◆ 何希和

作者：何希和，重慶市單軌交通工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任，重慶市軌道交通設(shè)計(jì)研究院副院長(zhǎng)，總工程師，教授級(jí)高級(jí)工程師，重慶交通大學(xué)教授，從事城市軌道交通工程設(shè)計(jì)研究工作。

一、概述

重慶軌道交通2號(hào)線是我國(guó)首次從日本引進(jìn)的、也是我國(guó)成功運(yùn)行的跨座式單軌交通系統(tǒng)，具有轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強(qiáng)、噪聲低、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。隨著2號(hào)線的建設(shè)與運(yùn)行，重慶市也在培育和發(fā)展跨座式單軌交通裝備產(chǎn)業(yè)，但存在以下問題，制約了我國(guó)跨座式軌道交通系統(tǒng)的推廣應(yīng)用和單軌交通裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：

未完全掌握跨座式單軌車輛整車集成技術(shù)；

其車輛轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)關(guān)鍵部件未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化；

其車輛牽引控制技術(shù)和信號(hào)系統(tǒng)處于空白；

跨座式單軌裝備系統(tǒng)有待標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化；

跨座式單軌交通裝備進(jìn)口設(shè)備和備品備件造價(jià)高、維修成本高。

針對(duì)上述問題，在重慶市政府相關(guān)部門的支持下，由重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司牽頭，組織重慶市軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司、重慶市城市單軌交通工程技術(shù)研究中心、重慶長(zhǎng)客軌道車輛有限公司等企業(yè)、高校、科研院所，結(jié)合國(guó)家科技支撐計(jì)劃《跨座式單軌交通裝備研發(fā)》項(xiàng)目，重點(diǎn)進(jìn)行跨座式單軌交通裝備系統(tǒng)集成、單軌車輛整車集成、單軌道岔等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)。

二、關(guān)鍵技術(shù)的研究?jī)?nèi)容

跨座式單軌交通裝備關(guān)鍵技術(shù)重點(diǎn)進(jìn)行以下研發(fā)，見圖1、圖2：

圖1 關(guān)鍵技術(shù)集成

圖2 裝備關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)路線

（一）車輛整車集成關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

通過單軌車輛整車集成關(guān)鍵技術(shù)研究，掌握整車和車體設(shè)計(jì)方法，建立數(shù)字化仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)，開發(fā)轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵零部件和電牽控制系統(tǒng)，完成整車系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，研發(fā)重點(diǎn)見圖3，研發(fā)路線見圖4。

圖3 整車集成研究?jī)?nèi)容

圖4 整車集成關(guān)鍵技術(shù)研究路線

（二）跨座式單軌交通裝備系統(tǒng)集成技術(shù)研發(fā)

重點(diǎn)進(jìn)行跨座式單軌交通技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；跨座式單軌交通裝備系統(tǒng)集成配套安裝調(diào)試、試驗(yàn)及上線綜合調(diào)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及接口技術(shù)研究。同時(shí)針對(duì)跨座式單軌交通裝備與車輛相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。跨座式單軌交通裝備系統(tǒng)集成技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目重點(diǎn)進(jìn)行以下研究，見圖5。

圖5 系統(tǒng)設(shè)備集成研究?jī)?nèi)容

三 關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)成果

（一）項(xiàng)目取得的成果

通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，以跨座式單軌交通的核心關(guān)鍵技術(shù)電牽控制關(guān)鍵部件、車輛運(yùn)行監(jiān)控、車體與轉(zhuǎn)向架制造、系統(tǒng)集成等的關(guān)鍵技術(shù)為攻關(guān)重點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)首次對(duì)跨座式單軌系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性研究和裝備開發(fā)，通過“跨座式單軌交通裝備研發(fā)”項(xiàng)目的實(shí)施，構(gòu)建以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研深度結(jié)合的跨座式單軌交通裝備科技創(chuàng)新體系。

1、車輛系統(tǒng)集成技術(shù)

自主開發(fā)和掌握了車輛總體設(shè)計(jì)、車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)和數(shù)字化仿真設(shè)計(jì)等整車系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)，形成了車輛整車和車體自主開發(fā)能力。形成了六編組列車、電空制動(dòng)、VVVF和DCU控制器等34種新產(chǎn)品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，可完全取代進(jìn)口。

2、車輛關(guān)鍵部件開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)

自主開發(fā)和掌握了電牽控制、電空制動(dòng)、列車監(jiān)控與信息系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵零部件研發(fā)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白，形成了車輛關(guān)鍵部件自主開發(fā)能力，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。見圖7、8、9。

3、檢測(cè)維修設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)

掌握了軌道梁橋系統(tǒng)健康檢測(cè)的快速高效軌道梁晃動(dòng)量檢測(cè)技術(shù)、軌道梁表面裂紋及缺損檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)、病害錨固螺桿檢測(cè)關(guān)健技術(shù)及其更換錨固螺桿設(shè)備的制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的基于機(jī)器視覺的自動(dòng)檢測(cè)軌道梁晃動(dòng)幅度的方法。

4、單軌可撓道岔關(guān)鍵技術(shù)

研究了將固定面板改進(jìn)為可撓的道岔面板，具有凸輪和連桿等機(jī)構(gòu)的可撓裝置，將關(guān)節(jié)型道岔在轉(zhuǎn)轍時(shí)的折線狀態(tài)變換為圓弧狀態(tài)，可使列車通過道岔的速度由15km/h提高到25km/h，改善了列車通過道岔時(shí)乘員的舒適性，提高了道岔控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可靠性和安全性。研制出單軌可撓道岔已成功應(yīng)用于重慶軌道交通三號(hào)線。

5、單軌平移式道岔研發(fā)

研制出屬國(guó)際首創(chuàng)采用直線、曲線預(yù)成形的平移式道岔，采用獨(dú)特的驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)向裝置、鎖定裝置，提高道岔運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。已成功應(yīng)用于重慶軌道交通3號(hào)線。

6、列車自動(dòng)防護(hù)和位置檢測(cè)、站臺(tái)門控制關(guān)鍵技術(shù)

研究了適用于單軌交通信號(hào)（ATP/TD）系統(tǒng)中的列車自動(dòng)防護(hù)和位置檢測(cè)技術(shù)，定位停車以及實(shí)現(xiàn)車門與站臺(tái)門的聯(lián)動(dòng)，站臺(tái)門主控制系統(tǒng)以及專用門控模塊DCM的設(shè)計(jì)制造調(diào)試技術(shù)，研發(fā)出功能樣機(jī)?？缱絾诬壛熊嘇TP與位置檢測(cè)系統(tǒng)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

7、車輛移動(dòng)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和高架區(qū)間安全救援關(guān)鍵技術(shù)

車輛移動(dòng)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速無線接入技術(shù)的突破，解決了高速移動(dòng)狀態(tài)下大容量數(shù)據(jù)的高速傳輸、無線系統(tǒng)基站間高速切換問題、無線系統(tǒng)加密、鑒權(quán)，QOS質(zhì)量保證和結(jié)合Mesh技術(shù)下系統(tǒng)無線頻率擴(kuò)展的應(yīng)用。掌握了單軌高架區(qū)間應(yīng)急救援的裝備配置和研發(fā)技術(shù)，提出了適應(yīng)單軌交通系統(tǒng)應(yīng)急救援方法。

8、標(biāo)準(zhǔn)、專利等情況

本項(xiàng)目共形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)；授權(quán)發(fā)明專利17項(xiàng)，實(shí)用新型專利69項(xiàng)；軟件著作權(quán)2項(xiàng)，編著1部。

（二）項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

1、系統(tǒng)掌握了跨座式單軌車輛總體設(shè)計(jì)方法、數(shù)字化仿真設(shè)計(jì)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，填補(bǔ)了我國(guó)該領(lǐng)域的技術(shù)空白；國(guó)內(nèi)外首次成功開發(fā)出全動(dòng)車六編組單軌列車，并成功應(yīng)用于重慶軌道交通3號(hào)線。

2、系統(tǒng)掌握了車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵零部件制造和電牽控制等核心技術(shù)，并成功進(jìn)行了三大部件的車輛系統(tǒng)集成。

3、系統(tǒng)掌握了跨座式單軌交通道岔、自動(dòng)超速防護(hù)（ATP）子系統(tǒng)與位置檢測(cè)（TD）子系統(tǒng)、移動(dòng)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)等關(guān)鍵性系統(tǒng)設(shè)備的開發(fā)技術(shù)，國(guó)內(nèi)外首次開發(fā)出單軌平移道岔。

4、形成了GB50458-2008跨座式單軌交通設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50614-2010跨座式單軌交通施工及驗(yàn)收規(guī)范、CJ/T287-2008跨座式單軌交通車輛通用技術(shù)條件、重慶市跨座式單軌交通系統(tǒng)設(shè)備工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定辦法等國(guó)家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)，建立了我國(guó)單軌交通技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

四、單軌產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)

（一）重慶市軌道交通裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃

1、提出了重慶市軌道交通裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略：培育和建設(shè)一個(gè)整車生產(chǎn)基地；同步發(fā)展整車和零部件兩個(gè)體系；

2、明確重慶市軌道交通裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)是以車輛制造為主，以B型地鐵車輛為重點(diǎn)，單軌車輛為特色；

3、在產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建上，提出了一個(gè)以車輛、機(jī)電裝備為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)鏈，形成規(guī)模化的軌道交通裝備工業(yè)結(jié)構(gòu)體系和產(chǎn)業(yè)集群。

（二）單軌交通產(chǎn)業(yè)化成果

1、跨座式單軌交通車輛

重慶長(zhǎng)客軌道車輛有限公司: 占地約37hm2，目前已形成年產(chǎn)500輛，年維修能力100輛軌道車輛及其零部件總成的生產(chǎn)能力。到2013年底，重慶長(zhǎng)客軌道車輛有限公司已經(jīng)完成組裝單軌車輛超過530輛，已交付重慶軌道交通投入運(yùn)營(yíng)。

單軌車輛及地鐵車輛齒輪箱：重慶汽研院承擔(dān)了重慶軌道交通3號(hào)線一、二期工程40列車齒輪箱生產(chǎn)。具備年生產(chǎn)2000臺(tái)套軌道車輛齒輪箱總成和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的能力。

株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司和青島四方車輛研究所有限公司成功開發(fā)了基于IGBT器件、符合TCN車載網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)的大功率交流傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)。具備了批量制造單軌電牽傳動(dòng)和控制系統(tǒng)供貨的能力。

2、單軌道岔

重慶華渝電氣儀表總廠等單位承擔(dān)重慶軌道交通2號(hào)線、3號(hào)線一期二期工程單軌關(guān)節(jié)型道岔，二期工程關(guān)節(jié)可撓道岔。

3、站臺(tái)安全門/屏蔽門

重慶川儀總廠已經(jīng)完成重慶軌道交通2號(hào)線一期工程、3號(hào)線一期、二期、1號(hào)線全線站臺(tái)站臺(tái)門、成都地鐵二號(hào)線全線站臺(tái)門。

已形成年產(chǎn)3000套站臺(tái)門的生產(chǎn)能力。

4、工程總承包

重慶單軌交通工程公司承擔(dān)重慶3號(hào)線一期工程土建項(xiàng)目，3號(hào)線二期，2、3號(hào)線南延伸工程土建及設(shè)備總承包項(xiàng)目，1號(hào)線、6號(hào)線土建工程。

（三）產(chǎn)業(yè)化成果

1、建成重慶跨座式單軌整車生產(chǎn)基地。

2、形成整車零部件生產(chǎn)基地，具備協(xié)作配套能力。

3、形成跨座式單軌交通裝備產(chǎn)業(yè)鏈，具備產(chǎn)值超過百億元裝備的生產(chǎn)能力。

4、開發(fā)/研發(fā)新產(chǎn)品63項(xiàng)。

五、結(jié)束語

通過產(chǎn)學(xué)研用合作，引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，攻克核心技術(shù)，掌握了跨座式單軌交通關(guān)鍵技術(shù)，填補(bǔ)了我國(guó)在跨座式單軌交通裝備關(guān)鍵技術(shù)上的空白，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果，培育和發(fā)展了跨座式單軌交通裝備戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)，擴(kuò)大了跨座式單軌交通系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用。支撐重慶市成為國(guó)內(nèi)唯一、世界知名的跨座式單軌交通裝備制造業(yè)基地，將為其他城市跨座式單軌交通提供技術(shù)支持和裝備保障。