動(dòng)車組高通用性共享工業(yè)化平臺(tái)

趙志鐸 倪付峰

設(shè)計(jì)者：中車唐山機(jī)車車輛有限公司

重器看點(diǎn)

工業(yè)化平臺(tái)

可持續(xù)發(fā)展

運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性

中車唐山公司通過(guò)研制全球首創(chuàng)的動(dòng)車組牽引動(dòng)力集成單元、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和制動(dòng)系統(tǒng)，搭建動(dòng)車組高通用性共享工業(yè)化平臺(tái)，可在同平臺(tái)上生產(chǎn)不同車種、車型、編組數(shù)量、速度等級(jí)的動(dòng)車組，大幅提升生產(chǎn)、檢修維護(hù)效率。在此平臺(tái)上創(chuàng)新設(shè)計(jì)多種旅客界面，包括縱向臥鋪車、坐臥轉(zhuǎn)換臥鋪車、餐/貨合造車、新型VIP和商務(wù)座車、頭車商務(wù)區(qū)、雙層VIP/一/二等座車，大幅提升旅客乘坐舒適度的同時(shí)，提高動(dòng)車組運(yùn)能，促進(jìn)中國(guó)高速鐵路可持續(xù)發(fā)展。在2018年工業(yè)和信息化部組織開(kāi)展的中國(guó)優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)評(píng)獎(jiǎng)工作中，工業(yè)化平臺(tái)動(dòng)車組從2528件參評(píng)產(chǎn)品（作品）中脫穎而出獲得“2018年中國(guó)優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)金獎(jiǎng)”。

中國(guó)中車股份有限公司的工業(yè)化平臺(tái)動(dòng)車組項(xiàng)目踐行工業(yè)設(shè)計(jì)解決中國(guó)問(wèn)題的理念，打造先進(jìn)可靠的動(dòng)車組工業(yè)化平臺(tái)，創(chuàng)新創(chuàng)造多種旅客界面，惠及于民的同時(shí)每年將為鐵路帶來(lái)數(shù)千億增收。

突破技術(shù)壁壘：打造先進(jìn)的動(dòng)車組工業(yè)化平臺(tái)

在世界范圍內(nèi)，高速列車從1964年誕生半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，由于無(wú)法突破技術(shù)壁壘都是固定編組。我國(guó)的CRH系列動(dòng)車組，標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組，都是固定編組。高速列車固定編組只能整列運(yùn)營(yíng)、整列檢修，不適應(yīng)客流變化，成本高、使用效率低，難以滿足國(guó)情需要。

2009年，中車副總工程9幣黃俊輝提出使動(dòng)車動(dòng)力全功能集成化、拖車簡(jiǎn)約化、實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組工業(yè)化平臺(tái)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的設(shè)想。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)研論證，2011年以來(lái)，以原中國(guó)北車股份有限公司客車事業(yè)部為首，中車唐山公司為主組成項(xiàng)目組，探索并成功搭建城際、城域、干線、高鐵不同速度等級(jí)和不同數(shù)量編組動(dòng)車組同平臺(tái)生產(chǎn)的動(dòng)車組工業(yè)化平臺(tái)。

該方案使動(dòng)車組可以由頭車、動(dòng)車和拖車按速度等級(jí)和編組數(shù)量進(jìn)行組合。該系列動(dòng)車組最小編組為兩節(jié)，即兩個(gè)動(dòng)力頭車相接。如要擴(kuò)大編組，則根據(jù)速度和編組數(shù)量配置出最優(yōu)搭配，在兩個(gè)動(dòng)力頭車之間加入動(dòng)車與拖車。以這樣的形式，可以組成時(shí)速160-500公里、車廂編組數(shù)量為2-20節(jié)的動(dòng)車組。

提出動(dòng)車組工業(yè)化平臺(tái)設(shè)想之初，中車曾與德國(guó)西門(mén)子進(jìn)行交流，對(duì)方認(rèn)為該方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)。中車團(tuán)隊(duì)沒(méi)有放棄，經(jīng)過(guò)不懈努力、反復(fù)研討和驗(yàn)證，攻克牽引動(dòng)力集成單元、列車網(wǎng)絡(luò)控制、制動(dòng)控制等技術(shù)難關(guān)，終于設(shè)計(jì)出了適合我國(guó)鐵路運(yùn)輸需求和多達(dá)九種創(chuàng)新型旅客車廂的工業(yè)化平臺(tái)動(dòng)車組。目前德國(guó)鐵路公司已要求西門(mén)子按此方案制造新一代動(dòng)車組。

動(dòng)車組的工業(yè)平臺(tái)化、集成化、單元模塊化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和制造，有利于單個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的研發(fā)驗(yàn)證及改進(jìn)升級(jí)，不僅降低了研發(fā)、制造費(fèi)用，更能夠使動(dòng)車組保持持續(xù)先進(jìn)性、安全可靠性。在運(yùn)營(yíng)方面，可以根據(jù)線路客流特點(diǎn)等實(shí)際情況進(jìn)行編組，降低了運(yùn)營(yíng)成本。在動(dòng)車組維修方面，可以根據(jù)具體故障拆編替換維修，大幅提高了動(dòng)車組利用率。這些優(yōu)勢(shì)能夠緩解高鐵盈利壓力。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士沈志云認(rèn)為，工業(yè)化平臺(tái)動(dòng)車組是劃時(shí)代的、全球性的技術(shù)突破。

九種創(chuàng)新型旅客界面：滿足旅客多樣性需求提升動(dòng)車組運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性

頭車商務(wù)區(qū)。隨著高鐵的迅速發(fā)展，其準(zhǔn)時(shí)、快捷、受天氣影響小的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)越來(lái)越多的被商務(wù)人士的認(rèn)可，團(tuán)隊(duì)出行也漸漸成為一種趨勢(shì)和需求。本設(shè)計(jì)是在動(dòng)車組頭車區(qū)域設(shè)置了2個(gè)可折疊會(huì)議桌，以及4組多功能商務(wù)座椅，可滿足4-12人的商務(wù)會(huì)議需求，使商務(wù)團(tuán)隊(duì)可以充分利用高鐵平穩(wěn)、舒適的辦公環(huán)境，進(jìn)行交流磋商。

大定員新型縱向臥鋪動(dòng)車組。該車型為全球首創(chuàng)，是軌道交通領(lǐng)域重大發(fā)明專利。臥鋪采用縱向交錯(cuò)布局，提高了動(dòng)車組空間利用率，使單車廂定員增加50%，該設(shè)計(jì)還使每人擁有較大的獨(dú)立空間，1.9米的成年男性可以在此臥鋪間內(nèi)坐直，并擁有獨(dú)立調(diào)節(jié)的空調(diào)和燈光等功能，擁有獨(dú)立的車窗和吧桌，可以欣賞風(fēng)景和辦公，舒適性與實(shí)用性顯著提升;因獨(dú)立空間的設(shè)置，旅客獨(dú)自乘坐安全性得到保障;臥鋪縱向布置，使列車在極端情況下的碰撞安全性也有較大提升。3列動(dòng)車組在京滬線D311/D312次運(yùn)營(yíng)18個(gè)月，取得了極好經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)受到旅客極大好評(píng)，國(guó)家鐵路局和中車分別對(duì)旅客進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，旅客滿意度均在95%以上。在已開(kāi)通運(yùn)曹的“四縱四橫”高鐵線路上已具備開(kāi)行270對(duì)以上臥鋪動(dòng)車組的條件，可使鐵路運(yùn)輸每年增加1500億元以上收入，并且可大大促進(jìn)五大經(jīng)濟(jì)區(qū)及東西、南北的大跨度區(qū)域之間的交流，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，同時(shí)將2000公里以上的高鐵劣勢(shì)變優(yōu)勢(shì)，也將有力推動(dòng)其他運(yùn)輸方式的平行發(fā)展。

坐臥轉(zhuǎn)換臥鋪動(dòng)車組。臥鋪采用縱向布局，臥鋪定員40人，下鋪可轉(zhuǎn)換為80人的二等座或者40人的一等座，大幅提高臥鋪動(dòng)車組的利用率。由于舒適性大幅提升，每人擁有更大更舒適的空間，該臥鋪車型可用于開(kāi)行“高鐵萬(wàn)公里環(huán)游列車”，解決西部線路利用問(wèn)題，吸引國(guó)內(nèi)外游客，提升人民生活品質(zhì)，尤其方便中老年退休人員的旅游，拉動(dòng)西部經(jīng)濟(jì)，每年可創(chuàng)造2000億元以上的高鐵收入。

餐貨/客貨合造車。雙層餐貨、客貨合造車，上層空間可用于餐廳或普通座車，下層空間可承載60立方米/8噸貨物，實(shí)現(xiàn)小型集裝箱及行包的快捷運(yùn)輸，該項(xiàng)快捷運(yùn)輸方式幾乎是零能耗和以極低成本的綠色運(yùn)輸，也將是最具中國(guó)創(chuàng)新、促進(jìn)發(fā)展的方式。如果未來(lái)有3000列動(dòng)車組具有快件運(yùn)輸功能，每年將增加1500億元以上收入，將對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人民生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

新型VIP、商務(wù)車廂。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的商務(wù)車廂，使旅客乘坐舒適性大幅提高，可將現(xiàn)有動(dòng)車組24定員商務(wù)車廂優(yōu)化為32定員或42定員，分別增加33%、75%，可極大提高VIP車廂的使用率和運(yùn)營(yíng)收入，另—方面拉低與一、二等座的差別惠及于民。

雙層VIP、一等座、二等座車。定員分別較既有單層車廂提升70%、46%、56%。目前京津城際和京滬線、長(zhǎng)三角和珠三角的高鐵線路運(yùn)能已經(jīng)飽和，發(fā)車間隔小于5分鐘，高峰期上座率lOO%以上，采用工業(yè)化平臺(tái)動(dòng)車組的雙層車方案，將極大解決繁忙干線運(yùn)能問(wèn)題。

2018年11月28日，中國(guó)工程院院士、原鐵道部常務(wù)副部長(zhǎng)孫永福在考察中車唐山公司期間，評(píng)價(jià)工業(yè)化平臺(tái)動(dòng)車組和臥鋪動(dòng)車組是中國(guó)高鐵從引進(jìn)、消化、吸收后，最具中國(guó)創(chuàng)新和創(chuàng)造內(nèi)涵的設(shè)計(jì)，其充分考慮旅客多樣性、個(gè)性化需求的嘗試，具有深遠(yuǎn)意義，值得推廣應(yīng)用。

如果自2020年開(kāi)始，全國(guó)新增動(dòng)車組全部應(yīng)用工業(yè)化平臺(tái)動(dòng)車組，至2025年可累計(jì)增加總收入超過(guò)1.6萬(wàn)億元，這將極大滿足社會(huì)和民眾對(duì)高鐵的需求，提高高鐵的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。

創(chuàng)新設(shè)計(jì)利國(guó)利民：符合中國(guó)發(fā)展理念

1.符合黨的十九大提出的五大發(fā)展理念

創(chuàng)新：創(chuàng)新設(shè)計(jì)的工業(yè)化平臺(tái)動(dòng)車組和各種新型旅客界面，已經(jīng)獲得38項(xiàng)專利，其中發(fā)明專利6項(xiàng)。

協(xié)調(diào)：依中國(guó)國(guó)情，創(chuàng)新設(shè)計(jì)多種旅客界面和車種、車型，提升舒適度的同時(shí)增加經(jīng)濟(jì)效益，滿足東部運(yùn)能和提高西部線路利用率。平衡東西部高鐵線路利用率、推動(dòng)西部經(jīng)濟(jì)快速均衡發(fā)展。

綠色：降低生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)成本;減少固定資產(chǎn)投入;降低人均能耗。高鐵快捷運(yùn)輸方式，將極大促進(jìn)我國(guó)快遞運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)性改革，使快遞運(yùn)輸更快捷、更綠色。

開(kāi)放：動(dòng)車組平臺(tái)化、單元化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化研發(fā)生產(chǎn)，有利于單個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的研發(fā)驗(yàn)證及持續(xù)改進(jìn)升級(jí)。

共享：該動(dòng)車組工業(yè)化平臺(tái)，可標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、集成化、單元化、模塊化生產(chǎn)動(dòng)車組，實(shí)現(xiàn)各種車種、車型、2-20輛編組、160-500km/h速度等級(jí)動(dòng)車組的同平臺(tái)生產(chǎn)。

2.符合中國(guó)國(guó)情

創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)：通過(guò)對(duì)動(dòng)車組的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，解決中國(guó)高鐵存在的實(shí)際問(wèn)題，助推社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展;可持續(xù)發(fā)展：極大提升經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)高鐵可持續(xù)發(fā)展，助力國(guó)家經(jīng)濟(jì)騰飛;以人民為中心：提高動(dòng)車組舒適性、安全性，降低票價(jià)、惠及于民，體現(xiàn)以人為本、以人民為中心的理念;供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革：通過(guò)對(duì)目前存在問(wèn)題的調(diào)研和研究，以創(chuàng)新的動(dòng)車組工業(yè)設(shè)計(jì)改變高鐵運(yùn)用的方式和內(nèi)容，是中國(guó)中車供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的最具價(jià)值的嘗試;一帶一路戰(zhàn)略：動(dòng)車組工業(yè)化平臺(tái)易于成熟、較快的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出多種車型，快速滿足“一帶一路”戰(zhàn)略需求;中國(guó)制造2025：掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，使用新材料、新工藝，依托中車智能工廠7數(shù)字化車間生產(chǎn)的工業(yè)化平臺(tái)動(dòng)車組，能耗、物耗及污染物排放明顯下降，質(zhì)量大幅提升，勞動(dòng)生產(chǎn)率明顯提高，兩化融合邁上新臺(tái)階，在全球產(chǎn)業(yè)分工和價(jià)值鏈中的地位明顯提升。

交通運(yùn)輸部副部長(zhǎng)、國(guó)家鐵路局局長(zhǎng)楊宇棟評(píng)價(jià)臥鋪動(dòng)車組是中國(guó)鐵路裝備質(zhì)的飛躍的代表產(chǎn)品，它的投入運(yùn)營(yíng)將增加數(shù)千億元收入，打開(kāi)了一個(gè)全新的市場(chǎng)，打開(kāi)了一個(gè)極富合金量的礦藏，給國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的動(dòng)力。從這個(gè)層面來(lái)講，它的投入運(yùn)營(yíng)更是鐵路系統(tǒng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要工作。

依托該平臺(tái)生產(chǎn)的可變編組動(dòng)車組3X樣車和時(shí)速350公里臥鋪動(dòng)車組已于2016年在中車唐山公司下線，已完成廠內(nèi)試驗(yàn)。目前，德國(guó)鐵路公司要求西門(mén)子采用該工業(yè)化平臺(tái)動(dòng)車組方案生產(chǎn)新一代動(dòng)車組，美國(guó)費(fèi)城已向中車訂購(gòu)該雙層動(dòng)車組方案的城際車。2018年9月17日，工業(yè)化平臺(tái)動(dòng)車組亮相柏林國(guó)際軌道交通展，獲得德鐵、法鐵等運(yùn)營(yíng)部門(mén)的認(rèn)可。