王麟

中国高铁动车组的研发凝聚着科研人员的汗水和智慧，也是一部跌宕起伏的史诗。在2019年2月22日，又有好消息传来，中国中车唐山公司研发的我国首列可变编组动车经过60余项厂内试验，已经具备了出厂投放运营的条件。原来，在以往8辆编组和16辆编组的标准动车组之外，中国铁路工程师们又研发出一些为了满足特殊需求的动车组型号，并逐步走进大众的视野。那么，这些特殊需求的动车组都有哪些过人之处呢？就让我们逐一盘点一下。

中国高铁动车组发展概况

中国高铁飞速发展的10年，也是种类繁多的“和谐号”动车组叱咤风云的10年。按照时间段划分，中国高铁动车组的发展历程可粗略分为四大阶段。

第一阶段是2004年之前的动车自主研发阶段，这段时间很多铁路局自己研发动车组，进行推广应用，诞生了诸如“大白鲨”“蓝箭”“新曙光”等知名品牌。

第二阶段是2004-2013年，通过引进日、法、德三国高铁技术并消化吸收再创新，诞生了“和谐号”动车组。

第三阶段是2013-2017年，是我国动车自主研发再创新阶段，在“和谐号”动车组运营十年的基础上，研发成功完全自主知识产权的标准动车组——“复兴号”，包含CR400AF和CR400BF两个著名品牌。

第四阶段就是2017年以后，在“复兴号”的基础上，不断探索高铁动车组的最前沿技术，向时速400千米以上的超高速动车组继续努力。

可变编组动车，让铁路运输更灵活

高铁动车组因其结构的特殊性，一般采取固定编组的模式，国内的动车组一般为8辆和16辆编组。8辆编组是标准的动车组成，16辆编组是将两台8辆固定编组的动车首尾衔接在一起形成的，使得客运量加倍，满足更加繁重的运输需求。

但是，固定编组的动车组有不少缺点，那就是不灵活，无法根据客运量的高低变化进行调整，检修备用率高，维护成本也居高不下。比如，在一些人口密度不大的地区，高铁的客运量较小，如果机械地开行8辆固定编组的动车，则上座率无法保证，造成车辆空跑，浪费设备和运输能力。而此时，可变编组的动车就能派上用场了。

那么，何谓可变编组的动车呢？原来，高速铁路可变编组动车是一种新开发的动车组，组成的动车组列车的编组数量，可以根据实际需要进行调整。这类动车组的设计都是模块化的，可以将动车组的拖车和动车任意组合成新的车组，根据需要进行增减改编动车组数量。比起常用的8辆和16辆编组的动车组，这种可变编组的动车用起来方便多了。

当然了，可变编组动车组虽然使用灵活，能够根据客运量的大小同步增减车辆数量，但是孤掌难呜，仅仅凭着可变编组动车组自身，是不能完成运输旅客工作的，还要配套完成客运组织规划、列车运行图的绘制（列车时刻表的最初来源），动车组的调配和检修也要同步配套，因为可变编组动车组的改编和检修作业在车体密封性、车钩连接的紧密性、电力供应系统的稳定性、控制系统与制动系统的安全性以及整体作业的快速性上都有很严格的要求。牵一发而动全身，只有从整个系统的高度去组织可变编组动车组的运输，才能发掘其应有的潜力。

双层动车组。为高密度客运提供服务

相比较而言，可变编组动车组在很多时候是为低密度客运量区域提供服务的，较小编组列车能够节省设备，满足实际的客运量需求。而另一种新型双层动车组，则是为了提高单列动车的客运量而研制的。一般而言，标准的8辆编组的双层动车组可以比单层动车组提高30%的运量，16辆编组的双层动车组可提高50%的运量。

在国外，法国和日本对研发推广双层动车组情有独钟。法国早在1996年就推出了TGV Duplex型双层动车组，2009年推出TGV Dasye，在2011年又推出第三种双层动车组Euroduplex。日本在1994年和1997年先后研发推广E1和E4系列双层动车组，但是没有法国成功。法国的双层动车组在设计时，首先，车体高度和单层保持一致，车内改造成双层，材料从特种钢换成铝合金，质量仅仅增加5%;车内设计满足乘客舒适度需求，除了列车内部，车体尺寸和重量均没有明显变化，对运营维修影响不大，成本增加有限，客运量和竞争力却提升明显。

按照我国区域经济发展不平衡的国情，可变编组和双层的新型动车组是未来重要的发展方向，相关的研究推广工作正抓紧进行。

中国高铁动车组中的“变形金刚”

我国中车唐山公司研发的首列可变编组动车有哪些过人之处呢？

只有深入了解其技术特点，才会被我国科研人员的智慧所折服。原来，这款动车组是集可变编组、双层结构、大定员纵向卧铺于一身的高铁动车组。我们前面讲述的可变编组动车组、双层动车组，都是单独的一项技术，而我国的新型动车组则将三类动车类型集于一身，是不折不扣的“变形金刚”，展示了我国机车车辆工业的强大实力和技术水平。

这款新型动车组采取模块化设计，可以像搭积木一样将不同的车体进行排列组合，在2-16节之间随意搭配车厢，大定员的纵向卧铺车厢增加定员50%，双层座车厢增加定员33%，而其中的商务座车厢增加定员高达70%，综合定员数量已经远远超过了法国双层动车组50%的水平。这款动车已经申请专利80余项，获得了中国优秀设计金奖和中国设计智造奖。按照中国铁路大力发展智能装备技术的指示精神，“变形金刚”动车组更是智能装备中的佼佼者。动车配置智能化网络控制系统，在变换搭配车厢的时候可自动识别编组配置，可实现行李智能存储、旅客智能订餐、全列车Wi-Fi覆盖、根据乘客需要自动调节灯光和影视系统等，技术先进，令人期待！

可变轨距动车，满足国际运输需求

高铁线路只有成网之后才能充分发挥运输潜力，而国内的高铁网络如果与国外交通网络实现互联互通，其发展潜力更是不可估量。但是，要想实现高铁的互联互通，还是有一定难度的，最大的障碍就是动车组的轨距不一样。不但高铁如此，普通的客货铁路运输无一不受这个条件制约。原来，国际上通用的铁路标准轨距是1435毫米，但是也有1500毫米、1520毫米、1000毫米等寬窄轨距，当不同轨距的铁路想要衔接的时候，就会出现问题——根本接不上。那么，有没有解决办法呢？有的。一种办法就是将乘客和货物在不同轨距的列车上进行倒换，但是耗时耗力;第二种办法是乘客和货物不动，只更换列车的转向架，这种方式省事很多，但是耗时还是过长，影响运输效率;第三种办法就是既不倒换乘客和货物，也不更换列车转向架，而是在列车低速运行过程中，通过调整车轮的轨距，不间断地在不同轨距之间的线路上进行变换。很显然，第三种办法最省时省力，效率最高。能够完成变轨工作的列车便是“可变轨距列车”。

对于高铁运输而言，可变轨距的动车组技术起源于西班牙，时间是20世纪60年代，其中最著名的品牌就是Talgo变轨距动车组。随后欧洲其他国家陆续开展变轨距技术的研究，如波兰SUW2000变轨距列车、德国DB AG/Rafil Type V变轨距列车等，日本、瑞士、韩国、俄罗斯、中国等也在变轨距技术上进行了研发。

无论哪种变轨距车型，其核心的变轨技术都是大同小异的。我们以列车从标准轨距向宽轨距转变为例，介绍一下变轨距作业流程。首先，从标准轨距上开来的动车组以时速15千米的速度驶进变轨区域，在这个区域内的车体两侧设置了支撑轨，可以托起车轮两端的轴箱，进而让车轮不再承受压力。随后，解锁轨下拉车轮上的锁紧杆，让车轮卸载，在导轨的引导之下，车轮可以左右滑动，从1435毫米的轨距变换到1520毫米的轨距。等动车完全进入宽轨距范围之后，锁紧杆重新把车轮锁紧，两侧的支撑轨消失，车轮重新恢复承载，变轨作业完成。

整个变轨流程看似简单，技术要求却非常高，随着国家“一带一路”倡议实施，中国高铁与西亚、中亚以及东南亚国家的互联互通是必然的选择，此时，就需要变轨距的动车组大显神威了。我国的高铁变轨距动车组也在紧锣密鼓的研发之中，相信在不久的将来，这款动车组将在国际高铁运输中大放异彩，将中国高铁品牌继续向全世界传播。

（责任编辑：司明婧 责任校对：曹伟）