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美国Acela特快与我国的CR400还有CRH380系列各有什么优缺点呢? 第1页

  

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TL;DR: Acela Express与我国的高速动车组是为了解决中美两国不同的铁路运输环境下不同的问题而设计的不同的产品。美国是在不改动现有的机辆模式的运营维护体系的前提下,给有潜力的特定既有线(东北走廊)配置一款小产量的且能尽可能缩短热点城市间旅行时间的高速列车产品以运营旗舰车次;而中国则是在拥有大规模高速铁路/客运专线的情况下,大批量配置为高速铁路的运营需求优化的列车(CR400xF, CR300xF, CRH380x等)以及既有线上的普速列车进行升级换代产品(CR200J)。这种需求的差异导致了题目中所提及的产品在设计上进行了不同的取舍。

Acela Express, Metropark, NJ, 2018

Acela Express (2000)是由阿尔斯通与庞巴迪合作,应美国国家铁路客运公司的要求,融合了TGV的动力车技术与庞巴迪为魁北克城 - 温莎准高速走廊设计的LRC摆式列车的主动摇摆机构、并为美国的使用环境进行了优化的高速动力集中式动车组列车。其动力系统大体借鉴了SNCF TGV-R (1993)的成熟技术,但根据东北走廊电气化工程的实际情况而进行了多制式供电改造,使其支持25kV 60Hz(波士顿 - 纽黑文)、12.5kV 60Hz(纽黑文 - 纽约)、12kV 25Hz(纽约 - 华盛顿)三种供电制式。

为了适应东北走廊的需求,Acela Express在TGV的基础上做出了如下改动:全面车体加固以提升列车在道口事故与相撞事故中的安全性、使用摆式车体以提升列车在既有线上通过弯道时车内乘客的舒适度。全面车体加固也导致了整车重量比起原本在高速列车中已经比较重的TGV-R更有所上升,因此其构造时速为266km/h(TGV-R的最高时速为320km/h)且最高营运时速为240km/h(仅限麻省与罗德岛境内的一小段线路,其他区间根据线路质量的不同最高速度在177km/h-213km/h之间,甚至更低)。

Acela Express的车底共计生产了20组(按2M6T一标准组计),并且在波士顿、纽约与华盛顿三处的美国国家铁路客运公司的客技所与其他普速机车车底一同接受整备与维护。笔者曾经与美国车迷朋友讨论过为什么不使用轴重更轻的动力分散式设计,得到的答复是使用动分设计意味着需要建立独立的维护整备体系,对于Acela Express这种小保有量的列车来说并不实惠。而使用摆式设计则也折射出了美国的无奈:因为美国现在的大环境下已经很难大兴土木修建客运专线来疏导客流,且即使客专修建成功也难以有足够的客流支持以回本甚至盈利,故选择了使用摆式列车来尽可能提升既有线上的行车速度,并打造小众的“旗舰服务”来争取部分高端商旅客户。毕竟,国家铁路客运公司可是一家需要往领英上打广告来拉客的铁路公司。

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而我国的铁路运营环境则与美国不同,对铁路装备的需求也不一样。

CRH380A (MTR), CR400AF-A, Guangzhou, 2019
CR400BF, Wuhan, 2017

我国的高速铁路系统与普速系统相对独立,且覆盖范围和规模远比美国要大。因此我国的高速铁路列车基本都采用了动力分散设计。动力分散设计下牵引系统的重量可以更均匀地被分配到所有的车厢上,从而避免单节动力车轴重过大,对无砟线路带来过大的压力。与此同时,动力分散式设计也能带来更均匀的加速和更好的启停性能。但是正如前文所述,动力分散式动车组需要一整套新的维护体系,而只有在保有量比较大的时候这么做才能带来足够的效益。因而对于以机辆模式为主的美国国家铁路客运公司来说,为仅仅20组担任旗舰交路的动车组专门构建一套体系所带来的收益是不及其投入的;但我国的高速铁路系统规模足够大,其规模效应使得动力分散式所带来的优势足以抵消新建一套维护体系所带来的成本。

CR400xF系列标准动车组与上一代CRH380x系列则更多是继承与换代的关系。而上一代高速动车组与当代高速动车组的对比,笔者认为 @Ihrer73 的一篇回答说的是比较中肯的:

总结一下:CRH380x系列都或多或少有「官方超频」的行为在里面,使得其如果完全按照标称的速度运营,寿命与运营成本都会受到影响。因此现阶段CRH380x系列的实际运营速度一般都在310km/h甚至更低。而CR400xF系列标准动车组则得益于更先进的子系统等带来的优势,可以保持350km/h运营时的经济性与寿命。

CR200J (Original), Beijing, 2018
CR200J (New), Wuhan, 2019

而CR200J型动力集中式动车组则是在铁老大(甲方)长期忽视普速装备更新换代与研发投入的背景下,中车旗下部分机车车辆厂利用自筹的少量资源与成熟技术在短时间内打造出的一款比起旧有的普速机辆平台有一定提升(电空制动、集控、内饰、牵引技术)但是本质上依然属于过渡的产品。其技术基础主要是基于盛光祖时代末期(原文为跨越,经查证为笔者记忆出现了偏差)立项的HXD1G与HXD3G机车项目与已有的25T客车平台。

HXD1G, Wuhan, 2017

CR200J采用动力集中设计的原因除了快速复用已有技术以外,也考虑到了既有的普速维护整备体系是为机辆设计的,而将其推倒重来的成本太高。采用动力集中式动车组的设计能在不对既有体系大改的情况下,得到一部分动车组的优势(如更快地换向以减轻部分枢纽的压力等)。

NDJ3, Beijing, 2018

而仅被用于北京市郊铁路S2线与S5线的NDJ3型动车组列车,则也是基于类似的考虑(只不过复用的是DF11G的技术)且保有量过小,故同样采用了动力集中的设计以求能更好地整合到既有的机辆体系中并适应市郊铁路的运营需求和老京张线的线路特点(人字型线路)。

Kawasaki M8 (Metro-North), New Rochelle, 2018

说句题外话:美国人并非不知道动力分散式动车组的好,只是不是所有的铁路公司都有能力构建一整套为动力分散式动车组而准备的后勤体系。至于有能力的,比如运营长岛铁路和大都会北方铁路的纽约大都会运输署,还是很乐意大量采购和部署动力分散式动车组列车的。




  

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