\\「工业化平台动车组」
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你知道为什么我们现在看到的高铁车厢数量,要么是8节要么是16节吗?动车时代,“火车跑得快,全靠车头带”已不再是金科玉律,若要跑出每小时数百公里的高铁速度,需要将动力分散,多个牵引点同时发力一起跑。8节或“8 8”的重联编组动车,才能满足动力和运力要求,达到高速运输的目的。
不过,这种固定模式最近被破解了。我国首列可变编组动车组在中国中车唐山公司完成全部厂内试验,如同搭积木一般,可在2节至16节之间随意搭配车厢,单车定员最多提升70%。看似简单的“积木玩法”,实则打破了半个多世纪以来高速列车固定编组的禁锢。“可变编组”怎么变,让我们一探究竟。
中车唐山公司可变编组动车组双层二等座车。
座卧式VIP车厢。
可变编组动车组。
火车跑得快,全靠车头带?
说可变编组的“变”,就得先来说说固定编组的“不变”。
“如果8节车厢没法把全部乘客运走,是否能在车厢后加挂一节?”
“够呛。动力系统又大又笨重,放置在单个车厢上可能会压坏铁轨。必须一节动车捆绑一节拖车,形成‘2动2拖’的动力单元,分担一个完整动力系统的重量。”
“‘2拖2动’是4节车厢,高铁也能是4的倍数吧?”
“理论上是可以的。但考虑到客流情况和站台长度,8节或‘8 8’的重联编组动车更能满足实际运行需求。因此,标准动车组制造时统一按8节一列固定编组,分也分不开。想要在后面加挂一节也不现实,列车都整列整列出厂,并没有单节机车。即使有,加上也会影响列车速度。”谈及固定编组,中国中车首席技术专家康洪军打开了话匣子。变压器、变流器、控制器、冷却系统、电池组……这些体型庞大、结构复杂的牵引动力设备,需要由4节一组的动车单元共同承载。
他指着一列标准动车组介绍道:“你看这4节车厢,它们的分工各不相同。动车的转向架上有牵引电机,负责提供动力,所以叫‘动车’。一旁的拖车没有牵引电机,但装配了变压器、电池组等辅助设备,分担动力系统的部分重量。”
随着客流量的增加,高铁为了获得更大的运量,采用了两列动车重联,也就成了后来的16节长编组。动车组重联,即将日常运行的、有8节车厢的两列单组动车联挂在一起开行,运力会增加一倍。例如,春运、小长假、黄金周期间,很多铁路局都会对动车进行重联运行,每趟动车席位由600余个增加至1200余个。重联的“重”意味着两个单位的列车或机车,“联”意味着联系,是统一列控而必须形成的电气、网络、制动系统的联动联调,并不是简单的连接。
“传统动车组只能整组(即8节或16节)运营和检修,拆解不了。那些K字头的普速列车,可能也有13节或15节的,但它们是电力机车,动力集中在火车头,车厢靠机械车钩连接,和动车并不一样。”康洪军说,这就是高铁区别于普速列车和货运列车的地方,无法根据客流和运量随心所欲地增加一节、两节或者N节车厢。
动车“搭积木” 淡季出行有更多票价浮动空间
“如果一块车窗玻璃坏了,传统动车得整列停运,维修时间至少好几天。若是可变编组动车组,则只用拆解需要维修的那一节。”康洪军告诉记者,除了零部件更换,固定编组动车组在高级修、定期修、故障修及热备等过程中均需占用整列动车组,让运用效率大大降低。
“要实现可变编组,必须从笨重的动力系统入手。”康洪军介绍,相对于传统固定编组动车组采用的牵引动力系统,中车唐山公司设计研发了更轻巧的“动力包”,通过模块化的方式,高度集成变压器、变流器、控制器和冷却系统等动力设备,让动车不需临车支持也可独立运行,这是可变编组动车组实现2节至16节车厢任意编组的基础。
模块化的驱动理念,可以实现“大运量大编组、中运量中编组、小运量小编组”的组织方式,更加灵活高效。实际运行中,可变编组的大定员纵向卧铺车、双层座车和商务座车在载运能力上,比常规高速动车组分别增加50%、33%和70%,可在淡季增加票价浮动空间,在旺季提升运力应对客流高峰。
更多可能更加聪明 站内编组未来可期
可变编组动车组还在餐货和客货合造车下层增加了独立货仓,实现小型保温、冷藏集装箱及快件、行包快捷运输功能,填补了动车组货运的空白,这将对生鲜产品运输、医疗卫生急救等物流行业产生深远影响,为我国高铁降本增效、优化旅客出行体验提供了新方案。
更灵活、更多变,也更加“聪明”。可变编组动车组还实现了另一项关键技术——通过新型网络控制系统进行单车控制,这是传统列车通讯方式的一个突破。“不需要头车发出指令,不需要人工识别和配对,单节车厢可以自动连接网络,实现相互之间的通讯和控制功能。”康洪军说,新型网络控制系统相当于动车组的大脑,除了实现车辆间自动识别、匹配,还能让旅客享受大件行李智能存放、智能点餐等功能,大幅提高出行舒适度。不仅如此,新的车端连接技术,可让车辆之间快速连挂、解编,编组时间比现有固定编组动车组缩短十几倍。
康洪军说:“这些关键技术的突破十分不易,我们已经申请了近80项专利,也通过了功能试验、安全试验、通讯试验、淋雨试验、气密性试验等全部厂内试验。厂内试验并不代表行业的官方认可,我们目前也没有投入商业运营的计划。下一步,可变编组动车组还将接受型式试验、运用考核试验等一系列测试,最终取得制造许可证。”
谈及未来场景,康洪军也预测了铁路管理方面的变化:“将来的可变编组动车组,可在站内实现编组变动。例如一辆16节车厢可变编组动车组在北京西站全部下客后,可在站内卸掉若干节车厢,再行前往客流量较小的河北高碑店站。如果长短不一的列车同时进站,乘客在哪候车?站台标准长度有多长?站点之间如何衔接?这些新的变化将对站内组织管理工作带来一场变革。”
本文图片由 吴宏道 提供
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