旅游交通系统技术应用研究

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了旅游交通系统技术应用研究范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要：山地齿轨旅游交通系统是一种采用齿轮齿轨驱动或齿轮齿轨＋钢轮钢轨驱动、可满足40‰～480‰线路坡度、适用于复杂山地条件的轨道交通系统，对其车辆、齿轨、齿轨道岔、入齿装置等关键技术以及国外现有的齿轨线路进行分析，提出国内发展山地齿轨旅游交通系统的重点研究方向，以期为该制式轨道交通系统的工程化应用提供指导。

关键词：齿轨交通系统；齿轨道岔系统；入齿装置；齿轮齿轨系统

引言

2017年，国家六部门联合出台了《关于促进交通运输与旅游融合发展的若干意见》，大力推动了精品铁路旅游交通产品。山地（齿轨）轨道交通是定位于山地环境，服务于旅游景区内部、景区之间以及沿线主要城镇客流的轨道交通系统，可满足40‰～480‰坡度的低运量轨道交通系统［1－2］。齿轨交通契合了山地旅游以及大坡度地区对轨道交通的发展需求，在瑞士、德国、法国、澳大利亚等国家均有所应用［3－4］。国内尚无齿轨客运交通系统的使用先例，但是随着服务国家新型城镇化建设以及“交旅融合发展”战略的实施，国内也规划了多条旅游扶贫线路，例如都江堰至四姑娘山旅游扶贫线、张家界七星山齿轨项目等。该系统在国内具有广阔的应用空间，为此，本文对山地齿轨旅游交通系统技术及应用现状进行分析，以期为山地齿轨旅游交通系统的工程化应用提供理论依据。

1山地齿轨旅游交通关键技术

山地齿轨旅游交通系统在传统轨道之间增加齿条机构，在车辆上增加齿轮机构，通过齿轮与齿轨啮合传递牵引力来满足车辆大坡度运行的需求。该系统车辆、齿轨、齿轨道岔、入齿装置等关键技术与传统轨道交通系统有着较大的区别，本为将对上述关键技术进行系统分析［5］。

1．1车辆系统

山地齿轨旅游交通车辆是一种采用轮轨黏着和齿轨啮合驱动前行的轨道交通工具。其中黏着路段为仅通过钢轮与钢轨之间的黏着力实现车辆有效牵引驱动的路段；齿轨路段为车辆的钢轮处于惰行状态并通过齿轮—齿轨啮合驱动的路段，车辆根据需要切换驱动方式，齿轨车辆转向架原理示意图如图1所示。

1．2齿轮齿轨系统

齿轮齿轨系统是新型齿轨旅游交通系统的重要组成部分。齿轨车辆转向架上装有一个或者多个齿轮，与安装在地面上的齿轨啮合，通过驱动系统带动齿轮转动，从而牵引车辆能够在480‰最大坡度的线路上运行。该牵引方式可以克服普通轮轨车辆黏着不足的问题，目前常用的齿轮齿条系统有Riggenbach、Strub、Abt及Locher四种形式［6］，如图2所示。

1．3齿轨道岔系统

齿轨道岔系统是齿轨交通系统中的关键设备，其能保证车辆安全、平稳、高效地从一股道转入另一股道。根据结构形式的不同齿轨道岔也分为多种形式，如整体平移式道岔、齿轨覆盖可分式道岔等。整体平移式道岔如图3所示，移动平台上设置两股不同方向的钢轨和齿轨，通过平台的整体移动实现不同方向的轨道对接。齿轨覆盖可分式道岔如图4所示，该类型的道岔系统与传统轨道道岔结构形式相似，在传统道岔结构的基础上增加了齿轨结构。在道岔区，齿轨应采用齿条型齿轨，为了保证齿轨车辆的驱动齿轮在过岔时可顺利地通过齿轨与钢轨的交叉处，齿轨齿槽底部应高于钢轨顶面。

1．4入齿装置

入齿装置即轮轨与齿轨之间的过渡地段，一般采用三段缓冲式入齿装置，如图5所示。该装置主要由线速度同步区、啮合校正区以及齿轨啮合区三部分组成。在装置底部装有橡胶件，可以避免在啮合过程中齿轮与齿条之间发生顶齿现象；在线速度同步区，齿轮与过渡装置间的相互作用力使得钢轮相对钢轨能进行纵向滑动，进而最终实现齿轮与齿轨的准确啮合。

2国外齿轨交通系统应用现状

2．1瑞士

2．1．1皮拉图斯齿轨线路皮拉图斯齿轨线路坐落在瑞士皮拉图斯雪山，是世界上最陡的铁路，齿轮齿轨采用Locher形式，如图6所示。皮拉图斯齿轨线路全长4．27km，线路攀越高度为1629m，全程最大坡度为480‰，平均坡度也在420‰，轨距为800mm。

2．1．2瑞吉山齿轨线路瑞吉山齿轨线路始建于1871年，是欧洲第一条登山铁道，由VRB线和ARB线两条线路组成。两条线路可在瑞吉斯塔菲尔换乘，VRB线路总长5km，攀升高度为1313m，最大坡度达到250‰，单程通勤时间约为30min；ARB线路总长6．9km，攀越高度为1435m，最大坡度达到200‰，该线路1907年实现 了电气化，是电动齿轨登山铁路的先驱。两条线路目前均采用1500V牵引直流电机，实现电气化后，仍保留部分蒸汽机车在特殊的时间运营。该线路轨距为1435mm，齿轨系统采用Riggenbach形式。

2．1．3少女峰齿轨线路少女峰（Jungfrau）位于瑞士因特拉以南25km处，海拔4158m，是瑞典著名的旅游观光和户外运动胜地，如图7所示。少女峰齿轨线路由上层、中层及下层3段铁路接力组成，分别由3个不同的公司负责运营。由于三段铁路的轨距不同，使用不同的车辆，乘客需要在中途换乘。下层采用Riggenbach垂向啮合方式，线路最大坡度为120‰，中层及上层采用Strub垂向啮合方式，最大坡度为250‰。

2．1．4冰川快线冰川快线齿轨从瑞士的采尔马特（Zermatt）开往圣莫里茨（St．Moritz），全程300km，约7．5h车程，因此获称“世界上最慢的景观列车”，全线采用米轨，超过40‰的大坡道地段采用齿轨型式为竖向啮合齿轨（Abt），线路最大坡度为110‰。该线路实现了轮轨段与齿轨段不停车通过，提升了游客旅行的舒适感，冰川快线穿越瑞士的心脏区Alpine，这条自瑞士东部至瑞士西部的Apls的旅行线路给乘客带来了精彩旅行。

2．1．5黄金快线黄金快线齿轨穿梭阿尔卑斯山，以位于瑞士心脏地带的卢塞恩湖畔为端点，沿线将日内瓦湖、图恩湖、布里恩茨湖和卢塞恩湖等瑞士风光最美的湖泊串联在一起。该线路与冰川快线一样，也能实现黏着段与齿轨段不停车通过。线路全长240km，由三家私营铁路公司经营的三条路段连接而成。线路轨距1000mm，齿轨路段最大坡度为120‰，黏着路段最大坡度为35‰。列车由瑞士Stadler公司提供，主要有3编组和7编组两种，车厢连接采用搭接式结构。

2．2德国

2．2．1斯图加特齿轨线路齿轨列车主要应用于山地区域，应用到城市作为公共交通系统中的一种制式不常见，德国斯图加特齿轨就是定位于城市公共交通的齿轨线路，这是德国境内唯一一条城市齿轨线路，该线路建于1884年，最先采用蒸汽动力驱动，现在采用电力驱动，线路的轨距为1000mm，线路的最大坡度为175‰，车辆的齿轨啮合型式为Riggenbach垂向啮合。

2．2．2文德尔施泰因齿轨线路文德尔施泰因是德国巴伐利亚州境内的一座1838m高的山峰，属于阿尔卑斯山脉。文德尔施泰因的齿轨线路是1912年修造的，是巴伐利亚目前依然在运行中最古老的齿轨线路，如图8所示。1990年初它被翻新，使用电气化的现代齿轨列车，从山脚到山顶的时间由50min缩短至30min。德国文德尔施泰因齿轨线路全长7．66km，其中齿轨6．15km，列车轨距采用1000mm，牵引供电采用1500V直流电，行驶最大坡度为237‰，采用Strub齿条系统。

2．3其他国家

此外在奥地利的施内山、英国的斯诺登山、法国蒙特维尔、美国华盛顿山、日本大井川、澳大利亚科修斯克国家公园及西海岸等地也建设有齿轨交通系统。

3展望

山地齿轨交通系统以其独特的优势成为山区建设铁路及旅游轨道交通的极佳选择。该系统为国家实施精准扶贫和乡村振兴战略提供了极为重要的交通工具与解决方案，为山区旅游资源开发提供了全新途径与重要载体，在国内具有广阔的应用空间。山地齿轨交通系统在国内正处于起步阶段，尚未对该系统基础理论、工程应用进行系统的研究。为推动山地齿轨交通系统在国内的落地与应用，应根据其应用范围与环境，围绕“齿轮齿条牵引、极大坡度”两个特点，系统开展基础理论、工程建设、运营维护等关键技术问题的研究，以解决齿轨车辆总体、齿轨地段线路设计参数、轨道结构形式及关键参数、轮轨－齿轨不停车过渡装置、线下基础结构关键技术、综合养护维修等关键技术问题，为国内山地齿轨交通工程的建设提供技术支撑。

参考文献：

［2］冯帅．对齿轨线路在旅游观光铁路上的适用性分析［J］．交通企业管理，2015，30（1）：66－68．

［3］尚勤，李廉枫，涂旭．国外齿轨线路技术的发展及运用［J］．机车电传动，2019（2）：9－15．

［5］贠虎．观光列车的分类与特点［J］．铁道车辆，2015，53（8）：38－40．

［6］喜来．历经百年的齿轨线路［J］．交通与运输，2014（1）：26．

作者：沈健 单位：中铁二院工程集团有限责任公司