建設節約型、智能化軌道交通

2017中國智慧軌道交通與創 新髮展論壇

2017年11月9日下午，”2017中國智慧軌道交通與創 新髮展論壇”同時舉辦三個分論壇。其中，分論壇二的主題為”機電、智能化控制系統”。數百位專業人士濟濟一堂，多角度、全方位深入分析軌道交通機電系統近年來的發展方向和最新科研成果，重點就節能技術、智能化技術、永磁牽引系統等熱門關鍵問題進行探討。

永磁牽引：下一代牽引系統

株洲中車時代電氣股份有限公司首席專家陳文光

株洲中車時代電氣股份有限公司首席專家陳文光以”城市軌道交通地鐵車輛高能效電氣牽引系統:永磁同步牽引系統應用”為題，闡述到：永磁牽引系統的特點有”轉子採用永磁體勵磁，高效率、高功率因數、高功率密度；封閉式結構、低噪聲，在眾多領域得到廣泛應用”等。永磁同步牽引系統關鍵技術由”永磁傳動系統設計、永磁電機故障保護策略、永磁電機控制技術、控制單元DCU、永磁電機設計”構成。

他表示，高能效的永磁同步牽引系統符合節能環保的社會發展需求，將成為下一代牽引系統。在國外，軌道交通永磁牽引系統從20世紀90年代開始應用研究，在各型車輛上均有成功應用，目前已處於商業化批量推廣階段。他還介紹，通過十多年的技術積累，時代電氣完全掌握並驗證了永磁牽引系統核心技術，建立了完整、成熟的永磁牽引系統設計、製造與質量保障體系，已具備在城市軌道交通領域進行批量商業應用的堅實基礎。時代電氣願意為中國城市軌道交通裝備的技術進步和發展貢獻自己的一份力量。

中車永濟電機有限公司工程師嶽學磊

中車永濟電機有限公司工程師嶽學磊分享的主題是”永磁電機控制技術在地鐵車輛中的應用實踐” 。他也認為，永磁牽引系統是牽引系統的下一代。基於此背景，中車永濟電機有限公司與西安地鐵簽署永磁牽引系統研究開發合同，推動永磁牽引控制系統走向工程化。該項目的關鍵技術主要有五個方面：MTPA控制器，復矢量電流調節器，弱磁控制算法，母線電壓震蕩抑制，高速斷電-再重投。目前，項目已取得階段性成果，表現在：小型化、輕量化做到；永磁牽引系統節能優勢的研究；全速域控制的做到；高速故障重投做到；母線電壓振蕩抑制；合理降低動拖比。項目涉及”基於寬禁帶半導體器件的應用技術”、”混合SiCIGBT+永磁同步電機”等前沿技術。

智能化，更高效、更舒適、更安全

南京康尼機電股份有限公司安全門事業部總經理季文彬

南京康尼機電股份有限公司安全門事業部總經理季文彬與大家分享了”站台門系統智能化發展及研究”。他表示，”互聯網+智能遠程診斷”能夠做到互聯網與站台門系統的有機融合：

1、利用互聯網、物聯網、人工智能、大數據分析等技術，做到站台門系統的全球監測與智能故障診斷，從傳統的被動維護模式轉變為一種新型的主動服務模式，高效和經濟地解決了站台門系統經營的可靠性和安全性問題。

2、借助於物聯網進行站台門系統的數據傳輸、存儲、在線分析和故障檢測；開展大數據分析，具有智能自診斷功能，做到經營維修由”被動維修”轉為”主動維修”、由”全面巡檢”轉為”重點巡檢”。

3、做到站台門系統的設計、出廠檢驗、裝車調試、經營維護等全生命周期智能化，從而大大提高站台門系統運行的安全性、可靠性，大大降低傳統經營維護費用。

中車青島四方機車車輛股份有限公司技術中心電氣開發部部長田慶

中車青島四方機車車輛股份有限公司技術中心電氣開發部部長田慶的演講題目是”市域快線車輛智能技術”。他認為，”智能化”是指由現代通信與信息技術、計算機網路技術、行業技術、智能控制技術匯集而成的針對某一個方面的應用。隨著傳感網、物聯網、衛星通信、大數據等技術的快速發展，以及軌道交通行業的蓬勃發展，軌道交通車輛日益智能化是必然趨勢。市域車輛智能應用方向如下：更快捷，智能控車，多網融合；安全可靠，在途監測和智能預警；更舒適，車輛環境自適應調節；更友好，智慧旅客及司乘服務。

田慶表示，中車四方股份將以國家戰略為指引，以技術創新為支撐，充分結合成都軌道交通發展需求和契機，持續探索軌道交通裝備前沿技術，積極推進智能化技術在軌道交通裝備上的應用，不斷提高軌道交通裝備產品的智能化水平，從而為社會提供更安全、更快捷、更舒適、更友好的軌道交通裝備產品。

北京天樂泰力科技發展有限公司董事長助理兼機器人公司常務副總夏新建

北京天樂泰力科技發展有限公司董事長助理兼機器人公司常務副總夏新建發表了題為”站台門技術在軌道交通全自動運行系統中的應用”的精彩演講。他說，天樂泰力擁有所提供站台門產品的全部核心控制技術的自主知識產權，站台門技術成功應用於全自動運行系統北京地鐵燕房線。北京地鐵燕房線是經國家發改委批准的國家級軌道交通全自動運行示範項目，是大陸軌道交通第一條完全自主知識產權的全自動運行線路。

站台門關鍵技術在全自動運行系統線路中的應用主要有：站台門與列車門之間對位隔離技術在北京地鐵燕房線應用，雷射/紅外探測技術應用到燕房線綜合監控系統中，站台門結構式絕緣技術為燕房線全自動運行安全保駕護航，燕房線站台門技術作為全自動運行系統的組成部分專項通過RAMS工程認證。

節能，促進可持續發展

廣州地鐵集團有限公司副總工程師靳守傑

廣州地鐵集團有限公司副總工程師靳守傑說：”建設節約型的軌道交通，是關係到軌道交通行業可持續發展的關鍵問題，也是每一位地鐵人義不容辭的責任。”此次，他的演講題目是”城軌交通供電系統技術創新與應用”。根據他的發言，地鐵供電系統技術創新與應用涵蓋以下幾個方面：系統制式選擇，數字電流保護技術及交流環網大分區方案，牽引所設置制動能量回饋裝置取代車載制動電阻，合理配置牽引變電所、降壓變電所的數量及變壓器的容量，電力資源共享，設置光伏發電系統，直流供電系統設置專用回流軌防護雜散電流，全系統配置無功補償裝置，交流供電系統同相供電技術及其應用，供電系統設備在線監測與智能維修系統，優化維修模式及修程。靳守傑強調，未來大陸將有更多個城市發展城市軌道交通，預計至2020年，大陸城市軌道交通累計營業里程將達到近萬公里，不僅所需建設資金較大，而且安全風險、經營成本將逐年增大。因此，建設安全、可靠、節能、環保、綠色的軌道交通，建設節約型的軌道交通，是關係到軌道交通行業可持續發展的關鍵問題，也是每一位地鐵人義不容辭的責任。

浙江永貴電器股份有限公司副總經理王建軍

浙江永貴電器股份有限公司副總經理王建軍與嘉賓們分享了”互連技術在軌道交通領域的先進可靠解決方案”。據他解釋，電連接器的功能與作用有：分離、連接；為系統提供可分離的動態電連接，負責信號傳輸和電力傳輸；是電子系統模塊化、標準化、系列化、通用化的保證；軌道交通是一個龐大的複雜的電子系統，其內部各組成部件需要拆分、組合、連接、維修、替代、擴充、更改、檢驗、排除故障……

軌道交通互連技術的應用情況:1、地鐵、輕軌等軌道交通根據牽引技術大致可分為歐系(西門子、阿爾斯通、龐巴迪等)、日系（三菱、東洋、日立等）。2、歐系車互連技術以HDC重載、密接車鉤電連接器為做到主體。3、日系車互連技術以YUTAKA生產的重聯108芯、單芯、四芯母線連接器以及JAE的控制連接器為做到主體。4、永貴電器從2003年開始研發地鐵、輕軌用電連接器，目前已掌握不同體系的互連技術，擁有全覆蓋各車型和完全自主知識產權的互連技術解決方案，永貴電連接器在軌道交通被廣泛使用。

西南交通大學電氣工程學院院長何正友

西南交通大學電氣工程學院院長何正友認為：”軌道交通無線供電技術能徹底解決由’弓網故障’帶來的安全可靠問題，是軌道交通供電乃至高鐵的未來發展趨勢。”在他看來，軌道交通無線供電技術以”效率更高、距離更遠、功率更大、體積更小”為發展目標，且未有大功率無線充/供電標準形成，其產業化進程充滿挑戰。隨著電力電子器件、新型材料、信息技術等的進步與發展，無線供電的關鍵技術難題將做到突破。國外已在中小功率應用領域具有明顯技術優勢，國內更應加大研究力度與進度，占領大功率軌道交通無線供電技術制高點。

南京亞派科技股份有限公司副總經理芮國強

南京亞派科技股份有限公司副總經理芮國強以”城市軌道交通電氣安全與節能解決方案的應用與探討”為題，進行了精彩發言。芮國強說：國內軌道交通行業高速發展，已成城市用能大戶。地鐵用電成本占總體經營成本30%~50%，比例較高；平均一條地鐵線路每年的電費支出約8千萬~1億元，電耗巨大；列車牽引供電耗能約占地鐵經營總電量的40%~50%，耗能最高。如何做到節能減排引發業內同仁思考。

南京亞派科技股份有限公司是一家專注於電氣安全、電能質量及節能解決方案的專業公司，經過十多年的積累已經形成了研發、生產、銷售及售後服務的完整經營體系，產品涵蓋了軌道交通能源管理系統、再生制動能量利用、電能質量治理、低壓器件系列四大類。亞派科技緊密結合地鐵用電特點，提供定制化的能源管理解決方案：確保供電安全可靠，全面監測供電系統各級用電負荷，預防並及時消除故障隱患；做到優質能源供應，全面監測供電系統電網運行狀態，改善和提升電能品質；降低整體經營成本，全面掌握車站變電所能耗情況，合理用電並提升能源使用效率；引領行業持續發展，逐步實施能源管理措施，定期驗證節能效果，節能減排有序推進。

針對現狀難題的探討

上海民防建築研究設計院有限公司設備總工程師、《軌道交通工程人民防空設計規範》主要起草人楊海傑

上海民防建築研究設計院有限公司設備總工程師、《軌道交通工程人民防空設計規範》主要起草人楊海傑就地鐵人防相關的幾個問題及遇到該類問題時應做何種考慮進行了分享，包括以下幾個方面。1、站台層人防水平設防的可行性研究及應用：建築大方案的考慮；設防實施的難度；為什麼非要設防等。2、區間隔斷門開閉不斷接觸網的應用：軌道、匯流排的擠壓密封技術成熟、應用廣泛；回流排空心的處理有待試驗驗證；曲線段與匯流排打架的問題由設計解決。3、區間隔斷門與防淹門在市域快線中合併的設置：水流方向與水密封的不利相互關係；既有設備缺乏試驗驗證；新型設備全壓試驗中；根本問題不是”市域快線”、”合併”。4、出入口人防段”偽裝門”裝修的應用：先看早期產品；本質上是裝修施工的問題；裝修設計需要考慮施工工藝水平；建議專項。

中國鐵道科學研究院鐵道建築研究所研究員、事業部副主任楊宜謙

中國鐵道科學研究院鐵道建築研究所研究員、事業部副主任楊宜謙的關注重點則是城市軌道交通減振降噪技術。在他看來，振動干擾睡眠、影響健康，使人疲勞工效下降，並產生不舒適、煩惱情緒。振動還對建築結構、古建築產生不利影響，嚴重時可致倒塌。同時，振動會影響一些振動敏感設備的正常工作，比如醫院的顯微手術室、核磁共振，計量設備，電子顯微鏡等。軌道交通隔振設計應遵循”可靠性、可利用性、可維修性、安全性”的原則。

他評價，隔振軌道的影響：列車運行安全性下降；旅客乘坐舒適性下降；車內噪聲增大；鋼軌磨耗增大；扣件損傷增大。兩種或更多軌道隔振措施疊合使用可以降低減振效果，除非為了減小空氣噪聲。降低列車速度不是有效方法，不應視作常規方法。列車速度的降低有時可能使環境振動和二次噪聲增大。

上海申通地鐵集團有限公司技術中心總監洪翔

上海申通地鐵集團有限公司技術中心總監洪翔在題為”軌道交通專用無線通信系統頻率規劃及復用”的發言中講到，頻率規劃的基本原則是：充分合理利用頻率資源、並與地面政務共網頻率復用；兼顧軌道交通調度無線系統安全性、特殊功能等要求；與地面政務共網的互聯方案採用軌道交通無線通信網地面及地下信號覆蓋由軌道交通無線通信網自行提供，政務共網地下信號覆蓋由軌道交通無線通信網提供。

頻率復用基本原則是：採用以漏纜覆蓋的帶狀頻率區來進行頻率復用，以滿足避免同頻干擾的要求；一般線路可採用基站加光纖直放站的方式提供覆蓋，適合頻點少、站點數多、覆蓋範圍廣且覆蓋區為帶狀、信號要求傳輸距離長的軌道交通無線通信系統；關鍵線路如無人駕駛可採用全基站方式提供覆蓋，為提高整個系統可靠性，在軌行區還可採用信號重疊覆蓋方式；在/先建線大型樞紐換乘站採用單基站站型，先建線負責覆蓋為本線站台層、站廳及站廳公共區及出入口，後建線在該站採用不同的頻率區覆蓋本線站台層、站廳；經營折返站採用單基站方式。

成都市新築路橋機械股份有限公司軌道工程公司總經理錢振地

成都市新築路橋機械股份有限公司軌道工程公司總經理錢振地的發言題目為”型軌道系統–嵌入式連續支承無砟軌道系統”。嵌入式連續支承無砟軌道系統（以下簡稱嵌入式軌道）是將鋼軌嵌入到混凝土整體道床中，採用高分子阻尼材料連續支承和連續鎖固鋼軌的一種新型軌道結構。該軌道系統由預制或現澆軌道板、鋼軌、彈性墊板、高分子阻尼材料、調軌組件等組成，可用於路基、橋梁、隧道等，可做到不同的鋪裝型式，適應城市景觀要求，具有以下創新點：1.理論創新：採用車線耦合動力學理論，通過了大量的科學試驗，首次提出”減振降噪、低磨耗型嵌入式連續支承無砟軌道系統”，做到了車輛-嵌入式軌道匹配設計，形成了嵌入式軌道路軌一體化、橋軌一體化、隧軌一體化設計方法及標準；2.結構創新：採用高分子材料替代扣件，形成連續支撐和連續鎖固鋼軌的嵌入式軌道，與離散支撐扣件式軌道相比，連續支撐結構改善了輪軌接觸關係，抑制鋼軌波磨，提高軌道使用壽命；車輛運行安全可靠、平穩舒適，減振降噪效果好；3.材料創新：通過高分子材料配方設計，成功研制了環境適應性強、施工性能好、壽命長的彈性約束阻尼材料；4.施工工法及裝備創新：形成了”工廠化製造現場組裝”的快速施工工法，採用自主研制配套的專用工具，施工更快速，提高了軌道系統施工精度和施工質量。

該技術已通過四川省科技廳科技成果鑒定、四川省經信委新產品新技術鑒定、四川省住房與城鄉建設廳施工工法備案、四川省建設領域科技成果或應用技術備案、TUV認證、三體系認證、城軌裝備URCC認證，2017年成都地方名優產品推薦認證；該套系統技術屬國內首創，具有自主知識產權；聯合西南交通大學編制並發布地方標準DBJ51/T072－2017《四川省嵌入式連續支承無砟軌道工程技術規程》。

目前，嵌入式軌道已成功應用於成都新築股份軌道交通基地示範線、成都新津現代有軌電車示範線R1線工程首開段、滇南中心城市群現代有軌電車示範線、成都現代有軌電車蓉2號線、三亞有軌電車、廣州地鐵十四號線知識城支線試驗段等項目。

嵌入式軌道成套線路技術的成功應用，豐富了大陸軌道技術形式，提升了行業整體技術水平，促進了城軌交通系統技術的創 新髮展。在大陸”十三五”軌道交通發展規劃的指引下，努力做好新型軌道系統技術創新，讓新產品新技術新材料新工藝產業化落地，為打造世界軌道交通之都貢獻力量，並借力”一帶一路”發展戰略，將新型軌道技術推向世界！

經過一下午的交流討論，嘉賓們對行業發展中的重點關切予以了專業的分析，並提出了切實的建議，有利於解決相關難題，推動大陸軌道交通事業再上新台階。