21世紀(jì)初,在我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、城市化進(jìn)程速度不斷加快的大背景下,大中城市的交通擁堵日益嚴(yán)重,借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn),BRT快速公共汽車交通系統(tǒng)開始引入我國(guó)。繼北京市南中軸路由前門至德茂莊長(zhǎng)15.8km的第一條BRT線路于2005年12月開通之后,2006年4月,杭州市的第一條BRT線路也相繼開通。此后,一個(gè)席卷全國(guó)的興建BRT系統(tǒng)的熱潮掀起,上海、廣州、武漢、沈陽(yáng)、天津、濟(jì)南、南京、重慶、成都等幾乎大多數(shù)省會(huì)以上的城市都在規(guī)劃和開始實(shí)施建設(shè)BRT系統(tǒng),用以改善城市公共交通的運(yùn)行狀況。上述情況充分表明:BRT系統(tǒng)以其運(yùn)量大、效率高、速度快、投資省、建設(shè)周期短等優(yōu)勢(shì)已成為城市解決交通擁堵問題的首選重要舉措之一。這一系列特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),決定了BRT系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)車輛較傳統(tǒng)的公交車輛提出了更高和更多的要求。諸如:有良好的可靠性、較高的動(dòng)力性指標(biāo);容量要大;上下車要方便快捷;有良好的乘坐舒適性;高水平的尾氣排放性能等。無(wú)疑,上述性能使BRT系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)車輛對(duì)其結(jié)構(gòu)、配置提出了更高的要求,從而其車輛造價(jià)較一般公共汽車大幅度提高,本文試圖從對(duì)BRT系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)車輛的上述技術(shù)要求出發(fā),分析其使用車輛的性能特點(diǎn),從而對(duì)一些重要總成、部件的選用提出科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)配置,實(shí)現(xiàn)在車輛選購(gòu)中的合理性價(jià)比,防止走入某種誤區(qū),未經(jīng)充分調(diào)研、論證,不從國(guó)情和所在城市的市情出發(fā),一味吹求高檔、豪華,造成很大浪費(fèi),從目前國(guó)內(nèi)首批建成投產(chǎn)的少數(shù)幾條BRT 線路來(lái)看,現(xiàn)在反思,我們應(yīng)該是有經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)可以認(rèn)真吸取的。
1 BRT系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)車輛的技術(shù)性能要求
1.1 大容量
運(yùn)營(yíng)車輛的長(zhǎng)度、容量,是根據(jù)該BRT線路的客流量的大小和該線路的道路條件來(lái)確定的,下面表1給出了由長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的根據(jù)小時(shí)運(yùn)力能力確定選擇運(yùn)營(yíng)車輛車型的長(zhǎng)度和其最大容量的方案。
一般認(rèn)為,在特大型城市(北京、上海等)的主要客運(yùn)交通走廊和少數(shù)客流在干線上,可以考慮經(jīng)過(guò)申請(qǐng)?zhí)卦S選用長(zhǎng)25m左右的雙鉸接公共汽(電)車;在次主干線的BRT線路上選用15~18m長(zhǎng)的鉸接式公共汽(電)車;而在一般大城市(計(jì)劃單列市、省會(huì)城市)則可選用12~13.7m的大型公共汽(電)車。在此應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào),為了尋求定量依據(jù),根據(jù)城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和空間分布格局,根據(jù)準(zhǔn)確的居民出行量的調(diào)查結(jié)果確定線路上的各個(gè)斷面上的客流量,從而確定線路上要求的小時(shí)運(yùn)力,再依照表1,確定應(yīng)選擇的車輛容量及相應(yīng)車輛長(zhǎng)度,而經(jīng)過(guò)這一程序,才是最科學(xué)、最合理的方法,由此確定的車輛長(zhǎng)度還必須與BRT專用道路的通過(guò)能力參數(shù)相適應(yīng)(即道路寬度、彎道曲率半徑等是否滿足要求)。
1.2 有較高的動(dòng)力性能
由于BRT系統(tǒng)的車輛運(yùn)營(yíng)速度較一般公交線路高,且其道路條件較好,一般又都在專用道上行駛,故其交通干擾、擁堵情況較少,因此對(duì)其使用車輛的最高車速和加速能力有較高要求。所以,在動(dòng)力裝置的確定時(shí),一般應(yīng)選擇在公交車輛等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中,動(dòng)力性能指標(biāo)偏上限水平的發(fā)動(dòng)機(jī)。
1.3 車內(nèi)地板高度宜選用僅有一級(jí)踏步的低地板(低入口)方案
車內(nèi)地板的高度是決定整車造價(jià)高低的重要因素,也是評(píng)價(jià)城市車輛水平的重要指標(biāo)。能實(shí)現(xiàn)僅有一級(jí)踏步的低地板車輛由于底盤都要選用專用的門式低地板前后橋,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)要求及技術(shù)含量高,且目前,國(guó)產(chǎn)化還處在剛剛起步階段,即使在國(guó)外,目前也僅有少數(shù)廠家能夠生產(chǎn),故價(jià)格高昂。但綜合各方面的情況,權(quán)衡利弊,我們認(rèn)為還應(yīng)以選擇低地板方案為宜,主要有以下理由。
(1)實(shí)現(xiàn)一級(jí)踏步的低地板方案,符合BRT系統(tǒng)要求乘客快上、快下的要求,容易滿足水平登降,從而大大減少車輛停站時(shí)間,提高運(yùn)營(yíng)速度。
(2)提高乘客上下車的安全性,特別是對(duì)老人、兒童。再者,因地板離地高度低,所以在目前一般車輛都不可能具備自動(dòng)導(dǎo)向裝置,以實(shí)現(xiàn)車輛準(zhǔn)確??空九_(tái)的情況下,避免了乘客因踩空而造成人身傷害事故。同時(shí),它符合人性化的要求,可為肢體傷殘的輪椅乘客,提供使用公共交通的可能性。
(3)低地板車輛要求的站臺(tái)高度僅為300mm左右,可實(shí)現(xiàn)水平登降,從而使站臺(tái)的土建工作量減到最低程度;而若車輛地板高度在600mm,甚至更高,要實(shí)現(xiàn)水平登降,則勢(shì)必要把站臺(tái)高度隨之提高至600mm以上,而站臺(tái)長(zhǎng)度一般都要在50~70m,甚至更長(zhǎng),故顯著加大了修建站臺(tái)的土建工作量。另一方面,若在城市街道上,筑起很多長(zhǎng)長(zhǎng)的高臺(tái),也影響道路景觀,更何況輪椅乘客上下站臺(tái)還要專門設(shè)置專用的升降機(jī)或修建長(zhǎng)長(zhǎng)的引坡道,很不方便。
為了降低整車造價(jià),同時(shí)又能滿足水平登降,實(shí)現(xiàn)一級(jí)踏步,也可以選擇用低入口方案,即可不必在后橋(對(duì)鉸接車是中后橋)選用門式專用低地板橋,而僅用大落差前橋和常規(guī)普通中后橋即能滿足要求。
順便說(shuō)明,南美的庫(kù)里提巴的BRT系統(tǒng),一般都是選用高地板的方案,這是因?yàn)槠銪RT系統(tǒng)都是始建于20世紀(jì)的七八十年代,由于歷史原因,當(dāng)時(shí)低地板的客車技術(shù)還未問世。而從21世紀(jì)初開始,在南美開始新一輪的更新?lián)Q代的BRT系統(tǒng),其選用的車輛,也逐步開始采用一級(jí)踏步的低地板方案。
1.4 尾氣排放水平,一般稍優(yōu)于現(xiàn)行國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)
因BRT線路,一般均位于城市主要交通干線及重要客運(yùn)走廊上,是城市形象的名片、重要的景觀,因此對(duì)環(huán)保要求較高,故應(yīng)考慮其發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放水平應(yīng)比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)超前。眼下,我國(guó)很快就將在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)行國(guó)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn),北京市公交已從2007年開始,購(gòu)置新車都必須達(dá)到國(guó)Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此,在現(xiàn)階段我們建議BRT車輛在排放水平上,一般須達(dá)到甚至應(yīng)稍優(yōu)于國(guó)Ⅲ排放水平。當(dāng)然,隨著時(shí)間的推移,故項(xiàng)要求必須水漲船高,適時(shí)調(diào)整。
1.5 應(yīng)具有較高的、適度的可靠性
應(yīng)當(dāng)說(shuō),車輛的使用可靠性對(duì)BRT系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的,這應(yīng)從BRT系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)的分析中找到理由。
(1)BRT的運(yùn)營(yíng)車輛發(fā)車密度大,發(fā)車時(shí)間間隔小,因此,發(fā)車準(zhǔn)點(diǎn)率要求高,行車速度也快,因此要求車輛性能穩(wěn)定、可靠,盡量不出故障、少出故障。
(2)系統(tǒng)客流量大,車輛滿載率高,經(jīng)常處于滿載甚至超載情況下運(yùn)行,故整車的平均使用強(qiáng)度高。
(3)由于BRT系統(tǒng)一般都在專用道內(nèi)相對(duì)封閉狀態(tài)下運(yùn)行,其與道路上其他車道之間還常以物理(物體)隔離措施分開而不能穿越,專用道的寬度由于出于節(jié)約有限道路資源的考慮,一般不會(huì)超過(guò)4.5m,因此都不具備在專用道超車行駛的條件。這樣車輛在專用道內(nèi)發(fā)生壞車、拋錨,不能繼續(xù)行駛的情況時(shí),將可能造成整個(gè)線路停駛、癱瘓的嚴(yán)重后果。
2 BRT系統(tǒng)對(duì)車輛可靠性的要求
通過(guò)以上的分析,不難看出,BRT系統(tǒng)對(duì)車輛的行駛可靠性提出了更高的要求。
目前,國(guó)內(nèi)城市客車的可靠性水平一般還難以滿足BRT系統(tǒng)車輛的要求。從表征車輛可靠性水平的指標(biāo)來(lái)看,車輛在定型試驗(yàn)中,一般首次故障間隔里程都不超過(guò)2000~3000km,有些車型更短,甚至只有數(shù)百公里,平均故障間隔里程也同樣指標(biāo)水平很低,這與國(guó)外城市客車可靠性的先進(jìn)水平存有較明顯的差距。這些可靠性指標(biāo)差,表現(xiàn)在整車上,但問題產(chǎn)生的根源卻在國(guó)產(chǎn)零部件的質(zhì)量、性能達(dá)不到要求上。為了提高車輛的可靠性水平,我們?cè)诳偨Y(jié)長(zhǎng)期使用、維護(hù)國(guó)產(chǎn)城市公交車輛經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)分析故障經(jīng)常發(fā)生的主要部位,發(fā)生頻率、嚴(yán)重程度及造成后果等,我們以下要對(duì)底盤的主要總成和零部件的選擇及性能要求,提出如下一些具體建議:
2.1 底盤可靠性是減少故障發(fā)生率的根本
統(tǒng)計(jì)表明:目前公交車輛使用中,離合器及機(jī)械變速箱的故障發(fā)生率相對(duì)是最高的,如不改變這一傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,則很難從根本上解決提高底盤可靠性的問題。故此建議選用液力自動(dòng)變速器,盡管其造價(jià)較高(約為手動(dòng)機(jī)械變速器的5~7倍)燃油經(jīng)濟(jì)性稍差,但經(jīng)過(guò)兩、三年北京公交大規(guī)模推廣使用液力自動(dòng)變速器以來(lái),到2007年底預(yù)計(jì)超過(guò)萬(wàn)臺(tái),結(jié)果表明,效果良好,基本上在該部位實(shí)現(xiàn)了零故障,從而使底盤維護(hù)修理費(fèi)用大幅度的降低。這樣長(zhǎng)期使用下來(lái),以綜合使用成本來(lái)算細(xì)賬,很快就能收回購(gòu)置自動(dòng)變速器所多投入的費(fèi)用。必須指出,這里還沒有考慮在用自動(dòng)變速器后,車輛在提高乘坐舒適性、減輕司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度、減少汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊、動(dòng)載荷從而減輕其磨損等許多方面所帶來(lái)的連帶經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。至于油耗的稍許加大,則可以通過(guò)合理匹配選型,正確選擇參數(shù)使其盡可能控制在可以接受的范圍內(nèi)。
2.2 制動(dòng)系選用氣壓盤式制動(dòng)器取代現(xiàn)有傳統(tǒng)的氣壓鼓式制動(dòng)器
傳統(tǒng)鼓式制動(dòng)器的可靠性較差,是故障發(fā)生頻次較高的部位之一,在公共汽車頻繁制動(dòng)的情況下,易產(chǎn)生過(guò)熱,影響結(jié)構(gòu)安全,同時(shí)易導(dǎo)致制動(dòng)力的嚴(yán)重?zé)崴ネ耍<靶熊嚢踩6P式氣壓制動(dòng)器已開始在我國(guó)城市大客車上逐步推廣,國(guó)內(nèi)已有多家零部件廠批量生產(chǎn),有的性能已逐漸穩(wěn)定、成熟。北京公交從2006年開始推廣,到2007年,新購(gòu)置的車輛幾乎100%都采用盤式制動(dòng)器,它不但能克服以上所述鼓式制動(dòng)器的各種缺陷和弊病,大大減少故障次數(shù),而且制動(dòng)效果穩(wěn)定,還從根本上消除了制動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的尖叫噪音。
2.3 使用無(wú)內(nèi)胎子午線輪胎
輪胎漏氣、爆裂等在車輛故障發(fā)生頻次排序中,也是位列前幾位的常見故障,而且輪胎發(fā)生故障往往造成車輛無(wú)法行駛,直接危及整個(gè)線路的正常運(yùn)營(yíng)秩序。而無(wú)內(nèi)胎子午線輪胎是普通斜交胎的換代產(chǎn)品,它有著優(yōu)異的操控性、安全性、舒適性,對(duì)車輛的安全、節(jié)能、環(huán)保和降低運(yùn)輸成本起著至關(guān)重要的作用。它能提高輪胎與地面的附著系數(shù),從而提高汽車的牽引性,同時(shí)降低車輪與地面的滾動(dòng)阻力,以降低燃料消耗。更為突出的是其良好的可靠性和耐久性,可以多次進(jìn)行翻新,使輪胎壽命明顯延長(zhǎng),且其抗機(jī)械損傷的能力大大提高,能在一般軋傷穿孔后,有可能維持一段時(shí)間繼續(xù)行駛的自救功能,往往可以避免因輪胎軋傷造成的運(yùn)營(yíng)中斷事故。盡管其價(jià)格較斜交胎要高,同樣,從全壽命的過(guò)程看,綜合效益還是很顯著的。
無(wú)內(nèi)胎子午線輪胎與斜交胎相比優(yōu)勢(shì)很多,遠(yuǎn)不止上述提到的這些,但我們之所以在BRT系統(tǒng)的車輛中建議選用此種輪胎,主要還是著眼于其大大降低了輪胎故障發(fā)生的頻率,從而大大提高BRT車輛的可靠性。
2.4 選用空氣懸架系統(tǒng)
選用空氣懸架,不但能大大提高車輛的乘坐舒適性,而且相對(duì)于鋼板彈簧懸架來(lái)說(shuō),其系統(tǒng)的可靠性提高。使用經(jīng)驗(yàn)表明,鋼板彈簧也屬故障發(fā)生較多的部位,雖然成本稍有增加,但此舉使整車舒適性明顯提高了一個(gè)檔次,又減輕道路對(duì)車架結(jié)構(gòu)及底盤各總成的沖擊,保證了車身強(qiáng)度,所以是值得的。
2.5 全車采用CAN總線技術(shù)及數(shù)字化儀表
采用CAN總線技術(shù),簡(jiǎn)化了車身的電氣線路布線,一般只需要兩條信號(hào)線用以傳遞信號(hào),因此,節(jié)省了電氣線路的布線成本,簡(jiǎn)化了電氣線路結(jié)構(gòu),最終減少了電氣線路的故障點(diǎn)。同時(shí)CAN總線系統(tǒng)具有故障的自診斷能力和自動(dòng)恢復(fù)能力,從而大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性,方便了檢查維修。
以上是從整車底盤配置上選用了一系列具有高可靠性且具有優(yōu)良性能的重要總成,但僅這些還顯然不夠,還必須通過(guò)合理的參數(shù)選擇,和正確的匹配,才能獲得質(zhì)量、性能和可靠性的統(tǒng)一。這是在此要著重強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)。此外,嚴(yán)格的定期維護(hù)計(jì)劃預(yù)修、經(jīng)常化、制度化的車輛技術(shù)狀況例行檢查制度,使車輛的故障做到防患于未然,這也是提高車輛可靠性的重要保證。
必須指出,對(duì)于BRT系統(tǒng)車輛的可靠性要求,有一個(gè)適度的問題,應(yīng)根據(jù)中國(guó)的國(guó)情,公交企業(yè)的社會(huì)公益性和城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的承受能力及BRT系統(tǒng)的道路設(shè)施條件來(lái)綜合考慮其適度的可靠性指標(biāo),切忌盲目攀比,造成功能過(guò)剩,導(dǎo)致車輛制造成本過(guò)高。從國(guó)內(nèi)現(xiàn)已建成并投入運(yùn)營(yíng)的幾條BRT線路來(lái)看,選用長(zhǎng)18m的鉸接式公共汽車,其車價(jià)均在200萬(wàn)元以上,經(jīng)過(guò)2年左右的運(yùn)營(yíng)實(shí)踐,回過(guò)頭來(lái)經(jīng)過(guò)認(rèn)真反思,應(yīng)當(dāng)說(shuō)主要還是對(duì)其可靠性確實(shí)存在過(guò)于苛刻的要求。由于已有的BRT系統(tǒng)的專線行駛線路封閉程度,并不象原來(lái)預(yù)想的那么高,況且在運(yùn)營(yíng)線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)。如充分考慮停站站點(diǎn)可設(shè)置錯(cuò)車車道,途中路段的物理隔離結(jié)構(gòu)措施可在適當(dāng)間隔處留有可移動(dòng)或可拆卸的臨時(shí)緊急出入口等,就可以很容易的實(shí)現(xiàn)故障緊急救援的快速反應(yīng),實(shí)現(xiàn)對(duì)故障車輛的快速撤離,從而盡快恢復(fù)運(yùn)營(yíng)線路暢通。至于像國(guó)內(nèi)已建成的BRT線路中,有的根本未設(shè)置物理隔離的設(shè)施,專用道也允許其他線路的公交車輛使用,所以根本不存在因車輛故障而造成線路堵塞的問題。從另一方面看,近年來(lái),國(guó)內(nèi)城市客車設(shè)計(jì)制造工藝水平顯著提高,其整車可靠性水平也有很大提升,有理由相信,在做好整車參數(shù)選擇和合理的高性能的零部件總成匹配的基礎(chǔ)上,完全可以做到在大幅度降低整車造價(jià)的前提下,保證適度的合理的也是足夠的可靠性水平,以滿足現(xiàn)有BRT線路的運(yùn)營(yíng)需要。以北京近年來(lái)為迎奧運(yùn)而大量采購(gòu)的較高水平的公交車輛的經(jīng)驗(yàn)看,18m長(zhǎng)度的鉸接車(帶空調(diào)、低地板)其價(jià)格可控制在110萬(wàn)元以內(nèi),而12m長(zhǎng)的大型公交車(帶空調(diào)、低地板)控制在85萬(wàn)元以下。若采用低入口方案,造價(jià)還可以進(jìn)一步降低。
目前,正值國(guó)內(nèi)許多城市紛紛規(guī)劃實(shí)施BRT系統(tǒng)的建設(shè),希望以上觀點(diǎn)和意見能引起同行們的關(guān)注,供做選擇BRT系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)車輛時(shí)的決策參考。
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