技术创新是实现城市轨道交通跨越式发展的必由之路
当前，我国的城市轨道交通正处于跨越式的发展阶段。北京、上海、广州三个城市的轨道交通，正在以平均每年建成40-50公里的速度向前发展，预计到2010年，北京和上海的城市轨道交通运营线路总长度将分别超过500公里，广州也有接近300公里的规模。届时，无论是在线路总长度方面，还是在客运量方面，这三个城市都将在世界上名列前茅。发达国家用了几十年甚至上百年时间所走过的路，我们必须用不到十年的时间去完成，因此，在城市轨道交通领域，我国将走的是一条跨越式的发展道路，必须在短时间内迅速跨越与发达国家在政策、体制、规范、标准、技术和管理等方面的差距，迎头赶上甚至超越发达国家的水平。
技术创新与进步是实现跨越式发展的关键。人类社会的发展史，在相当程度上展现为一部技术的创新与进步史，技术含量极高的城市轨道交通的发展，也必然遵循技术创新和技术进步的轨迹。致力于我国城市轨道交通发展事业的各地铁公司，必须跳出企业自身发展的局限，用跨越时空的视野去审视和推进城市轨道交通的技术创新和技术进步。超越单纯追求完美和卓越的思维，从企业可持续发展的角度，从城市可持续发展的角度，从社会不断进步的角度，从满足人们日益增长需求的角度，追求技术的先进性与工程实际相结合，与以人为本的服务理念相结合，与高效率低成本的运营需求相结合，实现城市轨道交通人性化、高效率、低成本的投入与运营，使城市轨道交通在引导城市发展、促进经济繁荣、推动社会进步、应对都市现代人日益提升的生活需求等方面发挥应有的巨大作用。
任何创新都是有风险的，技术方面的创新也不例外。中国城市轨道交通行业过去有一句“行话”，那就是“中国的轨道交通要用中国成熟的交通技术”。但是我们必须看到，与西欧、北美等发达国家的城市轨道交通水平相比，中国的差距很大。为缩短差距，我们不能等待，不能“从猿到人”，必须冲破狭隘的地域、国别观念，放眼世界、放眼未来，通过外引内联，消化与吸收，尽快利用外国先进的技术来武装自己，加快我们的发展步伐。
为拥有中国知识产权的先进技术设备，为满足安全、可靠、舒适，同时战略成本又是合理、最低的新技术的应用，在技术创新和新技术应用方面，广州地铁愿意做“第一个吃螃蟹的人”。近年来，广州地铁锐意改革，积极进取，大力发挥一体化经营的优势，着力进行制度创新、管理创新和技术创新，为城市创造环境、为社会创造效益，不断开拓地铁前进发展的道路。就技术创新而言，在各级领导与社会各界的关心、支持下，广州地铁作了一些探索和尝试，取得了一些成绩和经验。在此，我愿意就广州地铁在新技术应用与创新方面所做的一些工作与各位一起交流和分享。
一、转变观念，高度重视技术进步与创新对实现城市轨道交通跨越式发展的重要意义。
在城市轨道交通方面，我国与先进国家的差距是整体性的，这种差距存在于从设计、建设到运营管理的方方面面，并最终将体现在服务水平和成本效益上。我国城市轨道交通行业的技术创新与进步，必须从提高城市轨道交通整体技术水平的角度出发，通过技术进步降低运营成本，提升服务水平，增强城市轨道交通的可持续发展能力。
（一）以技术创新和进步降低经营成本。技术永远是为经济服务的，不为经济服务的技术没有丝毫生命力。所以，我们的基本出发点，是要通过技术创新和进步，永久性地降低企业的运营成本，优化企业的基本生存条件。
（二）以技术创新和进步改善人文环境。随着社会的发展和进步，人们对人文环境的需求也在不断地拓展和提升。为了适应人们对环境要求的变化，我们必须通过技术创新和进步，不断改善和优化地铁的人文环境，创造符合现代人需求的环境氛围，体现现代化交通对社会进步的影响和作用，在满足公众对良好人文环境需求的同时，也改善企业自身的生存环境。
（三）以技术创新和进步提升服务水平。建设轨道交通的根本目的是为人服务，为人们的出行提供安全、便捷、准时、舒适的公共交通服务。因此，我们的重要思路就是通过技术创新和进步，突破传统服务手段的局限，从根本上提升地铁的服务水平，以优质服务提升企业的生存能力。
（四）以技术创新和进步强化市场营销。被动等待客流的自然增长不符合市场经济的环境，企业要想持续发展就必须主动出击，建立先进的市场营销理念，引领市场的走向。我们就是要通过技术的创新和进步，以现代化的手段，引导乘客的出行消费行为，培育市场、‘生产’乘客，强化企业在市场中的主导地位。
（五）以技术创新和进步推动国产化进程。国产化不仅能降低设备的初期投资，更重要的是能够永久性的降低设备的运行检修综合成本，从根本上缓解地铁行业的建设资金筹集难度，加快地铁的发展。为此，我们率先在国内实施第一个国产化项目，通过技术创新和进步，以实际行动有效的推动和促进地铁行业国产化和地铁相关产业的进程。
（六）以技术创新和进步促进可持续发展。地铁对城市发展具有举足轻重的作用，必须与城市一起经受漫长的历史进步的考验。因此，任何急功近利的短视行为，都是对城市历史发展的反动。我们必须以技术的创新和进步，使地铁能够紧扣城市发展的脉搏，紧跟时代进步的足迹，以地铁的可持续发展，促进和推动城市的可持续发展。
二、求真务实，建立并实施真正有利于城市轨道交通跨越式发展的技术创新策略和措施。
技术创新是一个艰难的过程，需要人力和资金的投入。为了规避因技术创新给地铁建设乃至地铁运营可能带来的风险，真正实现技术创新的目标和效果，必须采取务实的态度，建立可行、有效的策略。在广州地铁的技术创新工作中，我们始终坚持以下策略：
（一）与企业的发展战略相适应。不是片面地追求技术的领先，而是根据企业的发展战略进程，根据企业不同发展时期的战略需求与财力状况，合理安排技术的创新和升级，杜绝好高骛远的思维方式，使技术的进步与企业的综合实力相匹配，与企业的发展相同步。
（二）以提高企业的经济效益为导向。不是刻意的炫耀技术的进步，而是脚踏实地的依赖技术的创新获取实际的经济成果。在“建设为了运营、运营为了经营、经营体现效益”的理念下，使技术的进步不是一种附庸风雅的点缀、一种哗众取宠的表面文章，而切实成为提升企业经营效益的强有力手段。
（三）立足于整体技术水平的进步和提升。不是孤立地提升局部的技术水平，而是在科技战略规划的指导下，科学、合理、有序地做出路网系统的技术升级安排，追求路网系统的整体先进性。通过对企业的全面技术升级，实现有规划、多目标、多层次、多领域的技术创新，协调、有序、稳步、系统地推动企业的技术进步，实现“科技兴企”的战略目标。
（四）在消化、吸收先进技术的同时提升企业自身的知识和能力。不是简单地引进国外的新技术，而是通过事前充分的调研和论证，事中实时的监控和检测，事后认真的总结和评估等方式，持续而努力的消化吸收，总结归纳、提炼升华，使之成为企业宝贵的知识资产，成为培育企业核心能力的必要手段和重要过程。
（五）通过技术创新与进步，带动相关产业的发展。不是单一的考虑企业自身的技术进步，而是致力于建立和丰富地铁行业的核心技术库，借以推动和促进设备国产化的进程，引领地铁相关产业链的发展，使地铁的建设获取最大的附加价值，促进国民经济的发展。
（六）通过技术创新与进步，推动城市轨道交通行业的共同进步。不是本位地考量广州地铁自身的发展，而是以敢为人先的精神，为我国地铁行业的历史性进步做出不懈的努力和探索。通过对行业规范、标准的不断更新和修正，使不同城市的地铁企业，共享创新的成果，共求技术的进步，共谋持续的发展。
三、把学习创新树立为企业的核心价值观，不断创新，永不停步，持续提升城市轨道交通的技术水平。
创新是广州地铁一体化经营的灵魂和精髓。在创新精神指引下，广州地铁近年来在新线建设中，一步一个脚印，一条线上一个新台阶，在技术进步与创新方面不断取得新进展，成为推动城市轨道交通跨越式发展的强大动力。
（一）地铁二号线的多项技术和设备属国内首次采用，极大地提升了我国城市轨道交通的技术水平。
广州地铁二号线用了三年的时间建成，三年半时间实现开通运营，这在全国可能是一项创举。在一体化的经营模式下，我们利用丰富的运营经验、指导设计和建设行为，引导各类先进、可靠、成熟的新技术、新工艺在二号线的应用。通过技术创新，全面提升了线路的设计水平,节约了工程投资，大幅度缩短了建设工期，全面提升工程质量，有效地降低运营成本，使广州地铁二号线工程总体技术水平达到了一个新的高度，并在技术上为广州地铁的可持续发展奠定了基础，也在客观上促进了全国轨道交通行业的技术进步。
二号线工程实施的技术创新之路可概括为：保证地铁 (电气铁路)“弓、网、车、轨”等核心系统的技术先进性，供电、信号、通信、机电设备监控等主要机电系统关键技术瞄准国际先进水平。与地铁一号线相比，二号线在保证线路总体技术水平有所提高的前提下，实现了国家要求的70％的机电设备国产化率，合理选用和综合应用施工方法，在保证施工安全的前提下，积极稳妥地采用新工法新工艺，提前实现隧道通、轨道通、电通，创造了提前开通的前提条件。
我们注重工程前期工作，在设计阶段，采用先进的设计理念，优化建筑设计，改善线路和周边的建筑和环境之间的关系。在施工阶段，积极稳妥地采用先进施工方法，保证顺利穿越珠江，顺利穿越五个地质断裂和溶洞地区；并注意及时解决在十分复杂的工程地质和水文地质条件下修建地铁隧道、车站遇到的重大技术问题；在设备采购阶段，积极稳妥地采用技术含量高、安全节能、环保的成熟设备，保证各机电系统的安全性、可靠性，降低运营成本；在机电安装阶段，注重解决各机电系统内和系统间接口技术问题，保证单机设备、单个系统的先进性和整个系统整合后，整条线路的技术先进性的统一。
1、成功研制和应用刚性接触网，填补国内空白
我们自主组织进行科技攻关，成功研制刚性接触网。与传统的柔性接触网相比，刚性接触网不仅大大改善了二号线地铁列车不间断供电系统的安全性、可靠性，可维护性，而且国产化率达到90％以上，填补了该项技术的国内空白。
广州地铁二号线地下区段全部采用刚性接触网供电方式，并一举取得圆满成功，使这种具有结构简单、安全可靠、占用空间小、受力条件好，无断线之虞、维修工作量小、弓网受流特性好、国产化率高等诸多优点的供电方式，在此后国内地铁新线的设计中被广泛的采用，已经取得了重大的经济效益和社会效益。刚性接触网 造价比传统的柔性接触网降低 15%，由于国产化研制成功，实际造价比进口同类刚性接触网节省近60%。同时，维修人员的配备可比柔性接触网减少50%以上，刚性接触网每年维修费用仅为传统柔性接触网的1/9。
2、在国内首次成功应用站台屏蔽门技术
地铁二号线采用了世界最先进的第三代屏蔽门系统，这也是国内第一条采用屏蔽门系统的地铁线路。站台屏蔽门系统安装在站台边缘，将站台区域与隧道轨行区完全隔离，减少了站台区与轨行区之间冷热气流的交换，减小了车站供冷系统的负荷，降低环控系统的空调能耗（约 20％）；屏蔽门系统的设置防止了乘客掉下站台，节省了车站管理人员；屏障了列车运行时的噪音对车站的影响，消除列车活塞风对站台的影响，改善了地铁车站的空气质量，保证了乘客候车的舒适度；此外，设计精美且具有时代感的站台屏蔽门，不仅可以增加乘客在站台候车时的安全感，而且给车站也增添了明快的色彩，美化了车站的装饰效果。
3、在国内地铁首次应用集中供冷系统新技术
根据广州地铁二号线线路特征和线路周边的环境条件，有效解决车站供冷设施布置难、对地铁车站周边影响大的问题，将集中供冷技术成功应用于二号线地铁车站供冷系统中，因地制宜，设立集中冷冻站和利用自然冷源，并攻克长距离高效率冷冻水输送等技术难题，避免了在闹市区地铁车站设冷却塔给周边景观带来的不利影响，美化了环境；同时减少了车站环控机房的面积，降低了车站的规模，减少了土建成本，较大幅度地降低了能耗。
另外，广州地铁二号线集中供冷系统还具有以下优点：采用变频节能技术，降低了系统运行成本；设备集中管理，便于运营维护；利用自然冷源，体现节能和环保意识。
4、自动售检票系统成功应用非接触式全IC卡技术
为实现多条地铁线路之间旅客的不检票换乘，并达到快速输散旅客的设计要求，降低运营成本，并配合政府要求的城市公交“一卡通”工程建设，地铁二号线采用了非接触式 IC卡自动售检票系统，与广州公交“一卡通”系统兼容，并且在国际上首次采用了非接触式IC卡单程票代币（Token）模式，代表了本专业的发展方向。同时对已投入一号线运营使用的磁卡系统进行了IC卡技术改造，实现了一、二号线之间的不检票换乘，并且为今后轨道交通新线之间的不检票换乘创造了最基本的条件。
5、成功应用复合地层盾构施工新技术
在全面总结一号线盾构隧道施工经验的基础上，我们突破传统思路，在广州地区复杂的地质条件下采用盾构技术成功穿越珠江；国内首次成功应用了宽度 1.5米的盾构管片；隧道管片接缝防水设计采用了性能优越的进口EPDM弹性止水条，进一步提高了地铁盾构隧道的防水效果；施工中采用了德国VMT公司研制的同步激光自动导向系统SLS-T进行施工测量，免去了测量对施工的干扰，提高了隧道施工精度；研制出新型盾尾同步注浆配合比，成功应用胶结材料盾尾同步注浆技术，进一步提高了在复合地层用盾构技术修建的地铁隧道的质量。我们已总结出一套适应于广州地区复合地层的盾构机选型方法，为盾构法作为未来新线建设中修建隧道主导工法地位的确立，不仅从概念上，而且从实践上提供了依据。
6、车辆的模块化生产
在实现 70％国产化率的前提下，广州地铁二号线车辆的总体技术水平不低于从德国进口的一号线车辆水平，并有不同程度的改进和提高，代表了国产化车辆的最高水平。我们首次采用模块化车体，结构优化，车厢美观，维修方便；整车设计考虑了各部件的降噪和隔噪措施，使整车噪音降低；采用新型转向架，改善受力条件，强度提高，提高安全性；主逆变器采用先进的IGBT开关单元，使设备体积下降，噪音降低；车辆控制和监视采用总线方式，容量大，传输控制方便。
（二）在地铁三号线的信号系统中引用移动闭塞技术，提升地铁的运营效率。
广州地铁三号线是全国第一条最高时速达 120公里的快线，采用小编组、高密度的行车组织方式。与之相匹配，我们在三号线采用了代表着世界先进列车控制技术发展方向的移动闭塞信号系统，它提供比传统的固定闭塞系统更为安全、更加高效、灵活的列车运行。该系统不仅能提高列车运行速度，增加列车运行密度从而提高线路通过能力，而且能够辅助列车司机驾驶并能实现列车定点停车和节能，并能安全地处理系统信息从而实现中央系统计划的自动列车控制。移动闭塞技术集安全、灵活、经济节能于一身，既能满足轨道交通大运量、高频率、可靠运行的要求，又延长了设备的生命周期，具有优越的性能价格比，其采用将大大提升地铁三号线的运营效率，并将为广大市民的出行提供更快捷、更舒适的服务。
（三）地铁四号线将采用线性电机运载系统，是对丰富我国地铁车辆技术多样化的又一大贡献。
广州市地质条件复杂，建成区建筑物密集，加上珠江水系的影响，线路必须多次穿越珠江，从整个路网规划的情况来看，目前所采用的传统的轨道交通系统已经不能很好地满足工程建设和运营的需要了，必须探索新的途径。直线电机运载系统就是根据这一需要而提出的。
四号线采用线性电机，开创了国内地铁的先河。线性电机在国外已是成熟的技术，但在国内尚属空白。该系统爬坡能力强，特别适用于在广州市老城区为避开拆迁及多次穿越珠江而造成的大坡度、小转弯半径的地域条件的限制，使选线更具灵活性，有条件地减少隧道的埋深。 有利于线路由地下至地面、高架的过渡，并具有节能、低噪的优点；而且， 由于线性电机具有免维修的特点，可大幅度减少检修人员，降低维修成本。 由于车辆转弯半径小，可大大缩减车辆段及综合维修基地的用地面积, 四号线车辆段面积因此由 30公顷降为11公顷。
四、建立健全企业的技术创新体系，为技术创新工作提供组织和制度保障，实现城市轨道交通的跨越式发展目标。
通过地铁二、三、四号线建设过程中技术创新的实践，我们深刻体会到，广州地铁的技术创新带来了巨大的经济效益，取得了技术进步与降低成本的双重效果。应当说，更安全、更可靠、造价更合理、技术更先进是一项工程建设的成功标志。所以，我们着眼于企业的可持续发展，建立企业的技术创新体系。一方面，我们建立了有利于技术创新与进步的组织机构，形成了从新技术研究、咨询、决策到应用的完整的组织体系，在企业内部建立起了一条新技术应用的“供应链”。另一方面，我们加强了制度建设，规范了新技术研究与应用的管理程序和激励机制，为新技术的研究和应用创造良好的环境。当前，技术创新与进步在广州地铁已成为一种机制，一项制度，不断地推动企业朝着新的更高目标前进。
在历史的长河中，进步与落后是一种相对的概念，任何创新和进步都会随着时间的流逝而逐渐沦为落后。因此、广州地铁非常愿意也一直致力于成为地铁行业技术创新和技术进步的试验田，我们非常欢迎并寻求与国内所有的高等学府、科研单位、地铁企业、各类企业进行全方位的合作、形成战略联盟，在可持续发展的理念下，树立与时俱进的观念，勇于创新、不断创新，为加速地铁设备国产化的进程，为提升地铁行业的技术应用水平，为提高地铁企业的经营管理水平，为我国地铁行业的兴旺发达、繁荣昌盛，做出不懈的努力和贡献。
