4 先进轨道交通装备

先进轨道交通装备领域重点发展的产品是新一代高效轻量化高速动车组、川藏铁路列车、智慧城轨列车、时速600km以上高速磁浮运输工程化系统、重载列车、新一代市域及城际列车、列车运行控制系统、区域轨道交通协同运输与服务成套系统及核心装备。

轨道交通装备是我国高端装备“走出去”的重要代表。重点发展的产品是新一代高效轻量化高速动车组、川藏铁路列车、智慧城轨列车、时速600km以上高速磁浮运输工程化系统、重载列车、新一代市域及城际列车、列车运行控制系统、区域轨道交通协同运输与服务成套系统装备。

轨道交通装备是国家公共交通和大宗运输的主要载体，属高端装备。先进轨道交通装备包含采用现代技术的干线轨道交通、区域轨道交通和城市轨道交通的运载装备、通信信号装备、运控装备、供电装备与路网装备。轨道交通制造业将重点围绕研制安全可靠、先进成熟、节能环保、互联互通的绿色智能谱系化产品，建立世界领先的现代轨道交通装备产业体系，实现全球化运营。

需求

我国是全球最大的轨道交通装备市场。“十四五”期间，我国将基本贯通“八纵八横”高速铁路，铁路建设投资不低于3.19万亿元。到2025年，全国铁路营业里程将达到17万千米，其中高铁（含城际铁路）5万千米，铁路基本覆盖98%城区人口以上城市。总体来看，我国轨道交通建设和装备需求规模仍将持续处于高位。

全球轨道交通产业和轨道交通装备产业呈现出强劲的增长态势，据德国SCI Verkehr公司的统计，“十四五”时期全球轨道交通装备市场规模呈“V”形增长趋势，到“十四五”末将超过“十三五”末的需求水平。

我国政府提出了“一带一路”倡议，沿线国家及辐射区域互联互通工程建设将为我国轨道交通装备制造业带来可观的市场需求。

目标

到2025年，我国轨道交通装备制造业形成完善且具有持续创新能力的创新体系，在主要领域推行智能制造模式，主要产品达到国际领先水平，境外业务占比达到40%，服务业务占比超过20%，实现主导国际标准修订，建成全球领先的现代化轨道交通装备产业体系。

到2030年，我国轨道交通技术、设施、系统和装备的谱系化、多样化，以及融合化研发、试验和验证能力达到国际先进水平。

到2035年，在全球范围内主导资源配置、主导行业发展、主导产业布局、主导标准发行，占据全球轨道交通装备价值链制高点，处于世界级先进产业集群核心地位。

■■ 发展重点

1.重点产品

▶ 新一代高效轻量化高速动车组

定义和研发满足经济、社会和发展模式变革需求，更高速、更安全、更舒适、更环保、更节能、更智能的新一代高速动车组，实现轴重≤13t、运营速度≥400km/h、能耗降低≥30%、可再生材料的应用率≥10%的目标。

▶ 川藏铁路列车

研发满足高海拔4400m和高寒-50℃的机车车辆及关键部件适应性技术、适应高海拔高桥隧比（桥梁和隧道占总里程的比例）环境的列车系统集成技术、川藏铁路列车运行安全与救援保障技术等关键技术，形成相关的技术标准与规范，研制适应川藏铁路特殊环境及线路条件的成套移动装备。

▶ 智慧城轨列车

研发多速度等级、灵活编组、高加减速性能和高精度控制、基于能量转换的牵引制动一体化、多源车地协同驱动、材料高效回收利用等关键技术，形成智慧城市轨道交通一体化解决方案，研制舒适便捷、低碳绿色的智慧市域及城际列车。

▶ 时速600km以上高速磁浮运输工程化系统

研发磁浮交通系统车辆与核心部件、牵引供电与控制系统、运行控制系统、复杂环境下列车-轨道-隧道多远耦合与控制等关键技术，提出高速磁浮交通系统评估方法，建立系统技术指标体系，研制具有自主知识产权时速600km以上的高速磁浮运输工程化系统。

▶ 重载列车

研发大轴重货车低动力作用转向架、单元制动及车轮异常磨耗机理等关键技术；形成支撑我国综合物流体系的铁路货运服务技术体系和装备；实现3万吨级重载列车重大突破，具备重载运输成套系统装备的技术和产业能力。

▶ 新一代市域及城际列车

开展新一代市域及城际列车关键技术研究及其平台建设，研发多速度等级、灵活编组、快速起停、氢燃料电池驱动、智能传感、模块化配置等关键技术，形成模块化、标准化、系列化市域及城际列车产品，满足城市间、城市中心-郊区快速、高效通勤需求。

▶ 列车运行控制系统

研究形成高速铁路列车自动驾驶及运行控制系统（C3+ATO）技术体系、开展相关设备研发及试验验证；研究时速400km以上高速列车运行控制系统解决方案及装备研制；形成自主化全自动驾驶、互联互通的城市轨道交通CBTC系统，并形成系统技术标准体系；研究有轨电车智能控制系统；研究形成高速磁浮列车运行控制系统；研究智能化道岔转换系统。

▶ 区域轨道交通协同运输与服务成套系统及核心装备

突破区域轨道交通协同运输与综合服务关键技术，实现区域轨道交通网络的高效能一体化运输、协同安全保障与综合信息服务。研究一体化系统框架设计，构建大数据中心体系，研究协同运输组织、安全综合保障、智能信息服务子系统设备，研制一体化平台下的区域轨道交通协同运输与服务成套系统及核心装备。

2.关键零部件

▶ 传感器及传感网络

突破适用于轨道交通系统领域传感器的无源化、小型化、集成化、智能化、低功耗、传感网络构建、云边协同等关键技术；满足传感器网络扩展性、容错性能要求；研制小型化无源复合传感器，开发适用于工业现场复杂环境的成套传感系统。

▶ 功率半导体器件

重点突破硅基IGBT、MOSFET等先进功率半导体器件芯片技术瓶颈，推进国产硅基器件的应用和产业发展；推进碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等第三代功率半导体器件的研制和产业化。

▶ 转向架用轴承

突破高性能轴承设计、高精度轴承批量制造、绝缘喷涂等关键技术，有效提升旋转精度、寿命及绝缘性能等指标，实现轴承自主可控。

▶ 制动系统

研制适用于下一代高速动车组、城轨列车、川藏铁路列车的轻量化高耐热的制动系统，技术达到国际先进水平。

▶ 氢燃料电池

积极促进轨道交通车辆用高比功率、长寿命、强低温冷启动性能和低成本的氢燃料电池和动力型超级电容器技术研究和产品研制，实现公共交通储能式电力牵引技术产业化。

▶ 高效牵引供电装备

研究轨道交通地面牵引供电系统高效节能技术，开展覆盖AC 25kV、DC 3000V/1500V/750V等不同交直流牵引系统供电节能装置的研制，形成轨道牵引绿色供电体系。

▶ 高可靠性联轴器

突破联轴器锥度比值选型、表面粗糙度等基础关键技术，掌握鼓形齿和内齿套的材料热处理技术、制造加工技术和试验验证技术，实现工程化应用。

▶ 超大型、高参数齿轮及传动装置

掌握高性能设计与制造、轻量化开发、模拟服役试验、齿轮热处理、轻合金箱体铸造等核心技术，形成适合不同平台的谱系化齿轮传动产品。

▶ 减振器

研制垂向、横向、抗蛇行等减振器，突破批量生产工艺难点，提高质量稳定性，实现产品国产化。

3.关键共性技术

▶ 绿色节能技术

开展既有动力减排、新能源综合利用、大功率能量实时转换利用等节能减碳技术研究，实现轨道交通能源的高效管理与环境融合。

▶ 高效能牵引传动技术

突破永磁化、驱动一体化的智能化牵引电机、更高功率密度变流装置等关键技术，推进电传动系统谱系化，实现轨道交通牵引传动技术的升级换代。

▶ 智能化关键技术

研发应用于轨道交通装备领域的智能感知、大数据分析、机器学习等关键应用技术，推进人工智能、数字孪生、物联网等智能化技术与轨道交通装备领域技术的融合。

▶ 自动驾驶技术

突破轨道车辆智能驾驶技术，研究车载车地无线传输、多传感信息融合的行车安全自主预警及轨旁协同预警感知技术，形成新一代自主式全自动驾驶技术体系。

▶ 模块化、谱系化技术

深入研究轨道车辆元模块、基模块、辅助模块和功能模块构建机理，突破基于新一代信息技术，适用于设计、制造和运维功能一体化的轨道车辆模块化配置关键技术，降低产品全生命周期成本。

▶ 互联互通技术

突破不同交通方式、不同载运工具等互操作技术，深化研究不同轨距、供电制式、通信信号等跨标准体系的适配技术，全面提升人流、物流、信息流、价值流的综合技术水平。

▶ 设计、节能与环境友好技术

研究全生命周期成本关键要素辨识及分析方法，突破面向全生命周期成本的一体化设计技术、列车环境友好技术和能耗过程解耦与能效提升关键技术，形成工程化技术和标准规范体系。

▶ 安全保障技术

突破轨道交通系统运营状态全息化智能感知、快速辨识、风险评估、预警和应急处置技术；强化列车控制及工业信息化网络安全体系化技术研究；持续开展轨道交通产品的本构安全、主动安全和信息安全研究；构建轨道交通系统全寿命周期RAMSI综合评估与保障技术体系。

4.关键材料

▶ 碳纤维复合材料

掌握轻量化复合材料产品设计、仿真优化、成型工艺等核心技术，形成低成本、高安全、高效率应用技术体系及产品，推进碳纤维复合材料在轨道交通领域的全面应用。

▶ 石墨烯及其复合材料

突破石墨烯及其复合材料的可控制备及改性，实现石墨烯基金属复合材料、石墨烯超级电容器、锂离子电池、透明柔性薄膜和有机聚合物太阳能电池材料等工程化应用。

▶ 高强铝合金材料

掌握高强铝合金的成分设计、材料制备、成型及后处理工艺等核心技术，形成不同强塑（强度和塑性）等级、低成本、质量稳定的系列铝合金材料及工程应用技术体系，推进关键零部件轻量化、结构功能一体化的工程化应用。

▶ 永磁及软磁材料

提出高效能牵引电机用关键电磁材料的综合性能指标与应用策略，突破高磁能积高稳定性稀土永磁材料和低铁损高磁感软磁材料可控制备、电机的集成设计与制造等关键技术，实现装车验证。

■■ 战略支撑与保障

（1）进一步完善和健全行业协调机制。完善行业协调机制，提高行业素质，加强行业自律，避免无序和恶性竞争，并对企业研发成果、资源利用等多方面进行评估，构建评价模型，建立评价激励机制。

（2）提升原创能力。集聚创新要素，完善创新机制，激发人才活力，强化创新政策，推进创新平台建设和共享，加强基础性、前瞻性技术研究，打造先进轨道交通装备领域原创技术策源地，全面提升共性技术供给能力。

（3）构建国际标准体系。加强产品质量检验检测能力建设，加快培育第三方的专业检验检测和认证机构，建立和完善轨道交通装备产品认证制度。加强轨道交通装备标准的研究和修订工作，鼓励有实力的单位牵头制定国际标准。

（4）支持国际化经营。加强对企业“走出去”的宏观指导和服务，引导有实力的制造企业抓住全球产业布局下的新机遇，有序“走出去”，开展绿地投资、并购投资、联合投资等，在境外设立研发机构、制造服务基地和市场营销网络。

■■ 技术路线图

先进轨道交通装备产业发展技术路线图如图4-1所示。