城市轨道车辆技术发展趋势及展望

传统电车
高智能
系统自感知、自诊断、自决策 智能运维、智能驾驶
导向胶轮电车
高适应
模块化、灵活编组 小曲线、大坡道、高粘着 低投入（建设初期投入、LCC）
新能源利用
阿尔斯通 APS
庞巴迪 PRIMOVE
安萨尔多 TRAMWAVE
30
3 城市轨道车辆技术发展趋势
（2）高效能——生态技术研究
生态技术是指产品在原材料获取、生产、使用和处置等整个生命周
期中密切考虑到人类健康和安全的产品研制方法。
可回收材料 提高抗疲劳性能
设计
绿色制造技术 减少废弃物排放
报废
M
4QC
PWMI
M M M
16
2 国外轨道车辆技术发展趋势
（2）庞巴迪公司—能源/效率/经济/生态（ECO4）
17
2 国外轨道车辆技术发展趋势
（3）日本车辆—轻量化/防灾减灾
日本国土地质松软、地震多发、城市密集、人
口密度大，其特点是：
大量应用新材料，减重降耗； 地震地面监测和列车控制等智能减灾系统。
11
3 国内城轨交通现状
（2）典型城市轨道交通发展
城市 国内生产 总值 城区人口 交通模式 （含已规划） 地铁 BRT 已建线路 (含在建) 新增规划 交通模式承担 情况
厦门
3100亿元
367万
BRT:93.4km
地铁：235km
BRT为主
珠海
1662亿元
158万
有轨电车
有轨电车：19km
有轨电车：10.8km 地铁：25.6km
3760
地铁：312.6km
地铁为主，其它 为辅
澳大利亚 墨尔本
600-700
425
地铁、有轨电车
地铁：372km 有轨电车：200km
市中心有轨电车 为主、地铁为辅
7
2 国外城轨交通现状
（2）典型城市轨道交通发展
城市 国内生产总值 （亿美元） 城区人口 （万） 交通模式 （含已规划） 已建线路 (含在建) 交通模式承担情 况
全国城市轨交运营里程将超过3100km，共有87条运营线路，提前一年实现“ 十二五”规划的3000km运营里程目标。预计明年将有40个城市建设轨道交通 ，总在建里程近4000km。 地铁运营为主城轨交通体系 我国城轨交通的线路里程中，地铁将近占82%，绝大多数城市都以地铁 为主构建城轨交通网络。
•
„
被动安全设计技术 • • • 结构强度 碰撞 „
主动安全设计技术 防火综合体系技术 主动防护与控制 „ 23
3 城市轨道车辆技术发展趋势
（1）高品质——系统高可用性技术
高可靠性技术
• 结构疲劳寿命预测技术 • 系统失效机理和防护技术 • 系统可靠性试验及评估技术 • „ 系统自诊断维修技术 • 智能检测技术 • 智能故障诊断技术 • 快速维修技术 • „
70%低地板
高智能
系统自感知、自诊断、自决策 智能运维、智能驾驶
100%低地板
高适应
模块化、灵活编组 不同地板高度
超级低地板
36
1 城市轨道车辆技术发展
（3）其它地面导向方式 高品质
系统防灾减灾、综合舒适度提升、低噪声控制
高效能
轻量化 新型高效直驱牵引 新能源（燃料电池、超级电容、锂电池）
有轨电车为主
浑南
410亿元
50万
有轨电车
有轨电车：60km
有轨电车：139km
有轨电车为主
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第二部分
车辆技术发展趋势
1. 城市公共交通评价通则 2. 国外轨道车辆技术发展趋势 3. 城市轨道车辆技术发展趋势
13
1 城市公共交通评价通则
（1）评价体系
安全+运量 通用交通方式 适用指数 = 成本+时间
（1）高品质 高品质：高安全、高可用、高舒适
系统安全技术
系统高可用性技术
乘客综合舒适度
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3 城市轨道车辆技术发展趋势
（1）高品质——系统安全技术
系统防灾减灾技术 • • • • 地震 洪水 飓风 沙暴 列车控制网络安全防护技术 • • • • • • • • EMC 防病毒 防黑客 权限控制 „
15
2 国外轨道车辆技术发展趋势
（1）西门子公司—RAMS/LCC
主动安全、被动安全 模块化车体概念 质量管理系统
可靠性验证 可用性 维保 持续改进
Crash Scenario 碰撞
研发方向
维护成本 运营成本 长寿命周期 空气动力学 能量再生 能量管理 功率因数
24
3 城市轨道车辆技术发展趋势
（1）高品质——乘客综合舒适度技术 生理需求
人因工程 • 美工造型 • 人性化界面 乘坐环境 • 温度湿度
服务需求
移动办公
• 电子邮件 • 公文处理 一体化出行服务 • 购物 • 出行 • 旅游
• 电磁辐射
• 振动噪声 • 气压流场 „
• 实时路况信息
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3 国内城轨交通现状
（1）国内城轨交通发展
以有轨电车为代表的多种地
面轨道交通模式蓬勃发展。 70%低地板 100%低地板 劳尔胶轮系统 跨座式单轨 磁浮列车 „„
6个城市运营 近40个城市规划或设计 10个城市开工 规划里程近6000km
佛 山
长 春 沈 阳 锦 州 大 连 北 京 唐 山 南 京 天 津 泰 州
特征： 电牵引 自导向 可成列 大运量
地铁 轻轨 有轨电车
单轨
磁悬浮
自导向车辆
4
1 概述
狭义的城市轨道交通系统是指在城市中修建的快速、运量适中、用电 力牵引、采用钢轮钢轨的轨道交通。线路可在地下、地面或高架上敷设。
典型的城市轨道交通形式及其区别：
运能（万 投资规模 人/小时） （亿元）
随着城市和社会经济的发展，更 安全、大运量、高时效、低排放、人 性化、低成本等要素愈发成为人们关 注的重点和城市交通方式评价准则的 重要因素。
安全
+ +
运量
+ +
人文
+ „ + „
14
轨道交通方式 适用指数
=
时间 排放 成本
1 城市公共交通评价通则
（2）评价要素
公共交通 适用指数
安全
+
+
运量
+ +
人文
+„
+ „
=
时间 排放 成本
安全=f(导向，结构强度，智能安全， …) 装备与 城市公 共交通 适用性 的性能 要素 运量=f(定员，轴荷，间隔时间，… )
人文=f(旅客界面，城市景观，…）
时间=f(旅行速度，停靠时间，…) 排放=f(废弃物，噪声，…) 成本=f(购置成本，运行能耗，维护成本，…)
总里程14,261km，其中轻轨车和有轨电车等占68%；地铁占32%。
依据不同城市的需求，有层次的选择地铁、轻轨、 有轨电车、单轨交通、自导向胶轮运输等不同的轨道 交通制式。
超级低地ULF
劳尔胶轮电车
悬吊式单轨
跨座式单轨
荷兰艾因霍芬市 虚拟轨道胶轮车
6
2 国外城轨交通现状
（2）典型城市轨道交通发展
重复利用 翻新再生 无污染的最终处理
生态技 术研究
制造
运维
易于保养和维护
31
3 城市轨道车辆技术发展趋势
（3）高智能：数字化、网络化、信息化
为客户提供最好的产品与服务！ 概念、研发
数字化设计 数字化验证 数据管理
. . . 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 . . .
生产制造
数字化制造 数字化装配 数据管理
（2）高效能——综合节能技术运用
轻量化
唐车部分铝蜂窝复合 车体减重8%
复合车体头罩
瑞士碳纤维车体 车体减重20%-25%
法国TGV碳纤维双层车 车体减重25%
29
3 城市轨道车辆技术发展趋势
（2）高效能——综合节能技术运用 轨道车辆无触网解决方案
车载储能：电池、超级电容、飞轮 车载供能：燃料电池 地面供电：APS、PRIMOVE、TRAMWAVE
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3 城市轨道车辆技术发展趋势
• 高安全 • 高可用 • 高舒适 • 绿色化 • 经济化 • 持续化
高品质
以高品质性能为保障
高效能
以实现系统高效能为目标
高适应
• 模式域 • 配置域 • 功能域 打造具有市场高适应能力的产品
高智能
• 数字化 • 网络化 • 信息化 以高智能为技术手段 21
3 城市轨道车辆技术发展趋势
小断面车辆，迷你地铁；
大定员,最大编组12节；
18
2 国外轨道车辆技术发展趋势
（4）阿尔斯通—生态设计
19
2 国外轨道车辆技术发展趋势
项目
西门子
庞巴迪
能源、效率、经 济、生态、智能
日本
轻量化、防灾 减灾、智能
阿尔斯通
技术特点
RAMS/LCC、智能
生态、智能
世界轨道车辆技术发展特征：高安全、高效能、绿色生态、智能
宿 迁
常 州
武 汉 苏 州 上 海 泉 州 珠 海
10
3 国内城轨交通现状
（2）典型城市轨道交通发展
城市 国内生产 总值 城区人 口 交通模式 （含已规划） 地铁、轻轨、磁 浮、低地板、跨 座式 已建线路 (含在建) 地铁：456km 轻轨及其他：29km 新增规划 地铁：500余km 轻轨及其他： 25km 地铁：170km 轻轨及其他： 150km 交通模式承担 情况 地铁为主 轻轨及其他为 辅 地铁为主 轻轨及其他为 辅
北京
19500亿元
2114万
上海
21602亿元
2500万
地铁 、磁浮、 低地板、胶轮车 辆
地铁：536.5km 高速磁浮：29.8km 胶轮车辆：9.8km
广州
15420亿元
1292万
地铁、轻轨、磁 浮、低地板
地铁：260km 轻轨及其他： 7.8km
地铁：240km 轻轨及其他： 261km
地铁为主 轻轨为辅
法国 尼斯 法国 克莱蒙 费朗 土耳其 萨姆松
400-500
34.48
有轨电车
有轨电车：8.7km
有轨电车为主
231.1
14.1
劳尔胶轮系统
胶轮系统：15.7km
胶轮系统为主
31-40
72.5
有轨电车
有轨电车：16km
有轨电车为主
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3 国内城轨交通现状
（1）国内城轨交通发展
自1971年我国第1条城轨交通线北京地铁1号线开通以来，到2014年末，
地铁 轻轨 有轨 电车 3-6 1-3 <1 4-8 1.5-2 <1
审批机制
国家 国家 地方政府
财政预算 （亿元）
>100 >60 -
GDP （亿元）
>1000 >600 -
人口 （万人）
>300 >150 -
5
2 国外城轨交通现状
（1）国外城轨交通发展
国外城轨交通最发达的6个国家，包括日本、俄罗斯、美国等，运营
设计 制造
raw data server 源数据服务器
在线监控
Server Beijing 北京服务器
服务
运维
32
3 城市轨道车辆技术发展趋势
（4）高适应——谱系化技术研究
配置域
编组/速度
功能域
……
承载组份模块
走行组份模块 动力组份模块
（km/h）
2(4)(6)(8)/ 140
广域型
沙漠型
2(4)(6)(8)/ 120
城市轨道车辆技术发展 趋势及展望
1
第一部分 第二部分 第三部分
城市轨道交通现状
车辆技术发展趋势 城轨车辆技术展望
2
第一部分 1. 概述
城市轨道交通现状
2. 国外城轨交通现状 3. 国内城轨交通现状
3
1 概述
广义的城市轨道交通泛指以各种形式的导轨为导向的城市公交客运 系统。如地铁、轻轨、新交通、单轨交通、磁浮列车、索道、缆车、有 轨电车和自导向车辆等系统。
高寒型
2(4)(6)/ 100
基础型
2(4)(6)/80
车型 地面轨道 地下铁道 多制式互通 „模式
模式域
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第三部分
城轨车辆技术展望
1. 城市轨道车辆技术展望 2. 丹阳市交通模式建议 3. 丹阳市轨道交通产业发展建议
34
1 城市轨道车辆技术发展
（1）地铁、轻轨
高品质
系统防灾减灾、运量提升 减震降噪、综合舒适度提升
„
25
3 城市轨道车辆技术发展趋势
（2）高效能 高效能：绿色化、经济化、持续化
全生命周期成本控制 综合节能技术 生态技术
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3 城市轨道车辆技术发展趋势
（2）高效能——全生命周期成本控制
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3 城市轨道车辆技术发展趋势
（2）高效能——综合节能技术
28
3 城市轨道车辆技术发展趋势
城市 国内生产总 值（亿美元 ） 城区人口 （万） 交通模式 （含已规划） 地铁、市域，有轨 电车、胶轮电车 地铁、市域、有轨 电车、磁浮、跨坐 、吊挂 已建线路 (含在建) 地铁：212km 有轨电车：41.5km 交通模式承担情 况 地铁为主，其它 为辅
法国 巴黎
6581
220
日本 东京
7740
高效能
能量的降耗、回收和综合利用 新型高效牵引驱动
高智能
系统自感知、自诊断、自决策 智能运维、智能驾驶wenku.baidu.com
高品 质
高适应
灵活编组 多制式供电
高适 应
高能 效
高智 能
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1 城市轨道车辆技术发展
（2）有轨电车
高品质
系统防灾减灾、综合舒适度提升
高效能
能量的降耗、回收和综合利用 新型高效牵引驱动 新能源（燃料电池、超级电容、锂电池）