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老司机 | 列车挂在天上,中国空铁会通向何方?

时守华 吹IP 2022-05-10


老司机

在吹IP的作者团队中,有这样一群小伙伴,他们爱汽车、懂高铁,时刻关注技术技术动态发展,热衷探究技术创新和知识产权的关系,他们是IP圈里专注交通领域的老司机。

在吹IP,他们将会与大家分享交通领域的黑科技,说说地上跑的、天上飞的,新能源汽车、高铁、智能驾驶……他们有数不尽的话题想和大家聊,还会用他们的专长来剖析时下热点问题。


悬挂式单轨列车,又称空中轨道列车(简称“空铁”)是单轨铁路的一种,不同于传统的轨道列车,其轨道在列车上方,由钢铁或水泥立柱支撑在空中,走行部(转向架、车轮)包裹在轨道中,下方吊挂车体。

据了解,目前,仅德国和日本具有商业运营的空铁,包括日本神奈川县的湘南单轨电车、日本千叶市单轨电车、德国伍珀塔尔空铁(Wuppertaler Schwebebahn)、德国多特蒙特线、德国杜塞尔多夫线等。其中位于德国西部城市伍珀塔尔的“伍珀塔尔空铁”,在1901年3月便开始营运,至今已有一百多年历史。

空铁具有至少拥有以下方面的优点:

(1)占地面积小,车站及轨道可以建设在绿化带上方,建造拆迁量小。

(2)环保、噪音低。电力驱动,无排放。噪音值大体与城市背景噪音相当。

(3)造价较低、运营费用少。约为地铁的1/5-1/4。

(4)施工方式简单、施工量小。轨道易架设。

(5)不会出轨!这也是区别于跨坐式单轨列车的最大优点。

(6)美观、舒适度高。空中列车同时兼具观光和商业功能。

同时,空中列车还有具有自动化无人驾驶、灵活、可拆卸、重复使用、爬坡能力强、转弯半径小、全天候运营等特点。

然而,空铁相对于其他轨道交通方式也有很多的缺点,如其运载能力较弱,出现紧急事故难以处理,高架轨道难以与城市整体规划融合等。单是运载能力这一项,便可以导致空铁无法成为主流的城市轨道交通方式。

为德国H-Bahn公司提供技术的西门子公司表示不会再积极推销该技术,且无计划开发新的系统,仅支持新的安装。从普及程度、商业运用程度、技术更迭等多方面,无不显示空铁这一交通系统并不很受欢迎。

中国作为德国和日本之后崛起的一个轨道交通装备制造大国,当然是要拥有全套的轨道交通系统形式:传统铁路、地铁、轻轨、有轨电车、磁悬浮、单轨和旅客自动捷运系统等。

现阶段我国仅仅没有商运的悬挂式单轨和旅客自动捷运系统。旅客自动捷运系统在当前世界范围内都不算成熟,我们表过不提,而悬挂式单轨却是比较成熟的交通运输系统。

我们有必要引进或开发悬挂式单轨交通系统吗?

从当前形势来看这一交通系统并不成功。墙内开花墙外香,不适合别人,不代表不适合自己。中国人口多、地形复杂、城市建筑密集等原因综合所带来的城市交通问题,利用空铁便能迎刃而解。

举个例子:济南为了保护泉脉,修建地铁困难、成本高,便可以选择空铁,还能同时利用其众多的高架桥;川渝地区山多,有些地方不适合修建地铁,可以采取空铁等单轨交通系统。现阶段,增加单轨交通等中低运量城市轨道交通,与其他交通方式相结合,基本已经当前城市轨道交通的发展趋势。

国内外悬挂式单轨车现状(商运和试验车):


1


多特蒙德和杜塞尔多夫的H-Bahn(Hängebahn的缩写,德国的“悬挂铁路”)列车系统由西门子开发,称为SIPEM(SIemens PEople Mover)项目。现在H-Bahn正在中国积极推销其空铁系统,是上海空列集团的合作伙伴。


多特蒙德空中轨道铁路,最高时速50公里/小时,三项400V交流电供电,提供16人的座位和29人的候车室。


杜塞尔多夫机场线,最高时速50公里/小时,无人驾驶,可提供15人的座位和32人的座位。


2


日本千叶市空中轨道列车1995年开始运营,由三菱重工业株式会社研发,千叶都市单轨铁路集团运营,共有两条线路,1号线自千叶港站至县庁前站,2号线自千叶站至千城台站。电气方式:直流1500V。1号线3.2km,2号线12.0km,是当前世界上最长的悬挂式单轨车线路。


1995年通车时采用的是1000型列车,2012年7月开始启用0型列车(URBANFLYER 0-type,被称作UFO)。


千叶空铁多次出现在漫画《我的妹妹哪有这么可爱!》(简称《俺妹》)中。


千叶市还推出了《俺妹》特别版痛车,并推出特别版车票,还特意请来了两位声优来做车内播报,当时死宅们扛着各种专业设备在车厢内录音。


3


通号空中快车公司公开的aerobus空中列车,不过从外观来看,应该是个概念车,现在还没有该公司有实体车或试验线的消息。


4


2016年初,由西南交通大学牵头,中唐空铁集团联合七家大型国企协同研制,完成了具有独立知识产权的新能源空铁的设计、制造。2016年9月,“世界首列新能源悬挂式单轨列车”成功在厂挂线。

该型列车最大特点是利用锂电池进行供电,充满一次电可以在轨连续运行16小时。列车最高时速60公里,编组灵活,最大运能可达每小时2万人次。


熊猫喷图新能源空列,2016年11月在成都双流区试验线投运,采用全自动无人驾驶技术。


2018年中唐空铁在第十七届中国西部国际博览会展示的全景式空铁。整车采用2动1拖3辆编组,车辆最高运行速度60km/h,采用DC750V供电,支持新能源锂电池动力包作为驱动力。


5


中车青岛四方公司在2017年7月下线了单轨悬挂式列车,该列车可实现3-5列的灵活编组,载客量可达到300-510余人。列车设计时速80公里,最高运行时速为70公里,运行速度媲美地铁,是国内速度等级最高的空轨列车。

列车采用新型的永磁电机,具有功率大、体积小、噪音低、重量轻的特点,最大爬坡能力达到100‰,是普通地铁车辆爬坡能力的三倍以上,在地形崎岖陡峭的山区也能灵活运行。


6


中建空列在2017-2018年,完成开封示范线的建设,并于2018年9月完成列车的运行。据悉该型列车运行时速达到60-80公里,载客量可达到1-2万/每小时人次。


国内空铁开发企业主要信息,如下表所示:


现阶段,中唐空铁、中建空列、四方股份均有试验车下线,其中中唐空铁在2016年完成试验线的验证,四方股份于2017年完成试验线的验证,中建空列于2018年完成试验线的验证。

中唐空铁初期采取的是新能源锂电池供电,2018年推出的新车又增加了电网直流供电,四方和中建空列仍是传统的电网供电。而四方股份列车的最高时速可达到80km/h,运营时速可达到70km/h,是现阶段国内最快空铁,其他公司空铁运营最高时速为60 km/h左右。上海空列则是将H-Bahn列车实现国产化,属于技术引进型。通过以上不难看出,中唐空铁、四方股份是该领域比较领先的企业。

下面我们来看一下国内各公司在空铁方面的专利储备情况,初步检索结果如下(不包括子公司):


由于空铁相关专利的申请基本从2016年以后才开始,而2017-2018年专利还未完全公开,所以以上数据并不能完全反应该公司专利储备状况,但仍可见一斑。

中唐空铁在专利技术储备方面具有绝对的优势,其次发展最晚的中建空列也有一百多件专利公开,而四方、上海空列和通号空中快车在该领域的专利布局较弱,通号空中快车的3件专利甚至与空列毫不相关。


可见最终在空铁领域的竞争会在中唐空铁、中建空列、四方股份和上海空列之间展开。

从专利储备角度来说,中唐空铁和中建空列优势比较明显。但四方股份作为几家企业中唯一的传统轨道列车装备制造厂商,很多技术并不一定要放在空铁领域进行专利申请,且从其下线的试验车来看,四方股份仍然具有着较为明显的优势。

而上海空列为引进H-Bahn的列车,H-Bahn列车技术成熟度高,运营经验丰富,且具有西门子的先进信号系统,也具有很强的竞争力。

可以说,四方股份和上海空列需要经受的主要考验并不是技术层面的考验,而是市场和政策的考验。相反,中唐空铁和中建空列作为轨道制造行业的新锐,才是岌需要完善技术,不断验证技术的两个公司。

由于中唐空铁专利储备量较大,我们先来看一下其专利构成:


发明专利及申请约占总专利量的29%,实用新型专利约为68%,外观专利占3%,属于基本合理的专利构成比例。

专利及专利申请分布领域:


主要IPC释义:B61B3/00 用悬挂式车辆的高架铁路系统。E01B 铁路轨道;铁路轨道附件;铺设各种铁路的机器。

可见,中唐空铁的专利技术储备量大,并不是由于新能源电池方面的技术带来的,而是在于车体、悬挂和轨道方面的创新。其电池基本通过采购来完成。

中建空列于中唐空铁的专利分布领域基本相同,且中建空列的发明专利居然占到总量的一半。但目前,中建空列和中唐空铁所申请的发明专利仅有少量取得授权,最终能有多少留下来,还需要时间的验证。

从目前情况来看,在国内,中车四方股份和中唐空铁可能会在悬挂式单轨车领域占有较大的市场,中建空列集团和上海空列集团也会瓜分市场份额。

但我们注意到,四家企业还全都希望借着一带一路的政策将产品出口到沿线国家,东南亚、南亚以至非洲国家都对中国的空铁产生了浓厚的兴趣,做好在这些国家的专利布局与风险规避,打造自己的技术壁垒,才能先行一步,赢得市场。

作者简介:时守华,集慧智佳交通事业部咨询师。上知天文,下知地理;静若处子,动若脱兔;爱读书,爱音乐,爱金庸,爱学友的伪文青。

参考资料:

中唐空铁官网http://www.chinaskyrailway.com

H-Bahn官网https://en.wikipedia.org/wiki/H-Bahn

H-Bahn中国官网http://www.h-bahn.cn/

通号空中快车官网http://thkc.crsc.cn/

贯通日本百科http://baike.kantsuu.com

北京中建空列集团有限公司http://www.chinaairrail.com/

 

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