异军突围高铁设计的“中国方案”

黄俊辉，中国中车股份有限公司副总工程师。2007年提出并主持CRH3型高寒动车组的研制。2009-2020年间提出自主搭建工业模块化通用高速动车组平台实现时速160-500公里和2辆至20编组及单层双层动车组同平台生产的方案，提出依中国国情创新设计9项旅客界面的方案并任总设计师;主持设计和研制出CRH3A型，3X样车、纵向卧铺动车组等，纵向卧铺动车组己在京沪线、京广沪昆线上运行，旅客评价极高。2018年获光华龙腾奖中国贡献奖金质奖章，所主导设计的工业化平台动车组获中国优秀工业设计大奖一金奖。2019年，所设计的纵向卧铺车获中国设计红星奖—一金奖。2019年，获TIA+佳杰出设计师奖。多次获中国铁道学会科学技术奖——特等奖。

黄俊辉总工表示，在相当长的一段时间内，轨道交通还是绝对主力。中国高铁运输的趋势，越往后越要强调它的可靠性、安全性、经济性。没有可靠性、安全性，就没有生命力;没有经济性就无法实现可持续发展。经济性的前提是安全性和可靠性，缺—不可。而解决目前高铁问题的关键是观念的更新，以及体制和机制的改革。体制机制的改革能够产生真正的市场机制，在市场机制下能不断提高高铁效益。“我们作为设计人员，从设计的角度，有机会，也有责任去推动产业的发展。国铁改革已经提出很多年，但机制和体制的创新与改革涉及太多层次和复杂的问题，困难大，需要循序渐进深入探索。”黄俊辉说。黄俊辉

《设计》：中国铁路面临着怎样的转型升级压力？

黄俊辉：在全球范围内，高铁是一个非常小众的行业，是轨道交通行业的一个分支。全世界有21个国家有高铁，按一列车8辆编组折算的话，全球共5000多列。哪怕是我们邻国日本，从1964年开行高铁至今已有56年，现有动车组数量也仅有700余列，规模无法航空相比。由于中国幅员辽阔、人口众多，高铁引入到中国来以后就发展成为一个大的行业。

高铁的快速发展，给国家经济注入了活力，也极大地方便了人们的出行。目前，中国高铁线路的建设及发展存在巨大的地区差异，例如京广线作为一条南北的大贯通干线，以它为界，京广线以东地区是天津、山东、浙江、江苏、福建等经济发达地区，以西地区面积广大，但是经济则相对落后;线路建设里程方面，东部地区大概占3 5%，西部地区占6506;线路使用率方面，东部地区使用率非常高，达到90% -95%，接近百分之百，有的地区都已经超过了原来设计的能力;反观西部地区，最初设计的时候预计三年之后达到50对，但如今5年过去了，才运行30多对。所以说，西部地区线路长，利用率低。此外，由于建设高铁连续多年的巨额投入，使铁路负债较高并且不断攀升，每年还本付息负担很重，依靠铁路客票收入的利润偿还非常困难。高铁的可持续发展面临着大幅提高效率和效益、降低成本、合理开行车次、提高西部路网利用率、满足东部运能需求等诸多要求。

应对这些要求的关键在于体制和机制的改革，在于动车组技术创新和运营管理的改革，也在于设计理念的融入，在于人们观念的更新。所以我们脚踏实地，从供给侧改革出发，提出并实践验证了高铁设计的“中国方案”。

《设计》：您曾提到，“中国高铁是通过引进实现了自主和创新，目前运行的3000多列动车组是在引进动车组原型基础上做了适应性改进，而不是创新性改进。”何为“适应性改进”？

黄俊辉：中国在最初引进高铁的时候，采取的是原型引进策略，这样做的好处是可以减少很多验证环节。因为高铁载客量庞大，一款新型号高铁问世，验证时间非常长，如果没有绝对把握的话，很难在短期之内转化为运输能力。在这样的背景下，基本保持原有的技术和车型不变就是一个最好的选择。但是高铁不同于客车和家用轿车，引入到中国以后，也需要在很多方面做适应性的改进。由于标准不同、信号系统不同、应用环境差异大，我们无法把德国、日本等他国产品直接拿过来用，都需要做适应性改进。在最初引进的时候，由于我方并不掌握核心技术，主要设计都由外国专家执行。经过几年运营之后，暴露出了旅客界面、牵引控制系统等多方面的问题。

一是中外高铁运行频次不同导致背后支持系统需求存在巨大差异。德国和日本的高铁列车，平均每列动车组每年运行里程为30万公里左右，而中国的动车组每年运行里程高达80万公里，引进的动车组原有的牵引控制、信息存储、信息处理系统等无法适应我国需要出现了很多问题，例如，动车组运营初期车辆频繁出现制动故障，中外双方针对这个新问题开展了一系列摸索和研究，最终找到故障原因，原来是车辆运行超过30万公里之后，制动系统的存储器出现命令溢出的问题。

二是中国还面临着特殊气候条件的问题。中国不同于欧洲和日本，有高寒地区、大风沙尘地区、高潮湿地区、南北温差大等特殊气象下所形成的特殊地理环境，针对这些特殊的气候条件也做了一些改进。例如，日本的高铁空调新风口在车底，如果设计不做改进，在我們的路上跑起来，新风口处就容易粘满灰尘，影响车内空气质量，日本因其是海洋性气候，空气湿润，高铁轨道非常干净，运行多年也不会出现中国面临的问题。为了实现高铁的适应性引进，我们针对每一个批次展开了研究和适应性改进。

三是在旅客界面方面也需要考虑中国国情。中国人口众多，人口密度大。与我们人口特征相仿的日本的高铁旅客界面，二等座车是2+3的设计，即一排座坐五个人，过道两侧分别是两个人和三个人坐在一起。而德国不同，他的二等座车旅客界面为2+2的设计，即一排座坐四个人，过道两侧分别设置2个座椅。如果我们的车厢也是2+2设计的话，定员就会减少很多，必然导致运营成本居高不下，所以我们采用了跟日本相同的2+3的设计。也就是说，从德国引进的高铁需要在旅客界面方面进行较大程度的适应性改进。

《设计》：在2019年的一次论坛上，您曾这样描述中车的设计，“我们的设计不仅是创新，更是为了保障安全、可靠、实用、经济的运行;不仅是创造，更是为了追求先进的、人性化的、合情合理的设计;不仅是发明，更是为了人们充分享受有风景、有尊严、舒适的旅行;不仅是发现，更是为了探索美好的技术境界的，自主自强的，为更好而努力！”足见高铁与通常的工业设计产品的不同，在如此高的科学技术含量面前，设计是如何与之相结合并体现其价值的？

黄俊辉：由于客流、运行里程以及自然环境等方面的差异，既有动车组采用的是适应性改进策略。但是，我们通过多年的运用经验总结，所考虑的还有更深层的东西。

一是高铁运行成本高。从动车保有量上来看，现在全世界动车组共计约5000多列，其中中国保有3000多列，占全世界动车组总数的60%以上;从运营里程来看，全世界高铁的运营里程大概4万多公里，而中国为3万多公里。从这两个因素来看，中国绝对是高铁大国。在这样的背景下，我们需要充分考虑高铁运行成本等经济性问题。

二是高铁票价较低，短期内难以提升，难以覆盖运营成本。目前没有人会说中国的高铁票价便宜，与国民收入相比，甚至可以说贵。如果我们的票价继续提升到德国和日本的水平，就会丧失高铁的经济性。例如，目前北京到上海的高铁二等座票价是553，一等座票价933，如果按照里程提升到德国和日本的票价水平，大概需要2000块钱，而这个价位经常可以买到北京到上海的飞机头等舱，高铁和动车就无法体现出其经济性。中国高铁一定要是大众化的，如果不能实现大众化，就没有存在的价值。从这个角度来说，现在票价应该说还算合理。但在目前这个票价的基础上想持续运营、摊薄成本是有困难的。

三是财政面临较大压力。中国国家铁路集团有限公司目前的负债超5.4万亿，剔除其他影响因素的前提下，每年需要偿还四千亿到六干亿的本息。例如，2018年我国高铁的客票收入是2200億，利润更是微乎其微，所以未来中国高铁的持续改进和增长，是无法完全通过客票收入维持的，这意味着我们的国家财政和地方财政会面临较大的负担。反观国外，日本高铁最初也是国家运营，从1964年一直运曹到1987年，但是由于债务负担过大，一度达到GDP的10%，运营非常困难，日本最终通过国铁民营的改革路径来缓解问题。目前日本铁路的主要收入来源是房地产以及第三产业，如果纯靠高铁客票收入也是支撑不了日本高铁的运营成本的。所以，我们可以通过工业设计，增加高铁的运营收入，帮助国家财政和地方财政减轻一部分负担和压力，这是我国高铁长期发展的一个源动力。那么，如何通过设计的改进确保高铁的持续向好运营呢？

目前我国引进的高铁车有两种配置方式，分别是8辆编组和16辆编组。在动车组运行时，每一节车厢都承担着整体中的一部分功能，仿佛人的五脏六腑一样被分配到各节车厢中，哪部分坏掉都会造成很大的困扰。哪怕是一块玻璃裂了，列车都无法运营：一个侧窗玻璃的维修需要2天，一个风挡玻璃维修需要1 5天。但是如果动力、制动或者信息控制等高技术性的系统出现问题，维修时间往往需要几个月甚至半年时间。设想—下，如果是16辆编组的高铁出现这样的技术性问题怎么力一所以，为了维持列车的持续高效运营，在非节假日期间，动车组检修维护的工作量非常大：我国动车组的保有量在3000多列，在线路上运营的仅有2000多列，剩余接近30%的动车组是作为维修中转备用的，占比非常大。因此，我们的列车存在前期投入高、利用率低、运营成本大等问题。那么为什么国外要如此设计高铁和动车呢？因为国外的保有量小，设计一种模式就可以保持不变。但我们的列车保有规模大，并形成了一个产业。按照规划，未来我国动车组会增加至5000列。5000多列列车的维护、维修和零部件更新等将塑造一个上千亿规模的产业市场。为确保这个大产业的发展，需要尽早、尽快实现标准化、集成化、规模化、工业平台化，才能够产生最大的效益。如果采用工业平台的概念，就不需要保留30%的运力做中转备用了;过去需要买3000列车，现在买2400就可以了，可以节省很多的固定资产投入。固定资产投入减少了，动车组的检修费用率可大幅下降40%左右，经济效益非常可观。

从设计的角度来讲，我们提出的可变编组的概念，第一是通过搭建动车组工业化平台实现更多的标准化，即实现接口的标准化，实现主要系统和主要零部件的单元化、集成化。通过标准化、模块化、单元化，可以实现列车的自由组合、生产和制造，也可以实现维修过程的快捷化。坏掉的零部件可以马上换掉，比如说头车坏了，或者是牵引、信号系统坏了，可以通过更换实现快速维修。此外，由于列车的速度等级不同、编组数量不同，通过工业平台也可以实现可变编组。比如说8辆编组的既有动车，是由4个动力车和4个无动力拖车组成的，拖车要替动力车背设备，所以编组的数量和动力配置是相对较固定的。但是在工业平台上.可以让动力车自身具备牵引和驱动功能，速度需求高的话可以多配动力车：要跑350公里/小时可以4动4拖，要跑250公里/小时可以2动6拖，要跑160公里/小时，就可以1动5拖。在可变编组的概念下，可以确保工厂的车辆定制化组合和高效生产，只要更新修正软件就可以了。由于动车零部件是集成化设计，未来有新技术诞生和应用就可以更换和升级集成部分。举个例子，为什么计算机行业发展这么快？因为计算机行业从一开始就实现了标准化。每个人都可以根据自身需求去攒机，要内存大一点或者速度快一点等都可以实现。如果没有标准化，大家五花八门，计算机行业发展就非常困难。现在它实现了标准化和高度集成之后，就可以确保实现市场最大化。这个概念就是动车组工业化平台的概念。

这样的设计解决方法非常适用于中国。东部地区客流大，需要把16编组的车加一辆变成17辆车，其实这样做是需要牺牲很多技术指标的。如果是可变编组的话，加到20辆都可以，只需要更新修正软件。动车组可变编组有巨大的市场需求，在经济发达、人口密度大的地区需要大编组的，尤其是长大干线，受制于列车时间间隔，同样是运行三趟车，大编组的动车组将降低线路使用费用，减少线路占用等问题，最终极大地降低运营成本，增加利润，减轻国家和地方的财政负担。

第二，这也是一个创新的概念。高铁每一个批次研究的周期非常长，一般来讲，在国外更新要10年的时间。我国从2006年开始动车组引进，到复兴号也花费了将近10年的时间进行实践，尤其是中间验证的时间非常长。如果用可变编组和工业平台的办法，很多已经验证过并且得到成熟应用的技术和模块无需验证，只需要去验证新的东西，升级潜力更大，应用范围更广，减少每一次升级的阻碍。批量生产之后很容易实现规模化、稳定性、可靠性、经济性。这就是创新，而非优化。也就是说，我们不仅仅是为了创新，实际是要解决问题，也是为更好而努力。

第三，可变编组的设计是提升中国高铁盈利能力的一条具有重大经济价值的路径。在可变编组的概念下实现动车的高度集成之后，就可以解放拖车，拖车可以用来安置大量旅客，就可以考虑把拖车改成雙层的以提高运能。现在的16辆编组，定员1100人，在可变编组概念下设计成双层车模式，定员最低可以提升至1500人到1600人，最大可以提高至2100人。同样的16辆编组，因为解放了拖车并设计成双层，动车组运能可以提升50%。这50%的运能并没有线路使用费、能耗，以及额外的服务投入，纯粹就是利润。这样的设计使运能提升了百分之四五十，也就是说，运行两列车可以实现运行三列车的载客量。在运行繁忙的线路上，与原先运行三列车相比，运行两列车获得的利润是原来三列车的几倍：我们假定客票收入的900玷是成本支出，利润是10%;在原有利润基础上多了50%，相当于利润增加400%-500%。因此可以说，工业平台的设计对解决中国高铁持续的亏损，促进行业进步，有着巨大的价值。

《设计》：中国高铁车厢的设计有怎样的国情特色？

黄俊辉：我们根据中国的国情和民情，设想了很多种方案来满足人民出行的需求。

一是要解决客流量大的干线的运力问题。中国单层列车旅客界面是2+3的模式，全世界基本上都是这样。而双层车在国外尤其在德国、法国城际间非常常见，法国TGV系列的时速高达360公里，运行效率极高。它这么高的速度，这么大的牵引力，如果每次乘客太少就会造成浪费，如果能多拉一些乘客，效益就会好很多。在线路繁忙地区面临运行能力不够、线路饱和的问题，无法加车，即使依然有旅客;如果再修一条轨道，将面临巨大的成本维护费用。所以，挖掘、提高高铁效率最好的办法就是改变设计，设计本身对高铁将产生直接价值。在一些车辆载客饱和、运营能力提升有限的干线和一些城际客流大、旅客通行量大的地方，应该采用双层车，既可以解决旅客运载能力不足的问题，又可以提升收入。

二是可以通过高铁旅游车的设计，深度助力西部经济开发。西部地区有400多个国家级景点，拥有壮丽的山川河流，但是由于交通不便，飞机、高铁和汽车较少，如果能够开通高铁旅游车连接这些国家级景点.将对西部地区经济发展产生带动作用。这样的高铁旅游车在设计的时候，不应该是高档的，而应该是通用型、大众化的，一个车定员500人左右。

根据住建部的数据，截至2016年底，我国城区人口100万以上的城市共有88个，超过几百万、上千万的城市也有很多，这些城市加起来不少于100个。我们假设这100多个城市一天发出去一列车，就有100列。环游一圈，8个景点，共计1万公里，需要一个星期。价格亲民的情况下，自然可以吸引很多人，更何况全世界人民都希望能乘着高铁欣赏中国的壮丽河山。为此我们开发了坐卧转换车，上铺下坐，能住能游，白天是座，晚上是铺，主要就是用来开发西部的旅游资源，我们设想称它为“中国万公里高铁游”。当它用于卧铺或者是旅游车的时候，是40个定员;如果把它变成座位的话，就变成80个定员，已经非常接近标准二等座。但是这车比二等座要舒服，因为是卡座，空间很宽敞，定员还是80。这车可以晚上卧铺去，白天坐着回来，车的利用率翻了一倍。过去是晚上卧铺去，停一天，第二天晚上回;现在是晚上卧铺去，白天坐回来，或者白天在当地几百公里范围坐短途运输，可以很大程度上提高运营效率。

中国有接近3亿的退休职工，他们有着强烈的旅游需求，新马泰等是他们的热门旅游目的地。如果我们开通这样的高铁旅游线路，能够吸引2亿到3亿的退休人员及外国游客到中国乘坐高铁旅游。如果一年能够有几千万人前去旅游，就是对西部经济发展最大的支持。我们知道西部地区生态脆弱，对西部最大的支持就是利用地缘资源，也就是山川大河等国家级景点，这是全球绝无仅有的自然资源。“中国万公里高铁游”是对西部长远发展的深远支持，设想一个100万人口的城市加上所辐射的县乡村，会达到几百万人口。我们按300万人口来算，一天有几百人出去旅游，万分之一的可能性，是完全有可能的。而且我们计划走一圈转8个景点，西部地区可能有几百个景点，一次是看不完的。所以我觉得这个设计是有潜力的。

上次我们把这个想法分享给几个有名的经济学家，他们非常认可，认为非常有价值，而且我们已经把这款车设计出来了。我们设计一节车厢40个定员，在车上大家可躺、可坐、可观风景，每一个空间都是独立的，价格亲民，可家庭出行。

三是可以通过高铁运能资源的设计和开发，加速快递、集装箱管理等第三产业发展。2018年，中国的快递业收入达到7000亿规模，通过铁路实现的仅有3亿左右，占比大概不到万分之五。如果开发高铁快递运输形式，将会对整个国家社会形态的改变产生巨大作用，提高中国经济社会的效率。就像刚才所说的，通过动车组工业化平台的设计可以把拖车解放出来，拖车也可以设计成双层，可以拉客，也可以拉货。我们可以把某一列车上的某一节、某两节的下层设计成快递货仓，不占用任何资源，没有能耗。我们可以改良餐车设计，餐车的上层，所有功能保留，而且比原来加强，适合长途运输，可以炒菜，可以给旅客提供更多的服务。底仓60立方米可以存放8吨货。如果能够有相配套的集装箱，如果能够对所有的集装箱进行监控，能够实现各种冷热链的功能，哪怕是集装箱本身都可以成为一个产业。试想，我们3000列动车组，一列车设计一节带货运底仓的车厢，就有3000节，一节车厢同时运送10个集装箱，那么我们总共需要3万个集装箱。我们至少需要20倍的周转量，也就是要有60万个小集装箱在中国大地上智能地周转着。我们将采用5G技术，随时获取运输货品的信息：什么物品，温度是多少，实时位置等，我们可以运输医疗的、科研的、工业的东西，热的冷的都可以运输。如果我们发车间隔是5分钟一趟，那么从上海订了货以后4小时就可以到北京。这一块没有能耗、没有占用任何铁路资源、没有线路使用费。我们的效率、速度甚至比航空要高很多，按航空的价钱去测算，一年收入可以达到2000亿。现在3000多列动车，每年客票收入也就2000多亿。我们只增加一个设计，就可以额外增加2000亿收入。如果再增加一部分短途运输的，可能又另外增加不止2000亿，这就是第三产业，就是这60万集装箱的管理，60万集装箱的运输，马上就盘活至少有3000亿到4000亿的第三产业市场。

《设计》：在保障运力和效益的前提下，如何提高乘坐的舒适度？

黄俊辉：卧铺车和VIP座的设计也可以让老百姓舒服，让国家有收入，服务于中国的经济社会发展。

一个是中国的幅员辽阔造就了中国人的铁路卧铺情节。过去一提到要出差，就会问是否是卧铺。因为过去火车慢，一走就需要20多个小时。今天高铁速度快，不需要这么长时间。但是中国高铁八纵八横，依然有很多地区间行程要超过5个小时。而且因为东部比较发达，西部、北部地区的人都希望往东部走，但是从很多西部、北部的地级市到东边的航班非常少，有些人能不去就会选择不去。但是火车的开通，将对飞机航运产生支撑作用，两者之间并非竞争关系。例如，从西部的某一个地级市到东部沿海，两天或者一天一架航班，大家能不去就不去了，因为不一定能买到回来的票，但是如果每天再有两趟火车，人们出行的概率就会增加。可以说，高铁的开行，可以极大地促进东西部的交流。

再比如说北京到上海。2006年，北京到上海的航班一天有31班，因为属于国内的短途，基本上都是波音737或者空客320级别的，只有100多个座位。高铁开通之后的第1年，民航系统非常紧张，怕客流流失，因为高铁票便宜且往返车次非常多。而实际上，从2011年开通高铁到现在已经9年时间，现在北京和上海之间直达的高铁从过去一天不到10对车次到现在的50对车次，飞机航班则从31个增加到67个，而且基本上都是787以及330系列的飞机。究其原因，是由于高铁的开通促进了北京和上海之间交流的紧密度，也促进了两地之间的通勤状态。所以我认为，高铁和飞机之间是相互支撑的关系，而且北京和上海之间的航线也是黄金线，高铁的黄金线也是京沪铁路，虽然只有1000多公里，但去年收入达到260亿，也就是说，京沪铁路里程占全国高铁线路总里程的1/25，但收入却占高铁总收入的1/8。

社会在进步，人们对卧铺的需求不同于以前。再比如，北京到广州距离2300公里，高鐵直达要9到11个小时，一直坐着会让人非常疲劳，所以白天购买从北京到广州直达客票的旅客不到5%，基本上都是中途上下，但是北京到广州每天晚上有5趟卧铺，基本上会满员。西部地区有上百个城市，大家都希望到北京、上海，如果一个百万人口的城市每天晚上能开通一个卧铺车的话，就更加方便。因为北京到广州坐飞机前后大概需要6个小时，坐高铁9个小时。但是高铁如果是晚上运行，旅客白天办完事，晚上就可以坐高铁卧铺返回，但是坐飞机无论如何都要在广州休息一晚，成本会提高，交流效率会降低。如果高铁卧铺可以确保每个人都有独立空间，而不是说这4个人一个包房，将会非常有意义。我们现在已经有3辆具有独立空间的高铁卧铺车在线路上运营，它是有发展前景的，而且我们做了很多调研，大家的认可度都非常高。

从经济效益来看，原来卧铺车是40个定员，现在60个定员，定员总列数增加了53%。这一辆车在42天的时间里边比别的列车多增加收入850万。所以说设计可以提升人们的生活品质、旅游的品质：过去三层铺40个定员，现在两层铺60个定员，每个人都是独立的，—方面让每一个人可以有一个自主的空间，另一方面定员增加50%，这意味着票价可以降30%，就可以增加高铁在长大线路上运行的可能。

二是可以通过优化VIP座和头车商务区的设计，提升运力、经济收入和旅客舒适度。我们在考虑提升旅客舒适度的同时，也一定要考虑票价是否在老百姓可承受区间。现在的VIP座定员是24人，一等座是50个定员，二等座是80个定员，VIP座的价格几乎接近二等座的3-4倍，而且资源占用非常大。我们要尊重市场需求，也要考虑到人民的需要，所以我们新设计的VIP座的座椅可以确保两人间距达到460毫米，达到公共场所两个人的社交距离要求的同时，定员增加到45人，接近一等座，但可以保持横躺的空间设计。这个设计的好处，一是可以降低票价，在淡季降价50%，可以吸引很多老百姓;二是定员增加87%，可以充分挖掘运能;三是旅客体验较原来舒服很多;四是可以确保在旺季票价恢复之后增加87%的收入，这个收入100%是利润。如果全国3000列动车组，每一列动车组都能挖掘出头等舱来，将会增加几百亿的收入，这几百亿也是纯利润。就这一项，比现在高铁2200亿收入的利润还要高。这个完全是可以做到的。

我们也在京沪线进行过调研，75%的乘客是商务目的，现在招标项目也多，投资项目又多，如果有4-8个人同行，有商务空间的话，路程上的5个小时就可以讨论问题、研究问题。现在高铁车上头等舱观光区有5个座，大家分着坐，也没有什么功能性，如果改成有VIP性质的商务空间，就会有人把他们包下来进行商务会谈。我们通过工业设计，将商务区的座椅进行多功能化，如果当VIP座，就可以是4个定员，每个人两把椅子，可正坐、可反坐、可躺着。运力紧张情况下可以做一等座用，就是8个定员。如果把椅子都连上，就是12个人的会议室。

图说可以实现2组6人会议模式的头车商务区

三是对于乘客来说，方便出快更重要。在我国边远地区或者经济落后地区，高铁动车的客流量较小。例如兰新铁路，运行的是8辆编组的车，是高铁的最小编组。目前是每天兰州到乌鲁木齐有4趟车，上午2趟，下午2趟，乘客会感觉不方便，在需要等待三小时才能坐上高铁的情况下，自然更愿意选择乘坐飞机。但如果按短编组运行，采用4辆编组的列车，上午4趟，下午4趟，确保白天一个小时一趟车，乘客觉得方便就会选择火车。为什么北京到上海的线路那么繁忙？因为十几分钟一趟车，带给乘客非常方便的体验，大家随时都可以走;反之如果采用大编组的，一次能够拉2万人，一等等半天时间，没有乘客会愿意去坐。其实两地之间车次越少乘客越少，在线路设计上增加运行次数、缩短运行间隔，也会吸引很多乘客。

而且，对于乘客来说，客车线路的认知培养需要很长时间，铁路市场客流的培养也需要很多年甚至几十年。你会发现，常坐的火车车次几十年都没改过，而且运行时间点都差不多，因为旅客习惯了这个车次，突然改了以后，人们就找不着它了，找不着就不坐了，不坐了下次就换其他交通方式了，慢慢的这列车就没有乘客了。所以，培养一个客流需要好多年。这一点国内外是一致的，某一个时间点的某一个车次的列车运营是不改的，连车次号都不改。

《设计》：在参与高铁设计的过程中，您遇到过最大的挑战是什么，最终的解决方案是怎样的？

黄俊辉：解决目前高铁问题的关键是观念的更新，是体制和机制的改革。体制机制的改革能够产生真正的市场机制，在市场机制下能不断提高高铁效益。我们作为设计人员，从设计的角度，有机会，也有责任去推动产业的发展。国铁改革已经提出很多年，但机制和体制的创新与改革涉及太多层次和复杂的问题，困难大，需要循序渐进深入探索。

其实我们的设计既可以提高铁路利润，减少固定资产投入，又能提升老百姓的乘坐体验，是好东西。这里边最需要什么呢？最需要观念的改变、思维的改变。现在有很多公认的好设计想推广也很难，因为一来不是主流設计，二来很多人的观念很难改变。大部分人很喜欢这个车的设计，我自己坐了12次，觉得是质的变化。整个旅途中，自己一个独立的窗户，把铺帘一拉，6面都是封闭的，自己可以看电视，听音乐，看风景，还可以睡觉，可以调空调，非常舒服。

《设计》：中国高铁设计的技术和设计在国际上处于怎样的水平？这张对外经济技术合作的“金名片”中，设计的含金量有几成？

黄俊辉：我们把上述的几种设想的每一个设想都造了一节，攒成一列，由中车唐山公司制造，定名叫3X。X既意味着神秘和高端，又意味着不确定。这里头拥有太多的创新技术，获得的专利有80项，发明类的专利有二三十个。这些设计和技术在国际上都是顶级的。

举一个例子。我们知道这个设计不是技术性设计，但这个设计的改变，会对中国高铁产生深远影响，一是可以增强对高铁动车组产业的支撑作用，二是可以增加收入，减轻国家财政和地方财政的负担;三是可以提升边远地区到东部的运输能力，促进西部地区经济发展。旅游车是适合中国国情的一种设计;卧铺是改变思维的—种设计;双层车也是全新设计，就是要开动脑筋探寻更合理的空间利用。双层车造完以后，2017年左右，美国东南宾夕法尼亚交通局过来看了之后第一时间跟我们签订了采购意向，后来在招标中以技术优势胜出，这是中国高铁第1次出口北美。要知道，实际上双层车不是我们的强项，欧美才更擅长设计双层车，在这种情况下，费城跟我们签订的双层车基础订单达到45列，1.4亿美元。

另外就是可变编组的动车组工业化平台的概念。西门子和德铁看过之后，认为工业平台的概念是可行的，于是德铁向西门子订购300列，要求按中国方案来。但是其实这个设计从整列固定编组到单元集成是有难度的，因为重量限制、长度限制实现起来困难重重。我国高铁线路，要求每节车厢每一个车轴静载荷不能超过17吨，也就是说，加上乘客和装备不能超过68吨，长度不能超过26米。我们经过反复测算，把列车的轴重降到了17吨，用同样的方法，把体积也降下来了。所以现在的车与复兴号具有同样的长度和宽度，重量也一样。而德国的车长度是28米，轴重是18吨，这在一定程度上讲是不允许的。德铁也面临经济性考虑，应用可变编组之后，长点、重点都可以，对他们来说经济性更重要。此外，德国也有一个基础编组，有些主要设备放在上面，但是它的基础编组始于5辆车，只能在5辆车的基础上加，从5辆一直可以加到14个，而我们的设计可以从1辆加到20辆。

2017年11月，德铁派了他们的运营总裁、技术总裁和采购总裁，带了6个部长到中车唐山公司去看这车，看完之后运营总裁说了一句话，“我们过去只知道中国制造，今年才知道什么叫中国创造。”所以德铁要求一定使用这种车。其实他是可以用的，因为我们没有申请国际专利。美国人、德国人使用这个设计，也反向证明我们是对的。我们通过这个方法间接证明这个设计的先进性，证明我们在国际上是领先的。

《设计》：中国智造在5G时代要实现对国外的赶超，科技的发展占据了核心位置，那么设计的价值应如何体现？

黄俊辉：我觉得5G可能会跟今后高铁的控制系统、牵引控制、自我诊断系统、自我监测系统、数据传送系统有关。5G设备是一种通道和手段，未来可以通过5G的高效高速来实现动车组运行安全和监控的智能化，提升效率。现在我们车上网络控制冗余量一直不够，所以好多网络都是独立的。比如工业平台的车过去是连在一起，现在受制于控制网络的影响，我们把它独立出来，牵引是一个独立的网络，列控也是一个独立的网络，就是因为原来通讯的容量不够。通过5G技术可以使动车组的控制更快、更准，尤其是可以给监控系统增加控制通道。比如过去4G可能一根线收到1000个信号，5G可能达到1万个。高铁本身的自我检测、自我监控、自我诊断和自我安保，将是今后5G在动车组上最大应用。

5G也可以协助我们增加很多对旅客的服务。尤其是快递运输方面，车上的小型集装箱在使用过程中可以通过5G定位和监控，用户就可以知道车到了哪里，可以控制集装箱的状态等。还可以根据客户的需求去定制化一些服务，比如有些工业产品一定要在-18摄氏度的情况下才能够运输，运输不了就生产不了。

通过5G的技术对整个列车的状态监控、实现自我智能监控将有着巨大的空间。但是现在很难大规模使用，高铁不敢用太先进的技术，而要用最可靠的技术。需要等到5G技术非常可靠的时候才能在高铁上大规模应用。

《设计》：在您看来，未来中国列车/轨道交通设计的趋势是怎样的？

黄俊辉：我认为在我们能看到的未来的二三十年，轨道、轮轨关系还是主流的。管道运输只能作为科学实验，从科学原理上都能讲得通，但是真正达到能够运载人的阶段，还需要很长时间。从科学实验的角度来讲，管道运输跑三千公里、三万公里没问题，但是真要作为一个常规交通工具载人的时候，还面临诸多困难，需要做好多设备的验证，也有好多应用层面上的技术性问题，比如除了载人，还需要考虑救援等一糸列问题。我还是很期待能早日看到这种创新性产品的应用的。

在相当长的一段时间内，轨道交通还是绝对主力。中国高铁运输的趋势，越往后越要强调它的可靠性、安全性、经济性。没有可靠性、安全性，就没有生命力;没有经济性就无法实现可持续发展。经济性的前提是安全性和可靠性，缺一不可。