我国现代有轨电车系统发展趋势探讨

孙帅

（中车四方车辆有限公司，山东 青岛 266111）

0 引言

自2003年《国务院办公厅关于加强城市快速轨道交通建设管理的通知》（国办发〔2003〕81号）发布以来，城市轨道交通得到较快发展；现代有轨电车系统以其造价成本相对较低、审批流程相对简单等优势受到越来越多城市的青睐[1-2]。2007年5月和2009年12月，天津滨海新区和上海张江区2条现代化有轨电车先后投入运营，我国现代有轨电车行业开始复苏，此阶段车辆尚需整车进口；自2013年8月沈阳浑南现代有轨电车正式载客试运营，经过近5年的发展，我国现代有轨电车进入繁荣发展阶段[3-4]。

截止到2018年7月《国务院办公厅关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》（国办发〔2018〕52号）发布，我国已有12个城市（大连和长春采用传统有轨电车，未纳入统计）共计19条现代有轨电车线路开通运营，运营里程达227.26 km。据统计，目前我国正在建设现代有轨电车项目的城市或地区有20个，共36条线路，建设里程约574 km；处于筹备阶段且已入选P P P管理库的现代有轨电车项目有20余个[5]，已启动现代有轨电车项目的城市或地区超100个，建设总里程超1 000 km。

我国现代有轨电车产业集群已初步形成，创新技术得以发展并应用，已进入快速发展期。以我国现代有轨电车项目为研究对象，从车辆、基建、弱电系统、运营维保等方面探讨现代有轨电车系统的发展趋势。

1 车辆

目前中车集团各主机厂均能整车制造现代有轨电车车辆，中车集团设置的各生产、维修基地能够满足我国市场发展需求，随着引进技术的消化及自主研发产品的日益成熟，现代有轨电车车辆将会满足业主不同层次的需求。

1.1 产品型谱化

参考阿尔斯通Citadis系列有轨电车经验，产品系列从Citadis X01到Citadis X05，车型含70%低地板和100%低地板，车辆编组涵盖三、五、七、九模块，车辆宽度有2.40 m和2.65 m两种，多种供电方式可供选择，能够实现有轨电车产品型谱化，满足客户多样化需求。

目前我国现代有轨电车车辆积极进行产品迭代更新，2018年3月中车株洲电力机车有限公司成功研发电电混合五模块储能式现代有轨电车，标志着第3代超级电容有轨电车下线，车辆续航里程翻番；中车青岛四方机车车辆股份有限公司通过完全技术转让形式引进捷克斯柯达有轨电车，采用永磁电机和氢能源技术进行二次改进及深度开发；我国各有轨电车制造厂商纷纷进行技术升级，打造现代有轨电车型谱化产品，以适应市场发展需求。

另外，通过对走行系统、制动系统、储能系统等关键部件技术的升级换代，加快现代有轨电车关键部件国产化步伐，有效把控现代有轨电车整车价格，通过新技术的应用切实丰富现代有轨电车产品系列，满足我国有轨电车市场需求。

1.2 自动驾驶技术

国家政策大力支持自动驾驶汽车和轨道交通的发展，现代有轨电车的路权设计使自动驾驶技术商用成为可能[6]；横穿佛山南海中心城区的佛山南海新交通试验段系全国首条享有专有路权的有轨电车线路，2017年7月佛山南海新交通试验段首列有轨电车（见图1）在中车青岛四方机车车辆股份有限公司下线，该车是全球首列实现自动驾驶的现代有轨电车；未来现代有轨电车的交通组织或将被自动驾驶技术彻底变革。

1.3 关键技术国产化

目前，我国各有轨电车制造商已基本掌握牵引传动、磁轨制动、耐碰撞车体等关键技术，但有轨电车的无触网供电技术、低地板转向架技术等方面仍存在差距。以无接触网供电技术为例，国外制造厂家都拥有各不相同的供电技术，我国制造厂家从超级电容、蓄电池、氢能源等方面深入研究已积累诸多原始创新；鉴于我国有轨电车主要依托引进技术生产，加快引进技术的消化与自主研发技术的成熟，未来必将提供更多质优价廉的车辆产品。

图1 首列实现自动驾驶的现代有轨电车在青岛下线

2 基建

参考法国劳尔Translohr系统的预制路基模块（见图2）技术经验，整个预制路基厚度不超过30 cm，采用机械方式连接，可直接作为运行路面供胶轮导轨电车使用。采用预制路基模块，能够大幅缩短建设周期，有效减少中心城区施工对周边居民的不良影响；现有道路施工下挖深度小，对城市地下管网影响小；预制路基模块坚固耐用，使用寿命达30年。

苏州高新有轨电车有限公司联合中国铁道科学研究院集团有限公司设计预制板式道床，于2016年7月在苏州高新区有轨电车2号线试制试铺成功；成都市新筑路桥机械股份有限公司成功研发嵌入式轨道系统（见图3），已在新津R1线、滇南中心城市群示范线、广州地铁、成都蓉2线获得成功应用。可以预见，预制混凝土构件技术在现代有轨电车项目建设中将会获得更多应用。

我国现代有轨电车项目积极探索新技术应用，推进项目基础建设优化；采用预制混凝土构件技术可有效缩短现代有轨电车建设周期；优化接触网方案，现代有轨电车接触网建设更加简洁、美观；采用梯形道岔、组合道岔，降低车辆基地占地面积。

图2 预制路基模块

图3 嵌入式轨道系统

3 弱电系统

现代有轨电车弱电系统包括信号系统、通信系统、售检票系统、综合监控系统等，其中信号系统包含正线信号控制系统、交叉路口信号优先控制系统、列车运行调度管理系统、车辆段联锁系统和车载信号系统等。弱电系统是确保现代有轨电车的运行效率和安全性的核心。

3.1 弱电系统集成

我国现代有轨电车项目建设正向弱电集成一体化方向发展，采用统一招标和建设模式，利用统一的综合运营管理平台进行运营管理，有利于提高项目建设、运营、维保效率，推进现代有轨电车系统的弱电各子系统间实现互联互通[7-8]；在控制中心建立以行车指挥为中心，综合的和集运营监控、电力监控、运营管理、调度指挥为一体的调度指挥系统，实现对设备资源、人力成本的统一管理，并基于集成的监控平台，简化调度员操作界面，方便处置各类突发事件。

面向运营调度的高度集成一体化综合调度管理系统或将是现代有轨电车弱电系统发展的重要方向，通过建设标准、统一和开放的系统集成平台，将各相关系统进行高度集成，形成完整的新型有轨电车网络管理、指挥与监控体系[9-10]。实现对新型有轨电车网络内所有运行车辆、区间和车站进行总的监视、控制、协调、指挥、调度和管理，确保行车调度的有序进行。

3.2 融合智能交通，打造智慧城市

目前，我国各城市正积极打造智慧城市建设，现代有轨电车项目通过交叉路口信号优先控制、社会交通信息控制、综合调度管理平台打造等方面推动智慧城市交通智能化建设；现代有轨电车信号系统作为城市智能交通系统的重要组成部分，结合弱电系统集成一体化发展趋势，与其他城市智能交通系统有效融合，打造最优城市智能交通解决方案。

4 运营维保

我国已开通运营的现代有轨电车项目中，由于各项目情况不同，受其运营管理主体的影响，现代有轨电车的运营模式、服务水平各不相同；设备维保是现代有轨电车运营管理的主要内容，直接关系到现代有轨电车的运营可靠性，影响现代有轨电车的运营效率。

4.1 运营网络化

现代有轨电车运营模式介于公交运营模式和地铁运营模式之间，其网络化运营更接近于地铁，目前我国已运营现代有轨电车线路大都未设置ATO、ATP等自动化程度较高的信号系统，小间隔行车运营调度的实现难度较大。沈阳浑南有轨电车项目已在网络化运营方面进行了有益尝试，现代有轨电车网络化运营，提高线路复线率，从引导客流分布、缩小发车间隔等方面有效提升网络化运营效率。随着各城市有轨电车项目建设的深入，线路网络化运营将是我国现代有轨电车项目发展的方向。

我国现代有轨电车已进入繁荣发展阶段，将有更多城市进入有轨电车网络化运营时代，有轨电车优势也将得以全方位体现；有轨电车项目运营水平的高低最终将成为考验项目成功与否的关键因素。

4.2 维保专业化

目前我国现代有轨电车维保主要集中在车辆、供电、通信、信号等专业；根据不同专业维保特点选择自主维保或委外维保，在质保期内主要以委外维保为主，质保期外各运营管理主体依据人员设置、维保成本、运营服务和专业特点等方面综合选择适合的维保方式。

随着投入运营的现代有轨电车项目的增多，专业化维保队伍逐步成长起来，应用大数据分析、远程控制技术支持，其成本趋于合理、服务质量明显提高、专业化程度更高，未来专业化、精细化、品牌化的委外模式将是发展趋势。

5 结束语

城市轨道交通项目已成为轨道交通项目建设的“热土”，现代有轨电车以其节能环保、安全快捷、工程造价低、施工周期短等优势成为城市或地区发展轨道交通的优选方案，现代有轨电车市场已进入快速发展阶段；同时也要看到，我国现代有轨电车项目在规划、建设、运营中暴露出一些问题，有轨电车行业处于关键调整期，需要有轨电车从业者从各自工作实际出发切实做好本职工作，政府层面从立法和标准等方面规范行业发展，以满足有轨电车市场竞争和创新发展的需求。