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[作者简介] 秦永贞,南车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心高级工程师,山东 青岛,266111;刘英,南车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心工程师,山东 青岛,266111
[中图分类号] U26 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2012)07-0029-0003
早在20世纪80年代,玻璃钢作为一种新型的材料,在客车内装上逐渐开始应用。目前我国正处在轨道交通建设的繁荣时期,中国已成为世界最大的城市轨道交通建设市场,根据轨道交通城轨车辆制造技术的发展,对车辆防火、防毒、防烟雾的要求不断提高。对于城轨车辆上应用的各种玻璃钢的性能要求也在不断提高。
酚醛玻璃钢与目前城轨车辆普遍采用的聚酯玻璃钢相比,具有强度高、重量轻、防火性能好、使用寿命长以及燃烧时毒性和烟密度小的明显优势,被越来越广泛地应用到城轨车辆司机台的设计制造过程中。
一、酚醛玻璃钢复合材料的特性
玻璃钢是一种新型的复合材料。它的基体是一种高分子的有机树脂,用玻璃纤维或其他的织物增强。玻璃钢产品的的某些物理性能和机械性能已超过一些有色金属,达到甚至超过了钢材的水平。酚醛玻璃钢的基体是酚醛树脂,聚酯玻璃钢的基体是聚酯树脂。
酚醛玻璃钢与聚酯玻璃钢的物理性能比较见表1,燃烧性能对比见表2,燃烧热释放率对比见表3 ,燃烧状态下的发烟量对比见图1。
通过以上的分析对比可以看出酚醛玻璃钢的某些物理及化学性能均优于聚酯玻璃钢,并且在防火、毒性、燃烧所产生的烟雾量、强度等方面相比聚酯玻璃钢更具有明显的优势。在燃烧剧烈的场合下,一旦酚醛玻璃钢被点燃,它的表面立即形成一种碳化结构,这种碳化结构可阻碍进一步燃烧。另外,酚醛玻璃钢在不需要添加任何阻燃剂时,高温下仍然能保持其物理特性不降低,这是聚酯玻璃钢无法达到的。
二、城轨车辆司机台所用材料现状及城轨司机台结构、材料说明
城轨车辆司机台台体部分使用材料大体分为铝制柜体、碳钢柜体,考虑整车减重一般城轨车辆司机台台体结构多采用铝制型材焊接的柜体。
城轨车辆司机台台面部分需要满足人机工程学,为确保司机操作的可靠和安全性,司机台的台面大多有三维的造型曲面,且城轨车辆司机台材料的防火安全性非常重要。酚醛玻璃钢本身优质的物理和化学特性,完全符合司机台台面的制作。典型的半台式城轨车辆司机台结构,参见图2、3。
典型的全台式城轨车辆司机台结构,参见图4、5。
三、结 语
酚醛玻璃钢复合材料是由基体材料和增强材料复合而成的多相体系固体材料。它充分发挥了各组分材料的特点和潜在能力。具有强度高、重量轻、防火性能好、使用寿命长以及燃烧时毒性和烟密度小的明显优势。随着轨道车辆工业发展的需要,酚醛玻璃钢将被越来越广泛地应用到城轨车辆的设计制造中。
[参考文献]
[1]GB50157-2003,地铁设计规范[S].
1 引言
城市是人类活动的中心和社会进步的重要标志[1]。近年来,随着我国改革开放的不断深入,城乡经济进一步繁荣[2]。但是城市交通拥堵、交通安全和环境污染等问题[3]成为困扰许多大城市发展的通病,交通问题成为制约城市经济和社会发展的瓶颈,而且随着机动车数量的迅速增加而日趋严重,越来越引起国家和公众的密切关注[4]。为了实现城市交通系统快捷、安全、高效地运转,对我国城市交通发展现状进行分析,针对一些突出的问题提出对策建议显得尤为重要[3]。
2 我国城市交通现状分析[5-9]
从20世纪80年代开始,我国的经济一直持续高速增长,而城市公共交通的建设和发展一直滞后于社会经济和居民生活的需要。为此,我国政府制定了一系列政策,明确了以公共交通为主的城市交通发展战略。但由于财政体制、经营机制、管理水平以及道路通行条件等诸多因素的限制,城市公共交通的发展现状不尽如人意。具体情况如下:
2.1 道路规划先天不足
其主要表现是许多城市的主干路交通与商业、旅游和交通集散点等的矛盾比比皆是,强大的商业、生活功能吸引了大量的行人过街和频繁的车辆出入,主干到道的车速上不去,通行能力无法发挥,还极易产生交通拥挤和事故。
2.2 道路容量严重不足
长期以来,我国城市中占用道路和人行道问题一直得不到有效解决,城市新增的道路面积,往往很快就被各种摊商、集贸市场和停车场侵占,使本来就严重短缺的道路面积更加紧张。
2.3 城市交通结构不合理
交通机动化程度不高而非机动化交通比重偏高。出行方式由公共交通向小汽车、自行车等个人交通方式的转移对城市交通造成巨大压力。
2.4 混行交通状况加剧交通拥挤
大量非机动车与机动车混行,不仅造成了道路交通复杂化,增加了管理难度,而且降低了原本薄弱的交通设施的使用效率,影响了车辆和公共设施的使用效益,增大了使用者的负担。
2.5 城市公交相关配套设施匮乏
(1)城市公交运载率低
(2)城市公交服务水平较低
(3)公交车加气站较少
(4)公交专用车道少
(5)公交场站紧张
(6)公交基础设施缺乏统一规划。
2.6 交通设施缺少停车场
我国城市历来习惯在路边停放车辆,特别是那些车道少,路面较窄的路段,停放的车辆侵占了非机动车道,不仅妨碍交通,而且使有些人员集散频繁场所,处于非常困难和混乱的状态。
2.7 城市交通带来的环境问题日益严重
近年来随着城市机动化水平的提高以及交通运输业对油品的消耗较大的用能特点,城市大气环境污染和交通噪声现象严重,环境质量每况愈下,所带来的环境问题也越来越严重。
2.8 交通参与者交通意识差,违章现象普遍
目前城市交通参与者的交通安全意识和交通法制观念普遍比较淡薄,遵章守纪自觉性较差,使得道路上交通违章现象相当普遍。
3 城市交通发展的对策建议[5-9]
城市公共交通的良性运行发展是城市社会经济发展的基础,只有城市公共交通发挥了其应有的功能,城市的其他功能系统才能得到发展。
(1)政府必须加强对公共交通的关注与支持,优先发展公共交通符合城市发展和交通发展的实际,是贯彻落实科学发展观和建设节约型社会的重要举措。
(2)加强城市公共交通运营方式、运行方式的多样性,组建公共交通企业集团,把公共交通引入到市场化运作中。
(3)全面推进城市公共交通行业改革,积极稳妥地改革融资体制、经营制度及市场监管机制。
(4)不断完善城市公共交通基础设施,提高城市公共交通自身运营能力。
(5)提倡绿色出行,树立公共交通优先得社会理念,社会各个方面应该积极宣传公共交通优先的思想,使日渐增长的私家车能放缓脚步。
(6)把公交为主的城市发展战略与国家的汽车产业政策协调起来,必须彻底改变“行”的现代化就是“轿车化”的观点。
(7)加强路网和停车场建设,实现机动车和非机动车的空间分流和车辆有效换乘。在人流集中的公交车站建设全天候的自行车停车场,对乘坐公交者实行免费存车,使自行车与公交车实现联运。
(8)加强城市交通的立体化建设,改变过去城市交通平面布置的格局。
(9)重视公共交通文化建设,从小培养交通意识,将城市交通教育融合到学校教学内容体系中。加强对城市居民交通知识的宣传教育,把文明交通作为市民生活规范的组成部分。
4 结语
就我国城市实际情况来看,优先发展城市公共交通是正确的战略思想。全面建设一个高效的城市公共交通是城市发展的方向,如何应对公共交通发展中的问题,需要规划、设计、建设、运营、管理和服务等方面全面统筹解决,实施公共交通的可持续发展。总而言之,大力提倡“绿色交通出行”的观念,促进我国公交优先战略顺利推进,推动人们交通出行方式观念的改变是我国城市公共交通良性持续发展的根本。
参考文献
[1] 李琦.我国城市交通现状及对策刍议[J].内江师范学院学报,2005,(20):26-27
[2] 马智辉.我国城市交通问题的分析及对策[J].科技情报开发与经济,2006,16(9):135-136
[3] 刘小艳.我国城市交通现状及对策分析[J].价值工程,2012:80-81
[4] 刘有心.我国城市交通现状的问题分析及发展对策[J].黑龙江交通科技,2007(
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[5] 王馨晨.城市公共交通存在的问题及对策研究[J].商业经济,2013(11):25-26,31
[6] 张大宁,邱莹,李颖学.我国城市公共交通存在的问题及发展前景[J].辽宁科技大学学报,2008,31(3-4):330-333
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.221
0 引言
伴随全球石油资源的稀缺及人们环保意识的逐步增强,亟待研发出一种节能降排,乃至零排放的绿色环保汽车产品。因而,全球各国及众多汽车制造商均纷纷投入到研发各种类型电动汽车的行列中。电动汽车品种繁多,包括有纯电动汽车、燃料电池汽车以及混合动力汽车等。就现阶段技术发展实际情况而言,纯电动汽车应受电池性能制约,续驶里程不足,因而无法进行推广。燃料电池汽车则要投入大量的生产成本,难以在短时间内实现产业化。尤以混合动力汽车最值得产业化、规模化生产。混合动力汽车,指的是动力来源方式多种多样,广义而言,混合动力即为选取汽油驱动、电力驱动两种并用的方式。凭借新型混合动力汽车耗能低、排放量少,动力功能相较于传统汽车无显著差异,生产制造成本却较纯电动汽车更低,因而近年来针对混合动力汽车的研究研发成为一个热点方向[1]。由此可见,对混合动力汽车原理与发展趋势开展研究,有着十分重要的现实意义。
1 混合动力汽车的优点
混合动力汽车是指应用传统燃料,并辅以动力单元一般选取一台发动机或者动力发动机组,混合动力车辆主流大多为汽油混合动力,相较于传统燃油汽车,混合动力汽车在汽车能源消耗、尾气排放等方面均实现了一定改良。混合动力汽车主要优点在于:1)混合动力汽车可确保电池始终维持在有序的工作状态下,不出现过放、过充现象,在缩减了蓄电池体积、容量的基础上,还提升了汽车的最高行驶速度,提升了电驱动续驶里程,延伸了蓄电池的有效使用周期,减少了汽车生产成本。2)混合动力汽车实现了一系列动力设备器件的科学配合、合理控制,包括燃油发动机、电动机以及储能器件电能,极大程度提升了汽车续驶里程,可实现与传统燃油汽车的同等水平,使纯电动汽车续驶里程不足的问题得到有效解决。3)混合动力汽车通过应用混合动力,可对负荷多或者少过程中的功能输出、能量控制开展灵活调节,使车辆在行驶期间,可对下坡时、制动时以及怠速时所需的能量进行极为便利地回收。混合动力汽车具备低油耗、低排放的优点,同时可改善能量有效利用率。4)混合动力汽车可降低对大气的污染,混合动力汽车在行驶过程中对应应用的燃料相较于一般动力存在显著差异,因而具有低排放,甚至零排放的对应要求标准。
2 混合动力汽车分类及原理
2.1 串联式
串联式系统是通过内燃机作用于发电机使其发电,基于此形成的电能,经调节单元沿电机转化成车辆行驶需求的动能,进而使汽车得以驱动。此类动力系统在众多城市公交汽车上得到广泛推广,并收获了可观的应用成效,不过在一些轿车上的应用则尚未普及。串联式系统结构,如图1所示。
该种系统工作原理为:蓄电池组将发动机维持在一个较为稳定的工况下,汽车开展行驶期间,蓄电池组电量饱和,于此情况下,汽车便无需辅助动力系统运行,进一步实现正常行驶目的;一旦蓄电池组电量不足六成时,汽车便需要借助辅助动力系统进行驱动,在这种状态下,这一系统可为蓄电池组进行充电处理,进一步使蓄电池组能够重新投入到运行当中[2]。倘若汽车在行驶期间所需动力太大,蓄电池组、辅助动力系统便可同时运行,以确保可提供充足的动力;倘若汽车所需动力较少,则辅助动力系统便可完成为蓄电池组开展充电的工作。
2.2 并联式
并联式系统针对多种不同行驶工况均可予以应用,特别在一些条件较为恶劣路况下,并联式系统更是具备特有的优势,该种系统所含的传统内燃机驱动系统、电机驱动系统,它们既可独自运行,还可同时协调运行,发动机可为车辆驱动直接提供动力,不存在能量转换,能量损失小。并联式这一联结方式结构得到了充分简化,并且可极大水平降低生产制造成本。现阶段,全球范围内一些大型汽车生产商均采用了该种联结方式。并联式系统结构,如图2所示。
该种系统工作原理为:发动机、电动机相互于驱动桥上以并列方式开展连接,在驱动车辆过程中,发动机、电动机或是独立驱动汽车,或是共同驱动汽车。发电机驱动后轮动力与驱动电动机驱动前轮动力开展组合,在各式各样路面上不仅能够单独驱动,还可共同驱动,电动机即可作为电动机又可作为发电机,动力性能佳。
2.3 混联式
混联式系统于起步、低速段推行纯电动、串联模式,同时综合汲取了上述两种系统的优点,该种系统能够更为自由地结合汽车行使实际情况来对内燃机功率输出、电机运转开展控制。混联式混合动力系统相较于串联、并联模式更为省油,经采取混合驱动模式,对内燃机、电动机相互转速关系开展综合控制,可于车辆上陡坡、急加速等工况下,一方面确保动力性能,一方面顾及系统运行效率。混联式系统结形式为同轴直联式,由发动机、电动/发电机以及驱动电动机混联组成,作为一种较为完备的动力系统,其有着耗能低、排放量少、加速性等特征。混联式系统结构,如图3所示。
该种系统工作原理为:发动机产生的机械能,可经由机械设备直接使车辆得以驱动运行;发动机产生的机械能,可经由发电机转化为电能,再通过电动机使车辆得以驱动运行;电池连接于发电机、电动机相互间,可对其进行充电或输出辅助动力。
3 混合动力汽车发展趋势
伴随石油资源的越来越紧张,全球各国不断对主要以石油为燃料的传统动力汽车开展研究,以期可以更好地应对当前能源稀缺的发展形势。于此同时,伴随人们环境保护意识的逐步增强,电动汽车、混合动力汽车必然会转变成未来一段时间里汽车发展的主流,该种新类型的动力汽车相较于传统动力汽车是一场全新的汽车革命,强化混合动力汽车研发,可积极促进国民经济有序健康发展。近年来,计算机技术、自动控制技术以及一系列智能控制技术(诸如神经网络控制系统、自适应控制技术、模糊控制技术)在混合动力汽车中的逐步推广,将进一步推动混合动力汽车的不断发展[3]。
(1)推进控制策略的进一步优化。现阶段,我国混合动力汽车控制策略相关研究依旧处在起步发展阶段,还不太成熟。显而易见,相较于串联式控制模式,并联式控制模式要难得多,很大原因在于采取控制策略期间,往往还需考虑燃油成本、车辆运行工况及发动机各项性能等一系列因素,这很大程度上会提升其复杂性。鉴于此,针对现阶段发展实情而言,对当前控制策略开展全面优化是当务之急。
(2)并联式混合动力汽车中选取的小容量蓄电池组、小功率电机是一种具备一定发展前景的控制策略。一方面其可减少生产制造成本,一方面其可减轻混合动力汽车自重,有着更高的性价比,可算得上是一种相对理想的系统型式。值得注意问题的是,在应用该种系统时如何有效获取整车最佳燃油经济性。
(3)控制系统模块化。经由功能模块发展、组合,进而不断达成汽车动力的电气化。通过不断强化每一模块协调性,实现“一动而动全身”,并确保每一模块的各自独立,即便一个控制模块出现异常情况,亦不会对车辆行使整体安全性带来不利影响[4]。
4 结束语
总而言之,伴随人们对环境保护要求的逐步严苛,混合动力汽车是汽车行业发展的主流方向,混合动力汽车技术,作为一种可持续、多样化、可再生新能源时代的共性技术,势必能够得到越来越有效的发展。鉴于此,相关人员务必要清楚认识混合动力汽车的优点、混合动力汽车分类及原理,全面分析现阶段提出混合动力汽车控制策略中存在的不足,结合混合动力汽车发展现状,不断钻研研究、总结经验,对优化控制策略开展优化,强化对混合动力汽车控制策略的研究,积极促进混合动力汽车有序健康发展。
参考文献:
[1]马旭.混合动力汽车结构、原理及发展前景研究分析[J].中国科技纵横,2010,09(22):06-08.
[2]朱玉强.浅议混合动力汽车原理及发展前景[J].山东工业技术,2015,13(07):67.
中图分类号:F542 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2015)10-0328-01
农村公路是支撑农业和农村经济发展的基础设施,是农村地区最主要的运输通道。加快农村公路建设是发展农村经济、解决“三农”问题的基础和前提。近年来,沾益县农村公路建设快速发展,先后修建、改造了“倒播路”、“沾大路”、“松会路”、“沾潦路”和“马雄山旅游专线”等县乡路、乡村路和村村路,通乡公路全面实现油路化,取得了显著成绩。但由于沾益县属于典型的山区农业县,86%的人口生活在农村,加之基础差、底子簿,农村公路建设造价高,路面老化严重、路况差,交通制约经济发展瓶颈尚未得到有效解决,面对国家的投资以补助引导为主,沾益县农村公路建设困难重重。现就如何加快沾益县农村公路建设谈谈自己的看法。
一、沾益县公路现状及存在的问题
截止2014年底,全县拥有公路2609公里,其中:国道126公里,省道43公里,县道237公里,乡村道713公里,村村道1443公里,专用公路47公里,全县公路密度为92.8公里/平方公里,每万人拥有公路66.9公里。全县8个乡镇全都实现了油路化,117个农村行政村通了公路。全县1208个自然村,尚有34个不通公路。
从整体上看,沾益县农村公路有长足的发展,但交通制约经济发展的问题还未得到有效解决,且建设速度缓慢,与人民群众的愿望还有较大差距。具体表现在以下几个方面。
1.公路的平面布局不合理,县域内经济干线网络尚未形成。沾益县虽有曲靖至胜境关(高速)、沾益至宣威(一级)、盘江至会泽、倒石岩―播乐、沾益―大坡、沾益―潦浒等主干道,但连接这些主干线的网络尚未真正形成,乡与乡、村与村之间的断头路还普遍存在,有60%左右的农村村落还没能感受到这些主干道所带来的幅射作用。
2.通达深度不够。除34个自然村尚未通公路外,近70%的行政村通达标准低,不能保证晴雨通车,农民群众生产、生活,出路、出行很不方便。
3.公路质量差,技术等级普遍偏低。沾益县农村公路的路面结构多以低级路面为主,大都是泥巴路、砂石路,这些路路况差,排水设施不健全,抗灾能力弱,加之近来大吨位车辆发展迅速,致使本身标准不高、基础薄弱的农村公路不堪重负,公路破损严重,使用周期缩短,运输功能得不到充分的发挥,难以达到现代经济发展要求。如1997年修建的沾益至大坡、倒石岩至播乐、2002年修建的盘江至会泽和2005年新建的沾益至潦浒(沾益段),由于大吨位车辆的通行,路基、路面破损严重,造成了通行不畅。
上述问题的存在,严重制约着沾益县农村公路快速、健康的发展,严重影响到农村经济结构的调整、农民增收和推进小康社会的建设进程,我们必须引起高度重视,切实加以解决。
二、加快沾益县农村公路发展对策
加快沾益县农村公路的发展,总体上应该遵循的原则是:科学规划,合理布局,因地制宜,突出重点,量力而行。
1.科学规划
科学规划,合理安排。首先必须安排当地群众要求迫切,且有一定资源,急需改造和新建公路的项目;其次是交通量大,有路难行,通而不畅地段的公路进行优先改造;最后打通跨乡、跨村的断头路,不断完善路网建设,提高公路通行能力。沾益县公路建设“十三五”规划中环状网络县域经济干线(县城―大坡―德威―岩竹―棚云―菱角―白沙坡―小卡郎―棵松树―磨脚―青山―炎方―高山―沙石岭―沙高―大海―新村―勺达―中心―座棚―大德基―老母格―县城),规划科学合理,既幅射到了80%的山区村落,又与沾益县的著名旅游景点(海峰湿地、天坑、马雄山、九龙山)相连接,各级政府应该抓死不放,加快建设。
2.合理布局
沾益县公路网的发展应从生产力布局需要出发,以宣天公路、曲胜路、松会路、沾菱路为依托,在提高通乡油路,改善通村路的同时,尽快打通周边地区的断路,形成以环型县域经济干线、宣天路、曲胜路为骨架,县乡村公路为支线的四通八达的公路网。从现在起,就要在“通畅” 、“提高”上下功夫,积极改善和提高乡村公路的等级化、油路化、标准化。
3.标准适度
农村公路建设一般有两个目标,一为通,二为畅。通是要解决农民出行没有路的问题;畅是解决路面硬化的问题。当前,沾益县农村公路主要应在“通畅”上下功夫,无论是山区还是坝区,贫困地区还是富裕地区,均应结合当地的实际情况,因地制宜、量力而行,不能搞“一刀切”。要视资金落实情况、地质情况、资源情况以及交通量发展前景综合考虑,在满足行车安全的前提下,确定铺筑沥青(水泥)路面,还是弹石(砖石)路面。
4.质量第一
质量是农村公路的生命。首先要从设计质量关入手,因地制宜,合理确定设计标准及结构类型;其次是要加强工程施工质量管理。从材料入场、路基压实、路面铺筑到工程验收等主要控制点上严格把关;再次是要加强质量监督。要建立切实可行的农村公路质量监督新机制,可根据当地实际情况确定工程质量监督办法,采取设立公示牌、请当地老干部、老党员为义务监督员等办法,充分调动广大人民群众的积极性,更大程度地发挥社会力量的监督作用,来确保工程建设质量,把农村公路建设好,让农民兄弟走上放心路。
5.巩固建设成果,落实养护责任
“三分建、七分养”是公路管理的经验总结,农村公路更不例外,在加快农村公路建设的同时,还要大胆探索体制创新,制定符合本地实际的农村养护办法。目前,农村公路的养护体制主要是实行县管乡道、乡管村道、村管村村道。我们要探索一条农村公路养护体制的新经验。如沾益县大坡乡,他们把乡村道路包干到农户进行养护,效果很好。沾益县炎方乡,他们动员私营企业主捐资,由公路沿线的村委会组织村民养护卡居路,从而保证了该条道路的畅通。这些办法都不失为好经验,关键在于探索和实践。
随着城市轨道交通的快速发展,地铁线路的维护量日益增加,维护作业的精度要求不断提升,加之国家环保法规的日趋严格,传统内燃动力的地铁工程车难以满足当前及未来线路的地铁作业要求。东莞轨道2号线ZER4型电动工程车是地铁领域顺应时代环保节能趋势的重要产物,采用接触网及蓄电池双能源供电系统,技术优良、运作稳定、控制精度高,将在新线开通及日常运营发挥重大作用。
1 机车主要技术参数
供电电压
接触网供电 DC1500V
蓄电池供电 DC800V
机车最高速度
接触网供电 80km/h
蓄电池供电 45 km/h
轨距 1435 mm
转向架轴式 B0―B0
转向架固定轴距 2200 mm
整车尺寸 15020×2820×3738 mm
车顶距轨面高度 3450 mm
轴重 ≤14t
车钩中心线距轨面高度 880±10 mm
通过最小曲线半径 150m
车钩型式 13号
传动方式 车轴齿轮箱传动
通过最小曲线半径 150 mm
动轮直径(新/全磨耗轮) 840/770m
电传动方式 直―交传动
起动牵引力 100KN
牵引功率
接触网供电 400 kw
蓄电池供电 300 kw
蓄电池最大容量 400Ah
图1 牵引特性曲线
图2 电制动特性曲线
2.机车系统组成
机车主要由车体、转向架、电传动系统、空气制动系统、辅助供电系统、蓄电池组、司机室、控制及诊断系统等组成。
图3,电动工程车
2.1 车体
车体为全钢组焊结构,承受车辆在联挂和正常运作时的冲击和振动。所有底架设备、外罩箱及电子设备安装满足车辆限界。在全整备状态下同时承受1.3倍车重的垂直载荷和1200KN纵向静载荷时,不会破坏或产生永久变形。
2.2 转向架
转向架主要由构架、悬挂装置、轮对驱动单位、牵引装置、基础制动装置等组成。
转向架采用无摇枕、外置式轴箱结构。构架采用H型焊接结构。整体辗钢车轮和磨耗型踏面。电机采用转向架全悬挂,电机与齿轮箱之间采用联轴节连接,并安装牵引回流导向钢轨。
图4 转向架总图
2.3 电传动系统
电气传动系统采用微机控制的变压变频(VVVF)交流调速方式,鼠笼型三相异步电动机,以IGBT为主元件功率模块,控制方式为直接转矩控制或矢量控制。
受电弓采用与东莞轨道2号线电客车相同型号,性能及试验满足IEC 60099―4的规定和试验要求。
牵引逆变器主要由输入滤波器、制动斩波器和三相逆变器组成,采用32位或更高位的一个或多个微处理机控制,功率元件采用IGBT,采用模块化设计及PWN控制计划。
牵引电机采用全悬挂式,设有防脱落装置,所有电机外形尺寸、安装尺寸和电气性能,能满足所有动车的转向架各个轴之间完全互换。
2.4 空气制动系统
采用以螺杆式空气压缩机及DK-1型制动机为主体,配置干燥器、风管布置等设备,可实施常用制动、紧急制动和停放制动,实现与采用空气制动系统的车辆联挂,具备双机重联和无火回送制动功能。常用制动冲击率≤0.75m/s3(紧急制动除外)。
2.5 辅助供电系统
辅助系统包括辅助逆变器、充电器、各高压母线(DC1500V)、中压母线(三相AC380V/50Hz)、低压母线(DC110V)、继电器、接触器、空气开关等组成。
交流负载主要有:空压机、司机室空调、动力室照明、外接负载插座等;直接负载主要有:指示灯、受电弓驱动、车内控制用电等。
2.6 蓄电池组
蓄电池组能通过两个不同来源充电:DC1500V接触网供应;以及外部AC380V、50Hz库内电源供应,用库内电源充电时,封锁牵引功能。
车内配置蓄电池容量检测系统,估计剩余电量,测量各项参数,对各种不正常现场进行报警。
2.7 司机室
ZER4型电动工程车设有2个司机室,分别位于车体前后两端,2个司机室功能完全相同。2个司机室前/后运行方向实施联锁,只允许其中1台激活,并由1名司机操作。
司机台仪表板采用导光板,仪表照明采用发光二极管。司机室视野辽阔,内装采用环保、隔音/吸音、难燃/阻燃、无毒或低毒材料,并设有灭火器。
2.8 控制及诊断系统
电动工程车控制及诊断系统包括车辆级和子系统级,并通过车辆通信网络实现。
车辆级控制及诊断系统主要有:中央控制单元、车辆通信网络及通信网络服务端口、非微机控制系统远程输入/输出终端、司机室显示器等。子系统控制和诊断主要有:微机控制单元、硬件控制电路等。
3.结束语
通过对东莞2号线ZER4型电动工程车的简要介绍,认识了上述车型的技术性能、结构组成等有关方面。作为绿色、低碳、节能的新一代牵引设备,具备很好的发展潜力,相信在不久将来,电动工程车在轨道交通领域的应用会日渐普及和创新。
参考文献
中图分类号 G718.5(65) 文献标识码 A 文章编号 1008-3219(2013)23-0009-04
一、调研背景
广东的智能交通系统ITS(Intelligent Transportation System)建设相对全国其他省份起步较早,到2012年底,全省开通的电子不停车收费(ETC)车道超过450条,粤通卡全年用户保有总量突破170万,数量全国第一。目前,珠三角地区的机动车和驾驶人员管理基本实现了信息化,并在城市综合交通信息平台、智能公交调度、城市交通智能控制、高速公路管理等方面取得显著效果[1];电子警察、ETC技术、GPS技术、GIS平台等先进装备和技术在广东交通系统中被广泛使用。智能交通技术的广泛应用与快速发展,需要大量懂交通安全法规、掌握交通工程基础知识及行业标准、具有智能交通设备及系统使用与维护能力的复合型人才。然而,目前我国智能交通从业人员主要来自传统的交通行业和新兴的信息产业,人才结构不合理。
广东交通职业技术学院是国内较早开展智能交通专门人才培养的高职院校。学校的智能交通专业作为国家骨干院校重点建设专业,在人才培养模式和课程体系改革方面做了有益探索,培养的学生普遍得到企业认可。但与智能交通行业发展速度及其人才需求相比,学校专业建设仍存在许多不足。基于此,调研组对珠三角智能交通行业高技能人才现状及需求、岗位设置、岗位能力及技能要求等方面进行了深入调研,根据调研情况对专业改革的方向进行探索。
二、调研范围
根据制定的调研方案,调研小组通过Email、电话、问卷等形式对12家大型企业、18家中型企业、10家小型企业和3所职业院校及80多位相关专家进行了调研,具体数据见表1。
三、珠三角智能交通高技能人才现状和需求
(一)珠三角地区对智能交通人才需求较大的行业
调查显示,珠三角地区对智能交通人才需求较大的行业有高速公路(占24%)、城市道路(占20%)、智能站场(占17%)、电子地图(占14%)、卫星导航(占13%)、停车管理(占7%)、物流运输(占5%)等,其中高速公路、城市道路和智能站场三个领域智能交通高技能人才需求占需求总量的一半以上(达51%)。
1.高速公路
高速公路涉及的智能交通岗位有监控系统安装与维护、收费系统集成与施工、收费系统故障诊断与维护、高速公路机电系统施工等。到2012年12月,广东省高速公路总里程达5500公里,为了保证高速公路的正常运行,需要建设与之配套的高速公路收费设施[2]。高速公路快速发展趋势,势必需要大量的机电系统从业人员。
2.城市道路
城市道路涉及的智能交通岗位有交通控制系统安装与维护、电子警察系统安装与维护、城市道路监控系统安装与维护、交通信息系统安装与维护、城市道路控制系统技术管理等。在“十二五”交通规划中,智能交通将成为交通规划的重要组成部分,2013年总体市场规模将达到459.5亿元。交通部已经启动新一代智能交通系统发展战略和应用物联网技术推进现代交通运输策略研究两个重大研究项目,对未来5~10年发展进行谋划。如此巨大规模的投资建设,吸引了大批企业涉入,势必需要招收大量的智能交通技术人才。
3.智能站场
智能站场涉及的智能交通岗位有公交监控与调度、公交监控系统安装与维护、公交信息采集与、智能站场技术管理等[3]。对于大型的公交枢纽,大量的车流、人流在此汇集,在有限空间的站场内,如果不能很有效地调度公交车辆、疏理人流,很容易发生事故。广州众多的大型公交枢纽需要实施智能化管理,而智能化系统的实施需要智能交通技术人才的参与。
4.电子地图
电子地图涉及的智能交通岗位包括地理信息采集、电子地图制作、地理信息系统设计等。珠三角地区目前拥有GPS相关企业400多家,卫星导航定位企业数量约占到全国卫星导航定位企业总量的三分之一,广东省生产制造的卫星定位导航产品占全国的60%以上,需要大量交通监控电子地图制作人才。
5.卫星导航
卫星导航涉及的智能交通岗位包括GPS设备安装与维护、GPS数据采集、GPS监控安装与维护、GPS车载导航安装与维护等。随着北斗卫星导航产品民用及产业化,卫星导航产业将呈井喷式增长,预计到2015年,北斗卫星导航产业将达到500多亿元的规模;交通运输部规定,“长途运营车辆2013年6月1日后,凡未按规定安装北斗导航的车辆,不予核发或审验道路运输证”。因此,卫星导航设备的安装与维护方面的高技能人才有着巨大的缺口。
6.停车管理
据统计,广州目前登记的停车位仅有60余万个,与近240余万辆的汽车保有量相比,广州大量的停车位缺口已成为停车管理面临的重要难题。对停车实施智能化管理是解决停车难题的措施之一。智能停车管理系统包括车辆人员身份识别、车辆资料管理、车辆出入情况统计、位置跟踪和收费管理等内容。智能停车管理系统的建设实施有赖于技术型人才的参与。
(二)智能交通现有岗位人员分布情况
目前珠三角地区智能交通从业者一个显著特点是男性化、年轻化,智能交通行业目前还是一个男性化的职业,在被调查的企业智能交通工程师中,有95%是男性。调查显示,企业希望有更多的女性工程师加入到智能交通行业中。
调查显示,目前在智能交通岗位工作经验方面,具有6~10年工作经验的占10%,有46%的工程师拥有3~5年的系统集成经验,而有1~2年工作经验的从业者占23%。这表明有越来越多的新兴人才加入到智能交通行业中。
对智能交通从业人员学历要求的调查显示,本科占41%,硕士占11%,大专学历占6%,大专学历以下、博士及以上学历均占2%。智能交通行业属于高端研发领域,对从业者学历要求较高,要求至少应具备大专学历。
调查显示,公司提供的月薪在“2000~3000元”和“3000~5000元”的比例最大,分别是42%和32%,其他高薪以及低薪所占比例均较小。智能交通从业人员薪资待遇略高于其他行业,工作一年左右薪资可达到3000~5000元/月,而具备5年以上工作经验的智能交通系统工程师月薪可达到8000~15000元,从业人员薪资增长空间较大。
智能交通涉及到的岗位较多,主要有高速公路机电系统施工、监控系统安装与维护、收费系统安装与施工、收费系统故障诊断与维护、电子警察系统安装与调试、交通控制系统安装与维护等。其中,高速公路领域相关岗位占50%,城市道路领域相关岗位占30%,卫星导航岗位占13%,电子地图岗位占5%,具体如图1所示。
(三)智能交通人才需求现状
调研显示,智能交通人才仍然供不应求,75%参与调查的公司目前都急缺智能交通方面的人才,人才缺口巨大。
调研显示,95%的智能交通系统工程师及行业人士都认为智能交通非常有发展前途,有50%的工程师对此充满信心;有45%的工程师虽然对智能交通行业前景表示认可,但有时也会觉得迷茫。
四、智能交通专业岗位能力描述及技能要求
岗位能力及技能分析见表2。
五、结论及思考
(一)企业的建议
在走访调查中,企业认为智能交通行业的发展需要更高层次的技术技能型人才:一是智能交通行业的发展需要复合型技术技能人才。学校要改变传统的人才培养模式,拓宽专业口径,培养掌握交通运输工程基本原理和方法,业务上能够适应交通运输需要的复合型技术技能人才。二是加强前沿技术应用能力培养。加强无线通讯技术、微电子传感器、嵌入式系统的教学,特别要重视物联网技术对传统交通运输业改造、提升的重大作用,构建现代运输专业基础平台,以适应现代交通、智能交通的建设与发展。三是毕业生的素质需进一步提升。调查表明,大学生缺少吃苦耐劳的精神,缺乏社会责任感,企业建议在人才培养过程中加强应用技能训练,同时注重学生礼仪礼貌、吃苦耐劳、责任心、团队意识的训练。
(二)对智能交通专业人才培养的反思
首先,课程设置需进一步完善。由于智能交通专业设立时间比较短,在培养目标、课程设置上存在盲目性,对于要把学生培养成什么样的人才没有明确的目标,仅仅通过“重新组合”国内高等院校有关专业和课程来确立自己的专业和课程体系,套用本科的人才培养模式,自身的特色并没有形成,需进一步完善课程设置。
其次,学生社会适应能力需一步提升。智能交通类人才培养从某种程度上仍然沿袭着“以课堂为中心”的传统培养模式,忽视学生毕业后所从事的职业定位,教学内容与行业实际有脱节现象。校企联合培养缺乏长期的、系统的、实质性的合作。学生实习往往只能做一些简单而重复操作的事情,得不到很深的感性认识,社会适应性需进行一步提升[4]。
最后,要加强非智力因素的培养。目前本专业的培养目标是培养德、智、体全面发展,掌握必须的基本文化科学知识和智能交通专业必须的专业知识与技能,有良好的职业道德修养和敬业精神,具备较强创新能力和自学能力,能适应社会经济发展需要的高等应用型技术人才[5]。但在实际教学中,往往只重视知识与技能的传授,忽视思想道德、情商的训练,因此要加强非智力因素的培养。
参考文献:
[1]金茂菁.我国智能交通系统技术发展现状及展望[J].交通信息与安全,2012(5):1-5.
[2]谢志明,徐士伟,等.广州市现代综合交通枢纽体系规划研究[J].城市交通,2012(6):14-21.
[3]徐凌魁.法国ITS对广东交通信息化建设的启示[J].中国交通信息化,2013(7):30-33.
[4]麦强盛.广东省高技能人才需求调研分析[J].职业技术教育,2010(31):21-25.
[5]黄乐览,黄伟萍.适应珠三角经济发展的高职人才培养模式探讨[J].中国职业技术教育,2010(15):20-22.
Investigation and Analysis on Talent Demand of Intelligent Transportation Specialty in Higher Vocational Schools
in Pearl Delta Region
CAO Cheng-tao,LIN Xiao-hui
1.引言
绿色维修是以可持续发展为目标,在维修的基础上综合考虑环境影响和资源利用效率的现代维修模式,即在维修过程及产品维修后直至产品报废处理这一段时期内,既要最大程度地使产品保持和恢复原来的规定状态,又要使维修废弃物和有害排放物最小;既对环境的负面影响最小,又对维修操作人员的劳动保护性好,还要使资源利用率最高。在现有维修体制的基础上,可适当引入绿色维修技术,以提高经济效益。
2.绿色维修基本情况
上个世纪70年代末、80年代初,我国装备维修技术在国外先进的维修理论和技术的带动下,有了快速的发展,初步实现了维修保障作业由手工向机械化转变。近年来,在世界绿色氛围的渲染下,以先进的表面工程技术和再制造技术为代表的绿色维修技术正在被广泛的开发和应用。在这些先进的维修技术中,有些技术已经达到了绿色维修技术的要求,而有些技术也非常接近于绿色维修技术,我们也可称其为“准绿色维修技术”。在中国绿色维修将成为本世纪的一个主要目标!
3.车辆维修现状
3.1基本情况
车辆维修情况复杂,现行的维修管理体制存在着明显问题。车型杂,装备数量较大且尚有较大服役期。维修涉及的范围相当广泛,大到巨型车辆装备的修补、小到零部件的修复,维修量大面广。
3.1.1维修思想情况
原维修制度中提出的“以可靠性为中心”的维修思想在一定的历史时期起到较好的积极作用,使人们关注车辆的可靠性问题,积极开展车辆可靠性方面的研究工作。人们对车辆技术状况变化规律有了新的认识,充分考虑到车辆的可靠性、维修性,并以此来指导车辆设计以及维修实践。“以靠性为中心的维修”实际是一种技术分析方法,类似的方法还有故障模式及危害度分析、维修级别分析等。它是把可靠性理论应用于维修实践,应用逻辑决断的方法确定车辆预防性维修的方式、时机的要求,在车辆设计过程中,应用这些方法进行维修的规划更为重要。但以可靠性为中心的维修思想在提法上存在明显不足,主要是不应将一个具体维修方式决策的技术方法以维修指导思想的高度提出。其次是车辆属于地面装备,车辆是可以维修的系统,仅以可靠性为中心进行维修工作势必造成经费上的过大投入。实际上,多年来的车辆维修实践也没有真正落实这一维修思想,仍然是在一定维修经费的限额下进行维修保障工作。
3.1.2维修人员情况
现有维修人员知识水平低,学历不高,维修技术落后,总体水平低,维修思维停留在过去,绿色维修意识淡薄。
3.2存在问题
3.2.1维修资源、能源浪费大。
在目前的装备维修中,由于维修技术、工艺的落后和没有考虑到维修过程中资源的合理利用及可持续发展等问题,结果造成大量的资源、能源的浪费。由于维修专业人员的技术水平低, 致使车辆返修率高,维修时间长,车辆维修等待时间长,造成维修资源浪费。
3.2.2汽车维修废弃物对环境危害性大。
汽车维修产生的废弃物,按照形态分,主要有以下几种类型:
1) 固态废弃物。根据废弃物的组成材料,固态废弃物主要包括:金属废弃物,橡胶废弃物以及其它形态的废弃物。
2) 液体废弃物。汽车维修中的液体废弃物来源主要包括:由汽车维修前道工序分解除油产生的废水,其不但呈碱性,水中还含有大量的脂类油颗粒;由表面处理工序产生的废水,如工件电镀后,零件清洗废水中含各种金属离子等;由清洗热处理工件而产生的废水,水中含有亚硝酸、油等。
3) 汽车维修过程中产生的其它附带污染物。如维修过程中产生的噪音、振动以及气体废弃物等。
4.实施绿色维修的措施
4.1提高认识,更新传统维修观念
装备绿色维修是一种新的装备维修观,也是一种新的装备维修发展战略。要逐渐在装备维修中推行绿色维修模式,必须改变传统观念,提高对装备绿色维修的认识。
在很长一段时间以来,基本上都是采用传统的装备维修方式。在人们的头脑中已经形成了传统装备维修思想的定势,认为各种维修工作不必思考,平时就是那么干的,现在当然也应该那么办,对绿色维修缺乏认识。也有的认为绿色维修现在离我们还很遥远,无论从目前的设备、技术水平来讲,都是无法实现的。因此,必须改变传统观念,提高对绿色维修及其重要性的认识,才能适应当今社会的绿色化浪潮,适应装备绿色维修的必然发展趋势,推进我军装备绿色维修的实现和发展。
4.2学习、掌握、运用车辆绿色维修技术
修理所通过技术革新,对设备、工艺和技术进行更新和改造。从技术方面来提高修理所维修能力,控制污染的产生,实现维修的可持续发展。最终实现绿色维修是绿色的维修工艺和材料,以及维修废弃物处理。绿色维修作业技术中,表面工程是一项核心技术。就目前情况看,绿色维修的重点工艺改进或改造有:清洗,特别是节水或无水清洗;表面处理,特别是硬铬电镀等环境污染大的工艺替代;零部件制造精密化、节约化;维修废弃物处理。实现精确维修是化的源头。引进、借鉴先进制造技术、先进材料科学与技术、信息技术等,对机加工、零件清洗、热处理等依据绿色维修要求改进、发展、更新,以降低维修过程中的能耗和污染是维修作业技术绿色化的主要途径。显然,绿色维修作业技术有丰富的内容和发展前景。
4.3加强修理所绿色维修管理
修理所实现绿色维修,技术重要,管理更重要,可以说管理是关键,推行绿色维修迫切需要:
(1) 建立有关政策法规。要贯彻《清洁生产促进法》和保护环境有关法律法规,结合维修行业特点制订和实施有关维修方面的行政法规和技术标准;
(2) 在设备、装备管理和设计、制造、维修人员中普及环境意识教育,提高人的素质。绿色维修必须从资产全寿命角度认识;
(3) 加强科学研究,建立和完善绿色维修理论与技术体系;
(4) 加强对维修绿色化的经济支持,重点投入,促进维修技术改造。
中图分类号 U46 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)102-0059-02
随着科技的发展,汽车行业的发展突飞猛进。大量以柴油、汽油作为燃料的汽车尾气排放量不断增加,严重污染着大气环境。在城市发展中,汽车尾气的排放成为城市污染的主要污染源。为了节约能源、保护环境,各国都在不断严格规范汽车尾气排放。同时,随着油价的上涨,运输成本显著提高,鉴于此,各国都在寻求一种既经济又环保的汽车燃料来代替柴油和汽油。
1 LNG重型商用车
LNG即液化天然气的简称,将天然气降温至-162℃以下将其液化,即为液化天然气。该气体无色无味,是一种非常清洁的能源,逐渐成为汽车新能源市场中最受欢迎的一个主要能源。随着技术的革新,人们正逐步用液化天然气作为燃料代替柴油和汽油,以减轻对环境的污染。LNG重型商用车是一种以液化天然气为燃料的气体燃料重型商用汽车。该商用车是将液化天然气燃料储存在低温绝热的车用瓶中,然后经过汽化装置使其汽化为大约0.8MPa的气体以便发动机使用。在LNG重型商用车中针对LNG增加的部件主要有LNG储存罐、减压调压阀、汽化器、缓冲罐以及控制系统等。
LNG重型商用车与传统的柴油、汽油重卡车相比较而言,具有较高的经济性和安全性,采用的液化天然气燃料节约了资源、保护了环境,同时价格低廉,使得运输成本得到大幅度地降低,加之该车还具有高续航里程的特点,因此深受重型商用车市场的青睐。
2 我国的LNG行业情况
LNG作为一种非常清洁的能源,自二十世纪七十年代以来,国外对其大规模的生产。而我国的有着非常丰富的天然气资源,且产量不断增长,从而为LNG重型商用车提供足够的燃料。据专家预测,2030年天然气将会成为世界一大能源,超越石油资源而跃居第一位。由于我国有着非常丰富的天然气储量,因此将液化天然气作为燃料发展汽车行业,将会具有广阔的市场前景。
3 国内外同类车型的开发和使用情况
3.1 国内外LNG汽车情况
从全球范围来看,亚太地区近几年的天然气汽车产业的发展非常迅速,如巴基斯坦、中国、印度等国家。从天然气汽车数量来看,我国位居世界第七位,目前,我国已经有八十多个城市使用天然气汽车,并拥有天然气加气站一千多座,而且发展一直处于上升趋势。
LNG重型商用车是在LNG工业发展的基础上发展起来的新兴产业。在二十世纪八十年代的时候,国外许多国家开始研究LNG汽车技术,如美国、德国、加拿大等,LNG汽车技术趋于成熟是在九十年代初期,这时开始小规模地推广LNG汽车,由于它具有高续航里程的特点,因此特别适合于长途客货车运输。同时,它还被用于城市的公交车和出租车行业,以降低城市的环境污染。
LNG汽车虽然具有较高的科技含量,但是随着技术的革新,它也在不断发展且迈向于高品质的追求。据统计,至2010年,我国的LNG重型商用车保有量约五千辆,到2011年,我国LNG商用车超过15000辆,近2年来,LNG商用车更是成爆发式发展趋势。但与此同时,LNG车辆在市场上的认知度仍然不是很高,用户对它没有足够的信心。就目前的LNG加气站来看,加气站的规模还不能满足市场的需求。
3.2 相关领域的研究开况
就目前来看,我国的LNG产品的技术和气资源相对来说还比较成熟,重车产品已经开始大量使用。LNG的发动机是以天然气作为燃料,在充分利用天然气的同时,还改造了发动机的结构,从而提高LNG车的整体性能。LNG发动机虽然以单一的天然气作为燃料,但是它的动力性能依然不落后于柴油、汽油发动机。
我国有好多家制造LNG车载瓶的企业,企业的产品技术已经成熟,生产品配LNG的汽车燃料供应系统,并服务于多家重卡整车生产企业。同时,我国拥有LNG产业链的系统设备制造能力,如LNG液化、储存、运输、加气站、供气系统等产业链。同时,国家大力推进LNG产业的发展,将清洁能源汽车列入《国家科技发展中长期规划》,组织科技项目、大力支持天然气汽车的发展。
4 经济效益和社会效益
LNG重型商用车将液化天然气作为动力燃料,促进能源节约和能源利用结构的调整,从而确保经济的发展能够产生良好的生态效益。
4.1 经济效益
相对于其他能源来说,LNG价格低廉,具有可观的经济效益。液化天然气的能量密度较大,能够有效地减小车辆的燃料供给系统的质量和尺寸,使车辆的续航里程和有效载荷量得到增大,同时还能够减少时间,使运输成本降低,从而使车主获得经济效益。
同时,由于LNG是一种非常清洁的能源,不会因为丙烷等成分的爆燃而对车辆的其他部件和发动机产生不良影响。LNG作为汽车燃料,能够减少发动机气缸中的部件磨损,增长发动机的寿命,在很大程度上使车辆的保养费用、维修费用等大幅度降低。
4.2 社会效益
1)较好的安全性能
LNG具有较好的安全性能,其燃点高、点火能高,当气化后,它具有很低的密度,所以当稍微泄漏时LNG就会即刻挥发,所以不管是LNG还是LNG的蒸汽都不会在不封闭的环境下发生燃烧爆炸危险事故。
2)较高的环保性
LNG作为清洁能源,当它作为汽车燃料时,据调查取样分析:汽车的尾气排放量要比燃用柴油的尾气排放量降低80%多,在综合排放量中,可减少越97%的一氧化碳排放量,减少约91%的SO2排放量等等,同时还可以降低噪音,根除了对人体有害有毒的铅和苯,由此可见,LNG具有较高的环保性能,不仅减少对人体的危害,还降低了对环境的污染。
5 结论
作为发动机理想燃料的LNG具有显著的社会效益和可观的经济效益,将LNG作为重型商用车的燃料符合国家产业的发展方向,其节能、环保、低碳的性能和低廉的价格使它具有广阔的市场前景。但是在发展过程中LNG加气站的数量较少,气源供应不稳定等因素致使LNG重型商用车的发展受到阻碍。为了加快LNG重型商用车产业的发展,国家应该加大投资力度,积极引导该产业快速、有效地发展。
参考文献
中图分类号:TN919-34文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)19-0195-03
Loop Simulation Experimental System for AMT Based on Vehicle Dynamics Model
DING Wen-tao1,LIU Da-wei1,ZHENG Xu-guang2,WANG Xin-li2,WANG Yu-hai2
(1.Qingdao University,Qingdao 266071,China; 2.FAW Jiefang Qingdao Auto Factory,Qingdao 266043, China)
Abstract: To improve the efficiency and quality of the AMT system development, the-loop simulation experimental system for AMT was developed. Using simulation model instead of the real vehicle related components of AMT, establishing the vehicle transmission system and dynamic model, designing the corresponding program to simulate the engine speed and vehicle speed. The AMT control unit is verified before experiment, and a convenient and reliable experimental platform is provided for the development of AMT control system.
Keywords: AMT; the-loop simulation; vehicle dynamics; simulation model
0 引 言
重型车辆具有总质量大、使用工况复杂、挡位多等特点,为减轻驾驶员的操纵难度和劳动强度,实现重型车辆的自动变速具有重大现实意义[1]。电控机械式自动变速器(AMT)因具有效率高、成本低、易于制造的优点,并且操纵方便,能够满足重型汽车动力传递要求,因此在重型车辆上具有广阔的应用前景[2-4]。传统的AMT系统开发需要在实车上进行大量调试,造成了时间和资金的浪费。构建AMT在环仿真实验系统,不仅可以模拟车辆在正常工作条件下的性能,而且可以通过修改仿真条件,获得在实验中难以得到的车辆在极限工况、紧急工况条件下车辆响应及评价相应控制策略的优劣[5],为AMT电控单元的开发提供方便,可显著地提高AMT系统的开发效率和开发质量。
AMT在环仿真实验系统主要包括AMT电控单元、车辆动力学模拟模块、机械仿真执行机构、信息输入模块等。本文主要针对车辆动力学模拟模块进行设计,建立车辆动力学模型,包括发动机模型、离合器模型及车辆传动系统的纵向动力学模型,并采用C语言进行程序设计,利用外界输入信息,对车辆的直线行驶工况进行模拟仿真,模拟发动机转速、变速器中间轴转速、车速等参数,用以验证AMT电控单元性能的可行性与可靠性。
1 AMT在环仿真实验系统结构组成及工作原理
AMT在环仿真实验系统如图1所示,系统主要由AMT电控单元TCU、车辆动力学模拟模块、信息输入模块、离合器执行机构、变速箱选换挡执行机构、传感器系统、仪表盘及液晶显示模块和信息实时检测模块等组成。其中,车辆动力学模拟模块用于模拟整车运动学;信息输入模块有电子油门踏板、制动踏板、车辆载荷旋钮、道路坡度旋钮、驻车制动开关等信息;离合器执行机构采用实车的离合器执行机构,用弹簧模拟离合器压紧力;变速箱选换挡执行机构采用实车的选换挡执行机构;传感器采用实车的选换挡位置传感器和离合器位移传感器;仪表盘采用实车仪表,用于显示车辆车速及发动机转速等信息;液晶显示模块用于显示油门踏板开度、制动踏板开度、车辆载荷、道路坡度、离合器行程、选换挡位置等信息。
当实验系统点火开关打开后,设置车辆载荷和道路坡度信息,通过油门踏板、制动踏板来模拟驾驶员驾驶意图。将采集到的油门踏板开度、制动踏板开度、车辆载荷、道路坡度、离合器位移等信息及AMT电控单元TCU发送的挡位信息通过CAN总线发送给所建立的车辆动力学模型,进行整车运动学模拟。将模拟得到的发动机转速、变速器中间轴转速、车速等信息发送给TCU,TCU根据内置的控制规律(换选挡规律、离合器接合规律等),控制离合器接合及变速箱选换挡,测试AMT系统性能的可行性和可靠性。
图1 AMT在环仿真实验系统示意图
2 车辆动力学系统仿真模型
2.1 车辆模型
车辆由发动机提供动力源,经过传动系传递到驱动车轮,并转化为驱动力克服道路阻力,驱动车辆行驶。车辆的行驶方程为[6]:
Ft=Ff+Fi+Fw+Fj
(1)
Tc•ig•i0•ηTr=mg•f+mg•i+CD•A21.15•
u2+δ•m•dudt
(2)
式中:Ft为驱动力;Ff为地面滚动阻力;Fi为路面坡度阻力;Fw为空气阻力;Fj为加速阻力;Tc为离合器传递的摩擦力矩;ig和i0分别为变速器传动比和主减速比;ηT为传动系的机械效率;r为车轮半径;m为车辆总质量;g为重力加速度;f为地面与轮胎的滚动阻力系数;i为道路坡度;CD为空气阻力系数;A为迎风面积;u为汽车行驶速度;δ为汽车旋转质量换算系数。
图2所示为车辆传动的三质量系统动力学模型[7],其各部分的动力学方程为:
Je•dωedt=Te-Tc
(3)
Jc•dωcdt=Tc-Tsign
(4)
Jv•dωvdt=Ts-Tψi0
(5)
式中:Te为发动机的输出转矩;Tc为离合器传递的摩擦力矩;Ts为随变速器挡位变化的同步转矩;Tψ为车轮所受阻力转矩,包括空气阻力矩、道路阻力矩和制动力矩等;ωe为发动机曲轴角速度(也是离合器主动片角速度);ωc为变速器输入轴角速度(也是离合器从动片角速度);ωv为变速器输出轴角速度;Je为发动机、离合器主动部分当量转动惯量;Jc为离合器从动部分、变速器部分当量转动惯量;Jv为与变速器输出轴有固定关系的各总成部件在轴上的当量转动惯量;ign和i0分别为变速器第n档传动比和主减速比。
图2 车辆传动系统动力学模型
2.2 发动机模型
发动机输出转矩Te可通过发动机速度特性曲线求得。采用实车发动机速度特性曲线(即发动机在不同的油门开度和转速下的转矩特性)作为发动机模型,由发动机转速和油门踏板开度确定发动机输出转矩Te。гAMT在环仿真实验系统中,通过由车辆模型求得的发动机转速及油门踏板的实际开度,根据已知的发动机速度特性曲线可以求得不同转速和油门开度下发动机的输出转矩和油耗。
2.3 离合器模型
离合器传递转矩Tc与离合器的工作状态有关。离合器依靠主从动片之间的摩擦力矩来传递动力,并通过分离与接合来控制车辆动力传动系统的工作状态,离合器工作状态可以分为完全接合、完全分离和滑磨三个状态[8]。
2.3.1 完全接合、完全分离状态
这两个状态是稳定的,离合器传递的转矩也是确定的,即:
完全接合时,Tc=Te;完全分离时,Tc=0。
2.3.2 滑磨状态
滑磨状态是前两个状态间的过渡状态,既可以是由接合到分离的过渡,也可以是分离到接合的过渡。从其传递的摩擦力矩来看,就是离合器传递的摩擦力矩从0按照一定规律变化到Te或者由Te变化到0的状态[9]。此状态包括离合器起步接合过程、换挡结束后接合过程、换挡开始前分离过程。
(1) 起步接合过程
图3为起步过程中转速、转矩变化示意图。其中,Tm为换算到离合器从动部分上的车轮所受阻力转矩;Tcs为离合器静态摩擦力矩,Δω(Δω=ωe-ωc)是离合器主动盘、从动盘的转速差。0~t1阶段,TcTe,Tc继续增长到极大值,由式(3)可知ωe开始减小,ωc继续增大,转速差Δω开始变小;t3~ t4阶段,Tc持续降低,直到Tc=Te,转速差Δω一直减小到0;t4~ t5是离合器快速接合的阶段,此时离合器已经停止滑磨,开始正常传递发动机转矩,Tc=Te。
图3 起步过程中转速、转矩示意图
(2) 换挡后接合过程
除了起步接合过程之外,离合器由分离向接合过渡的过程还包括换挡结束后由分离向接合过渡的过程。除与起步过程类似的情况外,д飧龉程可能出现ωe0,而由于Δω=ωe-ωc
(3) 换挡前分离过程
该过程是换挡开始前分离离合器的过程,作用是切断动力传递,保证换挡过程平顺。离合器开始分离后,随着离合器弹簧正压力的减小,Ю牒掀骶蔡摩擦力矩Tcs也在减小,在Tcs≥Te时,Tc=Te。当Tcs
由上述三个过程可以得到滑模状态时离合器传递力矩的表达式为[10]:
Tc=sign(ωe-ωc)•z•μs•FN•Rc
(6)
式中:sign(•)为符号函数;z为离合器摩擦面个数;│s为离合器摩擦片静态摩擦系数;FN为离合器摩擦片上法向总压力,取决于离合器分离轴承位置;Rc为离合器摩擦片当量摩擦半径。
3 车辆动力学仿真程序设计
在所建立的车辆动力学模型的基础上进行程序设计,主要任务是:接收来自AMT仿真实验系统设置的车辆载荷、道路坡度、加速踏板开度、制动踏板开度信息,来自TCU的挡位信息,以及来自离合器位置传感器的离合器位移信息,对发动机转速、变速器中间轴转速、车速等参数进行模拟。车辆动力学模拟模块MCU采用飞思卡尔公司的16位单片机MC9S12DP512,利用C语言对所建立的车辆动力学仿真模块在CodeWarrior IDE开发环境下编程。程序主要包括:系统初始化模块、数据通信模块和程序主循环模块,程序流程图如图4所示。
图4 车辆动力学仿真程序流程图
系统初始化主要包括MCU内部时钟设置、通信端口初始化、看门狗定时器设置等,以保证MCU正常运行。数据通信模块用于接收来自AMT在环仿真实验系统发送的数据。主程序根据由发动机模型、离合器模型模拟得到的传动系统输出扭矩及AMT在环仿真系统预先设置的阻力矩,计算车辆加速度,继而可以求得下一时刻的车速和发动机转速等,实现车辆动力学仿真模拟。
4 结 语
研制了一种基于车辆动力学模型的AMT在环仿真实验系统,通过建立车辆发动机及传动系统的动力学仿真模型,并把驾驶员模型、外界阻力模型等都设计成变参数的模型,进行程序设计。在AMT在环仿真实验台上应用表明,该模型所模拟的发动机转速、车速等参数符合实际车辆行驶工况,可以模拟在实验中难以得到的极限工况、紧急工况等,为AMT系统的研究开发提供了基础。
参考文献
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1 油气长输管道工程建设现状
随着世界各国对能源需求以及我国石油和天然气工业的快速发展,油气管道建设突飞猛进。并且,随着全球油气管道建设的步伐加快,建设规模和建设水平都有很大程度的提高,我国已经架构了 “北油南运”、“西油东进”、“西气东输”、“海气登陆”的油气空间输送格局。长距离输油气管道建设是石油工业一种现代文明的生产手段,它具有一次性投资少、运输成本低、安全性高等独特优势,在油气输送方面占据着主导地位,预计2011-2015年将建设管道总长度约为8万公里以上。
2 油气长输管道工程建设对环境影响分析
油气长输管道敷设作为典型的线性工程建设,在管线建设与运营过程中都会对区域自然环境、生态环境以及社会环境造成一定的扰动,尤其是加重了管道沿线的土壤侵蚀和水土流失,影响区域生态环境的可持续发展。以下分析了在管道工程建设施工期对环境造成的主要影响。
(1)对地质环境的影响。管道施工过程中开挖的松散土体以及管道上覆回填土形成软弱面,或坡角土形成临空面使边坡失稳易引发滑坡、崩塌、泥石流、黄土湿陷等地质灾害。如陕京输气管道工程投产后的第2年,出现过管道被洪水冲毁的事故。造成事故的原因是黄土遇水湿陷的特性,黄土在雨季受水侵蚀后极易流失,管道上覆土层流失后即、悬空,洪水一来即将管道冲断。黄土地区的站场,地基湿陷后发生地基下沉、墙体开裂、房屋倒塌等事故。避免这类事故发生的关键在于避免水土流失,保持管道附近土体稳定。
(2)对水环境的影响。管道穿过河流采用顶管跨越方式,不改变河流的流向和流量。但管道穿跨越河流会产生污染,主要有以下几个方面:①穿越河流施工,直接在河流中挖泥或冲洗建筑材料而引起水质混浊,影响河流水质;②施工期间施工人员的生活污水、生活垃圾污染水体;③施工机械油料的泄漏有可能流入水体污染河流水质,营运期若有油气泄漏事故发生泄漏出的原油随雨水流入河道或下渗入地下水,将引起地表水和地下水的污染,改变水生生态系统。
(3)对穿越的生态敏感区等产生的影响。生态敏感区,如生态林、湿地、饮用水源地、森林公园自然保护区、湿陷性黄土地区等。施工期施工带、材料堆放场地、泥浆池等临时占地和永久占地不可避免造成重要生态功能区的植被破坏和水土流失,施工活动对也会在一定程度上干扰沿线的居民、动物特别是珍稀保护动物的正常活动。
(4)对大气环境和声环境的影响。管道施工期间对周围环境空气的影响主要是扬尘污染,同时车辆排放的尾气污染了空气。管道工程对声环境影响主要表现在噪音污染。其噪声主要来自施工机械和运输车辆如挖掘机、推土机、平地机、、载重运输汽车等,通常会影响周边敏感地区,如村庄学校等。
(5)对周围的动物及植被造成严重破坏。同时施工期占地、植被砍伐还会对沿线生态系统和生物多样性造成影响。主要包括对陆生生态系统和水生生态系统生物多样性的影响。管线穿越河流施工采用开挖方式的差别对河床生态系统造成的影响也会较大,同时还会对水生生物的生态环境造成破坏。另外管道施工中植被剔除、地表开挖、弃土弃渣堆放等造成地表形态改变,加之植被减少、土壤,从而还可能导致水土流失发生。
(6)工程固体废弃物对土壤的影响。管道外层保温材料的包扎、防护涂层的抹刷、附件焊接等工序的施工有可能把焊渣及外涂层、油漆等废物残留于土壤中。这些难以分解的物质将长期影响耕作和农作物的生长。施工人员的一次性餐具、饮料瓶等也将使土壤增加难以分解的固体废物而影响土壤耕作和农作物生长。
3 对生态环境的保护措施
3.1 加强水土保持措施
3.1.1 加强设计,优化管线路由,减少管线长度。
在初步设计和整个施工工期,对管道路由应进行反复比较和论证,尽量避免穿越林地、大型河流等对当地生态环境有重大影响的地段,选择最合理的路由,尽量减少对地面的扰动。
3.1.2 严格规范施工方法。
如:(1)充分利用先进技术,实行非开挖施工,减少对城市周边、林地、河流和农田的扰动;(2)生土熟土分别开挖堆放,确保耕地复耕质量;(3)妥善处理开挖弃渣,变废为宝产生效益;(4)植物措施应加强后期养护,及时补载补种,确保绿化效果;(5)各类施工设备与运输车辆必须在专用伴行路、进场道路上施工作业带内通行,避免大面积碾压地表,最大限度的保护原地貌等。
3.1.3 强化管理。
可制定相关技术规范、标准,同时加强对工作人员的教育,提高其自身素质,加强他们对水土保持工作重要性的认识。
3.1.4 做好环境监测。
管道工程对环境的影响主要是在建设施工期,由于工程涉及地域广、沿线环境复杂,且施工的参建单位多,管道工程建设项目中,对整个区域的环境监测项目、监测点、监测周期等都要有统一部署,可实行环境监督制度,聘请环境监督专家,对管道建设过程中的水土流失等环境问题解决情况进行监督检查。
3.2 水土保持生态恢复措施
水土保持生态恢复主要是林草措施。管道主体施工后,管道沿线的生态脆弱及敏感地区,要及时种植一些生长速度快、能固土固氮、有效阻止风蚀和水蚀、提高土壤保水保肥能力的植被。管道沿线有不少人为的地面和坡面,须进行生态恢复或重建,覆土绿化,对植被也应加强后期养护,确保成活率。发现成活率较低时应及时进行补植补种和长时间的抚育管理,确保绿化效果,达到一定的植被覆盖率,形成与自然协调的植被景观,改善沿线生态环境与景观环境。同时,水土保持植被恢复工程的实施,防止了管道工程水毁,有效的保护了管道。
3.3 管道失效风险防范措施
油气管道长期收到外界环境与内部介质的影响而导致失效,泄漏油气严重污染生态环境。为防止漏油漏气,应采取优化管道设计,定期检测等措施确保管道运行安全,同时不断完善应急预警响应系统,提高对泄漏事故的预测和应急能力,减少对环境的破坏,确保损失降至最低限度。
4 结语
随着石油经济的迅速发展,油气管道建设需求十分巨大,因此对生态环境的影响日益凸显,特别是石油泄漏问题。因此,实施有效管理,减少对生态的破坏是一项艰巨的任务。油气长输管道的经济效益是巨大的,我们要在以往长输管道工程经验的基础上,不断开创新的施工技术,形成“能源开发与生态环境共生”的绿色管道工程的新纪元。
参考文献:
1 城市轨道交通发展现状及存在问题
1.1 我国轨道交通发展现状20世纪60年代中期北京开始建设地铁,到2000年全国城市轨道交通运营里程已达到137km.目前,全国约有20座城市编制了城市轨道交通建设发展规划,其中北京规划的轨道交通线路15条(含2条支线),共693km;上海市规划的轨道交通线路17条,共780多km;天津市规划的地铁线路9条,共234.7km;广州市规划的轨道交通线路8条,共205.5km;南京市规划的轨道交通线路7条,共263.1km.全国15个大城市的线网规划总里程已达2200km左右。随着我国经济实力的快速增长和城市化进程的加快,北京、上海等特大城市迫切需要修建城市轨道交通以缓解城市的交通压力,而城市轨道交通线又以其具有“能力大、快捷、安全和环保”等优点,呈现出广阔的发展前景。
1.2 城市轨道交通发展中存在的主要问题从国内外的实际情况看,城市轨道交通对解决城市公共交通、城际间交通问题具有不可替代的作用,且社会效益巨大。但从2002年起,工程造价过高的问题越来越引起政府决策部门和有关咨询单位的高度重视,已经成为制约我国城市轨道交通发展的重要问题之一。
回顾20世纪90年代,我国在广州、上海和北京建成的3条地铁线,综合平均造价5~7亿元/km,与国外相比,我国建材和劳动力价格均低于较发达国家和地区,但是我国的轨道交通工程造价却远比其他国家和地区高出很多(见表1)。
由于我国城市轨道交通造价过高,形成了多数城市需要城市轨道交通,想建城市轨道交通,但又在经济上负担不起的局面。我国有百万以上人口的城市34座,其中超过200万人口的大城市有11座,规划修建2200km轨道交通线,若按照单位公里实际造价5.5亿元人民币估算,需要建设资金12100亿元,这对我国目前仍处于财政收入总量有限、投资主体相对单一及各方面建设资金缺口很大的状况来说,是无法承受和长期支持的,可以说,巨额的建设资金投入,已成为城市轨道交通事业发展的一个主要障碍。
2、城市轨道交通造价构成分析
2.1 城市轨道交通造价构成分析根据对国内外轨道交通的综合分析,其工程造价的一般构成为,土建工程造价占50%~55%;技术设备的建设、购置及安装费用约占50%(其中轨道占2%~7%、机车车辆占13%~17%、车辆段停车场占5%~6%、牵引供电占7%~10%、通信信号占10%~12%、其他占1%~4%)。技术设备中车辆、牵引供电和通信信号等的购置费用占工程总造价的30%~35%,借款利息占工程总投资的4%~8%.由此可见,降低土建工程费和提高技术设备国产化水平,是降低轨道交通造价的主要手段,即通过建设工程合理规模的确定、结构形式的选择、设计优化,以及施工方法的优化等措施,通过积极推进一般设备国产化,才能真正降低轨道交通工程造价。
2.2 城市轨道交通造价过高的原因根据对北京和上海已建成的城市轨道交通造价进行综合分析,可知其造价过高的主要原因是预测客流量偏高、列车编组偏长、机电设备尚未标准化和系列化、技术装备的国产率不高、车站预留空间过大及车站间距较短等,这些都直接导致了城市轨道交通造价过高。其中仅行车密度1项,如果通过提高信号控制系统的水平,将行车间隔由2.0min缩短至1.5min,即行车密度由目前的30对/h增加到40对/h,实行小编组高密度,则列车编组长度可以相应缩短,车站站台长度也可缩短,而每减少1km长度的站台却可以降低工程造价2.5~3.0亿元。
3、降低城市轨道交通工程造价的措施
3.1 搞好城市轨道交通线网规划,注重资源共享城轨交通项目是具有一次性投资大,运行费用高,社会效益好而自身经济效益差的特点。因此,发展城轨交通要坚持“量力而行、规范管理、稳步发展”的方针,防止盲目发展或过分超前。为此,从设计的角度,努力做好各项基础性的工作具有非常重要的意义。
(1)做好城市轨道交通线网规划城市轨道交通线均位于各大城市的人口稠密和商业发达地区,其建设不可避免地要引起既有建筑物的拆迁或采取加固措施。这就给轨道交通线的建设带来很大困难,比如北京地铁复八线的拆迁费用接近1.0亿元/km,占工程总造价的16%,明显偏高。为了使城市轨道交通的建设与城市发展相融合,与所在城市财力状况的变化相适应,形成城市发展与轨道交通建设的良性互动,减少拆迁,避免重复建设等无效投入,必须结合城市发展规划,对城市轨道交通线网做好近、远期规划。结合轨道交通线网规划,对线路走向、车站、出入口、风亭以及车辆段的位置进行初步安排,并进行规划控制,避免在线网总体布局规划尚未充分论证,甚至在还没有编制线网布局规划的情况下,就匆忙开始新线建设,造成大拆大改,或新建建筑对城轨交通线路的侵占。
避免在线网总体布局规划尚未充分论证,甚至在还没有编制线网布局规划的情况下,就匆忙开始新线建设,造成大拆大改,或新建建筑对城轨交通线路的侵占。
(2)统筹车辆段(停车场)布置,控制中心与主变电所等注重资源共享每条城市轨道交通线,根据运营功能要求,需要设置1个车辆段和停车场,其投资一般约占该条线总投资的6%,虽然所占比例不高,但对整个城市来讲,如果每条城市轨道交通线都设置1个车辆段和停车场,资源不能得到充分利用,就明显造成浪费。因此,以整个轨道交通网为基础,通过设置建设标准与能力相当的联络线,做到多条线协调共享车辆段和停车场资源,统一配备车辆运营检测设施,减少车辆段规模,以达到资源共享、节省综合投资的效果。
3.2 采用适宜的建设标准,严格控制建设规模
(1)做好客流预测,控制建设规模客流预测是城市轨道交通设计的基础,直接影响技术标准、工程规模和工程造价的确定。目前地铁设计中通常采用四阶段法进行预测,虽然理论上较为成熟,但对于某个具体项目的预测结果还应结合整个轨道交通网络的建设情况进行合理修正。按照目前的设计规范,项目的建设规模受高峰断面客流影响较大,而随着城市轨道交通网络的形成,换乘点的增多, 每条轨道交通线的实际高峰断面流量值要低于预测值。因此在设计中应结合线网的实施计划,对远期的高峰断面流量预测值进行调整,使预测的客流量基本接近实际流量,尽量使车站规模、型式、间距和车辆编组符合实际客流增长的需要,并尽量接近实际客流量,以减少建设规模,降低工程造价。
(2)量力而行,选择适宜的线路敷设方式城市轨道交通线按高峰小时断面流量可分为有轨电车(小于1万人次)、轻轨(1~3万人次)、地铁(3~6万人次)。按照线路敷设方式的不同,可分为地下线、地面线和高架线,线路敷设方式不同,其造价差别很大。根据统计,高架线一般是地下线造价的1/4~1/3,地面线是高架线造价的1/3~1/2.因此,在规划设计轨道交通线时,一定要根据经济实力和预测的断面客流量大小,适当考虑城市景观的协调性量力而行,选择适宜的线路敷设方式,以做到性能造价比最优。
(3)功能为主,严格控制车站规模由于地铁车站断面比线路区间断面大很多,每延米地铁车站工程量是区间地铁工程量的10倍左右。不言而喻,地铁车站的造价也比线路区间的造价大很多,因此,控制地铁车站的规模是降低地铁工程造价的关键之一。车站的功能主要是集散旅客,而不是旅客停留的空间,应具有简洁、旅客进出方便快捷的特点。建设单位应首先考虑集散功能的需要,而不该给车站赋予太多的商业和社会服务功能,反而影响了车站主体功能的实现,影响投资效率和旅客出行的舒适度。在国外,如巴黎、柏林、法兰克福、维也纳、新加坡等国家的地铁车站均十分简朴、方便和实用,但并没有影响公众对城轨交通形象的评价与认同,更没有因此而影响上述城市的世界级旅游名城的地位,相比之下,我国的地铁车站却规模过大、装修过于豪华。
3.3 提高城市轨道交通技术装备的国产化率
(1)提高技术装备的国产化率前些年,我国地铁技术设备主要依靠进口,且价格昂贵。实践证明,过分追求国际先进水平,大量采用国外的技术设备,不仅提高了工程造价,而且还增加了建成后的运营成本。据统计,目前地铁车辆进口价格为120~180万美元/辆,而长客厂提供给北京复八线的车辆为68万美元/辆(国产化率达到54%),北京现使用的国产地铁车辆仅相当于40万美元/辆。由此可见,国内生产的车辆的价格仅为国外车辆价格的1/2~1/4,不仅价格低,而且北京的国产地铁车辆已安全运营30a,充分说明了国产车辆的可靠性。通信、信号系统和牵引供电设备,也可通过国内厂家与国外进行技术合作加以解决。因此,只要我们认真贯彻城市轨道交通项目国产化率确保不低于70%的要求,就可大大降低工程造价。
(2)技术装备的现代化可逐步实现根据我国国情,对于轨道交通技术装备的现代化不必要求一步到位,运营初期,客流量有一个增长的过程,如果技术装备一步到位,不但增加了投资,而且会出现运营初期功能过剩、设备维修工作量增大的不足。如有些城市要求列车追踪间隔缩短到1~1.5min,这必然要大幅度增加信号设备和车辆的投资,而实际上可能15~20a后运量才能达到如此繁忙程度,显然造成不必要的浪费。有些城市要求地铁设置环控门(屏蔽门),而设置环控门对列车控制和车辆技术提出了很高的要求,相应地提高了造价,性能价格比不高。目前,即使在经济发达的国家,设有环控门的地铁也不普遍,对此可以缓建或不建。
4、结束语
综上所述,城市轨道交通是一项建设周期长、投资大、运行费用高,以及社会效益好的项目,在解决人口稠密的大城市以及城市之间的旅客运输方面有着其它交通方式无法比拟的作用。我国城市的轨道交通网密度与发达国家相比,还存在着很大的差距,开发空间非常大。基于这种定位和判断,21世纪将是我国城市轨道交通得以迅速发展的重要时期,为合理降低城市轨道交通的造价,必须优化城市轨道交通线网规划,采用适宜的建设标准,严格控制建设规模,提高城市轨道交通技术装备的国产化。只有切实遵循“量力而行、经济实用、安全可靠”的建设原则,城市轨道交通在数量和质量上才会有一个大的提高,才能真正发挥城轨交通线在我国城市及城际公共交通系统中的骨干作用。
参考文献