【人物小傳】
陳穗九,城市軌道交通行業(yè)知名專家,廣州地鐵運營公司原總經(jīng)理,早年是機械部湘潭電機廠的工程師,曾參與北京地鐵一期、二期的車輛建設工作,20世紀90年代初調(diào)入廣州地鐵,參與廣州地鐵1號線的建設運營。從北京首條地鐵到廣州首條地鐵,從技術(shù)專家到運營領導,細致嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L始終貫穿著他投身于城軌交通事業(yè)的每一刻。1991年退休后,一直參加中國城市軌道交通協(xié)會的國產(chǎn)化工作,先后參加并主持了50多條地鐵線段的國產(chǎn)化評審。目前是中國城市軌道交通協(xié)會專家和學術(shù)委員會榮譽委員,繼續(xù)參加各項技術(shù)促進工作。
采訪時間:2020年11月24日
采訪地點:廣州·廣州地鐵集團有限公司會議室
主持人:北京地鐵一期工程的車輛是由長客廠和湘潭廠共同研制的,請您講講這段歷史。
陳穗九:我是1963年畢業(yè)于唐山鐵道學院電機系電力機車專業(yè),遵從國家分配至湘潭電機廠,負責大機車的試驗和驗收等工作。湘潭電機廠當時是國內(nèi)三大電機廠之一,其他兩個是上海電機廠和哈爾濱電機廠。上海是火力發(fā)電為主,哈爾濱主要是水力發(fā)電為主,其它的就由湘潭電機廠負責。
為什么跟地鐵有緣呢?是因為我們做礦山的電力機車,直流牽引都是1500伏,地鐵是直流牽引750伏(現(xiàn)在都是1500伏),當時正好只有電機廠有這個條件,包括直流電機、開關、電壓等級等,都符合地鐵的直流牽引制造條件,所以,當時的國家計委就把地鐵的車輛交給長春客車廠和湘潭電機廠負責。按照國家計劃,這個任務就是根據(jù)這兩個廠的條件定的。
湘潭電機廠1936年成立,是國民黨資源委員會的一個廠,“一五”期間是蘇聯(lián)援建的156項工程中的一個。長春客車廠也是156項中的一個,雖然是新廠,但都是貫徹蘇聯(lián)的管理模式和生產(chǎn)程序的,工藝標準比較正規(guī),并且在當時算是中央直屬的大企業(yè),所以就把這個任務交給這兩個廠了。
我是1965年到1966年才參與這個工作,但國家要修地鐵這項任務1959年就確立了。車輛是地鐵的主要設備,原鐵道部和原機械部很早就成立了聯(lián)合工作組。根據(jù)工廠更早參與修建任務的一些人的說法,1962年在湘潭開會,包括唐山鐵道學院的教授、長春客車廠的技術(shù)領導,以及湘潭電機廠的一些技術(shù)主管和工程技術(shù)人員研究,就是要把車輛的主要技術(shù)參數(shù)和規(guī)格定下來。這在當時是很困難的,不僅西方國家封鎖我們,抗美援朝后至20世紀60年代期間,跟蘇聯(lián)的關系也幾乎是斷絕的,我們無法獲得相關參考資料。后來,大概是我們國家的一批留蘇學生在書店里買到一本書,是關于莫斯科II型車的,里面有文字還有一些簡圖及一些示意圖的原理,正是這本書成了我們的藍本。
當時,湘潭電機廠技術(shù)力量較雄厚的,清華、交大的畢業(yè)生非常多,這些技術(shù)人員就根據(jù)書中的原理和圖形來設計,設計出了跟莫斯科Д型車規(guī)格基本一樣的車輛:750伏,三軌供電,電機76千瓦,切換電阻進行控制。這是工程師徐渭浩做出來的雷歇托夫機構(gòu),切換電阻核心是一個星形輪,那邊一個氣缸頂一下往這邊走,這邊一個氣缸頂一下往那邊走,來回頂那個輪子,使它不停地轉(zhuǎn)。
車輛需要的其他接觸器,對于做電機的問題不大,就在原來工礦車輛的電子接觸器和電控接觸器基礎上進行改造。當然,這有兩個比較創(chuàng)新點,一是加速繼電器怎么控制,凸輪晉級有一個信號,要根據(jù)電流衰減下來往上進一級,再衰減進一級的原理工作,用了一個磁放大器,使得它區(qū)別于蘇聯(lián),成為無節(jié)點的,稍微創(chuàng)新改造。另一個是電動發(fā)電機組的輔助電源,要來穩(wěn)定頻率和電壓,由陸鳳生工程師設計,用晶體管搞了一套穩(wěn)頻穩(wěn)壓裝置,比蘇聯(lián)稍微進步。
以上這些零件組裝起來,車輛能不能跑,我們還不知道,那就得做個試車試試看。當時符合試車條件的只有湘潭電機廠,因為它要試工礦電力機車,備有一條兩三公里的試車線,但它是接觸網(wǎng),不是地鐵車輛要求的三軌。怎么辦?我記得1965年底還是1966年初,長春客車廠運來了一塊底板,兩個轉(zhuǎn)向架,上面沒有電機也沒有管道,我就很好奇該怎么試車。到1966年春節(jié)后,開始安裝湘潭制造的電機和電器設備,箱子全吊起來,電機裝到轉(zhuǎn)向架上去,再把線連起來。長客派了一些工人過來,跟我們一起把線都接起來。那么,沒有車體怎么試車呢?就搞了一些鐵皮,做成那個車的樣子,把司機臺裝上,把受電弓裝到頂上,代替受流器,代替三軌,就這么把車搭起來在試車線上跑。
確切地說,我當時還不是設計員,但要參與整個試車試驗,就天天陪著他們做,日復一日就和地鐵結(jié)下了緣分,五十多年不曾離開。這樣斷斷續(xù)續(xù)搞到當年10月,開始寫試驗報告,把車基本上定了型,再做一些修改。
1967年發(fā)到長春客車廠,裝了兩臺車,DK1新的001號車和002號車,隨后送到鐵科院去試車。試車完成后,又做了一些行駛試驗,再根據(jù)行駛試驗中出現(xiàn)的問題加以改進和整頓,更改圖紙,再生產(chǎn)DK2。DK2生產(chǎn)80輛車,國慶二十周年獻禮就用的這個車,百分百國產(chǎn),也沒什么經(jīng)驗,就送到北京。
那時候在楊莊的古城車輛段,條件很艱苦,十幾個人睡一間大房子。我在那兒負責修車(因為有很多的經(jīng)驗教訓,動手能力也增強了,能夠總結(jié)出規(guī)律),一看動作就知道是哪兒有毛病。
1969年10月1日,北京地鐵首條線路正式開通。當時沒有賣票,發(fā)參觀券。我印象最深的就是,車里面既沒風扇也沒空調(diào),就上面幾個通風孔,人太多了,擠得不得了,乘客跑出來說,這地鐵好是好,就是太悶了,喘不過氣來。盡管如此,大家還是很高興,因為那是中國第一條地鐵。
主持人:10月1日開通,11月11日就出了一個問題。
陳穗九:11月11日,當時我還在古城車輛段,就聽說出問題了。當時一列車只有兩節(jié),當班司機判斷說有故障,但還能動,于是申請清了乘客,駛回古城段。在返程至五棵松和萬壽路區(qū)間時,突然發(fā)生接地短路故障,“嘣”的一聲,車輛開始電弧不斷,燒著了,司機開始自己滅火,但多方嘗試無果后也只能逃生。他從隧道里面逃到車站上來,然后報警。這期間,這個車就不斷地在燃燒。
主持人:那時我們是沒有什么阻燃材料的。
陳穗九:地鐵車輛建造確實是從零開始,一步一步走向成熟的,也有很多經(jīng)驗教訓。車上的裝飾、船板都是木板,凳子、電纜也是可以燒著的,而電纜里的橡膠、塑料燒著是會產(chǎn)生很多有毒氣體。電弧沒有燒斷,但上面都是易燃材料。為了救火,大家都往里面沖,但是隧道里充滿濃煙,沖在前面的人被熏的倒下來了,后面的人又去救前面的人,又倒下來。這一批批倒下來,形成了惡性循環(huán)。
當時臨時成立了搶險指揮部,指揮部下令,誰也不準下去,就在站臺上搞了好多大通風機通風;但火勢沒法阻止,只能眼睜睜看著那兩節(jié)車燒完。萬壽路駐扎著一個防化司令部,遂動員防化兵下去救人,不行,也出來了……他們帶的設備可濾掉有毒氣體,但隧道里的氧氣因為燃燒已經(jīng)耗光了。后來,又有人到門頭溝去找京西礦務局搶險隊,他們背著氧氣來時,車基本上燒完了,問題是要救人,把所有人都救出來以后,再開軌道車進去,兩節(jié)車差不多只剩骨架了,把它拉出來,拉到車輛段。在北京這算是很大的事故,周總理都批示要加以整頓,整個項目就停下來了。
那時我還在北京,討論事故時又把鐵科院、天津傳動所等單位人員請過來共同分析,最后認為是車輛短路或接地故障,產(chǎn)生了極大的電流(有幾千安培之多),如果斷不了電,后果就不堪設想。最關鍵的是什么?車輛里有一個保護系統(tǒng),就像房間有保險絲一樣,車上也可以用那種熔斷器,但熔斷器經(jīng)常熔斷,有時候不明原因就熔斷,會影響運營。所以,當時我們希望有個開關,叫快速斷路器或高速斷路器,它能在幾個毫秒內(nèi)分開電流,有很強的滅弧能力。但很遺憾,這個開關我國當時是沒有的,所以用了滅弧罩帶一個熔斷片,實際證明這是不起作用的,電弧還一直在燒。
怎么解決呢?車上的開關很小,變電所的開關比較大,這牽涉到分工協(xié)調(diào)的問題,經(jīng)過努力,慢慢逐漸統(tǒng)一了之后再做試驗。做試驗時還有插曲。為了模擬之前那個情況是不是猜測那樣,就搞了5臺電空接觸器,接通一個短路電流做試驗,看它能動不。一動下來,電弧又斷不了了。這時,有一位老師傅一看這個電弧又起來了,由于每個三軌前面都有一個隔離開關,他就用手去拉,其實這個開關沒有任何滅弧能力,一拉就冒大火,“唰”一下,不是幾秒,就是一兩秒的時間,像個大煉鋼爐一樣,就把箱子全燒著了。當時在場的幾百人都驚呆了。所有人都說,這可把事故現(xiàn)場活生生地模仿出來了,火災就是這么起的。
后來多方想辦法解決問題。一是購買熔斷器,加上一個三相交流開關DW10,把這兩個串起來,但不好使,成為了過渡方案;二是做了好多試驗,比如湘潭電機廠研究先進產(chǎn)品,費了很大勁,但始終做不好,這對技術(shù)和工藝要求非常高,幾毫秒的動作,滅弧能力又很強,非常難做。到現(xiàn)在為止,我國地鐵上使用的絕大部分制造高速斷路器還是進口的。北京地鐵這方面花了很大功夫,包括跟北京城建院、長客廠、湘潭廠一起做了很多試驗。
后來,除了車上加上熔斷器以外,就是雙邊供電加聯(lián)跳保護,這中間只要有一個跳了,另一個也會跟著跳,再加一個聯(lián)跳,檢測電流上升率每個毫秒上升多少,幾百安培還是幾千安培;加上DIDT保護和電流增量保護,三重保護可以使得變電所在車上能夠及時采取一些臨時的、待用的措施,基本解決了問題。改革開放以后,進口了一些先進產(chǎn)品,比較可靠、小巧,到目前為止,還是用此來預防此類問題。希望我國的基礎工業(yè)能力還是要加強,高速斷路器、車上的軸承等一些關鍵零件還要下功夫,追趕世界先進水平。
我主要是做電器產(chǎn)品和控制的,是著重于牽引系統(tǒng)。長客廠主要是做機械部分和總體。牽引系統(tǒng)以及電器方面還是湘潭廠要作為主要的意見方,出具方案。而湘潭廠的組長,也是我的師傅,叫孫龍寶,他是國內(nèi)最早接觸晶體管和可控硅這一類電力電子技術(shù)的人,電阻原來是用凸輪來控制,是有節(jié)點的,不好控制,也經(jīng)常出問題,他就想用可控硅來調(diào)電阻,調(diào)得更細。在北京地鐵的支持下,我們在DK2上面運用這一技術(shù)改造了4輛車,跑得還可以,還在1978年的科學大會上拿了獎。
主持人:作為中國第一個境外商業(yè)地鐵項目——伊朗德黑蘭地鐵,也成為了這一代地鐵人共同的回憶。
陳穗九:當時伊朗要買我們的車,考慮到德黑蘭地鐵有50‰坡道,北京城建院就決定用五動兩拖的一個車輛配置。坡道角度確實大,它最重要的問題是下坡怎么剎車。最有效的辦法就是電阻制動,它不產(chǎn)生磨耗的發(fā)電狀態(tài),僅消耗在電阻上。就當時國內(nèi)實際工業(yè)水平來說,就只能做到用斬波來調(diào)阻。于是,德黑蘭地鐵全部采用斬波調(diào)阻技術(shù)。在這之后,長客廠和鐵科院克服了很多困難,研發(fā)出可以回饋再生能量的斬波調(diào)壓車,無論是從節(jié)能方面還是技術(shù)方面,都要優(yōu)于斬波調(diào)阻。但由于國內(nèi)當時的器件生產(chǎn)和工業(yè)水平還是不夠,要大量裝車還存在很多問題,于是做了一列車運行了兩年后,也就沒再大批生產(chǎn)。
恰逢此時,國家開始改革開放,我們就想是不是可以引進國外技術(shù),當時長春客車廠的黨委書記閻華和北京地鐵總經(jīng)理馮雙盛,準備從日本進口一輛列車,然后再進一步引進技術(shù)。自此,斬波器的技術(shù)就由永濟電機廠做,其他的電器和電機還是由湘潭廠做。我們到日本去學習,也轉(zhuǎn)讓了技術(shù),最后裝了一列車。我記得那年還是在復興門,當時這輛車要給李鵬總理看,結(jié)果頭一天車子的斬波器燒了,只好弄一輛老車去代替,大家心情很沉重,整個項目也因此擱淺。
后來,廣州地鐵和北京的復八線開始設計,改成使用交流電機。我是1994年到的廣州地鐵,他們大概1993年由主持工作的金峰和陳韶章,確定要使用交流電機。我來了以后,把車上最后一臺直流電機空氣壓縮機的電機,由直流改成交流,于是,從廣州地鐵1號線開始,車輛段就再也沒有檢修直流電機的設備。
主持人:時間奔馳三十余年,距離橫跨兩千余公里,帶著豐富的行業(yè)經(jīng)驗,您于20世紀90年代初,參與并組織了廣州地鐵第一條線路的開通及運營。
陳穗九:我記得是廣州地鐵1號線于1993年12月開始動工,在花地灣那邊挖了第一鏟,同月成立的地鐵公司籌備處,整個車輛由我負責,到德國去跟德國人談判,包括價格談判。直流的空氣壓縮機特別容易壞,我就要求改成交流,當時也達到這個技術(shù)階段了,再早也不行,到這個時候正好。
主持人:廣州地鐵1號線實際上已經(jīng)用交流電機了。
陳穗九:對,全交流化,再沒有直流電機了,這是一個大的突破。北京復八線也是在這一年,同樣采用了交流傳動。廣州地鐵1號線是1999年6月28日通車,北京復八線是9月28日通車,時間相差無幾,也都是采用交流電機進行交流傳動。
主持人:廣州地鐵1號線,還有當時在建的上海地鐵1號線,應該說代表了那個年代比較先進的水平。廣州機車車輛跟北京比起來,您覺得在哪些方面有了比較大的提升?
陳穗九:第一,交流電機的使用。上海地鐵1號線用的德國政府貸款,比我們早了幾年的決策,使用直流電機和斬波調(diào)壓。而我們是更進一步,全部交流化了,交流電機的維修工作量非常小,技術(shù)和系統(tǒng)更上了一個臺階。而且廣州地鐵把空氣壓縮機也改成交流電機,還是有一定的引領作用的。
第二,首次安裝司機使用的顯示屏。廣州地鐵1號線為司機安裝了專用顯示屏,各項數(shù)據(jù)都看得很清楚,速度、故障等各項信號都第一次用數(shù)字傳輸網(wǎng)絡來進行傳輸。以前是用那個有節(jié)點的傳輸技術(shù),車鉤上諸多節(jié)點接起來,再把信號傳過去,而現(xiàn)在則用一根總線進行數(shù)字化直達傳輸。
主持人:廣州地鐵、上海地鐵,當年因為用了外資,大量地引進了設備,使得造價很高。后來我們就提出來要降低造價,要國產(chǎn)化,國產(chǎn)化工作您也參與了吧?
陳穗九:我參與了很多。朱镕基總理提出,國產(chǎn)化率要達到70%以上。當時國家發(fā)展改革委成立了專家組(13名專家),組長是焦桐善,我是其中之一。如果這一條線國產(chǎn)化達到70%以上,就可以免一些稅。前幾次國產(chǎn)化審查是由滕茂根和閻景迪負責的,后來就全部是由我代表專家組組長主持,參加了至少50條線的國產(chǎn)化審查。再有,專家組還要進行國產(chǎn)化新產(chǎn)品的鑒定,也就是用國產(chǎn)化新產(chǎn)品、新技術(shù)取代進口產(chǎn)品和技術(shù)。
主持人:當年的那個70%的國產(chǎn)化政策也確實促進了我國制造業(yè)的發(fā)展,發(fā)揮了很大作用。
陳穗九:我們那時剛開始買A型車,一節(jié)車廂至少一千多萬元,國產(chǎn)化政策后,現(xiàn)在可以做到800萬元左右。廣州地鐵1號線幾乎100%進口,因為用了德國政府貸款,就有了兩個最卡脖子的地方。一是電控方面,需要無條件進口牽引系統(tǒng)和交流變頻變壓的調(diào)速系統(tǒng);另一個就是機械制動方面——剎車。
這兩個卡脖子的地方現(xiàn)在都攻破。比如,株洲的電力與時代,鐵科院的縱橫,目前分別在國內(nèi)市場上占比約60%以上。
專家組審查北京房山線設計時,用了北京縱橫的自動系統(tǒng)和株洲時代的牽引系統(tǒng),再加上自己的車,國產(chǎn)化率達到90%以上。這是一個標志,證明我們實際的國產(chǎn)化率確實很高,80%或90%一點問題都沒有。我們目前生產(chǎn)的車也出口到很多國家,歐洲、東南亞,甚至南美洲和美國,或在當?shù)亟◤S生產(chǎn)。我們在這些領域的技術(shù)水平,一點都不比人家差,這應該也是國產(chǎn)化比較大的成就。
主持人:您是一個電氣工程師,是不是一直在做牽引系統(tǒng)?后來您去廣州地鐵做運營總經(jīng)理,從乙方變成了甲方,這個跨度還是很大的,當年是怎么考慮的?
陳穗九:從制造廠調(diào)到業(yè)主單位,有一定的制造和使用經(jīng)驗,同時了解現(xiàn)場和制造情況,對于當業(yè)主是有好處的。但我不贊成大學生一畢業(yè)就當業(yè)主,要么到設計單位,要么到制造單位,或者先到運營單位工作一段時間,再去當業(yè)主比較好。要不然,從學校出來什么也不知道,心中沒數(shù),是管不好的。我在制造廠做過設計、制造,也在現(xiàn)場服務過很長時間,當業(yè)主時比較了解這些簽約的車輛廠,合作時也知道哪個地方是關鍵。
德國人曾經(jīng)提到過廣州地鐵車輛反應最快,提出問題很快就有答復,一方面與我們具備乙方經(jīng)驗有關,另一方面也要歸功于領導信任。在我主張簽合同以后,我們和制造廠就是戰(zhàn)友,要在各自的專業(yè)領域內(nèi)實事求是。
舉個例子,當時德國公司負責1號線的車輛制造,工人在給車輪輪心上漆時,操作失誤,造成漆的顏色跟原來設計的不一樣。這需要把所有車輪拆下來重新漆的。他的負責人來問怎么辦,我說不是關鍵性的影響就算了,不要再返工,單這一點就節(jié)省很多。同理心,下次我要加一樣東西,你必須得加,這樣甲乙方的合作就比較靈活。包括長客廠等在內(nèi),跟我們合作完就是朋友,也不是說沒有原則,價格談判時,我們壓價還是壓得很厲害的。
就我個人而言,1號線快通車了,工程快完了,1998年年底,把我調(diào)到運營公司來當總經(jīng)理,是個很大的考驗,我也并不想做。為什么呢?
首先,地鐵公司在做第一條線的時候,往往建設和運營之間存在很大的認知差距,甚至有時候矛盾很尖銳,工程質(zhì)量怎么樣大家心里沒數(shù),驗收就成了問題。其次,施工進度能不能滿足我的運營要求,又是一個問題。
還有一個激發(fā)矛盾的更重要的原因,就是市政府會規(guī)定你什么時候一定要通車,這個壓力大得很。廣州地鐵的建設和運營需求,與市政府的期望值是客觀存在的有矛盾的,時任市委書記曾經(jīng)說過:“截至1999年的春節(jié),地鐵已經(jīng)建了五年了,總要給市民看一看吧?還有好多港澳同胞、華僑要回來過年,總得給他們看看你們的成績怎么樣?!边@其實就是要求運營開通。
最后來做我的工作,要我去承擔運營開通的任務,當時工程還沒有完全結(jié)尾,特別是信號沒調(diào)試,聯(lián)調(diào)沒完成,卻要在春節(jié)這一天開通,開通十五天,并且到元宵節(jié)要保證大客流。這是考驗。
我在北京做了那么長時間的現(xiàn)場服務,知道如果正規(guī)設備不行,可以用土辦法保證至少8分鐘一趟車。用電話閉塞、人工駕駛,都還能做得到,心里還是有一點底。于是接下任務,我提出來一個口號,那就是一切保開通,其他事情都不要想。
這中間有一個插曲。1999年春節(jié)是2月16日,2月13日我們演練跑車,有個司機反映,楊體區(qū)間(楊箕到體育西路區(qū)間)松動了,車跑上去好像在浮著,我們馬上停,到晚上一看是漏水了。我記得很清楚,我當晚赤腳下到很深的水里,軌道已經(jīng)這樣子,是個大問題。源于防水沒做好。地下水量太大,它完全崩出來,根本沒法收回,只好采取疏導的方式,由工程處馬上打孔,把水放出來,然后再稍微整一整,但是軌道已經(jīng)沒有辦法恢復原狀了。軌道拱出五毫米左右,我想這下完了,2月16日通車是不可能了。有人提議說在東山口折返,我說那不行。當時有位做軌道的老師傅,他說走還是能走的,但速度要減下來,研究后確定通過那個地方的時速只能控制在15公里,我們就重新改調(diào)度程序、信號程序,到了那地方就自動限速15公里,但通過時要“咯噔”一下,有些市民可以感覺出來。
大年初一,1號線開通,當天就賣了12萬張票,那是很大的考驗,幸運的是,一直開到元宵節(jié)也沒出過一次問題。后來,廣州市建委給了我一個先進工作者榮譽,公司也給了“標兵”稱號。那段時間壓力很大,但這一關總算是挺過來了。此后,一直到退休,我都在從事和國產(chǎn)化審查相關的工作。
主持人:也就是說,廣州地鐵1號線是在您手里開通的?
陳穗九:應該這么講,全線開通是我負責的。
主持人:您一畢業(yè)就從事城市軌道交通行業(yè),負責過地鐵的制造、建設、運營等工作,后來又當了很多年的專家。您對現(xiàn)在行業(yè)快速發(fā)展有什么想法和建議嗎?
陳穗九:我們現(xiàn)在國產(chǎn)化很高了,超過90%,但有一些基礎的元件還存在一些缺口和問題。比如高速斷路器,還有車輛上的軸承,目前大部分依賴進口。我們的繼電器也做不好,A型車和統(tǒng)型車里負責推進的設備,全部是國外廠家的產(chǎn)品。這些工作還要做扎實些,這是制造方面的問題。
第二就是制式可以多樣化。我不是說城市非要搞很多樣式,是針對不同的運量(大中小運量),可以采用不同制式,這樣可能會節(jié)省一點資金。
第三,現(xiàn)在發(fā)展得很快,但還是要考慮效益問題。有些城市開了很多線沒人坐,經(jīng)濟效益將來怎么回收呢?
最后,我希望年輕地鐵工作者們,也要像老一輩人一樣自力更生、艱苦奮斗、勇于創(chuàng)新,在平凡的工作崗位上兢兢業(yè)業(yè)。地鐵的技術(shù)進步很快,智能化也越做越強,有些基礎工作仍需謹小慎微地對待,每天都要做到扎扎實實,忠于本職工作。