第一節(jié) 軌道車輛制動設(shè)備產(chǎn)業(yè)重點區(qū)域發(fā)展 規(guī)劃

一、政策 規(guī)劃

目前新型城市軌道車輛國產(chǎn)制動系統(tǒng)尚沒有產(chǎn)品。但國內(nèi)并非沒有 研究 基礎(chǔ)。90 年代末，鐵道部在國家計委（發(fā)改委）的支持下，先后組織上海鐵道大學(xué)（現(xiàn)并入同濟大學(xué)）、鐵道科學(xué) 研究 院等單位聯(lián)合研制“先鋒”號、“中華之星”高速動車組，并分別研制微機控制直通電空制動系統(tǒng)。由于“先鋒”號為動力分散型電動車組（2動1拖為1個編組單元，試制列車由2個單元6輛車組成），而“中華之星”為動力集中型電動車組（試驗車2動9拖，11輛車組成），因此在制動系統(tǒng)上有所區(qū)別。但基本原理均為微機控制直通電空制動。

我國自行研發(fā)的微機控制直通電空制動系統(tǒng)的特點與國外產(chǎn)品基本相同。這2種制動系統(tǒng)已分別進(jìn)行了50多萬km，歷時5年左右的運行考核（由于其他原因使列車未能長期連續(xù)運行），尤其是“先鋒”號列車2002年曾在廣（州）深（圳）線連續(xù)載客運行近半年。因此，我國自行研發(fā)適用于新型城市軌道車輛的制動系統(tǒng)是有技術(shù)基礎(chǔ)的。

下一階段，國家發(fā)展改革委將協(xié)調(diào)相關(guān)城市軌道交通設(shè)施業(yè)主單位，率先采用國產(chǎn)城市軌道車輛制動系統(tǒng)，并將 研究 制訂有關(guān)

二、未來重點區(qū)域 分析

目前，我國已有15個城市正在申請修建地鐵和輕軌道路，線路總長為430公里，建設(shè)投資約需1400億人民幣，國家將根據(jù)資金籌措情況和軌道交通設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程，陸續(xù)批準(zhǔn)這些項目的建設(shè)。據(jù)了解，國務(wù)院和國家計委己經(jīng)批準(zhǔn)立項或者原則同意興建地鐵和輕軌道路的城市有:南京、深圳、青島、沈陽、重慶五個城市，而大連、長春、哈爾濱、鞍山、武漢、杭州、烏魯木齊等城市也正在積極籌備建設(shè)地鐵和城市輕軌道路系統(tǒng)。

我國城市軌道交通的發(fā)展趨勢說明，在進(jìn)入21世紀(jì)初葉時期，將需要大量技術(shù)先進(jìn)的地鐵和輕軌技術(shù)裝備。但隨著國外機電產(chǎn)品應(yīng)用高新技術(shù)的發(fā)展，軌道交通的技術(shù)裝備投資在整體工程造價中的比例己越來越大，現(xiàn)在有的項目多達(dá)60%，超過了以往土建工程費用占大頭的比例。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是，我國的一些地鐵或輕軌項目在初期發(fā)展階段還需要利用國外貸款，采用了外貸，附加條件就是要購買貸款國的技術(shù)裝備，造價也就隨之而上升。為了改變這種狀況，只有努力開拓軌道交通技術(shù)裝備國產(chǎn)化工作，不斷擴大產(chǎn)品國產(chǎn)化率，使外貸影響降到最低限度。技術(shù)裝備及產(chǎn)品的國產(chǎn)化，是發(fā)展我國軌道交通的長遠(yuǎn)之計。

第二節(jié) 軌道車輛制動設(shè)備產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展領(lǐng)域及發(fā)展方向

一、重點發(fā)展領(lǐng)域

1、辨析車控和架控制動控制系統(tǒng)

實際應(yīng)用中證明，對城軌車輛制動系統(tǒng)而言，車控和架控制動控制系統(tǒng)在列車制動性能方面沒有什么區(qū)別，例如制動響應(yīng)時間、制動緩解靈敏度、制動缸充排風(fēng)速度和防滑控制水平等，這是由于實際上現(xiàn)有車控制動控制系統(tǒng)的制動性能已足夠滿足對城軌制動的要求，所以制動系統(tǒng)的性能主要取決于制動管路的布置和狀態(tài)。

另外，在制動管路的布置方面，車控和架控制動控制系統(tǒng)各有優(yōu)缺點，對于車控系統(tǒng)而言，與架控系統(tǒng)相比在車輛上需布置沿車長方向的制動缸管；對于架控系統(tǒng)而言，與車控系統(tǒng)相比需要設(shè)置兩個靠近轉(zhuǎn)向架的制動控制裝置；對于停放制動系統(tǒng)而言，車控和架控系統(tǒng)的管路布置是相同的，應(yīng)該說現(xiàn)有的將停放制動集成在內(nèi)的車控制動控制單元更具有優(yōu)勢。

總的來說，對于大于兩輛車編組的列車，選擇車控制動控制系統(tǒng)更加經(jīng)濟實用，對于一至兩輛車編組的列車，可以選用架控制動控制系統(tǒng)，在理論上更加安全可靠。但是，空氣制動系統(tǒng)采用車控或架控方式還應(yīng)與電氣傳動系統(tǒng)采用的控制方式和基礎(chǔ)制動配置相協(xié)調(diào)。

2、制動控制單元小型化趨勢

由上述城軌車輛制動控制單元介紹可知，與上世紀(jì)90年代NABCO的HRDA制動控制單元和KNORR的ESRA制動控制單元作相比，制動控制單元小型化已是現(xiàn)在以至未來制動控制單元的發(fā)展方向。制動控制單元小型化，如EP2002和EPAC制動控制單元，使制動控制單元成為了一個可在線更換的裝置，方便車輛的安裝和維護，減輕了車輛的重量和減少了列車庫停檢修的時間。

3、制動控制單元新解決方案的挑戰(zhàn)

我國城軌車輛大多數(shù)制動控制單元采用傳統(tǒng)的制動控制解決方案：即制動氣動裝置接受制動電子控制裝置的控制，由電空轉(zhuǎn)換閥產(chǎn)生與制動需求相一致的預(yù)控壓力，然后通過中繼閥進(jìn)行流量放大，最終控制制動缸的壓力。防滑控制由制動電子控制裝置通過控制靠近轉(zhuǎn)向架的防滑閥實現(xiàn)車輪防滑。值得注意的是，一些新的制動控制單元采用了全新的制動控制解決方案，將制動缸控制和防滑控制合并在一起，從理論上是一種實踐，但由于制動缸控制和防滑控制不同的機械和氣動特性，新的制動控制解決方案面臨著較大的挑戰(zhàn)。

4、考慮制動控制系統(tǒng)的壽命成本

由于城軌交通的安全性要求較高，目前我國城軌車輛主要采用了國外的制動控制系統(tǒng)，在保證了安全性的同時，我們也不得不面對另外一個大的問題，就是產(chǎn)品的壽命周期成本。面對上述我國采用的城軌制動控制系統(tǒng)，運用一定時期的可維修性需著重考慮，所以在選用城軌制動控制系統(tǒng)時，需要 研究 其零部件維修的可能性，而不是自始至終整機從國外購買。

二、重點發(fā)展方向

城市軌道車輛的電氣制動與空氣制動特性配合的控制是由模擬制動機完成的.從北京、天津、上海、廣州這四個城市地鐵使用制動機情況來看:北京及天津地鐵使用的是我國自行生產(chǎn)的數(shù)字式電空制動機系統(tǒng)。它與英國西屋公司早期的制動系統(tǒng)相仿，屬于直通式電空制動制式。進(jìn)入90年代后，在北京地鐵部分列車上引進(jìn)了由英國西屋制動機公司生產(chǎn)的模擬式制動機系統(tǒng)。這種系統(tǒng)具有作用快，制動缸壓力巧級變化，并且能與電制動，空重車調(diào)整裝置，列車自動控制裝置協(xié)調(diào)配合等特點。同時使用了防滑裝置等新技術(shù)、新材料，采用電阻制動與空氣制動聯(lián)合作用的方式。上海地鐵、廣州地鐵所采用的德國克諾爾公司生產(chǎn)的模擬制動機及北京地鐵二期工程選用的日本空氣制動機公司生產(chǎn)的模擬式制動機系統(tǒng)與上面所述的英國西屋公司生產(chǎn)的制動機相仿。

從以上可以看出現(xiàn)今我國各城市地鐵裝用的制動機系統(tǒng)計有四個國家產(chǎn)品，只有國產(chǎn)的屬數(shù)字式，其余均為模擬制動機系統(tǒng)。也就是說我國用于城市軌道交通的制動機很大程度上還是依賴于進(jìn)口，國外制動機雖然性能優(yōu)越，但其造價昂貴，每年國家用于這方面的外匯總量都很大。因此對模擬式制動機進(jìn)行國產(chǎn)化 研究 與開發(fā)具有十分重要的意義。而電氣制動特性的精確控制算法及電氣制動力的精確觀測則是模擬制動機開發(fā)及車輛電氣制動特性 研究 的一個重要方面。

第三節(jié) 中國2011-2015年軌道車輛制動設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景展望

一、產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響因素 分析

（一）有利因素

1、 產(chǎn)業(yè)政策 的支持

國家對軌道交通設(shè)施建設(shè)的投入，將進(jìn)一步拉動國內(nèi)軌道車輛制動設(shè)備制造業(yè)的需求。在當(dāng)前全球金融危機的形勢下，大力提高內(nèi)需，促進(jìn)經(jīng)濟增長成為國家宏觀調(diào)控政策的目標(biāo)。近年來國家和相關(guān)地方政府為本 行業(yè) 提供了良好的 產(chǎn)業(yè)政策 和發(fā)展環(huán)境，促進(jìn)了本 行業(yè) 的快速發(fā)展。

除國家政策外，各級地方政府也紛紛出臺各類政策，大力支持和保障國內(nèi)軌道交通的發(fā)展。

2、我國基礎(chǔ)工業(yè)水平不斷提高

軌道車輛制動設(shè)備制造過程較為復(fù)雜，需要多種原材料和配件以及安裝設(shè)備。改革開放以來，我國基礎(chǔ)工業(yè)和裝備制造業(yè)水平的提高，基本實現(xiàn)了軌道車輛制動設(shè)備制造所需的大部分原材料和配件的國產(chǎn)化，為 行業(yè) 的快速發(fā)展提供了物質(zhì)保障。

3、高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

新材料、新技術(shù)、新工藝的出現(xiàn)和應(yīng)用將進(jìn)一步改善國內(nèi)軌道車輛制動設(shè)備的性能，降低生產(chǎn)成本。目前國內(nèi)軌道車輛制動設(shè)備的技術(shù)發(fā)展正向著產(chǎn)品高科技化、復(fù)雜化的方向發(fā)展。高新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)為 行業(yè) 的發(fā)展注入了不竭的動力。

（二）不利因素

如果自主開發(fā)出適用于新型城市軌道車輛的制動系統(tǒng)產(chǎn)品，將有利于提高目前城市軌道車輛的國產(chǎn)化率，降低整車成本（包括新車購置和維修成本），消除運用維護的后顧之憂。然而現(xiàn)在尚未出現(xiàn)這樣的產(chǎn)品。

究其原因有多種多樣，但總結(jié)起來主要有兩個方面。一是技術(shù)；二是觀念。這二者又是互相影響的，技術(shù)制約了觀念的提升；反過來觀念又限制了技術(shù)的發(fā)展。

①技術(shù)方面主要有2個問題。首先是系統(tǒng)概念和經(jīng)驗。從高速列車的實踐看，系統(tǒng)概念與國外比較有差距，但不大。尤其對城市軌道車輛，已有十幾年國外產(chǎn)品的運用經(jīng)驗，因此達(dá)到國外90 年代末的水平不是大問題。但開發(fā)新型城市軌道車輛制動系統(tǒng)的經(jīng)驗卻是我們所沒有的，需要從實踐中培養(yǎng)。當(dāng)然借鑒國外經(jīng)驗將使我們少走彎路。

其次，比較我國現(xiàn)有產(chǎn)品（用于高速列車）與國外產(chǎn)品的差距，主要的問題并不在于性能，或由速度引起的變化。而是在于零部件的可靠性，并由零部件可靠性引起的系統(tǒng)可靠性問題。但這一問題也是可以解決的，方法一是努力提高零部件的可靠性，可以通過零部件的全球采購和國內(nèi)零部件廠家的技術(shù)提升來實現(xiàn)。方法二是利用系統(tǒng)設(shè)計完善和冗余來提高整個系統(tǒng)的可靠性。

②國內(nèi)技術(shù)力量的分散，造成低水平的重復(fù)競爭和有限資源（人才、財力、物力）的極大浪費。目前國內(nèi)制動技術(shù)方面的主要 研究 人員和試驗設(shè)備主要集中在 研究 所（鐵科院機輛所、四方車輛 研究 所等）、工廠（四川制動科技股份有限公司等）和高校（同濟大學(xué)、西南交通大學(xué)等）等單位。由于管理體制所限，難以聯(lián)合。

根據(jù)Knorr公司統(tǒng)計，2003年來全世界鐵路制動系統(tǒng)市場Knorr 占44%，SAB Wabco占15%，Wabtec 占14%，日本Nabco 占6%，三菱占4%，其余占17%。因此國內(nèi)的力量應(yīng)聯(lián)合起來與這些對手競爭，這樣才能促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。

③科研投入嚴(yán)重不足，并分散。 研究 單位由于 研究 經(jīng)費捉襟見肘，因此在研發(fā)過程中不得不省略許多基礎(chǔ)試驗和 研究 。由此導(dǎo)致技術(shù)的粗糙和可靠性下降。

④由于制動系統(tǒng)涉及列車安全，因此有關(guān)企業(yè)考慮國產(chǎn)化較為慎重。事實上制動系統(tǒng)在研發(fā)過程中，經(jīng)過充分的試驗，達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該說是安全的。廣州地鐵敢于第一家采用EP2002 制動系統(tǒng)就是例證。

根據(jù)當(dāng)前的實際情況，建議有關(guān)部門或有志于城市軌道車輛制動技術(shù)的實力企業(yè)，以項目形式，聯(lián)合國內(nèi)主要研發(fā)力量，自主開發(fā)適用于新型城市軌道交通車輛的制動系統(tǒng)，以滿足我國日益增長的軌道交通的需求。同時使我國的制動技術(shù)得到新的發(fā)展。

二、中國軌道車輛制動設(shè)備產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)測

2011-2015年我國軌道車輛制動設(shè)備產(chǎn)業(yè)規(guī)模及增幅預(yù)測表    單位：套

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