城市轨道交通概论.doc

论 文课程名： 城市轨道交通概论 学院： 班级： 姓名： 学号： 日期： 对城市轨道交通客车车辆的基本认识随着工业化的发展，城市人口迅速增加，世界各国纷纷采用立体化的高速轨道交通来解决城市交通问题。十五期间，城市轨道系统总投资额约为人民币2000亿元。CMMA预计至2020年，预计中国城市轨道交通线路的总长度将达到2452公里，技术水平和生产能力都更为客观。一、国际市场发展现状及特点二十世纪以来，随着工业化的发展，城市人口迅速增加，世界各国纷纷采用立体化的高速轨道交通来解决城市交通问题。城市轨道交通经过100多年的发展，已形成为一个大系统。它包括市郊高速铁路、地下铁道、轻轨交通、单轨（独轨）运输、新交通系统、线性电机牵引运输系统、有轨电车等子系统。目前，世界大城市逐步形成了以地下铁道为主体，多种轨道交通类型并存的城市轨道交通新格局。世界城市轨道交通100多年来发展很快，尤其是在纽约、伦敦、巴黎、莫斯科、东京等轨道交通较为发达的城市，基本形成一定的轨道交通规模和网络，可以延伸到城市的各个方位。国际上大的跨国公司在设计上采用模块化理论，设计通用、可互换的模块方案，既节约时间和预算又使得设计很灵活，在工艺水平上已经由铝合金车体取代不锈钢车体为主流。二、我国城市轨道交通车辆市场分析随着城市化进程加快，城市规模不断扩大，城市人口急剧增长，给城市交通带来极大困难，为解决城市交通和环境问题，大中城市已把发展城市轨道交通作为发展公共交通的根本方针，在今后相当长的一段时间里，城市轨道交通装备制造产业将是国家鼓励发展的新型产业之一。中国轨道交通设备在全面建设初期主要依靠进口，价格昂贵，地方财力难以承受，在一定程度上限制了我国城市轨道交通规模的扩大。自从实施城市轨道交通设备国产化政策以来，中国城轨车辆国产化成绩斐然，国产城轨车辆不断涌现。到2010年，我国城市轨道交通运营里程已经超过1300公里，车辆保有量近8000辆。进入二十一世纪后，中国进入城市轨道交通建设的高潮。十五期间，城市轨道系统总投资额约为人民币2000亿元，同期建设的城市轨道交通总长度超过540公里。至2020年，预计中国城市轨道交通线路的总长度将达到2452公里，是2006年的4.2倍，需要19000辆轨道车，是2006年的4.6倍。目前，国内具有城市轨道车辆生产能力的企业约有10家，除上海电气以外，基本都是原铁道部系统铁道客车专业工厂，市场竞争较为激烈。目前我国车辆的关键技术，尤其是牵引与制动这部分国产化率还达不到40%，国产化率有待提高；其次，随着我国城市建设和轨道交通项目的迅速发展而出现了巨大的轨道交通设备需求市场，国内城轨车辆生产能力还显得赶不上市场发展速度。三、我国城市轨道交通车辆行业竞争格局北车和南车两大集团一直是国内主要的两大综合性轨道交通装备制造企业，二者在国内市场占有率超过90%，承担着促进我国轨道交通装备技术进步和铁路运输现代化的重任，代表着我国轨道交通装备业在国际市场的竞争力.目前，国内的轨道交通车辆制造企业集中于两个集团内部，北车为长春轨道客车股份有限公司、大连机车车辆有限公司和唐山轨道客车有限责任公司，南车为南京浦镇车辆有限公司、四方车辆有限公司和株洲电力机车有限公司，双方各三家企业。从集团总体情况看，双方在资产、产能、订单获取、市场覆盖面等方面基本相当。从各公司情况看，北车的长客公司不论是在集团内部还是在全国范围内，都占有重要地位，以明显的优势高居市场占有率榜首。浦镇、四方、株洲紧随其后，形成第二梯度。大连和唐车市场占有份额较少，成为第三梯度。北车集团子公司在城轨车辆市场占有率上差异较大，基本呈两极分化局势。南车集团子公司在市场占有上较为均衡，并没有很显著地优劣态势。四、城市轨道交通车辆行业2015年发展预测1、市场规模预测十二五期间，我国城市轨道交通建设处在快速发展阶段，中国十大主要城市地铁建设规模在2010-2010年期间至少建成5000公里，相比2010年增加约3500公里，按照平均每公里6辆车辆保有量计算，到2020年，我国城市轨道交通车辆保有量缺口接近20000辆，按照每辆车辆单价700万元计算，我国城市轨道交通车辆市场约1400亿元。2、行业需求增长预测目前中国内地共有36座城市向国家主管部门上报了城市轨道交通建设发展规划，其中有28座城市得到了国家批准。计划至2015年前后规划建设96条轨道交通线路，建设线路总长2500多公里，总投资超过1万亿元。3、技术水平测试及产品发展趋势预测性能更高a.高速列车。世界各国近期建成或正在新建的高速列车时速目标值都定位在350千米以上，并正在向400千米的目标进发。b.有轨电车。现代有轨电车与传统有轨电车的区别在于采用最新技术和新产品，提高了车辆性能，满足乘坐舒适要求，可以根据不同气候、不同路面调整高度，以满足各种工况的行驶要求，最大限度地降低车辆地板面的高度。c.轻轨。轻轨车辆的发展趋势是模块化，主要是以车辆的一部分作为模块，如动力转向架、非动力转向架、前端车体、后端车体、中间车体、铰接部等，可根据需要灵活调整车辆的长短和载客人数。环保节能轨道车辆在环保节能方面的发展趋势是低损耗、低磨耗，减振降噪，减少尾气排放，并要求维护简便，与环境协调发展。舒适安全各类轨道车辆在乘坐舒适安全性方面，均是以人为本，采用新型材料及人机界面，提供平稳舒适的乘坐环境。 中机院机电市场研究所 五、主要厂商比较1、中国北车股份有限公司中国北车股份有限公司是经国务院同意，国务院国资委批准，由中国北方机车车辆工业集团公司联合大同前进投资有限责任公司、中国诚通控股集团有限责任公司和中国华融资产管理公司，于2008年6月26日共同发起设立的股份有限公司。目前公司注册资本83亿元。总部设在北京。中国北车股份有限公司经营范围：铁路机车车辆（含动车组）、城市轨道车辆、工程机械、机电设备、电子设备及相关部件等产品的研发、设计、制造、修理、服务业务；产品销售、技术服务及设备租赁业务；进出口业务，与以上业务相关的实业投资；资产管理；信息咨询业务。2、中国南车中国南车股份有限公司中国南车中国南车股份有限公司是经国务院同意，国务院国有资产监督管理委员会批准，由中国南车集团公司联合北京铁工经贸公司共同发起设立的股份有限公司。成立于2007年12月28日。目前公司注册资本118.4亿元。总部设在北京。中国南车主要从事铁路机车、客车、货车、动车组、城轨地铁车辆及重要零部件的研发、制造、销售、修理、租赁，和轨道交通装备专有技术延伸产业，以及相关技术服务，信息咨询，实业投资与管理，进出口等业务。3、中孚实业股份有限公司河南中孚实业股份有限公司是以电解铝及铝深加工为核心产业的大型现代化企业，2002年6月在上海证券交易所挂牌上市，目前公司注册资本15.15亿元。自2002年上市至今，中孚实业始终坚持可持续发展，形成了“以产业为基础、以资本运营和科技创新为双翼”的崭新发展模式，并为之进行了不懈努力，闯出了一条“节能、环保、低成本”的发展新路。4、株洲南车时代电气股份有限公司株洲南车时代电气股份有限公司于2005年由南车株洲电力机车研究所有限公司等五家单位共同发起设立，注册资本为108426万元人民币。公司主要从事轨道交通装备电传动系统、网络控制、变流器、列控系统、信号系统、轨道工程机械电气控制系统及整机、客车电气产品、大功率半导体器件、通用变频器、光伏逆变器、传感器、印制板、复合母排、城市智能交通系统等产品的研发、制造、销售和技术服务，产品广泛应用于高速动车组、电力机车、内燃机车、客车、地铁及轻轨车辆、大型养路机械、城轨交通、电力、冶金等众多行业和领域。5、晋西车轴晋西车轴股份有限公司是2000年经原国家经贸委批准发起设立的股份有限公司。目前全资拥有晋西铁路车辆有限责任公司和包头北方锻造有限责任公司。公司主要从事铁路车辆、车轴、轮对、转向架等产品的生产销售及自营进出口业务，并在精密锻造和非标制造等方面具备较强的技术和装备实力。公司先后取得美国铁路协会（AAR）质量管理体系、IRIS国际铁路行业标准体系、ISO9000质量管理体系、ISO14001环境管理体系、职业健康安全管理体系等资格认证，是山西省高新技术企业。六、新世纪的城市轨道车辆从世界各国成功的经验来看，选择城市轨道交通方式是解决交通拥挤、保护环境、提高安全性和节约能源的有效途径。在发达国家，许多大城市轨道交通已成为城市公共交通的骨干，而我国只有极少数大城市有轨道交通，且还处于起步阶段。事实证明，交通的发展是推动城市走向现代文明的重要条件，城市的发展是促进交通装备技术进步的基本动力。为适应我国经济发展和城市建设的需要，“十五”期间城市交通投资将达8000亿元，其中至少有2000亿元用于地铁建设，将建成总长度 450 km的城市轨道交通线，城市轨道交通建设在今后较长的一段时间内将成为基础建设投资的重点之一。而城市轨道车辆的发展与城市形态的变化、规模的扩展及交通体系的结构等因素有关，随着高新技术的采用和人们环保意识的增强，在车辆的品种、质量、档次上将会有重大突破。（1）、动车组城市轨道车辆应该包括城间动车组车辆。以法国TGV、德国ICE、日本新干线为代表的高速铁路动车组在20世纪后半叶铁路振兴的过程中赢得了辉煌，不仅为铁路取得了可观的经济效益，方便了人们的出行，而且改变了人们的生活。近年来，我国铁路在大提速的同时，根据运输市场的需要开发了一批电力和内燃动车组，速度为120200kmh，包括动力集中和动力分散的动车组。目前已有4 种内燃动车组和4种电动车组投入运用， 这些动车组的质量和水平正在逐步与国际接轨。除了普遍采用空气弹簧、密接式车钩、新型风挡、铝合金车窗、自动车门、电空制动、盘型制动等新型配件外，还开发了DC600V列车集中供电、列车网络监控系统、防滑器、微机控制的直通式模拟制动等新技术。目前，铁道部正在积极组织速度更高的新型电动车组的开发，并将在高新技术的应用方面有所突破。从轮轨理论和经济角度分析，今后动车组的最高运行速度在250 kmh 左右，一般不会超过300 kmh。当然，随着高新技术的发展，尤其是信息网络、新材料、制造工艺等技术的进步，今后动车组将会以全新的面貌展现在世人面前，大大方便了人们在城际间的旅行。（2）、地铁车辆在人口稠密的大城市中心采用地铁运输无疑是最佳的选择，这是国外许多大城市的成功经验。世界上地铁车辆的发展已经日趋完善，普遍采用了微机控制的VVVF 调速交流传动、微机控制的直通式模拟制动、铝合金车体、低噪声弹性车轮等技术。上海、广州地铁引进的车辆都有较高的水准，目前我国国产化的地铁车辆研制正在瞄准这些目标攻关。值得一提的是国外地铁车辆不仅行驶于地下，而且有一半左右行驶于地面，还有相当一部分行驶于高架线，只要条件允许，选择地面或高架线的基础设施造价要便宜的多。因此，车辆设计必须考虑城市环保、噪声防护、城市景观等在地面或高架线上行驶的车辆的特殊要求，如上海地铁2 号线对此已经作出了有益的尝试。随着中国加入WTO，城市的发展将与国际接轨， 地铁车辆市场的竞争也将日趋国际化。为此，国内的车辆制造业必须加大国产化的力度，尽快研制出具有自主知识产权的国产化地铁车辆投放市场。（3）、轻轨车辆城市轻轨车辆是20世纪6070年代在有轨电车的基础上发展起来的，主要采用可控硅斩波或VVVF调速、弹性车轮减振、独立车轮或小半径转向架、磁轨制动、 100低地板等新技术，具有车速快、低噪声、节能、制动性能好、运量大、 通过曲线和制动性能好等优点。近年来，我国个别城市虽然开发了轻轨车辆，但是总体水平与国外比较还是有明显差距。（4）、单轨车辆城市的交通应该因地制宜，允许多样化。单轨交通是一种中、小容量的运输系统，适合于每小时单向断面客流0.5万2.0万人次。它具有占地少、爬坡能力强、噪声小、适应复杂地形、造价低、对日照和景观影响小等优点，所以国外常在机场、博览会、游乐场、旅游专线采用。这种车辆也将有一定的市场需求，不可忽视。（5）、轨道交通与城市环保、轨道交通是绿色交通，采用轨道交通对于环境保护是最佳的选择。交通的发展必须认真地考虑环境保护。发达国家在努力减少私人汽车并改进汽车排放性能的同时，正在大力发展无污染、低噪声、占地少，而且方便快捷的绿色城市交通。为了提高我国环境保护的水平，在城市交通的发展过程中应该积极建议加速发展轨道交通，除了传统的轮轨交通外，要高度重视磁悬浮技术的发展。、随着信息网络技术的发展， 国外现代化的城市交通管理和运载工具上已开始积极采用计算机信息网络技术，这将会引起城市交通的一场革命。除了城市交通之外，这场革命必然会波及整个交通领域，今后的交通应该是智能交通。建议我国发展城市交通(包括私人汽车、公共汽车、地铁、城轨等)和长途运输( 包括铁路、公路、航空、水运等)，积极采用信息网络技术，加快与世界先进水平的接轨。、城市交通体系的建设应该包括中心城市到卫星城市之间的快速通道和城间运输。国外一些城市正在着手努力完善和筹划这样一个更大的交通体系。由于这种运输明显不同于市中心的运输，也不同于郊外的运输，为此应该研究城市交通体系的特点。、城市交通建设是一个系统工程， 许多国家在发展城市交通时都充分利用了原有铁路线，将其规划在城市交通的大系统中，使资源得到充分利用。我国有不少城市的铁路完全可以用于城市交通。建议铁路有关部门主动与地方政府接触，积极参与城市交通建设，努力扩大铁路的运输市场。、我国铁路工业部门应该积极进行城市轨道交通运载工具的研究开发。 建议加大投入，集中力量加快城市地铁、高架单轨、地面有轨等运载工具的开发，力争在我国城市交通发展中有所作为。七、城市轨道车辆基本特点及基本构造城市轨道交通车辆作为城市公共交通的旅客运载工具，不仅要保证车辆远行的安全、准点、快速，而且要为乘客提供良好的服务条件，使乘客乘车舒适、方便，同时还考虑对城市的景观和环境的影响。城市轨道车辆应具有先进性、可靠性和实用性，满足容量大、安全、快速、舒适、美观和节能的要求。车辆基本构造城市轨道交通车辆由7大部分组成：车体；车门车钩缓冲装置转向架；制动装置；1、车体车体是容纳乘客和驾驶员的地方，同时又是安装和连接其他设备及组件的基础。 （1）车体的特征由于服务于市内及近郊的公共交通，车体的外观造型、色彩应协调于城市市容规划；车内座位少、车门多且开度大。对重量限制较为严格，以降低高架线路的工程投资。车体采用轻量化设计。车体的防火要求严格。车体的隔音和减噪措施有严格要求。（2）车体的材料轨道交通车辆对于车体材料的要求包括：具有一定的强度和刚度。要耐腐蚀。采用轻量化设计，能大大节约制造材料、降低牵引力消耗和线路的损耗。目前轨道交通车辆车体材料经历了由早期的碳素钢发展到现在的不锈钢和铝合金。碳素钢车体：自重1013t左右，总成本最高。不锈钢车体：比碳素钢减轻12t，总成本最低。铝合金车体：比碳素钢减轻35t，总成本较高。（3）车体的构成车体是由底架、侧墙、车顶和端墙等部件组成的封闭筒形结构。底架:车体底架由地板、侧梁、枕梁、小横梁和牵引梁组成。枕梁用于连接走行部，牵引梁设在底架的两端，用来安装车钩缓冲装置。（4）车体的承载方式底架承载；整体承载（5）车体的外形特点矩形；鼓形2、车门车门的基本要求具有足够的数量和有效长度；车门要均匀分布，方便乘客上、下车；车门附近有足够的空间；具有较高的工作可靠性，以确保乘客的安全。车门的结构形式按照驱动系统动力来源的不同，分为电动式车门和气动式车门；按照车门的运动轨迹以及与车体的安装方式，分为内藏门、外挂门、塞拉门和外摆门。内藏门：车门开或关时，门叶在车辆端墙的外墙板与内饰板之间的夹层内移动。传动系统设于车厢内侧车门的顶部，装有导轮的门叶可在导轨上移动。外挂们：外挂门与内藏门的主要区别在于门叶和悬挂机构始终位于侧墙的外侧，车门传动机构原理与内藏门完全相同。塞拉门：塞拉门是车门在开启状态时，门叶贴靠在侧墙的外侧，车门在关闭状态时门叶外表面与车体外墙成一平面。塞拉门优点：保持列车外形美观；减小空气阻力；具有良好车厢密封性能，降低噪音。外把门：开门时通过转轴和摆杆使门叶向外摆出并贴靠在车体的外墙板上，门关闭后门叶外表面与车体成一平面。特点为在门开启的过程中，门叶需要较大的摆动空间。车门的机械结构气动内藏门驱动气缸；门控电磁阀；机械传动系统；行程开关和门叶驱动气缸：驱动气缸是车门系统的主要部件，是执行开关门动作的执行元件。其工作原理是：由压缩空气推动其活塞运动，再通过机械传动系统将推力传递至门叶。门控电磁阀门控电磁阀是由3个电磁阀、4个节流阀和2个快速排气阀组成的集成阀。3个电磁阀分别控制开门、关门和解锁；4个节流阀分别用于调节开门速度、关门速度、开门和关门缓冲。2个快速排气阀的功能是：主气缸两端排气管中的气体通过快速排气阀排向缸体外。车门的电气控制：ATP3、车钩缓冲装置车钩缓冲装置是车辆最基本的部件，也是最重要的部件之一。它包括车钩和缓冲器。车钩用来连接列车中各车辆使之彼此保持一定的距离，并且传递列车的牵引力及制动力。缓冲器用于列车运行或调车时缓和车辆之间所产生的纵向力，同时减少列车的纵向动力作用。车钩的分类：非自动车钩和自动车钩的不同点在于：1非自动车钩解钩时，机械和气动部分可气动也可手动操作完成，但不能在司机室集中控制；2电气连接装置只能用于手动操作。3在非自动车钩上设有贯通道支撑座。刚性车钩和非刚性车钩相比有如下优点：1连接间隙小，减少磨耗，降低了列车中的纵向力。2改善了自动车钩零件的工作条件。3减小了由于两边挂车钩相互冲击而产生的噪声。4避免发生撞车事故时车辆爬