摘要：地鐵火災(zāi)事故對城市運(yùn)行影響惡劣，救援人員無法及時(shí)趕到現(xiàn)場會造成大量人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。高性能路軌兩用消防車可為城市隧道軌道交通消防安全提供重要保障，成為地鐵隧道消防救援主要依賴的消防裝備?；诖?，對國內(nèi)外常用路軌兩用消防車產(chǎn)品類型、特點(diǎn)及性能進(jìn)行綜述，并概述了此類救援車輛產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢。

關(guān)鍵詞：路軌兩用消防車；產(chǎn)品性能；特點(diǎn)；發(fā)展現(xiàn)狀

中圖分類號：U469.79 收稿日期：2024-06-20

DOI：1019999/jcnki1004-0226202410001

1 前言

近年來我國城市交通系統(tǒng)飛速發(fā)展，已有40多個(gè)城市開展軌道交通運(yùn)營，成為城市公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)的骨干運(yùn)輸力量，但城市軌道交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、人員密集、線路里程長、場所環(huán)境封閉等特點(diǎn)為消防救援帶來難度，一旦發(fā)生火災(zāi)險(xiǎn)情，常規(guī)消防車輛無法直接進(jìn)入現(xiàn)場救援，由此地鐵用路軌兩用消防車應(yīng)運(yùn)而生。

路軌兩用消防車可在道路、軌道間快速轉(zhuǎn)換，裝載滅火與救援設(shè)備，其體積比普通消防車要更小，進(jìn)入隧道前可通過操縱下降車輪按鈕升高車體，使用靈活、裝備可靠的路軌兩用消防車將大大提高消防官兵的作戰(zhàn)效率，能快速運(yùn)輸消防設(shè)備和人員到達(dá)鐵路災(zāi)害現(xiàn)場，贏得寶貴的搶險(xiǎn)時(shí)間，有力彌補(bǔ)軌道、隧道搶險(xiǎn)救援能力的短板。

2 路軌兩用車的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀

路軌兩用車是既能在公路上行駛，又能在鐵軌上行駛的特種車輛，其設(shè)計(jì)保留了公路行駛屬性，可通過公路到達(dá)城市軌道交通各個(gè)角落，將公路運(yùn)輸和軌道運(yùn)輸?shù)母髯詢?yōu)勢結(jié)合起來，適用于維修保養(yǎng)、軌道牽引、貨物轉(zhuǎn)運(yùn)、調(diào)車作業(yè)等場合，如接觸網(wǎng)建設(shè)、焊軌、軌道清掃、軌道除雪、軌道檢測、橋梁檢測等[1-2]。

路軌兩用車按照傳動方式不同，可分為機(jī)械傳動、機(jī)械液力傳動及電傳動，電傳動路軌兩用車因較高的環(huán)保性，具有更廣闊的發(fā)展前景；按照上道形式分類不同，可細(xì)分為順向上道、轉(zhuǎn)向架垂直上道、升降回轉(zhuǎn)盤垂直上道等；按照驅(qū)動形式分類，主要有膠輪驅(qū)動、摩擦輪驅(qū)動及鋼輪驅(qū)動，其中膠輪驅(qū)動可提供較大牽引力，主要用于牽引重物，摩擦輪在牽引車及工程車中均可適用，鋼輪驅(qū)動用于工程作業(yè)車時(shí)，性能更為突出。

國內(nèi)外近些年都加大了對路軌兩用車產(chǎn)品與技術(shù)的研究，英國Northumberland大學(xué)和Silvertip公司合作設(shè)計(jì)的路軌兩用車可運(yùn)載109名乘客，公路上最高速度為130 km/h，鐵路上最高速度達(dá)160 km/h[3]。

國內(nèi)青島英科鐵道機(jī)械有限公司研究路軌車時(shí)間較早，自1994年第一輛路軌兩用車投入運(yùn)營至今，已形成TGC五大系列路軌兩用車批量生產(chǎn)能力，制造出了大量功能繁多、質(zhì)量可靠的路軌兩用車，現(xiàn)生產(chǎn)的TGC-1A/10SZ型路軌兩用車以黃河JN3261/052A型底盤改裝而成，貨箱可裝載3 t貨物，可根據(jù)實(shí)際需要改裝隨車起重機(jī)，但目前我國路軌兩用車的研發(fā)和制造，尤其在驅(qū)動系統(tǒng)、路軌轉(zhuǎn)換技術(shù)方面較發(fā)達(dá)國家仍存一定差距[4]。對于路軌兩用車的技術(shù)研發(fā)多聚焦于車輛驅(qū)動系統(tǒng)、行駛安全性與保障性等方面，如李小偉等[5]、陸慧葉等[6]系統(tǒng)研究了路軌兩用車的行駛驅(qū)動系統(tǒng)；陳凱等[7]對路軌兩用貨車的安全保障進(jìn)行系統(tǒng)分析，探討了路軌兩用貨車的運(yùn)營安全性與可靠性。

3 路軌兩用在消防救援領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)及發(fā)展

相較于傳統(tǒng)路軌車而言，機(jī)動靈活的小型車輛裝備更能滿足地鐵等城建隧道軌道交通路線中的現(xiàn)場救援需求[8]?，F(xiàn)階段國內(nèi)路軌兩用車多參與交通線路的后期維護(hù)和保養(yǎng)任務(wù)，在隧道等受限空間軌道道路消防救援方面應(yīng)用十分有限。而路軌兩用應(yīng)用于消防救援領(lǐng)域時(shí)，除需具備運(yùn)輸人員與貨物等任務(wù)外，還應(yīng)在車輛上配備壓縮空氣泡沫系統(tǒng)、消防炮等專業(yè)消防設(shè)備，因此對常規(guī)的承重、空間、驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面都有更高要求，而這常與隧道軌道兩用車的輕型、小型、靈活等需求矛盾，成為此類車輛設(shè)計(jì)中的難題與挑戰(zhàn)。除此之外，應(yīng)用于隧道內(nèi)路軌兩用消防車還應(yīng)進(jìn)行諸多特殊考慮：

a.駕駛室密封性。地鐵隧道火災(zāi)時(shí)，其內(nèi)雖設(shè)置防排煙系統(tǒng)，但因空間狹小仍易充滿煙霧，在消防隊(duì)員攜帶個(gè)人防護(hù)裝備同時(shí)，對駕駛室還有密封甚至增氧要求（壓縮空氣瓶或氧氣瓶）。

b.安裝排煙設(shè)備。受災(zāi)封閉隧道內(nèi)的濃密煙霧往往阻礙車輛安全、快速行駛，增加救援人員的心理負(fù)擔(dān)，故可在車輛端部安裝大功率排煙裝置，保證消防車準(zhǔn)確、安全到達(dá)受災(zāi)點(diǎn)。

c.設(shè)置儲水空間。地鐵隧道雖有供水系統(tǒng)，但存在部分受災(zāi)環(huán)境下取用難的問題，故需在消防車內(nèi)設(shè)置備用儲水空間，配合節(jié)水型滅火裝備使用。

d.設(shè)計(jì)合理且足夠的照明設(shè)備設(shè)置。地鐵隧道的滅火救援現(xiàn)場應(yīng)有設(shè)計(jì)合理、足夠的照明設(shè)備，便于開展人員營救與疏散。

e.配備偵檢器材。因狹小隧道中的大量煙霧，部分隧道用路軌車車體外側(cè)還需加裝監(jiān)測隧道環(huán)境的偵檢器材，以確保救援人員及受災(zāi)人員的安全。

f.配備破拆設(shè)備。地鐵火災(zāi)時(shí)可能造成交通工具變形、損壞，為能及時(shí)援救受災(zāi)人員，必須配備各種破拆工具，并為其設(shè)計(jì)足夠的容納空間。

按照滅火系統(tǒng)配置方式分類，路軌兩用消防車又可分為水罐路軌消防車、泡沫路軌消防車、水罐-泡沫聯(lián)用路軌消防車。在國外，1970年德國馬基路斯制造了第一輛路軌兩用消防車，底盤發(fā)動機(jī)額定功率235 kW，采用德國雪嶺公司軌道行駛裝置產(chǎn)品；2006年澳大利亞聯(lián)邦鐵路公司裝備的新型路軌兩用消防車由DAF 28.414FNALC 6X4型底盤改裝而成，總重量為25 t，最大功率301 kW，設(shè)計(jì)在軌最高速度40 km/h。

21世紀(jì)初我國路軌兩用消防車主要依賴進(jìn)口，2008年北京購入的路軌兩用消防車采用底盤為BENZ 3341 6×4型，軌道輪車橋分別置于前橋與后橋之后，為分開的獨(dú)立結(jié)構(gòu)；2009年上海購入的路軌消防車采用整體式結(jié)構(gòu)的軌道行駛機(jī)構(gòu)。目前在國內(nèi)各消防救援部隊(duì)?wèi)?yīng)用較多的為中聯(lián)重科研制的ZLF5170TXFGD170型軌道消防車，而國外常用的路軌兩用消防救援車主要來自于德國ZAGRO、美國Geismar、意大利BAI、加拿大Felix Dynamics等公司。

4 路軌兩用消防車產(chǎn)品現(xiàn)狀

4.1 國內(nèi)產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀

中聯(lián)重科研制的ZLF5170TXFGD170型軌道消防車（圖1）是針對高鐵、地鐵、鐵路、高架橋梁、隧道等特殊場所火災(zāi)或安全事故而設(shè)計(jì)的特種消防車輛，在路軌兩用系統(tǒng)、制動技術(shù)、對軌上軌技術(shù)等方面都進(jìn)行了創(chuàng)新性優(yōu)化[1]，具有滅火功能齊全（根據(jù)環(huán)境選擇不同滅火介質(zhì)與滅火方式）、上軌對軌迅速、軌道行駛速度快、制動距離短、配備多種救援器材（防護(hù)、救生、偵檢、破拆、照明，保障被困人員呼吸等救生設(shè)備等）的特點(diǎn)，尤其在軌道行駛速度、軌道制動距離、上軌方式等方面都具突出優(yōu)點(diǎn)。

國內(nèi)產(chǎn)品主要表現(xiàn)有以下幾點(diǎn)：

a.大功率消防專用底盤，選用德國進(jìn)口消防專用底盤改裝，機(jī)動靈活、操縱性好、發(fā)動機(jī)功率大、轉(zhuǎn)速范圍寬、爬坡能力強(qiáng)、起步快。

b.高性能的軌道行駛技術(shù)，分動式液壓驅(qū)動的軌道行駛系統(tǒng)，具備行駛平穩(wěn)可靠、制動精準(zhǔn)、牽引力強(qiáng)等特點(diǎn)，隧道形式速度高達(dá)45 km/h，制動距離僅為國標(biāo)的1/2，使消防隊(duì)員能在最短時(shí)間內(nèi)趕赴現(xiàn)場。

c.快速對軌及上軌技術(shù)，6×4分體式輪對形式，后輪對采用可旋轉(zhuǎn)的多輪對結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)車輛任意角度對軌上軌，上軌空間僅為同類產(chǎn)品的1/2，上軌時(shí)間由10 min以上縮至2 min以內(nèi)。

d.強(qiáng)大滅火功能，采用進(jìn)口高低壓消防水泵、壓縮空氣泡沫系統(tǒng)、消防炮等組建而成，滅火劑載液量達(dá)2 200 L，配備智能控制系統(tǒng)，便于對地鐵、隧道等特殊密閉、濃煙環(huán)境的各種火災(zāi)工況實(shí)施滅火。

e.搭載了5 t的牽引絞盤，鋼絲繩牽引長度達(dá)32 m，能對地鐵隧道、鐵路軌道的故障設(shè)備實(shí)施牽引救援。

產(chǎn)品的具體參數(shù)見表1。

4.2 國外產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀

國外對路軌兩用車的研究比較早，美國于20世紀(jì)70年代末就開發(fā)出鐵路和公路都能運(yùn)行的低拖掛車，英國、德國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家也在20世紀(jì)80年代初陸續(xù)研制出各種路軌兩用車。如今，全球很多國家都注重特種車輛特別是路軌兩用車的技術(shù)研究[9-10]。

a.美國Geismar公司Fire Wizard V2R型路軌兩用消防車（圖2）[11]。

Geismar公司制造的V2R型路軌兩用消防車可配備適于各種氣候的空調(diào)系統(tǒng)（包含熱帶區(qū)域）、常規(guī)消防車用的各類系統(tǒng)裝置、照明防火、各種監(jiān)控裝置、消防設(shè)備存儲裝置、伸縮梯、空呼、滅火泡沫系統(tǒng)等，其主要優(yōu)勢在于：①適用于各類鐵路消防，包含隧道、橋梁、森林區(qū)域的鐵路；②快速的路-軌轉(zhuǎn)換將為救援贏得大量寶貴時(shí)間，并可在受災(zāi)區(qū)域附近軌道上下；③消防車配備防火底盤和路-軌運(yùn)行系統(tǒng)，最多能容納8名裝備齊全且隨時(shí)可用的消防員；④為進(jìn)一步保障安全，即使在消防車發(fā)動機(jī)故障的情況，仍可保證消防員從火災(zāi)現(xiàn)場退出。產(chǎn)品具體參數(shù)見表2。

表2 Fire Wizard公司的V2R型路軌兩用消防車功能參數(shù)

[性能 參數(shù) 發(fā)動機(jī)/動力，kW 柴油-276 kW（其他可根據(jù)要求提供） 座位數(shù)，個(gè) 4 最大荷載量，t 19 轉(zhuǎn)換 液壓靜力 最小曲率，m 80 最大坡度，mm 180（1，435 mm/軌距） 最大梯度 5%（根據(jù)要求調(diào)整） 軌距，mm 1 000～1 678 軌道上最大速率，km/h 最高達(dá)40 道路上最大速率，km/h 最高達(dá)100 ]

b.德國ZAGRO Unimog U423的路軌兩用消防救援車（圖3）[12]。

德國Zagro公司擁有多項(xiàng)關(guān)于路軌兩用技術(shù)應(yīng)用的專利，產(chǎn)品類型涉及特種作業(yè)、鐵路、地鐵、高速鐵路等應(yīng)用領(lǐng)域，該公司研制的路軌兩用車安裝Zagro導(dǎo)軌，利用一段5 m的水平軌道即能夠快速而簡便地完成路軌轉(zhuǎn)換，同時(shí)配備轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)和輪軌導(dǎo)向系統(tǒng)，用于路軌兩用車路軌轉(zhuǎn)換和原地轉(zhuǎn)向，作為調(diào)車單元牽引能力達(dá)1 000 t，擁有從1 000～1 668 mm軌距的軌道導(dǎo)向裝置，在鐵軌上正向和反向的行駛速度可達(dá)50 km/h；在急彎弧形彎道上運(yùn)行，用小型載重輪能通過30 m曲線半徑，用權(quán)軸轉(zhuǎn)向架組能通過17 m曲線半徑。

配備復(fù)軌設(shè)備的ZAGRO Unimog U423屬于公路和軌道上的緊湊型復(fù)軌車輛，可安全、精確地將脫軌車輛轉(zhuǎn)移回到軌道，其ZAGRO軌道導(dǎo)向設(shè)備能分解貨車或電車拖回修理廠，確保軌道復(fù)通使用，導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)允許根據(jù)城市軌道系統(tǒng)要求在最大17 m曲線半徑的軌道上運(yùn)行，該復(fù)軌車輛配備的液壓系統(tǒng)將為軌道導(dǎo)向設(shè)備、八擋變速器、各用于前、后軸的鎖、有軌車網(wǎng)絡(luò)的附加照明系統(tǒng)、車廂聯(lián)軸器系統(tǒng)，車輛可應(yīng)用各類車廂聯(lián)軸器系統(tǒng)，按照客戶需求選擇帶旋轉(zhuǎn)裝置、阻尼的機(jī)械式、自動式，車輛還裝備滅火裝置。發(fā)動機(jī)艙發(fā)生火災(zāi)的情況下，車內(nèi)的光學(xué)報(bào)警器和內(nèi)外聲音報(bào)警器將被觸發(fā)。玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)結(jié)合鋁角型材使得車體結(jié)構(gòu)更加輕便，車體前端設(shè)置可裝載4人的人員艙，新型控制臺的模塊設(shè)計(jì)采用CAN-Bus技術(shù)，中央LCD的控制面板易于操作。該消防車的參數(shù)與性能見表3。

除此之外，ZAGRO公司還與ZWEIWEG公司聯(lián)合研發(fā)了其他種類繁多的路軌兩用消防車（圖4），能保證事故或緊急情況時(shí)提供迅速的幫助。

c.意大利BAI（百安）公司VBA型路軌兩用應(yīng)急救援車（圖5）[13]。

意大利BAI公司VAB型路軌兩用應(yīng)急救援車允許在軌道和道路使用，車輛配備兩套帶有輪子的車軸，由此移動到具有合適軌距的軌道，軌道運(yùn)動的牽引力是由驅(qū)動輪旁軸電機(jī)中足夠直徑的摩擦鼓提供，在軌道路線上的升降則是通過液壓缸工作進(jìn)行。該車輛的軌道牽引方法考慮了速度變化、機(jī)械用電子控制和自動離合器裝置，并對驅(qū)動輪設(shè)置了限速器。緩速器集成了特定的制動系統(tǒng)，車輛能雙向運(yùn)行，且兩個(gè)方向性能一致，列車最高時(shí)速為40 km/h。因?qū)﹁F路及下層區(qū)域采用適當(dāng)?shù)恼彰髟O(shè)備，使得運(yùn)行者在機(jī)動操作期間的視野得到改善，由此車輛在軌道上的安置變得快速、簡便。當(dāng)車輛在軌道中運(yùn)行時(shí)，后面和前端有紅白兩色的照明，此外，反向運(yùn)動時(shí)會發(fā)出適當(dāng)強(qiáng)度的聲音指示，獨(dú)立于道路系統(tǒng)以外的軌道制動系統(tǒng)將提供啟動的前后制動器，駕駛室內(nèi)可通過車輛檔位選擇器旁的操縱桿實(shí)現(xiàn)驅(qū)動，其空間駕駛員和副駕駛員都可輕松進(jìn)入。即使車輛在軌道行駛期間，當(dāng)需使用車輛制動器時(shí)，鐵路制動系統(tǒng)也可關(guān)閉。

d.加拿大Felix Dynamics公司的路軌兩用消防救援車（圖6） [14]。

Felix Dynamics公司制造的路軌兩用消防救援車保證軌道交通事故或緊急情況時(shí)能立即提供幫助，不同車體箱中配備必要的復(fù)軌設(shè)備、救援工具和配件，為緊急情況下的應(yīng)急響應(yīng)提供最大靈活性和最快速度，有效避免軌道長時(shí)間的擁堵不暢。

5 結(jié)語

a.地鐵等受限空間用路軌兩用消防車更加青睞機(jī)動靈活的小型車輛，相較傳統(tǒng)鐵路用路軌消防車而言，對常規(guī)的承重、空間、驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面都有更高要求，同時(shí)還在駕駛室密封性、安裝排煙設(shè)備、設(shè)置儲水空間、設(shè)計(jì)合理且足夠的照明設(shè)備設(shè)置、配備偵檢器材、配備破拆設(shè)備等方面存在諸多特殊之處。

b.歐美等國的路軌兩用消防車研發(fā)與應(yīng)用起步較早，更多可歸屬于應(yīng)急救援車輛，除滅火救援外，還注重修復(fù)軌道、整理現(xiàn)場、保障復(fù)通的能力，其動力系統(tǒng)和消防設(shè)施配備常可根據(jù)管理使用部門和客戶需求進(jìn)行專屬設(shè)計(jì)與訂制，種類繁多。

c.近年國內(nèi)不少重型機(jī)械生產(chǎn)廠家開始聚焦于路軌兩用消防車研發(fā)，其中以中聯(lián)重工GD170路軌兩用消防車使用最為廣泛，已在多地的應(yīng)急救援隊(duì)伍獲得較好應(yīng)用，但相較于發(fā)達(dá)國家仍存在差距，需在驅(qū)動系統(tǒng)、路軌轉(zhuǎn)換技術(shù)、多功能化等方面開展更加深入的優(yōu)化研究。

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作者簡介：

劉微，女，1983年生，副研究員，研究方向?yàn)橄涝O(shè)備開發(fā)以及相關(guān)防火/阻燃材料。