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摘要：基于山地旅游軌道交通在功能定位、線路特征、環(huán)境特征、客流特征上的新需求，對山地旅游列車提出了特殊的工程設(shè)計要求，主要體現(xiàn)在列車制式融合、列車目標(biāo)速度、列車軌距、定距、軸距、加減速性能確定，以及列車斷面、載客能力優(yōu)化設(shè)計中，可為同類設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：山地旅游軌道交通；列車軌距；列車斷面

1山地旅游軌道交通的特殊需求

與干線鐵路交通、城市軌道交通和景區(qū)旅游交通相比，山地旅游軌道交通在系統(tǒng)功能定位、線路特征、環(huán)境特征、客流特征和經(jīng)濟(jì)性帶動需求等方面存在差異。這些特殊的需求，正是當(dāng)前山地旅游軌道交通列車設(shè)計需要重點(diǎn)關(guān)注和滿足的。

1.1“旅游+交通+扶貧”功能定位需求

為推進(jìn)國家和地方的交旅融合發(fā)展，“旅游+交通+扶貧”成為山地旅游交通的重要功能定位需求，并可分解為精準(zhǔn)扶貧示范、工程技術(shù)創(chuàng)新、全域旅游觀光、生態(tài)環(huán)境友好的基本定位需求。

1.2山地線路特征要求

山地旅游交通線路貫穿高山河谷地段、崇山峻嶺地段、山間城鎮(zhèn)地段，線路長、曲線多、半徑小、坡道陡、連續(xù)坡長長，特別是需要滿足120‰、250‰、350‰極大坡道的特殊需求。

1.3環(huán)境特征要求

線路途經(jīng)各大風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)，珍稀動植物品種多，自然環(huán)保要求極高；山地旅游交通以游覽沿線自然風(fēng)光為主，對乘坐觀景需求明顯。線路海拔從1000m左右提升至4000～5000m，海拔提升幅度大，對軌道交通車輛電氣設(shè)備的絕緣安全性提出了較高要求，并對車內(nèi)供氧設(shè)施的設(shè)置提出了新要求。

1.4客流和行車組織要求

山地旅游交通客流主要是旅游客流和沿線居民客流，以旅游客流為主；客流量與沿線旅游資源的季節(jié)性特點(diǎn)都密切相關(guān)，淡旺季旅游客流量差異明顯，但高峰客流仍不超過5000人次/h，屬于小運(yùn)量交通；客流的組織模式與景區(qū)觀賞或游覽的慢游特征、淡旺季、高峰和平峰特點(diǎn)以及客流的時間需求相關(guān)，大小交路混跑、坐席乘客為主、發(fā)車時間（5～10min）確定的開行方式適應(yīng)山地旅游交通線路需求。山地旅游軌道交通列車的特殊需求，決定了山地旅游軌道交通列車設(shè)計的特殊性。

2山地旅游特殊功能定位帶來的列車速度設(shè)計特殊性

旅游類交通通常有快旅、慢游兩種需求。快旅模式包括干線高鐵模式、城際快鐵模式，但均與游覽小火車等慢游模式分割，并未互通。山地旅游交通因其豐富的山地旅游資源，風(fēng)光秀麗的自然景觀，以及全域旅游觀光的打造，更傾向于慢游模式；同時，為吸引帶動城市客流輸入，山地旅游交通需打通與城市的通道，為使乘客盡早感受到自然風(fēng)景，又亟需應(yīng)用快運(yùn)模式。因此，山地旅游軌道交通可根據(jù)線路區(qū)段特征適時選擇游覽模式。山地旅游軌道交通列車目標(biāo)速度的特殊性在于快旅模式和慢游模式目標(biāo)速度的綜合考慮，快旅模式的功率配置與慢游模式功率配置的合理匹配是車輛動力設(shè)計需要特殊考慮的。同時，列車目標(biāo)速度與列車制式相關(guān)。用于旅游軌道交通的制式，主要有常規(guī)鋼輪鋼軌制式、膠輪單軌制式和齒軌列車制式，其運(yùn)營線最高運(yùn)行速度分別為350km/h、65～80km/h、40km/h，如表1所示。常規(guī)鋼輪鋼軌制式因其低損耗和高牽引能力的配置，列車運(yùn)行速度高，而膠輪單軌制式受摩擦能耗高和牽引系統(tǒng)安裝尺寸限制，列車運(yùn)行速度不超過80km/h；對適應(yīng)大坡道旅游需求的齒軌制式而言，最大運(yùn)營速度則受限于齒軌嚙合裝置的限速，最高運(yùn)行速度不超過40km/h[1]。鋼輪鋼軌交通制式列車目標(biāo)速度與列車軌距[2]相關(guān)；旅游交通常采用的米軌列車最大運(yùn)營速度實踐僅為120km/h[3]，較難實現(xiàn)更高速度的提速。可見，山地旅游軌道交通列車目標(biāo)速度選擇的特殊性，需同時結(jié)合線路功能定位、制式特性和軌距特征綜合考慮。對既可以適應(yīng)普通坡道的黏著開行，也可以適應(yīng)大坡道旅游需求的山地齒軌列車而言，列車目標(biāo)速度的設(shè)計可以按黏著功能和齒軌功能分別設(shè)計，但其牽引系統(tǒng)能力配置需統(tǒng)籌合理分配，這亦是山地齒軌列車牽引系統(tǒng)配置設(shè)計的特殊性所在。山地旅游交通還承擔(dān)著扶貧功能，軌道列車主要體現(xiàn)在對當(dāng)?shù)靥厣卟怂⒏吆０螀^(qū)域藥材等農(nóng)副產(chǎn)品的外銷運(yùn)輸上。因此，全線車型的配置或車輛改裝設(shè)計上，還需考慮貨物運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

3山地線路特征帶來的列車線路適應(yīng)性的特殊性

山地旅游交通相較于其他城市軌道交通而言，最大的不同就是線路坡道和線路曲線半徑。山地環(huán)境的地形地貌相對比較陡峭、險峻，線路設(shè)計中較難避開連續(xù)≥5km長大坡道、多種坡道組合以及≥120‰的極大坡道設(shè)計。對山地軌道交通列車牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和爬坡能力提出了較高的設(shè)計要求。山地旅游交通的坡道通常會出現(xiàn)低坡道（＜20‰）、大坡道（40‰左右或70‰左右）、極大坡道（≥120‰）的多坡道組合特點(diǎn)，需綜合考慮列車對坡道的適應(yīng)性。當(dāng)前常用旅游軌道交通制式適應(yīng)的坡道范圍廣，齒軌制式適應(yīng)能力最強(qiáng)，能適應(yīng)山區(qū)極大坡道的線路特征，但對普通的40‰以下坡道而言，此制式顯現(xiàn)速度劣勢，坡道優(yōu)勢不突出。為兼顧多坡道組合地形的開行，可考慮制式特點(diǎn)的融合。例如為適應(yīng)快旅慢游，可在普通低坡道采用輪軌制式黏著開行，在極大坡道開啟加力機(jī)構(gòu)（齒軌等）的應(yīng)用。因此，山地旅游交通的多坡道組合與長大坡道的特點(diǎn)，決定了坡道能力實現(xiàn)方式和保證坡道持續(xù)開行能力的創(chuàng)新設(shè)計需求，也是山地交通列車工程設(shè)計需要特殊考慮的設(shè)計。對黏著開行和齒軌開行均需配置的山地旅游交通系統(tǒng)而言，山地（齒軌）交通列車的牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、爬坡加力機(jī)構(gòu)的性能配合是關(guān)鍵。黏著路段最高目標(biāo)速度、黏著路段坡道開行能力、齒軌路段坡道開行能力是三個系統(tǒng)密切配合的關(guān)鍵。如何實現(xiàn)列車轉(zhuǎn)向架的合理分工、牽引系統(tǒng)的合理分配、制動系統(tǒng)的合理協(xié)同，都是山地交通列車工程設(shè)計的特殊之處。山地旅游交通線路明線地段曲線半徑小，最小曲線半徑約為100～150m，當(dāng)前的軌道交通制式基本能滿足，但還需通過轉(zhuǎn)向架的軸距設(shè)計、列車定距設(shè)計進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)小半徑曲線的常態(tài)運(yùn)行。

4山地線路環(huán)境特征帶來的列車環(huán)境適應(yīng)性的特殊性

山地旅游交通途經(jīng)自然環(huán)保要求極高的低海拔和高海拔地區(qū)，對列車牽引種類、受電形式、占用空間等提出了環(huán)保節(jié)能新要求。列車運(yùn)行中為保護(hù)環(huán)境，其牽引種類只能選用清潔能源電能，可通過受電弓-接觸網(wǎng)、受電靴-接觸軌或者自帶動力儲能裝置實現(xiàn)電能供給。高架的接觸線與低置的接觸軌都是軌道交通車輛常用的外部電力供給方式，環(huán)境適應(yīng)性各有利弊，可酌情選用。但在高海拔地區(qū)，軌道交通車輛電氣設(shè)備的絕緣安全性需要特殊考慮，并對工程安全間隙給予充分的距離保障。列車的占用空間主要體現(xiàn)在列車軌距、列車斷面上；軌距越小，軌道寬度越窄；列車斷面（寬度、高度）越小，車輛限界斷面越小，雙線間距越小，所需的安全凈空越小。但這兩個指標(biāo)又與列車目標(biāo)速度、列車載客能力直接相關(guān)。因此，為適應(yīng)高環(huán)保要求，列車軌距、尺寸斷面需盡可能減小，但同時還需兼顧列車目標(biāo)速度和載客能力開展設(shè)計。高海拔環(huán)境適應(yīng)性方面，山地旅游列車還需考慮供氧設(shè)施的設(shè)計，并提供乘客緊急缺氧情況的應(yīng)對措施。

5山地旅游交通運(yùn)輸需求帶來的列車載客能力設(shè)計的特殊性

山地旅游交通小運(yùn)量和大開行間隔的行車組織需求，與城市軌道交通形成鮮明對比，滿足了乘坐的舒適度、觀景的便捷性等旅游運(yùn)輸需求，是山地旅游軌道交通車輛設(shè)計需要重點(diǎn)關(guān)注的。列車外觀造型和涂裝、車內(nèi)坐席布局和功能、車窗形式和功能都需要充分考慮山地旅游文化，實現(xiàn)列車定制；列車啟停加減速度等，滿足行車和信號系統(tǒng)需求即可。

6結(jié)語

山地旅游交通功能定位、線路特征、環(huán)境特征和運(yùn)輸組織上的特殊需求，是山地（齒軌）旅游交通列車創(chuàng)新的根本動力，對列車制式、列車目標(biāo)速度、列車軌距、定距、軸距、加減速性能、列車斷面、車內(nèi)載客能力等都提出了直接的工程設(shè)計特殊要求。在“交旅融合”大發(fā)展的背景下，山地旅游軌道交通市場前景廣闊，軌道交通系統(tǒng)需要充分結(jié)合市場需求，突破常規(guī)設(shè)計理念，開展個性化設(shè)計，以期實現(xiàn)服務(wù)更優(yōu)、性能更好的交旅融合系統(tǒng)。

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作者:李艷 徐銀光 鄢紅英 沈健 單位:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司