双流制车辆与既有地铁线路贯通运行的思考

双流制车辆与既有地铁线路贯通运行的思考

姚平

重庆中车长客轨道车辆有限公司 重庆401133

摘要：在大力发展都市圈市域（郊）铁路，将市域（郊）铁路运营纳入城市公共交通系统，探索都市圈轨道交通运营管理“一张网”，推动中心城市、周边城市（镇）、新城新区等轨道交通有效衔接，加快实现便捷换乘，更好适应通勤需求的大背景下，解决乘客“直达”、“不同旅行速度”的运营需求，实现不同制式跨线运营，是国外发达城市群实现高速发展，综合交通一体化的成功经验，也是国内轨道交通技术综合发展的方向。本文主要以重庆江跳线车辆（双流制）与重庆5号线车辆在重庆5号线和江跳线上贯通运营进行讨论。

关键词：双流制车辆；既有地铁线路；贯通运行

1贯通运营的优势

贯通运营可以减少线路资源浪费（如重复建设和投资），通过线网整体规划，实现资源共享。其中双流制的贯通模式是车辆在不同供电制式的线路条件下，实现郊区城市与中心城市的不换乘连接，有效降低郊区通达中心区的通勤时间，提高通勤效率。

2 互联互通方案

轨道交通互联互通线网规划应根据城市线网规划、线路支撑的速度目标、车辆制式选型、运营模式等，在规划阶段提出互联互通需求，做到提前谋划，提前布局。针对互联互通线路特点，以网络化资源共享为理念，从节约建设成本角度出发，制订资源共享的互联互通路网方案。

城市轨道交通线路互联互通是一个系统性工程，涉及线路条件、限界、轨道和路基、车辆及维修、培训、行车组织、供电、通信信号、站台门等多个专业，应将各线路相关专业统一标准，实现互联互通。

2.1 线路条件的适应性

1）轴重

重庆江跳线车辆以重庆As车辆为技术平台，在As车辆的基础上增加交流传动系统和高压切换部分的器件，车辆的重量有所增加。

车辆进行模块化设计，根据车辆各系统的功能和具体结构特征，以最大限度地方便车辆的维护和修理为原则，将车辆各系统的整体结构进行科学的规划和设计，形成若干相对独立而又相互联系的模块，从而达到降低车重的目的；

优化As车辆结构，在不降低设计要求的前提下，尽可能的对各零部件进行减重控制，并对每个系统部件设计合理的重量值，在后续的设计采购过程中将重量作为难点项进行控制；

合理分配设备布置，将各设备平均分配到列车的各车辆中，找出最合理的重量布置方案。并在重量分配过程中严格把控轴重和轮重偏差。

2）限界

车辆设计以重庆As车体结构为基础，车辆限界满足《重庆市地铁设计规范》DBJ50-244-2016第六章“限界”的规定，并能通过《标准轨距铁路机车车辆限界》GB146.1-83规定的限界。车辆受电弓最小工作高度在150mm时，能够满足重庆轨道交通5号线最低接触网高度4180mm供电的要求。

3）爬坡能力

重庆江跳线车辆，在重庆5号线线路条件下，供电制式DC1500V、AW3载荷，损失1/2动力列车在坡道50‰上，可以正常启动。满足重庆5号线线路运营的要求。

AW3载荷，损失1/2动力列车在坡道50‰上，可以正常启动，最高速度可达52.2km/h。

4）曲线通过能力

车辆以重庆As车辆技术平台为基础，车辆的基本外形尺寸和转向架轴距与重庆5号线车辆一致。车钩和贯通道满足5号线车辆最小区曲线通过能力，最小通过曲线半径为110m。

5）车门布置

车门布置方案与既有5号线车辆保持一致，相同的门间距、门开度、门高度等能够保证车门与站台屏蔽门之间相互关联、车辆的乘降能力满足运营组织需求。

6）重庆江跳线车辆具有与既有5号线相同的紧急疏散能力；

7）重庆江跳线车辆与既有5号线车辆保持相同的座椅布置方式，具有相同的载客能力，最大载客量达到2322人，当车辆进入5号线贯通运营时，同样的载客能力不影响5号线的正常运营组织。

2.2供电条件的适应性

重庆江双流制列车能够适应以下接触网的供电环境：

供电方式——架空接触网；接触网结构型式——隧道：刚性接触网，地面和高架：柔性接触网。供电电压——AC25kV和DC1500V；网压变化范围：DC1000V～1800V，最高非持续电压DC1950V；AC17.5kV～31kV，最高非持续电压AC31.5kV。隧道内正线交流接触网高度≥4550mm；地面或高架正线正常条件下直流接触网高度：4220-6200mm；地面或高架正线正常条件下交流接触网高度：4600mm-6200mm；轨道5号线直流接触网正常高度：4220mm，困难条件下4180mm。

1）交直流双用受电弓

受电弓采用交直流两用受电弓，受电弓既能承受AC25kV高电压又能承受DC1500电压下的大电流。满足在DC1500或AC25kV两种供电制式下的受流要求。

2）交直流转换开关

车辆能够在交直流转换区段，通过车辆惰行，由交直流转换开关自动切换到相应的电气系统实现交直流区间运行的功能。

3）相对独立牵引系统

车辆拥有两套相对独立的直流和交流牵引传动系统，实现车辆在两种供电制式下具有牵引动力。

4）变流器

牵引变流器包含2个QC模块，2个VVVF模块，工作的输入电压为AC950V/DC1.5kV，能够保证车辆在直流DC1500V供电电压和交流AC25kV电压的供电制式下向车辆输出动力。

车辆能够满足在DC1500V和AC25kV两种供电制式下正常工作，并能够实现在两种制式下不停车自动切换。

2.3  双流制列车的救援能力

1）互联

车辆能够保证车钩的高度、机械接口、管路接口和电气接口与既有5号线一致，在救援的工况下，能够实现救援车与被救援车辆间相互连接；

2）互通

双流制列车提供与既有5号线车辆相同的列车连挂电路，有效的保证了两车辆间列车的连挂救援；

3）互救援

车辆在直流供电模式下：

6辆编组的列车，在超员（AW3）状态下，当损失两台动力转向架的动力，应能在正线的最大坡度的上坡道上起动，并可运行到终点，清客后返回车辆基地；

6辆编组列车，在超员（AW3）状态下，当损失1/2动力时，仍然可以在50‰的上坡道上起动，并行驶到最近车站，清客后返回车辆基地；

一列6辆编组处于空载（AW0）状态的列车与另一列完全丧失动力的处于超员载荷（AW3）列车连挂后，仍能在50‰的坡道上由静止状态下起动，并使列车运行到最近的车站，清客后返回车辆基地。

车辆在救援情况下，将机械接口和电气接口连接，能够满足本项目车辆救援以上任何工况下的5号线车辆，相反，5号线车辆也能救援在以上工况下的本项目车辆。

2.4双流制列车的性能

1）速度等级

所有列车采用6辆编组（直流工况下5动1拖，交流工况下4动2拖）。列车最高速度：交流区段120km/h；直流区段100km/h（与5号线保持一致）。

2）加速度性能：平均初始加速度（0-40km/h，负载工况AW0～AW3，折算到轮径半磨耗）≥1.1m/s2；平均加速度（0-100km/h，负载工况AW0～AW3，折算到轮径半磨耗）≥0.6m/s2。

3）减速性能：直流工况下，常用制动平均减速度（100km/h-0，负载工况AW0～AW3，平直干燥轨道，折算到轮径半磨耗）≥1.0m/s2；紧急制动平均减速度（负载工况AW0～AW3，平直干燥轨道）≥1.2m/s2。

在直流工况下性能与既有地铁5号线一致。

2.5 其他接口

车辆在相同位置设置车体吊点和复轨座。

3结语

随着城市化进程的不断加快，轨道交通建设也将进入快速发展时期。应深入研究双流制车辆与既有地铁线路贯通运营的必要性和可行性，有条件情况下可采用贯通运营的方式，这也是轨道交通未来发展的大趋势。

参考文献：

[1]李雅雯. 市域铁路与城市轨道交通贯通运营模式分析[D].西南交通大学,2020.

本文为重庆市住建委建设科技项目“轨道列车全自动无感交直流切换技术研究”（城科字2021第5-12）的研究成果。