中央紀委國家監委網站 王珍
圖為2021中國國際軌道交通和裝備制造産業博覽會上展出的列車模型。 (圖片來源:視覺中國)
全球首列全景觀光山地旅遊列車、國内首款TSI标準雙層動車組、能抵抗高強度紫外線與極端高原氣候的新型環保塗料、懸挂式單軌智能巡檢車……一個個問鼎全球市場的尖端産品在這裡展示,一項項填補空白的前沿技術在這裡發布。
12月8日至11日,2021中國國際軌道交通和裝備制造産業博覽會在“中國電力機車之都”——湖南株洲舉辦。本屆博覽會以“智慧軌道、聯通未來”為主題,800多家國内外企業參展,集中展示了全球軌道交通和裝備制造全産業鍊的新技術、新産品、新成果。
據介紹,中國高鐵和城市軌道交通運營裡程、鐵路電氣化率目前均居世界第一位,可以說,軌道交通已經成為“中國速度”的象征,也是“中國制造”走向世界的一張閃亮名片。那麼,此次博覽會有哪些看點、亮點?“中國速度”能否更快?其運行安全如何保障?未來我們将有哪些乘坐新體驗?
激光清洗設備、永磁動力技術…… 裝備更節能,服務“雙碳”目标
在國家先進軌道交通裝備創新中心展區,一段視頻展示了如何利用激光進行車軸、車輪、電機等部件的脫漆、除鏽和去油污,相比于傳統的手工打磨等方式帶來的粉塵、噪音等劣勢,激光清洗更加綠色環保、更加節能高效。
“電機人工打磨,單人清洗一台設備可能需要四五十分鐘,利用激光清洗技術20分鐘就可以完成。”國創中心激光先進制造研究所經理楊帆介紹,他們研發的車輛輪軸激光清洗裝備,可實現車軸激光無損脫漆清洗,不改變輪軸機加工痕迹,平均清洗效率提升50%、綜合清洗成本降低20%。
在中國工程院院士、國創中心專家委員會主任劉友梅看來,綠色、智能是未來軌道交通行業的發展趨勢。
随着軌道交通裝備産品叠代速度加快,發展綠色環保新材料、新工藝、新技術、新裝備是未來軌道交通産業的必然選擇。綠色節能技術正是國創中心攻堅的技術方向之一。
作為軌道交通行業首家國家級制造業創新中心,該中心瞄準激光制造技術在軌道交通裝備制造與維保領域的智能化應用,解決了傳統技術無法解決的問題,促使整個産業鍊更綠色、更節能。
除了激光清洗裝備之外,國創中心還首次将激光增材制造技術(3D打印技術)運用于軌道交通領域。據楊帆介紹,這項技術可突破傳統設計工藝制造瓶頸,解決小批量零件低成本制造難題。以車輛受電弓上導向杆為例,采用3D打印一體成型,既能夠保證性能,還能減重23%,并且強度是焊接成型的3倍多,使用壽命提高了5倍多。
展區内,國創中心還展出了碳纖維懸浮架、集成控制器、接觸器數字化樣機系統等,具有節能高效、輕量化特點的新産品、新材料。
綠色制造的領跑者、綠色生活的創造者、綠色發展的先行者是中國中車的發展定位。據中國中車有關負責人介紹,為服務“雙碳”目标,該集團将面向全産業鍊、全價值鍊、全技術鍊,全力推動節能低碳技術創新,加快軌道交通裝備、新能源客車等綠色産品研發。
在中國中車展區,也有不少低碳環保産品展出。“這塊區域展出的是低碳環保機車。這是混合動力調車機車、氫能源調車機車,這是DGTC-80型地鐵探傷車、DJW型接觸網檢修作業車……”現場工作人員介紹。室外展區展示的中國自主研制、首款出口歐洲的TSI标準雙層動車組也是綠色、節能的代表。據介紹,該車采用輕量化設計,大量使用輕質、高強度、耐腐蝕的碳纖維等新型複合材料及具有環保性能的塗料,整車重量僅比單層車增重10%左右。
永磁動力技術在軌道交通領域的運用,不僅讓軌道交通“加速”,也為“減碳”加速。
前不久,中老鐵路開通,鐵路上運行的複興号動車組,搭載着由中車株洲電機有限公司研制的牽引電機和牽引變壓器。經過10餘年的技術研發和探索,中車株洲電機研制了2萬多台永磁電機,其中許多正應用于我國高速動車組、地鐵、機車等軌道交通之上。
按照“中國電力機車之父”劉友梅院士的說法,應用永磁牽引技術的城市地鐵,節能率可達到35%左右。
自複位液磁斷路器、不間斷監測監控系統…… 運行更安全,乘客安心放心
12月9日,在博覽會主題形象館,不少參觀者被一個通身綠色的“複興号”列車模型吸引。
這就是“跑”在我國首條高原電氣化鐵路上、往返于拉薩至林芝區間的“複興号”高原雙源動力動車組。據現場工作人員介紹,這款“複興号”有内燃和電力雙動力源,采用一體化設計,由内燃動力車、電力動力車和拖車組成,能夠适應高海拔、長大隧道,“是高原上的‘明星産品’。”
高鐵、動車是重要的軌道交通。除此之外,城市地鐵、輕軌、有軌電車,以及磁懸浮軌道交通系統、跨座式軌道系統、懸挂式軌道系統等,均屬軌道交通之列。作為全國最大的軌道交通裝備産業研發生産和出口基地,株洲被稱為中國“動力谷”。在這裡生産的電力機車、城際動車組、城軌車輛以及軌道交通裝備衍生産品,已出口到世界數十個國家和地區。
随着數字化、信息化、智能化發展日益加快,軌道交通也面臨變革。
以高鐵為例,人們對高鐵的期盼是更快更方便更舒适。目前中國高鐵運行最高時速是350公裡,處于世界領先地位。那麼,在350公裡時速基礎上,能不能再提速?回答是肯定的。
如何讓高鐵變得更快?中國工程院院士、中國鐵道學會理事長盧春房認為,有輪軌高鐵提速、磁懸浮高鐵、真空管道超高速列車三個途徑。
提速背後,是科研人員對軌道交通安全運行的更多考量。
“中國動車組的運行是按秒計算。”中國交通運輸協會軌道交通安全技術專業委員會名譽會長陳蘭華表示,中國高鐵累計運送旅客突破100億人次,正點率持續多年達到99%以上。據不完全統計,自開通以來,中國高鐵平均晚點時間不超過30秒。“速度快、正點率高、舒适度好,更重要的是,安全可靠有保障。”
在國家先進軌道交通裝備創新中心展區展出的液磁斷路器和複位裝置,就是保障全自動駕駛系統安全穩定運行的關鍵“小部件”,目前已通過國家強制性産品認證和振動沖擊、防火等型式試驗,開始裝車應用。記者了解到,液磁斷路器主要為軌道交通車輛電氣設備的控制電路提供過載和短路保護。在全自動駕駛系統中,針對部分影響車輛安全供電的斷路器設置了自動複位裝置,當斷路器跳閘後,複位裝置可遠程控制自動快速合閘,确保全自動駕駛車輛可持續正常運行。
國創中心基礎器件研究所所長黃志華表示,液磁斷路器和複位裝置的研發解決了自動駕駛車輛“大産品”受制于關鍵基礎“小部件”的卡脖子問題。
指着台位上的低壓電器在線監測系統,黃志華介紹,該系統能解決軌道交通車輛低壓電器故障排查及檢修的難點和痛點,采用自主創新研發的監測模組實現低壓電器電參數實時在線監測,能在車輛正常運行時發現或提前預判低壓電器故障,可極大提高軌道交通車輛的維保效率,有效保證車輛運行可靠性。
“高鐵建設所用的材料、工藝以及制造,都是終身負責制。”陳蘭華介紹。不僅如此,“一條高鐵在開通運營前,列車已經在上面跑了4至6個月”。開通運營後,中心控制系統還會對每一輛列車的運行、供電、平穩程度等狀态,以及車門、空調、電機等設備情況,進行不間斷監測監控。一旦有緊急情況及時停車,保證列車安全。
“為國家負責,為人民負責。”陳蘭華說,中國高鐵已形成從項目啟動、設計到設備制造、工程施工、運行試驗、運營管理等各階段的全生命周期安全保障體系。
全球首創的“智軌”、“劃一劃”便可改變明暗的智窗…… 乘坐更舒适,出行便利快捷
12月8日,與會嘉賓乘坐株洲智軌進入博覽會線下展館,體驗國際領先的軌道交通技術。
這是全球首創的一種新型中輕運量軌道交通系統,形似地鐵列車,擁有三節車廂,車内空間寬敞,可在站内随意換乘。一上車,不少嘉賓便打開手機,開啟“拍拍拍”模式。
“智慧”“便捷”“高效”“享受”……這是不少嘉賓對這一新型交通工具的乘坐感受。而這正是智軌區别于傳統公交車、有軌電車等交通工具的地方。
據介紹,今年5月,株洲智軌一期正式投入試運營。全電能驅動、虛拟軌道精确感知、列車全軸協同導向控制、半柔性路面結構……一系列前沿技術,讓這輛車能夠精準地在城市道路行駛,從而緩解城市交通運輸壓力。與傳統公交車相比,智軌運量更大、準點率更高、舒适性更強。
事實上,當前,無論是城市軌道交通還是高鐵等,除了更快速、更高效之外,更舒适、更便捷也是其受歡迎與否的重要評價指标,這是由人民對美好生活的向往與期盼決定的。
不少軌道交通裝備制造企業針對此提出了系統解決方案。此次博覽會上“C位”首發的全球首列全景觀光山地旅遊列車就是其中一例。
在博覽會室外展區,12月8日正式下線的全球首列全景觀光山地旅遊列車吸引了不少參觀者。這是中車株洲電力機車有限公司專為麗江定制的旅遊觀光有軌電車,車輛長34.5米、寬2.65米,滿載可達到351人,将在麗江景區承擔接駁專線任務。預計明年12月底前,遊客就可以乘坐這款列車往返于麗江古城與玉龍雪山。
據有關負責人介紹,“安全舒适、實用美觀”植入車輛研發全過程,旨在給乘客以優質的乘車體驗。記者發現,車輛的不少細節都體現了設計者在這一方面的匠心。比如,靈感來源于麗江美景——藍月湖的夢幻藍外衣,植入麗江文化“基因”的精美内飾,可根據日照強弱“變色”、兼具防曬觀景功能的大型車窗,可适應小曲線且長大坡道的超強牽引鉸接式轉向架,等等。
在顯示器件生産企業京東方科技集團股份有限公司展區,智慧調光窗和炫窗解決方案成為展會的“吸睛”産品。據現場工作人員介紹,它們具有控光、控溫、防眩和隔絕紫外線等功能。其中,智慧調光窗采用染料液晶調光技術,乘客用手指“劃一劃”車窗,便可改變光線明暗。“就是通過觸控調光窗上的光感傳感器,調節光線透過率,主要應用于列車車窗。”炫窗則在智慧調光窗的基礎上,增加了透明顯示功能,可向乘客展示列車實時運行信息、軌道交通換乘信息、周邊服務信息等。目前,這種智能窗已在京雄、京張等高鐵以及北京1号線、深圳7号線等地鐵應用。
“我們希望通過創新讓未來出行更加智能化,也希望我們全新的産品和理念能夠讓出行變成一種享受,更加便利、舒适。”京東方科技集團股份有限公司高級副總裁劉鋒表示。
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