轨道交通发展趋势及创新方向分析

目前的城市轨道交通发展已呈多样化发展趋势，尤其是城际轨道交通线和市郊线的建设越来越多，大运量、中运量、市郊线多种形式并存，轨道交通发展呈多样化。未来的研发重点是技术制式的整合、自动化控制系统、低地板技术、转向架技术、悬浮技术等。 
　　1．国际发展趋势
　　根据各国动车组的发展情况和运用经验，可以看出目前动车组的发展趋势具有以下几方面的特点：
　　（1）车内环境和设备不断改善，提高了旅客乘坐舒适度和服务质量。车体结构和动力设备不断轻量化。车体结构和部分机械零部件大量采用铝合金、大型挤压型材、蜂窝结构和高分子复合材料等新材料、新工艺，在保证强度的前提下大幅度减轻重量，如日本500系列车轴重已降到108KN左右。减轻车体及设备重量一方面可以增加载客量，如日本E4系双层客车，一节车厢定员达到133席；另一方面减轻轴重可降低线路维修费用。
　　（2）电力牵引传动系统向功率大、体积小、重量轻、高可靠性和低成本方向发展。主要是源于新型电力电子器件和现代控制技术的发展应用。针对轮轨粘着系数随速度提高而下降的物理现象，一方面提高粘着控制技术，另一方面为进一步提高速度和列车的加速能力，在轮轨粘着牵引力的限制下，不得不增加动力轮对数量，自然形成向动力分散布置方向发展。如原采用动力集中方式的德国ICE列车，开发的ICE－3改为动力分散型，法国也已将铰接式拖车转向架发展成为动力转向架，设计了动力分散式AGV列车。
　　所以说动力分散布型高速列车是列车增加载客量、提高速度和提高加速能力、提高运输能力、降低运输成本的需要。
　　（3）速度不断提高，表现在以提高试验速度为基础，不断提高运营速度。将列车的安全防护系统，通过网络通信技术与轨道的安全保障系统、列车检修、运用系统构成统一的运营系统，实现列车运行及安全保障自动化，提高列车使用效率，降低运营成本。
　　（4）环境保护是制约轨道交通发展的一大难题。因此在提速、节能之外，降噪、减振是轨道交通技术进步的另一个方向。各国轨道交通技术竞争的重点在于节约能耗、降低轨道噪声、降低生命周期成本以及其他全方位的比较上。
　　2．国内技术发展趋势
　　2006年2月9日，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》正式发布实施，对轨道交通技术的发展提出了具体要求。即：重点研究开发轨道交通、大型桥梁和隧道、综合立体交通枢纽等高难度交通运输基础设施建设和养护关键技术及装备；重点研究开发高速轨道交通控制和调速系统、车辆制造、线路建设和系统集成等关键技术，形成系统成套技术。开展工程化运行试验，掌握运行控制、线路建设和系统集成技术；重点研究开发重载列车、大马力机车、特种重型车辆、城市轨道交通等新型运载工具。
　　目前我国城市轨道交通的发展突出显示以下特点：
　　由最初的一个城市发展成20多个城市同时建设，引发出对统一建设标准的需求；由一个城市的一条线发展成网络的多条线，引发网络化带来的规划、客流预测、综合经济评价、枢纽换乘等技术问题；由单一的传统轮轨模式发展成多种制式并存，目前已在建和准备实施的制式已达6种：大运量地铁、中运量轻轨、跨座式单轨、城际快速铁路、磁悬浮、直线电机系统等，引发出对新型交通方式的成套技术研究需求。
　　从以上分析可以看出，目前的城市轨道交通发展已呈多样化发展趋势，尤其是城际轨道交通线和市郊线的建设越来越多，大运量、中运量、市郊线多种形式并存，轨道交通发展呈多样化。因此，未来的研发重点是技术制式的整合、自动化控制系统、低地板技术、转向架技术、悬浮技术等。
　 开展城市快速轨道交通及新型交通系统成套技术的研究作用，是提升我国城市轨道交通的整体技术水平，完成本行业的技术跨越，打破国外的技术垄断，促进行业发展。技术研发的总体目标是：提升轨道交通的整体建造及技术装备水平；形成标准化、模块化的系统模式体系及标准体系；实现城市轨道交通智能化、信息化及无人驾驶卫星定位控制；建立一整套高度智能化的事故防范预警系统和应急疏散系统；建立多数据源的城市轨道交通三维数据库；建立便捷、安全、环保、节能、低维护的新型交通体系，使城市轨道交通成为城市交通的骨干方式，并带动相关经济及行业的发展。
　　主要研究内容包括：
　　－－大城市轨道交通规划、建设与运营重大技术研究；
　　－－大城市轨道交通网络规划研究；
　　－－标准化、模块化系统及标准体系研究。如车站的标准化和模块化研究的内容集中在车站的组成内容、车站设计理念、车站合理规模、新型施工建造技术研究等；
　　－－城市轨道交通运营及乘客信息管理技术；
　　－－新型轨道交通制式及关键技术研究：直线电机成套技术系统；导向式轨道交通新技术。主要研究内容包括车辆、轨道结构、电机、感应轨、供电轨、供电和配电、列车自动控制、通信、自动检票系统、站台屏蔽门、运营、养护维修等内容的匹配与系统集成及关键技术与设备研究。
　 －－轨道交通重大装备关键技术研究。重点研究施工装备技术和运营装备技术，包括新型车辆制造技术；列车自动化控制技术；先进的施工方法及装备研究；新型轨道交通运营管理装备研究等。
　　－－城市轨道交通安全保障体系研究。综合研究具有高度智能化、集成化的快速反应事故防范预警系统和安全疏散、救援系统，保证轨道交通乘客安全。并能对突发的事故，尤其是恐怖性事故提供紧急疏散预案。
　　－－城市轨道交通环境控制研究。城市轨道交通必须与周围环境融为一体，相互协调，甚至提升当地环境的品位，以促进城市的可持续发展。环境控制研究主要包括地下车站与周围环境的协调、高架及地面线景观、环境影响及控制对策等。
　　3．重点领域与企业
　　在新型交通系统方面，世界各国根据城市特点已开发了轮轨系统、直线电机系统、跨座式单轨系统、无人驾驶新交通、磁悬浮系统等制式，并在城市交通中占有一定比例，而我国的城市轨道交通系统制式仍以大运量的轮轨交通为主，需要开展相关新技术的研发。
　　重点研发制造企业主要是中国南车集团公司与中国北车集团公司。两个集团公司有长春客车厂、四方机车车辆厂、株洲电力机车厂、唐山机车车辆厂等企业。
　（1）中国南车集团公司
　　中国南方机车车辆工业集团公司是从事铁路机车车辆和城市轨道交通车辆设计、制造与服务的大型企业集团，隶属于国资委。中国南车集团公司以“立足中国，服务全球”为宗旨，致力于将更高水平、更高档次、更高质量和更高性能的轨道交通装备产品推向海内外市场。在所属25个子企业的团结协作之下，全集团在产品开发、市场开拓、国际合作、管理创新上取得出色业绩。 　　中国南车集团公司拥有世界最大的电力机车制造基地、中国首屈一指的大功率内燃机车及柴油机的研制能力、中国最早的中高档铁路客车研制基地，在国务院批准的四个国内城轨车辆厂家中占有其三。集团具备铁路机车、客车、货车、地铁车辆及相关零部件自主开发、规模制造、规范服务的完整体系，主要产品制造向着“先进、成熟、经济、适用、可靠”的技术目标不断迈进。
　　近几年来，被确定为中国铁路第五次大提速主力车型的东风11G型内燃机车实现当年设计当年试制成功；高原机车“雪域神舟”号在青藏铁路顺利经受住了4772米海拔的考验；高原高寒动车、摆式客车、双层集装箱平车等客车、货车新品种相继问世；南车制造的铁路货车首度出口南美；交流传动电力机车首度出口中亚；最大批量货车出口合同签订；北京、广州地铁车辆项目中标。众多的成绩得益于南车集团实施超前研发、滚动开发的技术策略和立足中国、服务全球的市场策略。
　　（2）中国北车集团公司
　　中国北车集团是由中央管理的国有大型骨干企业，主营铁路机车车辆、城市轨道交通车辆、铁路起重机械、各类机电设备等产品的设计、制造、修理和租赁等。坚持“一业为主，多元经营，立足铁路，面向全国，走向世界”的经营方针，努力把中国北车集团发展成为拥有先进技术、具有较强市场竞争实力的国内一流、国际同行业知名的机车车辆企业集团。总部设在北京。下辖18个全资子公司（工厂）、4个参股研究所和2个参股子公司。
　　中国北车集团以“一业为主，多元经营，立足铁路，面向全国，走向世界”为发展战略，主要从事城市地下铁道和轻轨车辆，铁路、厂矿、港口用机车车辆，以及铁路运输专用设备的设计、制造、销售、租赁、修理、配件供应和服务。运用自营进出口权，开展机车车辆产品、制造设备和技术的国际进出口业务。公司的产品遍布全国、出口到世界上三十多个国家和地区。