未來的軌道
陳小鴻,工學博士,“交通運輸規劃與管理”學科主要學術帶頭人之一。現任上海市嘉定區人大常委會副主任(不駐會),同濟大學磁浮交通工程技術研究中心主任、鐵道與城市軌道交通研究院院長,兼任同濟大學建築設計研究院交通規劃設計院院長。 tec.News的工作人員最近有幸採訪了陳教授,並詢問了中國軌道交通的激動人心的新發展。
經過過去二十多年的快速發展,中國的軌道交通在總體規模上已經達到了相當高的水平。截止 2022 年 1 月,我國鐵路運營總里程已經突破 15萬公里,其中高速鐵路總運營里程已經超過4萬公里,共有51個城市開通 270 條城市軌道交通線路,運營里程8759公里。
而未來,軌道交通的這種快速增長的趨勢仍將繼續,具體來說主要會體現在這樣兩個方面:
首先,軌道交通的覆蓋面將進一步擴大,從人口密集、經濟發達的地區開始,深度融入各種人文地理環境。
這樣的發展趨勢給軌道交通技術也就帶來了更高的要求。
- 更高速
軌道交通需要更快速的將旅客和貨物運送到目的地。以我國高速鐵路系統為例,它將從當前基準時速 300 KM/H 的 CR350 平台逐漸提升至 400 KM/H 的 CR450 平台;而與此同時,600 KM/H的磁懸浮技術目前也已經進入了試驗論證階段。 - 更可靠
軌道交通系統需能夠適應更為複雜嚴苛的運行條件,比如要在高寒、高海拔等惡劣的地理環境中仍保持較高的穩定性,以及在車速提升的情況下依然具備安全可靠的製動性能。 - 更融合
為將不同人文地理環境中的人們有效的連接起來,軌道交通需要將高鐵、城際、市域、市內...等多種類型的鐵路運輸產品有機的融合起來,形成多網合一的運行模式。 - 可持續
軌道交通在更大範圍的快速發展和普及,勢必帶來各種資源的消耗和對環境產生的消極影響。因此,綠色、節能、經濟性、可持續也一定是要列入到軌道交通技術發展的日程中的。
比如:為了提昇運載效能,需要進一步降低車輛行駛的阻力(風阻和軌道摩擦)、減輕車身自重量、優化再生製動中能量回饋的效率,以及通過系統性的對列車進行靈活編組,來適應不同區段運力的供需關係。
而從全生態、全生命週期來看,軌道交通系統在很多方面有著巨大的改善空間,例如: 提升集成度,簡化系統結構,並減少元器件總體數量;通過使用更具耐久性的產品和信息化的預測性維護技術提高設備使用壽命;使用可回收利用的產品元器件;對車輛通過時產生的振動和氣流的能量進行回收再利用
技術要求
不難看出,當前軌道交通技術的發展,已經涉及到眾多學科領域,包括:機械、電氣、軟件、控制、空氣動力、能源、環境、通訊、電子、材料...等等
在這樣的背景下,能夠將不同學科領域的產品聯繫並整合在一起的連接技術就顯得尤為重要了。它不僅需要高效可靠的承載和傳遞機電動力和數據信號,同時還必須要為軌道交通在上述高速、可靠、融合、可持續的發展趨勢賦能。
軌道交通技術的發展,其實也給相關產品的技術集成提出了新的要求。
二是業內不同角色,包括終端用戶、系統集成商和系統設計人員之間的技術交流,須逐漸從原來的以參數規格為中心,轉變為面向應用場景,應能夠將前端的應用需求傳遞到整個體系和零部件供應商,適應行業的發展週期,降低在合作創新中的技術獲取門檻。
這也是為什麼同濟大學會與浩亭在軌道交通技術領域展開全方位合作的一個重要原因。在這裡,同濟大學等科研院校會提供相關的基礎設施,如:測試場地、車輛、實驗室..., 浩亭和其他產品供應商提供相關技術方案,大家共同根據市場和客戶的需求在相關技術領域展開研究、研討和試驗活動,並基於這些活動構建交流合作生態圈,培養和發展行業人才。
另外,軌道交通系統的集成必須從行業生態運轉的安全性角度,全面考慮到系統零部件產品從研發、製造、供貨、服務的整個生命週期的可靠性。
重新定義連接
總的來說,軌道交通的根本使命本身就是連接。
而新時代軌道交通的發展需要能夠適應更為複雜的人文地理環境,兼顧靈活性、可靠性與經濟性。它將不僅僅是不同地理位置之間的交通工具的連接,還應涵蓋人與人之間在移動出行時進行信息交互的連接,人們在設計、規劃、管理和使用軌道交通工具時相互協同工作的連接,以及可持續發展的過程中軌道交通系統所使用的產品、技術、能源、物料和資源的連接,乃至其與整個社會各個組成部分相互融合的連接。