直線電機(jī)系統(tǒng)軌道交通范文

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編者按：本文主要從城建院對直線電機(jī)的認(rèn)識(shí)過程；首都機(jī)場線直線電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用論證的反思；溫哥華SKYTRAIN成功的啟示，對直線電機(jī)系統(tǒng)軌道交通進(jìn)行講述，其中，主要包括：北京首都機(jī)場線系統(tǒng)制式的論證從2000年開始，歷經(jīng)高速磁懸浮、城鐵13號(hào)線支線普通輪軌、低速磁懸浮（HSST）、高速輪軌、直線電機(jī)、普通輪軌的輪回，在我國城市軌道交通建設(shè)史上，無疑可以作為一個(gè)案例進(jìn)行分析、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠：在四個(gè)國家七條線路運(yùn)營實(shí)踐證明技術(shù)成熟、安全可靠，初步論證說明在東直門至首都機(jī)場線上實(shí)施是完全可行的，沒有任何技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、造價(jià)較低：在線路標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)能一致的前提下，直線電機(jī)系統(tǒng)造價(jià)較傳統(tǒng)輪軌可減低造價(jià)約20%、、養(yǎng)護(hù)維修簡單：直線電機(jī)系統(tǒng)無粘著牽引和制動(dòng)，電機(jī)壽命長，其維修、養(yǎng)護(hù)、檢查工作量小且簡單、維修費(fèi)用低、環(huán)保：直線電機(jī)系統(tǒng)比普通輪軌系統(tǒng)噪音低8－10dB，最大噪音在73dB左右，完全滿足國家規(guī)定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、使用靈活，易于推廣：直線電機(jī)系統(tǒng)相比磁懸浮系統(tǒng)具有更高的安全性，且斷電后，輪軌導(dǎo)向可用內(nèi)燃機(jī)車等拖動(dòng)進(jìn)行救援；更符合安全地鐵的理念、該系統(tǒng)在首都北京2008年開通，是體現(xiàn)科技奧運(yùn)精神和提升都市形象的載體，等。具體材料詳見：

摘要直線電機(jī)輪軌交通系統(tǒng)因其造價(jià)低、線路適用性強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)維修簡單、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，被業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為是一種先進(jìn)的交通方式。通過對世界各地不同國家不同線路運(yùn)營情況的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)先進(jìn)的直線電機(jī)系統(tǒng)必須與其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)匹配，才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢，提出了對如何發(fā)揮直線電機(jī)系統(tǒng)優(yōu)勢并推廣的個(gè)人思考與建議。

關(guān)鍵詞直線電機(jī)系統(tǒng)軌道交通思考

直線電機(jī)輪軌交通系統(tǒng)因其造價(jià)低、線路適用性強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)維修簡單、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，被業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為是21世紀(jì)先進(jìn)的交通方式。作者通過對世界各地不同國家不同直線電機(jī)線路運(yùn)營情況的調(diào)研，及最近兩年來跟蹤首都機(jī)場線直線電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用論證的體會(huì)，提出系統(tǒng)的先進(jìn)性應(yīng)體現(xiàn)在與其他系統(tǒng)的綜合協(xié)調(diào)匹配，對于如何充分發(fā)揮其優(yōu)勢并推廣的提出了個(gè)人思考與建議。

1城建院對直線電機(jī)的認(rèn)識(shí)過程

1)1988年參與北京西頤線直線電機(jī)的論證工作，對直線電機(jī)有了初步的認(rèn)識(shí)。1994年曾針對上海莘閔線進(jìn)行過應(yīng)用研究。

2)2003年3月至5月，受北京市交通研究中心委托，課題組克服SARS期間的困難，完成北京市東直門至首都機(jī)場線應(yīng)用直線電機(jī)系統(tǒng)的可行性研究報(bào)告。

3)2003.6直線電機(jī)課題研究在城建集團(tuán)立項(xiàng)。

4)2003.8.04發(fā)改委組織機(jī)場線技術(shù)論證，直線電機(jī)方案在會(huì)上推出；

5)2003.8—2004.6多次參與北京機(jī)場線直線電機(jī)系統(tǒng)的方案論證；

6)2003.11美國紐約JFK機(jī)場線調(diào)研;

7)2004.6組織人員赴馬來西亞吉隆坡進(jìn)行技術(shù)考察;

8)2004.8采用直線電機(jī)系統(tǒng)的重慶三號(hào)線可行性研究報(bào)告完成；

9)2004.9加拿大直線電機(jī)技術(shù)考察；

10)2004.10“直線電機(jī)系統(tǒng)在首都機(jī)場線的應(yīng)用可行性研究”獲北京市優(yōu)秀咨詢成果三等獎(jiǎng)；

11)2005.3與加拿大LANVALIN公司顧問共同就直線電機(jī)系統(tǒng)在機(jī)場線的應(yīng)用做技術(shù)論證；

12)2005.5日本直線電機(jī)考察。

隨著研究過程的深入，對采用直線電機(jī)的城市軌道交通輪軌系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)也從膚淺的表面優(yōu)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，逐漸理性化，著眼點(diǎn)也更加關(guān)注實(shí)施的關(guān)鍵問題。

2首都機(jī)場線直線電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用論證的反思

北京首都機(jī)場線系統(tǒng)制式的論證從2000年開始，歷經(jīng)高速磁懸浮、城鐵13號(hào)線支線普通輪軌、低速磁懸浮（HSST）、高速輪軌、直線電機(jī)、普通輪軌的輪回，在我國城市軌道交通建設(shè)史上，無疑可以作為一個(gè)案例進(jìn)行分析。

2003年經(jīng)過對直線電機(jī)系統(tǒng)的理論研究及對首都機(jī)場線的應(yīng)用研究，結(jié)合實(shí)地考察實(shí)測的數(shù)據(jù)，城建院與北京交通大學(xué)的聯(lián)合課題組提出首都機(jī)場線采用直線電機(jī)系統(tǒng)的6大優(yōu)點(diǎn)，即：

1)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠：在四個(gè)國家七條線路運(yùn)營實(shí)踐證明技術(shù)成熟、安全可靠，初步論證說明在東直門至首都機(jī)場線上實(shí)施是完全可行的，沒有任何技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。。

2)造價(jià)較低：在線路標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)能一致的前提下，直線電機(jī)系統(tǒng)造價(jià)較傳統(tǒng)輪軌可減低造價(jià)約20%。

3)養(yǎng)護(hù)維修簡單：直線電機(jī)系統(tǒng)無粘著牽引和制動(dòng)，電機(jī)壽命長，其維修、養(yǎng)護(hù)、檢查工作量小且簡單、維修費(fèi)用低。根據(jù)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，直線電機(jī)車輛20年內(nèi)走行不到5億公里無需大修。

4)環(huán)保：直線電機(jī)系統(tǒng)比普通輪軌系統(tǒng)噪音低8－10dB，最大噪音在73dB左右，完全滿足國家規(guī)定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

5)使用靈活，易于推廣：直線電機(jī)系統(tǒng)相比磁懸浮系統(tǒng)具有更高的安全性，且斷電后，輪軌導(dǎo)向可用內(nèi)燃機(jī)車等拖動(dòng)進(jìn)行救援；更符合安全地鐵的理念。

6)該系統(tǒng)在首都北京2008年開通，是體現(xiàn)科技奧運(yùn)精神和提升都市形象的載體。

2003年8月的論證會(huì)直線電機(jī)方案被提出，獲得好評(píng)，但因其他原因沒有采納。后經(jīng)過多輪論證，2005年1月確定采用直線電機(jī)系統(tǒng)，但從此時(shí)開始建設(shè)，要保證在2008年奧運(yùn)之前開通，已是非常緊張，所以，2005年9月，方案被確定為普通輪軌方案。

通過如此輪回，個(gè)人認(rèn)為專業(yè)人士應(yīng)從中吸取如下經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)：

1)前期對制式的論證過于膚淺，尤其總體單位對系統(tǒng)的整體掌控能力較弱。這一點(diǎn)值得業(yè)主單位在選擇總體單位時(shí)借鑒。

2)錯(cuò)過最佳決策時(shí)間。現(xiàn)在看來，首都機(jī)場線30公里，基本勻速運(yùn)行，應(yīng)是直線電機(jī)發(fā)揮最佳效能的條件，決策時(shí)間過長，從而喪失了建設(shè)一個(gè)標(biāo)志系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。

3)對直線電機(jī)車輛這一核心設(shè)備研究儲(chǔ)備不足，設(shè)備生產(chǎn)廠家僅限于加拿大和日本的2-3家公司，業(yè)主的選擇受制于人。

4)對于工期估算失誤。沒有考慮到這種新系統(tǒng)的設(shè)備制造周期和試驗(yàn)、調(diào)試、與試運(yùn)行的時(shí)間，從而工期成為系統(tǒng)選擇的障礙。

5)設(shè)計(jì)單純夸大了直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而沒有從系統(tǒng)的整體匹配與后期維護(hù)方面綜合考慮。

6)在軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面沒有對采用直線電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行充分論證，沒有形成規(guī)模支持。

3溫哥華SKYTRAIN成功的啟示

2004年10月，課題組對加拿大溫哥華直線電機(jī)系統(tǒng)（SKYTRAIN）進(jìn)行了考察，深深的體會(huì)到綜合交通系統(tǒng)的整體匹配的重要性。

啟示一：綜合交通系統(tǒng)的協(xié)調(diào)有組織與決策保障。

大溫哥華地區(qū)的公共交通統(tǒng)一由地區(qū)交通管理局管理(Translink)，為整個(gè)地區(qū)提供人流和物流的高效運(yùn)輸，支持大溫地區(qū)的戰(zhàn)略發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。負(fù)責(zé)全部公共交通系統(tǒng)、主要道路網(wǎng)的協(xié)作、規(guī)劃和區(qū)域道路網(wǎng)建設(shè)與管理、交通系統(tǒng)的整合、交通需求分析等。

啟示二：高架橋的設(shè)計(jì)充分發(fā)揮了直線電機(jī)車輛輕、尺寸小的特點(diǎn)，造價(jià)低且造型優(yōu)美。

高架橋采用單室雙箱梁，一線一箱。箱梁兩側(cè)設(shè)有約50厘米高的擋板，橋上人行步道巧妙的利用兩線箱梁擋板之間的搭板，整個(gè)橋面的布局看似簡單，但功能齊全：隔音屏障、防脫軌護(hù)欄、疏散平臺(tái)。

因線路曲線半徑小、坡度變化大，單室小箱梁能較好的適應(yīng)線形的變化。與車站結(jié)構(gòu)的銜接也較容易。

啟示三：車站的設(shè)計(jì)簡潔明快，與高架橋協(xié)調(diào)一致：

A、簡潔明快，風(fēng)格統(tǒng)一又各有特色。

B、車站體量小，站臺(tái)寬度沒有特別限制。

C、車站布局、結(jié)構(gòu)與區(qū)間橋梁整體搭配，結(jié)構(gòu)合理，充分利用了橋下空間。

D、車站與周圍建筑相協(xié)調(diào)，地鐵廣場連接大型超市及購物廣場。

E、各種交通方式合理銜接，公共交通換乘方便。

LIM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約90%與傳統(tǒng)輪軌系統(tǒng)一致；

有以下幾點(diǎn)應(yīng)重視：

重點(diǎn)考慮輪軌的咬合關(guān)系；

結(jié)構(gòu)的受力可根據(jù)實(shí)際確定；

結(jié)構(gòu)斷面可根據(jù)實(shí)際確定；

車輛段的設(shè)計(jì)可更加緊湊，節(jié)約用地；

運(yùn)營與維修的管理（通過經(jīng)常性的維修可實(shí)現(xiàn)車輛無大修）；

多系統(tǒng)綜合考慮噪聲控制（如箱梁設(shè)計(jì)、浮置板道床、車輛設(shè)置裙邊、吸音屏障、車底板及橋梁檔板的吸音材料、軌道減振墊等措施，這些在傳統(tǒng)輪軌系統(tǒng)方面也可采用）。

5系統(tǒng)推廣及發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢的建議

直線電機(jī)系統(tǒng)確實(shí)存在很多優(yōu)點(diǎn)，這一點(diǎn)在最近美國、日本、韓國都有采用此系統(tǒng)的新線建設(shè)就足以證明，它應(yīng)有很大的推廣應(yīng)用空間，但為什么國內(nèi)沒有大規(guī)模的應(yīng)用呢？

這里有一個(gè)現(xiàn)象是不容忽視的，即同樣是直線電機(jī)系統(tǒng)，效果卻差異很大，加拿大溫哥華SKYTRAIN系統(tǒng)體現(xiàn)了上述技術(shù)特點(diǎn)，紐約肯尼迪機(jī)場線效果更好，而早期的多倫多ScarboroughRT線，效果卻大相徑庭，日本的直線電機(jī)系統(tǒng)也沒有把直線電機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。因此一個(gè)先進(jìn)的系統(tǒng)，其技術(shù)先進(jìn)性的體現(xiàn)，要靠各項(xiàng)技術(shù)綜合協(xié)調(diào)，需要有豐富經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成商，對細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)接口有一個(gè)周密細(xì)致考慮。

比如SKYTRAIN的先進(jìn)性，得益于其整體的集成技術(shù)。

§對于噪聲的控制，從車輛、線路、橋梁、軌道等方面綜合采取措施，以降低噪音。

§車輛采用彈性車輪；

§采用小輪徑；

§電機(jī)高度小，距軌面高度小，用橋梁的擋板（相當(dāng)于槽形梁）吸收噪聲；

§非黏著牽引，輪軌噪聲相對較小；

§細(xì)致、頻繁的維護(hù)，保持軌面平順。

§科學(xué)的運(yùn)營管理模式也是必不可缺的。

因此，在國內(nèi)要推廣直線電機(jī)技術(shù)，必須要充分發(fā)揮直線電機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)越性，解決以下一系列關(guān)鍵技術(shù)，在前期設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮后期運(yùn)營管理與維護(hù)的實(shí)施，重點(diǎn)解決以下關(guān)鍵技術(shù)：

§系統(tǒng)的適用性；

§系統(tǒng)集成及接口控制；

§與之相匹配的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系；

§環(huán)保與節(jié)能研究；

§車輛、感應(yīng)板、供電等關(guān)鍵技術(shù)；

§車輛運(yùn)營維護(hù)及檢修模式分析；

§車輛段合理布局；

§感應(yīng)板安裝與氣隙控制技術(shù)；

§系統(tǒng)施工與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；

§運(yùn)營自動(dòng)化系統(tǒng)集成；

§后期軌道維護(hù)保養(yǎng)實(shí)施細(xì)則；

§安全運(yùn)營與防災(zāi)評(píng)估。新晨

參考文獻(xiàn)（5～10個(gè)）

[1]城市快速軌道交通直線電機(jī)客運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)用研究項(xiàng)目組，《直線電機(jī)系統(tǒng)在首都機(jī)場線的應(yīng)用研究報(bào)告》，2003年5月．

[2]城市快速軌道交通直線電機(jī)客運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)用研究項(xiàng)目組，《加拿大直線電機(jī)輪軌交通系統(tǒng)考察報(bào)告》，2004年10月.

[3]北京城建設(shè)計(jì)研究總院，LAVALIN咨詢公司，《首都機(jī)場線應(yīng)用直線電機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)咨詢報(bào)告》2005年3月。