（1．中車長春軌道客車股份有限公司車體研發(fā)部，130062，長春；2．中車長春軌道客車股份有限公司工程試驗室，130062，長春∥第一作者，高級工程師）

蘭新鐵路第二雙線動車組選型

李蘇宣1王 建2

（1．中車長春軌道客車股份有限公司車體研發(fā)部，130062，長春；2．中車長春軌道客車股份有限公司工程試驗室，130062，長春∥第一作者，高級工程師）

蘭新鐵路第二雙線于2014年建成，速度等級為200～250km／h。介紹了國內(nèi)現(xiàn)有各型動車組的技術(shù)指標，對比分析了歐洲標準和日本標準兩大系列動車組的技術(shù)特點，針對蘭新第二雙線的環(huán)境特點對動車組的特殊要求，并綜合考慮各方面因素，建議選擇CRH3A型動車組，對其做適應(yīng)性技術(shù)改造，將改造后的新型動車組作為蘭新第二雙線鐵路的運營動車組。

蘭新鐵路第二雙線；動車組；選型

Author′saddressCRRC Changchun Railway Vehicles Co．，Ltd．，130062，Changchun，China

蘭新鐵路第二雙線于2014年建成，速度等級為200～250 km／h，運營動車組已是必然，但動車組的車型尚未最終確定。本文通過分析蘭新鐵路目前的運營狀況、蘭新鐵路第二雙線的環(huán)境特點，對比國內(nèi)動車組的技術(shù)指標，深入探討了適合蘭新鐵路第二雙線動車組的選型。

1 蘭新鐵路第二雙線

1．1 蘭新鐵路第二雙線概況

蘭新鐵路第二雙線位于甘肅省、青海省、新疆維吾爾自治區(qū)三省境內(nèi)，線路東起蘭州市，途經(jīng)武威、西寧、張掖、酒泉、嘉峪關(guān)、哈密、吐魯番，西至烏魯木齊市。線路建筑長度為1 776．885km，運營長度為1 777．699km，其中甘肅境內(nèi)正線長795．727km，青海境內(nèi)正線長267．758km，新疆境內(nèi)正線長713．400km。蘭新鐵路第二雙線是沿線地區(qū)的骨干鐵路線，是亞歐大陸橋鐵路通道的重要組成部分，具有保障我國能源戰(zhàn)略安全、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用。

蘭新鐵路第二雙線沿線自然環(huán)境具有高寒、高溫、多風沙、高海拔、強紫外線等特點。歷史年最低極限溫度出現(xiàn)在烏魯木齊，為－41．5℃；歷史年最高極限溫度出現(xiàn)在吐魯番，為47．7℃，地表溫度為60℃；最高風速為56．6m／s（17級風），七角井地段年均大于8級風的天數(shù)為208天；最高海拔在祁連山隧道入口處，為3 640m，海拔超過2 700m的鐵路長度為61．3km；吐魯番和哈密地區(qū)全年日照3 000h以上，輻射強度139．5kcal／cm2。

蘭新鐵路第二雙線為200～250km／h等級線路，共設(shè)車站41座，其中客運站5座（蘭州西、西寧、哈密、烏魯木齊、烏魯木齊新客站），中間站19座，越行站17座，平均站間距離55．79km，最大站間距離69．58km。

1．2 蘭新鐵路第二雙線客流分析

既有蘭新線鐵路運行22、25G、25K型客車，線路允許最高運行速度為160km／h，列車平均運行速度為90km／h。客流大多為烏魯木齊、蘭州這兩個省會城市之間的直達客流，中間車站的上下車乘客較少。既有蘭新鐵路線歷年區(qū)段客流量如表1所示。

由表1可見，近年來既有蘭新線鐵路客流量一直呈穩(wěn)定增長態(tài)勢，2000～2007年間年均增長在3．9%～8．7%之間。此外，由于承擔大量進出新疆客流，各區(qū)段直通客流比重較高，大部分區(qū)段直通客流比例基本在70%以上。

甘肅、青海、新疆三省的城鎮(zhèn)化率比全國平均水平低5%～14%。在人口構(gòu)成中，非農(nóng)業(yè)人口較多。經(jīng)濟發(fā)展水平落后于全國平均水平，甘肅省人均GDP只有全國平均水平的一半，而青海和新疆的人均GDP也僅相當于全國平均水平的3／4，沿線地區(qū)收入水平較低。根據(jù)歷年烏魯木齊火車站統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示，每年8月至9月間都會有超過100萬務(wù)工人員乘坐拾花工專列進疆，僅新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團每年從內(nèi)地各省引進拾花工人數(shù)就達40萬人左右。這些旅客多數(shù)為農(nóng)民工等低消費階層，對乘車票價較為敏感，對高票價接受程度較低。

表1 既有蘭新線鐵路歷年區(qū)段客流量萬人次

2 蘭新鐵路第二雙線運營動車組選型

2．1 國內(nèi)各型動車組簡介

（1）CRH1型動車組：是青島BST公司在龐巴迪公司為瑞典ABB公司提供的Regina動車組基礎(chǔ)上改進后生產(chǎn)的產(chǎn)品。CRH1型動車組主要技術(shù)指標見表2。

表2 CRH1型動車組主要技術(shù)指標

（2）CRH2型動車組：是中車青島四方機車車輛股份有限公司在日本新干線E2系1000型動車組基礎(chǔ)上改進后生產(chǎn)的產(chǎn)品。CRH2型動車組主要技術(shù)指標見表3。

（3）CRH380A（L）型動車組：是在CRH2型動車組基礎(chǔ)上開發(fā)的350km／h高速動車組。CRH380A（L）型動車組主要技術(shù)指標見表4。

（4）CRH3C型動車組：是中車唐山機車車輛有限公司在德國西門子公司Velaro－E動車組基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計的動車組產(chǎn)品。CRH3C動車組主要技術(shù)指標見表5。

表3 CRH2型動車組主要技術(shù)指標

表4 CRH380A（L）型動車組主要技術(shù)指標

表5 CRH3C型動車組主要技術(shù)指標

（5）CRH380BL型動車組：是中車長春軌道客車股份有限公司在CRH3C型動車組的基礎(chǔ)上自主研發(fā)的新一代高速動車組，主要在京滬高鐵或其他350km／h速度等級的客運專線（如武廣客專）上運營，并能在200km／h速度等級及以上新建的客運專線上以200km／h速度級正常運行。CRH380BL型動車組主要技術(shù)指標見表6。

表6 CRH380BL型動車組主要技術(shù)指標

（6）CRH380B型高寒動車組：是中車長春軌道客車股份有限公司以CRH380BL型動車組為技術(shù)平臺，根據(jù)寒冷地區(qū)的需求獨立開發(fā)的高寒動車組，適應(yīng)溫度范圍－40℃～＋40℃。CRH380B型高寒動車組是當今世界上唯一在高寒地區(qū)運營的350 km／h速度級動車組。CRH380B型高寒動車組主要技術(shù)指標見表7。

表7 CRH380B型高寒動車組主要技術(shù)指標

（7）CRH380CL型高速動車組：依據(jù)CRH380BL型動車組的頂層技術(shù)指標及技術(shù)條件要求，結(jié)合京滬高鐵和武廣高鐵的試驗數(shù)據(jù)及運營經(jīng)驗，中車長春軌道客車股份有限公司以CRH380BL型動車組技術(shù)平臺為基礎(chǔ)，通過自主創(chuàng)新研制的新型高速動車組。該型動車組具有自主研發(fā)的控制系統(tǒng)、新型網(wǎng)絡(luò)接口、軟件程序設(shè)計，實現(xiàn)了完全掌控動車組關(guān)鍵技術(shù)的目標。CRH380CL型動車組主要技術(shù)指標見表8。

（8）CRH5型動車組：是中車長春軌道客車股份有限公司基于法國阿爾斯通公司為芬蘭提供的高寒SM3型動車組技術(shù)上優(yōu)化設(shè)計的產(chǎn)品。CRH5型動車組主要技術(shù)指標見表9。

（9）CRH3A型動車組：是以CRH380B型動車組和CRH5型動車組為技術(shù)平臺，執(zhí)行中國鐵路總公司簡統(tǒng)方案，由中車長春軌道客車股份有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。CRH3A型動車組主要技術(shù)指標見表10。

表8 CRH380CL型動車組主要技術(shù)指標

表9 CRH5型動車組主要技術(shù)指標

表10 CRH3A型動車組主要技術(shù)指標

2．2 國內(nèi)各型動車組技術(shù)特點

國內(nèi)動車組是在技術(shù)引進的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過引進、消化、吸收和自主創(chuàng)新，研發(fā)出了多種型號國產(chǎn)化動車組。從根源上講，我國動車組主要分為歐洲標準和日本標準兩大系列動車組，其主要技術(shù)特點對比見表11。

由表11可見，歐洲標準動車組具有更高的運用安全性、可靠性及使用維護性。

（1）強度與剛度：歐洲標準高速動車組的車體執(zhí)行的是國際上最權(quán)威的車輛強度設(shè)計標準（UIC566、EN12663），其所能承受縱向拉伸與壓縮載荷分別為1 000kN與1 500kN，明顯高于日本標準高速動車組的500kN與1 000kN的承載能力。

表11 歐洲標準和日本標準兩大系列動車組技術(shù)特點對比

（2）耐撞擊安全性：以Velaro E型動車組為代表的一些歐洲標準動車組的頭車前端均設(shè)有耐撞擊吸能結(jié)構(gòu)，大約能夠吸收4．5～6MJ的沖擊能量，可以在兩列列車以36km／h的相對速度相撞時，或以110km／h的速度撞擊到15t重的靜止障礙物時保護司機，使其免于受到嚴重傷害。日本標準高速動車組無此技術(shù)要求。

（3）防火安全性：以Velaro E型動車組為代表的一些歐標動車組能夠在某一車輛發(fā)生火災時，15 min內(nèi)阻斷火勢蔓延到相鄰車輛，同時保證列車以80km／h的速度運行至少10min，讓動車組得以駛離難以實施救援的鐵路隧道與橋梁區(qū)間。日本標準高速動車組無此技術(shù)要求。

（4）使用壽命及檢修周期：歐洲標準動車組服務(wù)壽命為30年，4級與5級檢修周期分別為240萬和480萬km；日本標準動車組服務(wù)壽命為20年，4級與5級檢修周期分別為90萬和180萬km。歐洲標準動車組使用維護成本及可用性優(yōu)勢明顯。

2．3 蘭新鐵路第二雙線線路環(huán)境對動車組的特殊要求

（1）高溫、低寒，環(huán)境溫度為±40℃：目前能達到此要求的國內(nèi)動車組只有CRH380B型高寒動車組和CRH5型動車組。這兩種動車組2012年開始在哈大高鐵運營，實際運營效果良好。

（2）風沙大，軌道兩側(cè)有沙漠地帶，對空調(diào)新風裝置有特殊要求：歐洲標準動車組的空調(diào)機組在車頂，日本標準動車組的空調(diào)機組在車下，相對而言，日本標準動車組的空調(diào)新風裝置容易吸收車下的風沙灰塵。

（3）高海拔，祁連山段海拔高達3 640m：對動車組的電器元件散熱性能、絕緣耐壓性能、開關(guān)原件的觸點容量等有更苛刻的要求。

（4）強紫外線：紫外線輻射嚴重，外露非金屬件需要增加防紫外線老化要求。

（5）長交路，運行旅程長：動車組往返蘭新第二雙線將近3 600km，中途缺少補給站點，對餐飲、日常用水、污水集便系統(tǒng)都提出了更高的要求。

3 結(jié)語

通過以上分析對比可知，歐洲標準動車組更為適合蘭新第二雙線鐵路，而時速350km／h等級的動車組又明顯技術(shù)過剩，所以，只有CRH5型動車組適合該線路運營要求。但是，針對蘭新第二雙線鐵路的環(huán)境特點，CRH5型動車組仍然需要做適應(yīng)性技術(shù)改造，而CRH3A型動車組因為與CRH5型動車組最為相似，又是我國完全國產(chǎn)化并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的動車組，因此，綜合考慮各方面因素，建議選擇CRH3A型動車組，并對其做適應(yīng)性技術(shù)改造，改造后的新型動車組可作為蘭新鐵路第二雙線的運營動車組。

［1］ 王正幫．蘭州至烏魯木齊第二雙線初步設(shè)計說明書［R］．西安：中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，2011．

［2］ 邢海英．蘭新線動車組線路適應(yīng)性技術(shù)研究［J］．鐵道車輛，2014，52（6）：1．

［3］ 張曙光．中國高速鐵路技術(shù)叢書：和諧號CRH動車組技術(shù)系列［M］．北京：中國鐵道出版社，2008．

Type Selection of EMU for the Second Lanzhou－Xinjiang Double Track Railway

LI Suxuan，WANG Jian

The second Lanzhou－Xinjiang double track railway had been constructed in2014，the speed grade of which is 200－250 km／h．In this article，the technical qualifications of different EMU types in China are briefly introduced，and compared with standards in European countries and Japan．According to the environmental characteristics of the second Lanzhou－Xinjiang double track railway，CRH3A EMU is recommended with a comprehensive consideration of other factors，the adaptation technology transformation of CRH3A EMU is crried out for its application on the second Lanzhou－Xinjiang double track railway．

the second Lanzhou－Xinjiang double track railway；electric multiple unit EMU；type selection

U266．2

10．16037／j．1007－869x．2017．02．013

2016－09－25）