德国铁路407型电力动车组(
德语:DB-Baureihe 407)是
德国铁路ICE列车家族中最新的
高速列车型号。它们在制造商西门子铁路系统内部被称为Velaro D(D代表
德国)。它是继西门子为
西班牙、
中国和
俄罗斯所设计的列车之后,第四款基于Velaro平台开发的变体。德国铁路将其编入
ICE-3车队,因此有时也会被称为“新ICE-3列车”。这些多电压制式
动车组将被运用在通行于德国、
法国和
比利时的
铁路运输。
招标与研发
招标与订购
在德铁长途运输根据自身的运营技术规格于内部进行了紧凑和具争议的辩论后,从而奠定了在2007年10月初提出新
动车组招标的基础。随后4家
欧洲的轨道车辆制造商提交了相应的书面材料,并在2007年底获得了完整的招标文件,这些根据
欧盟互操作性技术规范而兼容四电压制式的
动力分散式列车需要满足最高速度达320公里/小时的要求。在标书内对四系统列车(
德国、
法国、
比利时,以及可选配
瑞士)超过6,000项的个性化需求中,包括了须提供至少420个座席和最高负载达150%的座位容量。这些列车在出厂时便应具备德国、法国和比利时的适航证,之后还应当获得在
荷兰以及前往
伦敦的适航证。首列动车组的交付时间则应在自合同签订起的整3年后。
为了让招标真正具有竞争力,
联盟的形式被排除在外。根据
德国铁路的说明,TGV列车的型号也首次在德国获得了真正的机会。2008年3月18日,德国铁路根据不同的制造商划分为主要和次要的两种竞标者。然而最后进入谈判阶段的除了
西门子的8节编组Velaro动车组外,只有阿尔斯通根据TGV Duplex列车开发的双层TGV动车组(RGV 2N2)。德国铁路评价另外两家撤出的竞标者为“令人失望”。
2008年11月下旬,西门子被授予了合同。2008年12月17日,德国铁路原
CEO哈特穆特·梅多恩(
德语:Hartmut Mehdorn)以及西门子原CEO彼得·罗旭德在
柏林的铁路塔签订了15列八节编组的Velaro动车组的订购合同,总价值约4.95亿
欧元。全部15列动车组应在2012年完成交付,其中首列动车组应在2011年12月前交付。
2011年春季,德国铁路宣布加订一列动车组,以取代在2010年8月因事故而损坏的一组ICE-3M列车。该合同还包括一个可在两年内赎回的加订动车组选择权。至2014年1月,德国铁路又宣布动用这项选择权,并加订一列Velaro D列车。
研发
西门子基于其
Velaro平台设计了407型动车组,以用于更新
德国联邦铁路的城际列车。西门子将其打造为可跨国运行的高速列车,并希望以此来更新20年前开始服役的
ICE1与ICE2列车。与合作伙伴 Bombardier 一起,西门子提出了模块驱动概念即ICx。模块驱动概念是基于使用相同牵引技术的独立动力车,它实现了前所未有的灵活性。通过大量具有高冗余度的可靠系统保证了高的操作可用性。由于其基于ICE3设计,因此也被称为“新ICE3”。
生产与测试
Velaro D于2010年的柏林轨道交通技术展首次对公众亮相。这套车组包括一节端部车厢和两节中间车厢,其内部可以在媒体日进行参观。
2010年9月28日,在柏林轨道交通技术展中展出的车组被牵引至韦格贝格-韦登拉特试验中心,并在当地完成试运行。韦格贝格-韦登拉特试验中心于2011年1月中旬开始对首个完整编组的列车进行试运行。
2011年4月18日,首列动车组(702号)驶离韦登拉特。随后进行的是领取运行技术适航证的验证运行以及在德国境内的试运行。在其中一次试运行中,列车首次达到了320公里/小时的最高速度。至2013年5月,列车共完成了约25万公里的试运行。
有两节车厢组成的列车被负责气候研究的阿森纳铁路技术研究所由吊式运输车运至
维也纳,以测试对
机械和
电子设备在
湿度与
温度介乎于-25℃至45℃之间的工作情况。这些测试从2011年4月初持续至同年6月末。
2011年8月4日,一列动车组在
纽伦堡-慕尼黑高速铁路进行的试运行中,最高速度达到352公里/小时。2011年底,列车开始前往法国进行试运行。2012年6月4日,德国联邦铁路局对列车授予了在德国运营的适航证。一年半后,于2013年12月20日,联邦铁路局又对列车授予了在德国进行重联运营的适航证。翌日,编号为717号的动车组即执行由科隆中央车站开往法兰克福中央车站的ICE817次列车,完成了首次载客运行。与此同时,首批四组列车(711、713、715和717号)被交付至德国铁路。用作前往法国及比利时跨境运输的适航证也随之颁发。
交付与延误
据2011年4月的报道,德国铁路预计列车交付延误期长达一年半。原计划将有14组列车在2011年12月的运行图调整中投入使用,然而却只有3组列车可供选择。据2011年6月的媒体报道,多电压制式的动车组将由于供应商的交付困难而延期交付。因此首批三组用于德国国内运营的列车应该在2012年交付,首列可在德国境外运行的列车则应在2013年底面世,并持续交付至2015年底。在2011年4月的交付延期曝光后,制造商西门子也对此并不否认,它于同年6月确认了因供应问题而延误,但应该最多长达3个月。因此首列动车组将在2012年2月交付,2012年期间则应共有14组列车完成移交。
德国联邦交通部在2011年9月9日举行的一次会议后宣布,首批3组列车将在2012年春季交付。已订购的其余13组列车则应在2012年8月前交付。另有媒体则报道称,即便是前三组列车也不可能按计划在春季交付,其表示共有12组列车被允许在2012年8月前交付。
至2012年1月,有报道称德国铁路本应在2011年秋季便可接收至少10组列车。延误的原因是列车保护系统的供应商在授权方面存在问题。造成交付一再延误的原因还包括
制动、
空调和
餐车排水等问题 。在获得适航证的过程中,列车还进行了230项的技术调整,以适应技术法规发生的变化。
2012年5月中旬,西门子宣布在2012年12月的运行图调整中,将有至少8列新动车组可以用作德国国内的重联运行。继续延误的理由是技术性问题仍未解决以及新的许可证规定。当局还声称由于国际运营未能实现,这些动车组将首先用作加强德国铁路的车辆储备。至2012年9月末,德国铁路已不再将列车纳入2012年的冬季运行图运用计划;而根据西门子的日程表,首组列车也将延至2013年2月交付。经过与德国铁路及联邦铁路局进行的磋商后,西门子在2012年11月决定对列车
软件存在的缺陷进行全面的修订。西门子前CEO罗旭德表示,较为复杂的适航审批程序是造成交付延期的决定性因素。
至2013年5月,列车根据联邦铁路局的要求进行了2,900项变动。当局根据西门子复杂的设计而制订了高昂的验证开支。列车的商业运营仍然是不可预见的。西门子拟在当软件问题得到解决和制动系统进行外部审查后申请最终审批。自2013年8月1日起,西门子在
克雷费尔德的专家组连同德国铁路和联邦铁路局共同开启了联合审批程序。在同月内,软件问题得到了解决,并开始进行列车的重联试运行。根据德国铁路在2013年9月30日发表的声明,西门子承诺会在2014年4月前交付8组列车。在经过试运行后,它们应被纳入2014年的夏季运行图。首组列车将不再提供国际运行的适航证。
德国铁路在2013年11月上旬接收了713和717号动车组,并用于培训目的。在2013年
圣诞节前夕,联邦铁路局终于批准了列车在德国境内进行的重联运作。该许可证适用于已进行系列审批的动车组。2014年4月2日,西门子在柏林中央车站象征性的向德国铁路移交第8组列车,联邦交通部长亚历山大·多布林德特和德国铁路总裁顾儒伯均出席了仪式。
其余8组列车初期仍将由制造商西门子所保有,并用作在比利时及法国的试运行以及相关的适航运行。据媒体报道,将有9组列车会在德国境外进行试运行直至2016年,并自2016年12月的运行图调整中投入运营。这些列车都将用于跨境运输业务,其余8组列车也会在随后加装在境外运行的设备。
作为延期交付的结果,德国铁路要求赔偿损失,其中包括销售额下降、设备和人员以及新动车组的维护支出或调整,但这些是仍未确定的。因此,原本西门子计划用作自身用途的第17组列车也被作为交付延期的补偿移交德国铁路使用。根据德国铁路的说明,第17组列车的交付协议是在2014年1月中旬达成的。正式的拍板决定则是在2014年1月24日发布。额外的第17组列车预计用于抵扣约5,000万至6,000万欧元的赔偿。它被认为不足以用作全面的补偿。
内饰
西门子为拥有460个座席(包括111个一等席别及16个餐车席别)的八节编组407型动车组提供了与ICE-3列车相同的舒适性和更多的席位。这是通过将众多设备机柜进行重新布置和将隔间改造为开放车厢实现的。八节编组中的前三节车厢为纯一等车厢。以往的护婴室被一个“家庭多功能区”所取代,开放车厢的普通休息区则被替换为
婴儿车的储存空间。两个等级的车厢均设有不带
窗户的墙面空间。此外还有一些改变座席配置的设计方案,例如提供面对面布局的桌板也被应用至列车中。
整列动车组共由八节车厢组成:
中间车厢的长度为24,175毫米,端部车厢的长度为25,735毫米。
轴距为2,500毫米,每节车厢的
转向架间距为17,375毫米。
全长约为200米的列车也可进行重联运行或与ICE-3列车连接。相对于其前代车型的车顶,407型动车组的端部车厢端面被提高了40毫米。通过这种连续的高顶将可有效改善
空气动力学性能。它采用
受电弓、高压设备、空调和制动电阻对空气动力学进行调整,同时也可以抵销
微压波噪音。迄今沿用的
球形壳体则以平面窗户代替了拱形窗户。
在每端
驾驶室后方如今是以一个技术间取代了以往的乘客休息区,里面主要设有控制装置和自动列车保护装置的部件。驾驶室的操纵台与以往的ICE-3列车相比有了较大的改变,它分为7个操作模块。
列车在两侧均配备了10扇供旅客乘降的车门(每个整流器车厢各有2扇门,其余车厢为1扇门),并且每扇门均提供车载
轮椅升降机——这也是在德国铁路
高速列车中的首次应用。当车门处于开启状态时,列车的牵引力会被锁定。整列动车组共分布有11个
厕所——10个用于乘客以及1个用于员工。旅客信息通过架设于天花板上的狭长显示屏显示。车厢编号(于车厢连接处)以及座位编号均配备了盲文显示。座席均提供扶手。二等座席(开放车厢的同方向座席)的座位间距为915毫米,一等座席的座位间距则为1,010毫米。每组列车设有两个轮椅席位。静音区域则设于第二节及倒数第二节车厢。
技术
这些列车均根据欧盟互操作性技术规范而使用了铝制车体。当中包括了端部车厢头顶区域的全新铝制外壳设计,并引入了有利于碰撞保护的模块。原先垂直的舱口盖被一个水平隔板所取代,推动
连接器前移的伸缩杆则被省略。
动力
列车设计的最高速度为320公里/小时(
交流电)和220公里/小时(
直流电)。已在其它Velaro列车中广泛应用的SF500型转向架经过修改后也被用于407型动车组。轮轴则进行了重新设计,并配备了走行装置的监测和诊断系统。除了
再生制动外,动车组还提供
涡流制动和带有
盘式制动器的
空气制动。每列动车组由1号、3号、6号和8号车厢提供动力。牵引力及牵引力性能均按高达40‰的坡度设计。
供电系统
407型动车组能够在四种不同制式的
电气化铁路中运行(15/25千伏交流电,1.5/3千伏直流电)。其所提供的
牵引力性能在交流电制式下为每半车8兆瓦,在直流电下为4.2兆瓦。最大的反馈电流8.8兆瓦。用于15千伏和25千伏的两个交流电集电器被设置在2号及7号变压器车厢。在交流电模式中,两台
主变压器会分别将电流输送至
整流器,再通过两个彼此独立的分支输送至两台
牵引电动机。在直流电模式中,电能会直接输送至
变流器的中间回路(
德语:Zwischenkreis)。强制
风冷的
异步电动机会通过
直流电压(
德语:Gleichspannung)中间回路向
水冷式的
IGBT整流器供电。
其他改进
相对于以往的ICE-3列车,407型动车组的车厢结构精简为两种基本形式(端部车厢及中间车厢)。采用独立控制技术的紧急装置允许列车在局部
火灾或故障的情况下继续运行。安全回路在现有ICE-3列车的基础上还增加了火灾报警回路,它通过地板底部的电子容器进行监测。以往用于乘务员的无线电话被取消,取而代之的是固定电话。407型动车组同时也是Velaro列车中首款在
车头灯中采用
LED技术的型号。
根据制造商的说明,该动车组在每个座席每百公里的能源消耗量相当于0.33升
汽油。