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山地旅游轨道交通列车设计探讨

发表时间：2021/7/2 来源：《城市建设》2021年7月作者：程岩

[导读] 文章以山地旅游轨道交通特征为切入点，并结合山地旅游轨道在功能定位，线路特征，环境特征，客流特征以及经济发展等方面的需求，探讨山地旅游轨道交通列车在各项功能指标和性能指标上的优化设计方案。

新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市铁道勘察设计院有限公司程岩 830011

摘要：文章以山地旅游轨道交通特征为切入点，并结合山地旅游轨道在功能定位，线路特征，环境特征，客流特征以及经济发展等方面的需求，探讨山地旅游轨道交通列车在各项功能指标和性能指标上的优化设计方案。
关键词：山地旅游；轨道交通；列车设计
        一、山地旅游轨道交通特征
        基于山地地貌，线路总里程长，线路敷设方式复杂多样，涵盖了多种复杂路段，如长隧道，高桥梁等，轨道海拔跨度大，经常从低海拔的平原地区跨越到高海拔的高原，这些高原地区一般旅游资源最为丰富，但植被比较脆弱，珍稀动植物较多，环保要求高，这些地区容易爆发自然灾害，山地轨道交通线路也比较复杂。山地旅游轨道沿线景区的客流量呈现季节性特征，如高山河谷生态旅游景区，户外滑雪景区等，旅游淡季和旅游旺季客流量差异明显，沿线居民日常出行频率低，山地旅游轨道跨越地区的居民在语言文化习俗方面存在较大差异。在经济方面，沿线景区的人口数量少，经济发展方式单一，主要依靠旅游服务业和特色农副产品支撑，货物运输以轻快型商品为主，运输量偏低。
        二、山地旅游轨道交通列车设计需求
        （一）列车设计功能需求
        开发一项工程项目，功能定位是设计的前提，对于山地旅游项目发展，国家提倡的是旅游、交通和扶贫三位一体，以此为山地旅游轨道交通的功能定位，由于特殊环境带来的交通设计技术难点，需要研发人员开拓创新，利用新技术设计开发适应山地地貌的交通轨道列车。交通承担着带动当地旅游业发展的重任，首先要突破沿线地区交通瓶颈，完善周边基础设施建设，其次应充分考虑环境保护需求，形成发展绿色轨道交通，减少因轨道开发和列车运行造成的环境破坏。
        （二）线路与环境特征要求
        山地旅游轨道一般从内陆及平原地区出发，逐渐向高原，山地等复杂地貌过渡，这导致了线路长，曲线多，半径小，陡坡多等问题，从而对列车的牵引方式，曲线与坡道运行，制动等方面提出了较高的要求，山地轨道交通列车设计时应充分考虑这些因素。
        （三）环保与经济带动需求
        山地旅游轨道途径各大自然景区，自然保护区域，珍稀动植物较多，而地貌复杂，环保要求高，这就要求轨道工程实施时应尽可能减少土地建设工程规模，而交通工具应减少有害物质的排放，采用绿色无污染的能源供应方式，在设计时应综合考虑车辆的驱动方式，受电方式，列车重量，排污方式，节能措施等方面，满足自然环境保护需求。
沿线地区的经济主要由旅游业和农副产品生产业带动，与人员的流动和运输量密切相关，山地旅游轨道列车的客流主要来源于旅游客流和沿线居民客流，呈现季节性特征，淡旺季客流量差异明显，乘坐列车的旅客和居民由于居住地区的不同，语言，文化习俗等方面也存在明显差异，因此，山地轨道接车设计还应在列车载客量，内部设施，乘客信息系统和语言等方面做出优化和补充。
        三、山地旅游轨道交通列车设计与优化方案
        （一）列车小型化
        考虑到经济和环保等因素，并尽量减少对资源的浪费，山地轨道交通系统都采用小型化设计，主要体现在对轨道双线间距的控制，轨道路线途径区域的建筑限界，轨道的基础承重能力，由此可进一步确定轨道列车的尺寸，轴重，列车驱动配置等相关技术指标。
        以国际和国内的山地轨道及列车设计为例，米轨铁路及列车是当前主要采用的设计方式，在国内外1435mm的准轨轨距限制下，米轨轨道与列车是相对满足技术要求和实际功能需求的设计定位。

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首先在列车尺寸上，为了控制轨道路线途径区域的建筑限界，列车外轮廓应进一步缩减，考虑到沿线景区的客流特征，可以在客座数量及列车容量上做出整改，例如采用2+2的客座设计型式，列车外轮廓可缩减到2400~2500mm范围内。为了降低对轨道下的承载结构要求和承重要求，应在列车重量，列车轴重，列车尺寸等技术指标上加以限制和改动，结合客流特征，列车的载客量可控制在70~110人，进而确定在满足载客量需求下，尽量降低轨下承重要求的车辆长度，可设置在20m左右范围内，由列车的曲线坡道行驶能力和牵引制动能力要求，可确定列车的重量，在空载情况下的重量可控制在40t左右范围内，车辆轴重可控制在12t左右。考虑到列车途径的地貌和天气因素，针对雨雪路面的防滑装置应进一步优化。
        （二）齿轨爬行能力介入
        山地旅游轨道途径的陡坡较多，这对轨道的黏着能力和列车的爬坡能力提出了更高的要求，因此需要齿轨爬行能力的介入，当前国内外使用较多的是横齿和竖齿两种齿轨结构，区别在于横齿齿轨结构下列车的爬坡能力更强，而竖齿齿轨结构构成更为简单，类型主要有Strub,Riggenbach，为了方便维护并考虑到经济需求，竖齿齿轨结构应用更为广泛。针对山地轨道线路普遍较长的特征，如100km的山地旅游轨道，往往还分布着较多小坡道，这对黏着和齿轨并用的工程技术提出了更高要求，促使山地旅游轨道交通进一步采用黏着和齿轨并用的驱动技术，当途径各种复杂和陡峭路段时，能尽量实现平稳运行或颠簸较少的运行，给游客和居民带来更加舒适的乘坐体验。
       （三）列车供电技术的选用
        考虑到山地旅游景区的环保需求，绿色无污染的供电方式即电力驱动是轨道及列车设计的首选，为了满足游客在旅途过程中的观赏需求，列车外部的供电设施应尽量不遮挡乘客视线，对此可采用无辫子式供电技术如接触轨供电和车载储能式供电，而进一步考虑到轨道列车的动力需求，以及山地地貌对轨道交通列车沿线的供电设备和供给限制，可选用DC3000V/1500V/750V的供电电压等级，其中电气设备的技术指标如电气安全间隙等也应将海拔环境的因素考虑在内。
        （四）旅游扶贫功能的实现
        山地旅游轨道交通列车的设计发展首先是为带动山地自然景区旅游业发展服务的，因此为响应国家号召，推动旅游和扶贫功能的实现也是轨道列车设计时应充分考虑的因素。基于山地旅游轨道沿线自然景区的自然风光特色和海拔高度情况，车型的设计，外部的涂装，以及车内的观景设计和基础设备配置，列车内外部的装修设计风格以及车内供氧设备的设置，都应建立在提高乘客乘坐舒适度和安全保障的基础上。关于具体实施，设计及技术人员可在列车上设置无遮挡观景设备，车窗可采用大面积通透观景窗，并搭配车帘。针对海拔过高的自然景区，车内可为每位乘客配备应急供氧设施，确保每位乘客的安全出行。为了对沿线居民实现扶贫，货运功能的实现应体现在车辆设计中，可以在列车上设置专门的货运车厢会直接设计专用的货运列车，运载货物以轻质副产品为主，货运重量限制在10t以下。
        总结
        在旅游、交通、扶贫三位一体融合发展的大背景下，山地旅游轨道交通迎来了新的发展机遇，山地轨道交通列车设计应充分考虑市场需求，不断优化设计，实现服务与性能更好的旅游交通扶贫融合系统。
参考文献：
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[2]李艳,钱科元,魏德豪,鄢红英,寇峻瑜. 山地旅游轨道交通车辆设计需求研究[J]. 工程技术研究,2020,5(20):202-203.
[3]鄢红英,郭东琦,周天星,徐莉,薛锋. 山地旅游轨道交通线路规划的适应性评价[J]. 综合运输,2021,43(01):44-49.
作者简介：程岩（1992.12— ）男，甘肃天水，研究生，汉，新疆铁道勘察设计院有限公司，职称：工程师，研究方向：铁道工程。单位所在地：新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市新市区北京南路703号