第一節(jié) 國外軌道車輛制動設(shè)備 產(chǎn)業(yè)政策 實(shí)施

1、國外城市軌道交通建設(shè)的融資

（1）多方出資

德國各城市的地鐵輕軌建設(shè)資金60%出于聯(lián)邦政府，其余由州、市政府承擔(dān)。巴黎的地鐵建設(shè)資金，40%來自中央政府，40%由大區(qū)政府提供，另外20%由巴黎地鐵公司自籌解決。法國其他城市的公共交通建設(shè)資金按比例分?jǐn)?，其中政?3%.企業(yè)以交納建設(shè)管理費(fèi)的形式分擔(dān)34%，使用者分擔(dān)33%，日本軌道交通的建設(shè)資金采取國家補(bǔ)貼、地方投資、發(fā)行債券、民間集資和地鐵公司自籌等多渠道籌資的辦法。在丹麥，市政當(dāng)局提供全部費(fèi)用的1/3，運(yùn)輸公司的參股人（包括哥本哈根運(yùn)輸局、丹麥國家鐵路和丹麥聯(lián)邦鐵路代理處）提供其余的2/3。

（2）財政稅收政策

一些國家規(guī)定購買交通建設(shè)債券的金額不計(jì)入當(dāng)年應(yīng)稅所得，鼓勵了市民購買交通建設(shè)債券的積極性。在德國，每公升汽油收取1馬克的城市軌道交通稅，用于各城市的地鐵和軌道交通建設(shè)。

（3）土地有償轉(zhuǎn)讓

政府另一種形式的補(bǔ)償就是轉(zhuǎn)讓土地的使用權(quán)和開發(fā)權(quán)。利用快速軌道交通沿線的土地，通過轉(zhuǎn)讓土地使用權(quán)或從事房地產(chǎn)開發(fā)獲得資金，這在香港和新加坡均取得了成功。

（4）其他

還有BOT方式，BOT是政府同私營部門的項(xiàng)目公司簽定合同，由該項(xiàng)目公司籌資設(shè)計(jì)，并承建一個具體項(xiàng)目，在雙方協(xié)定的一段時間內(nèi)，項(xiàng)目公司通過經(jīng)營該項(xiàng)目，償還該項(xiàng)目債務(wù)，并收回投資，協(xié)議期滿后，項(xiàng)目無償轉(zhuǎn)讓給所在國政府。曼谷的高架地鐵就是由香港華基泰公司通過在泰國的聯(lián)營公司華榮公司采用BOT方式進(jìn)行建設(shè)的。

香港地鐵是以政府劃撥沿線土地給地鐵公司，由地鐵公司進(jìn)行房地產(chǎn)開發(fā)和商務(wù)經(jīng)營方式獲得資金，政府為支持地鐵建設(shè)還認(rèn)購了約85億港元的公司股份。

2、政策、法規(guī)對城市軌道交通建設(shè)融資的保證

美國于1982年公布了《陸上運(yùn)輸援助法》，改革了原有的稅制和稅率，使其更趨向合理，增加了建設(shè)資金的來源，加快了交通建設(shè)的速度。這種將法律與經(jīng)濟(jì)管理、行政管理掛鉤，相互緊密配合，適當(dāng)調(diào)整改造的做法，既保證了交通建設(shè)的財源，又促進(jìn)了交通設(shè)施的建設(shè)。在德國更有許多法律和規(guī)章，如：地方交通財政資助法（GVFG）、鐵路與公路交叉法（EkrG）、成立德國鐵路股份有限公司資助法（DBGrG）、近程公交財政區(qū)域分配法（RegG）和德國鐵路擴(kuò)建法（BschwAG）等。這些法規(guī)對城市軌道交通項(xiàng)目的投資前提和投資規(guī)模作了進(jìn)一步的規(guī)定，按其輕重緩急程度做成需求計(jì)劃，并規(guī)定每年都有固定的資金分配給各州和地區(qū)，用于興建和改建近程公交系統(tǒng)，且每年都有所增加。

第二節(jié) 國外重點(diǎn)國家或地區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀

一、美國

美國的軌道車輛制動系統(tǒng)主要生產(chǎn)商是美國西屋制動公司。

美國西屋制動公司是具有140余年歷史的世界軌道 行業(yè) 奠基者及領(lǐng)跑者，其140年前制動系統(tǒng)的發(fā)明奠定了當(dāng)今世界軌道交通制動領(lǐng)域的基礎(chǔ)。目前美國西屋制動公司軌道領(lǐng)域產(chǎn)品已向多元化發(fā)展，涵蓋高速列車、機(jī)車、貨車及城市軌道交通領(lǐng)域。

美國100萬人口以上大城市中都有龐大的軌道運(yùn)輸系統(tǒng)，城市規(guī)模越大軌道運(yùn)輸網(wǎng)也越發(fā)達(dá)。并將其細(xì)分為通勤鐵路、輕軌鐵路和重軌鐵路三類。此外，還有少量的軌道纜車、軌道導(dǎo)向車等。

美國聯(lián)邦政府和地方政府認(rèn)識到在城市交通中，軌道運(yùn)輸社會成本最低、社會效益最好，為此，在各大城市的公交運(yùn)輸局下設(shè)立專門機(jī)構(gòu)管理軌道運(yùn) 輸系統(tǒng)，并建立專項(xiàng)基金扶持城市軌道的發(fā)展,每年還從聯(lián)邦和州的財政中撥款維持軌道系統(tǒng)的運(yùn)營，使城市軌道系統(tǒng)得以保持較低的票價水平。

1998年，美國總統(tǒng)克林頓簽署了“21世紀(jì)運(yùn)輸平衡法（TEA-21）”。TEA-21法令的宗旨是，改進(jìn)安全、保護(hù)環(huán)境、增加就業(yè)、重 建美國運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施、協(xié)調(diào)發(fā)展各種運(yùn)輸方式。TEA-21法令提出，不僅要在高速公路、橋梁方面進(jìn)行投資，還將在公共運(yùn)輸系統(tǒng)、聯(lián)合運(yùn)輸和諸如智能運(yùn)輸系 統(tǒng)這類先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行投資，并提出了創(chuàng)紀(jì)錄的投資額度，列入國家財政預(yù)算。

二、歐洲

英國的鐵路在世界曾居領(lǐng)先地位，第一條鐵路是在1825年開通的。各大主要鐵路公司都在1948年實(shí)現(xiàn)了國有化，由英國鐵路局負(fù)責(zé)運(yùn)營。乘 客服務(wù)網(wǎng)由快速城際列車、城市區(qū)間列車及遍布大都市往返交通系統(tǒng)組成。海底隧道由英吉利海峽隧道營造公司負(fù)責(zé)運(yùn)營，這條線路將英格蘭、蘇格蘭、威爾士與歐 洲大陸的鐵路交通系統(tǒng)連接到了一起。倫敦和格拉斯哥擁有地鐵服務(wù)系統(tǒng)，近年來，英國人對發(fā)展輕軌列車及恢復(fù)有軌電車的興趣也在增長。

2000年7月，英國運(yùn)輸部制定了2000至2010年交通運(yùn)輸戰(zhàn)略 規(guī)劃 。其使命是克服擁擠與污染問題，創(chuàng)造一體化運(yùn)輸環(huán)境，選擇更快、更 安全、更可靠的道路旅行和其他的公共運(yùn)輸方式。 規(guī)劃 描述到2010年時運(yùn)輸系統(tǒng)的狀況是：地方與國家級的現(xiàn)代化、高質(zhì)量公共運(yùn)輸，人們有更多的旅行選擇， 且更多地使用公共交通；更多的輕軌系統(tǒng)和富有吸引力的公共汽車服務(wù)，通達(dá)性良好，跟其它運(yùn)輸方式功能互補(bǔ)，融位一體；社區(qū) 規(guī)劃 、交通連接和土地利用 規(guī)劃 更 合理，上下半出行更容易；發(fā)車頻率更高、可靠、快速的城際間現(xiàn)代高速列車。

2004年7月，英國政府又公布新的交通政策，這項(xiàng)新政策詳細(xì)闡述了從2005年到2015的10年間，政府將如何使用超過1.5億英鎊的資金來緩解交通堵塞、改善鐵路和公路運(yùn)輸服務(wù)。此外，包括地方政府資金在內(nèi)的公共費(fèi)用預(yù)計(jì)將吸引幾十億英鎊的私人投資。

英國交通預(yù)測專題組還對2020年英國交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢作出了基本的估計(jì)。在鐵路方面，新的界面技術(shù)的應(yīng)用將加速公路與鐵路之間的轉(zhuǎn)換，降低成本，提高效率，列車控制技術(shù)的改進(jìn)將使高速列車與低速貨車能互相協(xié)調(diào)，市區(qū)鐵路及倫敦地鐵將 實(shí)現(xiàn)自動化；在長途貨物運(yùn)輸上鐵路仍占很大份額。此外，電車將得到改進(jìn)，新型電車將更小、更輕、更廉價。關(guān)于那些今后5—10年可能進(jìn)入實(shí)用階段的技術(shù)， 專題組的預(yù)測為：鐵路技術(shù)：可傾且改進(jìn)的懸掛系統(tǒng)、基于傳輸?shù)牧熊嚳刂?、無線電信號、在自動監(jiān)控及 分析 中普及傳感器應(yīng)用、輕型及復(fù)合材料在車輛及構(gòu)件中的 應(yīng)用、有關(guān)信號控制及建筑的模型設(shè)計(jì)應(yīng)用、列車自動保護(hù)、衛(wèi)星定位、地鐵列車自動控制。

三、日本

日本經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，城市化進(jìn)程迅速。由于城市人口的顯著增加，城市建設(shè)規(guī)模也在相應(yīng)擴(kuò)大，交通狀況日益惡化成為日本城市的主要問題。在過去幾十年中，日本致力于發(fā)展和完善城市交通網(wǎng)絡(luò)，軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)取得了明顯的成效，為城市交通提供了最佳組合條件和多種可選方式。

日本未來軌道交通的發(fā)展方向是：繼續(xù)構(gòu)筑使用方便、高質(zhì)量的軌道交通網(wǎng)絡(luò)。日本的軌道交通網(wǎng)建設(shè)從現(xiàn)狀來看，似乎已經(jīng)完成，但實(shí)際上仍存在 許多問題。主要表現(xiàn)為：除新干線外，既有干線鐵路的提速還滯后于旅客的需求；大都市圈鐵路的通勤、通學(xué)運(yùn)輸仍然未能消除超員現(xiàn)象；軌道交通部門之間的合 作、軌道交通與其他交通工具之間的銜接尚有不順暢之處；必須應(yīng)對已經(jīng)到來的高齡化需求；國民的價值觀為高級化和多樣化，在生活方式上注重寬松和舒適。因 此，日本今后的軌道交通建設(shè)重點(diǎn)在于便利服務(wù)，除了要繼續(xù)對既有裝備進(jìn)行更新改造外，將把提高質(zhì)量放在第一位，以構(gòu)筑滿足當(dāng)前和未來乘客需要的高質(zhì)量的軌 道交通網(wǎng)絡(luò)。

日本是世界上軌道交通技術(shù)應(yīng)用得比較嫻熟的國家之一，日本絕大多數(shù)客運(yùn)列車是電氣化列車，并且每年大約制造出2000節(jié)客車車廂，其中97%是電氣化列車。關(guān)于制動系統(tǒng)，日本更是擁有先進(jìn)的技術(shù)。
如今，日本絕大多數(shù)客運(yùn)列車是電氣化列車，并且每年大約制造出2000節(jié)客車車廂，其中97%是電氣化列車。在1955年，電氣化列車開始安裝擁有電磁閥（solenoid valve）的空氣制動裝置，從而使得制動效果得到顯著改善。

與此同時，動態(tài)制動（dynamic brake），也稱之為再生制動，開始得到推廣。當(dāng)1964年東海道新干線路段開通時，列車采用了兩套制動系統(tǒng)，一個是空氣制動，另一個是動力制動。1970年，制動效果更好的電力控制空氣制動系統(tǒng)（electric command air brake system）開始推廣，被運(yùn)用于新干線和窄軌動車組。

第三節(jié) 國外軌道車輛制動設(shè)備產(chǎn)業(yè)新技術(shù)應(yīng)用情況

針對目前城市軌道交通中廣泛應(yīng)用的再生制動技術(shù)，如果采用車輛吸收電阻吸收地鐵列車運(yùn)行過程中的再生能量，則將帶來隧道和站臺內(nèi)的溫升問題，同時也增加了站內(nèi)環(huán)控系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，造成大量的能源浪費(fèi)并使地鐵的建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用增加。為了降低隧道洞體和車站內(nèi)溫度并提高洞內(nèi)空氣質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行再生能量吸收的相關(guān)技術(shù)系統(tǒng) 研究 并在地鐵工程中使用成熟的再生能量回收裝置。

第四節(jié) 國外軌道車輛制動設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測

城市軌道車輛有多種類型，與干線軌道車輛相比，對城市軌道車輛制動裝置的要求與之有許多共同之處，即不但要安全可靠，操作靈活，而且制造、檢修成本要低廉。但由于城市軌道車輛具有站間距離短，列車調(diào)速、停車比較頻繁，起動快、制動距離短、乘客波動大等特點(diǎn)[4]。同時，還應(yīng)具有各種載客量下保持基本一致的車輛制動率的性能。所以又有別于鐵路干線機(jī)車，其制動方式一般均采用電氣制動為主、空氣制動為輔的空電聯(lián)合制動方式。

利用電機(jī)的可逆原理，在制動工況時把牽引電動機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，將列車的動能變?yōu)殡娔?。這時，牽引電動機(jī)軸上的反向轉(zhuǎn)矩，作用在動輪上形成制動力，稱為電氣制動。電氣制動時牽引電動機(jī)所產(chǎn)生的電能，如果利用電阻使之轉(zhuǎn)化為熱能散掉，稱為電阻制動或能耗制動。如果將電能重新反饋回電網(wǎng)中去加以利用，就稱為再生制動或反饋制動。

1、電阻制動：直流串勵牽引電動機(jī)在進(jìn)行電阻制動時，按其接線方式可以有兩種。

1）他勵式電阻制動:把串勵繞組改由另外電源供電，電樞繞組與制動電阻Rz相聯(lián)接的方式叫他勵式電阻制動，改變他勵繞組的勵磁電流和磁通，可以調(diào)節(jié)電機(jī)的制動電流和制動力。

2）串勵式電阻制動:牽引電動機(jī)勵磁繞組反向與電樞串聯(lián)，再接到制動電阻RZ上，電機(jī)仍保持串勵形式，這種方式雖不需要有額外的磁場電源，但是需要改變RZ的大小來調(diào)節(jié)制動電流和制動力。城市軌道交通車輛采用斬波器與制動電阻并聯(lián)，通過改變斬波器的導(dǎo)通比來調(diào)節(jié)電阻。

電阻制動對于提高列車運(yùn)行安全和改善運(yùn)行指標(biāo)具有重大意義。而電力機(jī)車的優(yōu)點(diǎn)之一是可以進(jìn)行電阻制動，列車采用電阻制動具有以下優(yōu)點(diǎn)[5]：

1）提高列車運(yùn)行的安全性。列車除機(jī)械制動系統(tǒng)外，由于配備了電氣制動系統(tǒng)，因而提高了列車運(yùn)行的安全性。

2）減少了閘瓦和輪緣磨耗。機(jī)械制動時，接觸表面溫度很高，閘瓦和輪緣的磨耗十分嚴(yán)重。

3）提高了列車下坡運(yùn)行速度。采用機(jī)械制動時，列車下坡速度波動較大，使列車平均下坡時速下降。

4）節(jié)約了能量。采用電阻制動可使列車的動能得到較好地利用。

5）易于實(shí)現(xiàn)制動力自動控制。與再生制動相比較，電阻制動控制電路比較簡單，制動力調(diào)節(jié)十分方便，可以采用恒流、恒速或恒制動力閉環(huán)控制，以及實(shí)現(xiàn)粘著、功率、電流、安全整流和速度各種極限限幅控制。電阻制動的主要缺點(diǎn)是低速時，制動力直線下降。

2、再生制動：它是除電阻制動外，另一種更有經(jīng)濟(jì)效益的電氣制動。在干線電力機(jī)車上，再生反饋電能可供其他機(jī)車牽引或其他工礦企業(yè)使用，所以具有巨大的節(jié)能效益。但是，再生制動由于存在以下問題[6]，在我國交直型電力機(jī)車上未能大力推廣。

1）交直型電力機(jī)車再生制動時功率因素低。晶閘管相控機(jī)車的主要缺點(diǎn)之一是功率因數(shù)低，尤其是再生制動時更低。

2）諧波成分增加，對電網(wǎng)干擾較大。

3）再生制動的控制系統(tǒng)比較復(fù)雜。

4）再生制動機(jī)車必須采用全控橋?qū)τ|發(fā)系統(tǒng)可靠性要求高。

5）機(jī)車采用電氣制動時，制動力集中于機(jī)車動輪上，不像空氣機(jī)械制動，制動力是通過機(jī)車車輛的閘瓦均勻地作用于整個列車上。

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