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摘要：随着我国城市化进程的不断加快，城市基础设施特别是城市交通与城市发展的矛盾逐渐显现，城市轨道交通对整个城市的总体规划、促进和引导沿线规划建设和经济发展、改善城市公共交通状况、优化城市交通结构等方面都起到了积极作用。地铁车辆作为城市轨道交通的重要组成部分，是城市轨道交通系统设备的核心，因此，研究满足未来城市发展需要的新一代地铁车辆至关重要。本文主要研究地铁以及城市轨道交通领域近五年来的改进技术和新技术，以供参考。
关键词：地铁车辆；新技术；发展；应用
前言
伴随着中国城镇化的进程，中大城市的人口越来越多、越来越密集，城市交通问题也越来越突出。地铁由于具有运量大、速度快、安全性高等特点已成为城市中重要的公共交通工具。
1、列车牵引电气技术
在地铁列车设计当中，牵引系统设计是一个非常关键的组成部分。地铁车辆牵引系统的设计主要包括了两个部分，一是电制动力的设计，二是速度特性的设计，在整个设计过程中，设计人员要保证设计结果能够满足实际线路的电制动力需求以及对牵引性能的要求，从而保证其速度能够与相关技术规范相统一。由于牵引电气系统的子部件牵引逆变器、牵引电机和转向架有着非常直接的联系，因此在进行列车牵引系统的设计中要对牵引逆变器、电机以及转向架等对接口的要求进行充分考虑，并结合实际的影响因素来选择合适的齿轮箱、联轴节，从而保证牵引系统的性能能够与整条线路的电网电压和最大电流相匹配。掌握故障车辆的实际情况是在实施牵引之前需要做好的准备工作。在实施牵引的过程中要根据其牵引系统的工作原理以及结构特点来对车辆进行牵引时可能会产生的影响以及后果进行深入的分析，并在分析结果的基础上采取部分必要的技术措施，从而避免车辆在进行牵引时再次遭到破坏。
2、列车蓄电池紧急牵引
从目前来看，城市轨道交通主要应用的蓄电池包括四种，分别为镍有镍铬蓄电池、铅酸蓄电池、锂电池和超级电容。我国在蓄电池紧急牵引方案的项目中主要应用的是高倍率镍铬蓄电池。因为这种蓄电池的过充能力比铅酸蓄电池要强，并且在紧急牵引情况下有相对简单可靠的蓄电池扩容方案，所以在地铁车辆领域的应用较为广泛。锂电池和超级电容两种属于较新的蓄电池方式，虽然能重相对高一些，但是在实际应用中的技术还不成熟，紧急牵引方案还处在研究和试验的阶段。总的来说，不论使用哪一种方式为列车紧急牵引供电，都会导致列车重量有很大的增加。通过牵引工况不同，增加的重量也不同。
3、列车无线传输技术
城轨车辆会配有无线传输的模块，车辆运行的状态、故障等数据会通过无线传输技术传递到地面数据服务中心的数据库。服务器（地面数据中心）和客户端（车载无线系统）两部分组成了车-地GPRS无线监控传输装置系统。车载客户端有两个功能，一是与列车管理系统TCMS进行数据交互，交互的数据包含了车辆运行过程中的所有系统的运行情况和司机的操作信息；二是将收集到的数据信息在进行封包、加密IP包操作后，使用无线网络及时传送到数据交换平台，数据交换平台接收到数据信息之后，通过指定的IP地址及端口号把数据发送到地面数据中心的数据服务器中。服务器端要将从指定端口获取的数据信息进行解密还原，而后将数据进行备份和后处理，服务器采用SQL server数据库，将还原的数据自动写入数据库中，地面应用软件对数据库中已有的信息进行分析，从而根据不同用户的需求，生成相应的各种曲线或图表，这样不但使管理人员更便捷地随时了解列车运行的情况和准确位置，还能够为应对突发状况提供更迅速、更简便的技术支持。
4、列车故障诊断及检修技术
FMEA（失效模式与影响分析）诊断方法是所有故障诊断技术中最高效的方法，它能够按照确定诊断目标、故障类型以及故障危害顺序进行检测。
（1）确定诊断目标
地铁车辆有较强的系统性，运行中常见的故障复杂性较强，维修人员如果想在很短的时间里定位故障位置和原因是比较困难的。所以首要的工作就是要确立故障目标，综合分析故障的形式和车辆运行的状态，对故障影响的范围和程度做初步的确定，为诊断故障方案提供依据。
（2）明确诊断故障类型
FMEA系统内有专业诊断框架，维修人员根据FMEA系统便可以确定故障类型。
（3）分析故障危害
故障类型不同，给车辆运行造成的影响程序也不同，需要使用FMEA诊断系统对故障危害进行评级，以分辨需要选择哪一种技术进行维修，尽量减少维修所需时间，增强对地铁车辆系统保护的效果，使故障检修作业高持高效地完成。
除此之外，灰色局势地铁车辆检修技术应用的灰色系统理论，主要是利用系统中信息能够完全确定的白色信息，来对系统信息数据不全或是不确定问题进行控制。对于地铁车辆检修策略时具有定性与定量的效果，所以，灰色系统理论通常被用于评估各个技术指标可比性、维修方案互补性是否能够满足需求。相关统计数据显示，灰色局势决策法的设计应用是以系统的多目标决策技术为依据的，也就是说，地铁车辆能够对设备所处各个区域的效果进行检测控制，再经产生效果数据信息的分析，就能得出方案应用的效果目标是否能够达成一致。
5地铁车辆主要系统技术发展方向分析
随着城市轨道交通事业的大力推进，地铁公司对车辆的可靠性、安全性、舒适性和可维护性提出了更高要求。相信在未来，随着科学技术的更进一步发展，针对于地铁车辆技术还会有更大的改进与完善，具体发展方向如下：
第一，车体是地铁车辆的主体部分，车体方面的研发方向主要集中在轻量化、隔音降噪和防火上。
第二，转向架是地铁车辆结构的主要部件之一，主要向着结构更优化、轻量化、安全性、通用性等方向发展。
第三，牵引传动技术的研发，倾向于提高列车驱动能力、驱动稳定性和优化供能等方向。
第四，列车控制技术研发主要集中在网络控制系统、信号和通信系统的融合和优化，以及提高列车的智能化等方面。
第五，制动系统的研发，主要倾向于采用新的制动形式、设计新的闸瓦结构、采用新的闸瓦耐磨材料、改进现有制动结构等。
第六，供电系统主要研发方向为设计综合供电系统、提高系统供能利用率、节能环保等方面。
第七，牵引电机方面，研发方向是采用新型电机，或趋向于稳定永磁电机的性能。
另外，在对新一代地铁车辆进行研发设计时，应该以用户需求为导向，并结合产品平台理论、模块化技术，构建符合技术发展趋势和满足市场需求的新型地铁车辆架构，做到有的放矢、事半功倍。
结语：
综上所述，随着城市轨道交通事业的蓬勃发展，运营可靠性、检修维护便捷性等要求不断提高，从车辆自身出发，不断提升车辆可靠性和对外部环境的适应性，从而缓解运营压力，是车辆新技术不断前进的动力。本文中所提到的车辆新技术均已具备可行性条件，但基本都会增加车辆采购成本，且维护费用也会有所增加。所以，在对新技术进行选择时，需要综合考虑新技术所能带来的需求满足与付出的成本之间的差距是否在可接受范围内。
参考文献：
[1]黄辉铭.逻辑控制单元在地铁车辆控制中的应用研究[J].机电工程技术，2016，（05）.
[2]王虎高，屈海洋，陈中杰.储能电源应用于地铁车辆应急牵引的设计研究[J]. 电力机车與城轨车辆，2016，（01）.
[3]谭海云，李勇.蓄电池牵引在上海地铁16号线车辆上的应用[J].机车电传动，2015，（06）.
[4]黄贵发，王定晓，唐德尧.用于城市轨道交通车辆走行部故障的车载在线实时诊断与监测系统[J].城市轨道交通研究，2015，（09）
关键词：地铁车辆；新技术；发展；应用
前言
伴随着中国城镇化的进程，中大城市的人口越来越多、越来越密集，城市交通问题也越来越突出。地铁由于具有运量大、速度快、安全性高等特点已成为城市中重要的公共交通工具。
1、列车牵引电气技术
在地铁列车设计当中，牵引系统设计是一个非常关键的组成部分。地铁车辆牵引系统的设计主要包括了两个部分，一是电制动力的设计，二是速度特性的设计，在整个设计过程中，设计人员要保证设计结果能够满足实际线路的电制动力需求以及对牵引性能的要求，从而保证其速度能够与相关技术规范相统一。由于牵引电气系统的子部件牵引逆变器、牵引电机和转向架有着非常直接的联系，因此在进行列车牵引系统的设计中要对牵引逆变器、电机以及转向架等对接口的要求进行充分考虑，并结合实际的影响因素来选择合适的齿轮箱、联轴节，从而保证牵引系统的性能能够与整条线路的电网电压和最大电流相匹配。掌握故障车辆的实际情况是在实施牵引之前需要做好的准备工作。在实施牵引的过程中要根据其牵引系统的工作原理以及结构特点来对车辆进行牵引时可能会产生的影响以及后果进行深入的分析，并在分析结果的基础上采取部分必要的技术措施，从而避免车辆在进行牵引时再次遭到破坏。
2、列车蓄电池紧急牵引
从目前来看，城市轨道交通主要应用的蓄电池包括四种，分别为镍有镍铬蓄电池、铅酸蓄电池、锂电池和超级电容。我国在蓄电池紧急牵引方案的项目中主要应用的是高倍率镍铬蓄电池。因为这种蓄电池的过充能力比铅酸蓄电池要强，并且在紧急牵引情况下有相对简单可靠的蓄电池扩容方案，所以在地铁车辆领域的应用较为广泛。锂电池和超级电容两种属于较新的蓄电池方式，虽然能重相对高一些，但是在实际应用中的技术还不成熟，紧急牵引方案还处在研究和试验的阶段。总的来说，不论使用哪一种方式为列车紧急牵引供电，都会导致列车重量有很大的增加。通过牵引工况不同，增加的重量也不同。
3、列车无线传输技术
城轨车辆会配有无线传输的模块，车辆运行的状态、故障等数据会通过无线传输技术传递到地面数据服务中心的数据库。服务器（地面数据中心）和客户端（车载无线系统）两部分组成了车-地GPRS无线监控传输装置系统。车载客户端有两个功能，一是与列车管理系统TCMS进行数据交互，交互的数据包含了车辆运行过程中的所有系统的运行情况和司机的操作信息；二是将收集到的数据信息在进行封包、加密IP包操作后，使用无线网络及时传送到数据交换平台，数据交换平台接收到数据信息之后，通过指定的IP地址及端口号把数据发送到地面数据中心的数据服务器中。服务器端要将从指定端口获取的数据信息进行解密还原，而后将数据进行备份和后处理，服务器采用SQL server数据库，将还原的数据自动写入数据库中，地面应用软件对数据库中已有的信息进行分析，从而根据不同用户的需求，生成相应的各种曲线或图表，这样不但使管理人员更便捷地随时了解列车运行的情况和准确位置，还能够为应对突发状况提供更迅速、更简便的技术支持。
4、列车故障诊断及检修技术
FMEA（失效模式与影响分析）诊断方法是所有故障诊断技术中最高效的方法，它能够按照确定诊断目标、故障类型以及故障危害顺序进行检测。
（1）确定诊断目标
地铁车辆有较强的系统性，运行中常见的故障复杂性较强，维修人员如果想在很短的时间里定位故障位置和原因是比较困难的。所以首要的工作就是要确立故障目标，综合分析故障的形式和车辆运行的状态，对故障影响的范围和程度做初步的确定，为诊断故障方案提供依据。
（2）明确诊断故障类型
FMEA系统内有专业诊断框架，维修人员根据FMEA系统便可以确定故障类型。
（3）分析故障危害
故障类型不同，给车辆运行造成的影响程序也不同，需要使用FMEA诊断系统对故障危害进行评级，以分辨需要选择哪一种技术进行维修，尽量减少维修所需时间，增强对地铁车辆系统保护的效果，使故障检修作业高持高效地完成。
除此之外，灰色局势地铁车辆检修技术应用的灰色系统理论，主要是利用系统中信息能够完全确定的白色信息，来对系统信息数据不全或是不确定问题进行控制。对于地铁车辆检修策略时具有定性与定量的效果，所以，灰色系统理论通常被用于评估各个技术指标可比性、维修方案互补性是否能够满足需求。相关统计数据显示，灰色局势决策法的设计应用是以系统的多目标决策技术为依据的，也就是说，地铁车辆能够对设备所处各个区域的效果进行检测控制，再经产生效果数据信息的分析，就能得出方案应用的效果目标是否能够达成一致。
5地铁车辆主要系统技术发展方向分析
随着城市轨道交通事业的大力推进，地铁公司对车辆的可靠性、安全性、舒适性和可维护性提出了更高要求。相信在未来，随着科学技术的更进一步发展，针对于地铁车辆技术还会有更大的改进与完善，具体发展方向如下：
第一，车体是地铁车辆的主体部分，车体方面的研发方向主要集中在轻量化、隔音降噪和防火上。
第二，转向架是地铁车辆结构的主要部件之一，主要向着结构更优化、轻量化、安全性、通用性等方向发展。
第三，牵引传动技术的研发，倾向于提高列车驱动能力、驱动稳定性和优化供能等方向。
第四，列车控制技术研发主要集中在网络控制系统、信号和通信系统的融合和优化，以及提高列车的智能化等方面。
第五，制动系统的研发，主要倾向于采用新的制动形式、设计新的闸瓦结构、采用新的闸瓦耐磨材料、改进现有制动结构等。
第六，供电系统主要研发方向为设计综合供电系统、提高系统供能利用率、节能环保等方面。
第七，牵引电机方面，研发方向是采用新型电机，或趋向于稳定永磁电机的性能。
另外，在对新一代地铁车辆进行研发设计时，应该以用户需求为导向，并结合产品平台理论、模块化技术，构建符合技术发展趋势和满足市场需求的新型地铁车辆架构，做到有的放矢、事半功倍。
结语：
综上所述，随着城市轨道交通事业的蓬勃发展，运营可靠性、检修维护便捷性等要求不断提高，从车辆自身出发，不断提升车辆可靠性和对外部环境的适应性，从而缓解运营压力，是车辆新技术不断前进的动力。本文中所提到的车辆新技术均已具备可行性条件，但基本都会增加车辆采购成本，且维护费用也会有所增加。所以，在对新技术进行选择时，需要综合考虑新技术所能带来的需求满足与付出的成本之间的差距是否在可接受范围内。
参考文献：
[1]黄辉铭.逻辑控制单元在地铁车辆控制中的应用研究[J].机电工程技术，2016，（05）.
[2]王虎高，屈海洋，陈中杰.储能电源应用于地铁车辆应急牵引的设计研究[J]. 电力机车與城轨车辆，2016，（01）.
[3]谭海云，李勇.蓄电池牵引在上海地铁16号线车辆上的应用[J].机车电传动，2015，（06）.
[4]黄贵发，王定晓，唐德尧.用于城市轨道交通车辆走行部故障的车载在线实时诊断与监测系统[J].城市轨道交通研究，2015，（09）