跨座式单轨车辆国产化回顾与应用展望
——长春轨道客车股份有限公司原副厂长 腾茂根
城市轨道交通经过一百多年来的发展和应用，已经有许多种制式。最普遍、最广泛、也是历史最长的，当数钢轮钢轨形式，一般称轮轨系统。现在说的单轨车实际上也有上挂式的、跨座式的以及其他形式的。今天所指的跨座式单轨车，是车辆通过走行轮、平衡轮、导向轮跨骑在一根走行轨上，相对通常铁路的两条轨道而言，单轨车则行驶在一根轨道上，如，重庆市较新线。当然，单轨还可以分为单轴和双轴等不同类型，和重庆项目几乎同时兴建的马来西亚吉隆坡单轨系统就是单轨转向架的两轴车，车辆比较短，只有10米左右，载客量也要小不少。
一、重庆项目车辆的主要技术参数
重庆较新线单轨车是两轴转向架，全车四根轴，每根车轴轴重为11.0吨，列车分为四辆、六辆、八辆编组。两端头车长15,500mm，中间车长14,600mm，在不同编组情况下的载客量如下表所示。
列车的主要技术参数：
最高运行速度：75km/h
最高结构设计速度：80 km/h
最大坡道：60‰
最小平面曲线半径：50m
平均减速度不小于：1.1m/s2
受电方式：1500V DC 三轨受电
牵引控制方式：调频调压控制交流牵引
制动方式：再生制动、电阻制动和电空协调配合制动
空气制动：电空操纵转换成液压盘型制动
列车设有：IGBT元件的辅助逆变器
空调与通风：每辆车有两台单元式空调机组
制冷量＝19000kcal/h×2
噪音：车外 小于75db（A）
车内 小于73db（A）
众所周知，这种大运量的跨座式单轨车于上世纪六十年代起在日本诞生，主要由日本公司为主开发推广，至今已有四十来年的时间。除东京成田机场线外，大阪、东京、多摩、小仓等城市相继建成单轨系统，去年，单轨系统在日本冲绳也已正式运行。重庆较新线项目就采用了这种技术，通过中日合作方式生产车辆等设备。
二、较新线引入单轨系统的原因
重庆是我国著名的山城，老城区道路坡道起伏大、弯道多、半径小、城市道路狭窄、人口密度相当大。要解决市民的出行就必须沿着既有道路的走向建设轨道交通。在地下建地铁投资大，地面条件不好，因此只能建高架。经过广泛的调查研究，通过对几种交通制式的比较，用户认为选用跨座式单轨交通系统比较适合较新线的要求。经国内专家的论证、评审，重庆市报国家发改委、建设部并经批准，重庆市建设了中国第一条跨座式单轨交通系统，该工程也被列入西部大开发的十大工程之一。
三、车辆国产化的实施
我有幸从1997年就参与了这个项目，摆在车辆制造商面前的一大问题是：这是一个建设项目，必须按计划、安全有效地投入运行，不允许出现重大错误和失败，而我国没有单轨车辆的制造经验，成熟的技术只有日立公司具有。根据国家提出的国产化产业政策，必须达到一定的国产化率。如何解决这一矛盾，又怎样把握这个比率？一系列的问题摆在中国制造商的面前，也摆在了日方的面前。开始双方对这一问题的认识又是很不相同，合作经历了一段艰难的过程。经过反复讨论，结合我方的实践最终确定了国产化四步走的方案。整个项目21列车计84辆分四个阶段。
第一步：从日立公司引进两列整车，由中方参与日方的整车设计过程，开展设计联络。在这个阶段，我们了解了日立的设计思路、设计标准以及对零部件制造的要求。当日立公司在制造二列样车时，长春客车厂按照合同派出了800多人次的工程技术人员和关键零部件操作工人在现场接受培训，为我方制造做好技术准备。同时，大断面铝合金型材、超薄型空调机组等按照日立公司的图纸进行试制。这两列车在日方的大力支持下，提前运抵重庆。这两列车的引进过程，也是中方进一步理解和接受日立技术的过程。
第二步：长春客车厂制造车体及内装，转向架和牵引控制设备等关键部件由日立提供。中方制造车体、裙板、司机室设备、车内设备、空调机组等。这一阶段开始遇到的困难是大断面薄壁铝型材的生产，成品率比较低，有些型材扭曲超差，筋板断裂。重庆西南铝加工厂经过反复摸索修改，工艺逐步得到提高，克服了裙板制造中的难点，使国内生产的第一、第二列车赶在2004年底运抵重庆。当时的运输工作也是一个难题，以往轮轨车辆的运输只要挂上交货列车就可以沿铁路走，而单轨车要装在货车上才可沿铁路运输。一般的平板车、元宝车又超高。为此我们又专门设计制造了运输单轨车的铁路运输车辆承运。现在从长春运往重庆的单轨车都是靠这种专用车运输的，到六月已有八列车运到重庆，投入6月28日全线正式运行。
第三步：从第13列车开始，用长春客车厂生产的转向架。在跨座式单轨车的安全运行中，转向架占有重要地位。这种转向架不同于轮轨系统的转向架，它有两条长长的的腿，安装平衡轮。因此在机械加工时必须要有足够高度的龙门加工中心（或龙门数控铣床）。为此，工厂根据这一要求，从国外定购了机床。由于到货较晚一时赶不上需要，为不影响转向架生产，工厂委托了著名的富拉尔基机床厂加工首批构架。现在国产的转向架已经组装成型。
第四步：国产化工作中对日立公司提供的牵引控制系统也作了慎重的安排。在最后的9列车时，4列车的份额由永济工厂承担配套，关键的核心零部件由日立公司提供。当时，日立与永济的合资企业还没有成立，但我们考虑到在此前的北京13号线上，日立与永济已经有合作的业绩，我们相信由永济牵头，日立作技术支持能做好这项工作。现在双方的合资企业已经成立，相信条件会更好。这也为单轨车牵引控制系统的进一步国产化打下良好的基础。
四、几个体会
1、国产化工作是国家产业政策所要求的，正在大力推行，制造企业和项目建设单位都必须遵循，但针对不同的项目却有不同的要求和内容。既不能盲目又不能停滞不前；既要保证达到一定的国产化率，又必须保证制造的车辆能安全可靠。这在跨座式单轨车项目中，矛盾十分突出。如何把握这个尺度，哪些部件国产、哪些部件进口，必须按照时间、技术做认真的分析和确定，踏踏实实地进行，并一步一步提高。
2、国产化工作不单纯是中方制造厂的问题，也牵涉到日方是否认同和接受。一开始，这也成了这一项目能否进行的关键。因为中、外方处在不同的角度，对问题的认识也是不同的，还有各自的商业利益，谈判起来特别困难。日立公司开始担心中方制造的质量达不到要求，而影响了日方的声誉。经过我们多次反复地进行介绍，日方对此十分重视，很多专家先后到长春等工厂进行考察、了解。日立公司当时几位交通事业部的本部长也先后到长春考察访问，还有朝阳贸易的社长也到工厂指导，双方逐步统一了认识。因此，国产化的四大步是中日双方统一认识的共同成果。没有外方的支持、配合，在短时间内中方也难以完成整车的制造任务。解决这一难题的关键是中方必须从日立获得技术转让，并达成长期合作协议。长春客车厂从日立购买了全部车体、转向架的图纸，并签署了二十年长期合作的协议，如果长春客车厂在重庆这一项目上能够提供合格的车辆，日立公司也不能在中国再找别的厂家合作，长春客车厂生产这种类别的车辆也不允许再找其他合作伙伴。这一协议的形成推动了车辆的国产化工作。
3、国产化工作有难度，也有风险。较新线项目，在国内列入西部大开发十大工程之中，也是国内轨道交通的一个示范项目，只能成功，不能失败，重要性不言而喻。重庆市政府和轨道交通总公司领导十分重视，反复落实。对制造厂的国产化工作给予了极大支持。市政府领导几次到长春调查、访问，实事求是地解决各种问题。为了长春客车厂试制单轨车转向架，沈晓阳总经理和我一起去国家发改委申请立项、争取资金支持。西铝厂的型材一度出了些问题，市政府有关部门总是到现场协调，提供帮助。由于各方的努力，才使这个项目得以顺利进行。当我们乘坐着车辆行走在线路上的时候，在脑海中不断展现出各方通力合作、互相支持、积极配合的情景。
五、跨座式单轨系统在中国的应用展望
这种交通系统虽然在日本已有四十来年的运行历史，但在中国毕竟是首次，今天可以说取得了可喜的成功。凡是来重庆乘坐过单轨车的政府领导、专家和普通百姓都认为在重庆这样的城市地理条件下，这种交通系统是比较合适的。
其原因有：
1、是在道路的高架梁上运行，噪音比轮轨系统低得多，行走在步行街上的行人只要不抬头往上看，就感觉不到列车在上面运行。
2、重庆市现有道路坡道大、弯道多、曲线半径小，而单轨系统能满足60‰的坡道，最小曲线半径50m。
3、线路的轨道梁对道路景观的影响比较小，每延米的土建重量只有轮轨系统的一半左右，对墩柱的承载要求小得多，特别在嘉陵江沿岸依山傍水，不仅对原有景观没有破坏，一定程度上还增加了沿线美景。
我认为这些原因使这条线路一建成就得到了较为广泛的认同。当然这些意见和观点，决不是对其他交通系统的否定，不同的条件应该有不同的交通制式，这里只是对重庆市较新线项目建设地面线路选择跨座式单轨系统认为是合理的、正确的。
基于以上理由和本人对国内一些城市的调查了解，就技术角度而言（不考虑政治因素、资金来源、合作模式等），我认为有些城市选择这种交通系统是比较合理的。
例如：——古城西安。在规划轨道交通时首先不得不考虑的是地面有城墙，地下有文物。不能因为建设轨道交通去破坏古都城墙，而走地下可能又会碰到××宫殿××兵马俑等无价之宝。建立跨座式单轨系统只要桩基不影响地下文物，遇墙就爬坡，就比较容易解决这一难题。估计客流也可满足要求。
——园林城市。同样建地面线会拆除较多的古建筑，但单轨线路因建筑体量相对较小，旧城、老城弯道多、曲线半径也较小，且南方河道又多，在沿岸建桩柱也较为合适。事实上，在迪斯尼乐园等早有运量较小的单轨车。如果把解决交通问题和观光结合起来，应该是有前景的选择。
——某些大城市。从机场到市内如果要建设轨道交通，单轨车相对来说也比较容易。因为一般都有高速公路，只要在中间的绿化带内建桩柱，既不要再去征地拆迁，也不必大量砍伐树木。
