张洋 姚鸿洲 姚平
重庆中车长客轨道车辆有限公司 重庆市 401133
摘要 为了缓解城市轨道交通运输压力，双流制接触网与双流制牵引系统逐渐在轨道运输行业展露头角。轨道交通应用双流制接触网，能够灵活实现交流电供电模式之间的切换，减少乘客换乘次数，提升轨道交通运营效率。基于此，笔者就双流制接触网在轨道交通的应用进行探究分析，并阐述一些个人看法。
关键词:双流制接触网；轨道交通；应用研究
引言：本文首先对双流制接触网的设计原理进行分析，并阐述了双流制接触网的应用优势；然后对双流制牵引系统的供电模式切换机制进行探究，将停车切换供电模式机制与不停车切换供电模式机制进行对比，分析各自的优劣势；最后，对双流制接触网在轨道交通中的应用前景进行展望，并提出轨道交通所面临的技术挑战。
一、双流制接触网的设计原理以及应用优势
双流制接触网是轨道交通在车辆运行过程中所使用的同时支持交流供电与直流供电的接触网，双流制接触网的应用使得轨道交通的运行灵活性得以提升，能够根据运行距离的长短、发车间隔随意选择供电方式。双流制接触网能够满足轨道交通对于直流供电、交流供电以及交直流切换供电的要求，能够有效减少乘客的换乘次数，减少因换乘造成的时间与金钱的浪费。双流制接触网轨道交通车辆一共有两种供电模式切换的方法：(1)停车切换供电模式；(2)不停车切换供电模式。轨道交通车辆驾驶员可以根据运行路线灵活选择供电切换方法。
双流制接触网具有较强的应用优势，目前，我国已将双流制接触网投入轨道交通的应用之中。双流制接触网具有较高的经济应用性。对于轨道运营部门来说，不用在一辆轨道交通车辆中设置不同的供电系统，能够减少车辆的制作、运行、维护等方面的成本；应用了双流制接触网的轨道交通车辆还能助力城市发展，合理分散人流量，减少交通运营路线设计成本。对于乘客而言，乘坐配备双流制接触网的轨道交通车辆，能够减少换乘次数，在一定程度上还可以实现无缝换乘，既能节省时间，又能减少交通费用。双流制接触网的应用要配合轨道交通供电网络的搭建方案，一般情况下，在市区内运行时，采用直流供电模式；在郊区或者偏远山区运行时，一般采用交流供电或者双流供电。这就对轨道交通车辆的供电模式的切换时机与切换方法提出了较高的要求，轨道车辆驾驶员应该根据轨道交通供电网络进行供电模式切换，避免因交直流电不匹配而导致的车辆运行故障。
二、双流制接触网供电模式的切换机制
前文中提到了双流制轨道交通车辆一共有两种供电切换模式：停车切换供电模式和不停车切换供电模式。下面就对这两种供电模式切换的特点以及机制进行简要分析。在停车状态下进行供电模式切换较为容易实现，只需要接触网在实现停车操作的距离内有一个交直流电两用的区段即可，车辆在这段交流两用区段内完成供电模式切换。
这个交直流两用区段的绝缘参数必须参照最高电压下的绝缘参数，否则会出现绝缘无效的现象，严重情况下，还会出现意外触电事故。停车式供电模式切换机制需要耗费更长的操作时间，车辆运行人员需要对切换时机多加注意。这种切换模式操作简单，但是需要频繁进行切换操作，可能会对无缝换乘与短间隔发车造成影响。
而不停车切换供电模式机制对于车辆运行人员的技巧要求较高，切换过程中所需要进行的操作也更加复杂。在停车切换供电模式机制中，通过设置交直流两用区段实现供电切换，而在不停车切换供电模式机制中，需要设置一段较长的交直流过渡区域实现供电模式切换。交直流过渡区域中安装了若干个器件式电分相装置，车辆驶过这段过渡区域时，电分相装置就会对交流电进行分相操作，将交流电转换为直流电。这种供电切换模式对于电网的安装位置与供电能力要求较低，而且由于交直流过渡区域较长，列车实际断电时间也会较短，对轨道交通运行计划的影响较小。但是该供电模式切换机制对于操作人员的技术要求较高，对于器件式电分相装置的安装位置与安装方式要求较高，需要投入大量的人力资源与物力资源。
三、双流制接触网在我国轨道交通的应用前景
双流制接触网最早起源于法国，是为了缓解轨道交通运输压力而研发的。我国对于轨道交通的研究起步较早，并将双流制轨道列车纳入研究重心。后期由于交直流电转换技术的研究取得较大的进展，我国将双流制接触网与双流制牵引列车交通运行纳入研究范畴。而随着我国的轨道交通运营事业的飞速发展，双流制接触网已投入轨道交通应用之中。由于双流制接触网具有较强的应用优势，其应用前景十分光明。我国人口众多，人口疏散问题与交通运行问题更是成为一个较大的难题。在轨道交通中，采用双流制接触网与双流制牵引机制能够有效缓解人员流动带来的交通压力。运用双流制接触网的轨道交通车辆能够减少换乘次数，一定条件下，还可以实现无缝换乘，有效缓解了因乘客换乘带来的站点混乱情况。
虽然双流制接触网在我国轨道交通行业的应用前景十分光明，但是要实现全运行路线的双流制牵引，仍然需要投入大量的人力资源与物力资源。首先，需要在轨道交通运输路线上安装双流制接触网。双流制接触网的挂设操作对于技术人员的水平有着较高要求，要选择合适的挂设区域与挂设角度，而且操作过程中含有较高的施工风险。然后，双流制接触网对于供电线路的要求较高。供电网络需要满足双流制牵引系统的电压要求与绝缘参数要求，一旦供电电压不足，车辆就会出现断电现象，会严重影响轨道交通系统的正常运营，严重情况下，还会对乘客造成生命安全威胁。除此之外，双流制车辆的供电模式切换机制还存在许多技术难题需要攻克。例如，在采用停车供电模式切换机制时，需要多次进行切换操作，列车断电时间较长，会影响整个路线的运行计划，需要对供电模式切换机制进行优化。
总结：双流制接触网在轨道交通中具有较强的应用优势，既能提高运输效率，还能降低乘客的出行成本。虽然双流制牵引系统已投入实际应用中，但是在双流制轨道交通领域仍然存在着亟待攻克的技术性难题。
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本文为重庆市科技局技术创新与应用示范专项产业类重点研发项目《双流制轨道交通车辆研究及应用示范》（cstc2018jszx-cyzdX0060）的研究成果。