城市轨道交通运营中技术发展战略的理性思考万芳

城市轨道交通运营中技术发展战略的理性思考

近年来，我国城市轨道交通 发展速度非常快。在现在的理论研究上，发展城市轨道交通的必要性、重要性已经成为人们的共识，已不再是学者们研究的重点，研究的重点已转向技术、管理等具体领域。目前，城市轨道交通建设进入到了技术网络化、多样化的新阶段，如已经开通的重庆单轨、武汉轻轨以及广州采用的线性电机驱动系统，首都机场三期工程采用的自动导向系统等。目前，除了中低速磁悬浮与悬挂式之外，各种城轨的制式在中国都已出现了。 进入新世纪以来，城市轨道交通发展态势更为迅猛，全国 50个左右的百万人口以上大城市中已有 30 多个城市开展了城市轨道交通的前期工作，天津等十几个城市正处于城市轨道交通建设的关键时期。为了加强城市轨道交通网络化建设，国务院采取了先批网络规划再立工程项目的审批规划方案。今后，我国的城市轨道交通发展将会进入到一个需要理性思考的成熟期。有鉴于此，笔者认为，有必要对城市轨道交通运营中的技术发展战略予以更多地关注和思考。一、我国城市轨道交通运营中的技术现状与不足 我国城市轨道交通的发展虽然只有40年的历史，与发达国家100多年的历史相比，在设计、施工的许多技术方面并不落后，比如盖挖法、明挖法、盾构法和沉埋法等技术都已达到了国际先进水平，平顶直墙暗挖法和大跨度暗挖法也接近了国际领先水平。但在综合交通规划与设计及一些关键技术设备和运营管理水平等方面，我国尚有较大差距。首先，我国城市轨道交通的机械施工与国际先进水平存在一定差距，城市轨道交通用的盾构机目前多靠进口。发达国家的暗挖已经有了不少新进展，其中有大跨度的预制块法、预切槽法、微气压法等，这些方法在日本、法国、德国等国家已有应用，而我国在此方面运用有限。其次，城市轨道交通用的技术设备需要进一步研制更新，尤其是通信及信号控制系统尚有差距。再次，城市轨道交通的技术管理水平与发达国家相比也存在差距。这突出地表现为，系统集成能力不强，缺乏具有对工程项目管理、设计咨询、施工、运行进行全过程管理的国际型工程公司。同时，受技术因素影响很大的运营管理方面，我国与发达国家的差距也较大，这主要表现在我国人工较多，自动化、信息化水平较低，国外先进国家每公里城市轨道交通管理人员在50人以下，而我国则要使用100—300人。最后，受大铁路检修工艺思路的影响，当前车辆段检修工艺设计较为落后，车辆段工艺流程不合理，确定的工艺、设备往往不能满足要求，造成了资源的浪费。 除了上述不足外，我国城市轨道交通的技术创新动力也稍显不足，尤其在新型交通系统研究与开发方面。目前，世界各国根据城市特点相继开发了轮轨系统、直线电机系统、跨座式单轨系统、无人驾驶新交通、磁悬浮系统、空中客车等制式，并在国际市场中占有了一定比例，而我国的城市轨道交通系统制式仍以大运量的轮轨交通为主，相关新技术的研发开展的比较缓慢。二、城市轨道交通技术发展的方向 作为世界上最大的城市轨道交通建设市场，我国应当在现有技术的基础上，充分发挥城市轨道交通的自身优势，加强技术指导与管理，积极促进和引导城市轨道交通技术尤其是关键技术的快速发展。因而，笔者认为，城市轨道交通技术有以下几个发展方向。（一）交通枢纽技术的统筹化 城市轨道交通除了与地面公交截然不同之外，和干线铁路的技术也大不一样。相对而言，干线铁路更讲究标准化，而城市轨道交通同一个城市内，由于一般都是单线运营，所以采用了不同制式。将来网络化以后，就必须要有一个总体运营的考虑，以便进行共线运营，资源共享。同时，由于线路相交出现了很多枢纽，枢纽问题就必须要仔细考虑。特别是枢纽的换乘问题，如干线铁路、高速铁路和城市轨道交通之间换乘、地面公交和城市轨道交通之间的换乘等。现在我国枢纽问题比较严重，乘客换乘不方便，这里面就有技术及其管理缺乏统一规划的因素存在。而在国外，一些国家的城市轨道交通公司和公交公司只管运营，各种公共交通的技术统筹规划由一个部门统一管理。 城市轨道交通和其它交通方式的接驳问题除了借鉴国外有关国家经验之外，还需要从整个交通系统角度综合考虑枢纽的技术规划问题，如城市轨道交通与机场、港口等的衔接。技术规划时，应考虑地下、地上、长途、短途、高速、低速、汽车、火车等多种交通工具的立体接驳与平行换乘问题。同时，还应加强交通枢纽的规划设计工作。城市交通网络技术的统筹规划，有利于不同交通资源的整合与综合利用，从而充分发挥城市轨道交通在城市建设中的辐射和带动作用，形成一个地上、地下统一规划建设的城市交通发展模式。（二）区域城市轨道交通技术发展的延伸化 在现代大城市，由单中心结构向多中心区域城镇体系发展或郊区化的进程中，为解决大规模、长距离的出行需求，产生了一种提供由中心区到郊区城镇或副中心区的市郊铁路客运交通服务，并发展成为城市快速轨道交通系统的重要组成部分。这种城市轨道交通区域延伸方式要求相应技术也应当延伸和发展。郊区铁路在其制式、技术标准、站间距等方面，是不是采用城市内的城市轨道交通高标准来建设尚存在很大争议。鉴于区域城市轨道交通的目的是解决郊区乘客的出行问题，站间距比干线铁路短，运营采用公交化模式，笔者认为，不应当采用过高速度的列车，但一些通用技术标准与设备应当与城内保持一致。 不难发现，区域城市轨道交通运营在延伸化发展过程中，需要建立技术与设备使用的统一标准，需要建设和完善市郊铁路、地铁、轻轨及小运量的有轨电车网络组成的轨道技术系统，需要改善城市中心区的技术服务，同时需要为市区边缘集团和郊区新城的开发建设提供强有力的技术支持。（三）城市轨道交通技术标准与资源的统一化 首先，实现城市轨道交通技术术语的规范化是当务之急。当前，城市轨道交通的名称及其简称很不一致，城市轨道交通线路和轻轨线路经常混淆。例如，上海市地铁3号线，经常被人误称为轻轨，其实它是大运量的城市轨道交通制式。城市轨道交通按照国务院办公厅所颁发的文件统称为“城轨”，并非“轨交”，更非“捷运”。 其次，必须要指定统一的城市轨道交通技术标准。只有城市轨道交通的设计、施工、勘察测量纳入规范化、标准化建设的轨道，才能保证城市轨道交通的有效运营。到目前为止，建设部等单位陆续组织编写了《城市快速轨道交通工程项目建设标准》、《城市轨道交通设计规范》、《地下铁道工程施工及验收规范》、《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》、《地下铁道、轻轨交通岩土工程测量规范》等技术标准和规范，技术标准的统一迈出了很大一步。 再次，城市轨道交通各条线路之间需要资源共享。但是，资源的共享不能从单一的一条线来考虑规划问题，还应系统地整合各条线路的信号、自动售检票系统、车辆段等，以实现城市轨道交通在大客流情况下的资源共享。因此，今后城市轨道交通要选择一种五到十年内不落后的信号制式，以便几条线路共同使用，达到资源共享的目的，最终使得城市轨道交通的资源不仅是本身优势，还要使它变成整个公共交通、整个城市的优势。 最后，需要统一信号制式。现在信号制式发展得特别快，各条线路所用的信号制式可能不一样，有必要进行协调。统一信号制式需要根据经济状况，采用一些比较成熟的制式，而不要盲目追求一些新技术。例如，现在美国有一些20世纪60—70年代的信号制式，但并没有被淘汰，而是通过改进得到了继续使用。（四）城市轨道交通先进技术装备的国产化 加入WTO后，我国城市轨道交通制造企业正逐步实施以市场换技术的新战略。企业通过与外资“合资合作”来与世界一流企业合作进行产品的开发与生产，使得企业的技术革新步伐加快，企业的核心竞争力也正在得到提高。但是，我们在提倡引进国外资金和技术的同时，更应当重视对引进技术的消化、吸收和提高，并尽快实现国产化，最后真正做到自主研制开发，防止出现“有产权无知识”的情况发生。例如，上海市某建设工程学校要研制一个城市轨道交通实训仿真系统，德国汉堡一家咨询公司要价200万美元。后来有关方面介绍该校与同济大学的一个课题组进行合作，结果只花了60万元人民币就研制成功，并受到领导与专家的好评。 通过这个案例不难发现，我们有必要依靠自身力量进一步推进设备国产化政策，开展大规模的技术研发，解决城市轨道交通系统的国产车辆、设备、信号等可靠性和先进性问题。在重视整车设备国产化的同时，采取合资、合作方式逐步开发研制关键零部件，扩大国产化比例。同时，注意开发易损易耗备品及耗材的研制工作，以保证设备的正常运行。当然，我们更需要建立国家城市轨道交通车辆、设备国产化基地，建立国家实验室，参与国际竞争，打入国际市场。除此之外，还应当提升轨道交通的整体建造及技术装备水平。（五）城市轨道交通技术的信息智能化 智能化城市轨道交通系统是高新技术在城市交通领域的综合体现，智能化交通充分利用了信息传输和处理的技术，在提高现有交通设施的利用率方面发挥着极为重要的作用。随着社会信息化时代的到来，无论是城市发展的模式，还是城市轨道交通发展的观念和技术，都将受到猛烈的冲击。国外一些国家的城市轨道交通运营中已经基本建立了智能化交通系统，该系统的基础是交通数据的采集、处理和反馈，同时采用GIS技术。而GIS技术作为城市交通领域的开发和应用中最关键的技术，相信也会在国内得到重视和推广，并进一步带动城市轨道交通的规划技术、需求分析技术、交通模拟技术等进一步发展和提高。 城市轨道交通规划、建设与运营中的重大技术研究需要进行轨道交通网络规划研究，充分利用城市轨道交通运营及乘客信息管理技术。在此基础上，需要进行标准化、模块化系统及标准体系研究。比如，车站的标准化和模块化研究的内容集中在车站的组成内容、车站设计理念、车站合理规模、新型施工建造技术研究等方面。除此之外，也应当进行城市轨道交通安全保障体系的研究，综合研制具有高度智能化、集成化的快速反应事故防范预警系统和安全疏散、救援系统，以保证乘客的安全。（六）城市轨道交通技术的环保节能化 21世纪中国是个重视和谐社会建设的国家，城市轨道交通的发展应当重视协调生态建设和资源综合利用等重大问题。现在，建设生态城市对城市轨道交通车站的有关设施（如风井、出入口、冷却塔等）有了新的明确要求，但是我们车站等技术设施的设计并没有多大改变。除此之外，如何运用非开挖技术尽量减少对城市交通影响也是个很现实的问题。其实，这些问题在国外已经有了不少成功探索，我国还仍处于起步研究阶段。除了环境问题之外，在集约型的社会发展过程当中，还有一个非常重要的问题，即考虑如何节省投资，而节省投资最主要的一个方面就是能源问题。在能源方面，也有许多问题值得研究。例如，供电方面，城市轨道交通的变电所只是供给城市轨道交通使用，但是从整个社会来看，城市轨道交通的变电所是一个社会化的资源，将其社会化也可以为社会服务，将有利于降低城市轨道交通建设的造价。 为了实现生态城市的和谐发展，为了能使城市轨道交通与周围环境融为一体，城市轨道交通应当加强环保与节能研究，技术装备与管理过程中应当协调好便捷、安全、环保、节能、低维护之间的关系。其中，环境控制与节能研究主要包括地下车站与周围环境的协调、高架及地面线景观、环境影响与评估、节能控制等对策。另外，直线电机成套技术系统与导向式轨道交通新技术等新型轨道交通制式及关键技术也是研究的重点内容。三、城市轨道交通技术的发展对管理提出更高要求 城市轨道交通从技术研发、装备到管理运营应当视作一个完整的系统工程。在这个系统过程中，无论是技术的国产化，还是技术的信息智能化等等，都摆脱不了相关主体的管理。城市轨道交通技术的发展需要管理制度的支持和协调，以期能制订出科学合理的远近期相结合的技术发展与管理战略，从而能进行有效的技术开发。目前，国际上针对城市轨道交通技术的管理已经有了突飞猛进的发展，制造资源计划、企业资源计划、准时生产、精益生产、敏捷制造等管理手段的使用也比较广泛。相较之下，我国的技术管理制度虽然经过几十年长足发展，但整体制度仍然不够健全，明显落后于美国、英国和德国等国家。从整体上看，管理制度的不完善已经成为制约当前城市轨道交通技术创新与发展的原因之一，轨道交通技术的发展对管理提出了更高的要求。因此，我国城市轨道交通的某些管理环节中的某些制度需要得以强化与完善。 首先，城市轨道交通的管理部门应当会同规划、技术、运营等部门，协调城市轨道交通发展中的重大技术问题，在引进、消化和吸收国外先进经验的基础上，制定城市轨道交通系统的发展战略、发展规划及实施计划，明确城市轨道交通发展战略的相关产业政策、技术政策、建设标准。政府在时机成熟的时候，可以制定相关的法规，加强对城市轨道交通建设标准和工程质量的监督和管理。同时，立法中明确规定相关主体的城市轨道交通技术发展与管理权力，负责城市轨道交通设备国产化等技术工作及监督、检查。 其次，应当加强技术开发项目的管理。城市轨道交通科研机构、管理部门与运营商应该就技术开发项目的立项、筹资、设计、风险、采购、财务、资产、人员、信息、后评估、鉴定、知识产权管理及持续改进等达成一致性意见，并密切合作，以促进技术开发项目管理的规范化、标准化。 再次，应当促进技术整合并加强协同管理。技术整合是技术创新活动的一种形式，是城市轨道交通发展过程中解决技术创新问题的一个有效途径，它是通过系统集成的方法评估、选择适宜的新技术，并将新技术与城市轨道交通现有技术有机地融合在一起，从而推出新产品和新工艺的一种创新方法。技术整合的过程管理注重新旧技术的相融，其核心就是合作各方的协同管理。 最后，加强技术联盟的管理。随着国际化进程的发展，为了完成城市轨道交通中一些高投入的技术研究开发项目，有必要联合国外有关机构或企业一起组建技术联盟进行研究开发。当然，国内各城市之间更应该加强技术联盟。技术联盟可以通过共同的研究开发信念,将联盟内各地的研究开发人员紧密联系起来,所以它已成为新技术、新产品研究开发的最新方式，但其间问题也不少。所以，技术联盟的构成方式及管理模式有待继续研究与深化。 总之，未来城市轨道交通的技术发展及相应管理，要靠全体业内人士的努力。不久的将来，标准化、模块化的系统模式体系，智能化、信息化的建设与运营控制系统，智能化的事故防范预警系统和应急疏散系统，便捷、安全、环保、节能、低维护的新型交通体系必然会形成。 查阅：已获批28个城市的轨道交通线路规划详解图（更新中）查阅：2012年全国各省市城市轨道交通项目概览（更新中）查阅：城市轨道交通中标企业

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