浅析城市轨道交通车辆选型

张大壮 赵天龙

摘 要：近年来，随着科技的不断进步，各种新型的城市轨道交通类型层出不穷，在车辆制式上也有了较大发展。城市轨道交通列车编组也从最开始的2辆发展到8辆甚至是12辆，其运行速度也取得了显著提升。车辆是城市轨道交通最为重要的组成部分，因此，车辆制式选型也成为当前轨道交通建设发展中最为重要的问题。加强城市轨道交通车辆的选型研究具有非常重要的现实意义。

关键词：轨道交通;选型

城市轨道交通选型是轨道交通建设的重要组成部分，其对城市环境、运营服务水平以及工程投资等都有较大的影响。文章主要探讨了当前主要轨道交通的分类以及特征，分析探讨了车辆制式以及列车编组选择，供相关工作者参考。

一、城市轨道交通车辆的主要特点

城市轨道交通车辆的特点主要表现在以下几个方面：1.列车运行及环境一般是地下隧道、地面及高架线路上，线路的曲线半径小、坡度大，车辆的外形尺寸及动态包络线受限界的约束;2.列车载客量大而集中，乘客上下车频繁，高峰时段超载，有时列车被设计成可灵活编组以适应客流需要;3.运行站间距短，起动、制动频繁，运行速度和加、减速度较高;4.车辆涉及到机械、电气、计算机、制冷、声学及光学等技术领域，并与供电、接触网、信号、通信、综合监控、屏蔽门、土建、线路及轨道等专业有密切的技術接口;5.车辆总体设计要求轻量化、节能化、低噪声，客室的门数量多，电气和机械部件的箱、柜或模块化结构大部分悬挂在车体的底架上;6.在防火和乘客紧急疏散方面有高的要求和相应的措施。

二、城市轨道交通分类及特征

1.直线电机轨道交通

直线电机轨道交通是比较普遍的城市轨道交通类型，其具有爬坡能力强、转弯半径小、轴重轻、噪声小等优点，可降低隧道截面积和桥梁荷载，使选线更灵活，进而降低工程造价。直线电机轨道主要有以下几种：（1）磁浮铁路。磁浮铁路采用直线电机牵引、电磁导向、电磁悬浮或电动悬浮技术使列车沿着轨道无接触运行，目前主要包括超高速磁浮和中低速磁浮交通两类;（2）直线电机轮轨交通。该系统采用直线电机牵引、钢轮-钢轨系统支承导向，一般采用短定子直线感应电机牵引;（3）直线电机单轨交通。莫斯科一单轨系统采用直线感应电机驱动，橡胶轮胎支承，侧向导向轮导向;（4）直线电机气浮轨道交通。采用直线电机驱动、气垫支承、导向轮导向。气垫悬浮是用压缩机把空气吹向地面获得浮力，但这种悬浮方式不如磁浮方式容易控制。

2.单轨交通

单轨交通是车辆跨座或悬挂于带形梁体轨道的交通系统，具有占用空间少、爬坡能力强、转弯半径小、噪声低、舒适环保等优点。但是道岔结构复杂，限制了列车的最短运行间隔，速度及载客量通常小于地铁系统。

3.自动导向轨道系统

该系统车辆主要是采用橡胶轮胎承载、驱动和导向，其中包括走行轮和导向轮，且走行轮胎内侧设有钢轮。自动导向轨道系统具有转弯半径小、爬坡能力强、运行噪声低、振动小等特点。其根据导向轮安装位置的不同可以分为外侧导向式和内侧导向式两种。自动导向轨道系统可采用专用路权，也可与一般道路混行并具备优先通行权，适用于高架或地面线，适合于地貌起伏较大、环境条件复杂的城市，与地铁相比工程量小，建设成本低。

4.现代有轨电车

现代有轨电车在传统有轨电车的基础上全面改造升级，根据车轮及轨道形式分为钢轮钢轨和胶轮路轨两类，客运能力0.5万～1.2万人次/h，设计速度70～80km/h，市中心运行速度约为20km/h，郊区运行速度可达30km/h。现代有轨电车系统既可承担大城市骨干公共交通网络的补充、延伸、联络、过渡等辅助功能，也可作为中小城市的骨干公共交通网络，兼具与城市景观协调、环保等特点。

三、车辆制式和列车编组的选择

在选择车辆制式、车型以及列车编组时，需要对这三个方面进行综合考虑，进而获得最佳结果。在选择时重点考虑因素包括客流预测、线路特征、沿线环境、运营组织、服务水平、信号能力、工程造价、运营和维修成本，以及轨道交通网络资源共享等方面。

在具体选择车型和编组列车时，需针对特定工程计算能耗和运营费用，进行反复比较。车辆的能耗与车辆质量、载重成正比。在列车额定载客的情况下，运输同等的客流量，B型车每位乘客的平均运营能耗比A型车稍高。对国内A、B型车运营成本评估发现，同一线路A型车每公里运营费用比B型车高一些;但在满足客流要求的前提下，配用A型车的走行公里数又比B型车低，有利减少车辆维修成本。

城市建设发展以及城市规划上的变化都会对前期的客流预测数值产生一定的影响，因此，这一数据在进行车辆编组选择时需要格外注意，为此，需要对车辆的运能储备给予一定的重视。

通常在同一线路及客流条件下，当信号系统和运营组织允许列车开行间隔短时，可适当选择较小编组列车。当然这样的选择应充分考虑实现的可行性。根据规范，额定载客按6人/m2计算，超员载客按9人/m2计算。随着生活水平的提高，乘客对乘坐舒适性的要求也随之提高，因此对于线路长度和平均运距比较大的线路，额定载客数可适当降低。这是规范允许的。但这样会增加运用车辆数，也使工程投资增加。

列车编组直接影响车站土建工程量，折返线、存车线、洗车线和停车库等的长度以及检修设备的配置，这些都与工程造价及运营维修成本有关。在工程初期客流量与近期或远期客流量差别较大时，从工程造价、运营维修成本以及服务水平等方面考虑，初期或初近期选择小编组列车，远期选择较大编组列车是经济的。至于在工程远期存在不同的列车编组，建议尽量避免将原有的小编组列车扩编成大编组列车，这会导致在车辆的管理、维修和报废等方面增加难度。由于信号系统制式的不同，将某线路列车调拨到其它的工程线路使用是不经济的。不同编组的列车混合运营在国内外都有先例和成熟的经验，因此采用不同编组列车混合运营过渡的方式是可行的。总之，选择车辆制式和列车编组需考虑的因素较多，只有反复比较，按主次取舍，有时还需要相互兼顾，才能得到比较合理的选择。

四、结语

总而言之，城市轨道车辆选型有利于车辆的运营与维修，而且能够大大降低企业的成本。因此，在后期的实际工作中，在工程车龄选型时尽量保证车辆同一型号，结合城市轨道交通的运营环境以及使用要求等合理选择，这也是促进城市轨道交通建设事业发展的必要手段。

参考文献：

[1]李红卫 特殊地形条件下的城市轨道交通车辆选型 《都市快轨交通》-2017年第30期.

[2]劉玉文，尤维秀 城市轨道交通车辆选型相关技术因素分析 《城市轨道交通研究》-2017年第20期.