广州艰难的地铁路
——“节约型都市快轨论坛与技术创新”学术会议主体报告会上卢光霖的发言 主题：直线电机运载系统在广州地铁的应用 卢光霖（广州地铁总经理）：
今天我发言的题目是有关于直线电机运载系统在广州地铁的应用，汇报除了讲稿汇报的内容以外，我想脱稿讲一下广州地铁在近年来我们进行技术创新管理创新上是基于什么原因，基于什么样的需要我们进行这项活动的，
目前在中国城市轨道交通事业高速发展的时候，我们回过头来看一下中国城轨发展的历程。从三十年前在北京，我们中国人非常自豪地向世界宣布，我们用中国人自己的智慧，用我们的心血和汗水成功地建造了第一条中国的地铁线路，直到现在，这条线路运行得非常好，它可能是代表了中国设计，然后又继续由天津、上海、广州陆续在八十年代、九十年代开始修第一条地铁，作为广州我们修第一条地铁的时候，无疑碰到第一个问题是，修这条地铁在九十年代应该采用什么样的技术，在九十年代广州第一条地铁线路在中国大地上引起了很多专家的争论，当然我作为1999年参加地铁行列的新兵，我只能从历史的记载上能够得到一点点的信息，但是无疑对我上任以后的六年，将要七年，给我很多的启迪，也有很多的启发和很多的帮助。
我们现在讨论一个问题，城市轨道交通的建设投资巨大，周期长，它是一个系统工程，技术复杂，我们讲成本，不能单一地说它的土建成本，还有机电系统庞大的投入，也构成了它成本占据非常重要的组成部分。但是，当广州第一条线路开始建设的时候，也是在论证的时候，我们碰到的是，中国的具有集成能力的设计院机会找不到。我不是有意贬低中国在轨道交通领域上我们的设计能力与水平，但是我们要尊重一个事实，同样是轨道交通，大铁路跟城轨有很大的区别，而我们的大铁路的设计院包括铁
一、铁
二、铁
三、铁四院，无疑他们都是工程设计院，很大的一个特征，城轨现在要进行技术选型，无疑是以车辆为龙头，但是非常遗憾，我们现在设计院都没有车辆这个专业，因为中国的大铁路全国一个标准几十年，因此我们如何能够追上和赶上世界的先进水平，我们的起步要把我们的能力与水平放在什么样的基点上，广州市委市政府是做了非常多的考虑。在九十年代初，广州的财政收入不到80个亿，如果要拿出138亿的资金来修一条地铁，当时无论从资金的压力还是从财政资金分配上都带来非常大的争论。但是，广州市人民政府要咬紧牙关，下定决心，一定要在起步的第一条线，贴近世界的先进水平。这个决定又源自于非常靠近广州的香港，只有一百多公里，香港的地铁水平是世界一流的，很自然，广州人在评价广州地铁线路安全性、可靠性、舒适性，往往很直接的就是跟香港来比。比如到目前，广州如果有五分钟的故障，我们的报纸排山倒海，给你轰炸得不得了，一点也不放过，所以我们搞轨的同行是非常苦的。
昨天我从广州飞到北京，没人通知我，就是误点了一个多小时，一声对不起都不用有，我看报纸从来也没有登，那么就是说，我们在选择系统的时候，要高度地关注我们的可靠性、安全性，还有就是舒适性。给我们广州建设地铁的建设者们带来了很大的课题，也是一种压力。好在一号线建设的时候，我们用的是外国贷款，我们的系统90％以上通过引进的，以德国的技术为主。我们第一条线建成，无疑给广州继续修
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八、九高强度建设的今天，第一条线的成功，无疑给我们信心和促进。更重要的是，广州引进先进的技术与系统，它对广州未来又走过
六、七年的今天，从1999年开通一号线到现在，我们又走了一段。说起来并不漫长，但是我们这几年也可以称得上是跨越式的发展。
新技术的应用给我们带来了很高的超值的回报，同时德国人的观念、德国人对技术的严谨、执着、认真、诚实，可能给广州地铁带来另一笔财富，这是到今天我们都在想用这种带来新观念、新思想和科学严谨的态度。 99年以后，国家提倡城市轨道交通必须要走国产化的道路，我觉得这个政策是非常正确的，我并不是在留恋着我们一号线90％以上引进的设备，它的先进性和可靠性，不是否定先进性和可靠性，而是中国在大规模城市轨道交通的发展，我觉得不利用我们当今在高速发展的机遇去发展地铁产业，提高我们自主创新的能力，还是依靠国外的技术，刚才施院长所说到节约型交通系统无疑是达不到的。 一号线建成以后，到今天给我们带来最大的困扰是配品、配件的昂贵，外国人给你供应设备，卖的是一个价，要修理的时候给你几十倍地翻，我们现在要买一些维修的配件，有的上涨高达30倍，你不买里就停运，没办法，所以广州第一条建成以后，随着国家提倡的国产化，我们举双手、双脚赞成，全力推动，毫不含糊。这源于我们本身的需要，如果从全寿命周期成本考量，全寿命周期在我们经济生命周期内，除了我们的建造成本以外，还有很大一块是维护、维修，这一块是远比我们的初期投资还要大，走国产化的路，是我们降低全寿命周期成本非常有力的，也必须的一条道路。所以，广州在建设一号线以后，我们毫不犹豫，坚决响应国家的号召，走国产化的路。在二号线，我们第一列是模块化的铝合金车体的A型车在长春诞生，我们现在的车辆跟一号线车辆的水平没有什么差别，我们的配置比一号线还要高，但是价格只是一号线的引进的一半多一点。
说到国产化，可能这个话题并不新鲜，因为城市轨道交通走国产化的道路在三十年前，北京已经走了，我现在理解国家的国产化的政策，应该把它放在跟国际接轨，与国际先进的地铁系统技术相一致的国产化，不是低水平的国产化，而是高水平的国产化。所以，我们不计较任何人对广州的发展定位城轨的发展定位有什么样尖锐的批评，比如说豪华的，广州有钱，广州乱花钱，广州搞时髦，等一下我会说清楚。我们现在走了六七年的国产化、高水平的国产化，我们得到丰厚的回报，这是我们广州地铁人所觉得骄傲、自豪的一点。 一个高水平的国产化，是目前中国各大城市都在陆续修地铁的原因，也是在最近国务院定下来的，刚才施院士所介绍的，轨道交通包括大铁路和城市轨道交通优先发展。在特定的时期内，广州地铁又在想另外一个问题，西方国家用100年甚至超过100年的时间，修成两百、三百公里的城市轨道交通路网，我们看纽约地铁，大家回来有一个感觉，老线非常地老，黑洞洞显示不了它的先进性，那么就是说，城市轨道交通在它的发展历史上有一个非常突出的问题，它的技术应用牢牢打上了时代的烙印。以广东目前提出来到2010年，要建成255公里的城市轨道交通路网，其中还没加上我们已经动工的广州到佛山的城际铁路，也是地铁，36公里，还没有继续地在255的基础上，还要延伸几十公里，我们数一下，从今天开始到2010年，广州每年的建设强度相等于前十年，一年等于十年的建设强度，我们从1992年、93年开始修第一条地铁线，到2003年又建成广州地铁二号线，全长不到37公里，两条都是18公里多一点，如果我们把255减去36公里的话，我们每年必须要建成超过35公里。这是一个事实。
第二个事实摆在我们面前，在仅仅五年的时间，我们要修超过200公里的线路，我们的技术水平又怎么能够覆盖到以后的十年、二十年不落后，给广州修地铁的建设者又是第二个课题。 第三，我们必须要发展科学技术发展生产力，如何进一步降低建造成本，提高运能，保证它的安全性和可靠性，服务质量、舒适性还要是高水平的，这又给我们带来了第三个问题的研究。中国目前的城轨建设作为系统集成有经验的、有能力的设计院不多，我其中有一个经历，但是我今天不是在说别人不是，这是一个事实。当时我们在修三号线的时候，提出了移动闭塞信号，我知道这是有很多争论的。但是今天这种争论慢慢地认同了，小编组、高密度、提高服务质量，降低建造成本，这种信号是非常有生命力的，也是代表我们当今发展方向。为什么要有移动闭塞信号，很简单，一号、二号线我们用的是轨道电路，广州用的还是数字准移动闭塞系统，但是轨房设点多，维修量大，不可预见的因素经常出现，移动闭塞信号系统最大的特点就是大大地简化了我们的轨道设备，提高了它的跟踪性，从而达到高的安全度，高的可靠性。
我们当时是基于加拿大阿尔卡特的移动闭塞信号系统，它用了二十年，无人驾驶，用得非常成功。当时我们就考虑，把这个技术引进，CBTC还没有诞生。当时我记得铁二院作为我们长期以来支持广州地铁的一个很好的合作伙伴，给了我们很多的帮助、支持，但是铁二院的信号专家他们对这个概念是零，是我带着他去看的。也就是说，我们现在在中国的轨道交通城轨的市场上，你想要的东西没有，只有一种替代这个角色，这就是中国的特点，为什么广州地铁作为项目业主，要在技术创新上要走这么一条路呢？我们是不是要追求一种名誉？是不是要搞花架子？要出人头地呢？我说完全不是，从我们二号线采用五大新技术给广州二号地铁运营带来一片光明。比如，我们是过去第一个采用屏蔽门的，很显然，我先不说屏蔽门是否节能，广州跟北京不一样，南方跟北方不一样，起码有一个共通的是什么，我们的城轨作为运营管理每天都受到自杀跳轨的威胁，二号线装了以后，没发生一宗，因为无法跳下去，我在站台上设得重兵保安加站务员保守，现在我的人员大大减少了，撤了，不要了。第二，每天我的空调是从活塞车辆运动当中把冷空气拉出去，使得我们本身地铁站的供冷的冷量大大地损失，由于有加装了屏蔽门以后，我们现在整个空气条件其中包括我们的舒适度、能耗大大地降低，一进二号线和一号线两码事。又比如，我们发展得刚性基础网，刚性基础网、刚性悬挂，为什么我们要搞刚性悬挂，很简单，广州一号线是柔性悬挂，我们每天都在担心，柔性悬挂所带来突然间的灰线的断裂所产生列车停运和大事故，这种状况在全世界，包括香港地铁，也出现了不少次的事故，维修量和护量很大，我们发展了刚性悬挂以后，到今天没出一件安全事故，我们原来的基础网的维修人员减了一半。
又比如我们针对自动售检票AFC系统原来采用的持卡，一号线采用美国QB的系统，但是磁卡给我们运营管理，一是磁卡本身的寿命很短，只能用500次左右。磁卡经过机械检测、磁头、传动系统经常损害，是很精密的，在这种情况下，我们就考虑到IC卡的发展，无接触IC卡，从银行到现在很多领域都在用了，但是单程票我们又发展了，目前我们可比的单程票的IC卡，我们的购入成本是2.3元，磁卡好的质量是1.5到1.8元，但是IC卡号称是长命卡，重复使用，无维修，设备也非常地简单，我刚才列举
一、
二、三新技术的应用，完全是在解决我们在运营当中，在全生命周期成本考量上如何用高新科技提高我们的生产力、降低成本。 又比如，我们发展在复合地程采用盾构法，更是明显，我们从一号线建造成本一公里完全成本6.6亿人民币，当时还享受税的政策，到二号线下个月二十号国家验收，意味着我们的工程达到了财务决算，现在是88亿，全地下线，配置比一号线高，车辆多了30辆车，88亿，整整节省40个亿，同样的运能、同样的水平，略高于原来的水平，为什么？土建费用一公里过修的隧道一公里的单线隧道大概在五千万到六千万，不管你用明挖法也好、矿山法也好，还是我们一号线用的盾构法，现在降低到3.3亿一公里，我们在这几年当中，全方位推动盾构法在符合地程的运用，现在我们的隧道滴水不漏，盾构法同步注浆。我今天可能说得话不太对，应该把我们的经验也包括教训跟大家共同讨论。目的是发展新技术为了什么？为什么要发展新技术？为什么要应用新技术？我今天可以大声地说这么一句，广州不追求豪华，不是为了新而新，而是为了追求城市轨道交通满足它的安全性、可靠性、舒适，满足它运用新技术、新工艺、新材料，进一步降低它的全寿命周期成本，是为了提高生产率而应用新技术。 说到直线电机运载系统，直线电机运载系统在中国来讲一项新技术，但是我并不认为，它是一项最新的技术，它是最高的科技，因为每一个系统每一项技术都有它的局限性，它并不是所有的技术都可以放在任何场合，任何条件下都可以发挥它最大的作用和取得最高的效益，这就是我的观点。 今天我讲的直线电机，我并不认为它可以替代其他的传动方式，其他的传动方式也有它的优越性，比如常规的轮轨，跨柱式的单轨等其他的方式，我认为都有它的生命力，根据客观条件而选用这种技术，直线电机在广州的运用是完全出自于广州特定的地理环境条件，而采用这种技术，解决我们现在存在的问题。
比如，广州目前在继续修建四号线、五号线、六号线时碰到了非常大的难题，四号线多次过珠江，而且四号线有很长的一段是高架线，就是从地下走上地面和高架，我们在选择系统上，必须要有三个条件要满足，第一是高的爬坡能力。过珠江，从珠江底下上来，升到几十米，然后到江边，我们要设站，很显然，要么你就是采用传统的轮轨，你的爬坡能力只能做到千分之三十，我们现在要求做到千分之五十五，现在最高的坡度、最大的坡度是千分之五十五，直线电机具有高的爬坡能力，可以达到千分之七十。 直线电机第二个优点是转弯半径小，根据目前我们知道的日本采用的直线电机最小的转弯半径是60米，传统轮轨不低于350米，广州在选线上马上碰到五号线、六号线，在进城的广州城市市区，我们无法找到350米的转弯半径，只能在150米到200米，所以直线电机转弯半径小，又给我们带了另外一个需求上的满足。
第三，低噪音。低噪音很显然，在测定它噪音的时候，我们在温哥华看到直线电机线路可以穿越一个大楼，对环境的影响是非常地小。
第四，全寿命周期成本的降低，很大的特点日常维护量也非常地小、非常地少。温哥华第一期是29公里，29公里配员350人，包括了维修和乘务、车务、票务，平均每公里多少人？由于它的维修量低，它的可靠性高，这个系统本身是寿命周期成本低的系统。
第五，本身在工程造价上，比如我们的土建费用，直线电机由于在行走系统上转向架非常地简单，它没有减速箱，因此满足同样的运能隧道的界面可以大大地缩小。我们经过计算，如果地下线路土建费用可以减少20％左右。根据广州这种特定的情况，我们选用直线电机，我们是在一种特定的条件下，我们采用这种系统，这是第一方面。
第二方面，走直线电机引进的道路，我们又做了一个大胆的尝试。第一，目前世界上成熟的直线电机技术是小运量的或者是中小运量的等级，一般是每辆车在120人到150人左右。广州明天下线的直线电机车辆每辆车的载客量是240人，是一个中大运量的等级。第二，我们未来在高架线上行走，如果是上部受电，将会像上海的明珠一样，每隔十来米有一个龙门架，对景观的影响非常大，所以我们保持了交流1500伏供电的标准，发展了第三轨供电，是钢铝复合轨的第三轨供电，从城市景观以及今后的维修维护上和牵引变电所保持1500伏和750伏的供电，很显然它的优势在于牵引供电的变电所可以减一半，比如我们在三号线长区间隧道，超过六公里的长区间隧道，地下线如果我们采用不是1500伏而是750伏，我们中途找一个变电所都非常困难。
发展直线电机是我们以一种跨越的方式大胆做的一些尝试，这项技术得到施院士全力的支持，更有北京交大在理论的研究上给我们做了非常大的贡献，更有我们利用市场上供货商、承包商参与了我们这项研究和开发。直线电机目前广州采用的是中大运量的等级。第二，它的国产化率我们达到70％，我们把四号线五号线两条线的捆绑进行招标，最后以一个大联合体组成了代表目前世界上中大运量的直线电机车辆，这个大联合以四方机车车辆厂为载体，联合了加拿大的庞巴迪提供转向架，日本川崎提供了铝合金车体的技术，日本三菱提供了列控以及3BF和直线电机，但是我们是有条件的引进必须是技术转，我们头几十辆车是局部，比如车体是在日本川崎制造，但是后240辆车全部在四方，直线电机已经三年把这项技术教到我们现在株洲时代进行生产。同时我们又盯住直线电机下一步的自主开发。
同志们，新的径向转向架我们已经在四方联合体，包括同济大学和广州地铁，四方车辆厂一起我们研发了具有自主知识创新的径向转向架。直线电机目前150千瓦自然风冷日本三菱的技术，我们在发展180千瓦轻型，重量只是我现在直线电机重量的一半，样机已经在试验，我们和株洲研究所合作，我们的钢铝复合轨第三轨我们跟中国电器化工程局联合实验成功，现在在应用。所以在广州所继续进行一系列的技术创新，我们非常清楚，创新的背后是风险，城轨的特点是只能成功不能失败。我们很清楚，下个月的二十六号，广州的三号、四号线要开通运行，铁定的日子，我们上新技术可以说三号线、四号线是历来之最，包括三号线120公里最高时速的高速地铁将要在下个月上线运行，直线电机四号线也在下个月投入使用，移动闭塞CBTC信号系统明年4月份在四号线使用，我们的主攻系统同时在三号线、四号线今年投入使用等等。
