高速列车输出车型适应性及差异化设计

文/王玮 王喆（西南交通大学 建筑学院，西南交通大学 艺术与传播学院）

引言

针对高速列车输出车型设计，除了进行运行区域环境和功能需要适应性设计以外，还要考虑实施在产品的核心部分与技术输出国类同的情况下塑造不同的产品形象的形象差异化战略1于平. 国家文化形象建构的自觉、自信和自强[J].艺术百家，2011(5):32-35.。形象就是公众对产品和企业的看法和感受2王红梅. 标志设计的动态化与企业形象再塑造[J].艺术百家，2012(1):177-180.，除了塑造形象的一般策略：名称、颜色、标识、标语、环境、活动等外3林少雄. 国家形象的视觉呈现与传播策略:以中国国家形象片为例[J].艺术百家，2012(4):105-108.，高速列车外观常常是实施形象差异化的重要载体4张莹莹. 浅谈我国高速列车车头设计的自主创新[J].中国发明与专利，2011(8):30-31.。高速列车外观除了自然流露出的技术与逻辑推理逻辑，其在方圆、凹凸、明暗等造型要素的对比与协调中，在造型比例、尺度、细节之处都体现着设计的形式美感和速度感，成为高速、高效、精确等象征。通过巧妙地实施高速列车造型及内外装饰形象差异化设计策略，有利于高速铁路技术输入国家和地区培养本土信心，形成识别性差异，迅速建立起特立独行的品牌形象。

对国内外高速铁路列车输出车型适应性及差异化设计特点进行研究，有助于理解高速铁路列车外观设计的基本方法和理念，一方面可以为我国高速列车的外观自主设计提供参考，使列车外观设计工作更合理有效；另一方面可以探索高速列车外观设计理论，最终从设计思想、设计方法、设计过程等多层面完善我国列车工业设计理论体系。

一、高速列车谱系化及差异化设计趋势

1.1 日法德高速列车谱系化

高速列车系列车型设计是一个复杂的系统工程，自1964 年日本首次开行高速列车以来，经过了50 余年的发展，形成了以日本新干线N700 系与E5 系、法国TGV 和德国ICE 为代表的高速列车技术。日本、德国、法国拥有众多不同类型和功用的高速列车车型，俨然是一个个庞大的家族。其高速列车谱系化的推动主因一是适应各自国家地理、地质、气候条件复杂多变，二是适应客运需求层次丰富的需要。（1）日本新干线列车

新干线是日本的高速铁路客运专线系统，以“子弹列车”闻名。新干线于1964年10月1日，东京奥运前夕开始通车营运，第一条路线是连结东京与新大阪之间的东海道新干线。这条路线也是全世界第一条载客营运高速铁路系统。不同西方国家惯用的动力集中式车辆（由机车头牵引无动力的客车车厢），新干线采用动力分布式车辆，以提高加减速效率，并且减低重量与轨道负荷。其先后营运用列车包括：0系列车、100系列车、200系列车、300系列车、400系列车、500系列车、600系列车、700系列车、N700系列车、800系列车、E1系列车、E2系列车、E3系列车、E5系列车、E6系列车等，而日本最新型的新干线列车N700A于2013年投入运营。

（2）法国TGV列车

法国TGV高速列车，是由阿尔斯通公司和法国国家铁路公司设计建造并由后者负责运营的高速铁路系统。1981年，TGV在巴黎与里昂之间开通，如今已形成以巴黎为中心、辐射法国各城市及周边国家的铁路网络。2007年4月3日，TGV以574.8公里的时速创造了轮轨列车的最快纪录。同时，TGV也是世界上定期轮轨客运列车中平均速度最快的（TGV普通列车的商业运行速度可以达到320km/h）。法国第一代高速列车TGV-PSE，1981年投入运用。第二代高速列车TGV-A，1989年投入运用。法国TGV-R、TGV-TMST、TGV-2N（第三代，全双层）、TGV-PBKA高速列车，分别于1993年、1995年、1995年和1996年投入运用。法国第四代高速列车AGV，2007年投入运用。

（3）德国ICE列车

早在1980年代德国已经研究并开发ICE高速铁路系统及列车，其服务范围除涵盖德国境内各主要大城外，还跨越邻近国家行经多个城市。1985年首次试车，以317时速公里打破德国铁路记录，1988年创造了时速406.9公里的记录，在当时堪称世界第一。其主要车型包括：ICE-1列车、ICE-2列车、ICE-3列车、ICE-T／TD列车、ICE-T2列车、ICE-V列车、ICE-S列车等。

1.2 异质文化共生推动高速列车输出车型差异化设计

机械时代追求的是工业化社会，人们相信，由工业化、批量生产出来的零部件，通过规范化而形成标准，并经由批量生产制造出来的产品，能够超越文化上的差异得到普及，输出到全世界，因此而被称作“国际式”。实际上日德法代表高精尖技术的高速列车谱系化与机械时代的“匀质”、“普遍性”相比较已经不同，进入生命时代的高速列车所拥有的惊人“多样性”，其差异和对比极为鲜明。生命的多样性即是遗传基因的多样性，差异证明着生命的存在，而且，这种差异还创造了意义。具有多样性和可适应性的经济、技术，将是生命时代经济技术的发展方向。融合经济、技术的高速列车也存在着向多样性转化、应对的问题。

每个国家或民族都经历了漫长的发展历程，都拥有各自的不同文化。就像人们从来到人世间的时刻起，就开始拥有一种传统，生活在现代社会中，这种传统是不可见的，是铭刻在DNA上的1川田洋一. 佛教中所见的共生思想——对于其现代意义的探索[J].世界宗教研究，201(5):100-107.。国家和民族之间，应该承认各自的差异性，尽管有分歧，但是如何做到求同存异，如何在摩擦的基础上取得协调，如何在异质性中共生出创造性的文化等等，这一切都已成为当前世界性的主要议题2钱明. 东亚整合性思维与儒家共生思想研究[J].青岛科技大学学报，2010(4):21-28.。当前，地域文化的特质已被重新审视，国际社会中异质文化的机制标准也将互相冲突、互相影响，这种“新的国际性”也称为“国际文化主义”时代已经来临。

异质文化共生不是一件容易的事情，要不断地应用创新性的技术、艺术和现代材料去表现不可见的传统与精神，开拓新时期的新的抽象、象征之路3吴国强. 论共生美学观下的传承与创新[J].装饰，2006(3):112-113.4柳冠中. 共生美学观——对当代设计与艺术哲学的初探[J].装饰，2008(增刊):58-59.。而在高速列车输出车型适应性设计中除了前述满足客观环境和功能的需要，进口国家和地区的识别性差异也对相关设计提出了新的要求。不论是以日法德为代表的高速列车技术输出国，还是高速列车进口国家和地区，都要面临新的共同课题：包括传统与先进技术的共生，抽象性与象征性的共生，自主性与世界性的共生。承载文化内涵及审美心理的高速列车外观设计是一个全新的感性设计领域，设计转向文化及传统将是打造本民族品牌、形成设计风格行之有效的方法，而设计的成败最终取决于能否体现人们的审美心理及民族情怀，成为运行地域区间彰显文化内涵及精神风貌的流动风景线。此外，通过高速列车各种装饰设计能够在增加高速列车的附加价值的同时，打上本土文化烙印，增强人们的归属感、拥有感，有助于高速列车品牌的树立。

图1 台湾700T型列车外观及装饰设计

图2 俄罗斯Velaro Rus列车外观及装饰设计

二、日法德高速列车输出车型适应性及差异化设计

台湾700T型列车、俄罗斯Velaro RUS列车、意大利Italo列车和韩国KTX列车在引进自日本新干线700系列车、德国ICE-3列车和法国TGV-A、AGV列车时，其列车外观及装饰分别在适应运营环境的空气动力学外形设计、功能设计，以及形象差异化的象征设计等方面进行了高速列车再设计。

2.1 台湾高铁700T型列车

台湾高铁采用日本新干线系统作为总体基础，最高营运速度300 公里/小时，其700T型列车由日本JR东海和JR西日本所共同研发设计，是700系列车之后又一力作，也是日本新干线首次技术输出的成功代表，由日本川崎重工、日本车辆、日立制作所共同生产制造。台湾高速铁路700T型列车揉合了日本新干线700系和500系列车的设计优点和800系的数位ATC系统，并为适应台湾的地理环境、气候、法令规范、未来运营需求等，加入了一些特殊设计。由于台湾高铁在濁水溪以北的沿线隧道比较多，所以700T型列车的车头设计成尖锐状（见图1a），以减低风阻和进入隧道时产生的气压波，而不是采用700系列车的鸭嘴状车（见图1b），另外车头两侧并无驾驶员专用门。700T型列车车头涂装是以代表台湾高铁的橙与黑的企业形象（见图1c，企业标识表现飞舞旗帜的悠扬线条同时也呈现了英文字母“T”的意象，代表许多蕴涵在台湾高铁的元素：运输-Transportation、科技-Technology)、在地-Tai wan、以及关怀-Touch）为基准，橙、黑两条线自车头穿叉交会后，平行延伸过洁白晶亮的车厢侧面，设计风格简洁利落，橙黑色系搭配融合与延伸线条不但醒目，更将在300公里的高速行进中突显出高速列车独有的速度感。

2.2 俄罗斯高铁Velaro列车

俄罗斯高铁Velaro列车来源于德国的ICE-3列车（见图2a），由于西门子公司在Velaro平台基础上制造的高速列车适合俄罗斯的环境，且Velaro平台被验证具有足够灵活性来适应俄罗斯铁路的要求，于是开发了Velaro Rus列车（见图2b，10辆编组；宽1520mm轨距的转向架设计；采用特种钢以满足-50℃温度下的机械强度要求；外部零部件采用特殊材料，列车地板下所有零件全密封；此外将牵引设备通风口改到顶部以防止被雪封住等）。俄罗斯Velaro Rus列车头部按窄形流线设计，可使得列车在高速运行下具有良好的气动性能。由于俄罗斯标准要求司机室配有2名司机（其中1名助理司机），设计最大限度地保留了空气动力优化后的头部外形，并允许司机站立操作控制台（见图2c）。此外列车车头外观色彩引入俄罗斯国旗主题颜色（见图2d），红蓝线条自车头平行延伸过车厢侧面，象征着俄罗斯国鸟“鹰”飞驰在天地间。

2.3 意大利高铁Italo列车

NTV公司目前是世界高铁巨头——法国阿尔斯通AGV自动高速列车（见图3a）的唯一客户，其最新定制的“伊塔洛-Italo”AGV自动高速列车（见图3b）比法国之前的TGV高速列车噪音更小，花费更低，空间也更宽敞。在意大利赛车文化中不得不提法拉利，它是世界上最闻名的赛车和运动跑车的生产厂家。法拉利汽车主要以红色为主，因而被人称它为红色的跃马或红魔法拉利（见图3c、3d）。由法拉利参与设计的Italo列车被誉为“全欧洲最前卫的列车”。Italo列车车头呈低流线型，深红色的车身光洁亮丽，金边金角更显尊贵，车体比法国传统高速列车TGV还要宽大，简直就是法拉利赛车的翻版。意大利高速铁路Italo列车外观设计表达了NTV公司提供快速行车体验和奢华服务的承诺。NTV 已经订制了25列Italo列车，总值达15亿欧元（包括30年的维护费）。NTV计划每天开出51列次Italo列车，将从北到南连接意大利的都灵和萨勒诺，途经米兰、罗马、那不勒斯和威尼斯，每年的总里程可达1230万公里。车速每小时达300公里，是意大利铁路允许的最高时速。

图3 意大利Italo列车外观及装饰设计

2.4 韩国高铁KTX列车

韩国原本在高速铁路领域技术薄弱，技术难题一直是建设高铁的一大障碍。1993年9月，法国阿尔斯通中标韩国高铁项目，采用法国TGV高速轮轨技术。

韩国KTX-I列车虽然采用法国TGV-A列车，但对车头进行了重新设计。根据高速列车空气动力学，从气动阻力与系统外形参数之间的关系来看，在无横风、头部长度一定时，头车阻力，以椭球形为最小，扁宽形为最大；列车流线型长度越长，越有利于降低列车气动阻力。从列车头型对隧道微气压波的影响来看，前端呈钝圆的抛物线头型更有利于降低微气压波，并且头型相对较长更有利于降低隧道微气压波。从横风环境下头型对气动性能影响看，长头、细长、低车底头型对横风环境下的综合气动性能最佳。而从外形对列车交会气动性能影响看，列车头型越长，有利于降低列车交会压力波，但交会压力波以扁宽形为最小，椭球形为最大1田红旗. 列车空气动力学[M].中国铁道出版社，2007.。从图4可见，法国TGV-A列车车头为扁宽形（见图4a），而韩国KTX-I列车车头设计为扁梭形（见图4b），细长且流线型更好，通过降低列车运行阻力，对于减少能耗与列车提速具有重要的意义。同时，车灯造型和涂装也随着车头型式而变化，增强了造型整体的协调性。

图4 韩国KTX列车头型设计

韩国KTX-Ⅱ列车头型设计以象思维为视角，进一步趋向子弹弹头造型（子弹弹头除对尺寸、精度有很高要求以外，还必须有完善的结构与外形，如流线型尖头弹对目标有良好的侵彻效果），除了考虑空气动力学外，综合表现现象学、符号学、语义学的方法，创造了一种“有意味的形式”（见图4c）。

上世纪90年代末，韩国提出了“文化立国”战略。在韩国KTX-Ⅱ高速列车装饰设计中，更加重视韩国本国的传统文化表现，在形成列车艺术设计语言、打造本土品牌2吴江，莫逸凭. 共生式产品整合设计研究[J].包装工程，2011,32(24):65-68.，利用历史文化塑造民族精神方面取得了成功。韩服是从古代演变到现代的韩民族的传统服装。韩服的线条兼具曲线与直线之美，尤其是女式韩服的短上衣和长裙上薄下厚，端庄闲雅。韩国KTX-Ⅱ列车的车辆外部涂装及内室座椅枕部装饰造型都融合了韩服型式特征。在建筑样式方面，木构架体系内韩国传统建筑与中国传统建筑具有亲缘性，但是韩国传统建筑从未放弃坚守其特有的建筑风格与艺术意向，韩国人虽然偏爱简洁的单色装饰，但是有时在装饰艺术上也极其华丽繁杂，如宫殿、神龛和寺院的木结构上的鲜艳的彩绘。这类建筑的隅撑系统中的檐、梁和天花板上几乎集一切想象得到的图案之大成。其中最常见的图案是菱花板，典型的菱花板花纹是曲折的斜条格构加菊花，斜条格构总是相连不断的菱形图案，每一个菱形内有一朵菊花。与菱花板相同的饶有趣味的斜条格构也常常作为装饰。简单的交叉或者回纹是最常见的花纹，但是宫殿式建筑和寺院的门上装饰的格子与花的图案往往错综复杂。这些本身并不是抽象性的装饰或纹样，经过设定的程序和造作，使其变形、片段化，再通过对抽象关系的重新组合，应用于车辆外部涂装纹样及内室软装饰纹样（见图5），在历史性的象征表现中，传统精神经过浓缩取得了不一样的效果。

三、我国高速列车输出面临挑战和机遇

3.1 我国动车组系列车型

2004年起，我国根据“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的总体要求，分别从加拿大庞巴迪、日本川崎重工、德国西门子、法国阿尔斯通等引进了时速200km/h及以上的CRH系列动力分散式电动车组技术并联合生产，于2007年1月开始在广深线、沪杭线、沪宁线等陆续投入运营，开创了中国铁路的高速时代。同时，瞄准世界高速铁路发展的最高峰，继续深入研究，不断刷新中国铁路的最高时速。目前已研制并生产出时速300km/h以上的具有自主知识产权的高速动车组，最高运营试验速度达487.3km/h。当前我国的CRH系列动车组覆盖了200km/h～380km/h的速度范围（见图6）。今后是否继续研发更高速度的动车组，将完全取决于“大交通”概念下出行方式的综合定位。

另外，在充分消化吸收国外动力分散式电动车组生产技术的基础上，2010年左右研制开发了160km/h的城际（市郊）动车组，经济适用性好，有效地弥补了200km/h以下动车组项目的空缺。

3.2 我国高速列车输出面临挑战

相比国外产品，中国高铁产品在成本上低30%左右，虽然日本、德国等少数国家在高铁技术方面处于世界领先水平，但是在性价比方面并不占优势1樊一江. 高铁“走出去”世界的召唤与中国的期待[J].世界知识，2010(23):14-22.。据公开数据估算，综合土建和车辆两个方面的成本，中国高铁造价只有国外造价的1/3至1/2。目前我国在国际铁路建设市场中开始承担（或已经完成）的高铁建设项目，包括委内瑞拉迪纳科-阿纳科高铁、土耳其安卡拉-伊斯坦布尔高铁、沙特阿拉伯麦加-麦地那高速铁路、摩洛哥国家铁路局南北高速铁路。相较于海外高铁工程建设领域的攻城拔寨，中国高速列车（高速动车组）出口尚未真正实现零的突破2樊一江. 从战略角度看我国高速铁路发展的重要意义[J].综合运输，2011(10):34-36.。中国10多年前引进德国西门子、法国阿尔斯通等成立合资公司，通过“市场换技术”的方式迅速研制出新一代高速铁路列车，研发成本确实较欧美国家便宜了不少，但这种“自主研发”并未得到普遍认可。中国的自主创新和当初的技术输出国在国际市场构成竞争关系3黄贤涛. 中国高铁“走出去”的知识产权机遇和挑战[J].中国发明与专利，2011(8):20-22.，如上述沙特麦加-麦地那高速铁路承包商Talgo SA公司与加拿大庞巴迪签署协议，后者将为该项目提供36列高速列车，合同价值3.67亿美元。

3.3 我国高速列车输出面临机遇

我国高速列车输出需要在掌握核心技术的基础上，突出设计“软实力”。尊重其他国家和地区的异质文化，在形成列车设计艺术语言、打造本土品牌的理念下，进行适应性设计和差异化设计，这是我国高速列车输出“设计兴国”战略的突破口。

（1）出口中低速城际动车组得到认可

图5 韩国KTX-Ⅱ列车装饰设计

我国动车组除了前面提到的高速列车（高速动车组）外，还有城际动车组。目前我国出口动车组基本为中低速城际动车组，其外观及装饰设计中，由于重视输入国家和地区的传统文化，在融合传统文化塑造民族精神方面也取得了一定的成功。如2011年中国南车株机公司出口马来西亚228辆动车组，该城际动车组最高时速140公里。马来西亚城际动车组荣获“2012中国创新设计红星奖金奖”，其车头造型运用仿生设计原理，取“马来虎“的神与形，形神兼备，生气勃勃，列车还充分融合马来西亚本土文化，大量采用圆弧顶、屏风、棕榈叶等文化元素，还有专门设计女士专用车，运营后深受马来西亚民众喜爱（见图7a、7b）。2012年中国南车南京浦镇车辆公司北非突尼斯动车组，设计时速为160公里，实际行驶速度120公里/小时内。突尼斯动车组采用流线造型，并根据突尼斯民族文化特点，采用了蓝白相间的外观颜色设计，整体造型既体现了现代美感，又体现了非洲民族特色（见图7c）。

图6 我国动车组系列车型

2013年11月7日，设计时速达350公里的首组广深港高速铁路香港段列车在南车青岛四方机车车辆股份有限公司下线。其在CRH380A高速动车组的技术平台基础上（见图8a），针对线路的运用条件、港铁的技术标准和管理要求进行了设计改进，融合了香港的文化元素，对列车内装外观进行了全新设计。该组列车车头两侧的明快橙色弧形纹，则象征着中国飞龙，寓意承传中华传统（见图8b）。车身银灰色，车身都有波浪形的红及白长纹标志，意味列车将为乘客提供温馨、畅快及舒适的崭新体验。该列车是香港特区首列高速动车组，虽然是我国首列非真正意义出口型高速动车组，但这标志着中国高铁“走出去”战略迈出了实质性的步伐。

图7 我国出口中低速城际动车组外观及装饰设计

四、结束语

随着我国高速铁路以令世界惊奇的“中国速度”迅速崛起，“中国高铁”品牌在世界范围的认知度也在飞速提升，越来越多的国家和地区开始关注我国高速铁路发展。中国高铁“走出去”，不仅是自身发展的需要，更能为世界铁路发展注入新的“血液”和活力，是推进世界铁路发展与进步、让更多国家和地区特别是发展中国家和地区在更短时间内享受到高速铁路优质服务的客观要求。

但是我国目前高速列车（高速动车组）尚未实现真正意义上的对外出口。根据我国《高速列车科技发展“十二五”专项规划》，中国高速列车技术在“十二五”期间，将逐步实现“谱系化、智能化、绿色化”的目标。规划明确提出，我国将研制供出口的高速列车系列车型。当前，不论是作为供应方代表高速列车技术的日、法、德，还是对于高速列车引入地区的需求方，都在不断研究符合各自国情（地情）的高速列车，同时也一直在探索高速列车输出车型适应性和差异化的相关设计理论与实践。借鉴国外高速列车输出车型相关设计的成功经验，在我国前期实践的基础上，加强对相关设计理念、方法和实践的探索，是包括我国设计师、相关部门共同关心和推动发展的切身责任。

图8 广深港高速铁路香港段列车外观及装饰设计