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1、北京地铁10号线车辆（32列/192辆）增购工程可行性研究报告北京城建设计研究总院有限责任公司2012年7月北京地铁10号线车辆（32列/192辆）增购工程可行性研究报告院长： 总工程师： 技术审定：项目负责人： 北京城建设计研究总院有限责任公司2012年7月 第1章 项目概况1.1项目名称北京地铁10号线车辆（32列/192辆）增购工程可行性研究。1.2报告编制单位和编制目的根据市委、市政府领导要求，北京地铁运营公司提出了进一步提高北京地铁既有运营线路运输能力的阶段目标和实施方案，为满足地铁10号线二期开通后全线进一步缩短运营间隔，最终实现2分运营间隔的目标，10号线须增购32列/192辆电
2、动客车并投入使用。据此，北京市地铁运营有限公司委托北京城建设计研究总院有限责任公司编制本报告，并在项目可研报告批准后正式开展实施工作。1.3报告编制依据(1) 北京市交通委员会关于尽快启动10号线列车增购工作的通知（京交运输发201224号）；(2) 北京市基础设施投资有限公司关于尽快启动地铁10号线列车增购前期研究工作的函（京投资函2012138号）；(3) 北京地铁运营公司委托任务书；(4) 城市轨道交通工程项目建设标准（建标104-2008）；(5) 地铁设计规范（GB50157-2003）；(6) 车辆应符合IEC、UIC、JIS、EN和ISO等有关的国际标准；(7) 车辆应符合地铁车
3、辆通用技术条件（GB/T7928-2003）标准；(8) 业主所提相关要求与技术条件等资料；(9) 运营公司提供的相关测算依据；(10)中华人民共和国招投标法实施条例。1.4工程范围及内容工程范围：北京地铁10号线增购电动客车。主要内容：北京地铁10号线增购车辆（含车载通信、信号及乘客信息系统设备等）32列/192辆，车载通信、信号及乘客信息系统设备应和前期车辆车载设备保持一致。1.5项目提出的理由及意义北京地铁10号线在三环外、四环内环形一周，呈矩形，由一期、二期组成。一期已于2008年7月19日开通试运营。10号线作为北京地铁第二条环线，具有连接中心城西北、东南方向的对角线功能，是线网中的
4、骨架线路。10号线将有效缓解三环的地面交通压力。二期工程是一期工程的延伸线，起于一期工程终点劲松站，终止于一期工程起点巴沟站西侧折返线。沿线经过了中心城的朝阳区、丰台区和海淀区，北连CBD，南接城市东南方向最重要的公共交通枢纽宋家庄公交枢纽，西连城市交通枢纽六里桥及五路居，计划2012年底开通运营。届时，10号线将实现环形运营。10号线线路连接了城市东南部、西北部最为密集的居住地区，与线网规划中的17条轨道交通线路衔接，客流增长潜力巨大。根据客流统计数据分析，为进一步改善地面交通环境、缓解地面交通压力、减少环境污染，应对客流大规模发展，优化路网结构，增加公共交通出行比例，根据市委、市政府领导要
5、求，北京地铁运营公司提出了进一步提高北京地铁既有运营线路运输能力的阶段目标和实施方案，最大程度挖掘地铁的运输能力，提高地铁路网运输效率，充分发挥地铁解决中心区交通问题的重要职能。深入分析，系统研究，科学挖潜，不断缩小既有线路运营行车间隔。根据阶段实施目标，随着地铁10号线成环运营，为充分发挥城市轨道交通高速、便捷、安全、准时的优势，10号线将逐步缩短运营间隔，最终实现2分运行间隔目标，进一步提升北京地铁的客运服务水平，提高企业经济效益和企业竞争力。第2章 工程必要性2.1 10号线概况北京地铁10号线是北京地铁线网的第二环线，环线长度57.438km。与地铁近期线网14条线路形成20处换乘站，
6、串联起中关村、奥运公园、中央商务区、宋家庄公交枢纽、六里桥公交枢纽和五路公交枢纽等重要客运集散点，10号线是网络重要的联络线，具有直达、转乘、和缓解向心交通的功能。一期西起海淀区巴沟，沿元代土城径直向东，在芍药居和亮马桥之间转了90度的大弯，然后向南经东三环路直到劲松站。由西北至东南呈倒“L”形。再向西南方向延伸，经过松榆南路、分钟寺、铁匠营路、成寿寺路，最终与5号线交会于宋家庄站并进行换乘。二期工程是一期工程的延伸线，起于一期工程终点劲松站，终止于一期工程起点巴沟站西侧折返线，二期开通运营时将按环形运营。10号线采用国家标准B型车，列车编组为6辆编组，二期开通后全线成环运营，基于预测客流规模
7、，设计运营开通初期最小运行间隔为3分，一、二期工程共配属车辆84列/504辆。其中一期工程配属车辆43列/258辆，已于2008年7月开通运营。二期工程配属车辆41列/246辆，拟于2012年底正式运营。2.2预测客流规模根据地铁10号线全环客流预测成果，10号线二期开通后初期、近期和远期的客流量及断面流量如下表所示。 设计阶段客流预测规模 表2-1时期指标2015年2022年2037年方案年运量（亿人次）3.065.327.06年日均（万人次）83.82145.63193.31高峰小时断面流量（万人次/小时）2.563.494.13换乘客流量（万人次）24.4254.5380.19（1）客流
8、预测结果显示， 地铁10号线是市区内一条重要的交通干线。初期全日客运量为83.82万人次，高峰小时最大断面客流量2.56万人次；近期全日客运量为145.63万人次，最大断面客流量为3.49万人次；远期全日客运量为193.31万人次，断面客流量为4.13万人次。其在未来城市交通中发挥着重要作用，有较大的客流支持，未来本线运营效率较高。（2）地铁10号线的网络效应比较明显。几乎联络线网中所有的轨道交通线路，沿途与14条轨道交通线路交叉，在初、近、远期换乘站数分别为14、17、25个，这些线路给环线带来了丰富的换乘客流。西、南段沿线用地随着时间的推移，开发强度逐渐提高，与几处公交枢纽接驳后，存在较大
9、的客流潜力。2.3运营现状客流规模地铁10号线作为北京市轨道交通线网中的第二条环线，自2008年东北半环线开通运营以来，充分发挥了环线截流、客流疏散的功能，客流规模增长迅速，远超过了当初设计阶段的预测客流规模。设计阶段预测地铁10号线环线全线成环后，初期2015年高峰小时最大断面客流规模为2.56万人；近期2022年高峰小时最大断面客流规模为3.49万人；现状（2012年4月数据）地铁10号线东北半环线高峰小时最大断面客流规模已经达到3.6万人，提前10年达到了设计阶段近期的预测客流规模。随着2012年底地铁10号线环线全线贯通，10号线客流规模会进一步增加，且增长幅度、潜力较大，参照线网规划
10、阶段客流预测规模，预计在2015年地铁10号线高峰小时最大断面客流规模将达到4.5万人，提前20年达到远期预测客流规模。故从现状运营实际客流规模和环线贯通后客流增长预期判断，地铁10号线在短期内实现2分最小行车间隔是客流增长的必然需求。2.4工程目标落实市政府关于提高我市轨道交通运营能力，增购车辆32列/192辆，实现2013年底全线2分运营间隔的目标，满足日益增长的交通运输需求。2.4.1 行车交路、线路长度和最大列车对数2.4.2 配属车辆数按照10号线一、二期设计文件，列车平均旅行速度为35km/h。根据计算，10号线大交路全周转时间约为100分，最小运行间隔达到2分，需运用车100列，
11、检修车8列、备用车8列，共计配属车116列。由于现配车数量为84列，故实现2分运行间隔需要新增车辆32列/192辆。2.5工程特点增购车辆需2013年陆续进场，2013年底全部到位，时间紧，难度大，须抓紧实施。为确保增购车辆投入运营后的安全、稳定、可靠，以及车辆维修、备品配件的一致性，降低运营成本。增购车辆需与一、二期工程采购车辆系统在技术标准、设计内容、技术参数、实现功能等方面保持一致。第3章 车辆方案车辆选型是地铁系统整体方案中的关键问题之一。10号线一、二期初期车辆已完成采购并保持一致，为保证系统的适应性和车辆运用、维护、检修的便利性，以充分实现维修资源共享，节约工程投资，本工程车辆选型
12、与一、二期初期采购车辆保持一致。 3.1车辆总体要求(1)车辆设计制造基本原则：应采用国际先进的设计、可靠的技术和成熟的产品；节省能源，降低维护和使用成本，美观实用；满足运行线路的环境保护要求；最大程度地使乘客和乘务员舒适；使车辆达到较高的技术水平。(2)十号线具有地下、地面、高架线路区段，车辆应适应各种环境条件，并尽可能减小对周围环境的影响。(3)在保证车辆性能条件下，车辆国产化率满足国家发改委要求。(4)除维修手册中指出的易损易耗件以外，车辆结构设计寿命不低于30年。(5)所有安装在车辆上的设备均应在安装环境中良好工作，且能耐强风、沙尘、高温、高湿、振动、噪声、腐蚀及清洁剂污染。(6)尽量
13、轻量化，减振、减噪、节约能源。(7)造型和色彩要求简洁、流畅、明快、富有时代感。3.2车辆使用条件3.2.1自然环境海拔： 不超过1200m 环境温度：25 45（年平均温度为1112）相对湿度：最湿月份，平均最大湿度为90，该月平均温度不大于25。使用环境：车辆在地下和高架线路运行，在地面库内检修和停放，库内温度不低于0。3.2.2线路参数轨距： 1435mm最小曲线半径：正线 300m 车场线150m 最小竖曲线半径：正线 3000m 车场线 2000m 最大坡度： 正线 30 辅助线35 3.2.3供电条件供电电压：DC750V变化范围：500V至900V再生制动时不高于1000V受流方
14、式：接触轨上部接触受流，接触轨中心线与走行轨道中心线距离为1417.58mm，接触轨顶面高出走行轨顶面1406mm。 3.3列车编组及车辆主要特点3.3.1列车编组及设备配置10号线车辆按其设备配置的不同分为：Tc车（带司机室的拖车）、T车（不带司机室的拖车）及M车（不带司机室的动车）三种车型，并由T、M两种车组成动拖比为1:1的动车组单元。10号线列车初、近、远期均为6辆编组，编组方式：+Tc-M-T-M-M-Tc+注：+ 采用半自动车钩，- 半永久棒式车钩。地铁电动车辆车体端部用作司机室，并安装部分电气设备，其余大部分电气设备及辅助机组均安装在车体下面与车体顶面。为了防尘、防雨雪的侵入，绝
15、大多数电气设备均集中安装在箱体内。3.3.2车辆总体布置的基本原则(1)设备有良好的可接近性，易于安装和拆卸，便于维护和检修。(2)保证车辆轴荷重均匀分布。(3)保证电器设备有良好的工作环境，特别是保证安全的绝缘距离和良好的通风条件，良好的接地装置。(4)尽量使电缆、空气管路和风道的长度最短，尽量减少风道弯曲，并使风量分配均匀。(5)对于产生强磁场的设备要加装屏蔽，以免干扰其它电器设备、电子控制系统和通信信号系统的正常工作。(6)使乘务人员有良好的工作环境，操作方便和安全；保证乘客乘坐舒适和人身安全。3.3.3主要技术参数(1)主要结构尺寸车体长度:19000mm1列车长度:619520mm+
16、2（：300500mm）车体宽度:2800mm车顶距轨顶面高度:3800mm车内高度：2100mm（地板面到天花板中心最小高度）；1900mm（客室内乘客站立区最小高度）；车钩中心线距轨顶面高度:660+10mm地板面距轨顶面高度:1100mm车辆定距：12600mm；固定轴距：2200mm；轮对内侧距：13532mm；车轮直径：840mm（新轮）、805mm（半磨耗）、770mm（全磨耗）； (2)自重和载客量自重： Tc车：不大于30吨M车：不大于35吨T车：不大于29吨载客量：见表3-1。 载客量 表3-1车型单车人（人）列车人（人）座席站席总载员六辆编组定员Tc车36194230146
17、0M、T车42208250超员Tc车362582941864M、T车42277319注：额定载员：站立乘客按6人/m2计；超员：站立乘客按8人/m2计；乘客人均重量按60kg计。（3）运行参数最高运行速度：80km/h起动平均加速度：在超员载客情况下，列车速度从040km/h，不小于0.83m/s2；从080km/h，不小于0.5m/s2。平均制动减速度：在额定载客情况下，列车从最高运行速度到停车。最大常用制动不小于1.0 m/s2紧急制动不小于1.2m/s2平均旅行速度不小于35km/h，技术速度不小于50km/h牵引、制动冲击极限：0.75m/s3平稳性指标：2.5（4）电气参数接触轨电压
18、：DC750V牵引电动机额定持续功率：180kW辅助系统电源：AC 三相 380V DC 110V3.3.4车辆机械和电气系统的特点车体基础结构采用高强度、耐腐蚀性能好、不涂装的不锈钢型材、底架无中梁的整体承载焊接结构。客室每侧为四扇大开度双叶电动门，司机室前端设紧急疏散门，整列车所有车辆的客室通过贯通道连接。转向架为无摇枕外置式轴箱二轴结构形式。构架为钢质压型焊接结构；设二系悬挂装置，一系悬挂采用钢制圆簧或橡胶金属一体化弹簧；二系悬挂采用空气弹簧。采用微机控制的模拟制动机控制单元式基础制动装置的方式，实现无级制动。车辆有良好的通风设施，并设有应急通风系统。一体式空调装置使夏季客室内温度及湿度
19、控制在一定的范围内。电气传动系统采用VVVF交流逆变调速，实现无级调速。列车具有再生制动和空气制动。采用顺序制动的方式，优先采用电制动，减少空气制动。为了充分利用粘着、保护轮轨、提高牵引与制动性能，设置较完善的空转与滑动保护系统。静止逆变器为辅助系统提供三相交流电及直流控制电源。列车诊断系统具有对主要车载设备的技术状态进行监测、诊断、评估、存储、显示和报警的功能。列车运行自动控制（ATC）系统采用计算机控制的自动驾驶（ATO）、自动监控（ATS）和自动保护（ATP）等子系统。噪声指标按GB1489294地下铁道电动车组司机室、客室噪声限值执行。列车在故障情况下的运行能力：6辆编组列车在超员状态
20、下，当损失1/3动力时，列车仍然可以在35（考虑新线车辆的通用性）的坡道上起动，并以正常运行方式完成一次单程运行。6辆编组列车在空车状态下，当损失1/3动力时，列车仍然可以在35的坡道上起动，并返回车辆基地。列车救援能力：一列6辆编组的空车能将另一列停在35（考虑新线车辆的通用性）坡道上的6辆编组超员故障列车移至最近的车站（上坡）。一列6辆编组的空车能将另一列停在35坡道上的6辆编组故障空车救援到车辆基地（上坡）。3.4车体及车钩3.4.1车体(1)车体材料地铁电动车辆对车体的主要要求：第一，有足够的承载能力；第二，足够长的使用寿命；第三，尽量做到轻量化。第四，技术成熟，国内制造。车体结构材料
21、选择的前提是能在安全运行和检修方便的基础上使车辆结构重量减轻，从而达到节约原材料及能源的目的。目前国内外车辆的车体结构材料的选用基本上有耐候钢、铝合金和不锈钢三种。耐候钢车体（碳钢）耐候钢车体具有良好的冲压性和焊接性，以及较好的强度和较高的韧性，同时车辆造价较低。但耐腐蚀性较差，车体结构容易产生严重腐蚀，维修工作量也会相应增大。铝合金铝合金车体外形美观，重量相当于耐候钢车体的1/3左右。此外铝合金车体耐腐蚀性比耐候钢高得多，并且也具有与耐候钢相当的耐冲击性。同时，铝合金易于挤压成型，可以制成所需各种断面形状，且无需二次加工，组装工艺省时、省力。但也存在着耐燃烧性能较低，可修复性能差的缺点。同时
22、铝合金车体价格相对耐候钢车体要高得多。不锈钢车体不锈钢车体强度最高、耐腐蚀性最好、耐火性能高于铝合金，也很容易达到车体薄壁化、轻量化。这种车体外表面不用涂漆，因此易于维护，并可以减少喷漆工序和喷漆车间。且价格低于铝合金。综上所述，车体材料优化主要指高强度、耐腐蚀、重量轻。目前，耐候钢车体虽在数量上占有一定的优势，但无论是机械强度还是使用寿命及外型美观等方面都无法与铝合金、不锈钢车体相媲美。因此，采用铝合金、不锈钢作为车体材料应是今后的发展方向。鉴于地铁10号线初期车辆选型情况，建议增购的车辆仍采用免涂装不锈钢车体。(2)车体结构车体由底架、侧墙、端墙、车顶四大部分组成。车体的结构为底架无中梁的
23、整体承载式。采用强度大、重量轻、耐腐蚀性能好的大型不锈钢型材和板材拼焊而成。Tc车司机室端部底架上设有能量吸收结构，当车体底架水平方向上的作用力超过正常受力时就会产生塑性变形，使传至挤压板块上的力得以吸收。同时，在司机室端外侧（约地板面高度）设有防爬装置。(3)总体布置车体的总体布置除Tc车一端带有司机室外，其余基本相同。每辆车的一侧各设有供乘客上下的四个门道，高阻燃性的玻璃钢座椅呈纵向布置（座椅高度距地板面430mm），车辆与车辆之间采用贯通道连接。内装饰客室内部装饰包括地板、天花板和内墙板，整体结构应具有阻燃、无毒的特点，且不易损坏。立柱及扶手客室内立柱为三列布置，扶手布置在座椅上方两个立
24、柱之间。立柱与扶手采用不锈钢或铝合金管制成，外观光洁。客室门车门形式：双开式电动内藏门车门数量：每辆车每侧4对门扇净开宽度： 130010mm净开高度： 180010mm供电电压： DC110V，波动范围：77121V开门时间： 30.5s车门控制方式：全列车门的开闭集中控制，满足ATO自动驾驶和人工驾驶两种模式。车门应有机械锁闭装置、故障隔离装置及门开关状态监视装置。客室窗在不影响车体刚度和车门开度的条件下两侧车窗应尽量大。大窗尺寸约为1600mm920mm。客室贯通道贯通道由渡板、折叠式风挡（风雨棚）及内饰板等组成，Tc车后端和其它车辆两端设置贯通通道，其通过宽度为1300mm，通过高度1
25、900mm。司机室在司机室的每侧各设置一个司机室侧门，门打开时净宽度约560mm，净高度约1800mm。司机室通往客室设置一个端门供司机出入客室，通常锁闭，防止乘客进入司机操作区。在紧急状况时打开此门能使乘客通过司机室从紧急疏散梯离开列车。门打开时净宽度为650mm，净高度为1800mm。司机室前方设有疏散门和安全疏散梯，在紧急情况下能使乘客安全离开列车。在车辆上加装电视监视设施，司机室内有相应的显示装置。司机台设于司机室右侧，各操纵手柄、开关及显示信号、仪表应方便司机操纵、观察。司机室设电笛开关，电笛设在司机室外部。司机室内配置呼吸器。其它设吊环，车内设置广播喇叭，车内设置紧急报警开关，设置
26、适量的灭火器。每列车中至少应设置一处轮椅专用位置并应由乘轮椅者适用的抓握或固定装置。3.4.2车钩车钩采用密接式车钩，连接安全可靠，设计紧凑，轻巧灵活。根据车辆编排及列车组成的需要，车钩采用两种不同的形式，即半自动车钩和带缓冲装置的棒式车钩。3.4.3车辆安全防护装置车辆两端加装防爬器，以防止发生剧烈冲撞时与相邻车辆相互挤压车厢。车体底架车钩下方加装能量吸收区，使列车在以25km/h的速度与另一静止列车相互撞击时吸收撞击能量而客室无损坏。车钩设缓冲装置，车钩挂钩速度不大于5km/h；3.5转向架转向架是地铁车辆中最重要的部件之一。转向架承受车架以上各部分的重量，保证必要的粘着以产生轮周牵引力和
27、制动力，缓和冲击、保证运行的平稳性及曲线通过。性能好的转向架，应具有良好的动力学性能、良好的曲线通过能力、粘着重量利用系数大以及结构简单、重量轻等。目前国内外使用的常规转向架有两种结构：有摇枕和无摇枕。有摇枕转向架，车体是通过摇枕来支承，车体和转向架纵向力由心盘传递。无摇枕转向架，车体直接坐在转向架上，由中心销实现车体转向,从国内外地铁车辆转向架的发展来看，无摇枕转向架是今后发展方向。3.5.1主要技术参数轨距 1435mm；最高运行速度 80km/h；轴距 2200mm；车轮直径 840mm（新轮）/770（全磨耗）；空气弹簧有效直径 540mm；轴重 14t；重量 动车：约7.0t； 拖车
28、：约4.6t；轮重减载率 0.6；转向架同一轴的两轮（新轮）直径之差不得大于1mm，同一车辆的两轮（新轮）直径之差不得大于2mm。3.5.2构架构架是转向架的主体，承受和传递垂向力和水平力。采用全封闭箱形钢板焊接结构，呈H形对称布置。H形构架结构简单，由两根侧梁总成和两根中央横梁总成组成。构架的设计寿命为30年。3.5.3悬挂装置车辆设置二系弹簧悬挂，可减少弹簧装置的合成刚度，增大总静挠度，改善车辆在垂直方向的运行平稳性，减少车辆对线路的动力作用。一系悬挂系统的结构可采用轴箱顶置螺旋钢圆弹簧加橡胶垫的结构和垂向液压减振器或采用圆锥形金属橡胶弹簧。二系悬挂由空气弹簧、横向油压减振器、横向缓冲器、
29、水平杠杆、调整杆、安全钢索、自动高度调整阀、压差阀、调整垫等组成。3.6牵引和电制动牵引传动系统是轨道车辆的核心部分，车辆性能的好坏、投资的多少以及运行费用的高低和可靠性等重要技术经济指标，均与牵引传动系统密切相关。确定车辆牵引传动系统的原则为：安全、可靠，便于操作，技术先进成熟，节约能源，维修量小，成本低，乘坐舒适，有利于向国产化过渡。目前国内外快速轨道交通车辆的牵引传动系统可分为两大类：直流牵引传动系统和交流牵引传动系统。直流牵引传动系统都是以直流牵引电机为动力，因此直流牵引电机体积大、占用空间较多、维修工作量大等缺点依然存在。目前直流传动已逐渐被交流传动所取代。交流牵引传动系统是以交流牵
30、引电机为动力的牵引传动系统。交流牵引电机结构简单，维修工作量小，但调速较直流电机困难。所以在很长一段时间，大功率牵引领域一直是以直流电机为主。但首先，随着电力电子器件的迅速发展，从不控型整流管到半控型晶闸管（SCR）、全控型晶闸管（GTO），从大功率晶体管（GTR）、场效应管（MOSFET）到绝缘栅极双极型晶体管（IGBT或IPM），以及电力电器器件从电流驱动型到电压驱动型全控器件等发展，使得实现交流传动的逆变器性能更加优良、工作更加可靠。其次，微电子技术中CPU的发展日新月异，使其集成度高、功能强、运算速度快，更加适合交流传动的实时控制。另外，随着现代电机控制理论的发展，已从最早的标量控制，
31、到70年代的矢量控制，发展到80年代的直接转矩控制，使得交流电机的控制更加精确。所以交流牵引传动系统已成为近代调速系统中最为优越的一种调速系统。它具有如下的优点：(1)实现无级调速，起、制动平稳。(2)可方便实现再生制动，节省电能，降低运营成本，同时减少了摩擦制动，改善运营环境 。(3)列车可通过VVVF装置实现牵引、制动工况的转换，同时可通过相序的改变实现列车转向。(4)列车在不同速度范围内采用不同的控制方式，特别是交流变频控制技术随微机技术的采用使得控制更加灵敏、准确，可充分利用与发挥牵引电机的功率与车辆的粘着性能，实现调节灵活，预防车轮空转与滑行，可提高列车的起动加速度，制动减速度。(5
32、)采用交流异步电动机，结构简单，尤其是取消了直流牵引电动机必须的换向器，运行可靠，过载能力强，可以实现几乎无维修与保养，这一点对于车辆的运用与维护是至关重要的。(6)微机的引入和应用，使得车辆的控制监测设备较为简单,功能更为齐全，极易实现车辆的自动检测，故障记录，便于提高车辆的维修水平，节省维修时间。(7)车辆的电气线路、尤其是主电路中有触点开关元件数量大大减少，提高运行可靠性，减少维修工作量，而且可以减少电器设备的重量而降低车辆自重，不会因采用先进技术而增加车辆成本。同时由于有触点元件数的减少，模块化、标准化和无维修零部件的应用，更适用于采用互换性维修方式，从而保证检修质量和缩短停修时间。(
33、8)交流异步牵引电动机单位重量的功率比直流串激牵引电动机大，可以相应提高动车的牵引功率而减少列车编组中的动车数量，增加拖车的数量，这将有利于车辆平均价格的下降。(9)该系统具有高效率的特点。因为变频调速没有附加电阻消耗大量的电能，同时也不会因附加电阻的发热提高隧道内温度而要求增加通风或制冷电能。本工程车辆的牵引传动系统采用VVVF交流传动。采用IGBT或IPM元件、模块构成的VVVF主逆变器；每辆动车设置一台VVVF逆变器，由该逆变器给4台并联的牵引电机供电。由鼠笼式三相异步交流牵引电动机驱动；绝缘等级为200级，自通风，采用横向全悬挂方式，额定功率约180kW。采用微机控制技术，牵引电动机电
34、流应随车重自动调节。数量：每辆动车4台。由于城市轨道交通系统站间距短，列车起制动频繁，制动减速度要求高，为此车辆设有电制动系统，而且采用电制动也可有效的减小车轮、闸瓦磨耗及环境污染。将再生制动、空气制动结合起来使用，这样既充分利用了再生制动的优点，又保证了电制动的稳定性，当列车速度降至很低或因故电制动不足时，最后才用空气制动，这样可大大减少环境污染。本工程再生制动考虑电网吸收和变电所能量再生装置吸收。3.7辅助系统辅助电源系统是控制系统的一个重要组成部分，辅助电源系统的主要任务是产生能满足车辆控制系统的低压电源、客室照明、空调或通风机组以及其它低压用电设备所需的各种不同的电源电压，其供电质量及
35、可靠性直接影响到车辆的安全运行。静止逆变器是近几年发展起来的辅助电源系统。过去采用晶闸管的静止逆变器在容量大时的重量和体积较大，其发展受到一定的限制。自八十年代以来，随着大规模集成电路的出现，静止逆变器从可关断晶闸管（GTO）到绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）再到智能化功率模块（IPM）。采用绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）或智能化功率模块（IPM）静止逆变器具有体积小、重量轻、转换效率高、噪声低、输出电压频率精度高、维修工作量少及具有自我保护等优点，并且在较高的容量时仍可采用自然冷却的方式而不需采用电动机通风，节约了能源，减少了维修工作量。3.7.1静止逆变器每列车设两台静止逆变电源， 在正
36、常情况下，每列车的2台静止逆变器(SIV)向全列车辅助系统的负载提供电源；当其中1台静止逆变器(SIV)故障时，另1台应能承担6辆车的基本负载并保证列车的正常运行，此时列车空调系统减载运行。输入电压：DC750V输出电压：DC110V、DC24VAC220V或三相380V，50Hz容量：应满足负载要求3.7.2蓄电池形式：碱性镉镍少维护蓄电池电压：每列车配有2套DC110V蓄电池组容量：不小于140AH；蓄电池容量应能够满足车辆在故障情况下的应急照明、外部照明、车载安全设备、广播、通信、应急通风等系统工作不低于45分钟。3.7.3照明(1) 客室照明灯具： LED灯（40W）电源：AC220V
37、，50Hz 照度：在距地板面高800mm处，不低于200LX故障照明：在每一个门区(相对的两个侧门为一个门区)设一故障照明装置,当车内正常照明失效时，故障照明装置应能维持车内照明,维持时间不小于45分钟，故障照明装置可以与门区的正常照明采用同一灯具。故障照明电源电源：DC110V(2) 司机室照明灯具：LED灯（20W）电源：由DC110V电源经静止逆变器供电司机室灯光照明在地板中央的照度为3lx5lx，司机控制台面为5lx10lx，指示灯、车载信号灯和人工照明均不应引起司机瞭望行车信号时产生错觉，并应设置较强照度的照明装置，以适应室内设备检查维修时的需要。(3) 前照灯及防护灯灯具：白炽灯电
38、源：DC110V照度：在视觉清晰的天气情况下（没有其他照明），选择“强光”方式时，在车辆前端紧急制动距离处照度不低于2Lx。(4) 司机室前方左右设防护灯灯具：红色LED电源：DC24V3.8空气制动及供气系统空气制动系统可独立于电制动，是列车运行安全必不可少的关键设备，是列车制动的最终保障系统。 空气制动机采用数字或模拟制动机，其性能应能独立满足列车制动要求。空气制动机应具有空重车调整装置,能与电制动自动协调配合,满足列车自动防护设备(ATP)及列车自动驾驶设备(ATO)的要求，并具有防滑功能。基础制动装置：采用单元制动( 带有停车制动)方式的单侧踏面制动。风源系统是为全列车制动系统及空气弹
39、簧等使用压缩空气的装置提供压缩空气。采用活塞式或螺杆式空气压缩机。压缩空气系统应设有滤尘、油水分离及空气干燥装置。3.9空调、通风系统地铁车辆主要运行在地下隧道，乘客密度大，因此通风换气，改善车内空气品质，是提高乘客舒适性的重要方面。通常用于地铁车辆的通风方式有自然通风、强迫通风及空气调节。北京夏季气温较高，车辆设置了空调装置。(1) 采暖司机室、客室均设采暖装置，外界温度为9时,车内温度15。(2) 空调空调装置采用集装单元式，每辆车安装两台空调机组。客室空调系统主要参数：外界温度为33时，车内温度不高于281。人均新风量：不小于10m3/h每辆车制冷量(225000kcal/h)司机室采用
40、单独空调，新风量不少于人均30m3/h。(3) 通风通风系统也是空调装置的重要组成部分，其作用是将经过处理的空气输送并均匀分配到客室，使客室内形成一定的气流组织。通风系统设有强排设施，在向客室内送入经过处理后空气的同时，可将客室内的一定数量的污浊空气从车顶部静压风扇排出。通风系统是不分季节而长期运转的系统。司机室具有单独的气流循环回路。(4) 事故通风系统在交流电源发生故障等紧急情况下，由蓄电池DC110V供电，通过DC/AC转换器变为AC220V向交流风机供电，蓄电池容量应能满足列车不低于45分钟的事故通风、照明要求。3.10列车的控制和诊断系统列车的控制和诊断功能主要通过列车通信网络获取信
41、息，并由相应的控制和诊断单元来实现。列车通信网络是列车总线和车辆总线构成的两级网络，系统采用分布式总线控制方式。列车控制系统应具有自诊断功能，当列车联挂时，列车总线控制系统可自动识别和连接。通过列车总线系统实现多机通讯，完成列车总线控制系统的列车控制、故障诊断等全部功能。3.11车载系统和通信(1) 车载系统1）乘客信息系统包含以下几个子系统(但不限于)：列车有线广播系统；乘(旅)客信息显示系统，新闻与广告播报系统；车载旅客安全监视系统；自动化报站/关门报警系统；终点站，运行区间及车次号电子显示装置。2）列车广播系统每列车装有两套列车广播设备，每套广播设备主要由司机室设备、客室设备及辅助设备构
42、成。3）视频监视系统视频监视系统包括客室监视摄像机、司机室监视摄像机和监视显示屏。4）客室紧急报警装置及乘客安全标识客室内应提供紧急报警按钮，用于紧急情况下乘客向司机报警，并且客室内适当位置要求有乘客安全标识。(2) 通信列车应设有首尾车司机室间的通话设备，司机室应设有向客室进行人工广播和播放录音的设备，司机室应有与客室报警开关相应的音响、灯光报警显示装置。客室设有信息系统显示设备。列车应设有与车站、调度中心及车辆段间联系的无线通信设备。3.12列车自动控制列车自动控制（ATC）系统由下列三部分组成：自动监控(ATS)、自动防护系统(ATP)、自动运行系统(ATO)。3.13防火要求车辆的设计
43、必须有良好的防火性能，以便最大限度地防止火灾发生。车辆的设计、制造及所选用的材料、部件的防火要求符合DIN5510的相关标准。所有电线、电缆均应采用难燃、阻燃型。车辆上不允许使用可燃的材料（如木材等）和燃烧后产生毒气的材料。车辆上所用材料应采用非延燃性材料和防火材料。要求符合BS6583的相关标准。3.14标准车辆应符合IEC、UIC、JIS、EN和ISO等有关的国际标准。车辆应符合中华人民共和国地铁车辆通用技术条件（GB7928-2003）等标准。车辆应满足中华人民共和国国家标准GB50157-2003地铁设计规范中关于城市轨道交通B1型车限界标准及GB146-83标准轨距铁路机车车辆限界，
44、B1型车限界标准图。3.15配套检修试验设备由于增购车辆数量较多，为保证新车开展有效车辆维修，保证车辆安全运行，应购置相应的配套检修、测试设备。包括：VVVF测试装置、SIV测试装置、驱动装置测试装置、单车制动试验装置、制动控制装置试验装置、制动单阀试验装置等。第4章 车辆国产化4.1国产化要求根据国务院和国家发展改革委员会的要求，实现城市轨道交通车辆国产化具有极其深远的战略意义，不仅可以降低工程造价，方便维修，降低运营成本，也可以推动我国城市轨道交通产业和相关产业的发展。因此，根据10号线车辆增购工程的特点，制定了以下国产化的总体要求：(1) 坚决贯彻国家对实施城市轨道交通设备国产化要求的原
45、则，车辆平均国产化率达到70，牵引系统的国产化率达到40；(2) 充分利用我国已经形成的工业基础，分析各国产设备的技术水平、技术规格、技术标准及工艺，实事求是地确定各种设备的国产化率，积极稳妥地推进国产化进程；(3) 城市轨道交通车辆应技术成熟、安全可靠、技术性能相对先进，符合当前轨道交通技术装备的发展趋势；(4) 对国内尚不能生产或技术上不够成熟的产品要采取技贸结合引进、消化、吸收，国内配套、组装、逐渐实现国产化；(5) 轨道交通车辆应便于维修、便于管理，有效降低运营成本。根据国务院和国家发展改革委员会的要求，实现城市轨道交通车辆国产化具有极其深远的战略意义，不仅可以降低工程造价，方便维修，降低运营成本，也可以推动我国城市轨道交通产业和相关产业的发展。4.2车辆国产化随着国内城市轨道交通建设的快速发展，尤其北京地铁5、10（一期）、4号线的相继建设，VVVF交流车的生产制造及运用技术已日趋成熟，完全达到了实用化和批量生产能力。在10号线采购车辆的基础上，此次增购车