350km/h的双层动车组列车服务设施布局研究

李 璐，赵 鹏，宋文波，乔 珂

LI Lu，ZHAO Peng，SONG Wenbo，QIAO Ke

（北京交通大学 交通运输学院，北京 100044）

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

1 概述

随着我国高速铁路的网络化发展，高速铁路客运量呈逐年上升态势。既有的传统动车组列车以单层结构为主，采用8辆或16辆固定编组。当节假日、春运等出现短期客流高峰时，部分线路运输能力紧张，传统动车组列车很难满足客流增长的需要，因而部分运量较大的高速铁路线路运输效率亟待提高。目前，在既有开行方案不变的条件下，部分线路高峰时段运输能力紧张，具备了利用载客量大的列车来提高运输效率的客流条件[1]。结合国外高速铁路与原普速线路的经验，为提高旅客列车的载客能力，兼顾大运量条件下的运输效率，发展双层动车组列车已成为增大单列客车运输能力、满足人们日渐增长的高速铁路出行需求的途径[2]。

350 km/h双层动车组列车是指双层结构的新型动车组列车，具有载客量大的特征。国外双层动车组发展比较成熟的是法国TGV Duplex、日本E1和E4系列[3]。法国TGV Duplex载客量较同型普通动车组列车增加了53%[4]，日本E1系列双层动车组列车载客量较同等编组数量的E7系列普通动车组列车增加了35%[5]。我国目前研制的350 km/h双层动车组列车定员为1 584+1人，比长编组中国标准动车组列车(1 179人)增加了34%，比CRH 380AL型动车组列车增加了49% (1 066人)。定员数量的增加，可以使高速铁路线路在不改变既有列车开行方案情况下，大幅度提升线路的旅客输送能力，对于缓解部分线路能力紧张状况，提高高速铁路运营的经济性有重要意义。

我国设计的双层动车组列车采用16辆编组形式，8动8拖配置，其中1辆商务座头车(TC01)、6辆二等座动车(M04/05/07/10/12/13)、4辆受电弓拖车(TC03/06/11/14)、1辆残疾人车(ST08)、1辆餐车(ST09)、3辆一等座车(M02/M15/TC16)。350 km/h双层动车组列车编组模式如图1所示。

图1 350 km/h双层动车组列车编组模式Fig.1 Formation model of 350 km/h double-deck EMU trains

双层动车组列车技术性能与高速铁路技术标准和动车组列车制造规范兼容，但与普通动车组列车相比，该型双层动车组列车具有一定的特殊性，主要体现为以下方面。①外形尺寸与重量。为实现双层设计，该型列车的外形尺寸和重量均有所增长。高度从中国标准动车组列车的4 050 mm提高至4 500 mm，增加比例超过10%。该型列车起动时需克服的摩擦阻力及高速运行时需克服的空气阻力均会增长。客车高度增加将造成车体重心高度的上升，对列车运行的安全性和稳定性存在一定负面影响。②设施布局。双层动车组列车下层客室地板下缺乏布置电气及动力设备的空间条件，设备只能布置于车厢两端。同时，由于双层动车组列车必须在端部布置供旅客上下客室的楼梯，车厢之间的连接设备也会占据部分端部空间。③客室高度。双层动车组列车上下层客室高度设计均为1 980 mm，与普通动车组列车有200 mm以上差距。客室高度下降后，大多数靠窗座位旅客将无法直身站立。为缓解双层动车组列车客室高度不足问题给旅客带来的负面感受，法国TGV Duplex采取适当调大座椅间距、改变车厢内颜色、设置端部行李架等辅助措施，日本新干线E1和E4采取改变车厢内颜色、增大车窗面积等辅助措施，均对旅客的乘坐感受有一定改善作用。

2 350 km/h 双层动车组列车服务设施需求分析

目前我国双层动车组列车尚未投入市场，为了了解旅客对双层客车的选择偏好，对既有线上双层客车的旅客进行行为(RP)调查与意向(SP)调查，了解旅客对双层客车的基本看法、存在不足、补偿措施的选择倾向、对上下层车厢的喜好度、对双层动车组的选择意愿等问题。根据列车交路长度、线路条件、空间分布等方面因素，选择北京—承德K7711/7712次短途列车和大连—齐齐哈尔K1259/1260次长途列车的旅客和乘务人员作为调查样本进行4次列车调查，共获得有效问卷590份。

2.1 调查结果分析

（1）出行车次是否为双层客车对旅客选择影响不大。样本列车的旅客偏好选择双层客车，仅有少量旅客会因为双层客车存在的不足而更愿意选择其他普通客车，短、长途旅客的比例分别为17%和5%。

（2）旅客更偏好选择双层客车。根据旅客一年内乘车次数的不同将其划分为3类，分别为1次、2 ～ 4次和5次以上，关于乘车次数的旅客选择偏好情况如图2所示。可以看出北京—承德区间不同乘车次数的旅客选择双层客车的比例基本一致；大连—齐齐哈尔区间乘车次数2 ～ 4次与5次及以上的旅客选择偏好分布基本一致。说明部分旅客对双层车存在一定的选择偏好，且该选择行为具有持续性。

图2 关于乘车次数的旅客选择偏好情况Fig.2 Passengers’ choice preferences regarding ride times

（3）旅客更愿意乘坐上层座位。旅客对上下层车厢选择偏好情况如图3所示。北京—承德区间近60%的旅客因为视野开阔、光线明亮等原因更愿意选择上层座位，仅不到10%的旅客偏好下层席位。大连—齐齐哈尔区间半数旅客更愿意选择上层，而19%的旅客则偏好下层席位，相比北京—承德区间比例上升了近10%，此趟列车运行时晃动程度更大可能是影响因素之一。

图3 旅客对上下层车厢选择偏好情况Fig.3 Passengers’ choice preferences for the upper and lower floors

（4）车厢舒适性不足的问题亟待解决。旅客关注较多的是车厢内乘坐的舒适性，如车厢内空气质量问题，上下楼梯不便、车厢高度、车体不够平稳、行李架等服务设施不足、靠窗座位站立不便等问题，双层客车车厢舒适性问题的选择比例如表1所示。表1中显示空气质量问题关注度最高。同时，大连—齐齐哈尔区间对双层客车高度问题关注比例明显高于北京—承德区间，即车厢高度问题对旅客影响程度随着旅行时间的增长而提高。

表1 双层客车车厢舒适性问题的选择比例 %Tab.1 Selection ratio of double-deck passenger car comfort problem

（5）双层动车组列车未来市场较大。双层动车组列车乘车选择意愿比例如表2所示，当双层动车组列车采取如座位间距增加7 ～ 10 cm、座位宽度增加10 ～ 15 cm、票价下调10%等补偿措施后，90%以上旅客表明更愿意乘坐双层动车组列车。旅客对双层客车和双层动车组列车持开放和欢迎态度，采取上述补偿措施后，双层动车组列车具备较强的市场竞争力，有望获得较高的客座率水平。

表2 双层动车组列车乘车选择意愿比例 %Tab.2 Selection ratio of double-deck EMU trains preferences

2.2 服务设施需求分析

为减少国外双层动车组列车及国内双层客车服务设施存在的问题，结合双层动车组列车技术特点与普通动车组列车标准进行服务设施需求分析。

（1）列车空气质量及微环境。当动车组列车定员增加后，相应的通风系统、净化系统和空调系统均须增强。同时，由于部分设备布置在车厢端部，底层车厢平面与车轴距离较近，还需考虑如何防止噪音污染增大的问题[6]。

（2）客室高度及空间舒适度。双层动车组列车客室高度明显低于普通动车组列车，对旅客乘车舒适度有一定影响，尤其对长途旅客。另外，空气质量问题也与客室高度不足密切相关。由于密闭空间中人均占有面积的大小是拥挤感产生的首要因素，因而可从车厢内服务设施布置上考虑，适当扩大车厢内人均占有面积，还可以运用色彩因素来调节。

（3）上下楼梯。上下楼梯不便主要受以下因素的影响：楼梯陡峭且较狭窄，上下车时旅客往往需排队等待；携带行李旅客或残障人士、老年人等特殊旅客上下楼梯不便；旅客上下车时中间平台集聚人数较多、秩序比较混乱等。动车组列车楼梯设计上尚无独立标准，可参照《住宅设计规范GB50096—2011》[7]和《民用建筑设计通则GB50352—2005》。规范中对楼梯踏面宽度和高度的规定分别为260 mm×175 mm和300 mm×150 mm。双层动车组列车由于部分电器设备布置于端部，建议适当放宽楼梯标准，以260 mm×175 mm为最低参考值。

（4）乘务员和其他服务设施数量。由于双层客车乘务员数量与普通列车一致，客座率较高时其工作强度明显高于普通客车，易导致服务质量的下降，因而双层动车组列车乘务员配置时应考虑以普通动车组列车乘务员数量标准为基数同步增加。同时，卫生间水龙头和厕所数量、餐车和吧台面积等应考虑适度增加。

（5）补偿措施。当双层动车组列车和普通动车组列车混跑时，若双层动车组列车吸引了大部分客流，运营方可以适当减少普通动车组列车开行数量，整体上降低旅客人均运营成本，只有充分发挥双层动车组列车在运能和效率上的提高才能够更好地转化为运营收益。此外，双层动车组列车采用降价或提质措施后，部分普速铁路客流有可能向高速铁路转移，运营方可获取更多的增量收益。

3 350 km/h 双层动车组列车服务设施布局优化

结合法国和日本的经验，在确保列车运行平稳、空气流通良好的前提下，以旅客需求为主要出发点，对双层动车组列车服务设施布局提出建议。

3.1 车窗布置方式

增大车窗面积。日本东北新干线双层动车组列车结合上层车厢视野较开阔的特点，将旅游流列为客流增长点，适当增加车窗尺寸。大尺寸车窗可扩大旅客视野，减少车厢用钢量，有效提高车厢内明亮度，降低客室高度不足带来的负面感受。

3.2 车厢内饰色彩及照明布置方式

铁路车厢内部颜色及其搭配、照明灯位置、座椅样式等虽不能改变实际旅客占有面积或高度，但可以一定程度改善旅客的感受[8]。针对双层动车组存在的客室高度较低的问题，从装饰学角度看，车厢内客室的色彩应选用明度低的冷色，多用透明度强的材料，车门和车窗尺寸适当增大，窗帘和座椅垫等尽量采用竖长线条及纹理以体现空间感等；服务设施颜色要清新淡雅，座椅靠背高度可适当放低，宽度选用较小尺寸；照明灯光应尽量靠边布置，亮度也应适当增加，但仍以柔光为主。

3.3 行李架布置方式

双层动车组列车重心高，运行平稳性预计略低于普通动车组列车，因而行李架设计对安全性要求更高，尺寸宜采用普通动车组列车标准。行李架仅用于放置小件物品，大件行李应参照普通动车组搁置于端部大件行李搁架。端部大件行李搁架可考虑放置于中间层，既能提高中间层空间布局效率，也可减少携带大件行李旅客走行困难程度。

3.4 座椅布置方式

双层动车组列车二等座“2 + 3”布置不变情况下，增加座椅宽度技术上不可行。考虑增大旅客占有面积，建议双层动车组列车二等座的座椅间距可在中国标准动车组列车基础上适当增加50 ～ 70 mm，按16 ～ 19排座椅计算仅需减少1排座椅(5% ～ 6%)。将座椅间距增加作为卖点可有效提高双层动车组列车吸引力。动车组列车座椅靠背厚度一般在100 ～ 150 mm，若适当减少该厚度，前后空间将距离增大，因而建议将座椅靠背厚度适当减少。

3.5 一二等座比例及布置方式

动车组列车一、二等车比例数会根据线路及其覆盖区域客流特征情况分别设定。根据对双层客车客流市场结果的分析，是否为双层客车并非大多数旅客选择列车车次的主要依据，因而双层动车组列车一等座车比例至少可与普通动车组列车一等座车比例同比设置。从调查结果看，双层动车组列车上层车厢视野开阔但晃动程度略高于下层，下层车厢平稳性较高但视野较差，超过50%的旅客首选上层车厢，远超首选下层车厢的10%。高速铁路线路条件远高于普速铁路，上层车厢对旅客的吸引力明显强于下层，建议将一等座固定于上层车厢。一等座设于上层车厢不仅对提高服务水平有帮助，而且由于上层服务设施和旅客数量均小于下层，动车组列车的重心将有少量下降，对运行平稳性还会有一定促进作用；一等座位的相对均衡分布对均衡列车轴重也有一定帮助。

4 结束语

随着我国高速铁路迅速发展，高速铁路网络逐步完善，配套技术及设施设备愈加先进，客流不断增长，高速铁路运输组织面临新的挑战。350 km/h双层动车组列车的投入使用将有效缓解高速铁路线路运能紧张，同时为提高运输效率、增加高速铁路客运收益、优化高速铁路运营组织创造良好环境。基于旅客需求对双层动车组列车服务设施进行合理布局有助于提高运输供给质量、增强客运市场竞争力，在速度350 km/h双层动车组列车尚未投入使用期间，结合双层动车组列车特点，积极分析研究提出合理化双层动车组服务设施的布局建议，以充分发挥双层动车组列车扩能提效优势，加快推进铁路客运高质量发展。