在高速铁路投入商业运营之前，为了探索高速列车系统在极限速度条件下的临界值，针对高速条件下列车系统、结构及材料安全性、可靠性等开展前瞻性、基础性、理论性研究，因而研制出高速试验列车用于先期研究工作，一方面有利于技术积累，另一方面为高速铁路的可靠运营提供保障。目前，在这一领域处于领先地位的国家主要有日本、法国和德国。

　　各国高速试验列车有着不同的发展历程，在这个过程中也行成了各自的特点：

　　（1）日本的试验均是基于既有线，线路条件没有特殊改变，且在每种试验列车后都有批量的高速列车进行生产。

　　（2）法国的特点在于为了追求最高速度纪录而不断进行突破，试验中采取了特殊线路条件和试验列车，目标就是在速度上超过磁悬浮，争夺世界第一的头衔。

　　（3）德国走的是一条“运行试验－试验运行－改进设计”的开发路线，很多部件都是在前一型号列车上进行试验，改进后运用在后一型号列车上。

　　1. 日本高速试验列车

　　日本早在1962年就研制出新干线1000型高速试验列车，在高速列车的研究与制造方面具有相当高的技术优势。从WIN350的350.4 km/h，到Star21的425 km/h，再到300X的443 km/h，这些均是在既有线上的试验，而且创造了当时世界轨道列车最高试验速度纪录。然而日本不仅是为了提高试验速度纪录研发试验列车，还是为了量产车的需要，因此在速度和舒适性方面不断提升。日本的试验列车一般采用动力分散型，轴重小，列车安全性大大增强。

　　影响：

　　（1）E1000：量产车型对车门、车窗、天线进行了修改，安装了紧急逃生门，并强化了排障器，在车头安放了紧急用车钩。

　　（2）300X：以寻求最好、最先进的高速铁路系统为目的研制的试验列车。300X具有以下特点：6辆编组，全部为动车；修改了转向架轴距，以提高运行稳定性；降低车身重心缓和振动，具备自然摆式功能；制造2种形状车头进行对比；增加减振器；采用新型受电弓整流罩；安装车头倾摆装置和控制装置；采用比300系更小的截面；试制了2种铝制和2种硬铝共4种车体。从300X开始，为了更好地控制空气动力学性能和噪声，开始采用同列车不同头车和尾车的设计。

　　（3）WIN350：在1993—1995年间反复进行了各种运行试验，获得了在350 km/h速度时的各种数据，并有针对性地解决了有关环保、乘坐舒适性、空气动力学等问题，取得了能够以300 km/h完成载客运行的技术开发成果。这些成果为继续研发500系列车和700系列车发挥了重要作用。

　　（4）Star21：采用“集中最大的追求轻型化和先进技术的高速化”的总体概念开发，在试验中对铰接式和非铰接式两种形式车辆性能进行了比较和验证，主要包括：铰接式列车和非铰接式列车轻量化效果比较；高速运行稳定性和乘坐舒适性比较；噪声和振动性能比较。

　　（5）FASTECH360Z：为研究以360 km/h速度营运的可行性而设计，可成为最快的钢轮列车，也是首款使用空气辅助制动系统的轮轨列车，在每节车厢两端车顶会升起猫耳状刹车板，以空气阻力刹车，减少转向架损耗。

　　2. 法国高速试验列车

　　法国率先将高速度、环保意识、能源意识、经济可靠性的思想引入高速列车的发展，并大力研制TGV电力牵引高速列车系统，目前正在加紧研制第四代TGV。法国AGV-V150试验列车创造了574.8 km/h的世界铁路最高试验速度纪录，不过该速度是在试验中采取特殊条件获得的。这也反映了法国进行一系列试验的目的是追求更高的速度。法国高速试验列车多采用动力集中式和铰链式车厢，以及多电流制供电与简单链型悬挂式接触网。

　　影响：

　　（1）GV-PSE是法国第一代高速电动车组，促使法国国铁发展高速列车的技术政策产生决定性转折，该车型也获得巨大成功。

　　（2）TGV-A的515.3 km/h速度纪录是在特别条件下实现的，不能证明利用车轮-钢轨方式能达到400 km/h以上的营业运行速度，但证实以300 km/h速度运行的可行性，并明确表明今后修建的TGV线路中商业运行速度达到320 km/h或350 km/h的可能性。

　　（3）AGV-V150实验速度逐步提高到400 km/h以上，试验组检测了列车的制动性能、能耗、噪声、空气动力学性能、振动、轨道与列车相互作用、受流性能和道砟飞溅等，得出的初步结论是在列车时速达到500～550 km时空气动力学现象变得非常重要。在全部速度范围内，双层客车的舒适度都非常好，AGV动车电机和转向架的动力性能也极其良好。

　　3. 德国高速试验列车

　　德国高速铁路的发展从ICE-V高速试验列车起步，通过线路运行试验，测量大量数据，然后在高速线路上进行长时期试验运行，最后进行改进，批量生产ICE1。有很多部件都是在前一车型试验基础上进行改进，从而不断完善。德国高速试验列车多采用三相交流传动技术，计算机控制列车制动，车体构造轻巧。

　　影响：

　　（1）ICE-V作为德国首次试制成功的试验型高速动车组，在新建高速线路上创造了406 km/h的世界高速列车最高速度纪录。这不仅是德国未来高速列车方案的试验，还成为新型铁路发展的标志。

　　（2）ICE-S对ICE3的大量配件进行试验：变压器、变压器冷却器、逆变器、主动转向架、牵引电动机的冷却、车载高压线路、涡流制动机、空调及车上控制系统等，进而对这些配件进行逐步完善。

　　4. 我国CIT400高速试验列车

　　CIT400高速试验列车是能满足检测运用需求的最高试验速度400 km/h的高速检测列车动车组，可在350 km/h进行持续运营检测；CIT400高速检测（试验）列车不仅要满足高速铁路基础设施400 km/h等级综合检测运用需求，同时还应具备更高速度科学试验条件，为高速铁路基础理论研究和高速列车应用技术研究提供试验平台。

　　CIT400高速试验列车首先具备等速检测轨道几何、弓网受流、轮轨动力学、通信和信号综合等功能，同时，为满足更高速度科学试验研究的需求，检测列车需要搭载科学试验设备或预留科学试验设备接口，其最高试验速度应大于450 km/h，甚至更高速度等级。为减小高速运行时的空气阻力和噪声，CIT400高速检测（试验）列车的头型充分采用了仿生学原理，根据豹子在启动、加速及极速的形态设计了不同的仿生头型，最终采用了减阻效果最好的极速头型。

　　更高速度科学试验时，检测列车动车组更换与车体接口完全一致的超高速动力转向架和选择适应8辆动车编组的列车控制网络，形成更高速度科学试验动车组，此时动车组轮周功率达18 400 kW，最大输出牵引功率可达20 800 kW，平衡速度可达500 km/h以上。

　　CIT400高速检测（试验）列车能够实现高速检测列车动车组的综合型式试验技术，包括动力学、牵引、弓网受流、制动、网络控制、电磁兼容、空气动力学等性能试验技术，满足高速检测（试验）列车的需要。

　　CIT400高速检测（试验）列车主要技术参数：

　　（1）编组方式：8辆；

　　（2）持续运行速度：350 km/h；

　　（3）最高检测速度：400 km/h；

　　（4）最高试验速度：450 km/h及以上；

　　（5）最大牵引功率：20 800 kW；

　　（6）列车总长度：200 m；

　　（7）车辆宽度：3 260 mm；

　　（8）自重：463 t；

　　（9）轴重：16 t；

　　（10）车辆高度（不含受电弓）：3 257 mm；

　　（11）供电制式：AC 25 kV，50 Hz；

　　（12）脱轨系数：≤0.8；

　　（13）减载率：准静态≤0.65，动态≤0.8；

　　（14）运行平稳性指标：W≤2.5；

　　（15）紧急制动距离（350 km/h，平直道）：≤6 500 m；

　　（16）运行环境温度：-25～40 ℃；

　　（17）试验时UPS持续工作时间：不小于2 h。

　　5. 对我国的启示

　　从上述介绍中可以看出，日、法、德三国在发展高速列车技术的过程中都十分重视高速试验列车的研制，依托高速试验列车，围绕速度、安全及可靠性指标开展了大量基础理论和应用技术的研究工作，取得的研究成果有效促进了高速列车技术与装备的发展。因此，在我国研发不同等级高速列车的过程中，不仅要逐步完善高速列车研发的理论模型，还要以此为基础，研制高速试验列车，为后续研发提供坚实支撑。

　　（中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司 副总工程师 黄振晖）