地鐵用路軌兩用消防車的發展及應用現狀

摘要：地鐵火災事故對城市運行影響惡劣，救援人員無法及時趕到現場會造成大量人員傷亡與財產損失。高性能路軌兩用消防車可為城市隧道軌道交通消防安全提供重要保障，成為地鐵隧道消防救援主要依賴的消防裝備。基于此，對國內外常用路軌兩用消防車產品類型、特點及性能進行綜述，并概述了此類救援車輛產品的發展現狀與未來趨勢。

關鍵詞：路軌兩用消防車；產品性能；特點；發展現狀

中圖分類號：U469.79 收稿日期：2024-06-20

DOI：1019999/jcnki1004-0226202410001

1 前言

近年來我國城市交通系統飛速發展，已有40多個城市開展軌道交通運營，成為城市公共交通運輸系統的骨干運輸力量，但城市軌道交通系統結構復雜、人員密集、線路里程長、場所環境封閉等特點為消防救援帶來難度，一旦發生火災險情，常規消防車輛無法直接進入現場救援，由此地鐵用路軌兩用消防車應運而生。

路軌兩用消防車可在道路、軌道間快速轉換，裝載滅火與救援設備，其體積比普通消防車要更小，進入隧道前可通過操縱下降車輪按鈕升高車體，使用靈活、裝備可靠的路軌兩用消防車將大大提高消防官兵的作戰效率，能快速運輸消防設備和人員到達鐵路災害現場，贏得寶貴的搶險時間，有力彌補軌道、隧道搶險救援能力的短板。

2 路軌兩用車的應用及研究現狀

路軌兩用車是既能在公路上行駛，又能在鐵軌上行駛的特種車輛，其設計保留了公路行駛屬性，可通過公路到達城市軌道交通各個角落，將公路運輸和軌道運輸的各自優勢結合起來，適用于維修保養、軌道牽引、貨物轉運、調車作業等場合，如接觸網建設、焊軌、軌道清掃、軌道除雪、軌道檢測、橋梁檢測等[1-2]。

路軌兩用車按照傳動方式不同，可分為機械傳動、機械液力傳動及電傳動，電傳動路軌兩用車因較高的環保性，具有更廣闊的發展前景；按照上道形式分類不同，可細分為順向上道、轉向架垂直上道、升降回轉盤垂直上道等；按照驅動形式分類，主要有膠輪驅動、摩擦輪驅動及鋼輪驅動，其中膠輪驅動可提供較大牽引力，主要用于牽引重物，摩擦輪在牽引車及工程車中均可適用，鋼輪驅動用于工程作業車時，性能更為突出。

國內外近些年都加大了對路軌兩用車產品與技術的研究，英國Northumberland大學和Silvertip公司合作設計的路軌兩用車可運載109名乘客，公路上最高速度為130 km/h，鐵路上最高速度達160 km/h[3]。

國內青島英科鐵道機械有限公司研究路軌車時間較早，自1994年第一輛路軌兩用車投入運營至今，已形成TGC五大系列路軌兩用車批量生產能力，制造出了大量功能繁多、質量可靠的路軌兩用車，現生產的TGC-1A/10SZ型路軌兩用車以黃河JN3261/052A型底盤改裝而成，貨箱可裝載3 t貨物，可根據實際需要改裝隨車起重機，但目前我國路軌兩用車的研發和制造，尤其在驅動系統、路軌轉換技術方面較發達國家仍存一定差距[4]。對于路軌兩用車的技術研發多聚焦于車輛驅動系統、行駛安全性與保障性等方面，如李小偉等[5]、陸慧葉等[6]系統研究了路軌兩用車的行駛驅動系統；陳凱等[7]對路軌兩用貨車的安全保障進行系統分析，探討了路軌兩用貨車的運營安全性與可靠性。

3 路軌兩用在消防救援領域的應用特點及發展

相較于傳統路軌車而言，機動靈活的小型車輛裝備更能滿足地鐵等城建隧道軌道交通路線中的現場救援需求[8]。現階段國內路軌兩用車多參與交通線路的后期維護和保養任務，在隧道等受限空間軌道道路消防救援方面應用十分有限。而路軌兩用應用于消防救援領域時，除需具備運輸人員與貨物等任務外，還應在車輛上配備壓縮空氣泡沫系統、消防炮等專業消防設備，因此對常規的承重、空間、驅動系統設計方面都有更高要求，而這常與隧道軌道兩用車的輕型、小型、靈活等需求矛盾，成為此類車輛設計中的難題與挑戰。除此之外，應用于隧道內路軌兩用消防車還應進行諸多特殊考慮：

a.駕駛室密封性。地鐵隧道火災時，其內雖設置防排煙系統，但因空間狹小仍易充滿煙霧，在消防隊員攜帶個人防護裝備同時，對駕駛室還有密封甚至增氧要求（壓縮空氣瓶或氧氣瓶）。

b.安裝排煙設備。受災封閉隧道內的濃密煙霧往往阻礙車輛安全、快速行駛，增加救援人員的心理負擔，故可在車輛端部安裝大功率排煙裝置，保證消防車準確、安全到達受災點。

c.設置儲水空間。地鐵隧道雖有供水系統，但存在部分受災環境下取用難的問題，故需在消防車內設置備用儲水空間，配合節水型滅火裝備使用。

d.設計合理且足夠的照明設備設置。地鐵隧道的滅火救援現場應有設計合理、足夠的照明設備，便于開展人員營救與疏散。

e.配備偵檢器材。因狹小隧道中的大量煙霧，部分隧道用路軌車車體外側還需加裝監測隧道環境的偵檢器材，以確保救援人員及受災人員的安全。

f.配備破拆設備。地鐵火災時可能造成交通工具變形、損壞，為能及時援救受災人員，必須配備各種破拆工具，并為其設計足夠的容納空間。

按照滅火系統配置方式分類，路軌兩用消防車又可分為水罐路軌消防車、泡沫路軌消防車、水罐-泡沫聯用路軌消防車。在國外，1970年德國馬基路斯制造了第一輛路軌兩用消防車，底盤發動機額定功率235 kW，采用德國雪嶺公司軌道行駛裝置產品；2006年澳大利亞聯邦鐵路公司裝備的新型路軌兩用消防車由DAF 28.414FNALC 6X4型底盤改裝而成，總重量為25 t，最大功率301 kW，設計在軌最高速度40 km/h。

21世紀初我國路軌兩用消防車主要依賴進口，2008年北京購入的路軌兩用消防車采用底盤為BENZ 3341 6×4型，軌道輪車橋分別置于前橋與后橋之后，為分開的獨立結構；2009年上海購入的路軌消防車采用整體式結構的軌道行駛機構。目前在國內各消防救援部隊應用較多的為中聯重科研制的ZLF5170TXFGD170型軌道消防車，而國外常用的路軌兩用消防救援車主要來自于德國ZAGRO、美國Geismar、意大利BAI、加拿大Felix Dynamics等公司。

4 路軌兩用消防車產品現狀

4.1 國內產品發展現狀

中聯重科研制的ZLF5170TXFGD170型軌道消防車（圖1）是針對高鐵、地鐵、鐵路、高架橋梁、隧道等特殊場所火災或安全事故而設計的特種消防車輛，在路軌兩用系統、制動技術、對軌上軌技術等方面都進行了創新性優化[1]，具有滅火功能齊全（根據環境選擇不同滅火介質與滅火方式）、上軌對軌迅速、軌道行駛速度快、制動距離短、配備多種救援器材（防護、救生、偵檢、破拆、照明，保障被困人員呼吸等救生設備等）的特點，尤其在軌道行駛速度、軌道制動距離、上軌方式等方面都具突出優點。

國內產品主要表現有以下幾點：

a.大功率消防專用底盤，選用德國進口消防專用底盤改裝，機動靈活、操縱性好、發動機功率大、轉速范圍寬、爬坡能力強、起步快。

b.高性能的軌道行駛技術，分動式液壓驅動的軌道行駛系統，具備行駛平穩可靠、制動精準、牽引力強等特點，隧道形式速度高達45 km/h，制動距離僅為國標的1/2，使消防隊員能在最短時間內趕赴現場。

c.快速對軌及上軌技術，6×4分體式輪對形式，后輪對采用可旋轉的多輪對結構，實現車輛任意角度對軌上軌，上軌空間僅為同類產品的1/2，上軌時間由10 min以上縮至2 min以內。

d.強大滅火功能，采用進口高低壓消防水泵、壓縮空氣泡沫系統、消防炮等組建而成，滅火劑載液量達2 200 L，配備智能控制系統，便于對地鐵、隧道等特殊密閉、濃煙環境的各種火災工況實施滅火。

e.搭載了5 t的牽引絞盤，鋼絲繩牽引長度達32 m，能對地鐵隧道、鐵路軌道的故障設備實施牽引救援。

產品的具體參數見表1。

4.2 國外產品發展現狀

國外對路軌兩用車的研究比較早，美國于20世紀70年代末就開發出鐵路和公路都能運行的低拖掛車，英國、德國、日本等工業發達國家也在20世紀80年代初陸續研制出各種路軌兩用車。如今，全球很多國家都注重特種車輛特別是路軌兩用車的技術研究[9-10]。

a.美國Geismar公司Fire Wizard V2R型路軌兩用消防車（圖2）[11]。

Geismar公司制造的V2R型路軌兩用消防車可配備適于各種氣候的空調系統（包含熱帶區域）、常規消防車用的各類系統裝置、照明防火、各種監控裝置、消防設備存儲裝置、伸縮梯、空呼、滅火泡沫系統等，其主要優勢在于：①適用于各類鐵路消防，包含隧道、橋梁、森林區域的鐵路；②快速的路-軌轉換將為救援贏得大量寶貴時間，并可在受災區域附近軌道上下；③消防車配備防火底盤和路-軌運行系統，最多能容納8名裝備齊全且隨時可用的消防員；④為進一步保障安全，即使在消防車發動機故障的情況，仍可保證消防員從火災現場退出。產品具體參數見表2。

表2 Fire Wizard公司的V2R型路軌兩用消防車功能參數

[性能 參數 發動機/動力，kW 柴油-276 kW（其他可根據要求提供） 座位數，個 4 最大荷載量，t 19 轉換 液壓靜力 最小曲率，m 80 最大坡度，mm 180（1，435 mm/軌距） 最大梯度 5%（根據要求調整） 軌距，mm 1 000～1 678 軌道上最大速率，km/h 最高達40 道路上最大速率，km/h 最高達100 ]

b.德國ZAGRO Unimog U423的路軌兩用消防救援車（圖3）[12]。

德國Zagro公司擁有多項關于路軌兩用技術應用的專利，產品類型涉及特種作業、鐵路、地鐵、高速鐵路等應用領域，該公司研制的路軌兩用車安裝Zagro導軌，利用一段5 m的水平軌道即能夠快速而簡便地完成路軌轉換，同時配備轉盤系統和輪軌導向系統，用于路軌兩用車路軌轉換和原地轉向，作為調車單元牽引能力達1 000 t，擁有從1 000～1 668 mm軌距的軌道導向裝置，在鐵軌上正向和反向的行駛速度可達50 km/h；在急彎弧形彎道上運行，用小型載重輪能通過30 m曲線半徑，用權軸轉向架組能通過17 m曲線半徑。

配備復軌設備的ZAGRO Unimog U423屬于公路和軌道上的緊湊型復軌車輛，可安全、精確地將脫軌車輛轉移回到軌道，其ZAGRO軌道導向設備能分解貨車或電車拖回修理廠，確保軌道復通使用，導向轉向架系統允許根據城市軌道系統要求在最大17 m曲線半徑的軌道上運行，該復軌車輛配備的液壓系統將為軌道導向設備、八擋變速器、各用于前、后軸的鎖、有軌車網絡的附加照明系統、車廂聯軸器系統，車輛可應用各類車廂聯軸器系統，按照客戶需求選擇帶旋轉裝置、阻尼的機械式、自動式，車輛還裝備滅火裝置。發動機艙發生火災的情況下，車內的光學報警器和內外聲音報警器將被觸發。玻璃纖維增強復合材料結構結合鋁角型材使得車體結構更加輕便，車體前端設置可裝載4人的人員艙，新型控制臺的模塊設計采用CAN-Bus技術，中央LCD的控制面板易于操作。該消防車的參數與性能見表3。

除此之外，ZAGRO公司還與ZWEIWEG公司聯合研發了其他種類繁多的路軌兩用消防車（圖4），能保證事故或緊急情況時提供迅速的幫助。

c.意大利BAI（百安）公司VBA型路軌兩用應急救援車（圖5）[13]。

意大利BAI公司VAB型路軌兩用應急救援車允許在軌道和道路使用，車輛配備兩套帶有輪子的車軸，由此移動到具有合適軌距的軌道，軌道運動的牽引力是由驅動輪旁軸電機中足夠直徑的摩擦鼓提供，在軌道路線上的升降則是通過液壓缸工作進行。該車輛的軌道牽引方法考慮了速度變化、機械用電子控制和自動離合器裝置，并對驅動輪設置了限速器。緩速器集成了特定的制動系統，車輛能雙向運行，且兩個方向性能一致，列車最高時速為40 km/h。因對鐵路及下層區域采用適當的照明設備，使得運行者在機動操作期間的視野得到改善，由此車輛在軌道上的安置變得快速、簡便。當車輛在軌道中運行時，后面和前端有紅白兩色的照明，此外，反向運動時會發出適當強度的聲音指示，獨立于道路系統以外的軌道制動系統將提供啟動的前后制動器，駕駛室內可通過車輛檔位選擇器旁的操縱桿實現驅動，其空間駕駛員和副駕駛員都可輕松進入。即使車輛在軌道行駛期間，當需使用車輛制動器時，鐵路制動系統也可關閉。

d.加拿大Felix Dynamics公司的路軌兩用消防救援車（圖6） [14]。

Felix Dynamics公司制造的路軌兩用消防救援車保證軌道交通事故或緊急情況時能立即提供幫助，不同車體箱中配備必要的復軌設備、救援工具和配件，為緊急情況下的應急響應提供最大靈活性和最快速度，有效避免軌道長時間的擁堵不暢。

5 結語

a.地鐵等受限空間用路軌兩用消防車更加青睞機動靈活的小型車輛，相較傳統鐵路用路軌消防車而言，對常規的承重、空間、驅動系統設計方面都有更高要求，同時還在駕駛室密封性、安裝排煙設備、設置儲水空間、設計合理且足夠的照明設備設置、配備偵檢器材、配備破拆設備等方面存在諸多特殊之處。

b.歐美等國的路軌兩用消防車研發與應用起步較早，更多可歸屬于應急救援車輛，除滅火救援外，還注重修復軌道、整理現場、保障復通的能力，其動力系統和消防設施配備常可根據管理使用部門和客戶需求進行專屬設計與訂制，種類繁多。

c.近年國內不少重型機械生產廠家開始聚焦于路軌兩用消防車研發，其中以中聯重工GD170路軌兩用消防車使用最為廣泛，已在多地的應急救援隊伍獲得較好應用，但相較于發達國家仍存在差距，需在驅動系統、路軌轉換技術、多功能化等方面開展更加深入的優化研究。

參考文獻：

[1]胡松松，許創路軌兩用車在城市軌道交通中的實踐[J]時代汽車，2019（18）：149-150

[2]余小波，左永博新型蓄電池公鐵兩用車概述裝備制造技術[J]裝備制造技術，2013（4）：129-131

[3]祝華，魏曉東英國設計出新型公鐵兩用車[J]國外鐵道車輛，2004（6）：14

[4]王光明，鄭松林，欒世杰分動式公鐵兩用車導向裝置結構設計及導向力分析[J]機械，2006（9）：12-14

[5]李小偉，魯統利，張建武路軌兩用車輛軌道行駛驅動系統及其控制策略研究[J]汽車工程2011（5）：378-381

[6]陸慧葉，李小偉，張建武路軌兩用消防車液壓驅動系統的設計及性能分析[J]傳動技術2012，26（1）：10-13.

[7]陳凱，胡用生，朱德綿公鐵兩用貨車的安全保障分析[J]鐵道車輛，2002，40（9）：11-13

[8]李海濤，趙勇力，陳常江，等路軌兩用車在城市軌道交通中的應用[J]現代城市軌道交通，2017（4）：13-16.

[9]Mackie EBranding identity，development and application：a comparison of rail and road vehicle liveriesl[J].JInternational Journal of Vehicle Design，2011，55（2）：256-277

[10]Gourdin J，Froidefond J，Potier ARoad/rajl Vehicle：WIPO Patent 1997005005[P]1997-2-14

[11]蔣云俠中聯重科路軌兩用消防車面世[EB/OL]（2019-03-04）[2024-06-24]https：//www.icswb.com/newspaper_article-detail-477416.html.

[12]BAI Rail Road Rescue Vehicle[EB/OL][2024-06-24].https：//www.fireproductsearch.com/bai-rail-road-rescue-vehicle/.

[13]Rail-Road Rescue and Firefighting Vehicles[EB/OL].[2024-06-24]http：//felixdynamics.ca/products-services/railway-equipment/11-rail-road-rescue-and-firefighting-vehicles.

[14]Fire-fighting Road-Rail Vehicle[EB/OL].[2024-06-24].https：//geismar.com/products/fire-fighting-road-rail-vehicle-v2r-fire-wizard/？lang=us.

作者簡介：

劉微，女，1983年生，副研究員，研究方向為消防設備開發以及相關防火/阻燃材料。