杜競舟

摘要：復興號智能型動車組作為2022年北京冬季奧運會的重大交通設施，建設好、運營好的意義十分重大。中車長春軌道客車股份有限公司在綠色、共享、開放、廉潔的辦奧精神指導下，擬在時速350km的8輛編組中國標準動車組平臺基礎上，研發(fā)展現(xiàn)奧運會人文關懷和中國高速鐵路創(chuàng)新成就的精品動車組——復興號智能型動車組。

關鍵詞：復興號；智能型動車組；總體研發(fā)

1總體研發(fā)思路

1.1動車組內(nèi)飾及涂裝

開展動車組車內(nèi)裝飾研究，通過車內(nèi)布置、材料選擇、燈光布局、色彩搭配、設備造型、多媒體設置等，營造溫馨舒適的乘坐環(huán)境，體現(xiàn)中華元素和奧運主題。運用現(xiàn)代工業(yè)設計技術，通過色彩、造型等組合搭配，展現(xiàn)奧運特色和中國時代特色。

1.2定制化車內(nèi)設施

研究既能滿足我國高速鐵路運營要求，同時兼顧奧運會期間特殊運營需求的設計方案。車內(nèi)布置及服務設施根據(jù)奧運會需求進行定制化設計，綜合考慮旅客、冬奧會注冊人群、殘障人士等多樣性乘坐需求，對設施布置、車門、行李存放、殘疾人設備設施、注冊媒體專用車廂設置等進行特殊設計。研究冬奧會結束后，動車組可較方便地恢復至時速350km中國標準動車組的基本配置。

1.3智能型動車組

研究與智慧鐵路相匹配的動車組自動駕駛技術，實現(xiàn)動車組狀態(tài)全面實時監(jiān)控、工作狀態(tài)自感知、運行故障自診斷、導向安全自決策等智能化技術，保障列車持久安全運行。應用大數(shù)據(jù)融合技術，實現(xiàn)車-車、車-地、地-地信息實時傳輸，為司乘和維保人員的作業(yè)提供智能化指導信息，全面提高動車組使用效率。

1.4智能化服務

研究實現(xiàn)動車組車載Wi-Fi信號全覆蓋；通過車載終端或旅客APP等方式為旅客提供多樣化信息服務，如車內(nèi)娛樂、奧運咨詢、旅行信息服務等；實現(xiàn)對重點旅客提供個性化及無障礙服務。

1.5綠色環(huán)保與安全舒適性

針對運營線路特點，根據(jù)環(huán)境和運營需求，開展動車組適應性、減振降噪和節(jié)能環(huán)保研究，提高旅客乘坐舒適性和環(huán)境適應性。

2總體技術方案

2.1列車組成

列車采用4動4拖的8輛動力分散式單層電動車編組，軸重不大于17t。列車具體編組方式為Tc+M+Tp+M+M+Tp+M+Tc，其中：Tc（1、8號車）為帶司機室的拖車；M（2、4、5、7號車）為動車、Tp（3、6號車）為帶受電弓的拖車。

2.2奧運定制化內(nèi)飾

車廂內(nèi)飾方案充分考慮我國高速鐵路運營的要求，同時兼顧考慮奧運期間的特殊運營需求，展示奧運主體和中國元素，提供冬奧運的定制化設施，體現(xiàn)綠色環(huán)保及安全舒適等主題，為旅客提供人性化、多樣化、自主化旅行服務。車上布置及服務設施可根據(jù)奧運需求進行定制化設計，奧運結束后，可較方便地恢復至時速350km8輛編組中國標準動車組基本配置。

3技術創(chuàng)新

國家已決定將新一代人工智能（AI）技術納入科技創(chuàng)新2030重大項目之中，而復興號智能型動車組的智能技術研究與應用已成為科技攻關的核心目標之一。復興號智能型動車組的技術創(chuàng)新一方面需要突破現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術瓶頸，形成在國際國內(nèi)市場具有競爭力的產(chǎn)品，構建起全產(chǎn)業(yè)鏈的技術支撐體系；另一方面需要突破前沿領域和國家戰(zhàn)略需求的關鍵技術，為培育我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供引領。技術創(chuàng)新重點體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1駕駛自動化

為提高運輸效率、降低司機勞動強度、保障旅客上下車的人身安全，在現(xiàn)行高速鐵路列控系統(tǒng)的基礎上，增加列車自動駕駛（ATO）設備，實現(xiàn)車站自動發(fā)車、區(qū)間自動運行、車站自動停車、車門開閉防護、ATO自動開關門及車門/站臺門聯(lián)動控制。

3.2運維智能化

3.2.1智能檢測和診斷技術

通過復合傳感器技術實現(xiàn)動車組多維度工作狀態(tài)的主動感知，為智能診斷、安全監(jiān)控和動車組智能運維提供數(shù)據(jù)支持。

根據(jù)動車組的運用和維護需求，進一步優(yōu)化動車組智能診斷系統(tǒng)，完善故障自診斷功能，采用列車通信網(wǎng)+以太網(wǎng)的總線構架，通過設備定點監(jiān)控，實現(xiàn)動車組狀態(tài)的全面實時監(jiān)控、工作狀態(tài)自感知、運行故障自診斷、導向安全自決策，以保證列車持久安全運行。

3.2.2車地信息實時傳輸技術

為實現(xiàn)車地信息實時傳輸，提升遠程無線傳輸能力，采用第4代（4G）移動通信技術并具備擴展為下一代（5G）移動通信技術的技術平臺，增加數(shù)據(jù)傳輸帶寬，提升數(shù)據(jù)實時傳輸效率，為地面大數(shù)據(jù)分析提供支持。

3.2.3故障預測與健康管理（PHM）技術

在車載安全監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上研發(fā)地面PHM系統(tǒng)，通過動車組狀態(tài)信息的實時處理和與歷史數(shù)據(jù)的對比分析處理，基于大數(shù)據(jù)分析與處理技術實現(xiàn)對高速列車運行狀態(tài)安全評估和服役性能預測，提前發(fā)現(xiàn)和處理動車組潛在故障，最大程度地降低因故障導致的停運維修，提供并優(yōu)化維修決策和維修保障手段，提升動車組的運行安全性和運維經(jīng)濟性。

3.3旅客服務智能化

（1）無線Wi-Fi系統(tǒng)采用衛(wèi)星通信和3G/4G技術相結合的方式，通過單車服務器搭載高性能Wi-Fi天線實現(xiàn)車載無線Wi-Fi全列車覆蓋，為旅客提供多樣化咨詢服務，包括點餐、旅游資訊查詢、影音娛樂、外網(wǎng)資源訪問、電視直播等功能。

（2）利用LCD顯示技術實現(xiàn)列車內(nèi)、外顯示屏功能和電視分屏顯示功能，利用智能信息顯示系統(tǒng)實現(xiàn)智能交互終端功能，實現(xiàn)提供中、英文列車運行、環(huán)境和開門提醒等服務信息的目的。

3.4綠色環(huán)保技術

（1）車外噪聲控制，包括：優(yōu)化車頭形狀及車身表面凸凹結構，降低氣動噪聲；優(yōu)化轉(zhuǎn)向架裙板結構，降低轉(zhuǎn)向架區(qū)域?qū)ν廨椛湓肼?；?yōu)化受電弓導流罩結構，降低受電弓氣動輻射噪聲。（2）設置廢水再利用裝置，如將洗手盆廢水收集處理后用于便器沖洗。此舉使凈水節(jié)水率可達10%以上，每個水箱可延長持續(xù)使用時間約1.2h。

3.5安全舒適性

（1）以故障導向安全為原則，設置集成化安全車載監(jiān)測系統(tǒng)?；趶团d號CR400BF型動車組成熟技術，提高零部件的可靠性，并對整車安全性設計進行優(yōu)化提升。通過實時監(jiān)測走行部軸承振動狀態(tài)，結合軸承溫度信息，提前預防軸承故障，確保行車安全。完成由單部件、單車級安全監(jiān)測到多系統(tǒng)、整車級、交互監(jiān)測的提升。

（2）視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入列車級千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)，使地面指揮中心可通過5G通信技術實時調(diào)取車內(nèi)監(jiān)控畫面。

（3）車內(nèi)壓力波動實時監(jiān)控、自動控制，并可通過ATP信號提前獲取隧道信息，提高車內(nèi)壓力控制精準度，提升乘客舒適性。

（4）座椅從外觀造型、人機工程、墊材等方面進行優(yōu)化，綜合提升一等、二等和商務座椅舒適性；增加小桌板滑動功能，減小前排座椅靠背后傾對后排乘客使用小桌板的影響。

（5）為提高接觸網(wǎng)斷電情況下的應急處置能力，增加列車應急自走行工作模式，新增滿足低溫運行環(huán)境要求的動力電池系統(tǒng)，實現(xiàn)應急牽引和空調(diào)應急供電。

結論

近年來，中國高速鐵路在掌握世界先進技術裝備的基礎上，正在向智能化方向發(fā)展，全力推進智能鐵路藍圖。智能型動車組將實現(xiàn)鐵路客運更加安全可靠、更加經(jīng)濟高效、更加溫馨便捷的目標。結合京張高速鐵路智能型動車組項目的實施，通過研制引領技術發(fā)展方向、展現(xiàn)創(chuàng)新能力的復興號智能型高速動車組，通過自主創(chuàng)新、正向設計及自主核心技術的掌握，使得我國在自主知識產(chǎn)權方面形成核心及外圍技術專利群，進一步夯實中國高速鐵路“走出去”的技術基礎。

參考文獻

[1]劉渠海，張玉剛.復興號動車組空調(diào)系統(tǒng)設計優(yōu)化及應用[J].山東工業(yè)技術，2018（21）：52.

[2]新華.我國啟動時速250km“復興號”動車組研制工作[J].軍民兩用技術與產(chǎn)品，2017（21）：22.

（作者單位：北京鐵路集團天津動車客車段天津動車所）