跨座式單軌車(chē)輛國(guó)產(chǎn)化回顧與應(yīng)用展望

——長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司原副廠長(zhǎng)　　騰茂根
　

　　城市軌道交通經(jīng)過(guò)一百多年來(lái)的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)有許多種制式。最普遍、最廣泛、也是歷史最長(zhǎng)的，當(dāng)數(shù)鋼輪鋼軌形式，一般稱(chēng)輪軌系統(tǒng)。現(xiàn)在說(shuō)的單軌車(chē)實(shí)際上也有上掛式的、跨座式的以及其他形式的。今天所指的跨座式單軌車(chē)，是車(chē)輛通過(guò)走行輪、平衡輪、導(dǎo)向輪跨騎在一根走行軌上，相對(duì)通常鐵路的兩條軌道而言，單軌車(chē)則行駛在一根軌道上，如，重慶市較新線。當(dāng)然，單軌還可以分為單軸和雙軸等不同類(lèi)型，和重慶項(xiàng)目幾乎同時(shí)興建的馬來(lái)西亞吉隆坡單軌系統(tǒng)就是單軌轉(zhuǎn)向架的兩軸車(chē)，車(chē)輛比較短，只有10米左右，載客量也要小不少。
　　一、重慶項(xiàng)目車(chē)輛的主要技術(shù)參數(shù)
　　重慶較新線單軌車(chē)是兩軸轉(zhuǎn)向架，全車(chē)四根軸，每根車(chē)軸軸重為11.0噸，列車(chē)分為四輛、六輛、八輛編組。兩端頭車(chē)長(zhǎng)15,500mm，中間車(chē)長(zhǎng)14,600mm，在不同編組情況下的載客量如下表所示。
　　列車(chē)的主要技術(shù)參數(shù)：
　　最高運(yùn)行速度：75km/h
　　最高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)速度：80 km/h
　　最大坡道：60‰
　　最小平面曲線半徑：50m
　　平均減速度不小于：1.1m/s2
　　受電方式：1500V DC 三軌受電
　　牽引控制方式：調(diào)頻調(diào)壓控制交流牽引
　　制動(dòng)方式：再生制動(dòng)、電阻制動(dòng)和電空協(xié)調(diào)配合制動(dòng)
　　空氣制動(dòng)：電空操縱轉(zhuǎn)換成液壓盤(pán)型制動(dòng)
　　列車(chē)設(shè)有：IGBT元件的輔助逆變器
　　空調(diào)與通風(fēng)：每輛車(chē)有兩臺(tái)單元式空調(diào)機(jī)組
　　制冷量＝19000kcal/h×2
　　噪音：車(chē)外 小于75db（A）
　　車(chē)內(nèi) 小于73db（A）
　　眾所周知，這種大運(yùn)量的跨座式單軌車(chē)于上世紀(jì)六十年代起在日本誕生，主要由日本公司為主開(kāi)發(fā)推廣，至今已有四十來(lái)年的時(shí)間。除東京成田機(jī)場(chǎng)線外，大阪、東京、多摩、小倉(cāng)等城市相繼建成單軌系統(tǒng)，去年，單軌系統(tǒng)在日本沖繩也已正式運(yùn)行。重慶較新線項(xiàng)目就采用了這種技術(shù)，通過(guò)中日合作方式生產(chǎn)車(chē)輛等設(shè)備。
　　二、較新線引入單軌系統(tǒng)的原因
　　重慶是我國(guó)著名的山城，老城區(qū)道路坡道起伏大、彎道多、半徑小、城市道路狹窄、人口密度相當(dāng)大。要解決市民的出行就必須沿著既有道路的走向建設(shè)軌道交通。在地下建地鐵投資大，地面條件不好，因此只能建高架。經(jīng)過(guò)廣泛的調(diào)查研究，通過(guò)對(duì)幾種交通制式的比較，用戶(hù)認(rèn)為選用跨座式單軌交通系統(tǒng)比較適合較新線的要求。經(jīng)國(guó)內(nèi)專(zhuān)家的論證、評(píng)審，重慶市報(bào)國(guó)家發(fā)改委、建設(shè)部并經(jīng)批準(zhǔn)，重慶市建設(shè)了中國(guó)第一條跨座式單軌交通系統(tǒng)，該工程也被列入西部大開(kāi)發(fā)的十大工程之一。
　　三、車(chē)輛國(guó)產(chǎn)化的實(shí)施
　　我有幸從1997年就參與了這個(gè)項(xiàng)目，擺在車(chē)輛制造商面前的一大問(wèn)題是：這是一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目，必須按計(jì)劃、安全有效地投入運(yùn)行，不允許出現(xiàn)重大錯(cuò)誤和失敗，而我國(guó)沒(méi)有單軌車(chē)輛的制造經(jīng)驗(yàn)，成熟的技術(shù)只有日立公司具有。根據(jù)國(guó)家提出的國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)政策，必須達(dá)到一定的國(guó)產(chǎn)化率。如何解決這一矛盾，又怎樣把握這個(gè)比率？一系列的問(wèn)題擺在中國(guó)制造商的面前，也擺在了日方的面前。開(kāi)始雙方對(duì)這一問(wèn)題的認(rèn)識(shí)又是很不相同，合作經(jīng)歷了一段艱難的過(guò)程。經(jīng)過(guò)反復(fù)討論，結(jié)合我方的實(shí)踐最終確定了國(guó)產(chǎn)化四步走的方案。整個(gè)項(xiàng)目21列車(chē)計(jì)84輛分四個(gè)階段。
　　第一步：從日立公司引進(jìn)兩列整車(chē)，由中方參與日方的整車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程，開(kāi)展設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)。在這個(gè)階段，我們了解了日立的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)零部件制造的要求。當(dāng)日立公司在制造二列樣車(chē)時(shí)，長(zhǎng)春客車(chē)廠按照合同派出了800多人次的工程技術(shù)人員和關(guān)鍵零部件操作工人在現(xiàn)場(chǎng)接受培訓(xùn)，為我方制造做好技術(shù)準(zhǔn)備。同時(shí)，大斷面鋁合金型材、超薄型空調(diào)機(jī)組等按照日立公司的圖紙進(jìn)行試制。這兩列車(chē)在日方的大力支持下，提前運(yùn)抵重慶。這兩列車(chē)的引進(jìn)過(guò)程，也是中方進(jìn)一步理解和接受日立技術(shù)的過(guò)程。
　　第二步：長(zhǎng)春客車(chē)廠制造車(chē)體及內(nèi)裝，轉(zhuǎn)向架和牽引控制設(shè)備等關(guān)鍵部件由日立提供。中方制造車(chē)體、裙板、司機(jī)室設(shè)備、車(chē)內(nèi)設(shè)備、空調(diào)機(jī)組等。這一階段開(kāi)始遇到的困難是大斷面薄壁鋁型材的生產(chǎn)，成品率比較低，有些型材扭曲超差，筋板斷裂。重慶西南鋁加工廠經(jīng)過(guò)反復(fù)摸索修改，工藝逐步得到提高，克服了裙板制造中的難點(diǎn)，使國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的第一、第二列車(chē)趕在2004年底運(yùn)抵重慶。當(dāng)時(shí)的運(yùn)輸工作也是一個(gè)難題，以往輪軌車(chē)輛的運(yùn)輸只要掛上交貨列車(chē)就可以沿鐵路走，而單軌車(chē)要裝在貨車(chē)上才可沿鐵路運(yùn)輸。一般的平板車(chē)、元寶車(chē)又超高。為此我們又專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造了運(yùn)輸單軌車(chē)的鐵路運(yùn)輸車(chē)輛承運(yùn)?，F(xiàn)在從長(zhǎng)春運(yùn)往重慶的單軌車(chē)都是靠這種專(zhuān)用車(chē)運(yùn)輸?shù)?，到六月已有八列?chē)運(yùn)到重慶，投入6月28日全線正式運(yùn)行。
　　第三步：從第13列車(chē)開(kāi)始，用長(zhǎng)春客車(chē)廠生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向架。在跨座式單軌車(chē)的安全運(yùn)行中，轉(zhuǎn)向架占有重要地位。這種轉(zhuǎn)向架不同于輪軌系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向架，它有兩條長(zhǎng)長(zhǎng)的的腿，安裝平衡輪。因此在機(jī)械加工時(shí)必須要有足夠高度的龍門(mén)加工中心（或龍門(mén)數(shù)控銑床）。為此，工廠根據(jù)這一要求，從國(guó)外定購(gòu)了機(jī)床。由于到貨較晚一時(shí)趕不上需要，為不影響轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)，工廠委托了著名的富拉爾基機(jī)床廠加工首批構(gòu)架。現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)的轉(zhuǎn)向架已經(jīng)組裝成型。
　　第四步：國(guó)產(chǎn)化工作中對(duì)日立公司提供的牽引控制系統(tǒng)也作了慎重的安排。在最后的9列車(chē)時(shí)，4列車(chē)的份額由永濟(jì)工廠承擔(dān)配套，關(guān)鍵的核心零部件由日立公司提供。當(dāng)時(shí)，日立與永濟(jì)的合資企業(yè)還沒(méi)有成立，但我們考慮到在此前的北京13號(hào)線上，日立與永濟(jì)已經(jīng)有合作的業(yè)績(jī)，我們相信由永濟(jì)牽頭，日立作技術(shù)支持能做好這項(xiàng)工作?，F(xiàn)在雙方的合資企業(yè)已經(jīng)成立，相信條件會(huì)更好。這也為單軌車(chē)牽引控制系統(tǒng)的進(jìn)一步國(guó)產(chǎn)化打下良好的基礎(chǔ)。
　　四、幾個(gè)體會(huì)
　　1、國(guó)產(chǎn)化工作是國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策所要求的，正在大力推行，制造企業(yè)和項(xiàng)目建設(shè)單位都必須遵循，但針對(duì)不同的項(xiàng)目卻有不同的要求和內(nèi)容。既不能盲目又不能停滯不前；既要保證達(dá)到一定的國(guó)產(chǎn)化率，又必須保證制造的車(chē)輛能安全可靠。這在跨座式單軌車(chē)項(xiàng)目中，矛盾十分突出。如何把握這個(gè)尺度，哪些部件國(guó)產(chǎn)、哪些部件進(jìn)口，必須按照時(shí)間、技術(shù)做認(rèn)真的分析和確定，踏踏實(shí)實(shí)地進(jìn)行，并一步一步提高。
　　2、國(guó)產(chǎn)化工作不單純是中方制造廠的問(wèn)題，也牽涉到日方是否認(rèn)同和接受。一開(kāi)始，這也成了這一項(xiàng)目能否進(jìn)行的關(guān)鍵。因?yàn)橹?、外方處在不同的角度，?duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)也是不同的，還有各自的商業(yè)利益，談判起來(lái)特別困難。日立公司開(kāi)始擔(dān)心中方制造的質(zhì)量達(dá)不到要求，而影響了日方的聲譽(yù)。經(jīng)過(guò)我們多次反復(fù)地進(jìn)行介紹，日方對(duì)此十分重視，很多專(zhuān)家先后到長(zhǎng)春等工廠進(jìn)行考察、了解。日立公司當(dāng)時(shí)幾位交通事業(yè)部的本部長(zhǎng)也先后到長(zhǎng)春考察訪問(wèn)，還有朝陽(yáng)貿(mào)易的社長(zhǎng)也到工廠指導(dǎo)，雙方逐步統(tǒng)一了認(rèn)識(shí)。因此，國(guó)產(chǎn)化的四大步是中日雙方統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的共同成果。沒(méi)有外方的支持、配合，在短時(shí)間內(nèi)中方也難以完成整車(chē)的制造任務(wù)。解決這一難題的關(guān)鍵是中方必須從日立獲得技術(shù)轉(zhuǎn)讓?zhuān)⑦_(dá)成長(zhǎng)期合作協(xié)議。長(zhǎng)春客車(chē)廠從日立購(gòu)買(mǎi)了全部車(chē)體、轉(zhuǎn)向架的圖紙，并簽署了二十年長(zhǎng)期合作的協(xié)議，如果長(zhǎng)春客車(chē)廠在重慶這一項(xiàng)目上能夠提供合格的車(chē)輛，日立公司也不能在中國(guó)再找別的廠家合作，長(zhǎng)春客車(chē)廠生產(chǎn)這種類(lèi)別的車(chē)輛也不允許再找其他合作伙伴。這一協(xié)議的形成推動(dòng)了車(chē)輛的國(guó)產(chǎn)化工作。
　　3、國(guó)產(chǎn)化工作有難度，也有風(fēng)險(xiǎn)。較新線項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)列入西部大開(kāi)發(fā)十大工程之中，也是國(guó)內(nèi)軌道交通的一個(gè)示范項(xiàng)目，只能成功，不能失敗，重要性不言而喻。重慶市政府和軌道交通總公司領(lǐng)導(dǎo)十分重視，反復(fù)落實(shí)。對(duì)制造廠的國(guó)產(chǎn)化工作給予了極大支持。市政府領(lǐng)導(dǎo)幾次到長(zhǎng)春調(diào)查、訪問(wèn)，實(shí)事求是地解決各種問(wèn)題。為了長(zhǎng)春客車(chē)廠試制單軌車(chē)轉(zhuǎn)向架，沈曉陽(yáng)總經(jīng)理和我一起去國(guó)家發(fā)改委申請(qǐng)立項(xiàng)、爭(zhēng)取資金支持。西鋁廠的型材一度出了些問(wèn)題，市政府有關(guān)部門(mén)總是到現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)，提供幫助。由于各方的努力，才使這個(gè)項(xiàng)目得以順利進(jìn)行。當(dāng)我們乘坐著車(chē)輛行走在線路上的時(shí)候，在腦海中不斷展現(xiàn)出各方通力合作、互相支持、積極配合的情景。
　　五、跨座式單軌系統(tǒng)在中國(guó)的應(yīng)用展望
　　這種交通系統(tǒng)雖然在日本已有四十來(lái)年的運(yùn)行歷史，但在中國(guó)畢竟是首次，今天可以說(shuō)取得了可喜的成功。凡是來(lái)重慶乘坐過(guò)單軌車(chē)的政府領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家和普通百姓都認(rèn)為在重慶這樣的城市地理?xiàng)l件下，這種交通系統(tǒng)是比較合適的。
　　其原因有：
　　1、是在道路的高架梁上運(yùn)行，噪音比輪軌系統(tǒng)低得多，行走在步行街上的行人只要不抬頭往上看，就感覺(jué)不到列車(chē)在上面運(yùn)行。
　　2、重慶市現(xiàn)有道路坡道大、彎道多、曲線半徑小，而單軌系統(tǒng)能滿(mǎn)足60‰的坡道，最小曲線半徑50m。
　　3、線路的軌道梁對(duì)道路景觀的影響比較小，每延米的土建重量只有輪軌系統(tǒng)的一半左右，對(duì)墩柱的承載要求小得多，特別在嘉陵江沿岸依山傍水，不僅對(duì)原有景觀沒(méi)有破壞，一定程度上還增加了沿線美景。
　　我認(rèn)為這些原因使這條線路一建成就得到了較為廣泛的認(rèn)同。當(dāng)然這些意見(jiàn)和觀點(diǎn)，決不是對(duì)其他交通系統(tǒng)的否定，不同的條件應(yīng)該有不同的交通制式，這里只是對(duì)重慶市較新線項(xiàng)目建設(shè)地面線路選擇跨座式單軌系統(tǒng)認(rèn)為是合理的、正確的。
　　基于以上理由和本人對(duì)國(guó)內(nèi)一些城市的調(diào)查了解，就技術(shù)角度而言（不考慮政治因素、資金來(lái)源、合作模式等），我認(rèn)為有些城市選擇這種交通系統(tǒng)是比較合理的。
　　例如：——古城西安。在規(guī)劃軌道交通時(shí)首先不得不考慮的是地面有城墻，地下有文物。不能因?yàn)榻ㄔO(shè)軌道交通去破壞古都城墻，而走地下可能又會(huì)碰到××宮殿××兵馬俑等無(wú)價(jià)之寶。建立跨座式單軌系統(tǒng)只要樁基不影響地下文物，遇墻就爬坡，就比較容易解決這一難題。估計(jì)客流也可滿(mǎn)足要求。
　　——園林城市。同樣建地面線會(huì)拆除較多的古建筑，但單軌線路因建筑體量相對(duì)較小，舊城、老城彎道多、曲線半徑也較小，且南方河道又多，在沿岸建樁柱也較為合適。事實(shí)上，在迪斯尼樂(lè)園等早有運(yùn)量較小的單軌車(chē)。如果把解決交通問(wèn)題和觀光結(jié)合起來(lái)，應(yīng)該是有前景的選擇。
　　——某些大城市。從機(jī)場(chǎng)到市內(nèi)如果要建設(shè)軌道交通，單軌車(chē)相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較容易。因?yàn)橐话愣加懈咚俟?，只要在中間的綠化帶內(nèi)建樁柱，既不要再去征地拆遷，也不必大量砍伐樹(shù)木。