探究冰城地鐵的“制動電阻”高科技

      導 讀：哈爾濱地鐵列車由電動機驅(qū)動，車上配有制動電阻。當剎車時，不再提供驅(qū)動力的電動機便成了發(fā)電機。當兩列地鐵列車距離較近時，制動產(chǎn)生的電能，通過接觸網(wǎng)傳給后車，作為驅(qū)動電能。當兩列列車距離稍遠時，多余的電能將傳遞給制動電阻，制動電阻發(fā)熱成為一個移動的暖氣，通過通風系統(tǒng)將熱量傳遞至車站。再加上車站門口處加裝熱風幕等隔絕室外冷空氣，保證車站內(nèi)溫度。

　　2008年，哈爾濱開始修建地鐵的時候發(fā)生了兩件大事，一是全國鐵路換鐵軌，二是北京地鐵一號線換新車。于是，有人提出——把人家換下來的設備買來，既省錢又省時間。一座城市修建地鐵，不是自己家買輛車，不能先買個舊的“練手”，17列列車，每列車最大載客量1800人，最高時速80公里/小時，最短發(fā)車間隔2分鐘，只要一個環(huán)節(jié)出了問題，3萬多條人命就有危險。地鐵包含了13大系統(tǒng)，涉及到六七十門學科。是由鋼鐵、橡膠、復合材料、硅芯片這些無機物架構(gòu)起來的一個有機的“活系統(tǒng)”，賦予這些無機物“生命”的，就是科技。

      地鐵控制中心只需7個人操控。遠程控車，一秒也不差
　　人們關于鐵路調(diào)度員的想象，恐怕仍然停留在這樣一幅畫面上——身披深藍色棉大衣、滿臉胡碴的大老爺們兒站在調(diào)度室里，面前的黑板上用粉筆寫著每列車的到站時間，抄起電話撥通號碼，粗著嗓子喊“5點40分到雞西的車怎么還沒到”。

　　在地鐵控制中心這間“調(diào)度室”里，只有7名工作人員，年齡最大的是38歲的總調(diào)度，3個行車調(diào)度、1個維修指揮、1個電力指揮、1個防災和環(huán)境指揮全是“80后”。他們面前的黑板變成了長15米，高2.5米的超大LED屏幕，上面是只有他們能看懂的紅、藍、綠色曲線，包含的信息當然也不僅限于到站時間，列車即時速度、加速度、所處位置、道岔情況、電力情況、隧道是否有異常等信息一目了然。

　　他們永遠不用抄起電話質(zhì)問車站哪輛車在哪，因為所有關于列車的行車指令全部來自這里，他們可以遠程控制車速和車間距離。

　　17.48公里的隧道和18座車站里的所有狀況，也都在他們的監(jiān)控之下。30多平方米的大LED由33塊67吋的“小”屏幕組成，屏幕上可以顯示全線所有車輛運營信息，各車站監(jiān)控畫面，以及列車內(nèi)部駕駛室、車廂監(jiān)控畫面。“只有我們不想看的，沒有我們看不到的。”哈爾濱地鐵集團運營分公司客運中心副主任遲勝超說。

　　如果調(diào)度們想要與車站溝通，他們只需直接撥通面前的電話上代表相應車站的按鍵，一旦出現(xiàn)問題，撥號省下的那三五秒鐘，可能就會避免一場災難的發(fā)生。

    地鐵司機是保障安全的最后一道關。沒有司機地鐵也能跑
　　只有個“腦袋”肯定玩不轉(zhuǎn)，還要有其他系統(tǒng)配合。哈爾濱地鐵有13大系統(tǒng)，分別是車輛、信號、通信、軌道、設備監(jiān)控、供電、環(huán)控、火災自動報警、自動售檢票、安全門、電扶梯、給排水與消防、車輛基地和停車場。其中最關鍵的，當屬信號系統(tǒng)。

　　信號系統(tǒng)就像是人身體里的神經(jīng)，地鐵控制中心這個“大腦”要靠它才能讓整個系統(tǒng)精密運轉(zhuǎn)。當列車運營時，控制中心可以通過信號系統(tǒng)控制車速，一列車變速，后面的車也會跟著變，以保證全線17列列車保持在一個固定的車距上，以免追尾。目前世界上最先進的信號技術在法國、德國和日本，哈爾濱地鐵的“神經(jīng)”便采用了日本技術。

　　信號系統(tǒng)還有一個非常重要的功能——自動發(fā)出停車指令。如遇緊急情況，信號系統(tǒng)將自動發(fā)出停車指令，控制兩車距離在40米以上。理論上，通過這套信號系統(tǒng)是可以實現(xiàn)無人駕駛的，但是信號系統(tǒng)遇到緊急情況時，仍有十萬分之四的幾率會發(fā)送繼續(xù)行車指令，所以哈爾濱地鐵仍有司機“把關”。

　　信號系統(tǒng)最大的壓力來自于發(fā)車間隔，地鐵運營初期，計劃行車間隔為10分鐘，通過客流培育及運營磨合，發(fā)車間隔將縮短，最終達到2分鐘。地鐵試運營前，信號系統(tǒng)還將接受第三方認證，以嚴謹聞名的德國專家將對整套系統(tǒng)進行檢查，他們只認工程質(zhì)量。
　　　
　　聰明地鐵，定期能自檢：地鐵運營，13大系統(tǒng)必須緊密聯(lián)系，任何一個看似不起眼的系統(tǒng)出問題，都可能造成極其嚴重的后果。
　　　
　　為了防患于未然，哈爾濱地鐵設計時，便具有完善的“體檢”和“診斷”功能。全線18個車站，全部安裝了微機監(jiān)測系統(tǒng)。所有設備都會定期進行自檢，然后將設備狀態(tài)信息傳至設備維修中心。維修中心對全線設備故障和報警信息進行統(tǒng)一“診斷”和處理。
　　　
　　上萬個設備同時運轉(zhuǎn)，就算“體檢”和“診斷”功能相當完善，可萬一哪個設備出現(xiàn)問題怎么辦？沒關系，還有備用。地鐵建設，每公里費用要6億多人民幣。核心設備都備有兩套，也是建造費用高的原因之一。備用系統(tǒng)可以在瞬間啟動工作，維持地鐵運轉(zhuǎn)。
　　　
　　享受“特護”待遇的，除了信號系統(tǒng)，還有供電系統(tǒng)。哈爾濱地鐵1號線，共有兩個主變電所，分區(qū)段供電，為地鐵運營提供動力。每一個主變電所都具備向全線供電能力，可以相互作為替補。同時，每一個主變電所還設有另外一套供電系統(tǒng)，這就等于在電力供應方面，有了四道保障。
　　　
　　另外一個重要的系統(tǒng)，便是通訊系統(tǒng)。地下幾十米深的隧道里，上萬件設備的運行情況瞬息萬變，列車與車站、列車與列車之間都必須保持良好的溝通。通訊系統(tǒng)分為地鐵自身信號通訊系統(tǒng)、調(diào)度通訊系統(tǒng)、手機通訊系統(tǒng)、安防通訊系統(tǒng)，幾套通訊系統(tǒng)間互不干擾。同時還有一套直流電源專門為通訊系統(tǒng)服務，確保地下工作人員可實時聯(lián)系。　　
　　　
　　安全門將乘客與危險的鐵軌分開。無縫焊接技術保證鐵軌平整光滑。通風系統(tǒng)，自己“調(diào)體溫”地鐵和人一樣，也能自己調(diào)節(jié)體溫。車站內(nèi)沒有空調(diào)設備，溫度的調(diào)節(jié)，全靠通風系統(tǒng)。這套系統(tǒng)，在全國是獨一無二的，不耗費能源也能讓車站內(nèi)冬暖夏涼。
　　　
　   高寒地區(qū)冬季取暖，是地鐵的一個重要課題。去年冬天，哈爾濱經(jīng)歷了一場嚴寒。在太平橋車輛基地入口，距離隧道700米處位置，水已凍冰，雖然隧道內(nèi)的溫度能高幾度，但仍不會讓人感到暖和。不過，待通車后，這種情況將發(fā)生改變，因為哈爾濱的地鐵會自己發(fā)電供暖。
　　　
　    哈爾濱地鐵列車由電動機驅(qū)動，車上配有制動電阻。當剎車時，不再提供驅(qū)動力的電動機便成了發(fā)電機。當兩列地鐵列車距離較近時，制動產(chǎn)生的電能，通過接觸網(wǎng)傳給后車，作為驅(qū)動電能。當兩列列車距離稍遠時，多余的電能將傳遞給制動電阻，制動電阻發(fā)熱成為一個移動的暖氣，通過通風系統(tǒng)將熱量傳遞至車站。再加上車站門口處加裝熱風幕等隔絕室外冷空氣，保證車站內(nèi)溫度。
　　　
      此外，地鐵隧道除既有“7381”隧道內(nèi)部為平底外，新建隧道底部建設為不超過30%。的坡度，列車駛出車站時為下坡，幫助車輛加速；列車進站時為上坡，幫助車輛減速。有了這些節(jié)能坡，可以節(jié)省30%電能。而乘客根本感覺不到這些坡路，所以乘坐感覺很平穩(wěn)。