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ICE-3列車

ICE-3列車（德語：ICE 3）是德國鐵路ICE高速列車家族中的一個電力動車組類別。伴隨着最高速度可達330公里/小時的適航許可證，它們成為德國運行速度最快的動車組。在常規運營中，列車於德國境內的定期服務可達300公里/小時，於法國境內則為320公里/小時。每列全長200.8米的動車組共由八節車廂構成，自2000年7月起投入載客運營。

ICE-3列車
ICE3於帕德博恩高架橋
概覽
類型電力動車組
型號403型、406型及407型
原產國 德國
製造西門子交通集團、龐巴迪運輸
產量403型：50組
406型：17組（含6組ICE-3MF）
407型：16組
車輛總數8
製造年份自1997年起
主要用戶德國鐵路、荷蘭鐵路
技術數據
列車編組4M4T
編組長度200.84[1]m
車體闊度2,950[2]mm
車體高度3,890[2]mm
軸重16t
軌距1,435毫米（4英尺8+1⁄2英寸）mm
車體材質鋁合金
編組載客量403型（第一批次）：454人[3]
403型（第二批次）：460人[3]
406型：425人[4]
407型：460人
營運速度320km/h
設計最高速度330km/h
供電制式AC 15kV 16.7Hz
AC 25kV 50Hz
DC 1.5kV
DC 3kV[5]
牽引功率8,000 kW（交流電）
4,300 kW（直流電）[6]
制動方式再生制動、渦流制動、盤式制動、彈力制動（德語：Federspeicherbremse）[2]

在全部67組ICE-3列車中，有50組為單電壓的403型，它們可在德國國內及鄰近的巴塞爾巴登車站之間運行；17組（包括荷蘭鐵路持有4組）為兼容多電壓的406型（ICE-3M），可以前往荷蘭及比利時；6組406型又在2007年改造為406F型（ICE-3MF），以滿足法國的跨境運輸需求。此外，德國鐵路在2008年訂購的407型動車組（Velaro D）也作為「新ICE-3列車」而被納入ICE-3類別[3]。所有ICE-3列車在企業內部都統稱為ICE-W（W代表渦流制動）。

歷史

技術構思

全新的ICE-3列車概念是根據歐洲的兼容性指標（德語：Kompatibilität (Technik)）和技術規定進行開發的。它要求列車的運營最高時速為300公里/小時（對應提升60%的加速功率）、靜態軸重為17噸以及最大編組長度為400米，同時車輛的寬度也需要根據UIC 505-1號標準進行縮減。最初的設想是在單組ICE-2列車的基礎上提供2節動車及6節拖車的編組配置，但這種變體需要加裝一台額外的助推器（其中一節中部動車沒有駕駛室），從而導致較低的經濟性及複雜的技術性[需要解釋][來源請求]。至1994年初，ICE-3決定放棄既有的動力集中式概念，轉而開發為動力分散式列車。這一構思是由包括德國鐵路在內的業界所提供[7]。

在早期的規劃中，還包括開發一款三電壓版本405型[8]，以及一款雙電壓制式的版本404型[1]。

訂購

德國鐵路在1994年向業界共訂購了50組新式ICE-3型高速列車。其中13組列車將被用於跨境運輸。首批出廠的4組列車則應自1997年12月的運行圖調整起，在法蘭克福、科隆和阿姆斯特丹間投入服務[9][10][11] 。37組ICE-3和13組ICE-3M的購置費用最初為16億德國馬克，後來則上升至19億德國馬克[11][12]。此外，這還包括另外50組列車的選擇權[13]。1999年3月16日，當局在德紹決定動用選擇權增加訂購14組列車。該選擇權的其餘部分則失效[14]。

1995年9月，荷蘭鐵路與西門子交通集團簽署了一份意向書，以購買6組ICE高速列車。這批總價值為2.1億德國馬克的列車應該自1996年1月起生產，並在1998年底交付。意向書也包括購買更多列車的選擇權[15]。其後共有4組列車被落實訂購及交付[16]。

在早期的規劃階段至大約1996年年中，列車由於合同法規定[7]而被稱為ICE-2.2（另有來源稱為ICE-2/2[7]）[17][18][16]。ICE-2.2的稱謂是基於這樣一個事實：ICE-3列車的供貨合同是根據ICE-2列車的供貨合同轉變而來，它動用了73組ICE-2列車的額外選擇權。雖然第三代ICE技術與第二代ICE完全不同，但ICE-2.2的稱謂還是被聯繫在ICE-2列車的合同文件中[19]。

這些動車組均由「ICE-2工作組」建造[20]，這是一個以龐巴迪運輸和西門子交通集團為首組成的製造商聯盟。其中杜塞爾多夫車輛廠（德語：DUEWAG）（今屬西門子）、Adtranz（今屬龐巴迪）、龐巴迪和阿爾斯通負責生產車身；西門子及Adtranz則負責供應電氣設備[1]。西門子本身持有的份額約為20%至25%[1][21]，並擁有另外50輛八節編組列車選項的生產權[16]。

奧地利聯邦鐵路也曾經（於2005年）考慮訂購ICE-3列車[22]。

設計

 
ICE-3端部車廂的全景隔間（此為二等休息室），其與駕駛室的隔板為透明狀態
 
ICE特有的設計元素：流線型前臉、鏡面帶形窗、白底紅紋。由於設計類似，ICE-3（上圖）及ICE-T（下圖）極易混淆

ICE-3列車的外型設計是通過一個設計比賽後被確定為與ICE-T列車相同的樣式，這是由於ICE-T的構思應該很容易適應ICE-3列車[23]。設計公司賓尼法利納（都靈）、美國設計工作室（德語：DesignworksUSA）（洛杉磯）和諾伊麥斯特（德語：Alexander Neumeister）（慕尼黑）都受到德國鐵路的邀請，參加了在1994年秋天舉行的這次設計比賽，並在五周內提交了設計方案。德國車輛製造（德語：Waggonbau Görlitz）及另一家設計公司則是在比賽過程中主動要求參與[1]。除了精密的設計草圖，它們還被要求制定一個1:10比例的內部模型[24][25]。

ICE-3列車與ICE-T列車應該採用統一的設計[26]。1994年9月，德國鐵路在對受邀設計師的簡報中強調，新的列車應該「在技術上取得進步並具有明顯的新世代車輛特徵」[23]，它應當「能夠完全反映面向未來的形態。同時需要高於當前的國內及國際標準，因為這些列車的使用重點是在第三個千禧年」[25]。

相比以往的ICE世代，德國鐵路給予了設計師們一份精簡的框架限制（因而在很大程度上可以放開手腳設計）。因為前者已經意識到，為了強化運輸工具在競爭中的地位，它們需要面向客戶的需求及自身的獨特之處塑造出清晰的設計。這些設計在德國鐵路及業界進行內部評估後，於1994年12月提交德國鐵路的董事會作出決策[23][27]。

兩款動車組的形態設計最終被確定採納由亞歷山大·諾伊麥斯特（德語：Alexander Neumeister）團隊主導的方案。只有駕駛室（德語：Führerstand）、旅客信息系統（西門子設計，並與諾伊麥斯特進行協調）和座椅（美國設計工作室）是由其它公司所設計[28][29]。餐車的設計最初也由西門子擬定。但在未能獲得德國鐵路董事會的採納後，諾伊麥斯特團隊遂於短時間內開發出新的設計[30]。

 
前部實物模型（左）如今陳列於紐倫堡德國鐵路博物館，與鷹型機車（德語：Adler (Lokomotive)）為鄰

ICE-3列車的設計理念與ICE-T列車平行[30]。其外部及內部設計與20世紀90年代初期至中期投入服務的ICE-1列車及ICE-2列車有着顯著差異。然而，其連續性的、鏡面化的帶形窗及特有的塗裝（白色底漆、紅色條紋）則依然保留了ICE家族慣有的設計元素[31]。

至1995年上半年，比賽的設計得到了進一步的發展和完善。在平面圖和設計要素完成後，兩個個兩公尺高的外觀模型和一個1:20比例的內部模型就被建立及呈現出來。隨後，一個價值數百萬德國馬克的原始大小實物模型也開始耗時三個月進行建造[16]。這個1:1比例的（靜態）模型包含一節端部車廂及一節餐車車廂[1]，它們是在西門子利多富（德語：Siemens Nixdorf）的波英工廠創建，並連同一個ICE-T列車模型一起發布及提交德國鐵路董事會[16]。經過闡述過百項的細節、維護和生產問題以及測試後，細節和生產規劃得到確定。該實物模型在慕尼黑維修車間停留了近一年的時間，主要被用作客戶調查[1][23][24][25][29]。至1996年初，再有三個進行了技術優化的車廂模型按1:20至1:10的比例被建造[32]。

在落實階段，ICE-3列車及ICE-T列車特有的內飾設計元素包括有採用噴砂、半透明的玻璃行李架，以及大量來自櫸木的面板以及鍍鉻、石材及皮革的應用[28][29]。

諾伊麥斯特在比賽設計中還進行了多項內飾的創新探索，但都未能實現。這些措施包括可大範圍旋轉的座椅、不同的休息室概念，以及基於光導纖維技術、可在晝夜之間進行顏色變換的室內照明燈等等。在最初的計畫，列車為完全的開放空間配置，但在設計改進的過程中，德國鐵路在一等車廂內增加了隔間配置[28][33]。ICE-3列車的座席數量與ICE-2列車相比也有輕微的變化[30]。

ICE-3列車的設計被授予了德國聯邦產品設計獎（德語：Rat für Formgebung）[28]。端部車廂實體模型的前面部分如今陳列於紐倫堡德國鐵路博物館[34]。2006年，德國郵政還發行了一枚ICE-3列車題材的郵票[35]。

開始運轉

首列ICE-3列車於1998年10月在慕尼黑福賴曼維修車間（德語：Ausbesserungswerk München-Freimann）的滾動試驗台（德語：Rollenprüfstand）進行了滾動試驗[36]。其部分車廂（編號為406 001/002/003號的三節車廂[7]）是於同年10月底在柏林舉行的歐洲鐵路速度（德語：Eurailspeed）會議上正式亮相[37]。

 
兩組重聯運行的ICE-3列車行駛於科隆－萊茵/美因高速鐵路的蒙塔鮑爾附近

自1998年12月起，首列8節編組的ICE-3列車開始入駐韋格貝格-韋爾登拉特試驗中心（德語：Prüfcenter Wegberg-Wildenrath），並於1999年進行了調試[38]。1999年2月1日，301號動車組率先完成了自主運行，其中包括在高速範圍內的運行[39]。1999年3月，荷蘭鐵路的首列兩節端部車廂也進入試驗中心[40]。

1999年7月9日，ICE-3列車的首次展出儀式同樣在韋登拉特（德語：Wildenrath）舉行。1999年中期，分別配屬德國鐵路和荷蘭鐵路的兩組列車開始在德國的線路中運行。1999年8月上旬，再有一組列車開始在荷蘭的線路中進行適航驗證運行[38]。人員的培訓運行於2000年3月及4月完成，同年5月則進行了搭載員工的測試[41]。

2000年5月23日，首列ICE-3列車在魯梅爾斯堡的ICE工廠面向專業媒體展出[42]。ICE-3工作組代表象徵性的向德國鐵路前CEO哈特穆特·梅多恩（德語：Hartmut Mehdorn）移交了列車鑰匙（303號動車組）。在為新聞記者進行的展示運行中，列車獲得臨時授權達到了307公里/小時的最高速度[13]。

至2000年5月底，已有14列403型或406型動車組可以開始載客運行[43]。它們最初獲得了最高時速分別為250公里/小時（新造高速線）、200公里/小時（以LZB（德語：Linienzugbeeinflussung）於普速線）或160公里/小時（無LZB）的適航許可證[13]。其首次載客運行是在2000年6月1日至10月31日期間，作為2000年世界博覽會的「世博快車（Expo-Express）」使用[12]。當時有1組ICE-3M列車專門在阿姆斯特丹經奧斯納布呂克至漢諾威之間運行[44][45]。首批交付使用的是8組ICE-3列車和3組ICE-3M列車[46]。這些列車的最高速度最初通常被限制在200公里/小時，只有在渦流制動生效的部分路段可以達到更高的速度[47]。

自2000年10月起，已有23組ICE-3列車和6組ICE-3M列車可供使用[48]。2000年11月5日，它們開始在慕尼黑－漢堡/不來梅的線路中使用（慕尼黑－漢諾威區間重聯運行，之後再分離各自前往漢堡或不來梅）[46]。同時它們已被納入荷蘭的定期服務。其中在阿姆斯特丹及科隆之間開行有每兩小時一班的列車，另有一班列車從法蘭克福到發。這原本是由歐城列車擔當的交路，但自10月24日起，ICE-3M列車已完全接管了這項服務[49]。在投入服務的前幾個月中，列車實現了平穩運營，然而由於假定的側風敏感性（德語：Seitenwindstabilität），列車在許多線路中的最高速度仍被限制為200公里/小時[42]。在列車投入服務的第一年，列車沒有發生重大異常[50]。

2000年，列車還在漢諾威－柏林高速鐵路進行的另一次試運行中達到368公里/小時的最高速度，從而創造了新的軌道車輛速度紀錄[51]。至2000年12月的運行圖調整中，所訂購的列車已有約三分之二投入服務。而在2001年8月，所有ICE-3M列車均已完成交付[43]。

為了獲得330公里/小時的適航許可證，ICE-3列車於2001年9月3日在加爾德萊根附近（漢諾威－柏林高速鐵路）的一次軌道測試中又達到367公里/小時的最高速度。基於測試中所得到的測量數據，德國聯邦鐵路局（德語：Eisenbahn-Bundesamt）決定在2002年以前向列車頒發330公里/小時的適航許可證，同時列車運營的最高限速也首次被提升至230公里/小時[52]。而ICE-3M列車則已於2001年2月22日在柏林至沃爾夫斯堡區間達到了355公里/小時的最高速度[53]。

為了獲得在瑞士運行的適航證，一列ICE-3M動車組於2000年12月上旬前往當地進行測試。但渦流制動和緊急制動（德語：Schnellbremsung）在瑞士境內均不提供使用[54]。於2001年5月1日至15日期間，ICE-3列車的製造商聯盟代表又在當地進行了更多用於技術審批的測試運行。此外，列車還前往聖哥達山口的南坡進行測試。在格勞霍爾茨隧道（德語：Grauholztunnel）內，列車的最高速度首次超過了200公里/小時[55]。2001年底，列車又分別在瑞士、比利時和法國進行了適航試驗。六個月後，瑞士對其頒發了適航許可證[43]。然而，將列車原有的自動列車保護裝置轉換為當地要求的歐洲列車控制系統（ETCS）的計劃由於成本原因而未實施，因此這項適航證最終也未及使用[56]。

在新造線路科隆－萊茵/美因高速鐵路通車前的籌備階段，列車還曾於2001年8月底在坡度陡峭的埃爾克拉特-霍赫達爾坡道（德語：Steilrampe Erkrath–Hochdahl）進行了拖曳測試及重聯測試[57]。自2002年1月起，ICE-3列車獲得了可在科隆－萊茵/美因高速鐵路運行的線路適航許可證[43]。

內部改造（2002年）

ICE-3（M）列車最初是由4節二等車廂和3節一等車廂組成，並通過1節餐車分隔[1]。403型和406型動車組分別提供416個（一等車廂141席）和404個座席[50]，其中兩者均包含24個餐車座席[7]。2002年初，列車在德利茨希和哈根的中修車間（德語：Ausbesserungswerk）進行了內飾改造。這項改造是鑑於列車在科隆-萊茵/美因高速鐵路即將通車便已表明，一等的席位數量過多，而二等的席位數量則設置得太少[1]。

在這項改造中，緊鄰餐車的26/36號中部車廂（一等席別）被轉換為二等車廂；但該車廂的三個隔間獲得了保留，因此二等車廂也首次有隔間可用。作為轉換的一部分，座位間距（開放空間）也從971毫米縮減至920毫米[58]。列車的座席數量從而被增至441個（403型）和431個（406型）[1]。另有來源表明每組列車（403型）的座席數量是由416個增加至454個——其中一等車廂的座席數量由141個減少為98個，二等車廂的座席數量則由250個增加至356個。從而使靠窗的座席也受到調整，一些靠窗座席會被設於壁板邊上[59]。

完成改造後，兒童隔間取消了玩耍牆和玩具車空間，其隔間被重新標識為「多功能區（Multifunktionsabteil）」。而餐車空間則遭到廣泛批評，因為餐廳區域被替換為吧檯的樣式和12個固定的乘客座席。但這是作為新餐飲概念的一部分所應該付諸實行的，自科隆-萊茵/美因高速鐵路開通後，通過加強送餐到座（德語：Am-Platz-Service）服務，餐廳服務已逐漸被取代。隨着更多的新線路開通，德國鐵路還計劃將這一概念拓展至其它的ICE列車上[1]。

其它運轉

 
與德國3號高速公路平行的科隆－萊茵/美因高速鐵路是如今ICE-3列車最主要的運用地點
 
兩列同向運行的重聯ICE-3正擔當紐倫堡－因戈爾施塔特高速鐵路的通車首航，駛向紐倫堡

自2001年10月起，列車開始在新造的科隆-萊茵/美因高速鐵路上進行（無載客）試運行。在後者正式通車當日，共有2列重聯編組的ICE-3列車（328/331號及307/302號動車組）在雙向同時開行[60]。從2002年8月1日至2002年12月14日期間，共有8組ICE-3列車被用於科隆至法蘭克福之間的定期往返服務。在新造線路上，ICE-3列車首次在客運服務中達到300公里/小時的最高速度，其餘的ICE列車也被批准以280公里/小時的最高速度運行[61]。

為了改善列車在側風時的運行性能，所有單電壓列車的端部車廂都於2002年下半年加裝了重量為1,550千克的底板壓載物[59]。隨着被完全納入新造線路的運用計劃，自2002年12月15日起，ICE-3列車開始撤出慕尼黑－漢堡/不來梅的南北軸線服務[46]。在新造線路上，列車服務開始出現大量的技術問題而導致延誤和取消。因此，所有由龐巴迪運輸供應的牽引電動機必須進行修改[來源請求]。同時，由於渦流制動在線路上摩擦所導致的絕緣體脫落，使得水份可以滲透至線圈，從而導致短路。在德國鐵路的公報中，列車診斷系統每日累計發送的兩個最高級別故障最高可達700項[21]。據媒體報道，列車用作重聯運行的連接器也反覆出現問題[62]。此外，列車在過渡到比利時3千伏電網時也不時會出現問題[43]。在2003年夏天，列車的空調系統被證明過弱，並會導致大量的過載故障[46]。自2004年3月底，列車開始進行設備轉換，其外部加裝了一個明顯的頂罩，它應該可阻擋暖濕氣流的侵入[63]。

至2002年12月15日的運行圖調整中，ICE-3列車被全面投入新造線路科隆-萊茵/美因高速鐵路的運營。有33列403型動車組和11列406型動車組平均每日在七條線路執行112個班次服務。這些動車組的平均里程達到每年約50萬公里。據製造商介紹，這是除了前兩個世代的ICE列車外，所有高速列車的最高年里程數。在2003年突然出現的多項技術問題也主要是由於列車的高強度運行而導致的。截至2003年10月底，ICE-3列車的運行總里程達到4,600萬公里[43]。

至2003年12月14日的運行圖調整中，通過進一步的加密服務，ICE-3列車的定期運行年裡程數被增加至55萬公里。它由此也達到了ICE列車家族的最高峰值。對於2004年，列車的行駛里程預期還將繼續增加[43]。

2004年12月21日，時任德國總理的格哈特·施羅德與俄羅斯總統普京共同乘坐ICE-3列車由多特蒙德前往杜塞爾多夫。雙方同時在車上簽署了俄羅斯鐵路訂購60組Velaro RUS列車的意向協議[64]。至2004年底，ICE-3列車的運行總里程達到約7,000萬公里，單組列車的運營里程最高也達180萬公里[65]。

2005年夏天，由於損耗增加和其它原因，在城際快車41號線（紐倫堡－埃森）運營的部分ICE-3列車服務被暫時取消[66]。2005年底，7組ICE-3列車率先成為搭載移動互聯網接入設備的ICE列車。從這時起，所有用於國內運營（403型）的ICE-3列車均可使用這種設備，在部分線路通過WLAN技術訪問互聯網[67]。

在2006年中期，一款新的連接頭開始在ICE-3列車上進行測試[68]。

輪軸問題

2008年7月9日，正執行ICE518次服務、由慕尼黑開往多特蒙德的一列ICE-3列車（Tz310，沃爾夫斯堡號）在駛離科隆中央車站時後不久於霍亨索倫橋前出軌，原因為輪軸斷裂[69]。列車是在輪對於枕木上發生異響後通過緊急制動而陷入停滯狀態。無人在事故中受傷，乘客可以通過列尾的車門返回車站月台[70]。據乘客反映，列車所發出的異響早在進入科隆之前便已聽見，而在駛出科隆後，動車組的兩節車廂即發生分離[71]。

由於面臨安全危險，聯邦鐵路局於2008年7月10日下令，所有ICE-3列車必須在當天的運行結束後退出服務，其中運行里程超過6萬公里的輪軸需要進行超音波探傷檢查[來源請求]。而採用34CrNiMo6型合金鋼輪軸的例行超音波檢查周期也由原本的30萬公里被縮短為6萬公里[72]。所有67列動車組中共有61列受到影響。這也導致在隨後的幾天裡，有過百班列車服務需要全部或部分由備用列車替換[73]。

根據德國聯邦材料研究中心（德語：Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung）在2009年公布的一項報告中表明，輪軸斷裂可能是由於材料污染所造成[74][75]。法特洛斯拉夫·格魯比西奇（Vatroslav Grubisic），一位車輛部件的評估專家，曾在輪軸斷裂事故前警告稱，ICE-TD列車的輪軸存在設計缺陷[76][77][78]。然而，其考量的因素是輪軸尺寸，這在業界仍存在較大的爭議[79]。

2008年10月，在一列ICE-T列車的類似軸承上發現了2毫米深的裂縫後，聯邦鐵路局將輪軸檢查的周期間隔進一步縮減至3萬公里[80]。這也使得ICE-3列車的循環運轉受到限制，並導致部分班次停運[81]。從這時起，所有ICE-3列車的全部32個輪軸都需要進行為期約20天的必要診斷，其中每列動車組將至少耗時16小時以上[82]。

由德國鐵路、西門子、阿爾斯通和龐巴迪組成的一個工作組開始在2009年初提供技術解決方案。最初預計對輪軸進行完全更換的費用將高達千萬歐元[83]。新軸承的交貨期約為6個月，安裝則可在一年至一年半的時間內完成。然而，第二批次生產的ICE-3列車迄今沒有遇到輪軸問題[84]。德國鐵路在2009年初認為所有輪軸都有必要完全更換。但相關製造商則為此感到擔憂[85]。2009年6月，德國鐵路CEO顧儒伯估計，由ICE-3列車及ICE-T列車的輪軸問題造成的損失高達2.5億歐元，並宣布將對製造商西門子、龐巴迪和阿爾斯通提起損失賠償訴訟[86]。但它們將首先進行協商；在適當情況下，對德國鐵路的新購產品提供折扣優惠也可作為一項解決方案。西門子認為賠償損失沒有任何依據，因為軸承均是按照相關標準生產，並且通過了德國鐵路的驗收。龐巴迪也同樣認為賠償損失毫無根據[87]。

2009年10月12日，德國鐵路宣布與西門子及龐巴迪達成協議。因此，應該開發及測試一款採用材質為25CrMo4型的合金鋼作為新輪軸使用[73]。它們在通過驗收後將被用於更換所有ICE-3列車現有的約1,200副輪軸[88]。據媒體報道，製造商的重置成本有所上漲（預計為8,400萬歐元）。首副輪軸會在2010年底前完成驗收，批量生產則在2011年進行[89]。德國鐵路在2012年中期預計，全部新輪軸應該可以在同年第三季度啟動更換工作。因此在2012年12月的運行圖調整中，應該有10組列車完成更換，所有更換工作則應在2014年底完成。同時超聲波檢測的周期間隔也應該再次由3萬公里提高至24萬公里。由於驗收程序的延誤，原定於2011年開始的更換工作未能進行[90]。同時基於缺乏安全證明，置換計劃將不會在2012年3月前啟動[91]。

至2012年2月，新軸承可供交付[92]。而所有1,200副新軸承則於2013年初完成生產。由於較高的配重，聯邦鐵路局需要對其重新註冊，並在每列動車組中進行試運行[93]。德國鐵路計劃審批在2013年第一季度完成，置換工作則有望在2015年完成[94]。然而最終審批直至2013年底才結束。據媒體報道，新輪軸的安裝將自2014年初開始，並將持續兩年半時間[95]。

407型

主條目：德國鐵路407型電力動車組

德國鐵路在2007年開始對更多的四電壓制式（德國、法國、比利時，以及可選配瑞士）動車組進行招標，這些動車組需要滿足最高速度達320公里/小時及提供至少420個座席的要求[3]。最終，西門子以其8節編組的Velaro D列車贏得了訂購合同。這些被定型為407型的動車組將會納入ICE-3家族，並可用作前往法國、比利時以及德國本土的運營[3]。

原定於2011年12月開始運轉的計劃被推遲了兩年。16組列車也未能按照計劃在2012年12月的運行圖調整中投入服務，因為它們仍未通過聯邦鐵路局的審批。德國鐵路在2013年底預計，列車在德國境內的定期運營不會在2014年第一季度前實現[96]，完全的跨境運營可操作性也不會在2016年底實現[94]。聯邦鐵路局直至2013年聖誕節前夕才為407型列車頒發了適航許可證[97]。

重新設計

在德國鐵路於2013年底完成對ICE-T列車的重新設計事項後，ICE-3列車也應在2015年底開始現代化更新[98]。其中403型動車組應率先自2016年第一季度起配備新式座椅。在進行改造之前、最遲自2014年第四季度起，3家供應商將需要對兩個席別中的最多70個座椅進行為期3到6個月的測試和市場調研[99]。德國鐵路同時也考慮將空調系統作為重新設計的一部分進行更換[100]。

構造及內飾

 
ICE-3列車一等車廂
 
ICE-3列車二等車廂

全部67組ICE-3列車均由8節車廂所組成[1][101]：

  • 設有一等開放座席及休息室的帶動力端部車廂（29/39號，403.0/406.0型）
  • 設有一等開放座席及3個隔間的無動力中部車廂（28/38號，403.1/406.1型）
  • 設有二等開放座席及3個隔間的帶動力中部車廂（27/37號，403.2/406.2型）——其於2002年以前為一等席別。在2006年至2007年交付的13組列車則為連續性的開放車廂。
  • 設有座席、廚房、吧檯以及乘務室、電話亭（後撤銷）、員工廁所的無動力餐車車廂（26/36號，403.3/406.3型）。該車廂原提供的24席餐廳空間在2002年被改造為4個吧檯及26個常規乘客座席。
  • 設有二等開放座席、無障礙廁所及兒童區的無動力中部車廂（25/35號，403.8/406.8型）
  • 設有二等開放座席的帶動力中部車廂（23/33號，403.7/406.7型）
  • 設有二等開放座席的無動力中部車廂（22/32號，403.6/406.6型）
  • 設有二等開放座席及休息室的帶動力端部車廂（21/31號，403.5/406.5型）

其淨空限界（德語：Lichtraumprofil）在很大程度上與國際鐵路聯盟的標準相匹配。因此，這些車輛原則上可以在歐洲自由通行。端部車廂的長度為25,675毫米，中部車廂為24,775毫米[2]。車廂的最大寬度則為2,950毫米，比UIC-505號標準的規定要多出23毫米。但這項超限尺寸已經獲得鄰國鐵路部門的認可[8]。列車開放空間的高度最大為2.25米，入口通道則高2.05米[29]。

第一批次生產的ICE-3列車在交付時是提供帶有餐廳及吧檯的餐車車廂。其後通過引入一個新的餐飲概念，並加強座位送餐服務，餐廳區域被替換為12個常規座席及4個高腳吧檯。第二批次生產的列車則在交付時便已配備這些設施。此外，第一批次列車在交付時還劃分有兩節吸煙車廂，但自2008年底起，德國鐵路的所有列車均已全面禁煙[50]。

技術

作為與ICE-T平行開發的車型，ICE-3列車代表了德國及歐洲高速鐵路的一大技術飛躍[26]。它們在是歐洲所有量產化的高速列車中，首次實現以下突破的車型[102]：

  • 所有傳動組件被分布在多節車廂的底板之下（不含車頭）
  • 搭載渦流制動器
  • 在端部車廂設有休息室，乘客可以「越過火車司機的肩部」瞭望列車運行前方及後方。

分散式動力

 
單電壓ICE-3的受電弓
 
ICE-3的駕駛室
 
列車駕駛員可以通過一個按鈕將駕駛室及休息室之間的隔板切換為非透明狀態

相比較以往的ICE-1列車及ICE-2列車，ICE-3列車最主要的創新在於採用了動力分散式技術。幾乎所有的電氣設備都被安裝在整組列車的客艙底部，並可以藉此省去動力集中式車頭。8節車廂中的4節形成了一個密不可分的動力車組，它們包含有牽引電動機、牽引變頻器及變壓器[103]。

2節無動力的中部車廂跟隨動車組兩端的各3節「牽引組」車廂被設置在編組中部。3節牽引組車廂則構成一個電氣化單元。兩側牽引組車廂中間均設有一個無動力的變壓器車廂，它們各搭載有一副受電弓及兩副配備牽引電動機的轉向架。兩端的端部車廂則各設有一個駕駛室[1][2]。單電壓制式列車的兩副受電弓被分別安裝在2號及7號變壓器車廂。多電壓制式列車的受電弓則排列在4節車廂之上，同樣為每節搭載一副[101]。

動力車廂通過各自功率為500千瓦、重750千克的牽引電動機實現驅動，其轉數為4,100轉/分鐘，預計使用里程可達230萬公里[104]。隨着每列動車組8,000千瓦的輸出功率和最高420噸的整備重量，其19千瓦/噸的額定功率達到ICE-1列車的兩倍之多[2]。此外，ICE-3列車也能比其前任車型更加勝任大坡度的定期運營任務。截至2008年的運行圖調整，它是唯一能在科隆-萊茵/美因鐵路中高達40‰的坡道運行的客運列車，因此通過該線路的所有客運班次幾乎都使用ICE-3列車擔當[105]。

通過被分配至多個輪軸的加速功率可以降低粘着係數，因此列車最大軸重的平均配重被減輕至17噸。前者使動輪獲得較小的空轉傾向，從而得以在牽引力條件不理想的情況下實現更好的加速性能。通過減輕重量還可以獲得較低的道床載荷。採用底部技術的優點在於，被安裝在客艙下方的動力總成可以通過隔音板獲得較佳的隔音效果。但其缺點則是動車組無法分離使用[1]，以及自身較高的側風敏感度[106]。這個概念還允許乘客在列車兩端獲得清晰的線路視野。坐在休息室的乘客可以通過駕駛室的玻璃隔板眺望列車的前方或後方景觀。同時，座椅數也會比相同長度的列車提高約15%[107]。

其它特點

 
工作中的ICE-3列車渦流制動。帶有磁塊的橫杆被降低至離軌道僅幾毫米處

ICE-3列車是歐洲首個配備渦流制動器的量產列車[102]。渦流制動可以在新造的科隆-萊茵/美因高速鐵路和紐倫堡-因戈爾施塔特高速鐵路中作為正常制動（德語：Betriebsbremsung）使用，也可以在其它線路用作緊急制動的強化使用[12]。每組列車的渦流制動的最大功率為800千瓦。每個從動轉向架上都安裝有兩塊1,290毫米長的磁塊，每組列車產生的渦流制動力可達200千牛[2]。

ICE-3列車也是歐洲首個集成「吸能緩衝區（德語：Knautschzone）」的高速列車。列車連接器可在發生碰撞的情況下，將所產生的動能有針對性的傳遞至車廂連接處的可變形元件[1][2]。駕駛室前端的三級制圓柱形能量吸收器則可控制碰撞能量向下承托[44]。

其它技術

車廂下方的轉向架（SGP 500型）是在ICE-2列車的基礎上進一步發展而來。動力轉向架和從動轉向架採用相同的構造，它們僅可通過安裝的牽引電動機（動輪）和渦流制動器（從動輪）作出區分。所有輪對均各自承載有兩個（403型）或三個（406型）制動閘瓦（德語：Bremsscheibe）[1]。

 
ICE-3列車的連接器

自動化的夏芬伯格式連接器（德語：Scharfenbergkupplung）與主空氣導管（德語：Hauptluftleitung）、主風缸導管（德語：Hauptluftbehälterleitung）以及控制和資訊導管相連[1][2]。共有12個插塞接點和44個彈簧接點相互連接[59]。兩組ICE-3列車可以連接成一組重聯列車運行。ICE-3列車在原則上還可與ICE-T列車或ICE-TD列車重聯[1][2]。而更新了軟件系統的列車則也可與407型動車組重聯[108]。

獨立通風的牽引電動機及渦流制動器是通過一個相同的直流電壓（德語：Gleichspannung）中間迴路（德語：Zwischenkreis）供電。電動機的力矩是通過一個扇形齒輪離合器傳遞至動輪，並做好了加裝連杆阻尼器的準備。兩節變壓器車廂可以通過車頂的特高壓引通線相連，因此僅需要升起一副受電弓便可進行驅動[2]。變壓器車廂中兩個功率為250千伏安的變流器負責向列車母線（德語：Zugsammelschiene）輸送670伏特的直流電壓。若其中一個變流器失效，母線會通過相鄰的牽引力單元繼續相連。車廂照明、車門及制動控制、旅客信息系統以及傳動和駕駛裝置均由一個110伏特的蓄電池母線供電。蓄電池充電器可在670伏特至110伏特間切換，並可在為母線供電的同時也為蓄電池充電[2]。

 
為增強在濕滑軌道上的制動效應，ICE-3會啟動放沙裝置

列車的制動系統是由制動控制計算機進行控制。大多數的正常制動功率均由再生制動提供，部分則依靠渦流制動支持[來源請求]；16台牽引電動機的最大制動功率總額為8.2兆瓦[12]。盤式制動器僅在低速或加強的正常制動及緊急制動時使用。火車司機也可以根據實際需要對盤式制動器進行切換。在300公里/小時的速度下，緊急制動的制動距離為2,800米；330公里/小時則為3,300米[1]。列車的放沙裝置共可裝載440千克的沙子[109]。

列車的控制系統根據列車通信網絡構建，這是國際電工委員會在1995年提出的標準草案。數據總線系統採用冗餘設計。作為更高級別的系統，兩節端部車廂各搭載有兩個中央控制裝置（Zentrale Steuergeräte，ZSG），負責對兩組牽引單元進行控制及監測。診斷資訊會通過這些裝置發送至列車乘務員。ZSG還將以往相互分離實現功能的自動駕駛及控制系統（德語：Automatische Fahr- und Bremssteuerung）（AFB）、中央路徑及速度檢測系統（Zentraler Weg- und Geschwindigkeitserfassung，ZWG）、緊急列車停止裝置（德語：Sicherheitsfahrschaltung）（Sifa）、診斷系統（Diagnosesystem，DAVID）和監測及控制中央處理器（Zentraleinheit für Überwachung und Steuerung，ZEUS）結合在了一起[1]。

 
設於車廂入口處的旅客信息系統顯示器

旅客資訊系統是由乘務室進行控制。為了配合乘務員的通訊，列車還安裝有全車範圍內的廣播設備、無線電話和緊急呼叫點。可視通訊則在所有的入口區域（內部及外部）提供顯示器、以及在每節車廂兩端的頂部區域提供LED顯示器[2]。其中外部區域會顯示列車運行的停站資訊、內部區域會顯示列車的實時運行速度，車廂兩端的大屏幕顯示器則會顯示2至3行的公告短文。每排座位上方還設有一個帶LED顯示器的電子預訂系統，用於顯示乘客的訂座資訊。旅客資訊系統的許多其它構想，例如隨選視訊、電視接收（德語：Fernsehempfang）、自動櫃員機聯網以及車票、門票相關的自動售賣等功能，則尚未實現[8]。

公共通訊（德語：Öffentliche Kommunikation），包括乘務室的一台傳真機，最初是由C-網（德語：C-Netz）進行處理，隨後則改為GSM網絡。列車的每節車廂都安裝了移動信號放大器（德語：Intrain-Repeater）。一等車廂則還設有服務呼叫按鈕。第一批次生產的車型原本配備有時刻表信息終端機，但該功能在後來被停用[2]。

ICE-3列車空調系統的一個特點是採用空氣循環系統。這種方式是經過航空業的應用後，於1991年開始被研究用作鐵路車輛空調。經過自1992年起於實驗樣品上進行的開發，它最終得以在一節ICE-1列車的車廂內進行運行測試。1996年1月，當局決定在ICE-3列車上裝備空氣輔助的空調系統。相較於ICE-1列車的空調系統，它是採用1,1,1,2-四氟乙烷（R134a）作為製冷劑，可使每節車廂節省約500千克的重量。從屬於鹵代烷烴家族的R134a同樣還能避免全球暖化潛勢[2]。在空調系統經歷了多次故障後，其換熱器在2003年夏季的調查中被證實為體積過小，而頂部的進風和出風口布置也不利於交換空氣。因此，列車在2003年秋季加裝了強化設備，它們採用獨特的方框結構，於車輛兩端的頂部清晰可見，而原來的空調系統則與密閉的車頂齊平。第二批次的列車在出廠時便已完成空調換裝，但其頂部結構採用了空氣動力學形態[110]。

隨着每次沖水量為0.4公升[111]（另有來源稱1.5公升[112]）的水消耗量，車內廁所被認為是有利於環境保護的。特殊的輪對吸音器（德語：Radschallabsorber）可將輪噪降低5至8分貝[111]。列車還大量使用了阻燃材料（德語：Feuerwiderstand）。輪對的完全燃燒條件需要達到至少15分鐘以上[113]。

根據每年約50萬公里的行駛里程，平均每列ICE-3列車在2009年消耗了約百億瓦時的電能[114] 。與ICE-2列車相比，ICE-3列車的每個席位重量降低了約10%[44]。車梯踏面則根據55至76厘米的月台高度進行了優化[2]。

維修保養

 
ICE-3駕駛室內的里程計

ICE-3列車在投入運營後均配屬於慕尼黑ICE運用車間[115]。列車的保養維護則可分別在法蘭克福、慕尼黑、多特蒙德的車輛段以及規模較小的科隆和巴塞爾車輛段進行。ICE-3M列車則配屬於法蘭克福-格里斯海姆車輛段（德語：Bahnbetriebswerk Frankfurt-Griesheim），只有當地可以提供多電壓組件的列車維修服務。出於此原因，法蘭克福-格里斯海姆的維修場地還設有可為4種運行電壓供電的高架電纜[104]。

據德國鐵路介紹，每年用於每組ICE-3列車的維護費用將超過百萬歐元[116]。列車在行駛里程達到165萬公里後所進行的必要大修則需花費約120萬歐元，它們會在德國鐵路設於克雷費爾德的維修車間完成[117]。

在2003年，列車已經完成了行駛里程達120萬公里的中修（稱為IS600）和240萬公里的大修（稱為IS700）。除了這兩個大型項目外，其它所有的維護工作均在晚上進行[43]。

事故

2018年10月12日早晨，一列由法蘭克福開往科隆的的ICE 511次列車（ICE-3 Tz 326編組）在行駛至德國南部地區迪爾多爾夫鎮附近時，02號車內發生電器設備故障致車廂起火，02號車整節車廂及01號車後部被燒毀，車上約510名乘客安全疏散。事故造成幾名乘客輕傷，並導致錫格堡與蒙塔鮑爾之間一段線路和附近的高速公路關閉、部分車次延誤和取消。[118]值得一提的是，該事故與2018年1月25日發生在中國的G284/281次列車起火事件相似[119]，G284/281次列車起火事件中涉及車型為CRH380BL，為ICE-3列車的衍生版（發展自西門子Velaro平台），且G284/281次列車也是02號車內電氣設備故障起火，與此次事故原因相同。

注釋

  1. ^ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 （德文）Dieter Eikhoff. Alles über den ICE. Stuttgart: transpress-Verlag. 2006: 41–52. ISBN 978-3-613-71277-5. 
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外部連結

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