关键。只有把握好铁路运输安全的大方向，才能切实保障铁路运输的安全。

如今铁路的安全形势仍然不容乐观。我们一定要继续加强铁路安全管理，加强铁路安全的宣传力度，切实保障铁路行车的安全。

四、智能交通运输系统对铁路行车安全的意义

随着铁路运输向高速化、信息化、智能化方向发展，要实现铁路交通系统高效、安全、舒适的目标，就离不开高可靠、高有效性综合信息系统的支持，所以发展铁路智能交通系统是在不断提高速度的铁路运输下要保证行车安全势不可挡的趋势。

所谓铁路智能运输系统（RITS）就是集成了电子技术、计算机技术、现代信息处理技术、现代通信技术、管理与决策支持技术、控制与系统技术、智能自动化技术等，以实现信息采集、传输、处理和共享为基础，通过高效利用与铁路运输相关的所有空间、时间、移动、固定和人力资源，以较低的成本达到保障安全、提高运输效率、改善经营管理和提高服务质量目的新一代铁路运输系统。

例如，卫星导航在运输系统中的运用。在铁路运输领域，通过安装卫星导航终端设备，可极大缩短列车车站间隔时间、缩短区间追踪运行间隔时间，降低运输成本，有效提高运输效率。卫星导航系统将提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务，实现传统调度向智能交通管理的转型。

此外，我国是一个铁路自然灾害严重的国家，我国铁路线遍布全国各地，山区、高原、盆地等灾害分布广泛，情节严重，给我国的国民经济建设带来了巨大的损失。随着我国高速铁路的发展，铁路对自然灾害的预警系统提出了更高的要求，并推动了智能铁路交通系统（RITS）的发展，主要应用于铁路桥梁垮塌与落石的监测预警。我国铁路运输遵循“安全第一，预防为主”的方针，灾害预测系统采用科学的预测手段，搜集导致灾害事故的各种数据，对洪水、地震等灾害进行预测，采取相应的灾害报警并制定灾害下的行车规则，使有可能的自然灾害铁路事故防患于未然。灾害检测系统直接检测那些落石、塌方、桥梁冲毁等灾害，使运行中的列车及时停车，并将信息传给有关部门，对相应区间进行封锁、施工等。另外，关于平交道口的安全防护系统，主要采用站内道口监控系统和道口障碍物检测装置来保证平交道口的安全。

五、总结

在我国，铁路运输是最主要的交通运输工具，是国民经济的大动脉。由于各种新机器新设备不断引进，我国铁路运输迅速发展。很多的设备对于工作人员的要求非常高，不但要求他们的技术过硬。同时也要求他们做事认真严谨。这样就要求铁路工作人员不断的提高自己。智能交通系统在铁路的应用有效的降低了事故的发生，提高了行车安全性。■

参考文献

[1] 杨兆升. 《智能运输系统概论》 [M]. 人民交通出版社，2003.05.

[2] 贾利民，李平. 《铁路智能运输系统》[M]. 中国铁道出版社，2004.

[3] 杨兆升. 《基础交通信息融合技术及其应用》 [M]. 中国铁道出版社，2005.08.

[4] 姜爱林. 何谓信息化 [J]. 高科技与产业化，2003.