國內(nèi)動(dòng)車組,無論是“和諧號(hào)”還是“復(fù)興號(hào)”,均是按8節(jié)或者16節(jié)車廂固定編組。未來可否根據(jù)市場情況、旅客人數(shù)靈活編排車廂?
由中國中車股份有限公司研制的可變編組動(dòng)車組樣車已于近日在中國中車唐山機(jī)車車輛有限公司下線。可變編組動(dòng)車組可像普通客車一樣,在2至16節(jié)范圍內(nèi)隨意搭配車廂。該車暫定名3X,最高時(shí)速為350公里。目前正在唐山公司進(jìn)行廠內(nèi)運(yùn)行試驗(yàn),并申請(qǐng)?jiān)谥袊F路科學(xué)研究院進(jìn)行型式試驗(yàn)。該車何時(shí)能夠投入商業(yè)運(yùn)營尚無法確定。
可變編組動(dòng)車組項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國中車副總工程師黃俊輝透露:2011年中國中車可變編組動(dòng)車組項(xiàng)目啟動(dòng),2016年該項(xiàng)目在中國鐵路總公司(下稱中鐵總)科技管理部立項(xiàng)備案。
黃俊輝稱,固定編組動(dòng)車組采用全列動(dòng)力分散設(shè)計(jì),由兩部車頭、若干動(dòng)車和若干拖車編組而成。動(dòng)車就是提供動(dòng)力的車廂,拖車就是沒有動(dòng)力的車廂。8節(jié)車廂動(dòng)車組叫“標(biāo)準(zhǔn)列”,16節(jié)車廂動(dòng)車組稱做“重聯(lián)”。這種車由于編組固定、不可拆編,在實(shí)際運(yùn)輸中,對(duì)高鐵運(yùn)營企業(yè)的制約越來越明顯。
鐵路運(yùn)輸有客流淡旺季之分,春運(yùn)期間和平時(shí)差別巨大;各線路繁忙程度也不同,中西部高鐵和東部沿海高鐵不能等量齊觀。固定編組動(dòng)車組不能增加車廂應(yīng)付客流高峰,也不能減少車廂以減少支出或避免運(yùn)力浪費(fèi),運(yùn)能和客流常常形成沖突。
此外,一列動(dòng)車組由上萬個(gè)零部件,上百個(gè)單元,幾十個(gè)系統(tǒng)組成,單元組成以上的故障,至少需要幾日到幾周才能修好?,F(xiàn)有動(dòng)車組如需維護(hù)保養(yǎng),因其不能拆編,所以要整列進(jìn)行。一個(gè)小故障導(dǎo)致整列車入庫維修,無疑降低了車輛使用效率。
時(shí)速350公里可變動(dòng)車組車廂
以更換一塊車窗為例。黃俊輝稱,工作一般需要2至3天,如果是車頭擋風(fēng)玻璃則需要10天以上,期間整列動(dòng)車組無法運(yùn)營。如果換成可變編組動(dòng)車組,則只需拆解需要維修的那一節(jié)。他預(yù)測,可變編組動(dòng)車組投運(yùn)后,可幫助運(yùn)營企業(yè)減少備用車50%以上,緩解高鐵的盈利壓力。
可變編組動(dòng)車組面臨技術(shù)難題,主要集中在集成式牽引動(dòng)力單元、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、通用接口制動(dòng)系統(tǒng)等方面。黃俊輝稱關(guān)鍵環(huán)節(jié)均取得突破,并且取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
他解釋說:編組方式如同搭積木,最小編組單元為兩節(jié),即2個(gè)動(dòng)力頭車相接。如要擴(kuò)大編組,則根據(jù)速度和功率核算出效率最高搭配,在兩車頭之間加入動(dòng)車與拖車,動(dòng)車始終位于列車兩端,拖車位于中間。以這樣的形式,就可以組成時(shí)速160-350公里、編組數(shù)量為2-16輛的任何節(jié)數(shù)的動(dòng)車組。
3X型動(dòng)車組在旅客界面也有非常大的改進(jìn),餐車車廂采用雙層設(shè)計(jì),上層為餐飲區(qū),下層為30立方米貨運(yùn)艙,可容納多達(dá)6噸的物品,增加了快運(yùn)服務(wù)功能。此外,臥鋪車采用鋪位縱向布局、商務(wù)車座椅可坐臥調(diào)節(jié)等均為全新設(shè)計(jì)。
餐車
黃俊輝表示:可變編組動(dòng)車組完全按照中國動(dòng)車組標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn),屬于中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組“大家庭”的成員。
“兩院”院士、西南交通大學(xué)教授沈志云表示:中國可變編組動(dòng)車組是一個(gè)劃時(shí)代的,全球性的技術(shù)突破。
可變編組動(dòng)車組可以實(shí)現(xiàn)超過1500人的運(yùn)能,有利于應(yīng)對(duì)春運(yùn)、暑運(yùn),或京滬高鐵等線路出現(xiàn)的龐大客流;也可以只用兩個(gè)車頭編組,開出VIP專列。他認(rèn)為,可變編組動(dòng)車組還可以單獨(dú)抽出故障車進(jìn)行修理,或者分解后同時(shí)在不同車間分別修理頭車、動(dòng)車和拖車,大幅度降低備用率。這是鐵路行業(yè)重要技術(shù)突破之一。
國家鐵路局局長楊宇棟在今年3月考察唐山公司時(shí)評(píng)價(jià)說,中國可變編組動(dòng)車組項(xiàng)目中的多功能車頭、可坐臥轉(zhuǎn)換軟臥車、商務(wù)座車、雙層車等車型設(shè)計(jì)思路開闊,特別是雙層動(dòng)車組餐車與貨運(yùn)結(jié)合,在傳統(tǒng)動(dòng)車組上取得了很大創(chuàng)新。楊宇棟表示,中國可變編組動(dòng)車組具有很強(qiáng)的推廣性。
制造中的可變編組動(dòng)車組
就預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益,中國中車人士解釋稱,可變編組動(dòng)車組制造成本與CRH系列同類型動(dòng)車組相當(dāng),但在硬臥、商務(wù)座、雙層座車定員上,比CRH同系列車型增加50%、70%和56%的運(yùn)力。這意味著制造成本和人均能耗大幅降低,同期運(yùn)營收入大幅提高。
世界范圍內(nèi),西門子也在研制可變編組動(dòng)車組。ICE4最高時(shí)速250公里,所有車廂均可作為獨(dú)立的單元,亦可編組成車廂數(shù)量從5到14節(jié)不等的列車,滿足不同運(yùn)輸任務(wù)的需求。首批ICE 4列車將于2017年開始投入運(yùn)行。
ICE 4由西門子與其合作伙伴龐巴迪共同制造。新的驅(qū)動(dòng)概念是列車諸多新特性中至關(guān)重要的一點(diǎn)。西門子開發(fā)出了一種集合各類驅(qū)動(dòng)技術(shù)的自帶動(dòng)力的鐵路車輛(亦稱“動(dòng)車”)。一般來說,一輛12節(jié)編組的ICE 4列車需要六節(jié)動(dòng)車驅(qū)動(dòng),而其余六節(jié)車廂則為拖車。此前,ICE 3列車是將三節(jié)動(dòng)車合并成一個(gè)固定牽引單元。
這個(gè)新型解決方案的優(yōu)點(diǎn)是每節(jié)車廂都自成一體。這樣一來,單獨(dú)車廂即可靈活地連掛成列,也能應(yīng)需求變化及時(shí)作出調(diào)整。此外,這項(xiàng)新技術(shù)可避免驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致整列高鐵停車。如果某一動(dòng)車在列車行駛途中發(fā)生故障,雖然速度會(huì)略有下降,但I(xiàn)CE 4列車依然能在其他動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)下繼續(xù)駛往目的地。
現(xiàn)有五種不同類型的車廂,均可作為單獨(dú)模塊應(yīng)用于編組一輛從五到14節(jié)車廂不等的列車: 端車、動(dòng)車、中間車、餐車和服務(wù)車(包括家庭區(qū)、輪椅區(qū)等)。車廂內(nèi)飾也可以靈活布置。中間車實(shí)際上是一節(jié)空車廂。它能夠通過采用不同間隔的座位或滑軌式可調(diào)座椅裝配成頭等車廂或二等車廂。
德國聯(lián)邦鐵路公司已訂購由12節(jié)或七節(jié)車廂編組而成的ICE 4列車。七節(jié)編組ICE 4列車全長200米,配有456個(gè)座位,包括三節(jié)動(dòng)車,最高時(shí)速可達(dá)230公里。12節(jié)編組ICE 4列車全長346米,定員830名旅客,時(shí)速高達(dá)250公里。歸功于其模塊化概念,ICE 4列車可以由數(shù)量從五到14節(jié)不等的車廂編組而成,它也因此可以針對(duì)相應(yīng)的線路實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置,以適應(yīng)不同的坡度、座位數(shù)量和行駛速度等。
與每節(jié)車廂自成一體的模塊化概念相一致,ICE 4列車將是首次配備西門子全新Sibas PN控制系統(tǒng)的列車。這種新的列車控制系統(tǒng)分兩級(jí)運(yùn)行:列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)中央控制功能,同時(shí)各節(jié)車廂內(nèi)則配備獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。車廂網(wǎng)絡(luò)可以調(diào)節(jié)諸如車門、車燈和空調(diào)等系統(tǒng)。每次列車啟動(dòng)時(shí),這些系統(tǒng)將登入列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)。如果更換車廂,新車廂也將自動(dòng)集成到列車控制系統(tǒng)中。列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)部署在端車中,它將能同時(shí)作為中央界面調(diào)用所有與列車狀態(tài)有關(guān)的信息。兩種網(wǎng)絡(luò)均使用高速以太網(wǎng),傳輸速率高達(dá)100 Mbps。
每節(jié)動(dòng)車具有約1.6兆瓦的牽引功率。因此,七節(jié)編組ICE 4列車的功率為4.95兆瓦,而12節(jié)編組ICE 4列車的功率則為9.9兆瓦。每節(jié)動(dòng)車中的驅(qū)動(dòng)裝置包括四臺(tái)牽引電機(jī)、牽引冷卻系統(tǒng)和內(nèi)含變壓器和功率轉(zhuǎn)換器的供電系統(tǒng)。列車上部結(jié)構(gòu)的長度從25米增至28米,所有部件都能夠安裝在動(dòng)車地板下方。這樣一來,一輛七節(jié)車廂編組ICE 4列車正好與一輛八節(jié)編組ICE 3列車長度相同。由于本例中的ICE 4列車比ICE 3列車少一個(gè)轉(zhuǎn)換區(qū),因此,盡管總長度相同,但其空間更為寬敞。例如,它的轉(zhuǎn)向架就減少了兩個(gè)。因此,它的重量比前一代車型更小,需要維護(hù)的部件更少。
來源:財(cái)新網(wǎng)、西門子
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