理论教育 新中国成立后的轨道交通:轨道交通智能技术导论

新中国成立后的轨道交通:轨道交通智能技术导论

更新时间:2025-01-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:新中国成立之初,交通运输面貌十分落后,全国铁路总里程仅有2.2万千米。据1949年新中国成立初统计,当时全国有4 069台机车,分别来自9个国家的30多个厂家,机车型号多达198种,因此被人们戏称为“万国机车博物馆”。图1-21全球首辆智能轨道快运列车图1-22我国最高时速悬挂式单轨列车其实,20世纪80年代,在德国联邦政府的支持下,这种全新的轨道交通系统已经开始研制。中国轨道交通建设走过了一个不平凡的历程。

沉重的历史被伟人毛泽东领导下的中国共产党揭开了最为光辉的一页——中华人民共和国成立了,从此中国人民站起来了!

可是,由于中华民族数百年来积贫积弱的困苦,让我们不得不负重前行。

新中国成立之初,交通运输面貌十分落后,全国铁路总里程仅有2.2万千米。据1949年新中国成立初统计,当时全国有4 069台机车,分别来自9个国家的30多个厂家,机车型号多达198种,因此被人们戏称为“万国机车博物馆”。图1-12所示为当时被保留下来的日本1936年生产的火车

图1-12 日本遗留的1936年生产的火车

随着新中国铁路运输事业的发展,对机车的需求日益增加。但是,由于我国当时铁路牵引动力以蒸汽机车开始起步,只能沿着改造、仿制到自行设计的技术路线,循序渐进。如图1-13所示,“前进型”到“建设型”蒸汽列车的发展代表了当时极为典型的一类机车动力发展过程。

1958年,我国第一台内燃机车仿照苏联的T3型电传动内燃机车在大连机车车辆工厂试制成功(见图1-14)。该机车速度仅为100 km/h。

图1-13 从“前进型”到“建设型”火车

(a)“前进型”列车;(b)“建设型”列车

1964年,我国生产的“东方红1号”内燃机车速度已经达到120 km/h(见图1-15)。此后,“东方红”系列内燃机车相继问世,列车时速及其他技术性能也得到极大的改进与提高。其间,我国以西南交通大学为主要研究单位,从1986就已经开展磁悬浮列车技术研究。1989年,国防科技大学研制出中国第一台磁悬浮试验样车。1990年,西南交通大学磁浮团队研究成功了由4台小电磁铁构成的磁浮模型车,并实现了模型车的稳定悬浮和基于直线电机的驱动。1994年,该研究团队成功地研制出了我国第一辆磁悬浮列车,并实现了系统的稳定悬浮与运行。接着,1995年,中国第一条磁悬浮列车试验线在西南交通大学建成。不过,国内在磁悬浮技术研究与实用方面与德国技术相比尚有一定差距。

图1-14 “巨龙号”电传动内燃机车

图1-15 “东方红1号”内燃机车

我国从2000年开始生产“神州号”内燃机车(见图1-16)。与此同时,我国电动机车的研制与生产也在同步进行。其中,以“韶山”系列为代表的列车(见图1-17),其行驶速度与整体技术性能都在迅速提升。2007年,我国开始吸收“西门子”技术生产“和谐号”电动机车(见图1-18)。

2013年,以CRH380BL技术平台为基础,中国北车所属长客股份公司和唐车公司联合设计生产CRH3A型动车组。CRH3A型动车组设计速度最高达250 km/h。紧随其后的CRH3C型电力动车组采用动力分布式,每列8节编组,4动4拖,最高运营速度达350 km/h(见图1-19)[6]

图1-16 “神州号”内燃机车

图1-17 国内早期电力机车(www.daowen.com)

图1-18 “和谐号”电动列车

(a)“和谐号”客列;(b)“和谐号”货列

图1-19 最高速度为350 km/h的“复兴号”电气机车

2006年,采用德国技术的上海磁浮列车示范运营线开通运营,这也是我国首条商业化运营的磁浮线路。上海现有4列磁浮列车,其中有1列为国产化列车(见图1-20)。

图1-20 上海运营中的磁悬浮列车

2017年,国内最高速的悬挂式单轨列车在“中车四方”下线,进入型式试验和试运行阶段,其设计速度为80 km/h,最高运行速度为70 km/h。“中车四方”研制的悬挂式单轨列车应用了部分高铁技术,提升了运营安全性和乘客舒适度,适用于景区、山地、城市轻型交通。

2017年由中车株洲电力机车研究所有限公司研制的智能轨道快运系统(autonomous rail rapid transit,ART)在株洲首次亮相(见图1-21)。这种融合了现代有轨电车和公共汽车各自优势的新型交通工具属于“跨界之作”,它颠覆了人们对城市交通的传统认识,为解决大中城市出行难带来了新的选择和体验。实际上,这是一种采用图像识别技术,使得列车能够自主遵循地面交通标志线行驶的技术,因此将其称为智能轨道快运系统。其中的“轨道”并不是实际的轨道,而是两条并行的彩色线条,故称其为虚拟轨道。

2018年,国内最高时速的悬挂式单轨列车在青岛正式进入试运行阶段(见图1-22)。此类空中列车采用的是新型的永磁电机,爬行能力是普通列车的3倍,即使在崎岖陡峭的路段上,也会让乘客感觉很舒适。列车采用了双层避震,噪声很小。空中列车最大的优点就是在空中运行,节省了地面空间,而且造价低。在运行过程即使遇到雨雪等恶劣天气,也不用担心会出现脱轨等事故。同时该列车还设置全车监控系统、蓄电池救援、联挂救援等装置,当乘客遇到紧急状况时,能方便、快速、安全地脱离危险现场。

图1-21 全球首辆智能轨道快运列车

图1-22 我国最高时速悬挂式单轨列车

其实,20世纪80年代,在德国联邦政府的支持下,这种全新的轨道交通系统已经开始研制。在这种超前理念的指导下,德国早已诞生了H-Bahn(空中轨道)这种全新的公交系统。日本从2006年也已开始建造千叶丹桂悬挂列车运行线。此类技术可以成为原有交通的延伸与补充。这种全新的轨道交通系统非常环保(无废气排放、无噪声污染),对原有建筑环境没有太大影响。

上海也将在市中心建设悬挂式空中列车,串联起几大核心商圈,设计方案正在论证中。当然,今后还有可能会出现更新概念的“真空管道子弹列车”,速度可达2×104 km/h以上等新兴技术。不过,这些都还停留于概念阶段,距离现实还有相当的一段时间,于此,暂不赘述[7]

当前,我国轨道交通也已成为应用先进技术,如信息化、智能化、节能、安全、环保等技术的前沿阵地。在轨道交通发展浪潮的推动下,大量先进技术与新型装备得到广泛应用,有力推动了以安全、高效、绿色、智能和可持续发展为特征的现代轨道交通体系高质量发展。

中国轨道交通建设走过了一个不平凡的历程。截至2020年7月底,我国铁路营业里程已达14.14万千米,规模居世界第二;高铁里程达3.6万千米,居世界第一。国家《新时代交通强国铁路先行规划纲要》还明确了中国铁路未来30年的发展蓝图:到2035年,现代化铁路网率先建成,铁路网内外互联互通、区际多路畅通、省会高效连通、地市快速通达、县域基本覆盖、枢纽衔接顺畅,网络设施智慧升级,有效供给能力充沛,全国铁路网达20万千米,其中高铁7万千米左右,20万人口以上城市实现铁路覆盖,50万人口以上城市高铁通达;到2050年,建成更加发达完善的现代化铁路网。

城市轨道交通作为整体交通系统的重要组成,也在近数十年的时间里飞速发展。截至2020年5月1日,我国已开通城市轨道交通的城市达47个。截至2019年底,我国内地城市轨道交通累计投运车站总计3 982座,其中换乘车站354座,拥有换乘站的城市达到28个,据不完全统计,累计投运车辆段和停车场共计317座。截至2019年底,我国内地已开通城市轨道交通运营线路208条,城市轨道交通线路长度共计6 730.27千米,其中地铁5 187.02千米、轻轨255.40千米、单轨98.50千米、城市区域快轨715.61千米、现代有轨电车405.64千米、磁浮交通57.90千米、自动捷运系统10.20千米。按线路敷设方式来分,地下线4 366.5千米,地面线920.3千米,高架线1 449.4千米。

所有这些,堪称人间奇迹,只有中国共产党领导下的中华儿女才能做到。

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