轨道交通设备行业分析报告Word文档下载推荐.docx
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2）提高了企业的市场竞争力，给中国海洋石油装备产业带来了发展机遇。
2、地铁国产化发展进程
中国地铁车辆已基本实现高度国产化，得益于：
1）政策扶持；
2）进口设备昂贵、成本倒逼；
3）市场化的地铁投资机制；
4）广阔的市场空间。
（1）中国地铁国产化率现状
1）B型车实现100%国产化，A型车实现国产化率70%
地铁B型车基本实现100%国产化，上海、南京、广州等地使用的A型车最初依靠进口，现在通过国内外企业合资建厂，基本实现70%国产化。
从1999年到现在，经过13年国产化建设，我国城市轨道交通车辆产业已经形成一定的生产能力和生产体系，年生产能力达2400辆。
2）核心技术仍然控制在国际巨头手中
地铁车辆国产化率虽然达到70%的目标，但牵引传动和控制技术仍然掌握在西门子、庞巴迪、阿尔斯通和东芝等几家大公司手中；
制动关键技术仍掌握在克诺尔、NABCO等公司手中。
这些公司的产品仍然占有国内大部分市场份额；
A型车的总体设计仍由国外供货商负责，其列车试验仍由国外公司主导。
（2）中国地铁车辆国产化驱动力
1）政策鼓励70%是门槛
从1999年开始，我国就陆续出台了有关城市轨道交通设备国产化方面的文件和规定，鼓励自主创新、集成创新和引进技术消化吸收再创新，提升我国城市轨道交通国产装备技术水平，打破外国的技术垄断和控制。
国产化政策规定，总体达到70%（信号系统是55％—60%）国产化率，地铁建设部门才允许开工，进口国外设备才可以享受进口退税。
同时保留30%的进口许可，是为了引进和消化国内没有的先进技术，进而加强国产设备的技术支撑。
2）成本驱动
地铁设备国产化的初衷是降低投资成本，国产设备最初是在资金紧张的二三线城市推广开来。
较早采取国产设备的是沈阳地铁，申请过程历经数十年的沈阳地铁最终获批，正是因为选择采取造价较低的国产车辆，每公里造价可以节省上亿元。
地铁建设投资巨大，价格高昂的进口设备占据主要原因；
很多城市的地铁投资规划由于资金短缺一再推迟，不得不采用价格相对低廉的国产设备。
另外，进口设备不仅产品本身报价高，后期运营和维修费用也很高。
目前，二三线城市修建地铁基本比较倾向于国产设备。
大连地铁1号线机电设备中的采暖、通风等国产化率达到100%，供电系统、车辆购置、安全门的国产化率分别为93%、80%、70%。
一线城市地铁也开始加大国产设备的采购比例。
北京地铁7号线的设备清单中偏向国产设备，整条线路国产化率达到91%。
3）灵活的投资机制
降低成本是建设投资的必然逻辑，而成本压力能推动地铁国产化，内在的逻辑是各城市地铁建设投资是分散决策。
各城市根据实际情况选择投资模式，自负盈亏，利益攸关，存在动力从长远角度考虑地铁建设项目的投资经济性。
4）广阔的市场空间
地铁建设热潮席卷全国，广阔的市场空间为国产设备商提供了发展壮大的空间。
2010年是我国地铁建设、车辆国产化发展的分水岭，当时地铁新增线路从每年平均3-4条线路快速提升至10条以上，同时线路里程也增长至年均300-450公里左右。
市场需求的快速增长为地铁车辆国产化提供了肥沃的土壤。
（3）中国地铁车辆发展历程
1）自主研发：
60-70年代
1969年我国第一条地铁线路在北京开通,之后又开通了天津地铁、广州地铁、上海地铁。
北京和天津地铁所使用的地铁车辆是由长春客车厂和北京地铁车辆厂自主研发生产的。
70年代，我国逐步加强和扩大了国产地铁车辆的基础设施建设和开发手段，开发和生产了包括向朝鲜出口的一大批国产地铁车辆新产品。
2）模仿吸收：
80-90年代中
80年代，为全面提高国产地铁车辆质量，从国外引进先进地铁样车，开发了安全可靠的主保护装置、陶粒砂地板结构、复合铝板内装、耐候钢车体结构、斩波调压等地铁车辆新技术、新材料、新部件。
在此期间，开发和生产的DK8～DK16A型地铁车，至今仍是北京地铁运行的主力。
3）技术引进：
90年代中后期
1995年-1997年,上海和广州相继引进德国地铁车辆。
广州和上海1号线依靠德国贷款进口制造地铁所需的机电设备。
设备价格非常之高，致使当时地铁造价高达每公里6.63亿元。
广州地铁2号线由于实施了一系列国产化措施，每公里平均造价降至4.75亿元。
进口车辆优点是整体技术水平比北京和天津使用的国产车提升了一个层次；
缺点是一次性投资较大、备品备件昂贵、维修困难等。
对于地铁建设资金短缺的城市,进口地铁车辆在成本上难以承受。
4）国产化：
90年代末
1999年起，国家出台了一系列推进国产化的政策法规。
2007年，我国自主设计制造的地铁车辆牵引传动及网络控制系统、制动系统中标沈阳地铁2号线120辆地铁车辆招标。
地铁车辆牵引传动及网络控制系统、制动系统是地铁车辆的核心部件，一直被国际跨国公司所垄断。
此次中标车辆中，牵引传动及控制系统的国产化率从40%提高到71%，制动系统从全进口一跃为国产化率76％，车辆整体国产化率达90%，平均每辆车造价比沈阳1号线降低了13.7％。
3、日本新干线标准化战略
（1）新干线发展背景
日本新干线技术掌握在铁路公司，厂商仅仅按照设计要求生产。
三菱商事中国总代表武田胜年认为：
“在未来几年的中国铁路建设中，日本企业有很大优势。
在产业合作方面，日本铁路建设和欧洲不大一样。
欧洲的铁路技术，掌握在西门子等公司手里，而日本的基本技术掌握在日本铁路公司。
根据日本铁路公司的要求，厂商进行生产。
因此在日本铁路公司的支持下，中国企业可以按设计要求进行生产，有利于铁路设施和设备的国产化，以及技术转移。
”
日本新干线车辆制造商由最初的8家厂商减少为目前主要的3家。
（2）新干线标准化
通过了解欧洲标准化的发展思路与措施，日本意识到自己的差距与不足，同时意识到欧洲是重要的战略合作伙伴，所以，日本决定扩展新干线生产标准化工作，积极开展与欧洲的合作。
相关技术如果按欧洲的想法升格为国际标准，将会给日本铁路系统带来很大的影响，所以，日本多次出席国际标准会议，积极地提交议案。
日本铁路界通过国际标准化战略和措施的实施，更多人担任了技术委员会职务，日本的标准建议渐渐地被各方接受，在近年国际标准化活动中的成果有目共睹。
日本新干线标准化的经验，值得中国借鉴。
如果制定的国际标准包括了自己企业的技术，就意味着可以使自己在国际市场中的竞争力居于非常优势的位置。
自己企业开发的技术在国际标准中的比重，正在成为经营战略上的重要课题。
4、高端装备国产化发展的脉络及影响
通过对国内外石油、地铁、新干线高铁等设备国产化发展的脉络进行梳理，我们得到如下结论：
在各领域，国产化发展均伴随着装备及零部件生产的标准化统一，导致成本快速下降，产品采购群体增加。
同时，标准化生产利于各国产品参与国际化市场竞争，提升产品销量及盈利能力。
二、中国动车组国产化发展趋势分析
我们预计中国高铁动车组产业未来三大发展趋势：
1）集中度提升：
整车制造企业整合产业链条，提高产业集中度，重点扶持发展若干配套企业，提升基础元器件、核心零部件配套能力。
2）统一标准化：
建立统一的标准体系，核心零部件及主要配套部件实现标准化生产、规模化生产；
零部件及配套件产品成本下降，整车成本下降。
3）关键技术实现突破，国产化率显著提升。
1、中国动车组发展历程
（1）第一步：
市场换技术，引进4套高速列车技术体系
2004年4月1日国务院专题会议，研究铁路机车车辆装备问题，明确“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”基本原则，确定重点扶持国内几家机车车辆制造企业、引进少量原装、国内散件组装和国内生产的项目运作模式。
“以市场换技术”，中国引进4套高速列车技术体系。
2004年及2005年中国铁道部展开二次动车组技术引进招标，与加拿大庞巴迪、日本川崎重工、法国阿尔斯通以及德国西门子分别签订协议，向中国北车集团和中国南车集团的旗下的厂商全面转让关键技术。
通过吸收的方式达到一定程度的国产化，成为“具有中国自主知识产权”的动车组产品系列，在此基础上进行自主创新研发。
动车组技术与装备国产化进程持续进行。
自引入动车组技术以来，从政府到整车制造商就一致孜孜不倦地追求国产化率的提升，一方面是国家提升国内核心技术水平，独立自主发展的需要，另一方面，国外产品高昂的价格以及受制于距离、成本因素导致的较差的售后维护体验也迫使整车制造商不得不积极进行动车组各种组件和技术的国产化。
（2）第二步：
消化吸收，研发制造自主知识产权动车组
经过9年的引进消化吸收再创新，我国动车组产业发展迅速：
全面掌握了高速动车组总成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器、牵引控制系统、列车网络控制系统等9项高铁核心技术。
建立了时速200-250公里和时速300-350公里两个速度等级的技术平台，并具有完全自主知识产权。
打造中国城际动车组全新技术平台Cinova，并研制出首个车型CRH6。
2、中国动车组发展趋势
（1）产业链整合提升核心零部件配套生产能力
1）日本启示：
打造高效产业配套链条
日本新干线研发之初，集全国之力进行科技攻关，众多日本制造、电子、材料企业参与其中。
至少有8家上规模的高速列车制造商，而日本大企业经营模式是全产业链生产，每家列车制造商都拥有独立的零部件采购体系。
目前，日本新干线列车制造主要集中在川崎重工、日立制作所、日本轨道车辆，之前具备整车制造能力的厂商根据各自拥有竞争优势转型为核心部件供应商，众多零部件厂商也进行了一系列的整合。
川崎重工、日立制作所、日本轨道车辆作为龙头企业，既竞争又合作，共同打造了日本技术先进、标准统一规范、产业链配套能力强的高速列车产业。
2）中国动车组产业链三大发展方向
铁路改造之前，动车组整车及核心设备招标由铁道部行政审批决定，配套设备招标由铁道部下属动车组项目决定，导致从零开始建立起来的中国动车组产业链供应体系比较混乱。
众多非专业制造商纳入了供应体系，部分供应商仅仅进口国外核心部件，在国内组装加工，没有形成具有竞争力的核心设备、配套部件供应商体系。
我们认为中国动车组产业链未来发展方向如下：
推进轨道交通装备制造企业间的兼并重组，集聚研发力量和制造资源，提高产业集中度，降低重复投入造成的资源浪费。
推进龙头企业整合产业链条，优化生产率布局，培育形成具备成套和总承包能力、国际竞争力强的大型企业集团。
打造三级供应链体系：
主机厂商+核心设备商+配套商。
大力发展与主机技术水平相协调的专业化、规模化配套企业，鼓励配套企业向“专、精、特”方向发展，提升基础元器件、核心零部件及关键系统的配套能力。
（2）建立标准体系实现规模化采购、生产
技术体系是核心技术的关键要素，引进技术后的重要问题是根据我国产业情况将国外技术标准化，形成中国动车组车辆设备独立的技术体系。
1）技术标准缺失不利产业发展
引进4套动车组技术体系，由于技术标准问题，造成核心零部件往往由该国厂商配套提供，导致动车组运营、维修成本较高。
动车组重要配套设备招标采购缺乏统一标准，由行政审批替代标准，造成行业准入壁垒，导致采购成本难以下降，采购质量难以提升。
4套动车组技术体系形成4套供应体系，导致进口设备、国产组装设备或者国产设备都无法达到一定的规模；
导致成本较高，也不利于培育发展重点配套企业。
2）统一的技术标准将引导产业发展
整合产学研标准化技术力量，发挥企业参与制定修订标准的积极性，加强轨道交通装备标准的研究、制定和修订工作，加快与国际标准接轨，提高标准的先进性、适用性、配套性，完善轨道交通装备产品技术标准体系。
以产业链为纽带，联合制定标准，加强产需企业的沟通交流。
实现上下游产品标准对接。
保证标准的协调性和一致性。
鼓励有实力的单位参与国际标准制定，促进标准走向国际。
主机厂商以产品具体技术标准为准则，筛选合格供应商，再考虑各供应商的报价；
设备供应商以技术标准为指导，进行自主创新、研发制造合格产品；
被纳入供应体系的设备商能标准化、规模化生产核心设备、零部件，实现生产成本降低。
三、和谐号动车组主要系统构成及技术发展方向
和谐号动车组包括九项核心技术，十大关键部件。
和谐号动车组均采用交流传动及动力分散式。
其构成主要包括车体、转向架、牵引系统、制动系统、辅助供电系统、空调系统、网络控制系统等。
1、车体
（1）主要技术系统及国产化状况
动车组车体制造环节两大关键技术：
流线形车体结构和车体轻量化设计。
中国南车自主研发设计的新型城际动车CRH6中，延续了流线型轻巧造型，采用了车体轻量化设计，表明中国基本掌握动车组车体技术。
（2）车体制造及系统集成
高速动车组系统集成是一项复杂技术，五大厂商具备动车组车体制造及系统总成技术。
具备车体制造和整车系统集成能力的厂商包括中国南车旗下的四方股份、BSP、铺镇车辆和中国北车旗下的唐山客车、长客股份。
建立了高速动车系统基础国家实验室。
国家发改委批准建设的高速动车系统集成国家工程实验室分别位于北车长客股份和南车四方股份.
（3）车体轻量化
车体轻量化是车体研发制造环节关键技术，减轻车体重量，减小轴重，有利于延长钢轨寿命。
实现结构轻量化的主要途径有两个：
一是采用新材料，二是合理优化结构设计。
轴重增加，钢轨承受轮载而产生各种应力提高，外加疲劳荷载效应，大大缩短了钢轨的使用寿命。
研究结果表明，钢轨头部损伤几乎全是疲劳损伤，钢轨折损率随轴重增加而大幅增加。
法国依据钢轨疲劳损伤统计资料分析，研究认为钢轨疲劳折损率与轴载荷的2.25次方成正比；
美国研究认为，与轴载荷的3.8次方成正比。
目前高速动车组车体材料主流为铝合金，下一代车体材料为碳素纤维。
目前，高速列车的车体材料主要有不锈钢、高强度耐候钢和铝合金。
下一代车体材料为碳素纤维，比铝合金车体减重30%。
在车体内装上，广泛采用玻璃纤维加强塑料（FRP）、聚胺脂等高分子复合材料，这些新材料的采用，大大降低了列车内装饰的重量。
2、转向架
（1）转向架系统组成
动车组转向架核心技术部件为转向架构架、轮对。
转向架主要部件包括构架、轮对、轴箱、悬挂减振系统、抗侧滚扭杆装置、上枕梁等。
动车组转向架分为动力型非动力型，动力学转向架用于动车，非动力转向架用于拖车。
两者区别在于：
1）动力转向架采用动车车轴，动车车轴上装配驱动装置；
2）装配的基础制动装置不同。
（2）轮对
动车组轮对总成主要由车轮、车轴、制动盘、齿轮箱、轴承和轴箱等部分组成，延伸连接电机和电气系统，是确保高速动车组安全可靠运行的核心装备。
动车组轮对分为动车轮对和拖车轮对，两者差别主要在于动车轮对上装配驱动装置-齿轮箱，动车轮对上通车装配2个轴盘制动器，拖车轮对上通常装配3个轴盘制动器。
3、牵引系统
（1）牵引系统工作原理
动车组牵引采用交流传动方式，受电弓通过电网接入25KV的高压交流电，输送给牵引变压器，降压成1500V的交流电。
降压后的交流电再输入牵引变流器，通过一系列处理，变成电压和频率均可控制的三相交流电，输送给牵引电机，通过电机的转动而牵引整个列车。
（2）牵引系统主要设备
牵引传动系统由2个相对独立的基本动力单元组成，1个基本动力单元主要由1台主变压器、2台牵引变流器、8台牵引电机组成。
牵引系统还包括其它高压设备。
4、制动系统
（1）制动系统工作原理
动车组动车使用电制动、拖车使用空气制动的复合制动方式。
动车电制动优先，低速区域的电制动停止工作时或电制动故障时，不足的部分由空气制动力补充实施。
制动时，列车首先最大限度地利用电制动力制动列车，减轻拖车的空气制动负荷，减少拖车的机械制动部件的磨损。
（2）制动系统主要制动方式
动车组主要制动方式为电制动和空气制动，其他制动方式还包括防滑系统、撒砂装置、乘客紧急制动系统等。
（3）制动系统主要设备装置
动车组制动系统主要包括电制动系统、空气制动系统、制动控制系统和防滑装置。
典型的动车组如CRH5型动车组制动系统主要由供风系统、制动指令及传输系统、制动控制单元、防滑控制装置、基础制动装置、撒砂装置、乘客紧急制动系统、停放制动、备用制动系统及动力制动装置等子系统或部件组成。
（4）盘式制动器制动刹车片
动车组基础制动装置包括轴盘制动器和轮盘制动器。
列车紧急制动主要是依靠车辆制动系统中的制动盘和刹车片摩擦实现，刹车片性能对制动效果至关重要。
高速动车在紧急制动时对制动装置功率要求非常严格，列车的制动功率与车速呈3次方关系，即列车速度提高1倍，制动功率需要增加8倍。
列车的紧急制动主要是依靠车辆制动系统中的制动盘和刹车片摩擦实现的，而制动系统中刹车片的性能好坏对列车制动效果有着非常大的影响。
盘式制动器制动刹车片经历了合成刹车片到粉末冶金刹车片的发展历程。
四、动车国产化进程加速核心供应商直接受益
1、投资回升快速铁路网迎通车高峰
宏观经济“稳增长”及铁路建设任务艰巨的背景下，铁路投资于12年下半年触底回升，“十二五”超原计划达到3.3万亿。
“十二五”末快速铁路网即将迎来通车高峰，高铁线路与城际线路合计新增通车1.38万公里；
届时，快速铁路网总规模达2.38公里。
“十三五”期间，快速铁路网建成通车里程或达1万公里。
（1）铁路投资回升“十二五”力争完成3.3万亿
1）“十二五”铁路建设任务艰巨，铁路固定资产投资有望达到3.3万亿
在经济转型过程中，铁路建设所具备的基础设施属性，使得铁路投资成为“稳增长”的最好选择之一。
12年下半年，铁路投资3次上调，由年初计划的5160亿，增加到6310亿。
13年8月份，发改委将13年铁路固定资产投资额度由年初计划的6500亿元上调至6900亿元。
“十二五”铁路投资原计划2.8万亿，新增通车里程28000万公里。
11-12年，已经完成投资额12210亿元，仅仅实现新线投产7459公里。
相对近2万公里的新线投产任务，“十二五”后三年剩余铁路投资额明显不足。
2）“十二五”规划不变，年均新增铁路通车里程将接近8500公里
盛光祖曾多次在不同场合强调：
“十二五”期间，中国铁路建设目标不变，将会如期完成。
“十二五”期间规划新建线路28000公里，年均新建里程5600公里，创历史新高，“十二五”末实现营业里程目标12万公里。
截止2012年末，全国铁路通车里程近9.8万公里，在“十二五”规划确保完成的前提下，2013-2015年需新增营业里程2.2万公里，平均每年新增通车里程接近8500公里。
（2）“十二五”末快速客运铁路网进入通车高峰
“十二五”末期，快速铁路网将迎来通车高峰期，根据“四纵四横”骨干网及城际线路建设进展情况，预计2013-2015年高铁新增运营里程达9762公里，城际新增运营里程达4074公里，合计达13836公里。
1）预计2013-2015年新增高铁运营里程达9762公里
2008-2009年为高铁建设开工高峰期，二年内新开工高铁线路里程达12494公里。
2011-2012年高铁通车里程分别为1431公里和2598公里，预计13年高铁通车里程将接近2733公里。
高铁建设通车高峰期在2013-2015年。
截止2013年6月末，在建高铁线路累计里程约12060公里。
高铁设计建设周期约为5年，受“7.23”动车组事故及铁道部改革影响，部分高铁建设工期推迟；
根据我们对现有在建高铁线路的跟踪测算，预计三年内新通车高铁线路里程有望达到9762公里。
预计2013-2015年新增高铁运营里程将分别达到2733公里、2642公里和4387公里。
2）预计2013-2015年新增城际运营里程达4677公里
城际线路在2007-2010年掀起第一波开工热潮，四年内新开工城际线路里程达5373公里。
以上在建线路预计将于2013-2015年陆续建成通车，三年内新通车里程有望达4677公里。
目前，在建城际快速铁路网主要集中于京津城市圈、珠三角城市圈、长三角城市圈以及中原、武汉城市圈。
城际网络的建设有助于相关城市圈的经济协同发展。
（3）“十三五”期间城际铁路步入高速发展期
“十三五”及远期，快速铁路网建设任务巨大，尚有1.62万公里待建设。
根据《国家铁路“十二五”发展规划》，快速铁路网总规模达4万公里；
2012年底已通车里程接近1万公里，目前在建铁路项目全部如期完工，则“十二五”末快速铁路网总通车里程达2.38万公里。
目前在建，“十三五”期间计划通车快速铁路网里程达5890公里。
目前已经在建高铁线路6条，合计4118公里，预计在2017年前建成通车；
尚有3条规划中高铁线路，总里程1361公里。
目前已经在建城际线路8条，合计1672公里，预计在2018年前建成通车；
尚有39条规划中的城际铁路，合计6221公里，主要分布在武汉城市圈、山东半岛城市群、中原城市群、长三角等区域经济带。
2、线路集中交付迎车辆需求高峰
（1）动车保有量密度仅为0.8-0.9辆/公里
截止2012年末全国路网动车组配备辆达到825标准列，约8566辆。
较2011年增加173标准列，约1774辆，环比增长约20.7%。
动车组保有量密度逐步稳定在0.8-0.9辆/公里。
根据原铁道部统计公告数据，2012年快速铁路网通车里程达9945公里，全网配备和谐号动车组825自然列、总计约8566辆，每公里配备约0.86辆。
2011年快
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