轨道交通科技发展的方向与任务

李尹伊 张姝 方媛

摘要：轨道交通作为城市的主要交通出行工具，其发展意义重大。高铁、城市轨道交通、重载铁路、磁悬浮等都促进了社会进步，拉动了经济增长。在不断发展中，我国的轨道交通建设在世界上取得了良好的成绩，但技术无尽头，目前我国轨道交通仍需进一步明确方向及任务。

关键词：轨道交通;科技发展;方向;任务

轨道交通作为最具可持续性的交通运输方式，是国民经济的大动脉，是大众交通工具及现代城市运行的骨架，是国家的重要基础设施及重要基础产业，是综合交通运输体系的骨干及主要交通方式之一，它在我国经济社会发展、民生改善、国家安全等方面发挥着不可替代的作用，在我国经济社会发展中的地位及作用十分重要。基于此，本文首先阐述了国家与行业发展需求，论述了我国轨道交通技术研究基础，并详细探讨了轨道交通科技发展的方向与任务。

一、国家与行业发展需求

轨道交通科技持续自主创新是国家通过实施“创新驱动发展”战略，全面支持“新城镇化”、“区域经济一体化”、“一带一路”、“制造强国”、“走出去”战略的全局重要基本保障，在经济社会发展新常态下，建设创新型国家、构建现代综合交通运输体系、实现全面建设小康社会目标，具有重要的意义。

随着以京津冀、珠三角、长三角等为代表的众多经济圈的形成，区域经济一体化迫切需区域轨道交通在安全保障、节能环保、综合提高效能、提高服务质量等方面提供全面的支撑与保障。我国国情决定的区域个性化、多样化运输需求，迫切需要不同的轨道交通系统与之适应并提供支撑;国民便捷出行和社会经济发展对物流效率及成本提出了更高的要求，需多种轨道交通模式间、轨道交通与其他交通方式间的快速互联互通技术及能力保障。

新形势下，维护国家安全及地区稳定对国防快速机动、基础设施安全与稳定运行提出了更高要求;我国面临的可持续发展和环境治理的严峻形势，对轨道交通的绿色环保提出了更加迫切与苛刻的要求，有效降低资源消耗及各種污染已成为我国轨道交通可持续发展的瓶颈之一。

未来，我国铁路总运营里程达到15万km（其中高铁3万km），超过6000多km的城市轨道交通、不断加速的新型城镇化进程与众多经济圈、“走出去”、“一带一路”战略的实施，都将迅速扩大轨道交通国内外市场需求。

二、我国轨道交通技术研究基础

“十一五”与“十二五”期间，在国家科技中长期发展规划战略指引下，国家科技部通过国家“863”计划、科技支撑计划、“973”计划安排，在轨道交通领域实施了一大批科研项目。通过这些项目的实施，我国在轨道交通运输装备、基础设施服役保障、安全保障、运营管理等方面取得了显著成就，表现在：

1、在高铁、城市轨道交通和其他轨道交通系统领域进行了关键技术研究及装备研制，突破了系统的成套技术，为大型轨道交通系统集成技术的研究及应用奠定了基础。

2、高铁和城市轨道交通等实现了自主设计及装备批量制造，为发展更高速度、更高质量的城市轨道列车和实施“走出去”战略创造了充分条件。

3、开展轨道交通装备综合节能技术研究，为提高轨道交通系统综合效益奠定科技创新基础。

4、持续开展高速磁浮交通系统技术自主性研究;对低速磁浮技术进行了系统研究，形成了完整的低速磁浮交通系统成套技术装备、制造能力、建设运营能力，充分消化吸收了德国常导高速磁浮系统技术，为高效中速磁浮系统技术及高速磁浮自主技术的研究奠定了基础。

5、全面开展重载铁路运输成套技术研究，具备轴重30t重载铁路改造、建设、运营、成套装备交付的技术能力;掌握高铁及大宗货物运输组织与运营保障相关技术。

6、我国高铁技术已进入国际先进水平行列，轨道交通装备已成为我国“走出去”战略实施的先行者与“国家名片”。

三、高速铁路工程科技的方向与任务

随着技术的突破和经济的发展，目前世界高速铁路取得了长足的发展，总里程超过30000km。2008年，CRH3提速至394km/h，到2010年提速至486km/h。我国高速铁路的发展已达到世界先进水平，成为世界高速铁路技术引导者。然而，随着我国铁路工程的发展和技术的突破，我国铁路轨道交通也遇到了新的挑战。目前，车轮多变磨损问题、轨道不均匀沉降、无碴轨道精调技术、轨道裂纹离缝等问题，严重阻碍了我国高铁交通的发展。为了克服这些技术难题，促进铁路交通的进一步发展，需加大研发力度;要把技术攻克中心放在轮轨磨损控制、部件振动失效、基础结构损伤与演变上;当然，也要在现有铁路轨道交通技术体系的基础上建立维护管理标准体系，强化安保技术，提高铁路整体技术水平及运维质量。

四、重载铁路工程科技方向与任务

我国幅员辽阔，经贸往来频繁，因而货运载重及吞吐量大，这也刺激了我国重载铁路工程的发展。我国朔黄线和大秦线开通以来，已开始试行30t重载列车。到2014年，在科研人员的不懈努力下，列车牵引量提高到10000t。重型铁路的发展为我国经贸往来奠定了坚实的基础，成为经济发展的重要推动力。

当前，重载铁路交通面临的挑战集中在轨道结构和列车本身的载重与养护上。长编组、大轴重重载列车在提高铁路运能的同时，也给车辆与轨道结构的安全范围带来了严峻的考验。由于轴重增加引起的轮轨磨耗及疲劳伤损问题，轨道结构及线路状态的恶化，以及牵引重量增加引起的断钩事故与列车纵向冲动等问题，严重影响重载运输的安全和效率，这也是世界重载铁路发展国家面临的共同工程问题。

五、城市轨道交通工程科技方向与任务

城市轨道交通作为城市的主要脉络，可以说是支撑城市发展的最核心力量和保障城市基本运行的支撑结构，城市轨道交通也承担着城市发展的重任。发展城市轨道交通有效解决了城市拥堵问题，优化了城市交通资源配置。随着科技的发展，轻轨、地铁、有轨电车、快速轨道、磁浮交通等逐步改造了城市轨道交通，这些新技术的出现极大地优化了城市的整体环境。

总体来看，我国城市轨道交通构架复杂，城市轨道交通也正在从单纯的单向建设向“建养”并轨的融合道路发展。然而，在城市轨道交通的发展变迁中，其自身的运营、安全问题也凸显出来。由于城市轨道交通特殊的施工环境，施工中发生安全事故的概率较高。在运营中，追尾、脱轨、错误的信号指令等事故时有发生。这些安全技术、运营问题反映了我国城市轨道交通的发展困境。

六、磁悬浮交通发展现状

磁悬浮作为现代轨道交通中技术含量最高的部分，受到了外界的广泛关注。它突破了传统的轨道交通模式，不受轮轨系统的限制，具有高速、低磨损、低噪声、振动小的技术特点。目前，我国对磁悬浮交通的研究已进入一个新的阶段，低温超导磁悬浮和常导电磁技术体系已较为成熟。当前，由于技术等实际原因的限制，磁悬浮交通的应用并不广泛。一方面，磁悬浮交通与轮轨系统不兼容。另外，磁悬浮技术还不成熟，很多技术还存在缺陷，并且虽然目前高温超导磁浮技术的理论体系已较成熟，但由于本身缺乏实质检验，因此仍存在很大的技术局限。正是由于这些技术上的弊端，使得磁悬浮交通的发展受到极大制约，面临着巨大的挑战。

参考文献：

[1]严冬.轨道交通科技发展的方向与任务[J].区域治理，2018（02）.

[2]贾利民.轨道交通科技发展的方向与任务[M].北京交通大学学报，2016（04）.