四川外国语大学重庆第二外国语学校 重庆 400065
摘要：公共交通有助于提升城市交通运行效率和维护发展绿色环境，城市轻轨交通是公共交通的重要组成部分。本文在理解城市轻轨交通内涵的基础上，阐明了其绿色环保的本质现状，对比了不同的轻轨交通类型，分析了轻轨交通的关键技术及其内容，最后对城市轻轨交通的发展趋势做了总结和预测。
关键词：轻轨交通；轻轨类型；关键技术；发展趋势
1. 引言
目前，我国城市交通面临着能源利用效率低下和城市交通污染严重的问题。所以大力发展城市公共交通，尤其是城市轻轨交通，是解决当前城市道路交通问题的有效办法。本文希望在理解城市轻轨的定义与发展现状的基础上，剖析城市轻轨结构组成及其相关技术特征，并进一步探讨城市轻轨的未来发展趋势，为改善城市交通问题和提高人们出行效率与体验发挥作用。在城市公共交通扮演重要角色的轻轨交通，其发展定会带动城市相关产业的发展，从而使城市的经济水平得到提高。
2.城市轻轨交通概况
2.1 轻轨交通的概述
自工业革命以来，全球工业水平正在大幅度提高，随之带来的城市拥堵问题也日益严重。为了解决这个问题，人们正在不断发明着载客量大、投资小，同时能够最大程度上节约能源和保护环境的交通工具。终于，德国于1881年建造了第一辆有轨电车，用电取代了化石燃料，减少了化石燃料燃烧时对空气造成的污染。以这种思路为基础，美国于1890年修建了第一条有轨电车道。从此，有轨电车在世界流行起来。但在当时，有轨电车仍然存在着一些难以解决的问题，如与汽车相比速度较低、噪声偏大以及乘坐时的舒适感差。在科技水平逐渐完善的情况下，有轨电车发展成了今天的轻轨，因其融合了许多交通工具的优点而受世界人们喜爱。此外绿色环保也是轻轨的特点之一，所以轻轨被称为最适合国家发展的交通工具[1]。
2.2 轻轨交通的发展现状
包括传统的有轨电车在内，全球有近400个城市拥有轻轨线路，其中欧洲占据了线路总数的一半左右，但与亚太国家、中东国家等相比，增加速度明显较慢。轻轨交通平均每年的运输人次约为136亿，在近几年更有上升的趋势[2]。反观我国，随着城市建设的高速发展，一部分的资金与人力资源被投入到了轻轨交通的发展之中。目前，我国建设有轻轨的城市只有4个（长春、大连、武汉和重庆），总长度为74.5千米，占公共交通的比例为5%。我国在城市轻轨交通发展上还处于一个认识比较模糊的阶段，所以未来轻轨有潜力能够全面发展成为与现代化生活相适应的新型交通工具。
3.轻轨交通的类型与相关技术
3.1 轻轨交通的类型
与传统的有轨电车相比，轻轨的结构更加灵活，它可以根据客流量等外界因素进行编排。轻轨交通分类方式多种多样，按轨道路基的结构方式可分为两种：地面有轨和高架桥式。按牵引动力的模式又可分为电力式和内燃式，而考虑到对环境的保护，城市轻轨多为电力式，内燃式轻轨主要运用于市郊轻轨[3]。本文主要按照轨道路基的结构方式进行分类介绍。
3.1.1 地面有轨
在我国，大多数城市采用的地面有轨式轻轨车，因为相比于地铁，地面有轨式轻轨车除了占用的土地面积较大的需要之外，有着两个重要的优点，即投资较少和建设周期较短。
3.1.2 高架桥式
高架桥式轻轨的突出特点是节约占地面积，能够有效避免与其他交通工具间相互干扰。此类型轨道大多以混凝土梁结构为路基，可以有效规避线路变形等问题。与地面有轨式相比，高架桥式轻轨采用全封闭式的运行方式，因而更加安全可靠。基于以上特点和优势，高架式轻轨成为了目前大多数城市建设的首要选择。
3.2 轻轨交通的相关技术
3.2.1 转向架与走行部分
轻轨作为交通工具，其首要条件即为能够安全的工作，而轻轨的正常运行是以转向架、走行部、车轮和牵引电机为基础的，它们犹如人类的骨骼，构成了轻轨的基本框架。转向架是影响车辆安全与运行品质的重要装置。轻轨车辆的走行装置种类可分为以下几类：常规轮对走行部、单轮对走行部、独立车轮走行部和独立旋转车轮走行部，分别用于不同类型的轻轨。轻轨车辆的车轮有有刚性车轮、弹性车轮和消声车轮之分，而目前普遍运用的消声车轮。不同轻轨的牵引电机悬挂方式是有所区别的，可以分为轴悬、架悬和体悬三种，大部分轻轨采用的为架悬式驱动。
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3.2.2 电气部分与供电方式
电气部分作为轻轨中的重要部分之一，它由牵引电机、及其直流调压控制或主逆变器、辅助装置供电等部分组成。随着科学技术的发展，目前轻轨车辆中运用的是直线电动机。直线电动机可以提高车辆的启动牵引力和制动力，但其缺点在于修建成本较高，在以后的发展中是值得注意的。目前轻轨车辆的供电方式可分为两种：接触网受流和第3轨受流，他们各自优缺点分明，运用方式也有所不同。接触网受流多数采用的是受电弓受点，供电电压为DC 1500V，这种供电制式能够提高供电质量，降低弥留数值，大幅度增加牵引供电的距离，多用于运量较大的轻轨系统。第3轨受流是通过导电轨受流，使空间能够充分利用，供电电压为DC 750V[3]。
3.2.3 车辆自动控制系统与制动系统
轻轨车辆的自动控制系统ATC（Automatic Train Control）主要由三个子系统组成：列车自动监控系统ATS（Automatic Train Supervision）、列车自动保护系统ATP（Automatic Train Protection）以及列车自动运行系统ATO（Automatic Train Operation）。ATC与地铁的自动控制系统有所区别，体现在它的要求没有如此严格，比如运行时间不需要十分精确，所以由司机驾驶是目前大多数轻轨车辆采用的驾驶模式[4]。随着科学技术的发展，在确保安全的基础上提高运行效率和缩短行车间隔成为了未来发展的趋势。由于轻轨线路间距离短且起动加速和制动减速所需的时间短，所以对轻轨车辆的制动系统的要求相比下就要高出许多。目前轻轨车辆的制动系统主要采用以下三种：动力制动、盘型制动和磁轨制动。动力制动又可分为再生制动和电阻制动，但大部分时间车辆采用的是再生制动。盘形制动是当车辆运行速度降低到10km/h时使车辆停车。磁轨制动通常作为应急方式安装在轻轨车辆上[4]。
4. 城市轻轨交通的发展趋势
轻轨交通的作为新兴交通工具，其建设能够有效带动相关技术产业的发展，从而促进国家经济增长。由于轻轨能够改善城市交通的发展现状，现已成为大都市交通工具发展的首要选择，所以轻轨交通具有良好的发展前景[5]。根据多方面的分析，我国城市轻轨交通的发展趋势主要体现在技术发展与市场容量上。
4.1 加强行业领先趋势与高端技术发展
随着“十三五”规划的提出，我国轻轨交通已经向着智能化、绿色化、创新化的方向发展。目前，我国轻轨交通已经形成网络化框架，标志着我国城市轻轨交通已经进入了飞速发展的阶段。此外，国家扩大了高端技术产业的产值规模，提高了核心装备性能和质量，加强了智能制造体系的打造，最大程度的保障了行车的安全与能源的利用。未来，我国高端装备等技术产业的将迎来突破式的发展，这会引领着中国制造活跃在的国际舞台上，而我国将继续加强在轻轨行业的投入，保持我国在行业上的领先趋势，增强我国的国际竞争力。
4.2 扩大行业市场容量
随着我国的城市化发展，人们的物质生活逐渐丰富，其带来的交通堵塞问题日益严重。传统的交通工具已无法满足人们的生活需求，所以我国正在寻找一个耗能低、污染小并且载客量大的交通工具。轻轨的发展正好填补了这个漏洞。所以，我国将在未来五年内扩大城市轻轨交通的市场容量，并同时加强相关产业的规划建设，逐步优化城市轻轨交通的产业结构，使得轻轨交通实现飞跃式的进步。
5. 结论
本文概述了轻轨交通的类型与相关技术，并分析了轻轨行业的发展趋势，得出了轻轨在未来将有着极大的发展潜力，会成为交通行业的领导者的结论。从整体上看，我国轻轨交通以及具备了成熟的技术与合格的生产能力，但对于轻轨车辆各个部分来说，我国仍然具有很大的发展空间。预计在未来的发展中，国家会大力发展轻轨车辆的相关技术产业，让中国的轻轨行业快速达到国际领先水平，从而更好地服务于人们的工作生活。
参考文献
[1]张丽平，李芾，黄运华. 国外城市轻轨发展及应用概况[J]. 国外铁道车辆, 2001(3):1-6.
[2]谢小海. 世界轻轨运输的发展现状[J]. 国外机车车辆工艺, 2017(6):1-4.
[3]李芾，付茂海，黄运华，倪文波. 城市轻轨车辆及其相关技术的发展[J]. 电力机车与城轨车辆, 2004(1):8-13.
[4]杨珂，于松伟，冯爱军，魏运. 轻轨车辆技术特征及其发展[J]. 都市快轨交通, 2011(6):6-9.
[5]陈蓓蓓. 浅谈发展城市轻轨的意义[J]. 河南建材, 2016(5):264-265.
论文作者:黄英鉴
论文发表刊物:《科技新时代》2018年11期
论文发表时间:2019/1/11
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