劉暢

摘要：隨著我國經濟建設的快速發展，城市面積不斷擴大，城市交通的需求量逐漸提升，而城市軌道交通車輛以非常優越的安全性、快捷性以及舒適度受到人們的青睞，越來越多的人們出行選擇了綠色環保的城市軌道交通車輛。本文從新時期我國城市軌道交通車輛的創新技術展開討論，分別就軌道車輛的輕量化設計、安全可靠性以及節能環保等技術方面的創新，建設資源節約型、環境友好型的社會。

關鍵詞：城市軌道交通;車輛技術;輕量化設計;安全可靠性;節能環保

城市軌道交通在我國的建設和應用已有多年，為人們的日常生活提供諸多便利，提高了人們的生活質量，而未來城市軌道交通的重要性將越發突出。隨著城鎮化建設，城市軌道交通從傳統的單一公交車發展為新時期的高鐵、城際軌道和城市軌道三網合一，實現城市軌道交通的譜系化發展和多元化發展，滿足人們新時期多樣化的出行需求。以下就從新時期的城市軌道交通車輛的創新技術展開闡述：

1、輕量化設計

新時期的城市軌道交通車輛輕量化設計不僅可以提速降噪，降低能源消耗以及碳排放，還可以減少車輛與軌道的磨損，降低軌道維護成本[1]。城市軌道交通車輛的關鍵技術主要有：

系統集成化設計、輕量化材料應用、車輛結構輕量化設計。

系統集成化設計就是將車輛的制動輔助控制模塊和附加氣室模塊集成在一個控制塊中，減輕車輛11%的質量。進一步優化車輛的能耗記錄系統的拓撲架構，將四個一列的能耗系統改成兩個一列，可減少該系統50%質量，實現車輛輕量化設計目的。

在城市軌道交通車輛的設計之初，選擇車輛零部材料時，在保障車輛功能和安全性能的基礎上，采用輕量化材料，實現車輛輕量化設計目的。新時期的碳纖維復合材料就具有良好的耐候性、消聲效果顯著、防水性能優越、缺口敏感度低、可設計性好等優秀特征，非常合適應用在城市軌道交通車輛設計和制造過程中的材料應用。聚碳酸酯材料因質量輕、韌度好、強度大、抗劃傷等性能可以作為城市軌道交通車輛玻璃的替代品。鋁合金材料是一種既輕又硬的金屬，適合應用在車輛扶手、空調機組殼體、貫通道踏板、車下分線箱等方面，減輕車輛質量，實現輕量化設計。

車輛結構輕量化設計體現到車體、內裝設備以及車鉤緩沖器上。車體作為城市軌道交通車輛的重要承載結構，質量和安全性是設計考慮的重點，創新使用大斷面鋁型材減輕焊接作業量，減少焊接接口結構實現輕量化設計目的。車輛的內裝在保障乘客舒適的基礎上，可以采用輕量化玻璃鋼座椅、設立減重孔均可實現輕量化設計需求。新時期的車鉤緩沖器采用新型壓拉氣液車鉤緩沖器，減輕車鉤重量，提高吸能性能。

2、安全可靠性技術

北京交通大學教授秦勇表示“安全高效是軌道交通運營最核心的競爭力和核心技術。”城市軌道交通車輛的設計理念就是為人們生活提供便捷、快速而又安全的交通服務，所以車輛創新技術中的安全可靠性是重中之重，必須保障車輛運行過程中乘客的安全，減少安全事故的發生。隨著新時期的大數據處理技術應用，車輛的在途監控預警、實時智能感知列車狀態、檢測和精準定位車輛等技術將得到廣泛使用，對城市軌道交通的車輛實現實時監控，提高車輛的安全可靠性[2]。同時也針對車輛的安全防護進行升級和改造，將車輛的防撞結構設計優化成車體結構參與性能變形的新技術，創新應用現代撞擊技術設計新的耐沖擊車體結構。

關于城市軌道交通車輛的安全可靠性技術涉及到車輛的主動安全以及信息安全。

主動安全包括了車體、轉向架等關鍵部件的運行狀態實時診斷和預警，對車輛非接觸式障礙物地檢測，車輛脫軌趨勢檢測并及時預警，對車輛的輪軌、弓網關系深度進行檢測以確保車輛的正常安全運行。系統通視頻圖像處理技術為核心，結合衛星定位、物聯網傳感器、車載電子工程及無線通訊等技術采集實時路況信息，通過車載智能主機分析后，對異常情況進行及時地分級預警，提醒司機規范操作，同時通過5G、wifi網絡將預警信息和視頻傳輸到調控平臺，使得司機與地面人員迅速掌握異常情況并及時采取相應的解決措施，減少安全事故的發生，確保乘客人生安全。

信息安全則是涉及到車輛運行過程中安全信息地可靠存儲（黑匣子），車輛運行時的音視頻信息聯網聯動并技術與地面大數據系統和應急服務系統聯動，以及車輛地與地面的無線通訊綜合承載信息安全傳輸通道。新時期在通信、計算機、互聯網等信息技術的應用下，車輛中的控制系統利用車載移動終端和網絡基礎設施雙向認證安全協議交互數據，實現車輛數據的共享、設備的聯動和專業的協同，讓乘客擁有良好的服務體驗。

3、節能環保理念

隨著城市軌道交通車輛的不斷增加和低碳環保理念的宣傳，城市軌道交通車輛的節能環保設計就需達到降低能源消耗，減少環境污染的目的。例如新時期的車輛設計和制造之初就秉承著綠色環保的理念采用可回收、環保的綠色材料進行生產，車輛輕量化的設計理念也是減少摩擦粉塵，減少環境污染，達到節能降噪的效果。車輛的空調可以采取變頻控制技術，使用熱循環、新風調節等技術實現節能降耗的目的[3]。車輛的照明根據功能和使用需求的不一致采用集中控制、分區控制以及自動化控制等組合形式，實現節約電能的設計目的。在車輛的牽引輔助供電系統中可創新應用永磁同步電機直接驅動，簡化傳統的驅動系統，降噪降量，提高了能源的使用率。另外，還可以在城市軌道交通車輛設計中應用能力回饋技術，高效解決現階段我國城市軌道交通車輛制動能量的回收和再利用情況，創新研發出車載再生能量存儲裝置，吸收并再次利用能源，達到節能減排的效果。車輛的儲能系統如超級電容電池也能實現優化制動分配管理及電制動發揮至零速等成果。

4、結語

綜上所述，城市軌道交通車輛的創新技術是我國交通運輸行業實現可持續發展的重要因素，結合我國當前的實際國情、交通需求、國家發展等情況，不斷創新發展城市軌道交通車輛的新技術和新理念，堅持以人為本服務的宗旨，改進和升級車輛設計和制造技術，提高我國新時期城市軌道交通服務質量。

參考文獻

[1]常樹民.城市軌道交通車輛輕量化設計研究[J].裝備機械，2020（01）：21-26.

[2]王明超.城市軌道交通車輛大數據安全性和可靠性的考慮[J].中國戰略新興產業，2019（32）：206.

[3]肖永強.淺談跨座式單軌系統節能環保現狀與發展展望[J].低碳世界，2020（02）：45-46.