孙帮成:京津冀一体化轨道交通模式及装备研制
发布时间:2015-05-04 11:40:53 编辑:guoxining
本文摘要:我的汇报有三部分,第一部分是需求特征的分析,第二部分是模式特征分析,第三部分是技术研究与装备研制。
京津冀一体化轨道交通模式及装备研制
中国北车唐山轨道客车有限责任公司 孙帮成
我的汇报有三部分,第一部分是需求特征的分析,第二部分是模式特征分析,第三部分是技术研究与装备研制。
需求特征的分析
昨天很多专家讲很多关于京津冀的状况、特征包括规划,我今天是站在设计者的角度对于他们的特征对我们设备的需求,京津冀里面有中国最大的城市,这城市之间最大的间距是100公里,最远的超过了600公里,运输对象有商务还有旅游,那么对这个要求是安全、舒适、快捷。
北京市轨道交通需求特征。城市区域特征:区域间距离较近,城镇密集+卫星城分布;居民区、工作区、商业区、旅游区发射分布。对象是通勤、旅游、商务人群。
天津市轨道交通需求特征。城市区域特征:区域间距较大,卫星城分布;居民区、工作区、商业区、旅游区分布密集,也需要安全快速舒适。
石家庄市轨道交通需求特征。城市区域特征:区域间距30km内;居民区、工作区、商业区、 旅游区间隔分布。运输对象类别有通勤、商务、旅游人群,要需要安全、快捷、舒适的乘车环境。
秦皇岛市轨道交通需求特征。城市区域特征:3组团卫星城,间距最大不超过30km;居民区、工作区、商业区、 旅游区沿海分布。
模式特征分析
首先讲一下关于轨道的概念,轨道交通是指以轨道形式为主的交通模式,其中包括通勤铁路、地铁、轻轨、单轨铁路、有轨电车、导向巴士、缆索铁路及索道(可能亦包括无轨电车)等多种类型。区域轨道交通分为:城际、市域、市区
这里面有一个狭义的有一个广义的,狭义的就是两个轮子,这是狭义的轨道,另外广义的轨道是什么呢?是以轨道形式为主的交通模式,不是我们讲的钢轨的轨道,指通勤铁路、地铁、轻轨、单轨铁路、有轨电车、导向巴士、缆索铁路及索道等,都叫轨道交通,轨道交通分为城际、市域和市区。
下面是我们梳理了三个不同的类型的特征
有区域、有站间距,有运输量,还有运输对象,旅行环境和车辆特征。我们把城际分为快速城际和普通城际,市域分为两类,城镇密集型和卫星城,第三个市区分两类,一个是大城市中心区还有周边的中小城市的区域,他们也要实现轨道交通。
技术研究与装备研制
第三块我重点也给大家汇报一下关于我们的研究和研制,最近我也参加国家十三五的规划,有一些信息跟大家也分享一下,我们后面的车应该怎么做,应该怎么去研究新的技术。我先讲一下技术发展的趋势,这个趋势大家都在讨论,说法很多,我个人把它按照核心的理念,按照我们整个城轨车辆的角度来阐述。
技术发展方向趋势及及系统技术研究
第一个我们讲高铁的性能保障,所谓高铁要高安全、高可用、高舒适。这点是对于人来讲,首先人要安全;第二点我们讲轨道交通自然为核心,我们的节能环保绿色,经济可持续,这是可持续发展的东西,包括节能环保排放,我们将来以实现系统的高效能为目标;第三个以高智能为结合手段,国内讲的主要是与现代技术发展的核心,所以工业革命的话是一个新的浪潮的到来,你跟他说不和谐就会被淘汰;最后我们说要有高适应性,高适应性要以整个运输对象城市的和谐,包括它的模式,配置,功能。
因此,轨道交通车辆的未来发展应该以高品质性能为保障,以实现系统高效能为目标,以高智能为技术手段,研制与城市发展高适应的产品。
图2
下面讲一些系统技术,根据前来的理念,图2主要是高速列车全寿命周期成本控制,以前我们就是卖车,客户就是讲便宜,大家知道便宜没好货,那便宜卖出去了和我没关系。但是我们从设计、制造、运维到报废,还有成本的分类,以及相应的策略,就是说我们研发的首要阶段就要把这些所有的需求尽可能的满足,去做到没有最好只有更好。
图3是关于节能的,大家都说轨道交通很节能,为什么还要节能呢?节能无穷尽。节能主要在空调上下功夫,空调70%到80%对外面的空气降温,我们也浪费了很多,下面讲这些能耗,各种以我们设计能耗包括设计的人员能耗也是,包括制造能耗,包括运维的能耗,包括出厂的处理能耗,与自然和谐所有能耗都应该做到最低。这个是我们讲的理念就不一一解读了。
图3
图4是智能化的概念,我们在研究无纸化,我们有三维的机器人,我们有三维的3D,我们直接从3D指导生产,它的这些运行监控包括检修维护包括处置都应该是智能化的,我们也想建立一个云服务器,它的处理方式有录像,网络很快,你输入一定的口令有一定的级别获取一定的信息。
图4
图5是定制化的概念,前面讲的每个城市有个想法,每个领导有个想法,每条线最后还有一个想法,这些想法我们要去应对这些想法,但是这些想法里面有很多核心是不能动的,我们的借口是标准化的,我们整个CPU我们的内存我们的显卡、声卡,这些东西是硬盘,你们可以去定做,我们以后希望把这些模块分成一个我们叫承载关键模块、技术模块、质量模块,有一些附加模块随便变,但是关键模块谁也不敢变。我们的图纸会自行的按照属性去组成,我们的显卡都是PSA接触卡,这样的话我们就是把用户的需求固定下来,便于我们用户的维护保养。
图5
我们的工装设备也比较简单,现在各个业主也需要我们建厂,如果按单订单去设计制造,那么这个消耗的很大,所以我们以固定的,实现组装,有个厂就行了,我们不需要那么多设备,我们不需要焊,就是螺丝拧,这都需要进一步的研究,怎么样提升我们轨道装备的技术水平。
传统城市轨道交通装备研制
这张图是我们厂的装备研制,我们都有各种排列组合,下面是快速城际、普通城际、市域、城区,编组数也有,我们这些都是基本的要求,但是还不能满足我们城市发展的需求。这是300公里动车组,这个是250的,这个是200公里的普通城际,160的城际,我就不展开说了。这是我们120公里的磁浮列车,它的最主要的特征就是静音,因为他没有接触轨,所以它是最适合于中国的这种城市间运行的地方。大家说这个技术很好怎么没有用呢?我们后来通过分析,因为国外的整个交通网很发达,欧洲50年代60年代整个网已经建成了,但是我们中国现在有些城市之间没这种,那我们是不是把它推广起来,更加适合中国的环境,另外对人的保护对环境非常有利。
这是我们现在研发的140公里动车组,这个是我们大城市的,还有中小城市的装备,我们最早是2002年从我们自主研发的产品出口到土耳其,这些我们都走到行业的前列。
新型动力牵引系统研制
图6是一些新型动力牵引系统的研制。左上角是电池超级电容融合的,还有燃电池,我们又研究电力单元动力,我们现在通过相对的合成把这些单元减少以后,用一个锚放在车下面,也能实现集成的功能,是集成模式的运行,这样成本更经济。右边这个是讲的牵引的方向,高效便流装置,他可大大降低节能效率3%,直驱牵引,取消了变电箱,还有间歇式牵引,就是用弹性的原理,大家知道电子炮,是通过电池的加速,我们把牵引放在地面,车辆上没有电极了,重量省了一大块。还有一种牵引/制动一体化,牵引的力做一个负数就是直入。
新型城市轨道交通装备研制
我们还有一些新型城市轨道交通装备正在研制,我们也在做一些装备,更加符合我们发展的方向,去引导消费。第一个是250公里经济环保型城际动车组,什么概念呢?车长一点,我们少了两个软架,少了一些空调,这些空间都给旅客,我们人均能耗一下就可降下来200万,这个效率非常明显,轻量化设计,电力动力包等等。
另外还有一个时速160公里的动车组,我们要研究一些更加降低排放,低噪音这些,这个是橡胶的车轮,这些都需要用现代的材料,我们把轨道进行弹簧,我们能不能把轮子结合新的材料进行研究,都需要咱们在座的同仁给做一些努力做一些探讨。
另外我们还想把下一代的磁浮车的时速升到160公里。这里边一个是新架构,架构要变化掉,这里我们整个牵引装置是放在地面,就是地面式牵引,永磁混合悬浮,把需要调整的分量变化电池,这样可以大大减少车体重量,再有同步牵引,牵引效率会提高30%到40%,再有以太网,还有智能控制。
现代自导向经济环保型路面轨道交通装备
最后讲一下新的理念,就是现代自导向经济环保型路面轨道交通装备,我们提出马路变铁路的概念,叫零建设成本,我们轨道有一个支撑导向,还有回组,要有一个成组,这是铁路导向的四个要素,导向我们要用现在的导向技术,把路灯变成卫星一样,可以精确指导我们的车辆。我们的回流取消结构网,燃料电池,我们这些控制方面刚才讲了要和谐,编组技术说白了就是把滨海现在的车辆大家都知道是胶轮,它有很好的适应性,半径可达到15米。另外一种城市高架,大家知道轮轨有物理极限,爬坡上不去,我们这个没事,所以我们的加速减速适应性很强,所以我们也想把这个理念进行推广。
我们愿意为京津冀的发展做出贡献,谢谢大家!