动态通报 | 中国土木工程学会轨道交通分会 2021.7

★“第30届地铁学术交流会暨2021中国城市轨道交通关键技术论坛”将于2021年9月16-17日在杭州举行。大会的主题为：低碳城轨、智慧建造—暨都市圈轨道交通建造与运维关键技术。重点围绕都市圈绿色轨道交通规划设计；绿色智慧建造技术；智慧运维与机电创新技术；低碳城市轨道交通技术等行业热点议题展开研讨。欢迎业内同行届时交流。

★轨道交通永磁牵引系统

牵引系统，被称为轨道交通列车的“心脏”，牵引电机是这个“心脏”的核心部件。目前，轨道交通列车的牵引电机类型主要有直流电机、交流异步电机、永磁同步电机三类。早期，直流电机，因为其控制简单方便处于主流地位。随着矢量控制技术的发展，交流异步电机逐渐取代直流电机牵引系统。近年来，随着电机技术的进步和节能减排的需求，永磁同步牵引系统快速发展，并成为轨道交通车辆技术的一个发展趋势。

1基本情况

所谓永磁同步电机，是指与异步电机相比，在电机的转子结构中嵌入了永磁体，从而改变或提升了电机的某些机械与力学性能。上述三种牵引电机的特点对比如下表：

一般认为，永磁同步电机，具有以下特点:

1.1电机电磁转矩大，转速平稳，动态响应快，过载能力强。

当永磁同步电机的负载转矩发生变化时,仅需电机的功角发生适当变化,而转速维持在同步转速不变，永磁同步电机的瞬间最大转矩可以达到额定转矩的三倍以上,使得永磁同步电机非常适合在负载转矩变化较大的情况下运行。

1.2高功率因数，高效率

永磁同步电机与异步电机相比较，不需要无功励磁电流，所以能够获得比异步电机更高功率因数，同时效率提高2%~8%；在25%~120%的额定负载范围内均可以保持较高的功率因数和效率。特别是轻载运行时更具明显的节能效果。与异步牵引系统同比，节能可达15~30%。

1.3体积小，重量轻，噪音低

随着高性能的永磁材料的应用，永磁同步电机的功率密度明显提高。就同容量的异步电机而言，在体积和重量方面都有明显的减少15%-30%；全封闭结构，噪音相对低，使其更能适用于轨道交通牵引的需求。

1.4故障情况下，车辆允许拖行的速度受限

由于永磁同步电机结构与材料本身的特性，当车辆万一出现故障需要救援和拖行时，电机会处于发电机状态，并转化为热能，需要电机和悬挂电机的机械结构承受。所以，允许拖行的速度受到限制。一般认为，小于20km/h。目前，国内已经研发了允许更高速度（大于50km/h）拖行的高阻抗的永磁同步电机。

1.5购置成本相对高，但全寿命周期成本相对低

虽然全寿命周期成本，显著低于异步电机牵引系统。但是由于永磁同步电机的结构紧凑，制造工艺也相对复杂，永磁体需要使用稀土材料，购置费用略高于同等功率的异步电机牵引系统。

2 系统组成的主要异同点

关于同步牵引系统与异步牵引系统的异同点，下表是某城市某线路进行永磁同步牵引系统改造试验的实例（陆远基，DC750永磁同步牵引系统在地铁车辆上的应用，电子技术与软件工程，2021（12）:220-221）。从这个实例可以看出，两个系统的总体组成和复杂程度大致相当，机械与电气接口基本保持一致。相比之下，除牵引电机不同之外，系统仍由牵引变流器、高压电器箱、滤波电抗器、过压吸收电阻等主要器件集成，区别在于：其一，在主回路上由车控或架控，实现了轴控，冗余度更高。其二，永磁同步牵引系统增设有隔离接触器，用于故障时隔离永磁同步电机电源。其三， 有专家认为，当发现三相短路不平衡（已经短路）后，立刻断开三相接触器的控制方式，可能存在风险。因为，如果列车正在高速运行中，电机会突然变成空载发电机状态，将产生很大的瞬态冲击电流，可高达额定电流的10倍以上，可能造成电机事故的扩大。

某城市某线路永磁牵引系统和异步牵引系统的比较一览表

3 永磁同步电机牵引系统在我国城市轨道交通的应用情况

据不完全统计，目前我国拥有永磁同步牵引系统的城市轨道交通线路长沙、北京、深圳、宁波等合计有近70列地铁或有轨电车已投入运营。第一列永磁牵引系统已经安全运营5年。另外，还有20多个城市在进行永磁系统装车试验或拟采用永磁牵引系统。多个城市的实测数据表明：与异步电机牵引系统同比，永磁同步牵引系统综合节能率达到20~30%；对于站间距较小、启制动频繁的地铁线路，永磁同步牵引系统综合节能更具优势。

据悉，在国家重大技术装备攻关工程项目“系列化中国标准地铁列车研制”中，已将永磁牵引系统作为未来城轨A型/80km/h、A型/120km/h、B型/80km/h、B型/120km/h种标准化列车的标准配置。可以想见，在国家“碳达峰”“碳中和”的大背景下，具有明显节能优势的永磁牵引系统将有广阔的应用前景。可以说，城轨列车应用永磁牵引的时代已经来临。

（供稿：广州地铁集团 袁敏正）

★地下水精细化控制

《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012中，地下水控制（groundwater control）定义为：为保证支护结构、基坑开挖、地下结构的正常施工，防止地下水变化对基坑周边环境产生影响所采用的截水、降水、排水、回灌等措施。

地下水精细化控制的核心是“精细化”。“精细化”指结合场地相关的试验获取精准的水文地质、压缩变形等参数，利用上述参数，采用回归分析、解析计算、数值模拟等研究方法，估算不同地下水控制设计方案下的涌水量和沉降量，进行方案比选。

地下水精细化控制适用于富水性较强的地区，其目的是通过方案比选，得出环保、安全、经济的最优地下水控制设计方案。

地下水精细化控制的实现是一项系统工程，需要水文地质试验、沉降监测试验、原位测试、综合分析（回归分析、解析计算、数值模拟）等关键工作的紧密结合和统筹划一。

水文地质试验

根据工程需要，水文地质试验除包含基本的抽水试验，也可包含回灌试验，除提供水平渗透系数（导水系数）、给水度（释水系数）等基本参数，还可提供垂向渗透系数和回灌参数，用于计算涌水量与编制回灌设计方案。

沉降监测试验

沉降监测与抽水试验同时开展，为得到沉降变化趋势曲线，要求抽水试验周期要长。沉降监测包括地面沉降监测和分层沉降监测，分析不同深度地层沉降规律及占比，确定压缩变形主层，明确其他地层对于总沉降的贡献。

原位测试

原位测试获取压缩变形参数，分层总和法计算总沉降量，结合沉降变化趋势曲线确定施工期间的沉降计算经验系数。

综合分析

综合分析包括采用回归分析预测抽水条件的沉降变化趋势，采用解析计算求取水文地质参数，采用数值模拟通过调整止水帷幕深度、降水井深度来精准预测不同方案下的涌水量和周边建构筑物沉降量，以及方案比选和最优方案的确定。

（供稿：北京城建勘测设计研究院有限责任公司 徐永亮）

★佛山轨道交通4号线一期工程可研获批。据广东发改委官网消息，佛山市城市轨道交通四号线一期工程项目可行性研究报告获批。该项目线路全长55.21公里，全线将设33座车站，50列300辆车，最高运行速度100公里/小时，项目投资估算为446.01亿元。项目业主为佛山市铁路投资建设集团有限公司，负责项目投资、建设和管理。

★《南宁市城市轨道交通线网规划（2020-2035）》获南宁市政府批复。《规划》范围以主城区为主，扩展至市域范围，《规划》线网方案共由13条线路组成，包括8条轨道普线和5条轨道快线，规模约592.6km，规划期限为2020年至2035年。规划期线网方案是基于南宁市已建线路搭建起的“十”字轨道骨架、“井”字放射网络，结合国土空间规划提出的大都市区空间格局进行布局。规划期线网方案中，主城区规模为429.4km，共设站307座，换乘站147座。

★昆明长水国际机场捷运系统开通运营。7月26日，广州有轨电车公司负责运维的昆明长水国际机场捷运系统正式开通运营。该项目是广州地铁集团对外服务的首个机场旅客捷运项目，据了解，昆明长水国际机场捷运系统线路全长1.89公里，设置3座车站。该项目是国内首条采用CBTC（基于无线通信的列车运行控制系统）信号系统的捷运系统项目；国内首个基于ATO自动驾驶技术的七模块浮车型有轨电车；全球首个民航系统自动驾驶模式的储能式有轨电车项目。

★宁波市轨道交通7号线、8号线一期工程正式开工。7月15日上午，宁波轨道交通7号线、8号线一期工程举行开工现场会，先行站点7号线福民公园站、8号线一期洪大路站同步开工。宁波7号线为南北方向的市区线，线路全长约39.4km，全线采用地下线形式敷设，设车站25座，设一段一场。8号线一期工程为东南—西北方向的市区线，线路全长23.14km，全线采用地下线形式敷设，设车站19座，设一段一场。

★大连地铁13号线正式进入试运行阶段。近日，大连地铁13号线正式驶入试运行阶段。该线路一期工程南起既有3号线支线九里车站，北至普兰店振兴街站，正线长约43公里，全线设站11座，终点普兰店振兴街站预留进一步延伸条件。

★重庆轨道交通27号线7月开工。重庆轨道交通27号线是连接璧山与重庆东站的城市轨道交通快线。全长约51.8公里，全程设车站14座（新建地下13座，依托高架站1座），采用6辆编组，最高运行速度140km/h。27号线璧山站位于1号线璧山站北侧，27号线与璧铜线顺接，与已开通的1号线在璧山站换乘。该线路于2021年7月开工，计划2026年12月完工，建设总工期66个月。工程概算总投资356.56亿元，其中土建投资199.78亿元。

★长沙首条全自动运行线路初步设计通过技术审查。日前，长沙地铁7号线一期工程（云塘站-五里牌站）初步设计审查会在长沙召开。来自北京、上海、深圳、天津、长沙等地28位专家组成专家组，对7号线一期工程初步设计进行审查。长沙7号线一期线路起于云塘站，止于五里牌站，线路全长17.305公里，设车站16座。经过审查，专家组一致同意通过初步设计评审。

★宁波《宁波市城乡建设发展“十四五”规划》公布。《规划》明确了“十四五”期间要续建、新建以及要启动、推进、谋划的轨道交通、城际铁路、城市快速路、过江通道等重大工程项目。《规划》提出市区内，要构建以轨道交通和城市快速路为主线的市区“双快”交通体系，以快速路网建设增强组团间联系，拉开城市发展框架。推进第三轮轨道交通建设，谋划第四轮、第五轮城市轨道交通工程，推进城市轨道交通与铁路、干道、慢行网等一体衔接和多线多点换乘，到2025年新增轨道交通运营里程43公里，累计总里程约180公里。

★重庆发布“十四五”规划重大项目。近日，重庆发布了“十四五”规划的重大项目清单，涉及重庆机场、高铁、高速路、科技、生态、文化、经济等八大领域的532个重大项目。其中，重庆轨道交通作为城市的基础设施，在“十四五”期间完工的项目一共有4个，涉及到轨道交通5号线北延伸段、9号线、10号线、18号线，4个项目总里程约为99.21公里。计划在“十四五”期间开工的项目有8个：轨道交通4号线西延伸段、6号线东延伸段、7号线一期、15号线、17号线一期、18号线渝中区延伸段、24号线一期和27号线。

★北京地铁28号线开工建设。日前，北京地铁28号线（原CBD线）首座车站光华路站正式开挖，即将进行主体结构施工。作为在CBD核心地段修建的重点轨道交通工程，北京地铁28号线全长约11.976公里，其中一期工程全长8.877公里；设车站11座，其中一期工程设车站9座，计划于2022年开通一期工程。

★南通地铁1号线一期全线“轨通”，预计明年开通运营。7月28日，南通轨道交通1号线一期工程顺利实现全线“轨通”。南通轨道交通1号线一期工程是南通市首条开工建设的城市轨道交通线路，是南通城市轨道交通网中西北至东南走向的骨干线路，从平潮站至振兴路站，全程长约39.182公里，共设站28座。截至目前，轨道交通1号线一期工程已顺利实现洞通、短轨通，并完成首次热滑试验，预计2022年开通运营。

★河北省轨道交通装备行业协会揭牌成立。7月22日，河北省轨道交通装备行业协会成立大会暨第一届理事会一次会议在中车齐车集团石家庄公司举行。中车唐山机车车辆有限公司原党委书记、董事长，现中国中车股份有限公司所属企业专职外部董事侯志刚当选为协会会长；中车石家庄车辆有限公司党委副书记、总经理张建武当选为理事会常务副会长；协会聘请中国工程院院士杜彦良为总顾问。协会的成立旨在统筹轨道交通装备领域资源，为会员搭建信息交流共享平台，促进会员单位间的合作，谋求共赢共发展，全面推进河北省轨道交通装备产业实现高质量发展。

★河南省轨道交通研究院揭牌成立。7月10日，由河南铁路投资有限责任公司、中国铁路经济规划研究院、中铁工程设计咨询集团三方联合组建的河南省轨道交通研究院有限公司正式揭牌，河南省轨道交通研究院将以干线铁路、城际铁路、市域铁路、城市轨道交通为主要研究对象，致力于打造全省铁路规划发展和科技创新的战略策源中心、技术创新中心、产业辐射中心、人才培养中心，为铁路事业快速发展提供创新驱动和智力支持。

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