论文部分内容阅读
摘要：苏州市轨道交通2号线车辆技术先进：体现在轻量化高强度全焊接铝合金车体、高舒适性、高安全性、性能优秀的牵引系统，在严谨的项目管理下，实现了自合同签订后13个月完成首列车交付。
关键词：轻量化，五编组，舒适性，安全性，牵引系统，项目管理
一、概述
苏州市轨道交通2号线（以下简称苏州2号线）于2013年12月28日正式开通运营，她是国内第一个5辆车编组地铁项目，也是国内第一次使用捷克斯柯达公司的牵引系统（含牵引、辅助、网络系统），更是国内第一个合同签订后13个月交付首列车（完成了所有的型式试验）的地铁项目。
二、苏州2号线车辆主要技术参数
1.苏州2号线列车编组形式为=Tc * Mp * M * Mp * Tc =，其中Tc车为带司机室的拖车，Mp车为带受电弓的动车，M车为不带受电弓的动车，“=”表示全自动车钩，“*”表示半永久牵引杆。
2.苏州2号线车辆主要技术参数
三、苏州2号线车辆技术创新点及开发验证
1.轻量化高强度全焊接铝合金B型车车体结构
车体采用铝合金焊接结构，其具有以下特点：
车体采用了先进的搅拌摩擦焊工艺，该工艺具有焊缝强度损失小，变形小，低收缩，污染小等优势，焊接出的侧墙平面度达到1mm/m。
苏州2号线车体结构设计秉承轻量化的设计理念，从型材断面、焊接型式、结构型式等方面进行减重设计，通过优化结构受力传递路径、充分利用材料许用应力，消除局部应力集中等技术，在确保车体强度、刚度性能要求下，实现车体轻量化。本项目车体与同类型其它车体重量对比如下表。
由表格对比数据可以看出本项目车体结构重量有了大幅度的降低，轻量化的节能环保效果计算如下：效果如下：实际运行时，电制动不可能100%反馈回电网，一般按50%反馈考虑，故苏州2号线减轻车重后，一年23列车连续运行时，大约可节约用电约584.59万kwh。
表1 苏州2号线车体轻量化数据
苏州2号线车体结构在实现轻量化的同时实现了车体高强度。在每个型车首个样车制造完成后，按照EN12663标准要求进行了车体静强度试验，试验一次性通过且车体未作任何补强：车体在AW3载荷下，能够承受沿车钩安装座纵向的压缩力850kN（优于EN12663要求的800kN），或拉伸力640kN，车体应力不超过设计许用应力。
2.高舒适性
（1）立足于乘客的舒适性及人机工程学，苏州2号线车辆的车辆内饰美观、简洁、实用;黄色座椅与高光喷漆铝合金侧墙相配合，使得客室显得明亮;内装中顶板-灯带-侧顶板采用全部采用圆弧过渡连接方式，形成宽敞的150°视野，车窗可视宽度外部1700mm、内部1600mm;LCD大部分嵌入侧墙，仅凸出侧墙表面15mm;座椅、扶手等设备均按照人机工程学进行设计;每辆车二位端专门设置二人座蓝色爱心座椅及残疾人轮椅区。
（2）苏州2号线车辆使用了动力学性能优良的PW80E-Ⅱ转向架，其横向和垂向平稳性指标W≤2.5、脱轨系数﹙Q/P﹚≤0.8、轮重减载率﹙△P/P﹚≤0.6，此型号转向架的车轮为带降噪环的直辐板车轮，能够有效降低噪声、减小来自轨道冲击向车体的传递。
3.安全性
苏州2号线车辆按照碰撞安全性设计理念进行设计，设计的车头-防爬器-司机室吸能结构三级缓冲吸能结构，能满足两列AW0以20km/h速度相互碰撞时冲击能量全部由可复原和不可复原能量吸收元件（含车体碰撞变形能量吸收区）吸收，使传递到乘客身上的加速度值在允许极限范围内。 车辆上所有使用材料为不燃的或者阻燃的并符合DIN5510标准中防火要求的材料。其中车辆地板结构采用五层集成结构，地板机构耐火的完整性和隔热性高达60min，远优于BS6853标准要求的20min，提高了车辆的防火安全性。
车辆内装墙板、顶板、电气柜等使用铝合金材料制作，只有司控台及客室座椅采用玻璃钢制作，内装所用非金属材料均符满足DIN5510要求的烟、毒、防火性能要求，也满足TB/T3139-2006《机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量》及等同标准的要求。
车辆上使用的设备均满足IEC62278-2002《铁路应用可靠性、可用性、可维修性及安全性规范及示例》标准，车辆上所有的电子、电气设备有良好的电磁兼容性和足够的抗干扰能力，在各种运行工况和环境条件下各系统能正常工作，不对车载设备及地铁其他系统产生电磁干扰。
4.3动2拖五辆编组列车技术
苏州2号线的3动2拖五辆编组列车，比4动2拖的6辆编组列车动拖比要低，但是整车的牵引性能达到6辆编组列车性能要求：实现了在AW2载荷条件下，平均加速度（0～80 km/h）为0.80m/s?。此指标达到国内领先水平。
图1：AW2载荷时平均加速度试验结果
5.国内第一次使用捷克斯柯达公司的牵引系统
苏州2号线车辆牵引系统为微机控制的变压变频调速方式。每辆动车4根动轴各配置一台交流牵引电机，同车4台电机由一台牵引逆变器供电。牵引电机为异步鼠笼式4极电机，输出功率190kW。牵引电机具有优越的电制动性能：在AW2载荷时，从80km/h～0km/h速度范围内能够实现全电制动（目前只有西门子和斯柯达两家具有此项技术），从而减少了闸瓦磨耗，减少了维护成本，同时减少粉尘的环境的污染。
苏州2号线的列车网络控制系统具有完善的状态监控、故障诊断、信息显示和信息存储功能，满足列车运行状态及故障分析需求。列车设置2组双通道的列车MVB网络技术，设置MVB1网络和MVB2网络，在MVB1网络中有两个通道，在MVB2网络中也有两个通道，MVB1网络连接了安全等级高的制动、牵引和辅助，MVB2网络连接了安全等级较低的车门、空调、乘客信息系统，最大程度上确保了TCMS系统工作的可靠性。同时苏州2号线列车牵引、制动采用网络、硬线双冗余设计，保证了列车的可靠运行。
四、卓有成效的苏州2号线项目管理
苏2项目在合同签订前就确立了主要系统供货商，为接口设计提供了有利条件。在充分调研的基础上，针对“五编组”的特点，确立了项目的重点和难点，经过研讨，专家论证最终确定了设计方案。制造过程中，我们继续秉承“全员下一线，自主监造”，全过程参与车辆制造过程，及时发现、解决相关问题，最终用13个月时间完成了首列车制造、试验及交付。
五、结束语
苏州市轨道交通2号线地铁车辆于2014年12月18日获得江苏省机械行业协会颁发的“2014年度江苏机械工业科技进步奖一等奖”，直接说明了苏州2号线技术性能达到国内领先水平。
苏州2号线线路经过苏州市的“两新城、两枢纽、一商业区”，线网地位重要，与苏州1号线连接成网络。“两新城”是指平江新城和沧浪新城，“两枢纽”是指高铁苏州北站和苏州火车站，“一商业区”是指石路商业区。自2013年12月28日苏州2号线开通运营以来，为苏州人民的出行、为新城的发展及商业区的繁荣提供极大的方便，苏州轨道公司将继续努力，继续为苏州提供技术先进、安全可靠、品质一流的产品，竭诚为苏州人民服务。
参考文献：
[1]周明宝.苏州轨道交通与地面交通一体化模式[J].都市快轨交通.2013年.
[2]GB/T7928-2003.铁道车辆通用技术条件[S]
[3]EN12663-2010.Railway applications-Structural requirements of railway vehicle bodies[S]
[4]EN15227-2008.Railway applications - Crashworthiness requirements for railway vehicle bodies[S]
[5]DIN5510-2009.Preventive fire protection in railway vehicles[S]
关键词：轻量化，五编组，舒适性，安全性，牵引系统，项目管理
一、概述
苏州市轨道交通2号线（以下简称苏州2号线）于2013年12月28日正式开通运营，她是国内第一个5辆车编组地铁项目，也是国内第一次使用捷克斯柯达公司的牵引系统（含牵引、辅助、网络系统），更是国内第一个合同签订后13个月交付首列车（完成了所有的型式试验）的地铁项目。
二、苏州2号线车辆主要技术参数
1.苏州2号线列车编组形式为=Tc * Mp * M * Mp * Tc =，其中Tc车为带司机室的拖车，Mp车为带受电弓的动车，M车为不带受电弓的动车，“=”表示全自动车钩，“*”表示半永久牵引杆。
2.苏州2号线车辆主要技术参数
- 列车席座数量：208人
- 列车最大载客数量：1690人
- 列车编组长度：99980mm
- 车体宽度：2800mm
- 车顶高度（距轨面）：3760mm
- 车辆定距：12600mm
- 转向架轴距：2300mm
- 车钩中心距轨面高度：660（0，+10）mm
- Tc车空车重量：29.4t
- Mp车空车重量：31.2t
- M车空车重量 30.5t
- 轴重 ≤14t
- 最高持续运行速度 80km/h
- 全线平均旅行速度 ≥35km/h
- 平均启动加速度（0～40km/h）0.90m/s?
- 平均加速度（0～80km/h）0.80m/s?
- 牵引运行时冲击极限 ≤0.75m/s?
- 平均全常用制动减速度 ≥1.0m/s?
- 平均紧急制动减速度 ≥1.2m/s?
- 紧急制动距离 215m（+5%/-0）
三、苏州2号线车辆技术创新点及开发验证
1.轻量化高强度全焊接铝合金B型车车体结构
车体采用铝合金焊接结构，其具有以下特点：
- 主体结构由大型中空铝型材焊接而成，结构强度、刚度高;
- 采用模块化设计，由司机室、底架、侧墙、车顶、端墙组成;
- 制造工艺性优异，结构轻量化，节能降耗;
- 独立司机室结构，与车体通过螺栓连接;
- 底架设备安装采用边梁吊挂方式，便捷可靠;
- 整个车体结构满足30年全寿命周期使用要求。
车体采用了先进的搅拌摩擦焊工艺，该工艺具有焊缝强度损失小，变形小，低收缩，污染小等优势，焊接出的侧墙平面度达到1mm/m。
苏州2号线车体结构设计秉承轻量化的设计理念，从型材断面、焊接型式、结构型式等方面进行减重设计，通过优化结构受力传递路径、充分利用材料许用应力，消除局部应力集中等技术，在确保车体强度、刚度性能要求下，实现车体轻量化。本项目车体与同类型其它车体重量对比如下表。
由表格对比数据可以看出本项目车体结构重量有了大幅度的降低，轻量化的节能环保效果计算如下：效果如下：实际运行时，电制动不可能100%反馈回电网，一般按50%反馈考虑，故苏州2号线减轻车重后，一年23列车连续运行时，大约可节约用电约584.59万kwh。
表1 苏州2号线车体轻量化数据
苏州2号线车体结构在实现轻量化的同时实现了车体高强度。在每个型车首个样车制造完成后，按照EN12663标准要求进行了车体静强度试验，试验一次性通过且车体未作任何补强：车体在AW3载荷下，能够承受沿车钩安装座纵向的压缩力850kN（优于EN12663要求的800kN），或拉伸力640kN，车体应力不超过设计许用应力。
2.高舒适性
（1）立足于乘客的舒适性及人机工程学，苏州2号线车辆的车辆内饰美观、简洁、实用;黄色座椅与高光喷漆铝合金侧墙相配合，使得客室显得明亮;内装中顶板-灯带-侧顶板采用全部采用圆弧过渡连接方式，形成宽敞的150°视野，车窗可视宽度外部1700mm、内部1600mm;LCD大部分嵌入侧墙，仅凸出侧墙表面15mm;座椅、扶手等设备均按照人机工程学进行设计;每辆车二位端专门设置二人座蓝色爱心座椅及残疾人轮椅区。
（2）苏州2号线车辆使用了动力学性能优良的PW80E-Ⅱ转向架，其横向和垂向平稳性指标W≤2.5、脱轨系数﹙Q/P﹚≤0.8、轮重减载率﹙△P/P﹚≤0.6，此型号转向架的车轮为带降噪环的直辐板车轮，能够有效降低噪声、减小来自轨道冲击向车体的传递。
3.安全性
苏州2号线车辆按照碰撞安全性设计理念进行设计，设计的车头-防爬器-司机室吸能结构三级缓冲吸能结构，能满足两列AW0以20km/h速度相互碰撞时冲击能量全部由可复原和不可复原能量吸收元件（含车体碰撞变形能量吸收区）吸收，使传递到乘客身上的加速度值在允许极限范围内。 车辆上所有使用材料为不燃的或者阻燃的并符合DIN5510标准中防火要求的材料。其中车辆地板结构采用五层集成结构，地板机构耐火的完整性和隔热性高达60min，远优于BS6853标准要求的20min，提高了车辆的防火安全性。
车辆内装墙板、顶板、电气柜等使用铝合金材料制作，只有司控台及客室座椅采用玻璃钢制作，内装所用非金属材料均符满足DIN5510要求的烟、毒、防火性能要求，也满足TB/T3139-2006《机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量》及等同标准的要求。
车辆上使用的设备均满足IEC62278-2002《铁路应用可靠性、可用性、可维修性及安全性规范及示例》标准，车辆上所有的电子、电气设备有良好的电磁兼容性和足够的抗干扰能力，在各种运行工况和环境条件下各系统能正常工作，不对车载设备及地铁其他系统产生电磁干扰。
4.3动2拖五辆编组列车技术
苏州2号线的3动2拖五辆编组列车，比4动2拖的6辆编组列车动拖比要低，但是整车的牵引性能达到6辆编组列车性能要求：实现了在AW2载荷条件下，平均加速度（0～80 km/h）为0.80m/s?。此指标达到国内领先水平。
图1：AW2载荷时平均加速度试验结果
5.国内第一次使用捷克斯柯达公司的牵引系统
苏州2号线车辆牵引系统为微机控制的变压变频调速方式。每辆动车4根动轴各配置一台交流牵引电机，同车4台电机由一台牵引逆变器供电。牵引电机为异步鼠笼式4极电机，输出功率190kW。牵引电机具有优越的电制动性能：在AW2载荷时，从80km/h～0km/h速度范围内能够实现全电制动（目前只有西门子和斯柯达两家具有此项技术），从而减少了闸瓦磨耗，减少了维护成本，同时减少粉尘的环境的污染。
苏州2号线的列车网络控制系统具有完善的状态监控、故障诊断、信息显示和信息存储功能，满足列车运行状态及故障分析需求。列车设置2组双通道的列车MVB网络技术，设置MVB1网络和MVB2网络，在MVB1网络中有两个通道，在MVB2网络中也有两个通道，MVB1网络连接了安全等级高的制动、牵引和辅助，MVB2网络连接了安全等级较低的车门、空调、乘客信息系统，最大程度上确保了TCMS系统工作的可靠性。同时苏州2号线列车牵引、制动采用网络、硬线双冗余设计，保证了列车的可靠运行。
四、卓有成效的苏州2号线项目管理
苏2项目在合同签订前就确立了主要系统供货商，为接口设计提供了有利条件。在充分调研的基础上，针对“五编组”的特点，确立了项目的重点和难点，经过研讨，专家论证最终确定了设计方案。制造过程中，我们继续秉承“全员下一线，自主监造”，全过程参与车辆制造过程，及时发现、解决相关问题，最终用13个月时间完成了首列车制造、试验及交付。
五、结束语
苏州市轨道交通2号线地铁车辆于2014年12月18日获得江苏省机械行业协会颁发的“2014年度江苏机械工业科技进步奖一等奖”，直接说明了苏州2号线技术性能达到国内领先水平。
苏州2号线线路经过苏州市的“两新城、两枢纽、一商业区”，线网地位重要，与苏州1号线连接成网络。“两新城”是指平江新城和沧浪新城，“两枢纽”是指高铁苏州北站和苏州火车站，“一商业区”是指石路商业区。自2013年12月28日苏州2号线开通运营以来，为苏州人民的出行、为新城的发展及商业区的繁荣提供极大的方便，苏州轨道公司将继续努力，继续为苏州提供技术先进、安全可靠、品质一流的产品，竭诚为苏州人民服务。
参考文献：
[1]周明宝.苏州轨道交通与地面交通一体化模式[J].都市快轨交通.2013年.
[2]GB/T7928-2003.铁道车辆通用技术条件[S]
[3]EN12663-2010.Railway applications-Structural requirements of railway vehicle bodies[S]
[4]EN15227-2008.Railway applications - Crashworthiness requirements for railway vehicle bodies[S]
[5]DIN5510-2009.Preventive fire protection in railway vehicles[S]