1月11日,記者從省交通運輸廳獲悉,隨著一聲清脆的鳴笛,青島地鐵集團與中車四方股份公司聯合研制的全球首列碳纖維地鐵列車「CETROVO1.0碳星快軌」已經在青島地鐵1號線正式上線,投入商業營運。
「CETROVO1.0碳星快軌」填補了碳纖維復材在地鐵車輛主承載結構上商用的國際空白,引領中國地鐵列車實作輕量化、綠色化全新升級。
全球首列碳纖維地鐵列車「CETROVO1.0碳星快軌」上線儀式
從「五個更」看碳纖維列車的全新升級
「碳星快軌」車體以黑紫黃藍為主色調,車廂內部黑色的碳纖維座椅、扶手桿、司機室操縱台,科技感十足。當然,「碳星快軌」的「黑科技」遠不止這些。
全球首列碳纖維地鐵列車「CETROVO1.0碳星快軌」
據中車四方股份公司主任設計師劉金柱介紹,「碳星快軌」的車體、轉向架構架等主承載結構,均采用碳纖維復合材料制造,在全球首次實作了碳纖維復材在地鐵車輛主承力結構上的商業運用。較傳統地鐵,該碳纖維地鐵列車實作全新升級,更輕更節能、乘坐更舒適、強度更高、輪軌磨耗更少、運維成本更低。
車身輕更節能。相較傳統金屬材料車輛,車體減重25%,轉向架構架減重50%,整車減重約11%。車身更輕,跑起來更節能,執行能耗降低7%,每車每年可減少二氧化碳排放約130噸,相當於植樹造林101畝。
乘坐更舒適。在商用地鐵列車領域首次采用主動徑向轉向架技術,可以主動控制車輪沿著徑向透過曲線,大幅減小過彎道時的「嘯叫」,曲線透過雜訊降低15分貝,車內雜訊降低2分貝,執行更安靜。
強度更高。與金屬材料車體相比,該碳纖維列車的車體強度更強,安全系數更高。同時,采用碳纖維復合材料制造的轉向架構架,抗沖擊能力更強,更耐疲勞,結構壽命更長。
輪軌磨耗更少。更輕的碳纖維車身,減輕了車輛軸重,輪軌力降低15%以上,從而減少了輪軌磨耗。主動徑向轉向架的使用,也降低了對車輪和軌域的磨耗。
運維成本更低。輪軌磨耗更小,車輛輪對和軌域的維護量大幅減少。同時,該車套用數位孿生技術,搭建了碳纖維列車SmartCare智慧運維平台,實作車輛故障智慧檢測、健康狀態智慧評估和修程修製最佳化,降低了檢修成本。透過采用新材料新技術,該車全壽命周期檢修成本降低22%。
列車「輕量化」叠代在青島地鐵邁出新步伐
「碳星快軌」於2021年啟動研制;2024年6月,完成廠內型式試驗及4000公裏穩定測試並釋出;2024年7月至12月,在青島地鐵1號線進行為期6個月的現場路線試驗,共開展整車例行試驗20項、型式試驗36項,經過了從系統到整車的全面測試試驗,列車各項效能得到了充分驗證;2024年12月21日,透過上線載客試營運專家評審;2025年1月5日透過第三方獨立安全評估(ISA)。
全球首列碳纖維地鐵列車「CETROVO1.0碳星快軌」
作為先進輕量化材料,碳纖維具有輕質、高強度、抗疲勞、耐腐蝕等優點,被稱為「新材料之王」。在地鐵車輛領域,碳纖維復合材料此前已套用到非承載、次承載部件,但在主承載結構上的商用尚屬空白。青島地鐵集團與中車四方等單位聯合攻關,突破碳纖維大型復雜主承載結構一體化設計、高效低成本成型制造、全壽命周期驗證與運維保障等關鍵技術,成功將碳纖維復材套用到商用地鐵車輛主承載結構。
輕量化,是降低軌域車輛執行能耗、實作綠色化低碳化的關鍵途徑,碳纖維代表著未來輕量化材料技術發展方向。碳纖維地鐵列車成功投入商用營運,打破了傳統金屬材料結構減重的瓶頸,實作了中國軌域車輛輕量化技術的叠代升級,將為推動中國城市軌域交通綠色低碳轉型,助力城軌行業實作「雙碳」目標發揮重要作用。同時,也將有力拉動復合材料全鏈條產業發展,對於培育軌域裝備新質生產力,建設軌域裝備現代化產業體系具有重要意義。
青島碳纖維復合材料產業鏈成功落地
「碳星快軌」在青島地鐵1號線上線初期,計劃於山裏站始發,在山裏至興國路上下行區域往返執行。後續將根據山裏至興國路區域執行情況,組織投入全線執行。
1號線是青島城市軌域交通線網規劃中的大運量骨幹路線,是國內少見的超長路線,全長60公裏,共設定了41座車站,與6條路線實作換乘。路線橫跨膠州灣,串聯西海岸新區、市南區、市北區、李滄區、城陽區,覆蓋鐵路青島站、鐵路青島北站等4大交通樞紐,日均客運量超40萬人次,是青島地鐵名副其實的「頂流」。
與既有1號線列車相比,碳纖維列車外觀以黑碳色為基礎色,車頭設有U型燈帶,車身藍黃線條象征海浪與陽光,展現青島這座城市的海濱特色。列車1車廂、6車廂的座椅、立柱、扶手使用碳纖維復合材料,立柱減重50%,客室座椅面板減重20%以上,輕量化成果明顯。同時碳纖維復合材料觸感更加舒適,尤其在冬季,不會覺得凍手。列車車廂內地板布增加跳色,照明采用大環形燈,對於乘客來說,可以直觀感受到列車更加寬敞明亮。
市民乘坐體驗全球首列碳纖維地鐵列車「CETROVO1.0碳星快軌」
青島地鐵以綠色低碳高品質永續發展為核心,全力匹配城市發展,多項工作走在全國、全省前列,形成了包含列車自主執行系統TACS、裝配式建造成套技術、飾面高效能混凝土、復合儲能等一系列綠智創新成果,並已在地鐵6號線全面套用,年節約成本超8700萬元,取得了良好成效。「碳星快軌」的商業營運,是青島地鐵在推動綠色低碳高品質永續發展方面取得的又一重要成果。這不僅標誌著青島市碳纖維復合材料產業鏈的成功落地,更將加快推動青島市軌域交通產業鏈實作延鏈、補鏈、強鏈,加快實作新舊動能轉換,助力軌域交通裝備產業轉型升級。未來,青島地鐵將繼續以創新驅動發展,積極培育和發展新質生產力,為城市軌域交通的高品質永續發展貢獻更多的力量。(濟南日報·愛濟南 記者:戴升寶)