李 璐，趙 鵬，宋文波，喬 珂

LI Lu，ZHAO Peng，SONG Wenbo，QIAO Ke

（北京交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044）

(School of Traffic and Transportation， Beijing Jiaotong University， Beijing 100044， China)

1 概述

隨著我國(guó)高速鐵路的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，高速鐵路客運(yùn)量呈逐年上升態(tài)勢(shì)。既有的傳統(tǒng)動(dòng)車(chē)組列車(chē)以單層結(jié)構(gòu)為主，采用8輛或16輛固定編組。當(dāng)節(jié)假日、春運(yùn)等出現(xiàn)短期客流高峰時(shí)，部分線路運(yùn)輸能力緊張，傳統(tǒng)動(dòng)車(chē)組列車(chē)很難滿足客流增長(zhǎng)的需要，因而部分運(yùn)量較大的高速鐵路線路運(yùn)輸效率亟待提高。目前，在既有開(kāi)行方案不變的條件下，部分線路高峰時(shí)段運(yùn)輸能力緊張，具備了利用載客量大的列車(chē)來(lái)提高運(yùn)輸效率的客流條件[1]。結(jié)合國(guó)外高速鐵路與原普速線路的經(jīng)驗(yàn)，為提高旅客列車(chē)的載客能力，兼顧大運(yùn)量條件下的運(yùn)輸效率，發(fā)展雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)已成為增大單列客車(chē)運(yùn)輸能力、滿足人們?nèi)諠u增長(zhǎng)的高速鐵路出行需求的途徑[2]。

350 km/h雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)是指雙層結(jié)構(gòu)的新型動(dòng)車(chē)組列車(chē)，具有載客量大的特征。國(guó)外雙層動(dòng)車(chē)組發(fā)展比較成熟的是法國(guó)TGV Duplex、日本E1和E4系列[3]。法國(guó)TGV Duplex載客量較同型普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)增加了53%[4]，日本E1系列雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)載客量較同等編組數(shù)量的E7系列普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)增加了35%[5]。我國(guó)目前研制的350 km/h雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)定員為1 584+1人，比長(zhǎng)編組中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組列車(chē)(1 179人)增加了34%，比CRH 380AL型動(dòng)車(chē)組列車(chē)增加了49% (1 066人)。定員數(shù)量的增加，可以使高速鐵路線路在不改變既有列車(chē)開(kāi)行方案情況下，大幅度提升線路的旅客輸送能力，對(duì)于緩解部分線路能力緊張狀況，提高高速鐵路運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性有重要意義。

我國(guó)設(shè)計(jì)的雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)采用16輛編組形式，8動(dòng)8拖配置，其中1輛商務(wù)座頭車(chē)(TC01)、6輛二等座動(dòng)車(chē)(M04/05/07/10/12/13)、4輛受電弓拖車(chē)(TC03/06/11/14)、1輛殘疾人車(chē)(ST08)、1輛餐車(chē)(ST09)、3輛一等座車(chē)(M02/M15/TC16)。350 km/h雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)編組模式如圖1所示。

圖1 350 km/h雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)編組模式Fig.1 Formation model of 350 km/h double-deck EMU trains

雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)技術(shù)性能與高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和動(dòng)車(chē)組列車(chē)制造規(guī)范兼容，但與普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)相比，該型雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)具有一定的特殊性，主要體現(xiàn)為以下方面。①外形尺寸與重量。為實(shí)現(xiàn)雙層設(shè)計(jì)，該型列車(chē)的外形尺寸和重量均有所增長(zhǎng)。高度從中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組列車(chē)的4 050 mm提高至4 500 mm，增加比例超過(guò)10%。該型列車(chē)起動(dòng)時(shí)需克服的摩擦阻力及高速運(yùn)行時(shí)需克服的空氣阻力均會(huì)增長(zhǎng)?？蛙?chē)高度增加將造成車(chē)體重心高度的上升，對(duì)列車(chē)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性存在一定負(fù)面影響。②設(shè)施布局。雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)下層客室地板下缺乏布置電氣及動(dòng)力設(shè)備的空間條件，設(shè)備只能布置于車(chē)廂兩端。同時(shí)，由于雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)必須在端部布置供旅客上下客室的樓梯，車(chē)廂之間的連接設(shè)備也會(huì)占據(jù)部分端部空間。③客室高度。雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)上下層客室高度設(shè)計(jì)均為1 980 mm，與普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)有200 mm以上差距?？褪腋叨认陆岛?，大多數(shù)靠窗座位旅客將無(wú)法直身站立。為緩解雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)客室高度不足問(wèn)題給旅客帶來(lái)的負(fù)面感受，法國(guó)TGV Duplex采取適當(dāng)調(diào)大座椅間距、改變車(chē)廂內(nèi)顏色、設(shè)置端部行李架等輔助措施，日本新干線E1和E4采取改變車(chē)廂內(nèi)顏色、增大車(chē)窗面積等輔助措施，均對(duì)旅客的乘坐感受有一定改善作用。

2 350 km/h 雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)服務(wù)設(shè)施需求分析

目前我國(guó)雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)尚未投入市場(chǎng)，為了了解旅客對(duì)雙層客車(chē)的選擇偏好，對(duì)既有線上雙層客車(chē)的旅客進(jìn)行行為(RP)調(diào)查與意向(SP)調(diào)查，了解旅客對(duì)雙層客車(chē)的基本看法、存在不足、補(bǔ)償措施的選擇傾向、對(duì)上下層車(chē)廂的喜好度、對(duì)雙層動(dòng)車(chē)組的選擇意愿等問(wèn)題。根據(jù)列車(chē)交路長(zhǎng)度、線路條件、空間分布等方面因素，選擇北京—承德K7711/7712次短途列車(chē)和大連—齊齊哈爾K1259/1260次長(zhǎng)途列車(chē)的旅客和乘務(wù)人員作為調(diào)查樣本進(jìn)行4次列車(chē)調(diào)查，共獲得有效問(wèn)卷590份。

2.1 調(diào)查結(jié)果分析

（1）出行車(chē)次是否為雙層客車(chē)對(duì)旅客選擇影響不大。樣本列車(chē)的旅客偏好選擇雙層客車(chē)，僅有少量旅客會(huì)因?yàn)殡p層客車(chē)存在的不足而更愿意選擇其他普通客車(chē)，短、長(zhǎng)途旅客的比例分別為17%和5%。

（2）旅客更偏好選擇雙層客車(chē)。根據(jù)旅客一年內(nèi)乘車(chē)次數(shù)的不同將其劃分為3類(lèi)，分別為1次、2 ～ 4次和5次以上，關(guān)于乘車(chē)次數(shù)的旅客選擇偏好情況如圖2所示。可以看出北京—承德區(qū)間不同乘車(chē)次數(shù)的旅客選擇雙層客車(chē)的比例基本一致；大連—齊齊哈爾區(qū)間乘車(chē)次數(shù)2 ～ 4次與5次及以上的旅客選擇偏好分布基本一致。說(shuō)明部分旅客對(duì)雙層車(chē)存在一定的選擇偏好，且該選擇行為具有持續(xù)性。

圖2 關(guān)于乘車(chē)次數(shù)的旅客選擇偏好情況Fig.2 Passengers’ choice preferences regarding ride times

（3）旅客更愿意乘坐上層座位。旅客對(duì)上下層車(chē)廂選擇偏好情況如圖3所示。北京—承德區(qū)間近60%的旅客因?yàn)橐曇伴_(kāi)闊、光線明亮等原因更愿意選擇上層座位，僅不到10%的旅客偏好下層席位。大連—齊齊哈爾區(qū)間半數(shù)旅客更愿意選擇上層，而19%的旅客則偏好下層席位，相比北京—承德區(qū)間比例上升了近10%，此趟列車(chē)運(yùn)行時(shí)晃動(dòng)程度更大可能是影響因素之一。

圖3 旅客對(duì)上下層車(chē)廂選擇偏好情況Fig.3 Passengers’ choice preferences for the upper and lower floors

（4）車(chē)廂舒適性不足的問(wèn)題亟待解決。旅客關(guān)注較多的是車(chē)廂內(nèi)乘坐的舒適性，如車(chē)廂內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題，上下樓梯不便、車(chē)廂高度、車(chē)體不夠平穩(wěn)、行李架等服務(wù)設(shè)施不足、靠窗座位站立不便等問(wèn)題，雙層客車(chē)車(chē)廂舒適性問(wèn)題的選擇比例如表1所示。表1中顯示空氣質(zhì)量問(wèn)題關(guān)注度最高。同時(shí)，大連—齊齊哈爾區(qū)間對(duì)雙層客車(chē)高度問(wèn)題關(guān)注比例明顯高于北京—承德區(qū)間，即車(chē)廂高度問(wèn)題對(duì)旅客影響程度隨著旅行時(shí)間的增長(zhǎng)而提高。

表1 雙層客車(chē)車(chē)廂舒適性問(wèn)題的選擇比例 %Tab.1 Selection ratio of double-deck passenger car comfort problem

（5）雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)未來(lái)市場(chǎng)較大。雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)乘車(chē)選擇意愿比例如表2所示，當(dāng)雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)采取如座位間距增加7 ～ 10 cm、座位寬度增加10 ～ 15 cm、票價(jià)下調(diào)10%等補(bǔ)償措施后，90%以上旅客表明更愿意乘坐雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)。旅客對(duì)雙層客車(chē)和雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)持開(kāi)放和歡迎態(tài)度，采取上述補(bǔ)償措施后，雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)具備較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，有望獲得較高的客座率水平。

表2 雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)乘車(chē)選擇意愿比例 %Tab.2 Selection ratio of double-deck EMU trains preferences

2.2 服務(wù)設(shè)施需求分析

為減少?lài)?guó)外雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)及國(guó)內(nèi)雙層客車(chē)服務(wù)設(shè)施存在的問(wèn)題，結(jié)合雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)技術(shù)特點(diǎn)與普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行服務(wù)設(shè)施需求分析。

（1）列車(chē)空氣質(zhì)量及微環(huán)境。當(dāng)動(dòng)車(chē)組列車(chē)定員增加后，相應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)均須增強(qiáng)。同時(shí)，由于部分設(shè)備布置在車(chē)廂端部，底層車(chē)廂平面與車(chē)軸距離較近，還需考慮如何防止噪音污染增大的問(wèn)題[6]。

（2）客室高度及空間舒適度。雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)客室高度明顯低于普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)，對(duì)旅客乘車(chē)舒適度有一定影響，尤其對(duì)長(zhǎng)途旅客。另外，空氣質(zhì)量問(wèn)題也與客室高度不足密切相關(guān)。由于密閉空間中人均占有面積的大小是擁擠感產(chǎn)生的首要因素，因而可從車(chē)廂內(nèi)服務(wù)設(shè)施布置上考慮，適當(dāng)擴(kuò)大車(chē)廂內(nèi)人均占有面積，還可以運(yùn)用色彩因素來(lái)調(diào)節(jié)。

（3）上下樓梯。上下樓梯不便主要受以下因素的影響：樓梯陡峭且較狹窄，上下車(chē)時(shí)旅客往往需排隊(duì)等待；攜帶行李旅客或殘障人士、老年人等特殊旅客上下樓梯不便；旅客上下車(chē)時(shí)中間平臺(tái)集聚人數(shù)較多、秩序比較混亂等。動(dòng)車(chē)組列車(chē)樓梯設(shè)計(jì)上尚無(wú)獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)，可參照《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范GB50096—2011》[7]和《民用建筑設(shè)計(jì)通則GB50352—2005》。規(guī)范中對(duì)樓梯踏面寬度和高度的規(guī)定分別為260 mm×175 mm和300 mm×150 mm。雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)由于部分電器設(shè)備布置于端部，建議適當(dāng)放寬樓梯標(biāo)準(zhǔn)，以260 mm×175 mm為最低參考值。

（4）乘務(wù)員和其他服務(wù)設(shè)施數(shù)量。由于雙層客車(chē)乘務(wù)員數(shù)量與普通列車(chē)一致，客座率較高時(shí)其工作強(qiáng)度明顯高于普通客車(chē)，易導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量的下降，因而雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)乘務(wù)員配置時(shí)應(yīng)考慮以普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)乘務(wù)員數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)為基數(shù)同步增加。同時(shí)，衛(wèi)生間水龍頭和廁所數(shù)量、餐車(chē)和吧臺(tái)面積等應(yīng)考慮適度增加。

（5）補(bǔ)償措施。當(dāng)雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)和普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)混跑時(shí)，若雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)吸引了大部分客流，運(yùn)營(yíng)方可以適當(dāng)減少普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)開(kāi)行數(shù)量，整體上降低旅客人均運(yùn)營(yíng)成本，只有充分發(fā)揮雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)在運(yùn)能和效率上的提高才能夠更好地轉(zhuǎn)化為運(yùn)營(yíng)收益。此外，雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)采用降價(jià)或提質(zhì)措施后，部分普速鐵路客流有可能向高速鐵路轉(zhuǎn)移，運(yùn)營(yíng)方可獲取更多的增量收益。

3 350 km/h 雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)服務(wù)設(shè)施布局優(yōu)化

結(jié)合法國(guó)和日本的經(jīng)驗(yàn)，在確保列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)、空氣流通良好的前提下，以旅客需求為主要出發(fā)點(diǎn)，對(duì)雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)服務(wù)設(shè)施布局提出建議。

3.1 車(chē)窗布置方式

增大車(chē)窗面積。日本東北新干線雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)結(jié)合上層車(chē)廂視野較開(kāi)闊的特點(diǎn)，將旅游流列為客流增長(zhǎng)點(diǎn)，適當(dāng)增加車(chē)窗尺寸。大尺寸車(chē)窗可擴(kuò)大旅客視野，減少車(chē)廂用鋼量，有效提高車(chē)廂內(nèi)明亮度，降低客室高度不足帶來(lái)的負(fù)面感受。

3.2 車(chē)廂內(nèi)飾色彩及照明布置方式

鐵路車(chē)廂內(nèi)部顏色及其搭配、照明燈位置、座椅樣式等雖不能改變實(shí)際旅客占有面積或高度，但可以一定程度改善旅客的感受[8]。針對(duì)雙層動(dòng)車(chē)組存在的客室高度較低的問(wèn)題，從裝飾學(xué)角度看，車(chē)廂內(nèi)客室的色彩應(yīng)選用明度低的冷色，多用透明度強(qiáng)的材料，車(chē)門(mén)和車(chē)窗尺寸適當(dāng)增大，窗簾和座椅墊等盡量采用豎長(zhǎng)線條及紋理以體現(xiàn)空間感等；服務(wù)設(shè)施顏色要清新淡雅，座椅靠背高度可適當(dāng)放低，寬度選用較小尺寸；照明燈光應(yīng)盡量靠邊布置，亮度也應(yīng)適當(dāng)增加，但仍以柔光為主。

3.3 行李架布置方式

雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)重心高，運(yùn)行平穩(wěn)性預(yù)計(jì)略低于普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)，因而行李架設(shè)計(jì)對(duì)安全性要求更高，尺寸宜采用普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)標(biāo)準(zhǔn)。行李架僅用于放置小件物品，大件行李應(yīng)參照普通動(dòng)車(chē)組擱置于端部大件行李擱架。端部大件行李擱架可考慮放置于中間層，既能提高中間層空間布局效率，也可減少攜帶大件行李旅客走行困難程度。

3.4 座椅布置方式

雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)二等座“2 + 3”布置不變情況下，增加座椅寬度技術(shù)上不可行?？紤]增大旅客占有面積，建議雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)二等座的座椅間距可在中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組列車(chē)基礎(chǔ)上適當(dāng)增加50 ～ 70 mm，按16 ～ 19排座椅計(jì)算僅需減少1排座椅(5% ～ 6%)。將座椅間距增加作為賣(mài)點(diǎn)可有效提高雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)吸引力。動(dòng)車(chē)組列車(chē)座椅靠背厚度一般在100 ～ 150 mm，若適當(dāng)減少該厚度，前后空間將距離增大，因而建議將座椅靠背厚度適當(dāng)減少。

3.5 一二等座比例及布置方式

動(dòng)車(chē)組列車(chē)一、二等車(chē)比例數(shù)會(huì)根據(jù)線路及其覆蓋區(qū)域客流特征情況分別設(shè)定。根據(jù)對(duì)雙層客車(chē)客流市場(chǎng)結(jié)果的分析，是否為雙層客車(chē)并非大多數(shù)旅客選擇列車(chē)車(chē)次的主要依據(jù)，因而雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)一等座車(chē)比例至少可與普通動(dòng)車(chē)組列車(chē)一等座車(chē)比例同比設(shè)置。從調(diào)查結(jié)果看，雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)上層車(chē)廂視野開(kāi)闊但晃動(dòng)程度略高于下層，下層車(chē)廂平穩(wěn)性較高但視野較差，超過(guò)50%的旅客首選上層車(chē)廂，遠(yuǎn)超首選下層車(chē)廂的10%。高速鐵路線路條件遠(yuǎn)高于普速鐵路，上層車(chē)廂對(duì)旅客的吸引力明顯強(qiáng)于下層，建議將一等座固定于上層車(chē)廂。一等座設(shè)于上層車(chē)廂不僅對(duì)提高服務(wù)水平有幫助，而且由于上層服務(wù)設(shè)施和旅客數(shù)量均小于下層，動(dòng)車(chē)組列車(chē)的重心將有少量下降，對(duì)運(yùn)行平穩(wěn)性還會(huì)有一定促進(jìn)作用；一等座位的相對(duì)均衡分布對(duì)均衡列車(chē)軸重也有一定幫助。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)高速鐵路迅速發(fā)展，高速鐵路網(wǎng)絡(luò)逐步完善，配套技術(shù)及設(shè)施設(shè)備愈加先進(jìn)，客流不斷增長(zhǎng)，高速鐵路運(yùn)輸組織面臨新的挑戰(zhàn)。350 km/h雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)的投入使用將有效緩解高速鐵路線路運(yùn)能緊張，同時(shí)為提高運(yùn)輸效率、增加高速鐵路客運(yùn)收益、優(yōu)化高速鐵路運(yùn)營(yíng)組織創(chuàng)造良好環(huán)境。基于旅客需求對(duì)雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)服務(wù)設(shè)施進(jìn)行合理布局有助于提高運(yùn)輸供給質(zhì)量、增強(qiáng)客運(yùn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，在速度350 km/h雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)尚未投入使用期間，結(jié)合雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)特點(diǎn)，積極分析研究提出合理化雙層動(dòng)車(chē)組服務(wù)設(shè)施的布局建議，以充分發(fā)揮雙層動(dòng)車(chē)組列車(chē)擴(kuò)能提效優(yōu)勢(shì)，加快推進(jìn)鐵路客運(yùn)高質(zhì)量發(fā)展。