蘭新鐵路第二雙線動(dòng)車組選型

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

蘭新鐵路第二雙線動(dòng)車組選型

李蘇宣1王 建2

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

蘭新鐵路第二雙線于2014年建成，速度等級(jí)為200～250km／h。介紹了國(guó)內(nèi)現(xiàn)有各型動(dòng)車組的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)比分析了歐洲標(biāo)準(zhǔn)和日本標(biāo)準(zhǔn)兩大系列動(dòng)車組的技術(shù)特點(diǎn)，針對(duì)蘭新第二雙線的環(huán)境特點(diǎn)對(duì)動(dòng)車組的特殊要求，并綜合考慮各方面因素，建議選擇CRH3A型動(dòng)車組，對(duì)其做適應(yīng)性技術(shù)改造，將改造后的新型動(dòng)車組作為蘭新第二雙線鐵路的運(yùn)營(yíng)動(dòng)車組。

蘭新鐵路第二雙線；動(dòng)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(jí)為200～250 km／h，運(yùn)營(yíng)動(dòng)車組已是必然，但動(dòng)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(yùn)營(yíng)狀況、蘭新鐵路第二雙線的環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)比國(guó)內(nèi)動(dòng)車組的技術(shù)指標(biāo)，深入探討了適合蘭新鐵路第二雙線動(dòng)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(zhǎng)度為1 776．885km，運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度為1 777．699km，其中甘肅境內(nèi)正線長(zhǎng)795．727km，青海境內(nèi)正線長(zhǎng)267．758km，新疆境內(nèi)正線長(zhǎng)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(guó)能源戰(zhàn)略安全、帶動(dòng)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(fēng)沙、高海拔、強(qiáng)紫外線等特點(diǎn)。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(fēng)速為56．6m／s（17級(jí)風(fēng)），七角井地段年均大于8級(jí)風(fēng)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(zhǎng)度為61．3km；吐魯番和哈密地區(qū)全年日照3 000h以上，輻射強(qiáng)度139．5kcal／cm2。

蘭新鐵路第二雙線為200～250km／h等級(jí)線路，共設(shè)車站41座，其中客運(yùn)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(yùn)行22、25G、25K型客車，線路允許最高運(yùn)行速度為160km／h，列車平均運(yùn)行速度為90km／h?？土鞔蠖酁闉豸斈君R、蘭州這兩個(gè)省會(huì)城市之間的直達(dá)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(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2000～2007年間年均增長(zhǎng)在3．9%～8．7%之間。此外，由于承擔(dān)大量進(jìn)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(guó)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(jì)發(fā)展水平落后于全國(guó)平均水平，甘肅省人均GDP只有全國(guó)平均水平的一半，而青海和新疆的人均GDP也僅相當(dāng)于全國(guó)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(jì)的數(shù)據(jù)顯示，每年8月至9月間都會(huì)有超過100萬務(wù)工人員乘坐拾花工專列進(jìn)疆，僅新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)每年從內(nèi)地各省引進(jìn)拾花工人數(shù)就達(dá)40萬人左右。這些旅客多數(shù)為農(nóng)民工等低消費(fèi)階層，對(duì)乘車票價(jià)較為敏感，對(duì)高票價(jià)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(yùn)營(yíng)動(dòng)車組選型

2．1 國(guó)內(nèi)各型動(dòng)車組簡(jiǎn)介

（1）CRH1型動(dòng)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(dòng)車組基礎(chǔ)上改進(jìn)后生產(chǎn)的產(chǎn)品。CRH1型動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 CRH1型動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)

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

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

（4）CRH3C型動(dòng)車組：是中車唐山機(jī)車車輛有限公司在德國(guó)西門子公司Velaro－E動(dòng)車組基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)的動(dòng)車組產(chǎn)品。CRH3C動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)見表5。

表3 CRH2型動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)

表4 CRH380A（L）型動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)

表5 CRH3C型動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)

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

表6 CRH380BL型動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)

（6）CRH380B型高寒動(dòng)車組：是中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司以CRH380BL型動(dòng)車組為技術(shù)平臺(tái)，根據(jù)寒冷地區(qū)的需求獨(dú)立開發(fā)的高寒動(dòng)車組，適應(yīng)溫度范圍－40℃～＋40℃。CRH380B型高寒動(dòng)車組是當(dāng)今世界上唯一在高寒地區(qū)運(yùn)營(yíng)的350 km／h速度級(jí)動(dòng)車組。CRH380B型高寒動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)見表7。

表7 CRH380B型高寒動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)

（7）CRH380CL型高速動(dòng)車組：依據(jù)CRH380BL型動(dòng)車組的頂層技術(shù)指標(biāo)及技術(shù)條件要求，結(jié)合京滬高鐵和武廣高鐵的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司以CRH380BL型動(dòng)車組技術(shù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過自主創(chuàng)新研制的新型高速動(dòng)車組。該型動(dòng)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(jì)，實(shí)現(xiàn)了完全掌控動(dòng)車組關(guān)鍵技術(shù)的目標(biāo)。CRH380CL型動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)見表8。

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

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

表8 CRH380CL型動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)

表9 CRH5型動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)

表10 CRH3A型動(dòng)車組主要技術(shù)指標(biāo)

2．2 國(guó)內(nèi)各型動(dòng)車組技術(shù)特點(diǎn)

國(guó)內(nèi)動(dòng)車組是在技術(shù)引進(jìn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過引進(jìn)、消化、吸收和自主創(chuàng)新，研發(fā)出了多種型號(hào)國(guó)產(chǎn)化動(dòng)車組。從根源上講，我國(guó)動(dòng)車組主要分為歐洲標(biāo)準(zhǔn)和日本標(biāo)準(zhǔn)兩大系列動(dòng)車組，其主要技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比見表11。

由表11可見，歐洲標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組具有更高的運(yùn)用安全性、可靠性及使用維護(hù)性。

（1）強(qiáng)度與剛度：歐洲標(biāo)準(zhǔn)高速動(dòng)車組的車體執(zhí)行的是國(guó)際上最權(quán)威的車輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（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(biāo)準(zhǔn)高速動(dòng)車組的500kN與1 000kN的承載能力。

表11 歐洲標(biāo)準(zhǔn)和日本標(biāo)準(zhǔn)兩大系列動(dòng)車組技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比

（2）耐撞擊安全性：以Velaro E型動(dòng)車組為代表的一些歐洲標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)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(duì)速度相撞時(shí)，或以110km／h的速度撞擊到15t重的靜止障礙物時(shí)保護(hù)司機(jī)，使其免于受到嚴(yán)重傷害。日本標(biāo)準(zhǔn)高速動(dòng)車組無此技術(shù)要求。

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

（4）使用壽命及檢修周期：歐洲標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組服務(wù)壽命為30年，4級(jí)與5級(jí)檢修周期分別為240萬和480萬km；日本標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組服務(wù)壽命為20年，4級(jí)與5級(jí)檢修周期分別為90萬和180萬km。歐洲標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組使用維護(hù)成本及可用性優(yōu)勢(shì)明顯。

2．3 蘭新鐵路第二雙線線路環(huán)境對(duì)動(dòng)車組的特殊要求

（1）高溫、低寒，環(huán)境溫度為±40℃：目前能達(dá)到此要求的國(guó)內(nèi)動(dòng)車組只有CRH380B型高寒動(dòng)車組和CRH5型動(dòng)車組。這兩種動(dòng)車組2012年開始在哈大高鐵運(yùn)營(yíng)，實(shí)際運(yùn)營(yíng)效果良好。

（2）風(fēng)沙大，軌道兩側(cè)有沙漠地帶，對(duì)空調(diào)新風(fēng)裝置有特殊要求：歐洲標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的空調(diào)機(jī)組在車頂，日本標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的空調(diào)機(jī)組在車下，相對(duì)而言，日本標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的空調(diào)新風(fēng)裝置容易吸收車下的風(fēng)沙灰塵。

（3）高海拔，祁連山段海拔高達(dá)3 640m：對(duì)動(dòng)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(diǎn)容量等有更苛刻的要求。

（4）強(qiáng)紫外線：紫外線輻射嚴(yán)重，外露非金屬件需要增加防紫外線老化要求。

（5）長(zhǎng)交路，運(yùn)行旅程長(zhǎng)：動(dòng)車組往返蘭新第二雙線將近3 600km，中途缺少補(bǔ)給站點(diǎn)，對(duì)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(duì)比可知，歐洲標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組更為適合蘭新第二雙線鐵路，而時(shí)速350km／h等級(jí)的動(dòng)車組又明顯技術(shù)過剩，所以，只有CRH5型動(dòng)車組適合該線路運(yùn)營(yíng)要求。但是，針對(duì)蘭新第二雙線鐵路的環(huán)境特點(diǎn)，CRH5型動(dòng)車組仍然需要做適應(yīng)性技術(shù)改造，而CRH3A型動(dòng)車組因?yàn)榕cCRH5型動(dòng)車組最為相似，又是我國(guó)完全國(guó)產(chǎn)化并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的動(dòng)車組，因此，綜合考慮各方面因素，建議選擇CRH3A型動(dòng)車組，并對(duì)其做適應(yīng)性技術(shù)改造，改造后的新型動(dòng)車組可作為蘭新鐵路第二雙線的運(yùn)營(yíng)動(dòng)車組。

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

［2］ 邢海英．蘭新線動(dòng)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(guó)高速鐵路技術(shù)叢書：和諧號(hào)CRH動(dòng)車組技術(shù)系列［M］．北京：中國(guó)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）