京張高鐵復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車組、復(fù)興號(hào)亞運(yùn)智能動(dòng)車組、全球首列時(shí)速160公里氫能源市域列車……近年來，一系列彰顯我國軌道交通領(lǐng)域最新創(chuàng)新成就的高端列車從中車長(zhǎng)客廠區(qū)緩緩駛出，向全世界遞出了代表中國高鐵的亮麗“名片”。
冬奧賽場(chǎng)、亞運(yùn)賽場(chǎng)內(nèi)外，中國高鐵備受贊譽(yù)，它以安全舒適的乘車環(huán)境、風(fēng)馳電掣般地運(yùn)行速度、便捷化人性化的智能設(shè)備，為無數(shù)國際友人留下了珍貴的體驗(yàn)與回憶。
這張亮麗“名片”之所以能夠閃耀全球，離不開中車長(zhǎng)客的軌道列車研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，多年來，他們秉承著高度自主創(chuàng)新的研發(fā)思路與攻克關(guān)鍵核心技術(shù)的決心，正持續(xù)為中國高鐵這張亮麗“名片”增光添彩。
40余套方案 5000余份圖紙 鑄就冬奧列車
時(shí)間回溯到2017年，北京冬奧正在緊張忙碌地籌備中，冬奧會(huì)配套高速軌道交通建設(shè)正式啟動(dòng),一列穿梭于各大滑雪比賽舉辦地，保障運(yùn)動(dòng)員、工作人員與觀賽群眾出行需求的高端智能列車亟待出爐。
此時(shí)，中車長(zhǎng)客肩負(fù)起了重?fù)?dān)，一支由軌道交通領(lǐng)域科學(xué)家、首席專家、骨干設(shè)計(jì)師組成的京張高鐵復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車組設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)迅速成立。
“在研發(fā)京張高鐵復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車組的幾年里，我們幾乎是沒日沒夜地反復(fù)錘煉細(xì)節(jié)，光是車頭方案就做了42套。”設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)專家劉俊陽表示，為達(dá)到整車最終設(shè)計(jì)方案的完美呈現(xiàn)，所有方案歷經(jīng)評(píng)審300余次，繪制各種結(jié)構(gòu)圖紙5000余份，列車電氣圖紙更是達(dá)到萬余張。
“你知道時(shí)速350公里的動(dòng)車穿過地下102米深的隧道產(chǎn)生的壓力會(huì)有多大嗎？”劉俊陽說，“如果壓力波控制不好，那么列車的安全性與舒適性將大打折扣。為解決該難題，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)結(jié)合全車2700多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過優(yōu)化車輛氣密性和壓力控制兩方面功能，最終達(dá)到了控制壓力波、提高整車安全性與舒適度的目標(biāo)。”
2019年12月30日，首列京張高鐵復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車組從北京北站出發(fā)，駛向河北張家口市崇禮區(qū)太子城站，世界上首條時(shí)速350公里的智能高鐵——京張高鐵正式開通試運(yùn)營(yíng)。
如今，復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車組已經(jīng)形成了家族化系列產(chǎn)品，疾速奔馳于我國廣袤的平原、山地、盆地、丘陵等地貌，廣泛適應(yīng)高原、嚴(yán)寒、高溫、風(fēng)沙等各種自然環(huán)境，是我國軌道交通領(lǐng)域的一顆璀璨“明珠”。
4707次零故障運(yùn)行 “虹韻紫”亞運(yùn)列車彰顯硬實(shí)力
2023年9月，第19屆亞運(yùn)會(huì)在杭州舉行，“虹韻紫”是本屆杭州亞運(yùn)會(huì)會(huì)徽的主色調(diào)，復(fù)興號(hào)亞運(yùn)智能動(dòng)車組將其巧妙地運(yùn)用在了列車外觀涂裝上。
然而，紫色屬性艷麗，在噴涂過程中往往會(huì)透出底色，從而改變?cè)猩实娘柡投龋菀壮霈F(xiàn)色彩偏差。
為解決這一問題，外觀設(shè)計(jì)主管賈興瀧帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了各種嘗試。通過邀請(qǐng)專家研討和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等方式，對(duì)油漆顏色進(jìn)行了多次電腦調(diào)配試驗(yàn)。經(jīng)過20多種調(diào)配后，實(shí)現(xiàn)了“虹韻紫”的完美呈現(xiàn)，并通過在油漆中增加珠光粉，提高了“虹韻紫”的金屬效果，提升了動(dòng)車組的裝飾質(zhì)感。
“4707次零故障運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)，是列車綜合管理能力的體現(xiàn)。”設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)研發(fā)人員王連富表示，復(fù)興號(hào)亞運(yùn)智能動(dòng)車組搭載了車載安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、車載故障預(yù)測(cè)以及健康管理系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)車輛各系統(tǒng)狀態(tài)，還可以通過構(gòu)建“車——地”一體的大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)列車故障預(yù)警預(yù)判、數(shù)據(jù)匯總存儲(chǔ)和健康狀態(tài)評(píng)估，仿佛配備“隨車醫(yī)生”，為乘客出行保駕護(hù)航。
“綠色、智能、節(jié)儉、文明”不僅是本屆杭州亞運(yùn)會(huì)的辦賽理念，也是亞運(yùn)列車的設(shè)計(jì)理念。為提升列車的舒適性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保目標(biāo)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過運(yùn)用新型變頻空調(diào)機(jī)組能夠達(dá)到車內(nèi)溫度±1℃的控制精度，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能15%。
2023年10月8日，杭州亞運(yùn)會(huì)順利閉幕，復(fù)興號(hào)亞運(yùn)智能動(dòng)車組圓滿完成了亞運(yùn)期間的交通運(yùn)營(yíng)保障任務(wù)。穿梭于杭州、寧波、溫州、金華、紹興、湖州6座城市之間，4707次的零故障運(yùn)行，彰顯了這趟列車的硬實(shí)力。
5千瓦時(shí)能耗 續(xù)航1000公里 氫能列車引領(lǐng)未來
今年3月21日上午，一列通體呈藍(lán)色的“科幻列車”駛過中車長(zhǎng)客軌道列車試驗(yàn)線，它正是中車長(zhǎng)客于2022年12月發(fā)布的全球首列氫能源市域列車。
這次試驗(yàn)，完成了全球首次氫能列車時(shí)速160公里的滿載運(yùn)行。經(jīng)測(cè)算，試驗(yàn)中，全球首列氫能源市域列車每公里實(shí)際運(yùn)行平均能耗僅為5千瓦時(shí)，最高續(xù)航里程可達(dá)1000公里以上。
“這是我最驕傲的研發(fā)作品！”中車長(zhǎng)客新技術(shù)研究部新型能源研究室主任石磊說，“研發(fā)伊始，面對(duì)全新的驅(qū)動(dòng)能源形式，國內(nèi)根本沒有原型車可以參考，研發(fā)設(shè)計(jì)工作遇到了很大困難。”
國內(nèi)沒有相關(guān)參考，石磊與研發(fā)團(tuán)隊(duì)就放眼海外。此時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)分為3個(gè)小組在全球范圍內(nèi)進(jìn)行技術(shù)摸索和調(diào)研工作，迅速形成了3種氫能市域列車的車輛架構(gòu)、氫能設(shè)備選型和布置方案。
“針對(duì)這3套方案，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了全面分析，涵蓋了車輛重量、軸重、動(dòng)力性能等關(guān)鍵特性。最終，經(jīng)過一周的論證，確定了分布式集群混合動(dòng)力車輛的技術(shù)架構(gòu)方案。”石磊說。
為滿足車輛動(dòng)力需求同時(shí)降低能耗，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以一種基于人工智能的電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化策略為基礎(chǔ)，結(jié)合車輛動(dòng)力源和負(fù)荷特性進(jìn)行調(diào)整，最終形成了自主開發(fā)的在線能量管理控制策略，至少可以降低整車10%的能耗。
石磊表示，研發(fā)設(shè)計(jì)工作中的困難與問題并不是阻礙，相反，它是我國軌道列車領(lǐng)域取得一次又一次創(chuàng)新與進(jìn)步的階梯，能夠扎根一線，為中國高鐵這張亮麗“名片”持續(xù)增光添彩，是所有研發(fā)人的驕傲與幸福。