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德國鐵路407型電力動車組

德國鐵路407型電力動車組（德語：DB-Baureihe 407）是德國鐵路ICE列車家族中的一款高速列車型號。它們在製造商西門子鐵路系統內部被稱為Velaro D（D表示德國）。它是繼西門子為西班牙、中國和俄羅斯所設計的列車之後，第四款基於Velaro平台開發的變體。德國鐵路將其編入ICE-3車隊，因此有時也會被稱為「新ICE-3列車」[2]。

西門子Velaro D
在韋格貝格-韋登拉特試驗中心的407型動車組
概覽
類型電力動車組
型號德國鐵路407型
原產國 德國
製造西門子鐵路系統
產量16組
製造年份2009年—2012年
主要用戶德國鐵路
技術數據
列車編組4M4T
編組長度200.72m
車體闊度2,924mm
車體高度4,343mm
編組重量495t
軸重17t
軸距2,500[1]mm
車體材質鋁合金
編組載客量460人
營運速度320km/h
設計最高速度320km/h
試驗速度352km/h
供電制式AC 15kV 16.7Hz
AC 25kV 50Hz
DC 1.5kV
DC 3kV
牽引功率8,000 kW（交流電）
4,200 kW（直流電）[2]
制動方式再生制動、渦流制動、輪盤制動、彈力制動（德語：Federspeicherbremse）
安全防護系統ETCS、LZB（德語：Linienzugbeeinflussung）、PZB（德語：Punktförmige Zugbeeinflussung）、TBL（德語：TBL）、TVM（德語：Transmission Voie-Machine）、ATB（德語：Automatische treinbeïnvloeding）、KVB（德語：Contrôle de vitesse par balises）[2][3]、RSO[1]

由於配備有四種電壓制式（德語：Mehrsystemfahrzeug），動車組將被運用在通行於德國、法國和比利時的鐵路運輸[4]。這些採用動力分散式的列車原計劃在2011年12月投入使用。但在經過多次的交付延期後，有個別車組於2012年6月獲得了適航證，兩組重聯（德語：Mehrfachtraktion）的運行則是在2013年聖誕節前夕才完成。

歷史

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規劃及訂購

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在德鐵長途運輸根據自身的運營技術規格於內部進行了緊湊和具爭議的辯論後，從而奠定了在2007年10月初提出新動車組招標的基礎[5]。隨後4家歐洲的軌道車輛製造商提交了相應的書面資料，並在2007年底獲得了完整的招標文件，這些根據歐盟互操作性技術規範（德語：Technische Spezifikationen für die Interoperabilität）而兼容四電壓制式的動力分散式列車需要滿足最高速度達320公里/小時的要求[2]。在標書內對四系統列車（德國、法國、比利時，以及可選配瑞士）超過6,000項的客製化需求中，包括了須提供至少420個座席和最高負載達150%的座位容量[6]。這些列車在出廠時便應具備德國、法國和比利時的適航證，之後還應當獲得在荷蘭以及前往倫敦的適航證[7]。首列動車組的交付時間則應在自合同簽訂起的整3年後。

為了讓招標真正具有競爭力，聯盟的形式被排除在外[來源請求]。根據德國鐵路的說明，TGV列車的型號也首次在德國獲得了真正的機會。2008年3月18日，德國鐵路根據不同的製造商劃分為主要和次要的兩種競標者[2]。然而最後進入談判階段的除了西門子的8節編組Velaro動車組外，只有阿爾斯通根據TGV Duplex列車開發的雙層TGV動車組（RGV 2N2）。德國鐵路評價另外兩家撤出的競標者為「令人失望」[2]。

2008年11月下旬，西門子被授予了合同。2008年12月17日，德國鐵路原CEO哈特穆特·梅多恩（德語：Hartmut Mehdorn）以及西門子原CEO彼得·羅旭德在柏林的鐵路塔簽訂了15列八節編組的Velaro動車組的訂購合同，總價值約4.95億歐元[2]。全部15列動車組應在2012年完成交付[8]，其中首列動車組應在2011年12月前交付[9]。

2011年春季，德國鐵路宣布加訂一列動車組，以取代在2010年8月因事故而損壞的一組ICE-3M列車[10]。該合同還包括一個可在兩年內贖回的加訂動車組選擇權[11]。至2014年1月，德國鐵路又宣布動用這項選擇權，並加訂一列Velaro D列車[12][13]。

生產及審批

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這些多電壓制式列車在2009年秋季至2012年5月期間由西門子烏丁根工廠（德語：Waggonfabrik Uerdingen）生產[14]。

Velaro D於2010年的柏林軌道交通技術展（德語：InnoTrans）首次對公眾亮相[15]。這套車組包括一節端部車廂和兩節中間車廂，其內部可以在媒體日進行參觀。另一節以藍色條紋代替紅色條紋的尾車也同時推出，但它不屬於展示列車的一部分。

2010年9月28日，在柏林軌道交通技術展中展出的車組被牽引至韋格貝格-韋登拉特試驗中心（德語：Prüfcenter Wegberg-Wildenrath），並在當地完成試運行[16]。韋格貝格-韋登拉特試驗中心於2011年1月中旬開始對首個完整編組的列車進行試運行[17]。2011年4月18日，首列動車組（702號）駛離韋登拉特。隨後進行的是領取運行技術適航證的驗證運行以及在德國境內的試運行。在其中一次試運行中，列車首次達到了320公里/小時的最高速度[10]。至2013年5月，列車共完成了約25萬公里的試運行[18]。

有兩節車廂組成的列車被負責氣候研究的阿森納鐵路技術（德語：Rail Tec Arsenal）研究所由平板拖車（德語：Tieflader）運至維也納[19][20][21]，以測試對機械和電子設備在濕度與溫度介乎於-25℃至45℃之間的工作情況。這些測試從2011年4月初持續至同年6月末[22]。

2011年8月4日，一列動車組在紐倫堡-慕尼黑高速鐵路進行的試運行中，最高速度達到352公里/小時[23]。2011年底，列車開始前往法國進行試運行。2012年6月4日，德國聯邦鐵路局（德語：Eisenbahn-Bundesamt）對列車授予了在德國運營的適航證[24]。一年半後，於2013年12月20日，聯邦鐵路局又對列車授予了在德國進行重聯運營的適航證。翌日，編號為717號的動車組即執行由科隆中央車站開往法蘭克福中央車站的ICE817次列車，完成了首次載客運行。與此同時，首批四組列車（711、713、715和717號）被交付至德國鐵路。用作前往法國及比利時跨境運輸的適航證也隨之頒發。

德國鐵路預計在2016年底前，將不會以列車完全用做國際運營，其中包括法國和比利時[25]。2013年9月，一列動車組開始在比利時進行試運行[26]。

交付及延誤

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Velaro D列車在2012年的測試期間停靠於亞琛
 
Velaro D列車在2011年停靠於貝桑松，旁邊為AGV列車

據2011年4月的報道，德國鐵路預計列車交付延誤期長達一年半[27]。原計劃將有14組列車在2011年12月的運行圖調整中投入使用，然而卻只有3組列車可供選擇。據2011年6月的媒體報道，多電壓制式的動車組將由於供應商的交付困難而延期交付[19][28]。因此首批三組用於德國國內運營的列車應該在2012年交付，首列可在德國境外運行的列車則應在2013年底面世，並持續交付至2015年底[29]。在2011年4月的交付延期曝光後，製造商西門子也對此並不否認，它於同年6月確認了因供應問題而延誤，但應該最多長達3個月[27]。因此首列動車組將在2012年2月交付，2012年期間則應共有14組列車完成移交[30]。

德國聯邦交通部在2011年9月9日舉行的一次會議後宣布，首批3組列車將在2012年春季交付。已訂購的其餘13組列車則應在2012年8月前交付[31]。另有媒體則報道稱，即便是前三組列車也不可能按計劃在春季交付，其表示共有12組列車被允許在2012年8月前交付[32]。

至2012年1月，有報道稱德國鐵路本應在2011年秋季便可接收至少10組列車。延誤的原因是列車保護系統（德語：Sicherung von Zugfahrten）的供應商在授權方面存在問題。造成交付一再延誤的原因還包括制動、空調和餐車排水等問題[33] 。在獲得適航證的過程中，列車還進行了230項的技術調整，以適應技術法規發生的變化[34]。

2012年5月中旬，西門子宣布在2012年12月的運行圖調整中，將有至少8列新動車組可以用作德國國內的重聯運行。繼續延誤的理由是技術性問題仍未解決以及新的許可證規定。當局還聲稱由於國際運營未能實現，這些動車組將首先用作加強德國鐵路的車輛儲備[35]。至2012年9月末，德國鐵路已不再將列車納入2012年的冬季運行圖運用計劃；而根據西門子的日程表，首組列車也將延至2013年2月交付。經過與德國鐵路及聯邦鐵路局進行的磋商後，西門子在2012年11月決定對列車軟件存在的缺陷進行全面的修訂[36]。西門子前CEO羅旭德表示，較為複雜的適航審批程序是造成交付延期的決定性因素[37]。

至2013年5月，列車根據聯邦鐵路局的要求進行了2,900項變動。當局根據西門子複雜的設計而制訂了高昂的驗證開支[18]。列車的商業運營仍然是不可預見的[38]。西門子擬在當軟件問題得到解決和制動系統進行外部審查後申請最終審批。自2013年8月1日起，西門子在克雷費爾德的專家組連同德國鐵路和聯邦鐵路局共同開啟了聯合審批程序[39]。在同月內，軟件問題得到了解決，並開始進行列車的重聯試運行。根據德國鐵路在2013年9月30日發表的聲明，西門子承諾會在2014年4月前交付8組列車。在經過試運行後，它們應被納入2014年的夏季運行圖[40]。首組列車將不再提供國際運行的適航證[41]。

德國鐵路在2013年11月上旬接收了713和717號動車組，並用於培訓目的[42]。在2013年聖誕節前夕，聯邦鐵路局終於批准了列車在德國境內進行的重聯運作[43]。該許可證適用於已進行系列審批的動車組[44]。2014年4月2日，西門子在柏林中央車站象徵性的向德國鐵路移交第8組列車，聯邦交通部長亞歷山大·多布林德特（德語：Alexander Dobrindt）和德國鐵路總裁顧儒伯均出席了儀式[45]。

其餘8組列車初期仍將由製造商西門子所保有，並用作在比利時及法國的試運行以及相關的適航運行[43][46][47]。據媒體報道，將有9組列車會在德國境外進行試運行直至2016年，並自2016年12月的運行圖調整中投入運營。這些列車都將用於跨境運輸業務，其餘8組列車也會在隨後加裝在境外運行的設備[48]。

作為延期交付的結果，德國鐵路要求賠償損失，其中包括銷售額下降、設備和人員以及新動車組的維護支出或調整，但這些是仍未確定的[49]。因此，原本西門子計劃用作自身用途的第17組列車也被作為交付延期的補償移交德國鐵路使用[50][51]。根據德國鐵路的說明，第17組列車的交付協議是在2014年1月中旬達成的[52]。正式的拍板決定則是在2014年1月24日發布[53]。額外的第17組列車預計用於抵扣約5,000萬至6,000萬歐元的賠償[49]。它被認為不足以用作全面的補償[48]。

倫敦計劃

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這些動車組原計劃自2013年末起能夠通過英法海底隧道前往倫敦[54]。這應當是通過開行每日三對由法蘭克福經布魯塞爾和里爾至倫敦的班次、以及另一條由阿姆斯特丹經鹿特丹和布魯塞爾至倫敦的班次來實現[55]。因此，分別來自德國和荷蘭的動車組會在布魯塞爾南站實現重聯[56]，再共同前往倫敦（反之則解編後各自前往德國及荷蘭）[57]。根據德國鐵路的報告，其設想的經停站是艾貝斯費特和阿什福德。隨後考慮的經停站還包括亞琛和列日[56]。在法蘭克福、科隆、阿姆斯特丹和鹿特丹的火車站，該公司希望建立必要的安全區運作[57]。此外，它們還試圖在非繁忙的車站開發一種站內安檢的替代方案[58]。

列車在倫敦的發車時間應該分別設於早晨、中午及下午[56]。其中法蘭克福及倫敦之間的旅行時間約為5小時，科隆及倫敦之間力圖控制在4小時。而倫敦及阿姆斯特丹之間的行程則要低於4小時[55]。法蘭克福及倫敦之間已在2012年開始進行運營前期的測試工作[57]。車票為強制性預訂[56]。德國鐵路在2013年初預計，前往倫敦的運營可以在2016年前後實現[25]。這主要是受到製造商交付延期的影響。同時這也意味着列車為適應英國運營需求而進行的必要變動仍未開始實施[59]。

2011年7月12日，德國鐵路開始為Velaro D列車申請英法海底隧道的適航證。這當中包括已提交的安全性研究。第二組列車在此期間也進行了疏散演練[60]。為了能在英法海底隧道運行，這些列車還安裝了與Velaro RUS列車類似的消防探測系統和地板下的防火裝置。此外，還可選配安裝專用的外部門[61]。然而，如果根據英法海底隧道的現行規定，客運列車在隧道內必需具有至少375米（隧道的橫向距離）的連續長度。西門子預期16節編組的407型電力動車組配備適當的消防系統能夠滿足這些要求。據推測，德國鐵路將試圖通過適當的安全案例為手段以獲得200米長列車在隧道內運行的適航證[62]。早在設計階段，列車在英法鐵路隧道及1號高速鐵路的運行需求都已被考慮在內[61]。但根據2012年1月的媒體報道，德國鐵路並沒有訂購所需的額外設備[63]。

對於媒體大肆報道的對列車進行前往倫敦的升級，西門子並沒有任何的回應。媒體預期這項升級轉換將不會在2016年以前完成。現有車輛幾乎不可能適用於英法鐵路隧道的運行，在2018年12月以前載客前往倫敦[48]。

保養維護

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407型動車組是在Frankfurt-Griesheim（德語：Frankfurt-Griesheim）車輛段進行保養維護工作，它們被停放於一個額外設有3條軌道的維修車間內[64][65]。

裝備

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一等席別內部
 
二等席別內部
 
駕駛室

製造商為擁有460個座席（包括111個一等席別及16個餐車席別）的八節編組407型動車組提供了與ICE-3列車相同的舒適性和更多的席位。這是通過將眾多設備機櫃進行重新布置和將隔間改造為開放車廂實現的。當局甚至曾考慮放棄餐車，以創造總共485個席位[4]。八節編組中的前三節車廂為純一等車廂[66]。以往的護嬰室被一個「家庭多功能區」所取代，開放車廂的普通休息區則被替換為嬰兒車的儲存空間。兩個等級的車廂均設有不帶窗戶的牆面空間[3]。此外還有一些改變座席配置的設計方案，例如提供面對面布局的桌板也被應用至列車中。

整列動車組共由八節車廂組成[2]：

  • 1號端部車廂：42個一等座席
  • 2號變壓器車廂：51個一等座席，其中24個為靜音區域
  • 3號整流器車廂：18個一等座席，16個餐車座席
  • 4號中部車廂：45個二等座席，殘疾人專用衛生間，列車長辦公席，員工休息室
  • 5號中部車廂：76個二等座席
  • 6號整流器車廂：76個二等座席
  • 7號變壓器車廂：72個二等座席，全靜音區域
  • 8號端部車廂：64個二等座席

中間車廂的長度為24,175毫米，端部車廂的長度為25,735毫米。軸距為2,500毫米，每節車廂的轉向架間距為17,375毫米[1]。

全長約為200米的列車也可進行重聯運行或與ICE-3列車連接[4]。相對於其前代車型的車頂，407型動車組的端部車廂端面被提高了40毫米[6]。通過這種連續的高頂[67]將可有效改善空氣動力學性能[6]。它採用受電弓、高壓設備、空調和制動電阻對空氣動力學進行調整，同時也可以抵銷微壓波噪音[68]。迄今沿用的球形殼體則以平面窗戶代替了拱形窗戶[4]。

在每端駕駛室（德語：Führerstand）後方如今是以一個技術間取代了以往的乘客休息區，裡面主要設有控制裝置和自動列車保護裝置（德語：Zugbeeinflussung）的部件[4]。駕駛室的操縱台與以往的ICE-3列車相比有了較大的改變，它分為7個操作模塊[69]。

列車在兩側均配備了10扇供旅客乘降的車門（每個整流器車廂各有2扇門，其餘車廂為1扇門）[69]，並且每扇門均提供車載輪椅升降機[2]——這也是在德國鐵路高速列車中的首次應用[67]。當車門處於開啟狀態時，列車的牽引力會被鎖定[69]。整列動車組共分布有11個廁所——10個用於乘客以及1個用於員工[2]。旅客信息通過架設於天花板上的狹長顯示屏顯示。車廂編號（於車廂連接處）以及座位編號均配備了盲文顯示[2]。座席均提供扶手[7]。二等座席（開放車廂的同方向座席）的座位間距為915毫米，一等座席的座位間距則為1,010毫米[2]。每組列車設有兩個輪椅席位[2]。靜音區域則設於第二節及倒數第二節車廂。

技術

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這些列車均根據歐盟互操作性技術規範而使用了鋁製車體。當中包括了端部車廂頭頂區域的全新鋁製外殼設計，並引入了有利於碰撞保護的模塊[6]。原先垂直的艙口蓋被一個水平隔板所取代，推動連接器前移的伸縮杆則被省略[4]。

列車設計的最高速度為320公里/小時（交流電）和220公里/小時（直流電）[4]。已在其它Velaro列車中廣泛應用的SF500型轉向架經過修改後也被用於407型動車組。輪軸則進行了重新設計，並配備了走行裝置的監測和診斷系統[6]。除了再生制動外，動車組還提供渦流制動和帶有盤式制動器的空氣制動[3]。每列動車組由1號、3號、6號和8號車廂提供動力[6]。牽引力及牽引力性能均按高達40‰的坡度設計[1]。

407型動車組能夠在四種不同制式的電氣化鐵路中運行（15/25千伏交流電，1.5/3千伏直流電）。其所提供的牽引力性能在交流電制式下為每半車8兆瓦，在直流電下為4.2兆瓦[2]。最大的反饋電流8.8兆瓦[70]。用於15千伏和25千伏的兩個交流電集電器被設置在2號及7號變壓器車廂。在交流電模式中，兩台主變壓器會分別將電流輸送至整流器，再通過兩個彼此獨立的分支輸送至兩台牽引電動機。在直流電模式中，電能會直接輸送至變流器的中間迴路（德語：Zwischenkreis）[1]。強制風冷的異步電動機會通過直流電壓（德語：Gleichspannung）中間迴路向水冷式的IGBT整流器供電[2]。

相對於以往的ICE-3列車，407型動車組的車廂結構精簡為兩種基本形式（端部車廂及中間車廂）[2]。採用獨立控制技術的緊急裝置允許列車在局部火災或故障的情況下繼續運行[69]。安全迴路在現有ICE-3列車的基礎上還增加了火災警報迴路，它通過地板底部的電子容器進行監測。以往用於乘務員的無線電話被取消，取而代之的是固定電話[1]。407型動車組同時也是Velaro列車中首款在車頭燈中採用LED技術的型號。

根據製造商的說明，該動車組在每個座席每百公里的能源消耗量相當於0.33公升汽油[16]。

  • 與ICE-3列車的一些外部差異
  •  
    自尾車後部開始的空氣動力學結構
  •  
    經過修改的艙口蓋
  •  
    摒棄了傳統橢圓形車窗設計的乘降門
  •  
    LED大燈

車組及命名

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車號
（命名） 		投入運營
（現狀） 		境外適航證 改造或升級 備註
Tz 701 西門子持有 701號動車組被重新噴漆並在土耳其作為展示列車。
Tz 702 702號動車組為首個進入韋格貝格-韋登拉特試驗中心進行試運行的動車組。它也是首個突破320公里/小時大關的Velaro D列車。隨後於2011年8月4日進行的測試中，它又在紐倫堡-慕尼黑高速鐵路中達到357公里/小時的最高速度[71]。
Tz 703
Tz 704
Tz 705
Tz 706
Tz 707
Tz 708
Tz 709 2014-03-19
（運營中）
Tz 710 2014-03-19
（運營中）
Tz 711 2013-12-20
（運營中）
Tz 712 2014-02-20
（運營中）
Tz 713 2013-11-06
（運營中）
Tz 714
Tz 715 2013-12-20
（運營中）
Tz 716 2014-02-20
（運營中）
Tz 717 2013-11-06
（運營中） 		曾於2013年12月21日擔當由科隆-法蘭克福的ICE817次列車，從而成為首個進行載客運營的407型動車組[72]。

注釋

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外部連結

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維基共享資源上的相關多媒體資源：德國鐵路407型電力動車組
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