【中國制造2025】先進(jìn)軌道交通裝備技術(shù)路線圖
軌道交通裝備是國家公共交通和大宗運輸?shù)闹饕d體,屬高端裝備制造業(yè),也是我國高端裝備“走出去”的重要代表。先進(jìn)軌道交通裝備包含現(xiàn)代技術(shù)的干線軌道交通、區(qū)域軌道交通和城市軌道交通的運載裝備、通號裝備、運控裝備與路網(wǎng)裝備。軌道交通制造業(yè)將重點研制安全可靠、先進(jìn)成熟、節(jié)能環(huán)保的綠色智能譜系化產(chǎn)品,建立世界領(lǐng)先的現(xiàn)代軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)體系,實現(xiàn)全球化運營發(fā)展。
本文選自《中國制造2025》重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖,該路線圖是由國家制造強國建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會組織編制。
需求
我國是全球最大的軌道交通裝備市場。預(yù)計“十三五”期間全國新建鐵路不低于2.3萬公里,總投資不低于2.8萬億元,我國鐵路裝備需求將維持在高位。截止到2014年底,我國已有38個城市經(jīng)國家批準(zhǔn)建設(shè)軌道交通,規(guī)劃里程超過6680公里,預(yù)計到2020年,我國將有超過50個城市建設(shè)軌道交通,未來十年,城軌車輛平均年需求將超過5000輛。
全球軌道交通裝備市場呈現(xiàn)出強勁的增長態(tài)勢,據(jù)統(tǒng)計,2015年-2020年全球軌道交通車輛需求為530-610億歐元,年復(fù)合增長率為3.30%,2021年-2025年需求為630-730億歐元,年復(fù)合增長率為3.75%。我國政府正強有力推動“一帶一路”戰(zhàn)略實施,“一帶一路”沿線及輻射區(qū)域互聯(lián)互通工程建設(shè)將為我國軌道交通裝備制造業(yè)帶來可觀的市場需求。
目標(biāo)
到2020年,軌道交通裝備研發(fā)能力和主導(dǎo)產(chǎn)品達(dá)到全球先進(jìn)水平,行業(yè)銷售產(chǎn)值超過6500億元,境外業(yè)務(wù)比重超過30%,服務(wù)業(yè)比重超過15%,重點產(chǎn)品進(jìn)入歐美發(fā)達(dá)國家市場。
到2025年,我國軌道交通裝備制造業(yè)形成完善的、具有持續(xù)創(chuàng)新能力的創(chuàng)新體系,在主要領(lǐng)域推行智能制造模式,主要產(chǎn)品達(dá)到國際領(lǐng)先水平,境外業(yè)務(wù)占比達(dá)到40%,服務(wù)業(yè)務(wù)占比超過20%,主導(dǎo)國際標(biāo)準(zhǔn)修訂,建成全球領(lǐng)先的現(xiàn)代化軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)體系,占據(jù)全球產(chǎn)業(yè)鏈的高端。
發(fā)展重點
1
【重點產(chǎn)品】中國標(biāo)準(zhǔn)高速動車組
深入研究動車組標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化以及整車聯(lián)調(diào)和試驗驗證等相關(guān)技術(shù),形成中國標(biāo)準(zhǔn)高速動車組技術(shù)平臺,完成自主化中國標(biāo)準(zhǔn)高速動車組產(chǎn)品系列工程化驗證和運用考核。目標(biāo)速度等級350km/h;編組方式:8輛編組,4動4拖;軸重:≤17t的高效低噪新型高速動車組。
2
【重點產(chǎn)品】30噸軸重重載電力機車
構(gòu)建30噸軸重重載電力機車系統(tǒng)的研發(fā)平臺,研制適用于30噸軸重重載需求的電力機車牽引變流及控制系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等關(guān)鍵部件及系統(tǒng),研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的30噸軸重重載貨運電力機車。目標(biāo)速度等級120km/h;牽引功率:9600kW;軸式2(B0-B0);軸重:30t的重載電力機車。
3
【重點產(chǎn)品】城際快速動車組
完成120~140/140~160 km/h兩個速度級,適應(yīng)不同自然環(huán)境、不同線路條件,兼顧AC25kV和DC1500V供電制的城際快速動車組研制、工程化驗證和運用考核。
4
【重點產(chǎn)品】100%低地板現(xiàn)代有軌電車
研制出適應(yīng)不同技術(shù)路線(局部無供電網(wǎng)混合動力或動力電池;全線無供電網(wǎng)超級電容儲能)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的100%低地板現(xiàn)代有軌電車,完成整車試驗驗證和運用考核,建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
5
【重點產(chǎn)品】中低速磁懸浮系統(tǒng)
在已成功自主研制常導(dǎo)短定子中低速磁懸浮示范列車的基礎(chǔ)上,構(gòu)建中低速磁懸浮系統(tǒng)的設(shè)計、制造、試驗、檢測技術(shù)平臺,建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
6
【關(guān)鍵零部件】功率半導(dǎo)體器件
重點突破硅基IGBT、MOSFET等先進(jìn)的功率半導(dǎo)體器件芯片的技術(shù)瓶頸,推進(jìn)國產(chǎn)硅基器件的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展;推進(jìn)碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等下一代功率半導(dǎo)體器件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
7
【關(guān)鍵零部件】動力型超級電容器件。
研制12000F、3.0V、10Wh/kg、100萬次充放的大功率、高能量、長壽命、高安全、免維護(hù)超級電容單元器件,推進(jìn)城市公共交通儲能式電力牽引技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。
8
【關(guān)鍵零部件】高速動車組車軸/車輪
突破車軸/車輪用鋼的冶金質(zhì)量控制、材料熱處理工藝,空心車軸的表面耐腐蝕和耐磨處理技術(shù),開展高速動車組自主化車軸/車輪批量應(yīng)用。
9
【關(guān)鍵零部件】列車制動系統(tǒng)
研制新一代大功率交流傳動機車、自主化高速動車組制動系統(tǒng),技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平,實現(xiàn)進(jìn)口替代。
10
【關(guān)鍵零部件】通信信號裝備
突破列控系統(tǒng)車載ATP、車載ATO、地面RBC/ZC、地面列控中心、地面聯(lián)鎖設(shè)備以及無線通信寬帶等關(guān)鍵技術(shù),研制覆蓋高、中、低速的自主化軌道交通通信信號裝備。
11
【關(guān)鍵零部件】齒輪傳動系統(tǒng)
開展高速動車組、城際快速動車組、現(xiàn)代有軌電車齒輪傳動系統(tǒng)技術(shù)攻關(guān),突破齒輪熱處理、輕合金箱體鑄造、在線故障診斷等技術(shù),開發(fā)出適合不同平臺的齒輪傳動產(chǎn)品。
12
【關(guān)鍵零部件】車鉤緩沖系統(tǒng)
突破城軌車輛和高速動車組車鉤集成制造工藝、過載保護(hù)、吸能等技術(shù),開發(fā)出半自動、全自動、半永久車鉤系列產(chǎn)品。
13
【關(guān)鍵共性技術(shù)】新型車輛車體技術(shù)
應(yīng)用鎂鋁合金等新型材料,開發(fā)適用于城際快速動車組和現(xiàn)代有軌電車,并滿足EN12663標(biāo)準(zhǔn)要求的輕量化車體。
14
【關(guān)鍵共性技術(shù)】高性能轉(zhuǎn)向架技術(shù)
研制粘著重量利用高、動力學(xué)性能優(yōu)、不同軸系列、不同機型配置的轉(zhuǎn)向架系列。
15
【關(guān)鍵共性技術(shù)】電傳動系統(tǒng)技術(shù)
完成碳化硅電力電子器件的研發(fā)與應(yīng)用,推進(jìn)饋能式雙向變流技術(shù)的應(yīng)用;推廣永磁電機驅(qū)動技術(shù)與無齒輪直驅(qū)技術(shù)。
16
【關(guān)鍵共性技術(shù)】儲能與節(jié)能技術(shù)
加快大能量密度的超級電容的研制,利用超級電容優(yōu)異的充放電性能,實現(xiàn)有軌電車、無軌電車全線無供電網(wǎng)運營和能量可循環(huán)利用運營。
17
【關(guān)鍵共性技術(shù)】制動系統(tǒng)技術(shù)
研究高速動車組、快速動車組、現(xiàn)代有軌電車制動控制技術(shù),完成裝置及關(guān)鍵零部件的自主化。
18
【關(guān)鍵共性技術(shù)】列車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)
自主開發(fā)適用于中國標(biāo)準(zhǔn)高速動車組、城際快速動車組的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),及規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的現(xiàn)代有軌電車用以太網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件、軟件平臺。
19
【關(guān)鍵共性技術(shù)】通信信號技術(shù)
重點研究先進(jìn)軌道交通安全處理平臺技術(shù)、車地信息交換及安全通信技術(shù)、行車許可安全分配及優(yōu)化技術(shù)、列車自動駕駛技術(shù)(ATO)、高速鐵路列控系統(tǒng)全壽命周期維護(hù)保障技術(shù)、高速列車無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等。
應(yīng)用示范工程
1.“綠色智能工程化樣車”示范。
集成儲能電源、碳化硅新型高效變流器、高效永磁同步電機驅(qū)動和基于能量最優(yōu)特性的自動駕駛等城軌交通前沿技術(shù),樹立中國綠色智能軌道交通車輛的樣本。
2.“綠色智能軌道交通系統(tǒng)集成工程”示范。
在“綠色智能工程化樣車”工程實施的基礎(chǔ)上,集成基于以太網(wǎng)的千兆帶寬實時控制、網(wǎng)絡(luò)控制、雙向饋能等技術(shù),實施“綠色智能軌道交通裝備集成工程”。
3.“基于物聯(lián)網(wǎng)的軌道交通裝備全壽命周期服務(wù)體系”示范。
以綠色智能軌道交通車輛為“移動終端”,集成車載智能化狀態(tài)監(jiān)測、故障災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù),探索建立“基于物聯(lián)網(wǎng)的軌道交通裝備全壽命周期服務(wù)體系”。
戰(zhàn)略支撐與保障
1. 提高創(chuàng)新能力
以企業(yè)為主體,產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合,加強技術(shù)的基礎(chǔ)性、前瞻性研究,建立和完善電力機車、城軌車輛國家工程實驗室、國家工程研究中心等國家級研發(fā)基地,實施“新一代先進(jìn)軌道交通裝備”產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展工程。
2.構(gòu)建國際標(biāo)準(zhǔn)體系
加強產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測能力建設(shè),加快培育建立第三方的專業(yè)檢驗檢測和認(rèn)證機構(gòu),建立和完善軌道交通裝備產(chǎn)品認(rèn)證制度。加強軌道交通裝備標(biāo)準(zhǔn)的研究和制修訂工作,鼓勵有實力的單位牽頭制定國際標(biāo)準(zhǔn)。
3.支持國際化經(jīng)營
加強對企業(yè)“走出去”的宏觀指導(dǎo)和服務(wù),引導(dǎo)有實力的制造企業(yè)抓住全球產(chǎn)業(yè)重新布局機遇,有序走出去,開展綠地投資、并購?fù)顿Y、聯(lián)合投資等,在境

外設(shè)立研發(fā)機構(gòu)、生產(chǎn)制造基地和市場營銷網(wǎng)絡(luò)。