城市軌道交通最新技術及評定【摘要】 文章對城市軌道交通系統(tǒng)進行分類、并對其最新發(fā)展和商業(yè)化運營趨勢及其所用的安全評定方法進行了論述。【關鍵詞】：城市軌道交通系統(tǒng)；商業(yè)化運營；評定0 前言 在日本，80年代開始商業(yè)運營的新型交通系統(tǒng)，作為介于火車和汽車之間的中型交通系統(tǒng)，是城市軌道交通系統(tǒng)的主力。然而，近來研究的重點是輕軌交通（LRT）、現(xiàn)代城市有軌電車、以及采用線性電動機等新技術的城市軌道交通系統(tǒng)。這些系統(tǒng)開始在日本的一些地方投入商業(yè)運營。鑒于國際標準，制定無人操作標準，執(zhí)行IEC62278標準，加強可靠性、可用性、可維護性和安全性（RAMS）管理。在新型城市軌道交通系統(tǒng)投入商業(yè)運營前，須以不同的方法對其進行評定。因此，本文用實例論述了對城市軌道交通系統(tǒng)的最新發(fā)展和商業(yè)化運營趨勢及所用的評定方法。1城市軌道交通系統(tǒng)分類 一般來說，鐵道交通系統(tǒng)使用鋼制車輪和鋼軌對車輛進行支承和導向，并使用車上旋轉電動機產(chǎn)生的粘著力驅動。司機根據(jù)道旁或司機室的信號進行操作。不過，城市軌道交通系統(tǒng)并不都是這種類型。下面對包括城市軌道交通系統(tǒng)在內(nèi)的鐵道運輸系統(tǒng)進行分類。1.1按支承/導向和驅動系統(tǒng)來分類 根據(jù)定義，不需要長距離運行的城市軌道交通系統(tǒng)，就運行區(qū)域來說具有靈巧的特點。例如，現(xiàn)有無車載驅動電動機的系統(tǒng)，又有非接觸支承和導向的系統(tǒng)。
圖1是根據(jù)車輛的支承/導向和驅動技術對城市軌道交通系統(tǒng)進行的分類。驅動列車的旋轉電動機系統(tǒng)，可進一步分類為車載電動機和地面電動機。1.1. 1用車載旋轉電動機驅動 某些城市軌道交通系統(tǒng)如傳統(tǒng)鐵道系統(tǒng)一樣使用車載旋轉電動機驅動車輪，但存在一些不同。輕軌車輛系統(tǒng)沒有車軸，電動機裝在車體上或裝在轉向架構架上以便降低車輛地板高度。新型交通系統(tǒng)，使用橡膠輪胎支承和驅動，用導向輪導向。另外還有使用帶傳動裝置車載旋轉電動機的車輛，陡坡運行時用永磁系統(tǒng)（替代車輪驅動力）。1.1. 2用地面旋轉電動機驅動 架空索道和纜車一般都用地面旋轉電動機，將電動機的驅動力轉換為纜索的線性運動。這些早已投入商業(yè)運營，主要用于旅游景點。然而，近年來，它們被作為城市軌道交通系統(tǒng)。纜索驅動的缺點是缺乏導向穩(wěn)定性。解決該問題的方法是，在架空索道上采用減阻裝置、翼板和阻尼器等來改善風阻，以及在OTIS上使用導向輪導向。高架鐵道系統(tǒng)的導向，與懸掛單軌鐵道的一樣，由導向輪和支承梁導向以減小風的影響。在這種系統(tǒng)中，梁用于支承，而纜索僅用于驅動。1.1. 3車載線性電動機的一次側驅動 80年代后期，線性電動機在工業(yè)上的應用得到積極推進，直接驅動的優(yōu)點開始得到廣泛的認可。對于鐵路上的應用，平板式電動機和無粘著驅動的優(yōu)點開始引人關注。使用線性電動機的第一個商業(yè)運營系統(tǒng)是用線性電動機的地鐵。在該系統(tǒng)中，像傳統(tǒng)鐵道系統(tǒng)一樣，車輪的支承和導向由鐵制車輪和軌道提供，只是驅動是由車輛上線性感應電動機一次側（裝在車上的供電線圈）提供（圖2）。采用該系統(tǒng)的初衷是，試圖利用線性電動機的平穩(wěn)性來減小隧道截面，以降低地鐵昂貴的建設費用。然而，從技術上講，這是一個具有開拓意義的系統(tǒng)，它只需使用與傳統(tǒng)逆變器相同的驅動控制方法，使得線性電動機能在鐵道上使用（圖3）。這種系統(tǒng)于1990年3月首次在大扳交通局的地鐵7號線開始商業(yè)運營，隨后在東京交通局的地鐵12號線（1991年）和神戶市的Kaigan線（2001年）上運營。最近，福岡和橫濱正在建設使用這種系統(tǒng)的鐵路線。 線性電動機驅動在商業(yè)化運營中取得進展，從而加快了使用線性驅動技術的磁懸浮鐵路的商業(yè)化運營（圖4）。與傳統(tǒng)鐵路相比，磁懸浮鐵路的特點是用線性電動機驅動和用常導磁懸浮支承及導向。線性電動機驅動已經(jīng)在采用線性電動機的地鐵通過了安全評定，所以只需對懸浮控制的安全性作評定。為此，運輸部在Oe磁懸浮試驗線上進行了廣泛試驗，并對試驗數(shù)據(jù)進行了收集和評定，認定該系統(tǒng)無安全問題。此后將其添加到鐵路商業(yè)法（專用鐵路）中。使用該系統(tǒng)的Tobu Kyuryo線路計劃于2005年投入運營。 與上述系統(tǒng)相似，OTIS系統(tǒng)由線性感應電動機驅動，由空氣懸掛系統(tǒng)支承（用導向輪導向）。政府（運輸部）、學術界、包括該行業(yè)（OTIS）的有關團體與專家組成的委員會（東京大學Shoda教授為主席）為該系統(tǒng)設定了試驗項目以及進行安全評定。線性感應電動機驅動通過了安全性能評定，因此這次評定主要集中在空氣懸掛系統(tǒng)控制的安全性上。結果表明，OTIS系統(tǒng)在運行速度低于50 km/h時沒有安全問題。1.1. 4地面線性電動機一次側驅動 上述的線性電動機的工作原理是，一次側在車輛系統(tǒng)中，在該車輛系統(tǒng)使用了線性感應電動機，電源側線圈裝在車上。雖然這種驅動系統(tǒng)與線性電動機地鐵、HSST和OTIS的支承和導向方式不同，但就驅動方法而論，在技術上是相同的。然而，城市軌道交通系統(tǒng)則是將一次側裝在地面系統(tǒng)中，而供電側線圈裝在地面上。雖然使用線性同步電動機，連續(xù)不斷的線圈可裝在地面上，但據(jù)說這種系統(tǒng)作為城市軌道交通系統(tǒng)，由于建設費用的問題，只在有限的情況下可行，因而，至今還沒有投入商業(yè)運營。可節(jié)省建設費用的一種間斷安裝線性感應電動機的系統(tǒng)已經(jīng)用于商業(yè)運營，如美國機場內(nèi)部的運輸，但在日本還沒有投入商業(yè)運營。日本的高架鐵道系統(tǒng)，線性電動機安裝在地面系統(tǒng)的一次側，以便在車站附近實施加速和減速（圖5）。發(fā)車時，車輛由線性電動機加速，達到纜索速度時，控制纜索。到達時，車輛脫離纜索，由線性電動機將速度從纜索速度降至停車。該車輛的支承梁和導輪使支承/導向系統(tǒng)與驅動系統(tǒng)獨立分開，其控制系統(tǒng)具有線性電動機較高加速和減速的性能和節(jié)省空間的特點。在特殊情況下，一次側裝在地面系統(tǒng)中，二次側反作用板則需安裝在車上，這樣便可充分利用一次側裝在地面系統(tǒng)中重量輕和節(jié)能的優(yōu)點。這種系統(tǒng)于1998年在廣島Prefecture用作進出Seno車站的運輸工具。1.2按操作方法分類 鐵路系統(tǒng)可根據(jù)它們的操作方法分類。如圖6所示，傳統(tǒng)鐵路系統(tǒng)(無列車自動操作——NTO)基本由司機人工操作，而許多城市軌道交通系統(tǒng)為自動操作(半自動列車操作——STO)或無人操作(無司機列車操作——DTO或自動列車操作——UTO)。由于城市軌道交通系統(tǒng)在相當短的運行距離內(nèi)需要高頻率運行，造成列車運行費用過高，因而節(jié)省人力的措施極為重要。然而，近年來許多傳統(tǒng)鐵路運輸系統(tǒng)使用STO系統(tǒng)，即車上有司機但列車可自動操作運行（加速、運行和減速）的一種系統(tǒng)。這也促使將城市軌道交通系統(tǒng)積累的經(jīng)驗應用到傳統(tǒng)鐵路運輸系統(tǒng)。所以，如果將來傳統(tǒng)鐵路運輸系統(tǒng)需要進一步節(jié)省人力，可汲取城市軌道交通系統(tǒng)的經(jīng)驗，用DTO替換STO，而后換成UTO。 最近，國際電工委員會（IEC）對城市鐵路交通系統(tǒng)（城市自動交通）無人操作（DTO和UTO）的安全性進行了檢測。其主要內(nèi)容是對無人操作可能出現(xiàn)的故障進行分類，分析其風險性以及提出防范措施。此外，還將制定適應傳統(tǒng)鐵路運輸系統(tǒng)無人操作的標準。2城市軌道交通系統(tǒng)的評定 歷史上，新型城市軌道交通系統(tǒng)投入商業(yè)運營前，需在運輸部（現(xiàn)在的國土、基礎設施和運輸部）的監(jiān)管下組建一個委員會來確定對其試驗和評定項目。而后，它的分支機構——交通安全和公害研究所（現(xiàn)在的交通安全環(huán)境研究所）進行試驗并作出評定，行政管理部門根據(jù)結果對其可用性進行鑒定。不過，將來還要根據(jù)國際標準規(guī)定的評定方法進行評定。下面介紹這些評定方法。2.1過去的評定 一種新型城市軌道交通系統(tǒng)作為公共交通系統(tǒng)投入商業(yè)運營前，運輸部通常都要對其可用性進行鑒定，如果結果是肯定的，就會組建一個委員會繼續(xù)進行這項工作。該委員會將作為公正的第三方組織來確定試驗和評定項目。此后根據(jù)結果，運輸部的分支機構——交通安全和公害研究所進行試驗并作出評定。豐田的多模式交通系統(tǒng)（IMTS）就是一例，該系統(tǒng)中的車輛根據(jù)車載計算機讀出地面設置的磁釘位置完成自動操作。多列車運行時，由無線電通信控制相互間的距離。該系統(tǒng)于2003年7月作為鐵路技術被添加到部門法令中，并將于2005世界博覽會作為運輸系統(tǒng)在愛知縣投入商業(yè)運用。 日本運輸經(jīng)濟研究中心（現(xiàn)在的運輸政策研究所），在1999年為該系統(tǒng)組建了由Nihon大學Nakamura教授為主席的委員會。該委員會根據(jù)東富士試驗線的運行數(shù)據(jù)對安全性進行了評定，結果表明沒有根本的安全問題。因此，鑒于國家交通安全環(huán)境研究所進行試驗的結果，該系統(tǒng)在Awaji島農(nóng)業(yè)園投入商業(yè)運營。運營中，在一定程度上證實了其可靠性。根據(jù)這些結論，最終批準該系統(tǒng)在2005年世界博覽會期間投入運營。 表1列出最終的評定項目和評定結果，以供參考。至此，評定仍在進一步進行，如日本運輸經(jīng)濟研究中心進行的評定和交通安全和公害研究所在Awaji島進行的評定。各階段發(fā)現(xiàn)的問題通過再試驗和再評定加以處理、解決和確認。所有投入商業(yè)運營的城市軌道交通系統(tǒng)，包括線性電動機地鐵、HSST和高架鐵道交通系統(tǒng)都以同樣的方法進行了評定。2.2未來的評定方法 近年來，加快了鐵路系統(tǒng)標準的制定工作。被稱為RAMS標準的IEC62278就是一個實例。2002年10月生效的這個標準規(guī)定了鐵路系統(tǒng)對可靠性、可用性、可維護性和安全性（RAMS）的要求。在規(guī)定的時間內(nèi)鐵路運輸應安全和適用。標準要求，在壽命周期內(nèi)，對鐵路運輸系統(tǒng)的使用方案、終止和處置都應按照標準規(guī)定進行總結，并書面記載，如有必要，還要進行核實（圖7）。 該標準源于歐洲EN50126標準，是按歐洲方式定量評定方式制定的。相反，到現(xiàn)在為止，要求日本鐵路運輸系統(tǒng)和信號系統(tǒng)有預防故障的性能以避免可能發(fā)生的事故。因此，從鐵路運輸系統(tǒng)的設計到驗收的整個過程需對其進行評定。可以說，日本鐵路運輸系統(tǒng)，即使沒有數(shù)據(jù)上的評定，在其壽命周期內(nèi)都作了相應的評定。3 未來的城市軌道交通系統(tǒng) 新的城市軌道交通系統(tǒng)從新型交通系統(tǒng)開始，而進入多樣化，包括使用線性電動機和無線電控制系統(tǒng)。將來根據(jù)社會需要可望進一步采用下列交通模式。3.1雙模式的運行系統(tǒng) 即使是極為先進的城市軌道交通系統(tǒng)也無法與汽車所具有的便利性相比。實際上，如沒有汽車的存在，城市軌道交通系統(tǒng)的未來發(fā)展無法想象。而且，由于以軌道方式運行的城市軌道交通系統(tǒng)只能單方向運行，因此可在陸地上以任何方向運行的汽車決不會被淘汰。所以，將來雙模式的城市軌道交通系統(tǒng)有望既能作為軌道車又能作為汽車運行。 在歐洲已開發(fā)并部分投入商業(yè)運營的橡膠輪胎LRT系統(tǒng)，在郊區(qū)作為汽車運行，而在有小型軌道導向的城區(qū)則作為火車運行（如南希的TVR）。這種系統(tǒng)可利用小型軌道限定導向像火車一樣運行，也可在沒有鋪設軌道的地方作為汽車運行。用電纜供電時，這種系統(tǒng)可像無軌電車那樣運行，而用燃料電池或其它方法供電時，可不要電纜而自身運行。 在日本，OTIS正開發(fā)用線性電動機驅動的空氣懸浮系統(tǒng)以便能以雙模式運行。3.2 燃料電池供電的系統(tǒng) 長期以來，人們就認為電氣化鐵道運輸系統(tǒng)在環(huán)保方面優(yōu)于汽車。然而，燃料電池技術的快速發(fā)展，使燃料電池車輛更為流行，因而削弱了鐵道運輸?shù)膬?yōu)勢。為了最大程度地利用鐵道運輸系統(tǒng)的特點，即城市軌道交通高效快速的特點，有必要開發(fā)使用燃料電池運行的城市軌道交通系統(tǒng)。這樣的鐵道交通系統(tǒng)不需要電纜供電，在生態(tài)學和能源方面都將保持先進性。 促進新型城市軌道交通系統(tǒng)商業(yè)化的首要前提是降低成本。從這種意義上講，建在道路上的LRT和IMTS在建設成本上有優(yōu)勢，但運行能耗很高。然而SenyoKogyo 有限公司和其他公司為降低能耗開發(fā)了一種利用勢能的城市軌道交通系統(tǒng)。這種系統(tǒng)基于過山車的原理，結構簡單。車輛在不同高度的單軌上運行。這種城市軌道交通系統(tǒng)就是根據(jù)新理念開發(fā)的成功例子。4 結語 本文闡述了日本城市軌道交通系統(tǒng)的分類、系統(tǒng)的特點和這類系統(tǒng)商業(yè)運營所需的安全評定方法。在對傳統(tǒng)安全評定方法和將來按照國際標準進行評定的方法進行簡要闡述后，提出了本人對新型城市軌道交通系統(tǒng)發(fā)展觀點。城市軌道交通系統(tǒng)與公共汽車和普通汽車同處總會有一些內(nèi)在問題。近來，我們看到像LRT和IMTS這類系統(tǒng)的不斷出現(xiàn)，技術上的微小變化可使這些技術轉換為與公共汽車一樣的系統(tǒng)，而淡化鐵道交通車輛和公共汽車的界限。希望將來能看到使用燃料電池和其它技術的新型城市軌道交通系統(tǒng)，像汽車一樣投入商業(yè)運營，這樣，可以在保持鐵道交通車輛特點的同時還具有汽車的優(yōu)點。
圖1是根據(jù)車輛的支承/導向和驅動技術對城市軌道交通系統(tǒng)進行的分類。驅動列車的旋轉電動機系統(tǒng)，可進一步分類為車載電動機和地面電動機。1.1. 1用車載旋轉電動機驅動 某些城市軌道交通系統(tǒng)如傳統(tǒng)鐵道系統(tǒng)一樣使用車載旋轉電動機驅動車輪，但存在一些不同。輕軌車輛系統(tǒng)沒有車軸，電動機裝在車體上或裝在轉向架構架上以便降低車輛地板高度。新型交通系統(tǒng)，使用橡膠輪胎支承和驅動，用導向輪導向。另外還有使用帶傳動裝置車載旋轉電動機的車輛，陡坡運行時用永磁系統(tǒng)（替代車輪驅動力）。1.1. 2用地面旋轉電動機驅動 架空索道和纜車一般都用地面旋轉電動機，將電動機的驅動力轉換為纜索的線性運動。這些早已投入商業(yè)運營，主要用于旅游景點。然而，近年來，它們被作為城市軌道交通系統(tǒng)。纜索驅動的缺點是缺乏導向穩(wěn)定性。解決該問題的方法是，在架空索道上采用減阻裝置、翼板和阻尼器等來改善風阻，以及在OTIS上使用導向輪導向。高架鐵道系統(tǒng)的導向，與懸掛單軌鐵道的一樣，由導向輪和支承梁導向以減小風的影響。在這種系統(tǒng)中，梁用于支承，而纜索僅用于驅動。1.1. 3車載線性電動機的一次側驅動 80年代后期，線性電動機在工業(yè)上的應用得到積極推進，直接驅動的優(yōu)點開始得到廣泛的認可。對于鐵路上的應用，平板式電動機和無粘著驅動的優(yōu)點開始引人關注。使用線性電動機的第一個商業(yè)運營系統(tǒng)是用線性電動機的地鐵。在該系統(tǒng)中，像傳統(tǒng)鐵道系統(tǒng)一樣，車輪的支承和導向由鐵制車輪和軌道提供，只是驅動是由車輛上線性感應電動機一次側（裝在車上的供電線圈）提供（圖2）。采用該系統(tǒng)的初衷是，試圖利用線性電動機的平穩(wěn)性來減小隧道截面，以降低地鐵昂貴的建設費用。然而，從技術上講，這是一個具有開拓意義的系統(tǒng)，它只需使用與傳統(tǒng)逆變器相同的驅動控制方法，使得線性電動機能在鐵道上使用（圖3）。這種系統(tǒng)于1990年3月首次在大扳交通局的地鐵7號線開始商業(yè)運營，隨后在東京交通局的地鐵12號線（1991年）和神戶市的Kaigan線（2001年）上運營。最近，福岡和橫濱正在建設使用這種系統(tǒng)的鐵路線。 線性電動機驅動在商業(yè)化運營中取得進展，從而加快了使用線性驅動技術的磁懸浮鐵路的商業(yè)化運營（圖4）。與傳統(tǒng)鐵路相比，磁懸浮鐵路的特點是用線性電動機驅動和用常導磁懸浮支承及導向。線性電動機驅動已經(jīng)在采用線性電動機的地鐵通過了安全評定，所以只需對懸浮控制的安全性作評定。為此，運輸部在Oe磁懸浮試驗線上進行了廣泛試驗，并對試驗數(shù)據(jù)進行了收集和評定，認定該系統(tǒng)無安全問題。此后將其添加到鐵路商業(yè)法（專用鐵路）中。使用該系統(tǒng)的Tobu Kyuryo線路計劃于2005年投入運營。 與上述系統(tǒng)相似，OTIS系統(tǒng)由線性感應電動機驅動，由空氣懸掛系統(tǒng)支承（用導向輪導向）。政府（運輸部）、學術界、包括該行業(yè)（OTIS）的有關團體與專家組成的委員會（東京大學Shoda教授為主席）為該系統(tǒng)設定了試驗項目以及進行安全評定。線性感應電動機驅動通過了安全性能評定，因此這次評定主要集中在空氣懸掛系統(tǒng)控制的安全性上。結果表明，OTIS系統(tǒng)在運行速度低于50 km/h時沒有安全問題。1.1. 4地面線性電動機一次側驅動 上述的線性電動機的工作原理是，一次側在車輛系統(tǒng)中，在該車輛系統(tǒng)使用了線性感應電動機，電源側線圈裝在車上。雖然這種驅動系統(tǒng)與線性電動機地鐵、HSST和OTIS的支承和導向方式不同，但就驅動方法而論，在技術上是相同的。然而，城市軌道交通系統(tǒng)則是將一次側裝在地面系統(tǒng)中，而供電側線圈裝在地面上。雖然使用線性同步電動機，連續(xù)不斷的線圈可裝在地面上，但據(jù)說這種系統(tǒng)作為城市軌道交通系統(tǒng)，由于建設費用的問題，只在有限的情況下可行，因而，至今還沒有投入商業(yè)運營。可節(jié)省建設費用的一種間斷安裝線性感應電動機的系統(tǒng)已經(jīng)用于商業(yè)運營，如美國機場內(nèi)部的運輸，但在日本還沒有投入商業(yè)運營。日本的高架鐵道系統(tǒng)，線性電動機安裝在地面系統(tǒng)的一次側，以便在車站附近實施加速和減速（圖5）。發(fā)車時，車輛由線性電動機加速，達到纜索速度時，控制纜索。到達時，車輛脫離纜索，由線性電動機將速度從纜索速度降至停車。該車輛的支承梁和導輪使支承/導向系統(tǒng)與驅動系統(tǒng)獨立分開，其控制系統(tǒng)具有線性電動機較高加速和減速的性能和節(jié)省空間的特點。在特殊情況下，一次側裝在地面系統(tǒng)中，二次側反作用板則需安裝在車上，這樣便可充分利用一次側裝在地面系統(tǒng)中重量輕和節(jié)能的優(yōu)點。這種系統(tǒng)于1998年在廣島Prefecture用作進出Seno車站的運輸工具。1.2按操作方法分類 鐵路系統(tǒng)可根據(jù)它們的操作方法分類。如圖6所示，傳統(tǒng)鐵路系統(tǒng)(無列車自動操作——NTO)基本由司機人工操作，而許多城市軌道交通系統(tǒng)為自動操作(半自動列車操作——STO)或無人操作(無司機列車操作——DTO或自動列車操作——UTO)。由于城市軌道交通系統(tǒng)在相當短的運行距離內(nèi)需要高頻率運行，造成列車運行費用過高，因而節(jié)省人力的措施極為重要。然而，近年來許多傳統(tǒng)鐵路運輸系統(tǒng)使用STO系統(tǒng)，即車上有司機但列車可自動操作運行（加速、運行和減速）的一種系統(tǒng)。這也促使將城市軌道交通系統(tǒng)積累的經(jīng)驗應用到傳統(tǒng)鐵路運輸系統(tǒng)。所以，如果將來傳統(tǒng)鐵路運輸系統(tǒng)需要進一步節(jié)省人力，可汲取城市軌道交通系統(tǒng)的經(jīng)驗，用DTO替換STO，而后換成UTO。 最近，國際電工委員會（IEC）對城市鐵路交通系統(tǒng)（城市自動交通）無人操作（DTO和UTO）的安全性進行了檢測。其主要內(nèi)容是對無人操作可能出現(xiàn)的故障進行分類，分析其風險性以及提出防范措施。此外，還將制定適應傳統(tǒng)鐵路運輸系統(tǒng)無人操作的標準。2城市軌道交通系統(tǒng)的評定 歷史上，新型城市軌道交通系統(tǒng)投入商業(yè)運營前，需在運輸部（現(xiàn)在的國土、基礎設施和運輸部）的監(jiān)管下組建一個委員會來確定對其試驗和評定項目。而后，它的分支機構——交通安全和公害研究所（現(xiàn)在的交通安全環(huán)境研究所）進行試驗并作出評定，行政管理部門根據(jù)結果對其可用性進行鑒定。不過，將來還要根據(jù)國際標準規(guī)定的評定方法進行評定。下面介紹這些評定方法。2.1過去的評定 一種新型城市軌道交通系統(tǒng)作為公共交通系統(tǒng)投入商業(yè)運營前，運輸部通常都要對其可用性進行鑒定，如果結果是肯定的，就會組建一個委員會繼續(xù)進行這項工作。該委員會將作為公正的第三方組織來確定試驗和評定項目。此后根據(jù)結果，運輸部的分支機構——交通安全和公害研究所進行試驗并作出評定。豐田的多模式交通系統(tǒng)（IMTS）就是一例，該系統(tǒng)中的車輛根據(jù)車載計算機讀出地面設置的磁釘位置完成自動操作。多列車運行時，由無線電通信控制相互間的距離。該系統(tǒng)于2003年7月作為鐵路技術被添加到部門法令中，并將于2005世界博覽會作為運輸系統(tǒng)在愛知縣投入商業(yè)運用。 日本運輸經(jīng)濟研究中心（現(xiàn)在的運輸政策研究所），在1999年為該系統(tǒng)組建了由Nihon大學Nakamura教授為主席的委員會。該委員會根據(jù)東富士試驗線的運行數(shù)據(jù)對安全性進行了評定，結果表明沒有根本的安全問題。因此，鑒于國家交通安全環(huán)境研究所進行試驗的結果，該系統(tǒng)在Awaji島農(nóng)業(yè)園投入商業(yè)運營。運營中，在一定程度上證實了其可靠性。根據(jù)這些結論，最終批準該系統(tǒng)在2005年世界博覽會期間投入運營。 表1列出最終的評定項目和評定結果，以供參考。至此，評定仍在進一步進行，如日本運輸經(jīng)濟研究中心進行的評定和交通安全和公害研究所在Awaji島進行的評定。各階段發(fā)現(xiàn)的問題通過再試驗和再評定加以處理、解決和確認。所有投入商業(yè)運營的城市軌道交通系統(tǒng)，包括線性電動機地鐵、HSST和高架鐵道交通系統(tǒng)都以同樣的方法進行了評定。2.2未來的評定方法 近年來，加快了鐵路系統(tǒng)標準的制定工作。被稱為RAMS標準的IEC62278就是一個實例。2002年10月生效的這個標準規(guī)定了鐵路系統(tǒng)對可靠性、可用性、可維護性和安全性（RAMS）的要求。在規(guī)定的時間內(nèi)鐵路運輸應安全和適用。標準要求，在壽命周期內(nèi)，對鐵路運輸系統(tǒng)的使用方案、終止和處置都應按照標準規(guī)定進行總結，并書面記載，如有必要，還要進行核實（圖7）。 該標準源于歐洲EN50126標準，是按歐洲方式定量評定方式制定的。相反，到現(xiàn)在為止，要求日本鐵路運輸系統(tǒng)和信號系統(tǒng)有預防故障的性能以避免可能發(fā)生的事故。因此，從鐵路運輸系統(tǒng)的設計到驗收的整個過程需對其進行評定。可以說，日本鐵路運輸系統(tǒng)，即使沒有數(shù)據(jù)上的評定，在其壽命周期內(nèi)都作了相應的評定。3 未來的城市軌道交通系統(tǒng) 新的城市軌道交通系統(tǒng)從新型交通系統(tǒng)開始，而進入多樣化，包括使用線性電動機和無線電控制系統(tǒng)。將來根據(jù)社會需要可望進一步采用下列交通模式。3.1雙模式的運行系統(tǒng) 即使是極為先進的城市軌道交通系統(tǒng)也無法與汽車所具有的便利性相比。實際上，如沒有汽車的存在，城市軌道交通系統(tǒng)的未來發(fā)展無法想象。而且，由于以軌道方式運行的城市軌道交通系統(tǒng)只能單方向運行，因此可在陸地上以任何方向運行的汽車決不會被淘汰。所以，將來雙模式的城市軌道交通系統(tǒng)有望既能作為軌道車又能作為汽車運行。 在歐洲已開發(fā)并部分投入商業(yè)運營的橡膠輪胎LRT系統(tǒng)，在郊區(qū)作為汽車運行，而在有小型軌道導向的城區(qū)則作為火車運行（如南希的TVR）。這種系統(tǒng)可利用小型軌道限定導向像火車一樣運行，也可在沒有鋪設軌道的地方作為汽車運行。用電纜供電時，這種系統(tǒng)可像無軌電車那樣運行，而用燃料電池或其它方法供電時，可不要電纜而自身運行。 在日本，OTIS正開發(fā)用線性電動機驅動的空氣懸浮系統(tǒng)以便能以雙模式運行。3.2 燃料電池供電的系統(tǒng) 長期以來，人們就認為電氣化鐵道運輸系統(tǒng)在環(huán)保方面優(yōu)于汽車。然而，燃料電池技術的快速發(fā)展，使燃料電池車輛更為流行，因而削弱了鐵道運輸?shù)膬?yōu)勢。為了最大程度地利用鐵道運輸系統(tǒng)的特點，即城市軌道交通高效快速的特點，有必要開發(fā)使用燃料電池運行的城市軌道交通系統(tǒng)。這樣的鐵道交通系統(tǒng)不需要電纜供電，在生態(tài)學和能源方面都將保持先進性。 促進新型城市軌道交通系統(tǒng)商業(yè)化的首要前提是降低成本。從這種意義上講，建在道路上的LRT和IMTS在建設成本上有優(yōu)勢，但運行能耗很高。然而SenyoKogyo 有限公司和其他公司為降低能耗開發(fā)了一種利用勢能的城市軌道交通系統(tǒng)。這種系統(tǒng)基于過山車的原理，結構簡單。車輛在不同高度的單軌上運行。這種城市軌道交通系統(tǒng)就是根據(jù)新理念開發(fā)的成功例子。4 結語 本文闡述了日本城市軌道交通系統(tǒng)的分類、系統(tǒng)的特點和這類系統(tǒng)商業(yè)運營所需的安全評定方法。在對傳統(tǒng)安全評定方法和將來按照國際標準進行評定的方法進行簡要闡述后，提出了本人對新型城市軌道交通系統(tǒng)發(fā)展觀點。城市軌道交通系統(tǒng)與公共汽車和普通汽車同處總會有一些內(nèi)在問題。近來，我們看到像LRT和IMTS這類系統(tǒng)的不斷出現(xiàn)，技術上的微小變化可使這些技術轉換為與公共汽車一樣的系統(tǒng)，而淡化鐵道交通車輛和公共汽車的界限。希望將來能看到使用燃料電池和其它技術的新型城市軌道交通系統(tǒng)，像汽車一樣投入商業(yè)運營，這樣，可以在保持鐵道交通車輛特點的同時還具有汽車的優(yōu)點。
