動車組高通用性共享工業化平臺

趙志鐸 倪付峰

設計者：中車唐山機車車輛有限公司

重器看點

工業化平臺

可持續發展

運營經濟性

中車唐山公司通過研制全球首創的動車組牽引動力集成單元、自適應網絡和制動系統，搭建動車組高通用性共享工業化平臺，可在同平臺上生產不同車種、車型、編組數量、速度等級的動車組，大幅提升生產、檢修維護效率。在此平臺上創新設計多種旅客界面，包括縱向臥鋪車、坐臥轉換臥鋪車、餐/貨合造車、新型VIP和商務座車、頭車商務區、雙層VIP/一/二等座車，大幅提升旅客乘坐舒適度的同時，提高動車組運能，促進中國高速鐵路可持續發展。在2018年工業和信息化部組織開展的中國優秀工業設計獎評獎工作中，工業化平臺動車組從2528件參評產品（作品）中脫穎而出獲得“2018年中國優秀工業設計獎金獎”。

中國中車股份有限公司的工業化平臺動車組項目踐行工業設計解決中國問題的理念，打造先進可靠的動車組工業化平臺，創新創造多種旅客界面，惠及于民的同時每年將為鐵路帶來數千億增收。

突破技術壁壘：打造先進的動車組工業化平臺

在世界范圍內，高速列車從1964年誕生半個多世紀以來，由于無法突破技術壁壘都是固定編組。我國的CRH系列動車組，標準動車組，都是固定編組。高速列車固定編組只能整列運營、整列檢修，不適應客流變化，成本高、使用效率低，難以滿足國情需要。

2009年，中車副總工程9幣黃俊輝提出使動車動力全功能集成化、拖車簡約化、實現動車組工業化平臺設計、生產的設想。經過反復調研論證，2011年以來，以原中國北車股份有限公司客車事業部為首，中車唐山公司為主組成項目組，探索并成功搭建城際、城域、干線、高鐵不同速度等級和不同數量編組動車組同平臺生產的動車組工業化平臺。

該方案使動車組可以由頭車、動車和拖車按速度等級和編組數量進行組合。該系列動車組最小編組為兩節，即兩個動力頭車相接。如要擴大編組，則根據速度和編組數量配置出最優搭配，在兩個動力頭車之間加入動車與拖車。以這樣的形式，可以組成時速160-500公里、車廂編組數量為2-20節的動車組。

提出動車組工業化平臺設想之初，中車曾與德國西門子進行交流，對方認為該方案無法實現。中車團隊沒有放棄，經過不懈努力、反復研討和驗證，攻克牽引動力集成單元、列車網絡控制、制動控制等技術難關，終于設計出了適合我國鐵路運輸需求和多達九種創新型旅客車廂的工業化平臺動車組。目前德國鐵路公司已要求西門子按此方案制造新一代動車組。

動車組的工業平臺化、集成化、單元模塊化、通用化、標準化設計和制造，有利于單個設備或系統的研發驗證及改進升級，不僅降低了研發、制造費用，更能夠使動車組保持持續先進性、安全可靠性。在運營方面，可以根據線路客流特點等實際情況進行編組，降低了運營成本。在動車組維修方面，可以根據具體故障拆編替換維修，大幅提高了動車組利用率。這些優勢能夠緩解高鐵盈利壓力。中國科學院院士、中國工程院院士沈志云認為，工業化平臺動車組是劃時代的、全球性的技術突破。

九種創新型旅客界面：滿足旅客多樣性需求提升動車組運營經濟性

頭車商務區。隨著高鐵的迅速發展，其準時、快捷、受天氣影響小的優勢，已經越來越多的被商務人士的認可，團隊出行也漸漸成為一種趨勢和需求。本設計是在動車組頭車區域設置了2個可折疊會議桌，以及4組多功能商務座椅，可滿足4-12人的商務會議需求，使商務團隊可以充分利用高鐵平穩、舒適的辦公環境，進行交流磋商。

大定員新型縱向臥鋪動車組。該車型為全球首創，是軌道交通領域重大發明專利。臥鋪采用縱向交錯布局，提高了動車組空間利用率，使單車廂定員增加50%，該設計還使每人擁有較大的獨立空間，1.9米的成年男性可以在此臥鋪間內坐直，并擁有獨立調節的空調和燈光等功能，擁有獨立的車窗和吧桌，可以欣賞風景和辦公，舒適性與實用性顯著提升;因獨立空間的設置，旅客獨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列動車組在京滬線D311/D312次運營18個月，取得了極好經濟效益，同時受到旅客極大好評，國家鐵路局和中車分別對旅客進行了問卷調查，旅客滿意度均在95%以上。在已開通運曹的“四縱四橫”高鐵線路上已具備開行270對以上臥鋪動車組的條件，可使鐵路運輸每年增加1500億元以上收入，并且可大大促進五大經濟區及東西、南北的大跨度區域之間的交流，推動經濟社會發展，同時將2000公里以上的高鐵劣勢變優勢，也將有力推動其他運輸方式的平行發展。

坐臥轉換臥鋪動車組。臥鋪采用縱向布局，臥鋪定員40人，下鋪可轉換為80人的二等座或者40人的一等座，大幅提高臥鋪動車組的利用率。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行“高鐵萬公里環游列車”，解決西部線路利用問題，吸引國內外游客，提升人民生活品質，尤其方便中老年退休人員的旅游，拉動西部經濟，每年可創造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，實現小型集裝箱及行包的快捷運輸，該項快捷運輸方式幾乎是零能耗和以極低成本的綠色運輸，也將是最具中國創新、促進發展的方式。如果未來有3000列動車組具有快件運輸功能，每年將增加1500億元以上收入，將對經濟社會和人民生活產生深遠影響。

新型VIP、商務車廂。創新設計的商務車廂，使旅客乘坐舒適性大幅提高，可將現有動車組24定員商務車廂優化為32定員或42定員，分別增加33%、75%，可極大提高VIP車廂的使用率和運營收入，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、長三角和珠三角的高鐵線路運能已經飽和，發車間隔小于5分鐘，高峰期上座率lOO%以上，采用工業化平臺動車組的雙層車方案，將極大解決繁忙干線運能問題。

2018年11月28日，中國工程院院士、原鐵道部常務副部長孫永福在考察中車唐山公司期間，評價工業化平臺動車組和臥鋪動車組是中國高鐵從引進、消化、吸收后，最具中國創新和創造內涵的設計，其充分考慮旅客多樣性、個性化需求的嘗試，具有深遠意義，值得推廣應用。

如果自2020年開始，全國新增動車組全部應用工業化平臺動車組，至2025年可累計增加總收入超過1.6萬億元，這將極大滿足社會和民眾對高鐵的需求，提高高鐵的經濟性和可持續性。

創新設計利國利民：符合中國發展理念

1.符合黨的十九大提出的五大發展理念

創新：創新設計的工業化平臺動車組和各種新型旅客界面，已經獲得38項專利，其中發明專利6項。

協調：依中國國情，創新設計多種旅客界面和車種、車型，提升舒適度的同時增加經濟效益，滿足東部運能和提高西部線路利用率。平衡東西部高鐵線路利用率、推動西部經濟快速均衡發展。

綠色：降低生產、運營、維護成本;減少固定資產投入;降低人均能耗。高鐵快捷運輸方式，將極大促進我國快遞運輸的結構性改革，使快遞運輸更快捷、更綠色。

開放：動車組平臺化、單元化、模塊化、標準化研發生產，有利于單個設備或系統的研發驗證及持續改進升級。

共享：該動車組工業化平臺，可標準化、通用化、集成化、單元化、模塊化生產動車組，實現各種車種、車型、2-20輛編組、160-500km/h速度等級動車組的同平臺生產。

2.符合中國國情

創新驅動：通過對動車組的創新設計，解決中國高鐵存在的實際問題，助推社會和經濟發展;可持續發展：極大提升經濟效益，促進高鐵可持續發展，助力國家經濟騰飛;以人民為中心：提高動車組舒適性、安全性，降低票價、惠及于民，體現以人為本、以人民為中心的理念;供給側結構性改革：通過對目前存在問題的調研和研究，以創新的動車組工業設計改變高鐵運用的方式和內容，是中國中車供給側結構性改革的最具價值的嘗試;一帶一路戰略：動車組工業化平臺易于成熟、較快的設計、生產出多種車型，快速滿足“一帶一路”戰略需求;中國制造2025：掌握關鍵核心技術，使用新材料、新工藝，依托中車智能工廠7數字化車間生產的工業化平臺動車組，能耗、物耗及污染物排放明顯下降，質量大幅提升，勞動生產率明顯提高，兩化融合邁上新臺階，在全球產業分工和價值鏈中的地位明顯提升。

交通運輸部副部長、國家鐵路局局長楊宇棟評價臥鋪動車組是中國鐵路裝備質的飛躍的代表產品，它的投入運營將增加數千億元收入，打開了一個全新的市場，打開了一個極富合金量的礦藏，給國家的經濟發展注入新的動力。從這個層面來講，它的投入運營更是鐵路系統供給側結構性改革的重要工作。

依托該平臺生產的可變編組動車組3X樣車和時速350公里臥鋪動車組已于2016年在中車唐山公司下線，已完成廠內試驗。目前，德國鐵路公司要求西門子采用該工業化平臺動車組方案生產新一代動車組，美國費城已向中車訂購該雙層動車組方案的城際車。2018年9月17日，工業化平臺動車組亮相柏林國際軌道交通展，獲得德鐵、法鐵等運營部門的認可。