铁科院（北京）工程咨询有限公司
摘要：本文汇总、整理近几年应用于地铁车辆上的新技术、新方案，对其选用的影响因素进行分析，并结合影响因素进行选型研究，最终给出应用建议。希望能为地铁车辆新技术、新方案配置选型提供参考和借鉴。
关键词：地铁车辆；新技术；新方案；配置；选型
1、前言
随着地铁车辆新技术、新方案地不断涌现，如何在新建线路或改建线路上应用成为新的话题。影响选用地铁车辆新技术、新方案的因素很多，这里不能一一列举，本文选取其中的重点、关键影响因素进行分析。
结合配置影响因素，本文对典型地铁车辆新技术、新方案选型进行研究，得出上述新技术、新方案应用意见和建议。
2、地铁车辆新技术新方案配置影响因素
地铁车辆新技术、新方案的配置选型受诸多因素影响。结合新技术、新方案的特点，整理归纳影响因素主要包括：项目规划、资金筹备情况、项目需求、地理位置、速度等级等。
1、项目规划因素
主要是在项目建设之初，根据线网总体规划，对线路建设情况进行总体考虑。但就车辆来讲，涉及到车辆制式、速度等级、供电方式、驾驶模式等几个方面。例如，为了创新，哪些线路采用A型车（B型车或其他车型）、哪些线路采用全自动无人驾驶（或有人值守自动驾驶等等）、哪些线路采用接触网（或三轨）供电、哪些线路采用高速车（或普速车（80km/h））等，都需要统一进行规划。
2、资金筹备情况
这个因素需要结合城市总体经济发展情况。对于大型城市，建设资金相对充裕，可适当增加资金总量，提高设计概算，多一些技术上的选择。另外，部分新技术新方案增加的采购成本较高，如前期未考虑，后期会涉及到调整概算或因成本过高而放弃。因此，建议部分成本过高的新技术、新方案在项目规划、资金筹备时就把成本考虑进去，以便实际要用到的新技术、新方案能顺利实施。
3、项目需求因素
该因素是比较个性化的。每个城市在建设城市轨道交通的过程中，都有着自己鲜明的特色。在制定车辆用户需求时，一定要结合既有建设项目的特点，并充分表达新建线路的不同之处。努力做到百花齐放、百家争鸣，充分体现地铁建设的多样性。
4、地理位置因素
我国幅员辽阔，经纬度自然环境差异较大，这对地铁建设提出了挑战。例如，气候因素、当地的环境条件等。从我国北方的天寒地冻到南方的四季如春，温度及环境差异无不对城轨车辆的制造、选型和使用都有着重要的影响。地铁车辆如何能更好地适应当地条件、满足使用要求，也是我们车辆选型、设计时需要考虑的重中之重。
5、速度等级因素
线路规划好了，速度等级是高还是低，对于车辆来讲配置也是不一样的。但就整车来讲，一定有他自身的考虑。我们的新技术、新方案在选型上也要有针对性。如果没有新技术、新方案的支撑，对于高速车的选型、设计和制造都有一定的困难。速度等级高，技术升级是必须要考虑的因素。
3、地铁车辆新技术新方案选型研究
3.1地铁车辆新技术选型研究
3.1.1无触点逻辑控制技术（LCU）
主要的影响因素在于项目需求。结合本地地铁建设的发展需要，从经济性和创新性出发，将无触点逻辑控制技术（LCU）应用到新建或者改建的地铁列车上。无论从降低故障率角度考虑，还是从成本节约方面考虑都是后续地铁列车装车的必备之选。
3.1.2基于TD-LTE通信的CBTC系统
基于TD-LTE通信的CBTC系统较之传统的基于WLAN通信的CBTC系统，核心在于改变了车地无线通信的方式。TD-LTE通信，解决了之前WLAN存在的一系列难题，如速度低、带宽窄、抗干扰、服务质量等。
选用该技术的主要影响因素在于项目需求。因为随着技术的发展、LTE技术的不断普及，基于TD-LTE通信的CBTC系统较之传统的基于WLAN通信的CBTC系统的采购成本变化不大。因此，可以把此项已经趋于成熟的技术列为后续信号系统的首选，明确在车辆用户需求书接口部分。
3.1.3车辆健康管理系统（PHM）
车辆健康管理系统（PHM）是个可大可小的系统。因此，该系统选用的影响因素较多，主要包括：项目规划、资金筹备情况、项目需求等。项目规划和资金筹备情况，主要是基于大的车辆健康管理系统（PHM）而言，因为资金需求量大，可能为百万级或者千万级，因此在项目规划和资金筹备时，就应该把这项技术的成本考虑进去，由设计单位提前加入设计概算并合理控制。项目需求因素，主要是针对小规模车辆健康管理系统（PHM）而言，如果建设方只是在地铁列车上加装具有几个功能的系统，且成本增加不大，则更多的是出于项目需求的考虑。
3.1.4永磁电机牵引系统
永磁电机牵引系统较之鼠笼式异步电机牵引系统，因技术方案的改变，成本也有一定的增加，成本增加了约20%。因此，在选用该技术时，需要综合考虑项目规划、资金筹备情况等因素。如果建设方确认需要使用永磁电机牵引系统，那么在前期规划上、资金筹备时即需要考虑增加设计要求以及设计概算。因涉及技术成熟性和资金增加等问题，建议建设方审慎考虑目前采用该技术，可待技术成熟后、成本相对降低的情况下再付诸实施。但对于建设经验丰富的地方，可选取部分线路作为研究性项目加以实施。
3.1.5受电弓动态检测技术
受电弓动态检测技术目前以基本成熟，绝大多数业主会在新建线路上选则1至2列车加装受电弓动态检测系统，而且资金投入从几十万到一、二百万不等。是否采用该技术，主要还是基于项目需求。因为目前检测技术的方式较多，载体也不少，确实是要求安装在地铁列车上，就可以在项目初期时加入用户需求书，并适当考虑成本。
3.1.6变频热泵空调技术
变频热泵空调技术的选择主要还是基于地理位置、项目需求。中国北方地区冬天天气过于寒冷、夏天凉爽，考虑变频（定频）+采暖装置的方式。中国中部地区，冬天温度较冷、夏天较热，考虑变频热泵空调。中国南方地区，冬天稍冷、夏天过热，南方偏北地区选择变频热泵空调；南方偏南地区选择变频空调（定频空调）。
安装变频热泵空调的目的是解决制冷和取暖问题，达到目的即可，较之变频（定频）+热泵技术成本增加不大。因此，对于变频热泵空调，选择上影响最大的因素是地理位置，其次是项目需求。
3.1.7主动障碍物探测系统
主动障碍物探测系统是城轨智能化发展的一项技术。是否在新建地铁线路采用此项技术，主要影响因素是项目需求。成本适当增加，超出设计概算的可能性不大。因此，主要还是取决于建设方的实际需求。目前，加装该系统的车辆项目逐渐增多，但还未形成井喷的趋势。如果线路条件不复杂，暂时可以不考虑；但是如果线路条件复杂，综合评估后可酌情增加。
3.1.8蓄电池状态在线监测系统
蓄电池状态在线监测系统是否增加主要影响因素是项目需求。就目前来看，该需求非常迫切。该技术解决了一系列蓄电池使用过程中存在的问题，如电量显示、电池充放电状态、电池故障提示等等。不仅方便司机对于蓄电池状态的掌握，也为检修提供了极大地便利，成本增加不多，可以作为后续新建线路的必选。
3.1.9车下设备箱感温电缆技术
感温电缆技术应用已相对成熟，但地铁车辆应用仍寥寥无几，主要原因还是误报问题。但是，随着时代的进步，对于车下设备箱防火控制的要求也会越来越高，特别是全自动无人驾驶情况下。所以，采用车下设备箱感温电缆技术也会在不久的将来成为城轨车辆标配。就目前来讲，选择该技术的主要因素即项目需求。
3.1.10客室玻璃除抗紫外金属膜技术
客室玻璃除抗紫外金属膜技术不仅很好地解决了客室玻璃电磁干扰小于6dB的要求，其他性能指标也都满足技术规格要求。因此，就目前来讲采用该技术对于满足地铁车辆用户需求书范本要求，最大限度地满足人们通讯需求，都不失为一个好的选择。在地铁新线建设工程中，建设方不用再为客室玻璃是否满足电磁干扰要求而苦恼。另外，该技术实际应用成本增加不多，建设方可根据项目需求来确定是否实际采用。
3.2地铁车辆新方案选型研究
3.2.1GOA4等级的全自动无人驾驶系统
具统计，GOA4等级的全自动无人驾驶系统已逐渐成为后续线路建设的趋势。是否采用全自动无人驾驶系统的主要影响因素包括项目规划、资金筹备情况等。考虑到实施的条件、未来的运维以及资金增加等方面的问题，需要在项目建设初期，设计单位进行统一规划和设计。由车辆咨询单位在后续车辆用户需求书编制过程中，对GOA4等级全自动无人驾驶系统技术规格进行具体描述。
3.2.2120km/h及以上速度等级转向架抗蛇形运动解决方案
对于线路的速度等级，一般在建设前期都要进行统一的规划和设定。另外，随着大城市轨道交通建设步伐加快，市内轨道交通已基本成型，建设方向逐渐向连接市内与市郊的线路转移。这种线路一般站间距较大，因此需要高速车来作为载体。通过几条线路的建设实践告诉我们，120km/h及以上速度等级地铁车辆需要采取转向架抗蛇形运动解决方案。所以是否采用该方案，主要取决于项目规划和速度等级。如规划中确定采用120km/h及以上速度等级车辆，就需要在编制用户需求书过程中考虑增加这方面的技术要求。
3.2.3客室动态地图用LCD大屏
是否选用客室动态地图用LCD大屏主要取决于资金筹备情况和项目需求。目前，42.7吋屏较36.6吋贵两、三千元，考虑到安装的数量较大，因此在资金筹备时需考虑加入这方面成本的增加。另外，随着人们对视觉效果需求的不断增加、对地铁车辆智慧化、科技感的要求越来越高，42.7吋屏终将以其丰富的显示效果、宽大的显示区域，越来越多地应用于地铁新建、改建线路上。
3.2.4紧急呼叫装置CCTV屏的优先权选择
紧急呼叫装置CCTV屏优先权选择是否采用主要取决于项目需求。从人性化角度出发，让更加紧急的事件得到优先处理，这也是人文关怀的一种体现。至少在报警同步发生时，能让司机或者运营管理人员第一时间了解多点报警的现场信息，对处理紧急情况有较大的帮助。该方案的实施，只需在软件方面做一部分调整，不涉及资金成本的增加。因此，只要在用户需求书编制时加入此项功能的具体要求即可。
4、地铁车辆新技术新方案配置选型及应用分析
表1地铁车辆新技术新方案配置选型及应用分析表
在城轨车辆选用上述新技术、新方案时，要建设单位、设计单位和咨询单位在不同的阶段采取不同的方式。就受“项目规划”和“资金筹备情况”等前期因素影响的新技术、新方案，需要建设单位和设计单位共同制定地铁车辆的总体规划和制式。而对于后期执行影响不大的“项目需求”、“地理位置”和“速度等级”等因素，则需要车辆咨询单位提出咨询意见，对新技术、新方案进行论证。
5、小结
目前，地铁车辆新技术新方案的应用越来越普遍，但是还没有系统性地进行梳理和总结。本文结合国内的一些应用案例，汇总和整理了近几年出现的比较典型和比较有应用前景的新技术、新方案，对配置影响因素进行分析，得出选型结论，并提出应用建议。希望本文能为地铁车辆新技术、新方案的应用提供参考和借鉴。
参考文献
[1]吴丽.地铁车辆新技术的发展与应用简析[J].现代城市轨道交通,2017, (4):5-8,12.
[2]李杰.杭州地铁列车新技术方案研究[J].现代城市轨道交通,2018,(8): 16-20.
[3]唐闻天,王丽丽.地铁车辆新技术综述[J].现代城市轨道交通,2017,(9): 65-71.
[4]冯伯欣.地铁车辆配置中的新技术运用[J].都市快轨交通,2012,25(4): 98-101.
[5]翟国锐,刘宏伟,师秀霞.下一代地铁车辆全自动无人驾驶信号系统关键技术[J].都市快轨交通,2017,30(3):78-82.