城際動車組模型車制作研究

庹 霞 谷緒地 蘇 慈 肖淑梅

（唐山軌道客車有限責任公司產品研發中心，063035，唐山∥第一作者，工程師）

城際動車組模型車制作研究

庹 霞 谷緒地 蘇 慈 肖淑梅

（唐山軌道客車有限責任公司產品研發中心，063035，唐山∥第一作者，工程師）

通過模型車制作來驗證城際動車組車內選用的各功能部件的美觀性、舒適性、功能性和安全性等。介紹了城際動車組模型車的設計要求、設計思路、設計方案和設計重點等，展現了模型車設計制作的流程和理念。通過模型車制作來驗證設計，提前解決裝車問題的理念值得今后新項目研發時借鑒。

城際軌道交通；動車組；模型車制作

Author's address R&D Center of Tangshan Railway Vehicle Co.，Ltd.，063035，Tangshan，China

城際動車組的研發設計基于我國近幾年成熟的高速動車組項目（包括CRH3、CRH5、CRH6、380BL、CJ1、CJ2等）和地鐵項目，其沿用并優化這些項目中成熟、先進且實用性強的成果，同時對這些項目近幾年的運行故障進行分析，用來指導城際動車組多故障部位的優化設計和創新設計，保證城際動車組的運行安全性、乘坐舒適性和快捷性等。

在城際動車組投入生產之前，有必要對車內旅客界面所選用部件進行試裝以驗證設計效果。為此需要將車內可見件和功能件全部試裝，即模型車制作。選取中間車平面布局圖的一部分進行安裝，對部位之間的接口、安裝工藝，以及旅客界面時尚、簡約、美觀風格的效果等加以驗證，及時發現問題并改進，以避免今后安裝過程中的返工，節約成本，縮短工期。

1　模型車設計要求

1.1模型車總體要求

（1）采用1：1的表現形式。

（2）車體采用木質或其他易加工材料組裝而成。車外可見附件如前端、導流罩等均安裝齊備，可采用實物或模型形式安裝。

（3）內部各部件盡量采用真實部件，并按照實車的接口方式進行組裝。

（4）除了照明、信息顯示功能保留外，其他電氣功能均不要求實現。

1.2模型車制作的目的

（1）驗證旅客界面工業設計效果和材料選擇的正確性。

（2）檢查設計接口的正確性、完整性。

（3）驗證分供商的設計、制造、質量保證能力。

2　模型車方案設計

模型車設計是在城際動車組項目總體方案的基

礎上，取出某一區域進行真實部件的安裝，將安裝時

發現的問題以及安裝完成后的整車效果進行統計、分析和改進，以保證正式裝車時順利進行。

城際動車組的模型車安裝主要是針對旅客可見界面，包括內裝件、設備件和信息系統，以及能夠提供安裝接口的車體。

2.1城際動車組總體方案

城際動車組在簡約化的前提下，根據運營需求，重點考慮司乘人員的需求，并充分利用車內的空間增加列車定員。列車為4輛編組，各車型見圖1。

圖1　城際動車組車型圖

城際動車組客室區的內裝及車內、車下設備系統以模塊化、標準化、譜系化為設計理念，綜合250 km/h高速動車組及地鐵A型車的結構、材料和制造工藝，采用低煙、無毒（低毒）、無鹵的非延燃性材料或防火材料；各部位和零部件設計創新、簡潔明快、具有良好的工藝性，利于安裝和檢修，充分體現人性化設計理念，同時考慮低成本、減重、氣密性、降噪等綜合性要求；內裝系統設計在滿足各種性能指標的前提下不斷創新、優化舒適美觀的旅客界面。

城際動車組充分考慮防火、疏散，以及高速運行對結構強度的影響，通過材料、結構造型、工藝、意外傷害防護等實現安全性的設計理念。各部位采用

DIN 5510-2等級的防火標準。對于地板、邊頂板、中頂板等受力承載部件進行了強度計算和試驗驗證，保證部件滿足EN 12663的強度要求。

根據CRH3、CRH380BL和CRH5型車車內部件在運用中出現的問題，對城際動車組的結構進行優化，確保部件功能可靠性。

城際動車組在滿足旅客需求、保證旅客乘坐舒適度的基礎上，取消部件不實用的功能，提高部件實用性。

2.2模型車方案

模型車制作主要針對車內內裝件和設備件。截取Tp02車二位端（見圖1），制作木質車體來安裝車內實物部件。模型車的平面布局見圖2。

圖2　模型車平面布局

模型車主要包括木質車體、內裝件、設備件和乘客信息系統（PIS）。其中，車體主要包括木質底架、木質側墻、木質車頂等；內裝件主要包括木地板、地板布、防寒材、側墻、邊頂板、中頂板、木間壁、門罩板、車頂二次骨架等；車內設備件主要包括車窗、座椅、行李架、扶手、玻璃隔斷等；PIS主要為信息顯示系統、音頻信息系統、媒體播放系統和視頻監控系統。

2.2.1車體方案

城際動車組車體主要以250 km/h動車組車體為基礎，在滿足車體強度和剛度的前提下，進行大載客量、快速乘降和輕量化鋁合金車體設計。鋁合金車體結構斷面如圖3所示。

模型車車體采用易加工的木質件拼裝而成，其內部需要設置其它設備安裝的接口。因此，原鋁合金車體C型滑槽和L型材上的接口，是通過直接將C型滑槽和L型材固定在木質車體上來實現的。參見圖4。

模型車車體用專用框架托起并固定牢固，以防止傾翻。

圖3　高頂車體斷面圖

圖4　車體設置用來安裝內裝設備件的C型滑槽

2.2.2內裝件安裝

模型車的內裝件在車內可見的主要有邊頂板、中頂板、側墻、地板布、間壁柜、端墻、隔斷、平頂板，這些部件均為真實產品且均要安裝，其接口要求與實車結構保持一致。內裝效果圖如圖5所示。

圖5　內裝效果圖

內裝系統對車內各部件起到遮蓋和裝飾的作用，并為電氣、空調等車內設備提供安裝和維修接口，同時對車內的保溫、隔熱、降噪、防火、導水性能等進行合理的結構設計。

（1）側墻板對車內部件起到遮蓋、裝飾的作用。側墻設計充分借鑒CRH3動車組的成熟結構及材質，僅取消了卷簾檢查板，可通過行李架下罩板進行維護檢修。同時，側墻板背面取消風道，簡化了結構。

（2）地板支撐主要起到支撐內裝地板和固定車內設備的作用，并為電氣布線和管路布置預留空間。內裝地板支撐車內各安裝設備，同時起到保溫、隔音作用。

（3）地板布具有保護地板、裝飾和防水功能。

（4）間壁柜選擇同CRH3動車組，用雙貼面膠合板材質，僅在結構上，間壁柜端角處采用同CRH5一致的型材圓弧過渡結構，以有效保護間壁轉角在運營中不受到損害，間壁柜結構如圖6所示。間壁柜用于遮蓋車內電氣控制柜和其它的功能單元，同時用于滅火器、垃圾箱等功能部件的存放。其門板打開角的極限值為95°，并安裝限位裝置。門板在解鎖后必須自動打開幾厘米。

圖6　間壁柜結構圖

（5）平頂板通過頂板骨架與間壁柜、衛生間等連接。平頂板上集成了揚聲器、燈等元件，起到照明和信息傳遞的功能。為便于上方部件的維修，設置為可開啟式。平頂板結構如圖7所示。平頂板是車輛通過臺區域及端部區域的裝飾部分，對車頂部件起到遮蓋作用，設有固定的和鉸接的零件。鉸接件裝有3點鎖機構、限位機構及折頁等。對于所有用四角鑰匙操作的鎖，應確保統一的關閉方向和插銷的切孔的位置。在頂板圖紙中顯示鎖的關閉方向。

（6）邊頂板用來覆蓋行李架與客室中部頂板之間的區域，由玻璃鋼或復合材料制成。邊頂板的底部通過連接碼安裝在車體側墻C型滑道上，頂部通過彈簧卡片與頂板吊碼插接。頂板吊碼通過螺栓安裝在中頂板型材上。邊頂板之間的連接通過插條插入到邊頂板端部的槽中。邊頂板與中頂板之間布置通長的照明光源。邊頂板結構如圖8所示。

圖7　平頂板結構

圖8　邊頂板結構

（7）中頂板采用1.5 mm鋁板彎曲成型，整體外形呈圓弧狀。中頂板與邊頂板之間設有隱形光源。中頂板與頂骨連接。頂板上設計成多孔狀以便于室內通風。頂板背面設有加強筋，其與頂板之間采用結構膠粘接。頂板背面四周用鋁型材組成框架，鋁型材框架與頂板背面采用結構膠粘接，頂板四周翻邊與鋁型材框架之間不使用膠粘接而采用斷續角焊縫方式焊接。中頂板結構如圖9所示。

圖9　中頂板結構

（8）門罩板對門機構起遮蔽作用。沿車體縱向，塞拉門罩板與玻璃間壁、櫥柜、側墻和衛生間墻壁相鄰。門罩板覆蓋車門入口的元件并直接與車門

入口銜接，特別是通過垂直排布的彈性塞條（毛氈、橡膠條等）與櫥柜和玻璃隔斷連接。塞拉門罩板與地板之間留有均勻縫隙，便于打開。門罩板結構如圖10所示。

2.2.3車內設備

車內所見設備系統部件主要包括車窗、內門、座椅、行李架、滅火器、緊急錘、扶手、外端門等，這些在旅客界面可見的設備均應按照實車的結構與部件進行安裝。

圖10　門罩板結構圖

（1）門：塞拉門不安裝，車體一側為塞拉門位置，作為模型車進口，另一側要制作出塞拉門關閉狀態下的效果，但不要求開閉等功能，并要安裝兩側塞拉門內部操作面板與外部操作面板。城際動車組的側門以可靠性、安全性及便乘性為原則進行設計。根據當前動車車門運營情況，選用與CRH6型動車組相同方案的塞拉門。

（2）側窗：側窗結構采用CRH5型動車組車窗結構，尺寸按城際車的特點適當加大，車窗玻璃結構根據速度特點取消夾層結構。車窗分為普通側窗、緊急車窗。車窗由內框和外框組成，內框與外框之間通過螺栓連接。車窗玻璃為安全中空玻璃，外層為5 mm灰玻璃，內層為4 mm LOW-E玻璃。玻璃粘接在內框上。車窗與車體之間的連接為粘接式結構，如圖11所示。

（3）座椅：座椅采用固定座椅形式，不設旋轉機構及小桌板等附件機構，靠背上設扶手方便行車過程中乘客抓握使用。座椅寬450 mm，深460 mm，高430 mm。座椅安裝結構基本與CRH380BL型動車組座椅相同，采用掛腿與座椅安裝型材連接。椅腿與地板預埋補墻連接。具體安裝形式如圖12所示。

（4）行李架：行李架設計參照CRH3型車的設計理念，并根據總體美工方案，對CRH3型車的行李架造型和材質進行優化。行李架主承載面采用鋁型材之間夾鋼化玻璃，美觀大方，方便乘客實時查看行李情況，并具有良好的抗磕碰性能（見圖13）。行李架前后型材為鋁型材，后墻板和下蓋板為鋁板，端部罩板和覆蓋板為玻璃鋼材質。行李架安裝座通過T型滑塊安裝在車體C型槽上。行李架拉桿一端安裝在行李架安裝座上，另一端連接兩個行李架兩側托架。行李架后墻下部插接在行李架后端型材上的插槽中，后部下U型筋插在掛鉤突出的支點上。具體安裝形式如圖14所示。

圖11　側窗安裝結構

圖12　座椅安裝圖

圖13　行李架方案

圖14　行李架連接結構

2.2.4PIS

PIS通過聲音和視覺信息，使旅客及時準確掌握旅途相關信息。PIS的設計主要從乘客舒適性的角度出發，實現自主化、輕量化設計，滿足不同人員的需求。根據乘客對列車基本乘坐信息的需求，PIS按照功能劃分為信息顯示、音頻信息、媒體播放和視頻監控等4個子系統

PIS的主要設備有系統控制器、車廂控制器、司機室監控屏、廣播控制盒、揚聲器、車內外信息顯示器、動態地圖、車內電視、攝像頭、乘客緊急對講等。

（1）信息顯示子系統：信息顯示子系統主要包括車內外區間顯示器和車內LCD（液晶顯示）動態地圖。車外區間顯示器提供車次號，車廂號，交替顯示始發站、終點站以及當前站點信息，如圖15所示。車內信息顯示器用于顯示車輛的始發站、終到站、途經站、車次號、車廂號，以及當前的溫度、速度、時間等信息，還可以滾動顯示其它的旅客信息。車內LCD動態地圖固定顯示當前時間、車廂號、開門側、全程所有站點，點亮當前站點，滾動顯示乘客所需的其他車輛信息等，如圖16所示。

圖15　車外區間顯示示意圖

圖16　車內動態地圖顯示效果圖

（2）媒體播放子系統：在客室內部設置媒體播放顯示屏，播放提前錄制的視頻節目。媒體播放顯示屏播放的節目由主機統一控制，安裝在客室玻璃隔斷上。此項旅客信息是需要在模型車上安裝實現的（見圖17）。

圖17　電視安裝實物圖

3　模型車實施分析

模型車按照實車安裝方案進行安裝，其實物圖見圖18。安裝過程中發現了車內部件之間的干涉問題，同時也發現了很多需要改進的部件結構。

安裝過程中發現的問題圖片參見圖19所示。當然不只是這三種問題，但是出現的問題基本都是可以及時改正的。雖然模型車制作周期較長，但在這個長期的更改過程中改進了所有安裝時出問題的部件，完善了設計方案，為后續動車組大批量生產奠定了基礎。

圖18　模型車實物圖

圖19　模型車安裝過程中問題

4　結語

城際動車組內裝設備的設計堅持以人為本的設計理念，在充分消化、吸收、創新A型地鐵車輛和250 km/h動車組既有技術的基礎上，通過合理布局、人體工程學、內飾風格的設計，從易于維護的角度對部分產品結構進行了優化，整體保持了動車組產品風格的一致性，提高了乘坐的舒適性。

模型車制作對小區域全套部件進行安裝驗證，在制作過程中發現問題并及時解決問題，完善了設計方案，保證了后續整車的順利安裝，同時能縮短工期，節約成本。

［1］ 張曙光.CRH5型動車組［M］.北京：中國鐵道出版社，2008.

Model Manufacture of Intercity Motor Car Set

Tuo Xia，Gu Xudi，Su Ci，Xiao Shumei

To verify the aesthetics，amendity，function and safety of the vehicle components in the manufacture of intercity motor car set model，the design requirements，design consideration，design draft and the emphasis points in the design are introduced，so as to demonstrate the technological process and design concept of the train model.It is significant and positive by producing a model train to test the design idea and solve problems before quantity production of motor car set vehicles.

intercity rail tansit；motor car set；model manufature

TB 476：U266.20

10.16037/j.1007-869x.2015.07.017

2013-10-17）