碳纤维让地铁更轻更快：青岛地铁1号线的创新实践
碳纤维让地铁更轻更快：青岛地铁1号线的创新实践
2025年1月10日，随着一声清脆的鸣笛，全球首列碳纤维地铁列车“CETROVO 1.0碳星快轨”在青岛地铁1号线正式上线载客运营。这标志着碳纤维复合材料首次在地铁车辆主承载结构上实现商业化应用，开启了地铁列车轻量化、绿色化发展的全新篇章。
这列被命名为“碳星快轨”的地铁列车，从外观上看与普通地铁并无二致，但其内部却蕴含着突破性的技术创新。列车的车体、转向架构架等主承载结构，均采用碳纤维复合材料制造。这种新材料被誉为“新材料之王”，其强度是钢铁的5倍以上，但重量却不到钢铁的1/4，是实现轨道车辆轻量化的理想选择。
碳纤维材料的应用带来了显著的技术优势。相较传统金属材料车辆，这列碳纤维地铁列车实现了全方位的性能提升：
更轻更节能：通过采用碳纤维复合材料，列车实现大幅“瘦身”。车体减重25%，转向架构架减重50%，整车减重约11%。车身更轻跑起来更节能，运行能耗降低7%，每列车每年可减少二氧化碳排放约130吨，相当于植树造林101亩。
乘坐更舒适：得益于碳纤维复合材料的使用，车辆具有更好的减振和隔振效果，行驶更平稳。首次采用的主动径向转向架技术，可以主动控制车轮沿着径向通过曲线，大幅减小过弯道时的啸叫声，曲线通过噪声降低15分贝，车内噪声降低2分贝，运行更安静。
强度更高：与金属材料车体相比，碳纤维列车的车体强度更强，安全系数更高。碳纤维复合材料制造的转向架构架，抗冲击能力更强，更耐疲劳，结构寿命更长。
轮轨磨耗更少：更轻的碳纤维车身减轻了车辆轴重，轮轨力降低15%以上，从而减少了轮轨磨耗。主动径向转向架的使用，也进一步降低了对车轮和轨道的磨耗。
运维成本更低：轮轨磨耗更小，车辆轮对和轨道的维护量大幅减少。同时，列车应用数字孪生技术，搭建了SmartCare智能运维平台，实现车辆故障智能检测、健康状态智能评估和修程修制优化，降低了检修成本。通过采用新材料新技术，该车全寿命周期检修成本降低22%。
“CETROVO 1.0碳星快轨”项目历时多年研发，经历了严格的测试和评审过程。从2021年启动研制，到2024年6月完成厂内型式试验及4000公里稳定测试，再到2024年12月通过上线载客试运营专家评审，最终于2025年1月正式投入运营。这一过程充分验证了碳纤维地铁列车的可靠性和安全性。
青岛地铁1号线是这条碳纤维列车的运营线路，全长60公里，贯穿西海岸新区、市南区、市北区、李沧区、城阳区五区，是青岛市的重要交通动脉。目前，1号线累计客运量超3.6亿人次，日均客运量超40万人次。碳纤维列车的加入，不仅提升了线路的运营效率，更为乘客带来了更加舒适、环保的出行体验。
碳纤维地铁列车的成功商用，打破了传统金属材料结构减重的瓶颈，实现了我国轨道车辆轻量化技术的迭代升级。这一创新不仅有助于推动城市轨道交通的绿色低碳转型，助力实现“双碳”目标，还将有力拉动复合材料全产业链的发展，为轨道交通装备产业注入新的活力。
随着技术的不断进步和成本的逐步降低，碳纤维复合材料在轨道交通领域的应用前景将更加广阔。未来，我们有望看到更多采用碳纤维材料的列车投入运营，为城市交通带来更加绿色、高效、舒适的出行选择。