除了好萊塢，中國高鐵也出“變形金剛”

王麟

中國高鐵動車組的研發凝聚著科研人員的汗水和智慧，也是一部跌宕起伏的史詩。在2019年2月22日，又有好消息傳來，中國中車唐山公司研發的我國首列可變編組動車經過60余項廠內試驗，已經具備了出廠投放運營的條件。原來，在以往8輛編組和16輛編組的標準動車組之外，中國鐵路工程師們又研發出一些為了滿足特殊需求的動車組型號，并逐步走進大眾的視野。那么，這些特殊需求的動車組都有哪些過人之處呢？就讓我們逐一盤點一下。

中國高鐵動車組發展概況

中國高鐵飛速發展的10年，也是種類繁多的“和諧號”動車組叱咤風云的10年。按照時間段劃分，中國高鐵動車組的發展歷程可粗略分為四大階段。

第一階段是2004年之前的動車自主研發階段，這段時間很多鐵路局自己研發動車組，進行推廣應用，誕生了諸如“大白鯊”“藍箭”“新曙光”等知名品牌。

第二階段是2004-2013年，通過引進日、法、德三國高鐵技術并消化吸收再創新，誕生了“和諧號”動車組。

第三階段是2013-2017年，是我國動車自主研發再創新階段，在“和諧號”動車組運營十年的基礎上，研發成功完全自主知識產權的標準動車組——“復興號”，包含CR400AF和CR400BF兩個著名品牌。

第四階段就是2017年以后，在“復興號”的基礎上，不斷探索高鐵動車組的最前沿技術，向時速400千米以上的超高速動車組繼續努力。

可變編組動車，讓鐵路運輸更靈活

高鐵動車組因其結構的特殊性，一般采取固定編組的模式，國內的動車組一般為8輛和16輛編組。8輛編組是標準的動車組成，16輛編組是將兩臺8輛固定編組的動車首尾銜接在一起形成的，使得客運量加倍，滿足更加繁重的運輸需求。

但是，固定編組的動車組有不少缺點，那就是不靈活，無法根據客運量的高低變化進行調整，檢修備用率高，維護成本也居高不下。比如，在一些人口密度不大的地區，高鐵的客運量較小，如果機械地開行8輛固定編組的動車，則上座率無法保證，造成車輛空跑，浪費設備和運輸能力。而此時，可變編組的動車就能派上用場了。

那么，何謂可變編組的動車呢？原來，高速鐵路可變編組動車是一種新開發的動車組，組成的動車組列車的編組數量，可以根據實際需要進行調整。這類動車組的設計都是模塊化的，可以將動車組的拖車和動車任意組合成新的車組，根據需要進行增減改編動車組數量。比起常用的8輛和16輛編組的動車組，這種可變編組的動車用起來方便多了。

當然了，可變編組動車組雖然使用靈活，能夠根據客運量的大小同步增減車輛數量，但是孤掌難嗚，僅僅憑著可變編組動車組自身，是不能完成運輸旅客工作的，還要配套完成客運組織規劃、列車運行圖的繪制（列車時刻表的最初來源），動車組的調配和檢修也要同步配套，因為可變編組動車組的改編和檢修作業在車體密封性、車鉤連接的緊密性、電力供應系統的穩定性、控制系統與制動系統的安全性以及整體作業的快速性上都有很嚴格的要求。牽一發而動全身，只有從整個系統的高度去組織可變編組動車組的運輸，才能發掘其應有的潛力。

雙層動車組。為高密度客運提供服務

相比較而言，可變編組動車組在很多時候是為低密度客運量區域提供服務的，較小編組列車能夠節省設備，滿足實際的客運量需求。而另一種新型雙層動車組，則是為了提高單列動車的客運量而研制的。一般而言，標準的8輛編組的雙層動車組可以比單層動車組提高30%的運量，16輛編組的雙層動車組可提高50%的運量。

在國外，法國和日本對研發推廣雙層動車組情有獨鐘。法國早在1996年就推出了TGV Duplex型雙層動車組，2009年推出TGV Dasye，在2011年又推出第三種雙層動車組Euroduplex。日本在1994年和1997年先后研發推廣E1和E4系列雙層動車組，但是沒有法國成功。法國的雙層動車組在設計時，首先，車體高度和單層保持一致，車內改造成雙層，材料從特種鋼換成鋁合金，質量僅僅增加5%;車內設計滿足乘客舒適度需求，除了列車內部，車體尺寸和重量均沒有明顯變化，對運營維修影響不大，成本增加有限，客運量和競爭力卻提升明顯。

按照我國區域經濟發展不平衡的國情，可變編組和雙層的新型動車組是未來重要的發展方向，相關的研究推廣工作正抓緊進行。

中國高鐵動車組中的“變形金剛”

我國中車唐山公司研發的首列可變編組動車有哪些過人之處呢？

只有深入了解其技術特點，才會被我國科研人員的智慧所折服。原來，這款動車組是集可變編組、雙層結構、大定員縱向臥鋪于一身的高鐵動車組。我們前面講述的可變編組動車組、雙層動車組，都是單獨的一項技術，而我國的新型動車組則將三類動車類型集于一身，是不折不扣的“變形金剛”，展示了我國機車車輛工業的強大實力和技術水平。

這款新型動車組采取模塊化設計，可以像搭積木一樣將不同的車體進行排列組合，在2-16節之間隨意搭配車廂，大定員的縱向臥鋪車廂增加定員50%，雙層座車廂增加定員33%，而其中的商務座車廂增加定員高達70%，綜合定員數量已經遠遠超過了法國雙層動車組50%的水平。這款動車已經申請專利80余項，獲得了中國優秀設計金獎和中國設計智造獎。按照中國鐵路大力發展智能裝備技術的指示精神，“變形金剛”動車組更是智能裝備中的佼佼者。動車配置智能化網絡控制系統，在變換搭配車廂的時候可自動識別編組配置，可實現行李智能存儲、旅客智能訂餐、全列車Wi-Fi覆蓋、根據乘客需要自動調節燈光和影視系統等，技術先進，令人期待！

可變軌距動車，滿足國際運輸需求

高鐵線路只有成網之后才能充分發揮運輸潛力，而國內的高鐵網絡如果與國外交通網絡實現互聯互通，其發展潛力更是不可估量。但是，要想實現高鐵的互聯互通，還是有一定難度的，最大的障礙就是動車組的軌距不一樣。不但高鐵如此，普通的客貨鐵路運輸無一不受這個條件制約。原來，國際上通用的鐵路標準軌距是1435毫米，但是也有1500毫米、1520毫米、1000毫米等寬窄軌距，當不同軌距的鐵路想要銜接的時候，就會出現問題——根本接不上。那么，有沒有解決辦法呢？有的。一種辦法就是將乘客和貨物在不同軌距的列車上進行倒換，但是耗時耗力;第二種辦法是乘客和貨物不動，只更換列車的轉向架，這種方式省事很多，但是耗時還是過長，影響運輸效率;第三種辦法就是既不倒換乘客和貨物，也不更換列車轉向架，而是在列車低速運行過程中，通過調整車輪的軌距，不間斷地在不同軌距之間的線路上進行變換。很顯然，第三種辦法最省時省力，效率最高。能夠完成變軌工作的列車便是“可變軌距列車”。

對于高鐵運輸而言，可變軌距的動車組技術起源于西班牙，時間是20世紀60年代，其中最著名的品牌就是Talgo變軌距動車組。隨后歐洲其他國家陸續開展變軌距技術的研究，如波蘭SUW2000變軌距列車、德國DB AG/Rafil Type V變軌距列車等，日本、瑞士、韓國、俄羅斯、中國等也在變軌距技術上進行了研發。

無論哪種變軌距車型，其核心的變軌技術都是大同小異的。我們以列車從標準軌距向寬軌距轉變為例，介紹一下變軌距作業流程。首先，從標準軌距上開來的動車組以時速15千米的速度駛進變軌區域，在這個區域內的車體兩側設置了支撐軌，可以托起車輪兩端的軸箱，進而讓車輪不再承受壓力。隨后，解鎖軌下拉車輪上的鎖緊桿，讓車輪卸載，在導軌的引導之下，車輪可以左右滑動，從1435毫米的軌距變換到1520毫米的軌距。等動車完全進入寬軌距范圍之后，鎖緊桿重新把車輪鎖緊，兩側的支撐軌消失，車輪重新恢復承載，變軌作業完成。

整個變軌流程看似簡單，技術要求卻非常高，隨著國家“一帶一路”倡議實施，中國高鐵與西亞、中亞以及東南亞國家的互聯互通是必然的選擇，此時，就需要變軌距的動車組大顯神威了。我國的高鐵變軌距動車組也在緊鑼密鼓的研發之中，相信在不久的將來，這款動車組將在國際高鐵運輸中大放異彩，將中國高鐵品牌繼續向全世界傳播。

（責任編輯：司明婧 責任校對：曹偉）