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【联队长说高铁6】德国高铁和德国高速列车

2018-03-31 11:19 作者:第52战斗机联队  | 我要投稿

【标准开头】论高铁的现有定义: 

中国指新建设计开行250~350km/h动车组列车,初期运营速度至少200km/h的客专线路。  

国际铁路联盟UIC认为高铁的定义相当广泛,包括高铁领域下的众多系统。欧洲把旧线改造时速达到200公里、新建时速达到250~300公里的定为高速铁路;1985年联合国欧洲经济委员会(是官方组织)在日内瓦签署的《国际铁路干线协议》规定:新建客货运列车混用型高速铁路时速为250公里以上,新建客运列车专用型高速铁路时速为350公里以上。    

日本作为世界上最早开始发展高速铁路的国家,日本政府在1970年发布第71号法令,为制定全国新干线铁路发展的法律,对高速铁路的定义是,凡一条铁路的主要区段,列车的最高运行速度达到200公里/小时或以上者,可以称为高速铁路。  中国标准高于最早的欧洲标准,而低于后来的欧洲标准,属于中等标准,是发展中国家的高铁标准。 

美国标准:美国联邦铁路管理局曾对高速铁路定义为最高营运速度高于145公里/小时(90 mph)的铁路,但从社会大众的角度,“高速铁路”一词在美国通常会被用来指营运速度高于160公里/小时的铁路服务,这是因为在当地除了阿西乐快线(最高速度240公里/小时)以外并没有其他营运速度高于128公里/小时(80mph)的铁路客运服务。

图为巴黎北站的欧洲之星E320列车(英铁374型高速动车组),它的最高商业运营时速达到320km/h。从此,欧洲之星列车就不只是E300(英铁373型)(TGV TMST)一种车型了

谈起德国高铁,那也是一部波澜壮阔的史诗。作为高铁技术实力雄厚的国家之一,德国从“二战”的教训中恢复过来,再次通过行动,验证了“科学技术是第一生产力”的理论。当英国和法国在高铁的道路上不断摸索的时候,德国也闯出了自己的道路,打造出了属于自己的品牌。德国开通高速铁路比法国晚了10年,比日本晚了27年,但依然在世界高铁领域取得了不可替代的地位。德国的高速列车被称为ICE(Inter City Express)(城际特快列车)。不把自己的列车称为“高速列车”,也反映了新时代德国人严谨和谦逊的一面。

法国的高速列车技术目前出口到了韩国,摩洛哥,意大利,西班牙和中国。德国的高铁或高速列车的技术也不堪示弱,至今出口到了中国,西班牙,俄罗斯和土耳其。

目前,德国新建和改造的高铁的运营里程约为1560km。ICE高速列车几乎可以去到德国任何城镇(鲁尔区位于多特蒙德附近,也有ICE在开行)。德国目前拥有两条商业运营时速300km的高速铁路,分别是2002年通车的法兰克福—科隆客运专线和2017年底完全开通的慕尼黑—柏林客运专线。

旧德国高铁运行网络(来自维基百科):红线为300km/h的高速线,黄线为250km/h的高速线,蓝线为230km/h的提速既有线,灰线的最高运营时速为160km。此时,慕尼黑到柏林乘坐ICE约要6小时,几乎可以考虑坐汽车或飞机。
2018年的德国高铁运行网络
2018年的德国高铁运行网络

德国的慕尼黑—柏林高速客运专线于2017年12月10日全面建成并开通。它从规划到最终建成花了26年,期间一度经历着争论,抗议和停工。

据报道:德国柏林与慕尼黑之间的这条高铁路段,是规划中的欧洲高铁中两个大动脉的一段,即从俄罗斯到西欧和从北欧到意大利的十字大动脉的一部分。如果这两条大动脉建成了,在德国出行就方便多了。在这条新的高速铁路建设中,最大的难题是穿越德国的绿色心脏——图林根森林。当时很多环保人士反对这一设计,因为利用原有的铁路路基改建即可。但是,原来的铁路设计时速最高为200km/h,不能满足高速交通的要求。所以,德铁公司最终决定修建全新的高速铁路。为了不破坏这一自然资源,德铁在这一路段修建了22条隧道,并在两条最长的隧道入口处安装了隔音防护措施。

新的高速铁路的开通在一定程度上也给其它交通方式增加了压力。比如,和高速铁路相比,飞机的飞行时间虽然短,但是乘客在登机之前还需要提早2小时到达机场候机、安检,到达目的地后,还需要乘坐其它交通工具进入城中心,这样下来,从慕尼黑去往柏林也要耗时4小时,而且旅行费也会相应提高。

这条线路总长623km,ICE列车的标杆车由柏林开往慕尼黑的最少用时为3h55min(ICE Sprinter班次),比过去缩短了两个小时(然而在德铁官网上最快班次的车票可不好抢)。德国东部的ICE列车跑起来总算不用“那么憋屈”了。目前该线路每天可运输10000人次,全程花费约为1023元人民币,可谓不菲。目前,该线路的运营主力为ICE1型、ICE3型、ICE4型和ICET型高速动车组。

每天,最快的ICE Sprinter班次(由ICE3型高速列车担当)列车会在柏林与慕尼黑之间对开3趟(早上6点、中午12点,晚上6点各对开一趟),最短行车时间为3h55min。每小时就会有2趟由柏林往返法兰克福的ICE列车服务,由于新线中法兰克福到莱比锡与莱比锡到柏林的高速线路并到了一起,乘客去法兰克福不用在莱比锡换乘。ICE1型列车每天在柏林与慕尼黑之间往返12次。ICET型列车每天在该线上开行17列,当两趟ICET重连后可运输740人。

柏林到纽伦堡用时2小时55分钟,比原来省了2小时;哈勒到纽伦堡用时2小时,比原来省了1小时40分;莱比锡到慕尼黑用时3小时14分,比原来节省1小时35分;埃尔福特到慕尼黑用时2小时15分钟,比原来节省2小时。

莱比锡到斯图加特每2小时开行一趟ICE,用时4小时20分;班贝格到埃尔富特用时45分,约一小时发一班车;哈勒到汉堡用时3小时15分,每2小时一班车;维滕堡到法兰克福用时3小时35分,每2小时发一班车。乘客在中途换车是非常方便的。

2015年,西门子E320列车的上线使E300在国际列车服务中不再“一枝独秀”

前高铁时代的德国

齐柏林号快车

在詹姆斯·瓦特改良蒸汽机后,德国发明家鲁道夫·狄赛尔发明了压缩点火式引擎(俗称“柴油机”)并于1892年申请了专利。狄赛尔发明柴油机以前,也有发明人制造出使用汽油的内燃机,但应用不广泛,影响很小。从此,人类步入内燃机车时代。

但是铁路内燃机车没有立刻出现,因为原始的柴油机应用于实用的内燃机车在技术上可不容易。小型高效的内燃机由瑞士苏尔寿工程公司研发(狄赛尔曾在此工作数年)。最早的内燃机车出现在1912年,在瑞士温特图尔至罗曼斯霍恩铁路试验运营。最终成功投入商业运营的柴油电力传动的600马力的小型内燃机车于1925年在美国问世。20世纪50年代起,全世界开始大规模使用内燃机车。

德国是世界上最早试验高速列车的国家。1899年,普鲁士国家铁路联合10家电力和工程公司,在马林费尔德到佐森72km的铁路上进行高速列车试验。列车采用10kV/45Hz的三相交流电作为动力源。科隆道尔茨公司生产的1辆轨道车安装西门子-哈尔斯克公司的电力设备,另一辆轨道车安装德国AEG公司的电力设备。1902年,前者在该铁路上试验速度达到206.7km/h,后者达到210.2km/h。这些实验证明了电力高速列车是可行的,但离最终应用还要等三十年。

高速列车技术的进步离不开“大人物”,日本有十河信二和岛秀雄,德国则有弗朗茨·克鲁肯贝格。克鲁肯贝格以发明“齐柏林”号快车名留史册。


齐柏林号快车

弗朗茨·克鲁肯贝格1882年生于德国汉堡一个商人家庭,虽然在大学里学习海军工程,但他对飞机和飞艇兴趣浓厚。在一战时期,他开始设计各类飞行器,并批评当时的使用氢气的飞艇很不安全(1936年,德国兴登堡飞艇在美国降落时起火烧毁,36名乘客遇难)。克鲁肯贝格还提出悬挂式单轨铁路,但资金短缺,没有造出原型车。最终,他想到把飞机引擎装到火车上,这就诞生了“齐柏林”号。

“齐柏林”号借鉴了许多先进科技,比如采用“齐柏林”号飞艇的流线型头型,采用铝材车厢,采用宝马公司的12缸汽油发动机(第一代使用6缸汽油发动机),为安装在火车后面的四叶螺旋桨提供400马力的动力。“齐柏林号”在1931年3月10日开始处女行,载客40人,创造了时速200km/h的速度记录。此后,“齐柏林”号在德国巡回展览。1931年6月21日,“齐柏林”号创下了230.2km/h的世界铁路速度纪录,该纪录直到1954年才被打破。

然而,“齐柏林”号在创造了实验记录后便被遗忘,没有投入商业运营。因为列车采用航空发动机,成本很高,而且列车还处于试验性质,商业运营的安全性很成问题。但克鲁肯贝格的天才想法没有被抛弃,德国国家铁路部门吸取了他许多好点子,并把这些点子用在了新锐列车“飞翔的汉堡人”号上。“二战”爆发后,“齐柏林”号被兵工厂拆解,变成武器。

飞翔的汉堡人号快车

1932年,“飞翔的汉堡人”号列车投入使用,开行在柏林与汉堡之间。它也采用了流线型车身,经历了风洞试验后,风阻力降到了最低,并装备两台410马力的迈巴赫柴油机。德国工程师们还把发电机与驱动车轮的电动机同时安装在列车的走行部,通过柴油机给发电机发电,发电机带动电动机驱动车轮前进,构成“柴油-电力传动”模式。1957年,“飞翔的汉堡人”号退役。1933年,“飞翔的汉堡人”号曾达速160km/h,平均速度也达到125km/h。

1936年5月11日,DB Class 05002蒸汽机车开到了200.4km/h的速度。之后,德国人的火车速度记录在1954年被法国人打破。

战后的德国奔向高速之路

1965年,德国宣布,将高速列车的研发提上日程。当年6月,慕尼黑举办国际交通运输展览会,时任德国联邦铁路主管的Dr.öpfering向各国展示了刚刚研制成功的DB Class 103电力机车,表示该型电力机车将在慕尼黑到奥格斯堡的既有线上运行,运行时速达到200km/h。这一成就为德国进一步发展铁路机车提供了经验。DB Class 103在1970年5月27日正式投入运营,在ICE横空出世以前,它都在执行着繁忙的旅客运输任务,被称为“全欧快速列车”和德国城际运输的脊梁。2003年,该车退役。

DB Class 103

20世纪70年代,德国联邦铁路公司还研发了试验性的DB Class 403电力动车组,DB Class 403被公认为是ICE的前辈,这也是德国最早研制的动车组。DB Class 403包含6辆客车,车身,电气设备分别由不同的公司完成制造。DB Class 403按照当时最先进的高速列车的理念来制造,列车的造型很独特,这个造型被戏称为“唐老鸭”。它的每个转向架上都有牵引电机,这降低了整车重量,也减少了轨道负载。列车的加速度很高,试验速度也达到220km/h,实际运营时速则定为200km/h。DB Class 403在1973年3月2日由制造商交给DB,在同年的11月28日和1974年8月8日进行试运营。1974年9月29日,DB Class 403正式投入使用,在不莱梅与慕尼黑之间提供城际运输服务。由于当时没有高铁,它很多时候开不到200km/h,还因为是试验性质,减振技术并不完善,在很高的速度下,乘客们会觉得不舒服。

1979年,DB Class 403被DB Class 111取代。

DB Class 403

DB Class 403在1981年退出运营后,被转给汉莎航空公司。经过进一步技术改造,DB Class 403被改名为ET403动车组,作为机场快车投入使用。

DB Class 111

联邦铁路在DB Class 403影响下决心继续研发更高水平的高速列车。德国联邦技术研究院在1982年9月开始新型城际特快列车的研制工作。整个工作耗资9400万德国马克,其中DB负责分担40%的经费。1985年3月19日,DB Class 410试验列车投入使用,为两辆动车编组。在比勒菲尔德到哈姆试验线上开出300km/h,这是德国火车首次达到时速300公里。之后,增加3台中间车,编号为DB Class 810。

1985年10月26日,DB Class 410在试验中达速317km/h,但这个记录在3年后被ICEV打破。后者在1988年5月1日开出406.9km/h的德国列车最高试验速度,这也是当时世界列车的最高试验速度。城际试验快车采用了革命性的技术,涵盖外形设计、列车制动、驱动方式、牵引供电等,而此时的ICE1还在吃奶······

ICEV
ICE V

德国高铁漫长的口水仗

日本新干线早已在1964年成功运营,法国TGV也从1981年起经营得有声有色。新干线的成功在一定程度上刺激了德国,但德国高铁经历了漫长的争论才最终发展起来。一边是科研人员努力研发试验列车,另一边是德国交通运输部与联邦铁路的“口水大战”。他们争论的焦点是“如何投资,如何兼容,采用何种动力”。

日本新干线斥资3800多亿日元,法国和英国则采用混合模式,既修建客运专线,也有客货混跑线,投资确实省很多,线路还充分利用。德国某些人认为,为什么要修建高速客运专线呢?

于是有专家提出方案:铁路白天跑高速客运列车,晚上就跑货车。事实证明,这样是行不通的,因为大量的线路维护工作都是在晚上进行的,晚上没机会开行货运列车。而且高速列车可以爬上35‰的坡,货运列车只能爬10‰的坡,修这样的铁路既不能发挥高速列车的爬坡性能,也不能足够地保证铁路的使用寿命,因为货运列车的轴重太大,容易破坏客运轨道。一般的客运专线上不可能运行货运列车。如果为了兼容货运列车开行,就要降低客专的坡度,铁路的建设投资一定会增加。再者,客车与货车在设计目的和技术条件等方面本就有很大差异。客货分线显然是更好的选择。

争论的另一个点在于火车开行的兼容问题。很多德国人呼吁长短途客车分线开行,提高效率。在谈到货车和市郊通勤列车的线路兼容问题时,货运列车公司认为在同一线路上,市郊通勤列车不但密集开行,还有绝对优先权,影响货运列车运行,因此应该修建货运专线。

第三就是火车采用何种牵引方式的问题。日本的动力分散技术非常成熟(1992年上线的300系列车由于采用交流传动,列车设备维护量大的问题基本得到解决),法国TGV的动力集中方式的技术路线也非常不错。当时的德国还是决定先采用动力集中方式,因为这是德国与法国研制列车的专长。

德国人对高铁的争论还延伸到环保,经济,便捷性,与飞机竞争的胜算等方面。德国高铁的发展不可谓不稳重,但耗费了太多宝贵时间,致使最早的高速新线从规划到建成花费了20年。

1970年,曼海姆—斯图加特和汉诺威—维尔茨堡两条新的高速客货共线城际铁路开始规划,并计划开行时速为200km/h的高速列车(那时的DB Class 403已经迈进准高速水平,但允许它达速200km/h的路线太少)

高铁与高速磁悬浮

德国人还针对轮轨式高速铁路与高速磁悬浮展开争论。1970年,原西德政府研究技术部就开始对“未来长途运输系统新技术”(包括高速磁浮和高铁经济技术极限水平)进行研究,德国铁路协会负责研究“轮轨系统”,德国道尼尔公司负责研究高速磁悬浮列车。1991年,磁悬浮研发进入总结阶段,磁悬浮技术研发投入15.6亿马克,轮轨技术研发投入6.4亿马克。

一向严谨甚至会发神经的德国人也在搞“双边战略”。一开始,高速列车速度目标值为300km/h,由于经费短缺,研发工作受阻,联邦铁路之后在制定高铁实施计划时把高速列车速度定在250km/h(还是慢于法国的TGV-PSE动车组)。1981年2月,当法国TGV创造了380km/h的速度纪录时,德国人终于感受到巨大的压力。

德国随之取消了大量的研究项目,加上联邦铁路在市场竞争中亏损越发严重,研制新型高水平轮轨列车的脚步就越发加快了。1982年5月13日,原德国联邦铁路成立新的董事会,确定发展高速铁路的计划。同年8月,德国联邦铁路投资1200万马克(后加到1800万马克),西德联邦政府技术研究部投资4400万马克,合作的众多铁路工业企业投资1600万马克,共同试制ICEV高速列车。脚步一快起来,目标一旦明确,试制工作在3年后就有了结果(1985年是德国首条铁路——汉诺威—维尔茨堡铁路开通150周年,在这个时间点上,德国也迫切想要对外展示优秀的新型铁道车辆)。ICEV的研制很顺利,其采用2动3拖编组。ICEV先是在1985年11月,创下了324km/h的速度纪录,又在1988年5月1日,在靠近德国格明登市的地方,在汉诺威—维尔茨堡高速新线上达到了406.9km/h的最高速度。

ICEV采用计算机控制的交流传动技术,钝型车头(区别于TGVA的梭形车头),它的动力转向架不是把牵引电机—齿轮箱单元固定在转向架构架上,而是把一部分齿轮箱单元固定在车体上,一部分固定在转向架上。这减轻了簧下重量(不由悬挂系统中的弹性元件所支撑的重量,如车轮,减震器,弹簧)和簧上重量(车辆剩余部分的质量)。ICEV有3种制动方式:盘式制动,再生制动(第一优先)和线性涡流制动(第二优先),均由计算机控制。采用线性涡流制动的列车制动时会加热轨道,因此要在列车开行在无砟轨道上时才使用涡流制动机。

德国高铁新研发的部件都会在ICEV上做实验,以保万无一失。一段时间里,ICEV还是德国高铁技术的门面担当。1985年12月,联邦铁路确定了ICE设计任务书,1986年ICE1高速旅客列车开始研制。1991年,ICE1上线后,ICEV真正开始退居二线,直到被很多人淡忘······

在德国人的努力下,ICE高速动车组和TR常导高速磁悬浮列车横空出世。德国并不是对发展高速磁悬浮线路毫无作为,但由于成本高昂,对客流量预计不明确,德国的高速磁悬浮列车最终没有投入商业运营,且在2009年把全套高速磁悬浮技术转让给了中国。中德两国合力修建了上海龙阳路到浦东国际机场的高速磁悬浮示范线路。上海磁悬浮示范线长约30km,在2002年12月31日开通。由于高速磁悬浮与高铁属于两种轨道交通系统,联队长在此对磁悬浮列车将不作过多介绍。


德国磁悬浮列车
位于德国Lathen的磁悬浮列车
德国磁悬浮列车
德国磁悬浮列车
德国向中国转让部分磁悬浮列车的技术
上海磁悬浮列车
默克尔参观上海磁悬浮

ICE列车

ICE1

ICE动车组是德国的形象工程,它的开行在当时可谓象征了统一后的德国的前途是一片光明的。

ICE(BR401)是德国第一代高速旅客列车,在1991年6月2日投入商业运营,开行在汉诺威—维尔茨堡(327km)和曼海姆—斯图加特(99km)两条高速新线上。白色车身与红色条带涂装是ICE的标志之一。ICE1采用铝材车厢,动力集中方式,2动12拖,独立式转向架,车长358米,车宽3020mm,定员645人,车重798吨,轴重最大19.5吨,牵引总功率9600千瓦。ICE1采用交流15千伏/16.7赫兹的供电制式,可开行到瑞士和意大利;由于信号方式不同,不能开行到荷兰和比利时;由于轴重太大,不能开到法国。它在高速新线上最高运行速度为280km/h,在隧道内限速250km/h,在既有线上开行时ICE1只能开到200km/h。它的运行速度在当时仅次于TGVA。ICE1采用异步电机牵引的交流传动方式,采用交流传动早于300系一年。车下设备尽量用裙板包起来。

ICE1
ICE1

ICE1的舒适是非常有名的。它含5辆一等车,6辆二等车,1辆餐车。1等车内含3个可容纳5人的小包间,适合开个小型商务会议或家庭使用。一等车座椅为2+1方式,二等座为2+2方式。二等车内有4个可容纳6人的小包间。二等车中有一辆含供残疾人使用的盥洗室,有供DB工作人员使用的包间。车厢中间有会议专用包间,允许旅客借用;里面有复印机、打字机、会议桌、行李架,垃圾箱和无线电话。餐车一边为酒吧区,一边为用餐区,中部为厨房和服务台;酒吧和用餐区顶部有采光天窗。列车客车内有空调,座椅上安装了耳机,可以选择音乐;有的座椅甚至配备了电视。

ICE1

ICE1采用磁轨制动,在速度为250km/h的时候,列车常规制动距离4820米,紧急制动距离2300米。每辆拖车下装有4个磁轨制动装置。紧急制动状态下,由于磁轨制动的摩擦系数随着速度下降而迅速上升,因此列车在减速到50km/h的时候取消磁轨制动。据说,磁轨制动可以使列车紧急制动距离减少25%到30%。日本研究过磁轨制动,但是考虑到这会带来轨道温度上升,磨耗加剧的问题,因此放弃了。

ICE1

ICE1每列造价5000万马克,是TGV的三倍。

ICE1

ICE1开行后每年要运输65000人次。列车投入使用后,出现了问题:高速运行时的噪音大,车体的稳定性也不足——餐车里的盘子在颤抖,水也从杯子里洒了出来。为了改善列车的平稳性,DB决定:从1992年8月31日起,ICE1和新投入运营的ICE2都逐步采用064型双层车轮。传统的单层车轮由坚硬的钢材整体制造而成,采用弧形踏面,列车高速运行时,车轮向内弯曲。双层车轮则是在内轮外包裹一层钢圈,钢圈与内轮之间有一层橡胶,用来降噪和吸收震动。ICE1使用新车轮后,乘客的餐盘再也不颤动了。

但就是064型双层车轮造成了高速铁路史上最惨重的灾难。1998年6月3日早上10:59,由慕尼黑开往汉堡的ICE884次列车在离汉堡只有130km的艾舍得小镇公路桥下脱轨,造成101人丧生,公路桥被列车3号车厢撞倒,5号和6号车厢被倒塌的公路桥击毁。事故发生的原因是DB日常只采用手电筒检查车轮(用过专业仪器,但DB认为它不可靠),致使没有发现884次列车车轮在事发时存在严重的金属疲劳问题。事故发生前3分钟,1号车厢的一个车轮的外侧钢圈断裂,钢圈击穿了1号车厢的地板,插入了两位乘客的座椅扶手之间。乘客乔里·狄特曼一家当时被吓了一跳,立刻离开包厢,去求助列车工作人员。他们在3号车厢找到了列车长,列车长不同意命令司机立即紧急停车,但同意跟随乘客去受损的包厢内调查事故。当乔里一家带着列车长走回受损的包厢时,脱轨事故发生了。断裂的钢圈插在座椅扶手中间后,就一直卡在列车地板之间,在通过艾舍得公路桥下的下行第一组道岔时,暴露在车外的钢圈的末端带起了道岔上的护轨,致使列车出轨。已经脱轨的列车在通过埃舍德公路桥下的第二组道岔时,3号车厢受到其它车厢和轨道的推挤,向右侧摆动,撞上了公路桥的桥墩,继而引发了公路桥倒塌,击毁列车,导致101人丧生的严重铁路事故。这件事也让DB的声誉大受影响。从此,ICE还是改用单层车轮。

震惊世界的艾舍得事故
震惊世界的艾舍得事故
震惊世界的艾舍得事故

兰德吕肯隧道列车事故

在兰德吕肯隧道南侧出轨的一节ICE885次列车中部车厢

2008年4月26日,一列ICE-1在从汉堡经由汉诺威-维尔茨堡高速铁路前往慕尼黑的途中,于20时58分在兰德吕肯隧道入口撞向一群误入轨道的羊群,造成两端动力车头以及12节车厢中的10节车厢出轨。列车在驶入隧道走行约500米后停车。148名乘客中有17人受伤。由列车、线路和隧道造成的损失高达1000万欧元,福尔达至布尔格辛之间的路段也被迫关闭了约两个半星期之久。

1997年6月,ICE2(德铁编号BR402)在科隆—汉诺威—柏林铁路线上开行。ICE2采用1动7拖编组,牵引总功率为4800千瓦,轴重是19.5吨。ICE2的设计时速也达到280km/h,与ICE1在性能上没有明显差别,外形上区分二者的方式是:ICE1只有长编组,车头下没有自动车钩,ICE1餐车高出其他车厢一截。ICE2的开行是为了服务一些客流量少的地方。通过自动车钩,ICE2可以重联。ICE2尾部的拖车是控制拖车,设有驾驶台。

ICE2

ICE3(德铁编号BR403)是由西门子公司研制的欧洲首款高速动力分散动车组(ICE3也是西门子独立研制的第一种高速列车),它的研制目的是适应更快,更广的旅客运输任务。ICE3研发的直接原因则是德国第一条高速客运专线——法兰克福 - 科隆城际铁路的修建(柏林—汉诺威—维尔茨堡城际铁路和曼海姆—斯图加特城际铁路都是客货共线铁路)。

1995年,法兰克福 - 科隆高速客专开始动工修建,铁路全长177km,无砟轨道路段长约155km,线下最高时速定为300km/h。由于没有货运列车开行,为了使线路尽可能紧贴高速公路并减少占地面积,线路的最大坡度设到40‰。这个坡度已经超过了法国高铁东南线35‰的最大坡度。因此,列车单位重量的牵引功率必须达到20千瓦/吨,而ICE1和ICE2只有10千瓦/吨,无法在高速新线上爬坡,只有设计一种新的动力分散方式高速动车组,ICE3就应运而生了。

ICE3的技术要求是动力分散;轴重不能超过17吨,否则无法开行到法国。

2000年6月,ICE3正式向公众公开。2002年,法兰克福—科隆高速客运专线正式投入使用。

ICE3采用椭球形车头,4动4拖编组,定员是391人,车体长度为200米,车体宽度为2950mm,轴重是15吨,最大轴重能达到17吨,采用异步交流电机和GTO逆变器牵引,牵引总功率为8000千瓦,最高设计时速为330km/h。ICE3只有交流15千伏/16.7赫兹一种电流制式,后续的ICE3M(德铁编号BR406,M代表荷兰)则有四种电流制式。ICE3M除了有交流15千伏/16.7赫兹,还有交流25千伏/50赫兹,直流3千伏和直流1.5千伏这三种电流制式,可以开行到荷兰的阿姆斯特丹中央车站。ICE3MF(F代表法国)则可以开行到巴黎东站,在法国高铁东欧线开行时,最高运营时速能达到320km/h。在直流区间,ICE3M和ICE3MF的最高牵引功率为4300千瓦,最高运营速度为220km/h。ICE3设有一等车3辆,二等车4辆,餐车1辆,而且车辆装有自动车钩,可以重联运行。

AV20336851

林堡车站附近40‰的坡道,这样的坡道也出现在992米长的哈勒巴赫大桥上
ICE3和ICET采用不同外观的头型

ICE3乘车环境非常舒适,二等车上有供家庭出行使用的小包间;司机室后边设有观光席。ICE3的制动性能也比ICE1和ICE2更佳,它在50km/h以上采用再生制动和线性涡流制动进行常用制动,50km/h以下才会用机械制动进行常用制动,因此机械装置的维护量很小。

ICE3的衍生型号都被归为Velaro系列。

2006年5月8日,俄罗斯铁路和西门子签订了8列Velaro RUS的合同。Velaro RUS在俄罗斯被命名为“萨普桑”号。它们在2009年12月在莫斯科到圣彼得堡的既有线上首次开行,最高商业运营速度是230~250km/h。由于俄罗斯的铁路是宽轨铁路,这些列车相当于是放大的ICE3。2009年5月2日,游隼号列车在一次试运行中达到281km/h的最高速度,从而创造了俄罗斯铁路迄今最高的速度纪录。

Velaro RUS
Velaro RUS
目前俄罗斯“萨普桑”号的路网

中国北车唐山轨道客车制造的CRH3C属于Velaro CN,相当于是放大车体的ICE3 ,轴重是17吨,车内加装饮水机,牵引总功率提升到8800千瓦,最高运营时速可以达到350km/h,最高试验速度达到394km/h。

CRH3C

西班牙铁路局在2001年7月与西门子签订了16列Velaro E列车的合同,西班牙在此基础上研制了AVES103高速动车组,设计时速是350km/h,实际最高商业运营时速是330km/h。2006年8月,AVES103开出了西班牙列车最速:403.7km/h。

AVES103

2013年,土耳其国铁向西门子采购了7列车长200米、8辆编组的的Velaro,命名为HT80000(编号为HT80001的车辆的技术源自Velaro D,车重460吨,设计时速可达320km/h,编号HT80101~HT80106的车辆的技术源自Velaro TR,车重519吨,最高行驶时速可达300km)。2015年HT80000开始开行在安卡拉-伊斯坦布尔高速铁路和博拉特里-科尼亚高速铁路。土耳其高铁采用1435mm标准轨距,Velaro的供电制式为交流15千伏/16.7赫兹,牵引总功率为8000千瓦。

TCDD HT80000
TCDD HT80000

Velaro D(德铁编号BR407,也称“新ICE3”)在2016年12月(原计划为2012年,但中间一度因为技术问题被延误)投入德国高铁网。比至于之前的ICE3,Velaro D商业运营时速也能达到320km/h,可开行到法国,荷兰和比利时。BR407体型硕大,隔音、节能,运行的可靠性更高。目前正在运营的列车有17列(第17列抵扣了西门子向DB延期交货的部分赔偿款),开行在法兰克福-科隆高速客运专线等高速线路上。2011年8月4日,一列BR407在纽伦堡-慕尼黑高速铁路进行的试运行中,最高速度达到352km/h。

BR407

BR407为8辆编组:1号端部车厢:42个一等座席;2号变压器车厢:51个一等座席,其中24个为静音区域;3号整流器车厢:18个一等座席,16个餐车座席;4号中部车厢:45个二等座席,残疾人专用卫生间,列车长办公席,员工休息室;5号中部车厢:76个二等座席;6号整流器车厢:76个二等座席;7号变压器车厢:72个二等座席,全静音区域;8号端部车厢:64个二等座席

欧洲之星E320是Velaro的第5款变种,于2015年作为国际列车开行,开行10列。(欧洲高速国际列车还有TGV TMST,TGV Thalys和BR407)E320防火性能优异,设计时速为320km/h,可以搭载900名乘客从巴黎北站开往伦敦,最短运行时间为2小时。2013年9月,欧洲之星宣布计划自2016年12月起利用新的E320列车开办伦敦至阿姆斯特丹之间的服务:列车每日对开两班,并在中途停靠安特卫普、鹿特丹及史基浦机场等地。

E320 主厨Raymond Blanc为商务舱的乘客设计菜谱
E320
在英国肯辛顿花园展示的E320

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西门子和庞巴迪合作研发的ICE4(德铁编号BR412)是德铁第四代高速列车,这是德国300列高速列车替代计划的一部分。ICE4在2015年12月4日亮相,其最大轴重达到18吨。ICE4采用12辆编组时,车长346米,为6动6拖编组,牵引总功率为9900千瓦,最高速度为250km/h,总重740吨,座位数比ICE1多87个;采用7辆编组时,牵引总功率为4950千瓦,总重455吨,最高速度为230km/h。ICE4供电制式为交流15千伏/16.7赫兹,采用阿尔斯通的ETCS列控系统和德国标准的LZB和PZB列控系统。

ICE4目前可作为国际列车开行到使用ETCS的国家,比如瑞士。德铁计划用ICE4取代所有的ICE1和ICE2。

ICE4
ICE4
ICE4

德国还研发了两种可以在既有线上开行的摆式动车组ICET和ICETD。德国借鉴了VT610型菲亚特技术的内燃摆式动车组和西班牙Talgo的技术,在1997年开发了高速摆式动车组ICE T和高速内燃摆式动车组ICE TD 。前者的最高运营时速为230km/h,后者的最高运营时速为200km/h。ICET和ICETD一般在既有线开行,利用摆式功能,不需要减速就可以通过小半径弯道,但也开行在高速客运专线,比如柏林—慕尼黑高速铁路。

ICE T

未来展望:法兰克福—曼海姆客专,85km,设计时速为300km/h;哈瑙—格尔恩豪森客专,55km,设计时速为300km/h;乌尔姆—斯图加特客专,设计时速为250km/h。

【联队长说高铁6】德国高铁和德国高速列车的评论 (共 条)

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