350km/h的雙層動車組列車服務(wù)設(shè)施布局研究

李 璐，趙 鵬，宋文波，喬 珂

LI Lu，ZHAO Peng，SONG Wenbo，QIAO Ke

（北京交通大學(xué) 交通運輸學(xué)院，北京 100044）

(School of Traffic and Transportation， Beijing Jiaotong University， Beijing 100044， China)

1 概述

隨著我國高速鐵路的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，高速鐵路客運量呈逐年上升態(tài)勢。既有的傳統(tǒng)動車組列車以單層結(jié)構(gòu)為主，采用8輛或16輛固定編組。當(dāng)節(jié)假日、春運等出現(xiàn)短期客流高峰時，部分線路運輸能力緊張，傳統(tǒng)動車組列車很難滿足客流增長的需要，因而部分運量較大的高速鐵路線路運輸效率亟待提高。目前，在既有開行方案不變的條件下，部分線路高峰時段運輸能力緊張，具備了利用載客量大的列車來提高運輸效率的客流條件[1]。結(jié)合國外高速鐵路與原普速線路的經(jīng)驗，為提高旅客列車的載客能力，兼顧大運量條件下的運輸效率，發(fā)展雙層動車組列車已成為增大單列客車運輸能力、滿足人們?nèi)諠u增長的高速鐵路出行需求的途徑[2]。

350 km/h雙層動車組列車是指雙層結(jié)構(gòu)的新型動車組列車，具有載客量大的特征。國外雙層動車組發(fā)展比較成熟的是法國TGV Duplex、日本E1和E4系列[3]。法國TGV Duplex載客量較同型普通動車組列車增加了53%[4]，日本E1系列雙層動車組列車載客量較同等編組數(shù)量的E7系列普通動車組列車增加了35%[5]。我國目前研制的350 km/h雙層動車組列車定員為1 584+1人，比長編組中國標(biāo)準(zhǔn)動車組列車(1 179人)增加了34%，比CRH 380AL型動車組列車增加了49% (1 066人)。定員數(shù)量的增加，可以使高速鐵路線路在不改變既有列車開行方案情況下，大幅度提升線路的旅客輸送能力，對于緩解部分線路能力緊張狀況，提高高速鐵路運營的經(jīng)濟(jì)性有重要意義。

我國設(shè)計的雙層動車組列車采用16輛編組形式，8動8拖配置，其中1輛商務(wù)座頭車(TC01)、6輛二等座動車(M04/05/07/10/12/13)、4輛受電弓拖車(TC03/06/11/14)、1輛殘疾人車(ST08)、1輛餐車(ST09)、3輛一等座車(M02/M15/TC16)。350 km/h雙層動車組列車編組模式如圖1所示。

圖1 350 km/h雙層動車組列車編組模式Fig.1 Formation model of 350 km/h double-deck EMU trains

雙層動車組列車技術(shù)性能與高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和動車組列車制造規(guī)范兼容，但與普通動車組列車相比，該型雙層動車組列車具有一定的特殊性，主要體現(xiàn)為以下方面。①外形尺寸與重量。為實現(xiàn)雙層設(shè)計，該型列車的外形尺寸和重量均有所增長。高度從中國標(biāo)準(zhǔn)動車組列車的4 050 mm提高至4 500 mm，增加比例超過10%。該型列車起動時需克服的摩擦阻力及高速運行時需克服的空氣阻力均會增長?？蛙嚫叨仍黾訉⒃斐绍圀w重心高度的上升，對列車運行的安全性和穩(wěn)定性存在一定負(fù)面影響。②設(shè)施布局。雙層動車組列車下層客室地板下缺乏布置電氣及動力設(shè)備的空間條件，設(shè)備只能布置于車廂兩端。同時，由于雙層動車組列車必須在端部布置供旅客上下客室的樓梯，車廂之間的連接設(shè)備也會占據(jù)部分端部空間。③客室高度。雙層動車組列車上下層客室高度設(shè)計均為1 980 mm，與普通動車組列車有200 mm以上差距?？褪腋叨认陆岛?，大多數(shù)靠窗座位旅客將無法直身站立。為緩解雙層動車組列車客室高度不足問題給旅客帶來的負(fù)面感受，法國TGV Duplex采取適當(dāng)調(diào)大座椅間距、改變車廂內(nèi)顏色、設(shè)置端部行李架等輔助措施，日本新干線E1和E4采取改變車廂內(nèi)顏色、增大車窗面積等輔助措施，均對旅客的乘坐感受有一定改善作用。

2 350 km/h 雙層動車組列車服務(wù)設(shè)施需求分析

目前我國雙層動車組列車尚未投入市場，為了了解旅客對雙層客車的選擇偏好，對既有線上雙層客車的旅客進(jìn)行行為(RP)調(diào)查與意向(SP)調(diào)查，了解旅客對雙層客車的基本看法、存在不足、補償措施的選擇傾向、對上下層車廂的喜好度、對雙層動車組的選擇意愿等問題。根據(jù)列車交路長度、線路條件、空間分布等方面因素，選擇北京—承德K7711/7712次短途列車和大連—齊齊哈爾K1259/1260次長途列車的旅客和乘務(wù)人員作為調(diào)查樣本進(jìn)行4次列車調(diào)查，共獲得有效問卷590份。

2.1 調(diào)查結(jié)果分析

（1）出行車次是否為雙層客車對旅客選擇影響不大。樣本列車的旅客偏好選擇雙層客車，僅有少量旅客會因為雙層客車存在的不足而更愿意選擇其他普通客車，短、長途旅客的比例分別為17%和5%。

（2）旅客更偏好選擇雙層客車。根據(jù)旅客一年內(nèi)乘車次數(shù)的不同將其劃分為3類，分別為1次、2 ～ 4次和5次以上，關(guān)于乘車次數(shù)的旅客選擇偏好情況如圖2所示?？梢钥闯霰本械聟^(qū)間不同乘車次數(shù)的旅客選擇雙層客車的比例基本一致；大連—齊齊哈爾區(qū)間乘車次數(shù)2 ～ 4次與5次及以上的旅客選擇偏好分布基本一致。說明部分旅客對雙層車存在一定的選擇偏好，且該選擇行為具有持續(xù)性。

圖2 關(guān)于乘車次數(shù)的旅客選擇偏好情況Fig.2 Passengers’ choice preferences regarding ride times

（3）旅客更愿意乘坐上層座位。旅客對上下層車廂選擇偏好情況如圖3所示。北京—承德區(qū)間近60%的旅客因為視野開闊、光線明亮等原因更愿意選擇上層座位，僅不到10%的旅客偏好下層席位。大連—齊齊哈爾區(qū)間半數(shù)旅客更愿意選擇上層，而19%的旅客則偏好下層席位，相比北京—承德區(qū)間比例上升了近10%，此趟列車運行時晃動程度更大可能是影響因素之一。

圖3 旅客對上下層車廂選擇偏好情況Fig.3 Passengers’ choice preferences for the upper and lower floors

（4）車廂舒適性不足的問題亟待解決。旅客關(guān)注較多的是車廂內(nèi)乘坐的舒適性，如車廂內(nèi)空氣質(zhì)量問題，上下樓梯不便、車廂高度、車體不夠平穩(wěn)、行李架等服務(wù)設(shè)施不足、靠窗座位站立不便等問題，雙層客車車廂舒適性問題的選擇比例如表1所示。表1中顯示空氣質(zhì)量問題關(guān)注度最高。同時，大連—齊齊哈爾區(qū)間對雙層客車高度問題關(guān)注比例明顯高于北京—承德區(qū)間，即車廂高度問題對旅客影響程度隨著旅行時間的增長而提高。

表1 雙層客車車廂舒適性問題的選擇比例 %Tab.1 Selection ratio of double-deck passenger car comfort problem

（5）雙層動車組列車未來市場較大。雙層動車組列車乘車選擇意愿比例如表2所示，當(dāng)雙層動車組列車采取如座位間距增加7 ～ 10 cm、座位寬度增加10 ～ 15 cm、票價下調(diào)10%等補償措施后，90%以上旅客表明更愿意乘坐雙層動車組列車。旅客對雙層客車和雙層動車組列車持開放和歡迎態(tài)度，采取上述補償措施后，雙層動車組列車具備較強的市場競爭力，有望獲得較高的客座率水平。

表2 雙層動車組列車乘車選擇意愿比例 %Tab.2 Selection ratio of double-deck EMU trains preferences

2.2 服務(wù)設(shè)施需求分析

為減少國外雙層動車組列車及國內(nèi)雙層客車服務(wù)設(shè)施存在的問題，結(jié)合雙層動車組列車技術(shù)特點與普通動車組列車標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行服務(wù)設(shè)施需求分析。

（1）列車空氣質(zhì)量及微環(huán)境。當(dāng)動車組列車定員增加后，相應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)均須增強。同時，由于部分設(shè)備布置在車廂端部，底層車廂平面與車軸距離較近，還需考慮如何防止噪音污染增大的問題[6]。

（2）客室高度及空間舒適度。雙層動車組列車客室高度明顯低于普通動車組列車，對旅客乘車舒適度有一定影響，尤其對長途旅客。另外，空氣質(zhì)量問題也與客室高度不足密切相關(guān)。由于密閉空間中人均占有面積的大小是擁擠感產(chǎn)生的首要因素，因而可從車廂內(nèi)服務(wù)設(shè)施布置上考慮，適當(dāng)擴大車廂內(nèi)人均占有面積，還可以運用色彩因素來調(diào)節(jié)。

（3）上下樓梯。上下樓梯不便主要受以下因素的影響：樓梯陡峭且較狹窄，上下車時旅客往往需排隊等待；攜帶行李旅客或殘障人士、老年人等特殊旅客上下樓梯不便；旅客上下車時中間平臺集聚人數(shù)較多、秩序比較混亂等。動車組列車樓梯設(shè)計上尚無獨立標(biāo)準(zhǔn)，可參照《住宅設(shè)計規(guī)范GB50096—2011》[7]和《民用建筑設(shè)計通則GB50352—2005》。規(guī)范中對樓梯踏面寬度和高度的規(guī)定分別為260 mm×175 mm和300 mm×150 mm。雙層動車組列車由于部分電器設(shè)備布置于端部，建議適當(dāng)放寬樓梯標(biāo)準(zhǔn)，以260 mm×175 mm為最低參考值。

（4）乘務(wù)員和其他服務(wù)設(shè)施數(shù)量。由于雙層客車乘務(wù)員數(shù)量與普通列車一致，客座率較高時其工作強度明顯高于普通客車，易導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量的下降，因而雙層動車組列車乘務(wù)員配置時應(yīng)考慮以普通動車組列車乘務(wù)員數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)為基數(shù)同步增加。同時，衛(wèi)生間水龍頭和廁所數(shù)量、餐車和吧臺面積等應(yīng)考慮適度增加。

（5）補償措施。當(dāng)雙層動車組列車和普通動車組列車混跑時，若雙層動車組列車吸引了大部分客流，運營方可以適當(dāng)減少普通動車組列車開行數(shù)量，整體上降低旅客人均運營成本，只有充分發(fā)揮雙層動車組列車在運能和效率上的提高才能夠更好地轉(zhuǎn)化為運營收益。此外，雙層動車組列車采用降價或提質(zhì)措施后，部分普速鐵路客流有可能向高速鐵路轉(zhuǎn)移，運營方可獲取更多的增量收益。

3 350 km/h 雙層動車組列車服務(wù)設(shè)施布局優(yōu)化

結(jié)合法國和日本的經(jīng)驗，在確保列車運行平穩(wěn)、空氣流通良好的前提下，以旅客需求為主要出發(fā)點，對雙層動車組列車服務(wù)設(shè)施布局提出建議。

3.1 車窗布置方式

增大車窗面積。日本東北新干線雙層動車組列車結(jié)合上層車廂視野較開闊的特點，將旅游流列為客流增長點，適當(dāng)增加車窗尺寸。大尺寸車窗可擴大旅客視野，減少車廂用鋼量，有效提高車廂內(nèi)明亮度，降低客室高度不足帶來的負(fù)面感受。

3.2 車廂內(nèi)飾色彩及照明布置方式

鐵路車廂內(nèi)部顏色及其搭配、照明燈位置、座椅樣式等雖不能改變實際旅客占有面積或高度，但可以一定程度改善旅客的感受[8]。針對雙層動車組存在的客室高度較低的問題，從裝飾學(xué)角度看，車廂內(nèi)客室的色彩應(yīng)選用明度低的冷色，多用透明度強的材料，車門和車窗尺寸適當(dāng)增大，窗簾和座椅墊等盡量采用豎長線條及紋理以體現(xiàn)空間感等；服務(wù)設(shè)施顏色要清新淡雅，座椅靠背高度可適當(dāng)放低，寬度選用較小尺寸；照明燈光應(yīng)盡量靠邊布置，亮度也應(yīng)適當(dāng)增加，但仍以柔光為主。

3.3 行李架布置方式

雙層動車組列車重心高，運行平穩(wěn)性預(yù)計略低于普通動車組列車，因而行李架設(shè)計對安全性要求更高，尺寸宜采用普通動車組列車標(biāo)準(zhǔn)。行李架僅用于放置小件物品，大件行李應(yīng)參照普通動車組擱置于端部大件行李擱架。端部大件行李擱架可考慮放置于中間層，既能提高中間層空間布局效率，也可減少攜帶大件行李旅客走行困難程度。

3.4 座椅布置方式

雙層動車組列車二等座“2 + 3”布置不變情況下，增加座椅寬度技術(shù)上不可行?？紤]增大旅客占有面積，建議雙層動車組列車二等座的座椅間距可在中國標(biāo)準(zhǔn)動車組列車基礎(chǔ)上適當(dāng)增加50 ～ 70 mm，按16 ～ 19排座椅計算僅需減少1排座椅(5% ～ 6%)。將座椅間距增加作為賣點可有效提高雙層動車組列車吸引力。動車組列車座椅靠背厚度一般在100 ～ 150 mm，若適當(dāng)減少該厚度，前后空間將距離增大，因而建議將座椅靠背厚度適當(dāng)減少。

3.5 一二等座比例及布置方式

動車組列車一、二等車比例數(shù)會根據(jù)線路及其覆蓋區(qū)域客流特征情況分別設(shè)定。根據(jù)對雙層客車客流市場結(jié)果的分析，是否為雙層客車并非大多數(shù)旅客選擇列車車次的主要依據(jù)，因而雙層動車組列車一等座車比例至少可與普通動車組列車一等座車比例同比設(shè)置。從調(diào)查結(jié)果看，雙層動車組列車上層車廂視野開闊但晃動程度略高于下層，下層車廂平穩(wěn)性較高但視野較差，超過50%的旅客首選上層車廂，遠(yuǎn)超首選下層車廂的10%。高速鐵路線路條件遠(yuǎn)高于普速鐵路，上層車廂對旅客的吸引力明顯強于下層，建議將一等座固定于上層車廂。一等座設(shè)于上層車廂不僅對提高服務(wù)水平有幫助，而且由于上層服務(wù)設(shè)施和旅客數(shù)量均小于下層，動車組列車的重心將有少量下降，對運行平穩(wěn)性還會有一定促進(jìn)作用；一等座位的相對均衡分布對均衡列車軸重也有一定幫助。

4 結(jié)束語

隨著我國高速鐵路迅速發(fā)展，高速鐵路網(wǎng)絡(luò)逐步完善，配套技術(shù)及設(shè)施設(shè)備愈加先進(jìn)，客流不斷增長，高速鐵路運輸組織面臨新的挑戰(zhàn)。350 km/h雙層動車組列車的投入使用將有效緩解高速鐵路線路運能緊張，同時為提高運輸效率、增加高速鐵路客運收益、優(yōu)化高速鐵路運營組織創(chuàng)造良好環(huán)境?；诼每托枨髮﹄p層動車組列車服務(wù)設(shè)施進(jìn)行合理布局有助于提高運輸供給質(zhì)量、增強客運市場競爭力，在速度350 km/h雙層動車組列車尚未投入使用期間，結(jié)合雙層動車組列車特點，積極分析研究提出合理化雙層動車組服務(wù)設(shè)施的布局建議，以充分發(fā)揮雙層動車組列車擴能提效優(yōu)勢，加快推進(jìn)鐵路客運高質(zhì)量發(fā)展。