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西门子Velaro平台

来自交通百科
声明
以下资料均来自于https://www.hochgeschwindigkeitszuege.com/和维基百科,此处仅用于科普,切勿用于盈利目的,若原作者确认我们侵权,请联系我们删除
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西门子Velaro平台名称源自于西班牙语“velocidad alta”,意为“高速”,是西门子交通由ICE 3高速动车组进一步发展而来而来,并可根据不同国家设计不同的列车方案

前身

主条目:德国铁路403型电力动车组德国铁路406型电力动车组

已生产的Velaro平台变体

Velaro E

AVE Serie 103
RENFE-Baureihe 103
型号名
Velaro E
自编号
103
类型
高速电力动车组
轨距
1435 mm
动力分布
动力车:1、3、6、8车
拖车:2、4、7、9车
供电类型
架空线
供电制式
25kV/50Hz AC
营运公司
西班牙国铁
产地
德国、西班牙
制造商
西门子
生产日期
2001年7月30日订购
设计时速
350 km/h
最高运营时速
350 km/h
安全系统
LZB 80 E
ETCS L2
UIC轴式
Bo'Bo'+2'2'+Bo'Bo'+2'2'+2'2'+Bo'Bo'+2'2'+Bo'Bo'
牵引功率
8800 kW
牵引力
283 kN
编组
4M4T
长度
200 m
宽度
2950 mm
车钩类型
夏芬伯格式密接车钩
制动类型
空气制动
再生制动
储能弹簧制动
涡流制动
轴重
16 吨

西班牙国铁(RENFÉ)103型是西门子开发的Velaro平台的第一个变体,被称为Velaro E(E为西班牙语España的首字母,意为西班牙),RENFÉ赋予了其高速列车品牌“AVE”的头衔,并最高运营速度能达到350km/h

招标

因为巴塞罗那至马德里的新建线路即将开通,RENFÉ需要订购一批新的列车。经过国际招标后,2001年7月30日,RENFÉ决定订购两种不同的列车,即16列Talgo、ADtranz合产的Talgo 350列车和16列西门子的Velaro E列车

建造与交付

西门子计划在位于科尔内利亚(巴塞罗那附近)的公司生产基地完成 30% 的生产工作,同时将 20% 的工作任务交给RENFÉ,西门子还希望将更多的生产订单授予西班牙国内企业。通过参与此次招标,西门子已承诺将在西班牙完成 90% 的列车生产工作。尽管西门子计划在科尔内利亚的工厂生产牵引电机和变流器,但起初西班牙国内并没有足够的产能来生产这些列车。西班牙西门子公司的总裁曾向报价较低的阿尔斯通(Alstom)和卡法(CAF)公司提出,让它们承接部分列车的生产工作

2001 年的原始合同规定,列车的最终组装工作将由卡法和阿尔斯通在西班牙完成。但由于出现质量问题,外包出去的部分生产任务又被转回了西门子位于克雷菲尔德 - 于尔丁根(Krefeld-Uerdingen)和布拉格的生产基地。只有八节车厢类型中的两节(C4 和 C5 型)的最终组装以及静态调试工作是在西班牙瓦拉多利德的RENFÉ下属的 MIT 工厂完成的。2004 年 10 月,与卡法和阿尔斯通的合同被终止

2005 年 6 月 22 日,第一列列车交付给RENFÉ进行动态调试投入使用。同年夏天,首批两列列车在马德里附近的拉萨格拉(La Sagra)铁路运营工厂开始投入使用。同年 7 月 25 日,该列车在西门子位于克雷菲尔德 - 于尔丁根的工厂举行了正式的展示活动。2005 年 12 月初,大部分列车在马德里 - 塞维利亚新建铁路线的拉萨格拉(托莱多附近)至雷阿尔城(Ciudad Real)之间路段开始了线路测试。2006 年 8 月,试运行测试成功完成

在 2006 年的柏林国际轨道交通技术展览会(InnoTrans 2006)上,一列Velaro E的端部车厢和两节中间车厢进行了展出

2006 年 11 月,最后一列Velaro E1型列车交付给客户,2007年7月,第一列Velaro E2型列车交付给客户。原本这些列车应在2004年就交付。由于交付延迟,西门子公司支付了 1290 万欧元的违约金。后来该公司又表示愿意再支付810万欧元,根据一项协议,最高违约金金额提高到了4800万欧元(占订单总额的12%)。截至2007年6月列车投入运营时,26列动车中的18列已经交付。该订单包括14年的维护和技术服务,价值超过10亿欧元

技术设备

与ICE 3一样,AVE S-103型的牵引及辅助设备都安装在车厢底部。为了保证马德里和巴塞罗那之间的预期行程时间,牵引功率提升至8800kW,最高运营速度提高到350 km/h。据西门子称,Velaro E因此成为欧洲速度最快的量产列车。在时速350公里时,其外部噪音水平约为95dB(A),牵引电机与ICE 3的电机结构相同,然而,为了达到350km/h的最高速度,传动比进行了调整

除了每个轮对配有三个盘形制动器外,每一个动车转向架的牵引电机还配备了无磨损的发电制动装置,能够实现能量回馈。列车上有四节车厢额外安装了制动电阻。当无法向接触网系统回馈电能时,以及在紧急制动的情况下,这些制动电阻就会作为备用制动方式投入使用。即便不依赖接触网,也能实现7200kW的制动功率。

针对西班牙的气候条件 —— 从巴塞罗那炎热的地中海气候到部分线路处于海拔1200米可能出现的冷空气侵袭,列车对此进行了大量的改进。根据规格要求,列车必须能够在零下20摄氏度到零上50摄氏度的环境下正常运行,在45摄氏度时仍能保持全功率牵引,并能承受80摄氏度的高温。冷暖空调系统在很大程度上采用了冗余设计,在外部温度40摄氏度时,必须能够将车内温度保持在 25 摄氏度;每节车厢的制冷功率提升至37kW,制热功率提升至 27kW。制造商保证列车在外部温度50摄氏度时仍能正常运行;司机和乘客的空调循环系统完全分开。与ICE 3相比,空调系统的这些变化使得列车的电气系统也必须进行重大调整

列车的防火概念也得到了进一步完善:相关技术采用了冗余设计,即使发生全面火灾,也应能实现有限的应急运行。这列火车符合铁路互操作性技术规范(TSI)的要求

列车安装了ETCS Level2(用于马德里至巴塞罗那线路)、LZB 80 E(用于行驶在马德里至塞维利亚新建线路上)以及辅助列车安全系统(ASFA,作为备用系统)作为列车控制装置。除了在马德里和巴塞罗那之间使用的全球移动通信系统 - 铁路(GSM-R)外,还为行驶在通往塞维利亚的新建线路上安装了模拟列车无线电系统。LZB被集成到了列车信号传输模块(STM)中。基础的里程测量系统采用了雷达、轨道脉冲发生器,并且在使用线路列车控制系统运行时还会用到加速度传感器。每个驾驶室都配备了五个显示屏,其中包括一个用于控制列车控制系统的中央司机人机界面

列车记录

2006年7月16日,一列AVE S-103型列车在马德里 - 萨拉戈萨新建铁路线上达到了403.7km/h的最高速度。由于这是一列未经改装、非特制的量产列车,它不仅创造了西班牙铁路车辆的新速度纪录,而且成为了当时世界上速度最快的量产列车。据西门子项目负责人于尔根・莫德尔(Jürgen Model)称,如果司机把油门踩到底,列车速度本可以达到420km/h。不过,他并没有解释为什么没有达到这个速度[1]

Velaro CN

Velaro CN是西门子出售给中国的高速动车组系列名称,CN代表中国,也是Velaro平台首个采用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)变流系统的车型

CRH3C型动车组

CRH3C
CRH3C型电力动车组
中国铁路CRH3C型动车组
型号名
Velaro CN
类型
高速电力动车组
轨距
1435 mm
动力分布
动力车:1、3、6、8车
拖车:2、4、5、7车
供电类型
架空线
供电制式
25kV/50Hz AC
营运公司
中国铁路
产地
德国、中国
制造商
西门子
北车唐山轨道客车有限责任公司
生产日期
2007年
停产日期
2010年
服役日期
2008年8月1日
设计时速
350 km/h
最高运营时速
310 km/h
安全系统
CTCS L3
无人警惕
UIC轴式
Bo'Bo'+2'2'+Bo'Bo'+2'2'+2'2'+Bo'Bo'+2'2'+Bo'Bo'
牵引功率
8800 kW
电机型号
三相诱导交流牵引电动机
编组
4M4T
长度
201 m
宽度
3265 mm
车钩类型
夏芬伯格式密接车钩
轴重
17 吨

和谐号CRH3C型电力动车组,是原中国铁道部为营运新建的高速城际铁路及客运专线,向德国西门子交通集团和中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司订购的CRH系列高速动车组。中国铁道部将所有引进国外技术、联合设计生产的中国铁路高速(CRH)车辆均命名为“和谐号”

CRH3C分两批生产,第一批铁道部花费13亿欧元订购了60列,其中西门子份额为6.69亿欧元,车号从CRH3-001C至060C,其中02c与04c为德国原装整列进口,其余进口部分零件,并由唐山轨道客车生产组装其他列车;第二批次则有20列车,车号061C至080C。后来,车号统一更改为CRH3C-3001至3080

订购、建造与交付历史

2004年8月,铁道部展开为用于中国铁路第六次大提速、时速200公里级别的第一轮高速电力动车组技术引进招标,结果西门子公司因提出高昂的转让技术、车辆造价费用(原型车每列3.5亿元人民币,技术转让费3.9亿欧元)而无法在第一轮招标获得任何订单

2005年11月,中国铁道部与德国西门子在“以市场换技术”的原则下签订协议,西门子因而获得60列时速300公里的高速列车订单,总值6.69亿欧元(原型车每列2.5亿元人民币,技术转让费8000万欧元),最终定型为CRH3C。根据合同,西门子在德国本土制造首批两列CRH3C列车和一些重要部件;并向中方合作伙伴——北车集团唐山轨道客车、永济电机厂和铁道部研究院提供技术支持和技术转让,使中国具备相应的生产能力。唐山机车车辆厂将承担其余57列列车的生产,第一阶段国产率是30%,第二阶段将提高到 50%,最终将达到70%,并且全部列车均使用中国高铁品牌“CRH”

第一组进口列车在2007年12月12日在科勒非尔德举行了隆重的交接仪式,并于2007年12月底在德国不来梅装船付运,在2008年1月运抵天津,随后到北京环行铁道进行试验。

首组国产化列车的铝合金车体于2007年9月完成,唐山方面原本预计这组列车会于2008年3月31日正式出厂。惟国产化列车部分零部件未能如期运抵车厂,官方遂把正式下线时间延至4月11日

2008年6月24日上午9时13分,由唐山轨道客车制造的第一列国产化CRH3C(CRH3-001C)在京津城际铁路的试验中创下了394.3公里的最高时速,当天的试验中CRH3C仅用了5分钟左右,速度就提升至300km/h

随着京津城际铁路于2008年8月1日正式通车运营,CRH3C型动车组也于当日起投入运营,其商用运营时速达350Km/h,是当时世界日常运营时速最快的轮轨高速铁路之一

2009年9月28日,中国北车再获140列新一代动车组订单,其中20列为CRH3C型动车组,由唐山轨道客车制造

车辆特征

由于采用西门子Velaro平台直接引进,因此CRH3C型动车组外观设计与ICE3、AVE S-103型一致,仅车窗分布上因车内布局原因,故因此与两者有所区别。整车采用了大型中空型铝合金车体

该车涂装与同时期引进的高速列车一样,采用白色底色和蓝色线条搭配的车身涂装。其中前车车头和车侧车窗上方印有“和谐号”字样,以及在车侧后上印有“CRH”标识

另外,CRH3C型动车组的车头设有突出的车钩导向杆以及车灯旁边有栅形罩,这是其区别于后期登场的CRH380B型动车组最明显的特征

而CRH3C型内部与采用西门子Velaro平台的多款车型一样,车内采用木纹饰板、玻璃隔板及暖色照明等设计。列车设有一等座车(ZY)1辆、二等座车(ZE)5辆,二等/特等座车(ZET)一辆和带酒吧的二等座车(ZEC)一辆。其中特等座采用1+2方式布置,一等座采用2+2方式布置,二等座为2+3布置。除了带酒吧的二等座车外,其他车厢所有座位均能旋转。但由于座位安排不合理,二等座车约有一半的靠窗座会出现“面壁”情况,目前为单数靠窗座面壁

此外,列车前车端部的特等座车区域设有可切换透明和磨砂模式的玻璃隔板,可供乘客瞭望列车运行前方及后方。后期因安全原因,该玻璃隔板长期被设置为磨砂模式

衍生

以下内容未被证实是Velaro CN列车,但鉴于西门子官网里Velaro CN有长编16节[2],但CRH3C仅存在8节编组,故放此处介绍

CRH380B(G/J/L)型动车组
CRH380B系列动车组
中国铁路CRH380B系列动车组
型号名
Velaro CN
类型
高速电力动车组
轨距
1435 mm
动力分布
常规380B:
动力车:1/3/6/8车
拖车:2/4/5/7车
380BL:
动力车:1/3/6/8/9/11/14/16车
拖车:2/4/5/7/10/12/13/15车
供电类型
架空线
供电制式
25kV/50Hz AC
营运公司
中国铁路
产地
中国
制造商
北车唐山轨道客车有限责任公司
长春轨道客车股份有限公司
生产日期
380BL:2010年~2013年、2015年~2017年
380BG:2012年~2015年
380B:2013年~2016年
设计时速
380 km/h
最高运营时速
310 km/h
安全系统
CTCS L3
无人警惕
UIC轴式
Bo'Bo'+2'2'+Bo'Bo'+2'2'+2'2'+Bo'Bo'+2'2'+Bo'Bo'
2×(Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+ Bo’Bo’)(380BL)
牵引功率
9200 kW
18400 kW(380BL)
编组
4M4T
8M8T(380BL)
长度
200 m
400 m(380BL)
宽度
3265 mm
车钩类型
夏芬伯格式密接车钩

和谐号CRH380B型电力动车组(或称CRH3-380型),由中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司和中国北车集团长春轨道客车有限责任公司(长客)在原型为德国西门子ICE3的CRH3C型电力动车组基础上研发的CRH系列高速电力动车组,并以此为基础制造了时速400公里的CIT400B线路检测车

发展历程

中国科技部与铁道部于2008年2月26日提出研制符合京沪高铁运营需求的高速列车。其中,中国北车集团唐山轨道客车以CRH3型电力动车组为基础,研制新一代时速350公里级别高速动车组。2009年正式立项启动,当时研制项目名称为CRH3-350

2008年9月,CRH3-350型动车组开始前期研发阶段,同时提高了车辆的设计标准,设计最高时速由时速350公里提高至380公里,项目名称为CRH3-380。更改标准后,新一代动车组的产品设计工作于2009年1月27日正式启动

2009年3月16日,铁道部正式与中国北车集团旗下的唐山轨道客车公司和长客、以及铁道科学研究院签署了一系列采购合同,合作生产100列新一代高速电力动车组,为16节车厢的大编组座车,合同总金额达392亿元人民币。其中70列是由唐山轨道客车制造,其余30列则由长春轨道客车制造

由于此次签订合同的消息中中国官方并没有提到西门子的参与,以及媒体争论。经过一系列事件后,3月31日,西门子交通集团媒体发言人回应媒体时表示,已确认签署100列动车组的合约确,列车将主要在中国生产。根据西门子的消息,这些部件的生产任务将分别由西门子位于德国纽伦堡、克雷费尔德等地,以及奥地利和中国上海等工厂承担

2009年6月,铁道部向国内动车组制造企业招标采购共320列时速350公里的高速动车组,中国北车集团获得了100列动车组的订单,其中80列为新一代CRH3-380型动车组,包含40列16辆编组动车组和40列8辆编组动车组,由长客制造。2009年9月28日,铁道部、长客、北京铁路局于北京正式签订合同,总值235亿元人民币。这批动车组计划于2011年4月开始交付,全部80列动车组将于2012年6月完成交付

2010年5月27日,首列CRH3-380列车完成样车试制,并在吉林省长春市绿园区轨道交通装备制造产业园首次向外界展示

2010年9月,铁道部将70列由唐山轨道客车制造,110列由长客制造的CRH3-380型动车组定型为CRH380B系列,其中短编组动车为CRH380B,而长编组动车为CRH380BL,而长客的25列新头型长编组座车动车组后来则分配至CRH380C

自2014年7月1日起,所有CRH380动车组编号均作出了更改

车辆特征

不算上高速综合检测列车(CRH380BJ),380B系列共有三个大变体

CRH380BL

首批下线的380B系列动车组,由1辆商务车、4辆一等座车、10辆二等座车和1辆餐车组成,其中商务车28人,一等座186人,二等座791人,定员为1005人。曾在8M4T的编组下创下了487.3km/h的记录[3]

CRH380BG

高寒版380B型动车组,又分为非统型与统型,而统型是对列车的车型、定员、旅客服务设施、司机操作设施、列车的主要性能进行统一而设计出来的动车组设计

CRH380B

非高寒型动车组,虽然借鉴了CRH3C型动车组和CRH380BL高速动车组再优化设计,但由于编组一样并且列车外形及内部基本没有任何改变,因此可视为CRH3C的改进版本,然而CRH380B并没有CRH3C般外露的车钩导向杆,车灯旁也没有栅型罩,且车轮材质经过强化,解决了CRH3C车轮易磨损的问题

CRH380C型动车组
CRH380C(L)型电力动车组
中国铁路CRH380C(L)型电力动车组
型号名
Velaro CN
类型
高速电力动车组
轨距
1435 mm
动力分布
动力车:1/3/6/8/9/11/14/16车
拖车:2/4/5/7/10/12/13/15车
供电类型
架空线
供电制式
25kV/50Hz AC
营运公司
中国铁路
产地
中国
制造商
长春轨道客车股份有限公司
生产日期
2011年
停产日期
2013年
服役日期
2013年4月3日
设计时速
380 km/h
最高运营时速
310 km/h
安全系统
CTCS L3
无人警惕
UIC轴式
2×(Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+ Bo’Bo’)
牵引功率
19680 kW
编组
8M8T
长度
400 m
宽度
3265 mm

CRH380C是长客在CRH3C和CRH380BL的基础上研发的列车,值得注意的是,高速综合检测列车CRH380BJ-0301虽是以380B的车身为基础,但采用的是380C的头型

发展历程

主条目:CRH380B型“发展历程

列车特点

若不计入CRH380BJ-0301,则380C型只有长编组,即16编组的380CL,其牵引系统是基于日立技术的永济牵引系统。列车由2辆商务车、2辆一等座车、11辆二等座车和1辆餐车组成,定员为1015人

注意,CRH380CL-5601的头型与其余24列的头型有区别:除5601之外其余车型车头增加了的银色装饰板,车侧车窗范围的黑色涂装并非一体式而是分体式,实际上可以当5601作量产试制车

Velaro RUS

俄罗斯铁路ЭВС1(EWS1)型动车组
俄罗斯铁路ЭВС2(EWS2)型动车组
“Sapsan/сапсан”游隼号
型号名
Velaro RUS
类型
高速电力动车组
轨距
1520 mm
动力分布
动力车:1、3、8、10车
拖车:2、4、5、6、7、9车
供电类型
架空线
供电制式
ЭВС1:3kV DC
ЭВС2:3kV DC、25kV/50Hz AC
营运公司
俄罗斯铁路
制造商
西门子
生产日期
2007年
停产日期
2022年
设计时速
250 km/h
最高运营时速
250 km/h
安全系统
KLUB U
UIC轴式
Bo'Bo'+2'2'+Bo'Bo'+2'2'+2'2'+2'2'+2'2'+Bo'Bo'+2'2'+Bo'Bo'
牵引功率
8000 kW
牵引力
328 kN
编组
4M6T
长度
250 m
宽度
3265 mm
轴重
ЭВС1:17吨
ЭВС2:18吨

Sapsan(俄语сапсан,游隼)这一名称概括了俄罗斯铁路(RŽD)的ЭВС1(EWS1)和ЭВС2(EWS2)系列高速电力动车组。这些车辆由制造商西门子命名为Velaro RUS(RUS 代表俄罗斯)。这两个系列构成了基于 Velaro平台开发的高速列车第三代,这些列车源自德国的ICE 3。为了营销,它们被命名为 Sapsan。因为Sapsan运行在俄罗斯宽轨上,所以扩大了其车体,并使用特别的设计以适应当地的气候条件

首批八列ЭВС2型是双制式列车,适用于3kV DC和25kV/50Hz AC。自2009年12月起,它们就已投入到正常运营当中。接下来的ЭВС1型列车由八列十节编组的单制式动车组成,仅适用于3kV DC,于 2014 年开始投入运营

曲折的第一批列车订购

在订购前,RŽD就尝试过自研高速列车,但均以失败告终。2004年,RŽD开始与西门子进行合作谈判,后西门子、RŽD以及俄罗斯“新运输技术”企业集团 (NTT)签署了一项协议,共同开发和生产首批60列高速列车。在研发过程中,西门子和 “新运输技术” 公司将展开合作,并且生产工作将在很大程度上在俄罗斯境内进行。首列列车预计于 2007 年完工,整个订单的总价值约为15亿欧元。此外,还商定了可选择再订购90列列车的条款。各工作小组负责解决技术、组织和财务方面的问题

仅仅半年之后,RŽD的新负责人取消了西门子的大部分大订单,西门子不再需要为俄罗斯制造60列车,而只需生产6套列车设备,这是因为俄罗斯的铁路投资计划的变更,而修建一条时速300公里、连接莫斯科和圣彼得堡的新建铁路线的计划也被放弃了。2005年12月,RŽD做出了一些让步。西门子至少应先制造并交付八列(而非仅六列)十节编组的高速列车。但直到次年5月18日,相关合同才得以签署。订单价值约为6亿欧元,其中包括一份为期30年的列车维护服务合同。根据另一则消息,该合同价值应为9.26亿美元。事后有消息称2005年在汉诺威工业博览会上签署的只是一份价值4000万欧元的开发合同

首批列车的生产与测试

2007年,8列Velaro RUS在克雷菲尔德 - 于尔丁根开始生产,列车的首批车厢于2008年初在此进行组装。2008年9月23日,在柏林举办的国际轨道交通技术展览会(InnoTrans)上,官方展示了首列列车的前三节车厢。2008年11月13日,首列完整的多制式列车通过渡轮从吕根岛的萨斯尼茨 - 穆克兰港运往俄罗斯的乌斯季 - 卢加港。在此之前,列车需要从克雷菲尔德通过公路运输到吕根岛。只有在萨斯尼茨 - 穆克兰港(德国唯一一个拥有俄罗斯宽轨的渡轮港口),列车才能被移上轨道,并被分成两部分推上 “维尔纽斯” 号渡轮。所有后续列车也都是通过这条路线交付的,在四列多制式列车之后,又交付了四列单制式列车。2008 年 12 月 26 日,首列车在圣彼得堡的莫斯科火车站亮相。列车的投入使用前的调试和测试在圣彼得堡的车辆段、莫斯科和圣彼得堡之间的线路、位于施切尔宾卡的试验铁路环线以及位于别洛列琴斯克的高速试验线路上进行

2009年5月2日,一台列车创造了俄罗斯的速度纪录,在奥库洛沃卡(Okulowka)和姆辛斯基桥(Mstinski Most)之间,列车达到了281公里的时速。同年12月22日,首批订单的最后一台列车被运出,在此期间,Velaro RUS也获得了“游隼号”的品牌名称

再次订购

2011年12月中旬,RŽD与西门子公司签订了一份新合同,订单价值 6 亿欧元,其中包括一份为期30年的服务合同。交付工作于2014年1月开始,这些列车用于提升莫斯科至圣彼得堡线路的运力。从那时起,“游隼号”列车也开始采用双列重联的运行模式

2019年6月,RŽD在此下达了一份订单,要求再提供13列十节编组的动车,用于圣彼得堡至莫斯科的线路。算上30年的维护服务,该订单价值11亿欧元。西门子交通集团以及由西纳拉集团(Sinara Group)和西门子成立的合资企业乌拉尔机车公司(Ural Locomotives)承接了这份订单

但在2022年3月,由于俄乌战争,列车交付工作被迫停止。在此之前,已有 4 列动车交付,另外 5 列正在建造中。这些正在建造的动车随后完工并被储存起来。剩下的 4 列动车将不再建造

列车技术

由于俄罗斯极端的气候条件,Velaro RUS需要能在零下50摄氏度的情况下正常运行,这使得制造列车需要一种特殊的钢材,这种钢材即使在极寒温度下也不会变脆。这同样适用于橡胶和塑料部件。高速列车的底部必须进行改造,以防止冰雪堆积,因为冰雪堆积可能会造成损坏,甚至导致脱轨。所有安装在车厢底部的部件都必须完全密封

车顶设备方面也有改动。如果降下的受电弓被冻住,可以通过气动方式将其 “震松”。改进后的气流设计可防止吸入雪。车厢内部的宽度并没有比外部增加很多,因为必须安装额外的隔热层,以抵御外界的低温

Velaro D

德国铁路407型电力动车组
New ICE 3
型号名
Velaro D
自编号
DB BR 407
类型
高速电力动车组
轨距
1435 mm
动力分布
动力车:1、3、6、8车
拖车:2、4、5、7车
供电类型
架空线
供电制式
15kV/16.7Hz AC
25kV/50Hz AC
3kV DC
1.5kV DC
营运公司
德国铁路
制造商
西门子
生产日期
2010年
停产日期
2012年
设计时速
320 km/h
最高运营时速
320 km/h
安全系统
ETCS
PZB、LZB
TBL 1和2
KVB、TVM430
ATB
UIC轴式
Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’
牵引功率
8000 kW(AC)
4200 kW(DC)
牵引力
300 kN
编组
4M4T
长度
200.72 m
宽度
2924 mm
车钩类型
夏芬伯格式密接车钩
制动类型
空气制动
再生制动
储能弹簧制动
涡流制动
轴重
16 吨

407型动车组是为德国铁路(DB AG)开发的一款高速动车组,西门子将其归类到Velaro平台,并称之为“Velaro D”(D代表德国),是该平台的第四个产品。而DB AG将407型划分到ICE 3车队,并将其称为ICE 3(MS)或“New ICE 3”,虽然它们与由西门子和庞巴迪联合制造的ICE 3M列车非常相似,但由于西门子作为唯一制造商无法继承庞巴迪的专利,因此407型被视为一种全新的设计

407型计划在德国与法国之间运行,在经历多次交付延误后,该型列车于2013年底获得认证并交付,后在2015年夏季开始用于前往法国的线路并在法国内允许以320km/h的最高速度运行

订购与生产

随着欧洲的跨境铁路客运越来越自由化,铁路领域出现了开放的竞争局面,而DB AG希望利用这些新的自由政策,提供更多有利可图的国际直达线路。因此,DB AG在 2007年12月向各大铁路制造商发出了一份关于适合欧洲运行的多制式动车的招标书

在阿尔斯通和西门子中,DB AG最终选择了西门子。2008年12月17日,DB AG与西门子签订了价值近5亿欧元的共15台列车的合同,并最终定型为407型

获得订单后,407型于2009年在西门子的克雷菲尔德 - 于尔丁根工厂开始生产,后列车的一节头车和两节中间车厢在2010年举办的柏林InnoTrans上向公众展示。2011年1月中旬,西门子在其位于韦格贝格 - 维尔登拉特的测试中心里测试运行了完整的八编组407型

2011年,DB AG增订了一台407型,用以替换在2010年8月受损的一列406型

艰难的认证

德国联邦铁路局(EBA)于2012年6月批准了首列Velaro D在单列运行下的使用,并颁发了首个运营许可,从而可以开始试运行。此时,列车在2012/2013冬季运行图中投入使用似乎已近在咫尺。当时有消息称,从2012年11月23日起,将有8到10列列车获得批准,并允许两列407型重联运行

然而在11月,一个严重的制动系统问题突发,当列车司机发出制动指令时,重联列车延迟一秒后才开始制动。对于一列以250km/h行驶的ICE列车来说,这意味着比立即制动多出约70米的制动距离。这个问题仅在重联运行并且在特定情况下出现,具体来说,仅在列车换向行驶后进行试验性制动时才发生延迟,而其他情况中的紧急制动则可以正常执行

无论如何,西门子被迫对列车的控制技术进行重新调整,这也导致之前单列运行的临时许可失效。但到2012年12月,还有三列Velaro列车可供培训司机。仅在2012年最后一个季度,西门子就因这次ICE风波损失了1.16亿欧元

此外,在2012年秋季还发现了空调系统和制动系统方面的严重缺陷,导致EBA拒绝批准当时已完工的8列列车投入客运服务。DB AG于2012年10月31日中止了首次接收尝试,因为所交付的407型列车远未达到合同中规定的标准。其运行可靠性未能获得确认,相反,列车在许多基础功能上存在问题,例如车门与制动控制、LZB、乘客信息系统以及重联运行功能等

由于407型的运行许可审批已经拖延了数年,所有相关机构都变得不安,并且相互推卸责任。具体涉及到制造商西门子、DB AG、EBA以及政界[4]

在经过一系列波折后,终于在2013年12月23日,EBA批准了至少4列407型单编组或重联运行的许可,最终也拿到了前往法国的运行许可

外形技术特点

当人们首次见到Velaro D时,会立刻注意到它全新的车头造型。西门子从正在运行的Velaro列车上,系统地收集和分析有关空气动力学的经验,新的空气动力学措施在风洞中进行了测试,并在Velaro CN上进行了试验[5]。最终得到了端部车厢那种略显紧凑的造型。碰撞”领域的铁路互操作性技术规范(TSI)标准要求部件更易于制造,且明显更便于维修。车头的整流罩不再是从左右开口,而是改为上下分开。这种布置方式据说是更可靠的,因为这样就省去了伸出和锁定车钩的复杂机械结构。与此同时,零部件的更换成本也降低了。在连接两列列车时,夏芬伯格车钩不再需要像望远镜那样伸缩出来,也就是说,Velaro D的机械结构比其前代列车更为简单。此外,Velaro D车能够与先前的老ICE 3进行连接。值得注意的是,列车大部分区域都采用了连贯的高车顶设计。包括受电弓在内的车顶装置现在都完全包覆起来了,这同样改善了空气动力学性能。此外,这种设计还能减少列车驶入隧道时产生的微音爆,西门子也从老一代ICE 3中吸取教训,更换了新的车轴

在这列八节编组的动车中,所有的驱动部件分布安装在整列车厢的下方。不过,西门子公司特别强调,Velaro D由四个相同且独立的牵引单元组成。如果其中一个单元出现故障,将其关闭后,列车仍能以75%的功率继续行驶。电气系统也进行了全新的改进,在停电的情况下,列车无需牵引车就能在应急模式下行驶数分钟,并驶离危险路段

第17台Velaro D

除了交付给DB AG的16台列车,西门子还额外生产了一列Velaro D。与其他同型号不同的是,这列车配备的不再是原来的交流异步电机,而是更换了交流同步电机。这原本是西门子对DB AG延迟交货的补偿,但由于这列车采用了新型电机,需要新的培训,因此DB AG拒绝接收此型列车

Velaro (eurostar) e320[6]

欧洲之星e320型电力动车组
英国374型动车组
Eurostar e320
型号名
Velaro e320
类型
高速电力动车组
轨距
1435 mm
动力分布
动力车:1/3/6/8/9/11/14/16车
拖车:2/4/5/7/10/12/13/15车
供电类型
架空线
供电制式
25kV/50Hz AC
3kV DC
1.5kV DC
营运公司
欧洲之星
产地
德国
制造商
西门子
生产日期
2012年
停产日期
2017年
服役日期
2015年12月
设计时速
320 km/h(AC)
220 km/h(DC)
最高运营时速
320 km/h
安全系统
ETCS
KVB、TVM、RPS、MEMOR
TBL
ATB
UIC轴式
2×(Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+ Bo’Bo’)
牵引功率
16000 kW
编组
8M8T
长度
400 m
车钩类型
夏芬伯格式密接车钩
制动类型
空气制动
再生制动
储能弹簧制动
涡流制动
轴重
17 吨

Eurostar e320(西门子称其为Velaro e320)是“欧洲之星”旗下的一款高速动车组列车,并于2015年投入运营,列车支持25kV AC、3kV DC和1.5kV DC的供电系统,并预留了德国的15kV AC受流的受电弓

列车订购

2010年10月7日,欧星国际(Eurostar International)在伦敦宣布向西门子订购10列最高速度320km/h的高速动车组用于拓展车队,合同价值约7亿英镑,其中包括对1994年就投入使用的现有欧星列车的现代化改造

由于欧星是由法国、比利时和英国的铁路公司联盟,所以在欧星放弃阿尔斯通的列车,转而订购西门子Velaro列车之后,遭到法国国内强烈反对,其媒体称西门子的动力分散式列车在欧洲隧道公司(Eurotunnel)的隧道中行驶不够安全

随后阿尔斯通向法院申请驳回此次交易,称受到了歧视,遭到了不公平不透明的对待,因此,e320的合同签署被推迟。之后经过审理后,发现西门子的报价优于阿尔斯通的报价,阿尔斯通的报价有多处地方未经详细说明,西门子的列车也完全满足“Eurotunnel”的安全需求。[7]2010年12月3日,欧星与西门子正式签订e320合同

列车建造与测试

2011年,e320开始在西门子的克雷菲尔德 - 于尔丁根工厂进行生产;2013年3月,第一组列车在西门子的韦格贝格 - 维尔登拉特测试中心进行测试,随后列车先后运到比利时和法国境内测试,2014年11月13日,在欧星诞生二十周年前夕,e320在伦敦圣潘克拉斯站向公众展示

投入运营

e320原计划于2014年投入运营,但西门子低估订单的复杂性,列车遇到了不同国家的认证阻碍,以及先前的Velaro D的各种问题也成为了绊脚石。2015年末,e320开始投入运营[8]

Velaro TR

土耳其国铁HT80000型电力动车组
西门子Velaro平台
型号名
Velaro TR
类型
高速电力动车组
轨距
1435 mm
动力分布
动力车:1、3、6、8车
拖车:2、4、5、7车
供电类型
架空线
供电制式
25kV/50Hz AC
营运公司
土耳其国家铁路
制造商
西门子
生产日期
2013年第一批订单
停产日期
2021年
设计时速
300 km/h
最高运营时速
300 km/h
安全系统
ETCS
UIC轴式
Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’
牵引功率
8000 kW
编组
4M4T
长度
200 m
宽度
2924 mm
车钩类型
夏芬伯格式密接车钩
轴重
17 吨

土耳其国家铁路(TCDD)HT80000型动车组是其旗下的一款高速列车。该列车由西门子生产建造,其将其称为Velaro TR(TR指土耳其)

订购列车

2013年6月,西门子获得了TCDD的7台Velaro列车的订单合同,价值约2.85亿欧元,其中包括为列车提供七年的维护保养服务。这些列车将在安卡拉至伊斯坦布尔以及安卡拉至科尼亚的线路上投入使用

2015年2月,TCDD宣布向西门子额外订购10台列车,总价值约4亿欧元。此次订单经过了一些推迟,最终于2018年4月确认订单

2019年,TCDD再次向西门子订购列车

与Velaro D

2013年9月20日,一列Velaro D从韦格贝格 - 维尔登拉特测试中心出发前往土耳其。据悉,这台Velaro D就是原本西门子为补偿给DB AG的第17台列车,在被拒收后运往土耳其[9]

交付列车

首台交付的列车即为原先的Velaro D,仅经过约180天就运往土耳其,只有这台列车于2015年5月24日投入安卡拉至科尼亚之间的定期运营。其余六列编号为“6HST”的编组计划于2017年交付给土耳其国家铁路。这些列车从一开始就为土耳其的运营环境进行了专门调整,主要体现在重新设计的车厢内部和餐饮区域。6HST列车是专用于25千伏电压的单系统列车,除此之外,大多数技术特性与德国的Velaro D列车相同

所有Velaro高速列车都计划运行在埃斯基谢希尔–安卡拉–科尼亚这一路线上。自2023年4月26日起,HT80000系列列车将安卡拉至锡瓦斯间405公里的路程从10.5小时缩短到了仅2.5小时

乘坐体验

列车提供三种车厢等级:三个商务座隔间,每个隔间配有四个座椅,一等座设有 45 个座位,二等座则有 426 个座位。这型列车配备了优质的网络和视频点播服务,不仅给乘客提供音乐、电影和旅行信息,还可使用电子书、在线浏览器游戏、新闻滚动条以及网络电视等功能。头等座和商务座的座椅都嵌入了触摸屏。乘客可以通过无线网络,让自带的设备享用所有的服务内容,列车通过通用移动通信系统(UMTS)和卫星连接来进行数据传输。餐饮方面的标准也定得很高,热菜和冷盘都在餐车内准备,甚至乘客的个性化需求也能得到满足

Velaro MS

德国铁路408型电力动车组
ICE 3neo
型号名
Velaro MS
自编号
DB BR 408
类型
高速电力动车组
轨距
1435 mm
动力分布
动力车:1、3、6、8车
拖车:2、4、5、7车
供电类型
架空线
供电制式
15kV/16.7Hz AC
25kV/50Hz AC
3kV DC
1.5kV DC
营运公司
德国铁路
产地
德国
制造商
西门子
生产日期
2021年
服役日期
2022年12月
设计时速
320 km/h
最高运营时速
320 km/h
UIC轴式
Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+2’2’+Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’
牵引功率
8000 kW
编组
4M4T
长度
200 m
宽度
2924 mm
车钩类型
夏芬伯格式密接车钩

408型动车组是DB AG旗下的列车,属于ICE 3车队,并指定为ICE 3neo。西门子这款列车命名为Velaro MS

购买列车

2019年7月,DB AG计划购入90台多系统列车,这些列车长度在200m左右、最高速度至少达到320km/h,而且能与407型重联运行,后将于2022年12月用于德国、比利时和荷兰之间的运营。经过一系列调研和竞标后,西门子基于Velaro平台和已经投入运营的407型,提供了符合条件的列车概念,并于2020年7月获得30台列车的订单,总价值约10亿欧元[10]

2022年2月,DB AG增订了43台列车用于拓展其车队;2023年5月,DB AG又宣布增购17台列车,合计订单总数90台

2021年夏季,408型开始在西门子的克雷菲尔德 - 于尔丁根工厂生产

车厢内部布置

首批交付的16台列车采用了与ICE 4相似的布局,其带有可变色调的照明系统,重新设计的行李架比目前的ICE列车上的提供了更多的存储空间。列车配备了新型的升降平台,让坐轮椅的乘客能更轻松地登上列车,且每列408型都设有八个自行车停放位。其也额外增加了车门,有助于乘客快速上下车。包括二等座,所有座位上都配有平板电脑支架和电源插座,具有移动信号穿透性的车窗玻璃和目前ICE上所使用的中继器相比,信号接收更稳定。连贯一致的模块化设计使得在408型上能够快捷地更换有缺陷的部件,这也包括列车餐吧里的咖啡机和洗碗机

从第17台列车起,408型配备了全新的内部设计:新研发的座椅设计成了个人的私密空间,提供了更好的调节功能,从而带来更高的舒适度。一等座的座椅套采用温暖的灰色调,二等坐采用蓝色调,而列车餐车则使用酒红色。集成式的平板电脑支架或每个座椅靠背上的衣帽钩等提供了更多的功能

Velaro Egypt

西门子Velaro Egypt型动车组
西门子Velaro平台
型号名
Velaro Egypt
类型
高速电力动车组
轨距
1435 mm
供电类型
架空线
供电制式
25kV/50Hz AC
产地
德国
制造商
西门子
生产日期
2022年
停产日期
计划到2026年
设计时速
250 km/h
最高运营时速
230 km/h
牵引功率
8000 kW
长度
200 m

2021年9月1日,西门子宣布获得埃及的一份用于铁路建设的,价值约27亿欧元的订单。此后在2022年,西门子其联合企业合作伙伴奥拉沙姆建设公司(Orascom Construction)和阿拉伯建筑公司(The Arab Constructors),已与隶属于埃及交通部的埃及国家隧道管理局(National Authority for Tunnels,简称 NAT)签署了一份价值约81亿欧元的合同,其中就包括交付41列八编组的Velaro列车[11]。列车在2024年的InnoTrans上展出

技术特点[12]

Velaro Egypt根据埃及的沙漠地理环境,进行了相对应的定制

为了防沙抗腐蚀,列车外壳进行了16种涂料的初步测试,并根据沙尘颗粒大小和构成,安装了相对应的过滤系统,应用对应的空气动力学措施以及特殊的防护装置,并且底板完全密封

此型Velaro也进行了高温和太阳辐射的多个点位测试,结果表明在外部温度50摄氏度、太阳照射强度1050瓦的情况下,乘客车厢内部温度依旧能够稳定在25.6摄氏度

列车空调也进行了相对应的设计,其能从车顶吸入温度高达45°C的空气,经过冷却后送入乘客舱。同时,乘客舱排出的废气(大约22°C)被排放到列车底部区域,与外部环境空气混合,用于冷却底部组件

平台后继者——Velaro Novo[13]

Velaro Novo车厢

Velaro Novo是西门子为Velaro平台构想的继任者,计划将其具备低维护成本、低能耗、高可用性的特点,同时还提升了乘客的舒适度。西门子于2018年6月的InnoTrans上公布此车型,并对外宣称其已研发五年[14],而Velaro Novo的车厢则以“#seeitnovo”的名称连挂在ICE-S(德国铁路410.1型电力动车组)中进行测试[15]

数据对比[15]

Velaro Novo 280km/h Velaro Novo 320km/h Velaro Novo 360km/h Velaro AC-单系统
牵引功率 4700 kW 6600 kW 8000 kW 8000 kW
牵引力 230 kN 230 kN 275 kN 300 kN
再生制动功率 7200 kW 9900 kW 11800 kW 8200 kW
电阻制动功率 5600 kW 7000 kW 8400 kW -
长度 202 m 202 m 202 m 201 m
最高速度 280 km/h 320 km/h 360 km/h 320 km/h

此型Velaro均采用七节编组(存在长编14节——德语维基百科

美国先锋220(The American Pioneer 220/AP 220)

美国先锋220
The American Pioneer 220
西门子Velaro平台
型号名
Velaro Novo
类型
高速电力动车组
轨距
1435 mm
供电类型
架空线
营运公司
Brightline West
制造商
西门子
生产日期
预计2026年
设计时速
220 mph(355 km/h)
编组
7节

拉斯维加斯2024年5月1日,Brightline宣布西门子中标其计划的高速铁路项目,该项目将连接拉斯维加斯和南加利福尼亚,合同将包括制造和交付10台“美国先锋220”列车,根据要求在美国内建造,并在内华达州进行测试,以支持Brightline West计划于2028年启动运营的时间表。[16]若此项目顺利完成,其将会是北美第一条300 km/h以上级别的高速铁路

西门子宣传称此型列车经济效益好,行车中更安全,且相比于汽车出行更加环保;更加舒适的座椅和腿部空间、全新的设备、加长的车厢连接处和无障碍登车等,提高了乘车体验[17]

列车特点

  • 总成本降低:AP 220比前几代Velaro轻了约 15%,西门子将列车的重量减轻了 70 多吨。由于可以持续收集列车的状态数据,并且采用了新型外壳,维护工作量也有所减少。AP 220的状态还可以实时分析,根据其状态安排维护计划,从而避免因维护工作而导致的列车停运
  • 更智能的驱动理念:AP 220的动力转向架和牵引转向架采用了内进式轴承,确保列车运行更加平稳,减少磨损,并能更好地抵御冰雪和碎石的影响
  • 更好的气动设计:AP 220的外形改进包括对端部车厢空气动力学性能的优化。其更为流线型的头车显著降低了列车的空气阻力,再加上流线型的车厢连接处通道,这些改进有助于将能耗降低 10%,高压车顶设备和转向架也完全被包覆起来,进一步提升了空气动力学性能

外部链接

  1. Velaro - Ferrari auf Schienen - FOCUS online
  2. Velaro CN - 西门子交通全球 --- Velaro CN - Siemens Mobility Global
  3. CRH380BL京沪冲高487.3km/h_哔哩哔哩_bilibili
  4. “Das Zulassungsdebakel”篇章下的“Die Suche nach den Schuldigen”小节
  5. ICE 3(系列 407)——德国 Velaro D 高速列车 --- ICE 3 (Baureihe 407) – Velaro D Hochgeschwindigkeitszug in Deutschland第45个引证
  6. 欧洲之星 e320 - 速度列车在英国、法国、比利时和荷兰 --- Eurostar e320 – Velaro in England, Frankreich, Belgien und den Niederlanden
  7. Siemens: Züge für Eurotunnel sind sicher. 来源: Handelsblatt,2010年10月27日,第208期,第27页
  8. It's a knockout!,来自杂志《rail》,2018年1月24日
  9. HT80000:西门子为土耳其(TCDD)提供的 Velaro-TR --- HT80000: Velaro-TK von Siemens für die Türkei (TCDD)
  10. 德国美茵河畔法兰克福:高速列车,来自于:ted.europa.eu,文件 2019/S 186-453090。
  11. 西门子交通在埃及签署了长达 2000 公里的高速铁路系统合同 | 新闻 | 公司 | 西门子 --- Siemens Mobility schließt Vertrag über 2.000 km langes Hochgeschwindigkeitssystem in Ägypten ab | Press | Company | Siemens
  12. Velaro for Egypt – The Desert Groundbreaker - Siemens Mobility Global
  13. Velaro Novo——Siemens Search
  14. Velaro Novo: Der künftige ICE von Siemens
  15. 15.0 15.1 Velaro Novo - 西门子交通全球 --- Velaro Novo - Siemens Mobility Global
  16. Brightline West 选择西门子制造高速铁路列车套件 - 西门子交通美国 --- Brightline West Selects Siemens to Manufacture High Speed Rail Train Sets - Siemens Mobility US
  17. 美国先锋 220 - 美国高速铁路 - 西门子交通美国 --- American Pioneer 220 - High Speed Rail in America - Siemens Mobility US

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