技術創(chuàng)新是實現(xiàn)城市軌道交通跨越式發(fā)展的必由之路

當前，我國的城市軌道交通正處于跨越式的發(fā)展階段。北京、上海、廣州三個城市的軌道交通，正在以平均每年建成40-50公里的速度向前發(fā)展，預計到2010年，北京和上海的城市軌道交通運營線路總長度將分別超過500公里，廣州也有接近300公里的規(guī)模。屆時，無論是在線路總長度方面，還是在客運量方面，這三個城市都將在世界上名列前茅。發(fā)達國家用了幾十年甚至上百年時間所走過的路，我們必須用不到十年的時間去完成，因此，在城市軌道交通領域，我國將走的是一條跨越式的發(fā)展道路，必須在短時間內(nèi)迅速跨越與發(fā)達國家在政策、體制、規(guī)范、標準、技術和管理等方面的差距，迎頭趕上甚至超越發(fā)達國家的水平。
技術創(chuàng)新與進步是實現(xiàn)跨越式發(fā)展的關鍵。人類社會的發(fā)展史，在相當程度上展現(xiàn)為一部技術的創(chuàng)新與進步史，技術含量極高的城市軌道交通的發(fā)展，也必然遵循技術創(chuàng)新和技術進步的軌跡。致力于我國城市軌道交通發(fā)展事業(yè)的各地鐵公司，必須跳出企業(yè)自身發(fā)展的局限，用跨越時空的視野去審視和推進城市軌道交通的技術創(chuàng)新和技術進步。超越單純追求完美和卓越的思維，從企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的角度，從城市可持續(xù)發(fā)展的角度，從社會不斷進步的角度，從滿足人們?nèi)找嬖鲩L需求的角度，追求技術的先進性與工程實際相結合，與以人為本的服務理念相結合，與高效率低成本的運營需求相結合，實現(xiàn)城市軌道交通人性化、高效率、低成本的投入與運營，使城市軌道交通在引導城市發(fā)展、促進經(jīng)濟繁榮、推動社會進步、應對都市現(xiàn)代人日益提升的生活需求等方面發(fā)揮應有的巨大作用。
任何創(chuàng)新都是有風險的，技術方面的創(chuàng)新也不例外。中國城市軌道交通行業(yè)過去有一句“行話”，那就是“中國的軌道交通要用中國成熟的交通技術”。但是我們必須看到，與西歐、北美等發(fā)達國家的城市軌道交通水平相比，中國的差距很大。為縮短差距，我們不能等待，不能“從猿到人”，必須沖破狹隘的地域、國別觀念，放眼世界、放眼未來，通過外引內(nèi)聯(lián)，消化與吸收，盡快利用外國先進的技術來武裝自己，加快我們的發(fā)展步伐。
為擁有中國知識產(chǎn)權的先進技術設備，為滿足安全、可靠、舒適，同時戰(zhàn)略成本又是合理、最低的新技術的應用，在技術創(chuàng)新和新技術應用方面，廣州地鐵愿意做“第一個吃螃蟹的人”。近年來，廣州地鐵銳意改革，積極進取，大力發(fā)揮一體化經(jīng)營的優(yōu)勢，著力進行制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和技術創(chuàng)新，為城市創(chuàng)造環(huán)境、為社會創(chuàng)造效益，不斷開拓地鐵前進發(fā)展的道路。就技術創(chuàng)新而言，在各級領導與社會各界的關心、支持下，廣州地鐵作了一些探索和嘗試，取得了一些成績和經(jīng)驗。在此，我愿意就廣州地鐵在新技術應用與創(chuàng)新方面所做的一些工作與各位一起交流和分享。
一、轉變觀念，高度重視技術進步與創(chuàng)新對實現(xiàn)城市軌道交通跨越式發(fā)展的重要意義。
在城市軌道交通方面，我國與先進國家的差距是整體性的，這種差距存在于從設計、建設到運營管理的方方面面，并最終將體現(xiàn)在服務水平和成本效益上。我國城市軌道交通行業(yè)的技術創(chuàng)新與進步，必須從提高城市軌道交通整體技術水平的角度出發(fā)，通過技術進步降低運營成本，提升服務水平，增強城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展能力。
（一）以技術創(chuàng)新和進步降低經(jīng)營成本。技術永遠是為經(jīng)濟服務的，不為經(jīng)濟服務的技術沒有絲毫生命力。所以，我們的基本出發(fā)點，是要通過技術創(chuàng)新和進步，永久性地降低企業(yè)的運營成本，優(yōu)化企業(yè)的基本生存條件。
（二）以技術創(chuàng)新和進步改善人文環(huán)境。隨著社會的發(fā)展和進步，人們對人文環(huán)境的需求也在不斷地拓展和提升。為了適應人們對環(huán)境要求的變化，我們必須通過技術創(chuàng)新和進步，不斷改善和優(yōu)化地鐵的人文環(huán)境，創(chuàng)造符合現(xiàn)代人需求的環(huán)境氛圍，體現(xiàn)現(xiàn)代化交通對社會進步的影響和作用，在滿足公眾對良好人文環(huán)境需求的同時，也改善企業(yè)自身的生存環(huán)境。
（三）以技術創(chuàng)新和進步提升服務水平。建設軌道交通的根本目的是為人服務，為人們的出行提供安全、便捷、準時、舒適的公共交通服務。因此，我們的重要思路就是通過技術創(chuàng)新和進步，突破傳統(tǒng)服務手段的局限，從根本上提升地鐵的服務水平，以優(yōu)質(zhì)服務提升企業(yè)的生存能力。
（四）以技術創(chuàng)新和進步強化市場營銷。被動等待客流的自然增長不符合市場經(jīng)濟的環(huán)境，企業(yè)要想持續(xù)發(fā)展就必須主動出擊，建立先進的市場營銷理念，引領市場的走向。我們就是要通過技術的創(chuàng)新和進步，以現(xiàn)代化的手段，引導乘客的出行消費行為，培育市場、‘生產(chǎn)’乘客，強化企業(yè)在市場中的主導地位。
（五）以技術創(chuàng)新和進步推動國產(chǎn)化進程。國產(chǎn)化不僅能降低設備的初期投資，更重要的是能夠永久性的降低設備的運行檢修綜合成本，從根本上緩解地鐵行業(yè)的建設資金籌集難度，加快地鐵的發(fā)展。為此，我們率先在國內(nèi)實施第一個國產(chǎn)化項目，通過技術創(chuàng)新和進步，以實際行動有效的推動和促進地鐵行業(yè)國產(chǎn)化和地鐵相關產(chǎn)業(yè)的進程。
（六）以技術創(chuàng)新和進步促進可持續(xù)發(fā)展。地鐵對城市發(fā)展具有舉足輕重的作用，必須與城市一起經(jīng)受漫長的歷史進步的考驗。因此，任何急功近利的短視行為，都是對城市歷史發(fā)展的反動。我們必須以技術的創(chuàng)新和進步，使地鐵能夠緊扣城市發(fā)展的脈搏，緊跟時代進步的足跡，以地鐵的可持續(xù)發(fā)展，促進和推動城市的可持續(xù)發(fā)展。
二、求真務實，建立并實施真正有利于城市軌道交通跨越式發(fā)展的技術創(chuàng)新策略和措施。
技術創(chuàng)新是一個艱難的過程，需要人力和資金的投入。為了規(guī)避因技術創(chuàng)新給地鐵建設乃至地鐵運營可能帶來的風險，真正實現(xiàn)技術創(chuàng)新的目標和效果，必須采取務實的態(tài)度，建立可行、有效的策略。在廣州地鐵的技術創(chuàng)新工作中，我們始終堅持以下策略：
（一）與企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略相適應。不是片面地追求技術的領先，而是根據(jù)企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略進程，根據(jù)企業(yè)不同發(fā)展時期的戰(zhàn)略需求與財力狀況，合理安排技術的創(chuàng)新和升級，杜絕好高騖遠的思維方式，使技術的進步與企業(yè)的綜合實力相匹配，與企業(yè)的發(fā)展相同步。
（二）以提高企業(yè)的經(jīng)濟效益為導向。不是刻意的炫耀技術的進步，而是腳踏實地的依賴技術的創(chuàng)新獲取實際的經(jīng)濟成果。在“建設為了運營、運營為了經(jīng)營、經(jīng)營體現(xiàn)效益”的理念下，使技術的進步不是一種附庸風雅的點綴、一種嘩眾取寵的表面文章，而切實成為提升企業(yè)經(jīng)營效益的強有力手段。
（三）立足于整體技術水平的進步和提升。不是孤立地提升局部的技術水平，而是在科技戰(zhàn)略規(guī)劃的指導下，科學、合理、有序地做出路網(wǎng)系統(tǒng)的技術升級安排，追求路網(wǎng)系統(tǒng)的整體先進性。通過對企業(yè)的全面技術升級，實現(xiàn)有規(guī)劃、多目標、多層次、多領域的技術創(chuàng)新，協(xié)調(diào)、有序、穩(wěn)步、系統(tǒng)地推動企業(yè)的技術進步，實現(xiàn)“科技興企”的戰(zhàn)略目標。
（四）在消化、吸收先進技術的同時提升企業(yè)自身的知識和能力。不是簡單地引進國外的新技術，而是通過事前充分的調(diào)研和論證，事中實時的監(jiān)控和檢測，事后認真的總結和評估等方式，持續(xù)而努力的消化吸收，總結歸納、提煉升華，使之成為企業(yè)寶貴的知識資產(chǎn)，成為培育企業(yè)核心能力的必要手段和重要過程。
（五）通過技術創(chuàng)新與進步，帶動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。不是單一的考慮企業(yè)自身的技術進步，而是致力于建立和豐富地鐵行業(yè)的核心技術庫，借以推動和促進設備國產(chǎn)化的進程，引領地鐵相關產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，使地鐵的建設獲取最大的附加價值，促進國民經(jīng)濟的發(fā)展。
（六）通過技術創(chuàng)新與進步，推動城市軌道交通行業(yè)的共同進步。不是本位地考量廣州地鐵自身的發(fā)展，而是以敢為人先的精神，為我國地鐵行業(yè)的歷史性進步做出不懈的努力和探索。通過對行業(yè)規(guī)范、標準的不斷更新和修正，使不同城市的地鐵企業(yè)，共享創(chuàng)新的成果，共求技術的進步，共謀持續(xù)的發(fā)展。
三、把學習創(chuàng)新樹立為企業(yè)的核心價值觀，不斷創(chuàng)新，永不停步，持續(xù)提升城市軌道交通的技術水平。
創(chuàng)新是廣州地鐵一體化經(jīng)營的靈魂和精髓。在創(chuàng)新精神指引下，廣州地鐵近年來在新線建設中，一步一個腳印，一條線上一個新臺階，在技術進步與創(chuàng)新方面不斷取得新進展，成為推動城市軌道交通跨越式發(fā)展的強大動力。
（一）地鐵二號線的多項技術和設備屬國內(nèi)首次采用，極大地提升了我國城市軌道交通的技術水平。
廣州地鐵二號線用了三年的時間建成，三年半時間實現(xiàn)開通運營，這在全國可能是一項創(chuàng)舉。在一體化的經(jīng)營模式下，我們利用豐富的運營經(jīng)驗、指導設計和建設行為，引導各類先進、可靠、成熟的新技術、新工藝在二號線的應用。通過技術創(chuàng)新，全面提升了線路的設計水平,節(jié)約了工程投資，大幅度縮短了建設工期，全面提升工程質(zhì)量，有效地降低運營成本，使廣州地鐵二號線工程總體技術水平達到了一個新的高度，并在技術上為廣州地鐵的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎，也在客觀上促進了全國軌道交通行業(yè)的技術進步。
二號線工程實施的技術創(chuàng)新之路可概括為：保證地鐵 (電氣鐵路)“弓、網(wǎng)、車、軌”等核心系統(tǒng)的技術先進性，供電、信號、通信、機電設備監(jiān)控等主要機電系統(tǒng)關鍵技術瞄準國際先進水平。與地鐵一號線相比，二號線在保證線路總體技術水平有所提高的前提下，實現(xiàn)了國家要求的70％的機電設備國產(chǎn)化率，合理選用和綜合應用施工方法，在保證施工安全的前提下，積極穩(wěn)妥地采用新工法新工藝，提前實現(xiàn)隧道通、軌道通、電通，創(chuàng)造了提前開通的前提條件。
我們注重工程前期工作，在設計階段，采用先進的設計理念，優(yōu)化建筑設計，改善線路和周邊的建筑和環(huán)境之間的關系。在施工階段，積極穩(wěn)妥地采用先進施工方法，保證順利穿越珠江，順利穿越五個地質(zhì)斷裂和溶洞地區(qū)；并注意及時解決在十分復雜的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件下修建地鐵隧道、車站遇到的重大技術問題；在設備采購階段，積極穩(wěn)妥地采用技術含量高、安全節(jié)能、環(huán)保的成熟設備，保證各機電系統(tǒng)的安全性、可靠性，降低運營成本；在機電安裝階段，注重解決各機電系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間接口技術問題，保證單機設備、單個系統(tǒng)的先進性和整個系統(tǒng)整合后，整條線路的技術先進性的統(tǒng)一。
1、成功研制和應用剛性接觸網(wǎng)，填補國內(nèi)空白
我們自主組織進行科技攻關，成功研制剛性接觸網(wǎng)。與傳統(tǒng)的柔性接觸網(wǎng)相比，剛性接觸網(wǎng)不僅大大改善了二號線地鐵列車不間斷供電系統(tǒng)的安全性、可靠性，可維護性，而且國產(chǎn)化率達到90％以上，填補了該項技術的國內(nèi)空白。
廣州地鐵二號線地下區(qū)段全部采用剛性接觸網(wǎng)供電方式，并一舉取得圓滿成功，使這種具有結構簡單、安全可靠、占用空間小、受力條件好，無斷線之虞、維修工作量小、弓網(wǎng)受流特性好、國產(chǎn)化率高等諸多優(yōu)點的供電方式，在此后國內(nèi)地鐵新線的設計中被廣泛的采用，已經(jīng)取得了重大的經(jīng)濟效益和社會效益。剛性接觸網(wǎng) 造價比傳統(tǒng)的柔性接觸網(wǎng)降低 15%，由于國產(chǎn)化研制成功，實際造價比進口同類剛性接觸網(wǎng)節(jié)省近60%。同時，維修人員的配備可比柔性接觸網(wǎng)減少50%以上，剛性接觸網(wǎng)每年維修費用僅為傳統(tǒng)柔性接觸網(wǎng)的1/9。
2、在國內(nèi)首次成功應用站臺屏蔽門技術
地鐵二號線采用了世界最先進的第三代屏蔽門系統(tǒng)，這也是國內(nèi)第一條采用屏蔽門系統(tǒng)的地鐵線路。站臺屏蔽門系統(tǒng)安裝在站臺邊緣，將站臺區(qū)域與隧道軌行區(qū)完全隔離，減少了站臺區(qū)與軌行區(qū)之間冷熱氣流的交換，減小了車站供冷系統(tǒng)的負荷，降低環(huán)控系統(tǒng)的空調(diào)能耗（約 20％）；屏蔽門系統(tǒng)的設置防止了乘客掉下站臺，節(jié)省了車站管理人員；屏障了列車運行時的噪音對車站的影響，消除列車活塞風對站臺的影響，改善了地鐵車站的空氣質(zhì)量，保證了乘客候車的舒適度；此外，設計精美且具有時代感的站臺屏蔽門，不僅可以增加乘客在站臺候車時的安全感，而且給車站也增添了明快的色彩，美化了車站的裝飾效果。
3、在國內(nèi)地鐵首次應用集中供冷系統(tǒng)新技術
根據(jù)廣州地鐵二號線線路特征和線路周邊的環(huán)境條件，有效解決車站供冷設施布置難、對地鐵車站周邊影響大的問題，將集中供冷技術成功應用于二號線地鐵車站供冷系統(tǒng)中，因地制宜，設立集中冷凍站和利用自然冷源，并攻克長距離高效率冷凍水輸送等技術難題，避免了在鬧市區(qū)地鐵車站設冷卻塔給周邊景觀帶來的不利影響，美化了環(huán)境；同時減少了車站環(huán)控機房的面積，降低了車站的規(guī)模，減少了土建成本，較大幅度地降低了能耗。
另外，廣州地鐵二號線集中供冷系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點：采用變頻節(jié)能技術，降低了系統(tǒng)運行成本；設備集中管理，便于運營維護；利用自然冷源，體現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保意識。
4、自動售檢票系統(tǒng)成功應用非接觸式全IC卡技術
為實現(xiàn)多條地鐵線路之間旅客的不檢票換乘，并達到快速輸散旅客的設計要求，降低運營成本，并配合政府要求的城市公交“一卡通”工程建設，地鐵二號線采用了非接觸式 IC卡自動售檢票系統(tǒng)，與廣州公交“一卡通”系統(tǒng)兼容，并且在國際上首次采用了非接觸式IC卡單程票代幣（Token）模式，代表了本專業(yè)的發(fā)展方向。同時對已投入一號線運營使用的磁卡系統(tǒng)進行了IC卡技術改造，實現(xiàn)了一、二號線之間的不檢票換乘，并且為今后軌道交通新線之間的不檢票換乘創(chuàng)造了最基本的條件。
5、成功應用復合地層盾構施工新技術
在全面總結一號線盾構隧道施工經(jīng)驗的基礎上，我們突破傳統(tǒng)思路，在廣州地區(qū)復雜的地質(zhì)條件下采用盾構技術成功穿越珠江；國內(nèi)首次成功應用了寬度 1.5米的盾構管片；隧道管片接縫防水設計采用了性能優(yōu)越的進口EPDM彈性止水條，進一步提高了地鐵盾構隧道的防水效果；施工中采用了德國VMT公司研制的同步激光自動導向系統(tǒng)SLS-T進行施工測量，免去了測量對施工的干擾，提高了隧道施工精度；研制出新型盾尾同步注漿配合比，成功應用膠結材料盾尾同步注漿技術，進一步提高了在復合地層用盾構技術修建的地鐵隧道的質(zhì)量。我們已總結出一套適應于廣州地區(qū)復合地層的盾構機選型方法，為盾構法作為未來新線建設中修建隧道主導工法地位的確立，不僅從概念上，而且從實踐上提供了依據(jù)。
6、車輛的模塊化生產(chǎn)
在實現(xiàn) 70％國產(chǎn)化率的前提下，廣州地鐵二號線車輛的總體技術水平不低于從德國進口的一號線車輛水平，并有不同程度的改進和提高，代表了國產(chǎn)化車輛的最高水平。我們首次采用模塊化車體，結構優(yōu)化，車廂美觀，維修方便；整車設計考慮了各部件的降噪和隔噪措施，使整車噪音降低；采用新型轉向架，改善受力條件，強度提高，提高安全性；主逆變器采用先進的IGBT開關單元，使設備體積下降，噪音降低；車輛控制和監(jiān)視采用總線方式，容量大，傳輸控制方便。
（二）在地鐵三號線的信號系統(tǒng)中引用移動閉塞技術，提升地鐵的運營效率。
廣州地鐵三號線是全國第一條最高時速達 120公里的快線，采用小編組、高密度的行車組織方式。與之相匹配，我們在三號線采用了代表著世界先進列車控制技術發(fā)展方向的移動閉塞信號系統(tǒng)，它提供比傳統(tǒng)的固定閉塞系統(tǒng)更為安全、更加高效、靈活的列車運行。該系統(tǒng)不僅能提高列車運行速度，增加列車運行密度從而提高線路通過能力，而且能夠輔助列車司機駕駛并能實現(xiàn)列車定點停車和節(jié)能，并能安全地處理系統(tǒng)信息從而實現(xiàn)中央系統(tǒng)計劃的自動列車控制。移動閉塞技術集安全、靈活、經(jīng)濟節(jié)能于一身，既能滿足軌道交通大運量、高頻率、可靠運行的要求，又延長了設備的生命周期，具有優(yōu)越的性能價格比，其采用將大大提升地鐵三號線的運營效率，并將為廣大市民的出行提供更快捷、更舒適的服務。
（三）地鐵四號線將采用線性電機運載系統(tǒng)，是對豐富我國地鐵車輛技術多樣化的又一大貢獻。
廣州市地質(zhì)條件復雜，建成區(qū)建筑物密集，加上珠江水系的影響，線路必須多次穿越珠江，從整個路網(wǎng)規(guī)劃的情況來看，目前所采用的傳統(tǒng)的軌道交通系統(tǒng)已經(jīng)不能很好地滿足工程建設和運營的需要了，必須探索新的途徑。直線電機運載系統(tǒng)就是根據(jù)這一需要而提出的。
四號線采用線性電機，開創(chuàng)了國內(nèi)地鐵的先河。線性電機在國外已是成熟的技術，但在國內(nèi)尚屬空白。該系統(tǒng)爬坡能力強，特別適用于在廣州市老城區(qū)為避開拆遷及多次穿越珠江而造成的大坡度、小轉彎半徑的地域條件的限制，使選線更具靈活性，有條件地減少隧道的埋深。 有利于線路由地下至地面、高架的過渡，并具有節(jié)能、低噪的優(yōu)點；而且， 由于線性電機具有免維修的特點，可大幅度減少檢修人員，降低維修成本。 由于車輛轉彎半徑小，可大大縮減車輛段及綜合維修基地的用地面積, 四號線車輛段面積因此由 30公頃降為11公頃。
四、建立健全企業(yè)的技術創(chuàng)新體系，為技術創(chuàng)新工作提供組織和制度保障，實現(xiàn)城市軌道交通的跨越式發(fā)展目標。
通過地鐵二、三、四號線建設過程中技術創(chuàng)新的實踐，我們深刻體會到，廣州地鐵的技術創(chuàng)新帶來了巨大的經(jīng)濟效益，取得了技術進步與降低成本的雙重效果。應當說，更安全、更可靠、造價更合理、技術更先進是一項工程建設的成功標志。所以，我們著眼于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，建立企業(yè)的技術創(chuàng)新體系。一方面，我們建立了有利于技術創(chuàng)新與進步的組織機構，形成了從新技術研究、咨詢、決策到應用的完整的組織體系，在企業(yè)內(nèi)部建立起了一條新技術應用的“供應鏈”。另一方面，我們加強了制度建設，規(guī)范了新技術研究與應用的管理程序和激勵機制，為新技術的研究和應用創(chuàng)造良好的環(huán)境。當前，技術創(chuàng)新與進步在廣州地鐵已成為一種機制，一項制度，不斷地推動企業(yè)朝著新的更高目標前進。
在歷史的長河中，進步與落后是一種相對的概念，任何創(chuàng)新和進步都會隨著時間的流逝而逐漸淪為落后。因此、廣州地鐵非常愿意也一直致力于成為地鐵行業(yè)技術創(chuàng)新和技術進步的試驗田，我們非常歡迎并尋求與國內(nèi)所有的高等學府、科研單位、地鐵企業(yè)、各類企業(yè)進行全方位的合作、形成戰(zhàn)略聯(lián)盟，在可持續(xù)發(fā)展的理念下，樹立與時俱進的觀念，勇于創(chuàng)新、不斷創(chuàng)新，為加速地鐵設備國產(chǎn)化的進程，為提升地鐵行業(yè)的技術應用水平，為提高地鐵企業(yè)的經(jīng)營管理水平，為我國地鐵行業(yè)的興旺發(fā)達、繁榮昌盛，做出不懈的努力和貢獻。