- 軌道列車工業設計方法與實例
- 向澤銳 支錦亦 王超 李然
- 1727字
- 2024-08-01 19:19:10
1.2.5 前沿性軌道列車
1.虛擬軌道列車
為了進一步解決城市擁堵問題,西南交通大學將城市軌道交通運營模式與先進汽車技術進行整合,于2016年公開提出了一種全新的基于虛擬軌道的自導向有軌電車系統;該系統不鋪設物料軌道,采用電磁導航及視覺導航等自動導航技術,使列車能夠沿預設的虛擬軌道自動行駛[64]。基于虛擬軌道的自導向有軌電車系統的提出,顛覆了傳統軌道系統的構成,首次利用虛擬軌道來約束和引導列車,擺脫了傳統鐵軌的束縛,是軌道交通領域的一次重要突破和革新。基于該理念,中車株洲電力機車有限公司于2017年6月研制成功了“智能軌道快運系統(Auton-omous rail Rapid Transit,ART)”,簡稱“智軌”,建造了30多米長的全球首列虛擬軌道列車,并能夠在既定虛擬軌道上實現智能運行[65],如圖1-8所示。虛擬軌道列車是一種新型城市軌道列車,本質上是一種基于虛擬軌道的有軌電車[66]。

圖1-8 虛擬軌道列車
a)全球首列虛擬軌道列車外觀 b)全球首列虛擬軌道列車內室
2.真空管道列車
真空管道列車是專門應用于真空管道運輸(Evacuated Tube Transportation,ETT)系統的載運工具,是一種利用磁浮原理運行在抽成一定真空狀態的密閉管道中的列車(車輛)[67]。由于低(無)機械阻力和空氣阻力的制約,也不受氣候條件的影響,因此真空管道列車的速度可以達到1000km/h以上,甚至可達4000km/h乃至6400km/h[25,67-70],是人類在追逐更高速度過程中出現的又一種革命性的交通運輸方式。

圖1-9 真空管道運輸系統
a)ETT系統 b)Swissmetro系統
目前,真空管道運輸系統主要有兩種[71-72]:以美國為代表的ETT系統和以瑞士為代表的Swissmetro系統,如圖1-9所示。世界上還沒有投入商業運營的真空管道運輸系統,圖1-10所示是一些著名的真空管道列車設計方案[26,68-74]。真空管道列車由于具備了高速、磁浮、真空管道運行等特征,因此又被稱呼為真空管道高速飛行列車、高速膠囊列車、超級高鐵等。

圖1-10 真空管道列車
a)美國Hyper Chariot的The Velocitator

圖1-10 真空管道列車(續)
b)美國Hyperloop One的XP-1 c)西班牙Hyperloop TT的Quintero One
d)中國航天科工集團的T-FLIGHT
e)西南交通大學搭建的全球首個真空管超高速磁浮列車原型測試平臺
3.衛生列車
衛生列車(Medical Train)又稱為醫院列車(Hospital Train),是配置醫療設施設備和醫務人員,提供醫療服務的專用列車,可對后送傷病員實施救治、護理并提供生活保障,主要分為特制和臨時改造兩類[75-77]。特制衛生列車包括有辦公指揮、病房(含輕重傷員病房)、手術診療、就餐、勤務人員就寢、庫房行李、發電等車廂,各車廂按衛勤需要,裝備醫療器械、護理器具、藥材、通信器材等;臨時改造衛生列車除手術診療車為特制專業技術車廂外,其他車廂由客車、餐車等車廂臨時編配。
衛生列車平時通常用于搶險救災和醫療服務,戰時適用于戰役戰略后方轉運、后送傷病員。從19世紀50年代克里米亞戰爭首次使用后,衛生列車在第二次世界大戰期間廣泛應用于各大戰場,我國也實施了改裝普通列車為衛生列車,并用于抗美援朝戰爭、對越自衛反擊戰和唐山地震、汶川地震等重大自然災害,在挽救傷病員生命,提高救治效果方面發揮了重要作用[76-77]。
目前處于運行狀態的衛生列車有中華健康快車[78]、中老“和平列車”[79]和印度的健康快車(Lifeline Express)等,部分衛生列車如圖1-11所示。

圖1-11 我國的衛生列車
a)中華健康快車 b)中老“和平列車”
以上運行的衛生列車均基于普通列車開發,利用高速動車組列車研發衛生列車僅見西南交通大學聯合中國人民解放軍西部戰區總醫院進行的可行性報道[77,80-81]。普通列車存在振動大、空氣差、空間利用率低、噪聲較大、電磁干擾、乘坐不舒適等固有的諸多缺點,制約了國內外衛生列車的綜合水平,影響了車載醫療設備的正常使用,限制了開展醫療救治的范圍,不利于轉運傷病員救治和康復[82]。然而,采用高新技術理念設計、新型材料工藝制造的高速動車組車廂具備速度快(運營速度可達350km/h)、空間利用率高、噪聲小、運行平順、車體密封性好、電磁屏蔽性能強等優點,是研制未來高水平衛生列車的最優可選平臺。以我國綜合最先進的350km/h中國標準高速動車組為平臺,采用人—機—環境理論和數字化模擬技術,開展高速動車組衛生列車外觀涂裝設計、各車廂功能布局及詳細方案設計研究,完成高速動車組衛生列車技術方案及未來的列車改裝制造,對提升戰爭和非戰爭軍事行動衛勤保障能力具有非常迫切和重要的意義,并且基于中國標準動車組改裝制造衛生列車的基礎設計方案研究已經被列為2019年度軍隊后勤開放研究項目[83]。