تطورت وحدة القطار الكهربائي CR450 (EMU) بناءً على منصة وحدات القطار الكهربائي القياسية في الصين وتمثل تكرارًا وترقية تكنولوجية شاملة. من منظور تقني، حققت اختراقات في ثلاث حزم تكنولوجية متكاملة رئيسية: تقليل السحب واستهلاك الطاقة، وتقليل الاهتزاز والضوضاء القصوى، وتكامل نظام خفيف الوزن لجميع العوامل. كما أنها تقدم ثلاث تقنيات نظام رئيسية - الجر المغناطيسي الدائم عالي الطاقة، واتصالات شبكة القطارات الحساسة للوقت، والكبح المتحكم فيه متعدد المستويات - بالإضافة إلى عدد من التقنيات الرئيسية مثل عربات السكك الحديدية عالية السرعة الحرجة وعالية الأمان.
يهدف المشروع إلى تمكين التشغيل بسرعة 400 كم/ساعة مع الحفاظ على مؤشرات الأداء الرئيسية - مثل استهلاك الطاقة ومستويات الضوضاء الداخلية ومسافة الكبح - عند مستويات مماثلة لتلك الخاصة بالقطارات التي تعمل بسرعة 350 كم/ساعة. لأول مرة عالميًا، تم التحقق من الشروط الحدودية وأهداف الأداء العليا من خلال اختبارات الخط الحقيقي. بدءًا من متطلبات التشغيل، وضع المشروع مواصفات فنية وأجرى أكثر من مائة اختبار تجريبي لدراسة كيفية تغير المعلمات مع زيادة سرعات القطار. جمعت هذه الاختبارات بيانات تحت سرعات وظروف تشغيل مختلفة - بما في ذلك الجسور والأنفاق والمسارات المنحنية - لفهم الخصائص البيئية والسلوك التشغيلي.
من خلال هذه الدراسات، يقلل نظام CR450 الاعتماد على ترقيات البنية التحتية الحالية للسكك الحديدية. ونتيجة لذلك، يهدف إلى زيادة سرعات التشغيل على الخطوط الحالية من 350 كم/ساعة إلى 400 كم/ساعة بأقل تكلفة ودون الحاجة إلى إعادة بناء البنية التحتية الرئيسية.
برنامج الابتكار التكنولوجي CR450 هو مبادرة هندسة أنظمة شاملة. بالإضافة إلى التحسينات في تكنولوجيا القطارات والسرعة، فإنه يشمل تطوير البنية التحتية وأنظمة الاتصالات والإشارات وتقنيات الشبكات وحتى خدمات مقصورة الركاب. المشروع هو أيضًا عرض للتعاون متعدد التخصصات والابتكار عبر الصناعات. بالإضافة إلى تقنيات السكك الحديدية والنقل الحضري، فإنه يعزز التقدم في الهندسة الإنشائية وعلوم المواد والإلكترونيات وتقنيات الاتصالات. تساهم الاختراقات التكنولوجية التي تم إنشاؤها أثناء عملية التطوير ليس فقط في قطاع السكك الحديدية ولكنها تفيد أيضًا الصناعات الأخرى، مما يساعد على تقدم القدرات العلمية والتكنولوجية الشاملة للصين.
سرعة أعلى
من خلال التصميم الهوائي المحسن وهيكل هيكل السيارة وأنظمة الجر، يمكن لـ CR450 دعم التشغيل التجاري بسرعة 400 كم/ساعة وتحقيق سرعات اختبار تبلغ 450 كم/ساعة أو أعلى.
يعتمد القطار على محركات جر مغناطيسية دائمة، والتي تحسن كفاءة تحويل الطاقة بأكثر من 3٪ مقارنة بمحركات الجر غير المتزامنة.
أداء الكبح الخاص به متميز أيضًا: مسافة الكبح من 400 كم/ساعة إلى التوقف التام أقل من 6500 متر، وهو ما يعادل تقريبًا مسافة الكبح لوحدة القطار الكهربائي CR400 التي تعمل بسرعة 350 كم/ساعة، مما يحقق سرعة تشغيل أعلى دون زيادة مسافة الكبح.
أمان أكبر
يتميز القطار بنظام كبح عالي الأداء يدمج الكبح بالتيارات الدوامية وأقراص الفرامل الكربونية السيراميكية، مما يسمح بمسافات كبح مماثلة لتلك الخاصة بـ CR400 الذي يعمل بسرعة 350 كم/ساعة.
تم تحسين كل من تدابير السلامة النشطة والسلبية عبر نظام القطار بأكمله لضمان أقصى درجات السلامة التشغيلية.
كفاءة طاقة أعلى
يقلل CR450 من حجم المقطع العرضي لهيكل السيارة ويعتمد مواد جديدة مثل مركبات ألياف الكربون وسبائك المغنيسيوم. من خلال تطبيق تقنيات تحسين الطوبولوجيا، يحقق القطار تخفيضًا إجماليًا في الوزن يبلغ حوالي 10٪.
بالإضافة إلى ذلك، فإن التصميم الهوائي المحسن يقلل بشكل كبير من مقاومة الهواء، مما يؤدي إلى انخفاض إجمالي في السحب يبلغ حوالي 22٪.
راحة أكبر
تم تقليل مستويات الضوضاء التشغيلية، بينما تم توسيع مساحة مقصورة الركاب. يوفر القطار تكوينات جلوس مختلفة بما في ذلك مقاعد درجة رجال الأعمال، ومقصورات خاصة فردية، ومقصورات لأربعة أشخاص.
تعزز المرافق مثل دورات المياه المتاحة ومنطقة تناول الطعام/البار المعاد تصميمها تجربة الركاب بشكل أكبر.
ذكاء أكبر
تم تجهيز CR450 بأنظمة مراقبة وتشخيص ذكية، مع أكثر من 4000 نقطة مراقبة في جميع أنحاء القطار. تجمع هذه المستشعرات بيانات في الوقت الفعلي مثل درجة حرارة المحور والضغط، مما يتيح الإدراك الذاتي والتشخيص الذاتي واتخاذ القرارات الآلية.
يعتمد القطار أيضًا على شبكات حساسة للوقت (TSN) للاتصالات على متن القطار، مما يزيد من أداء نقل البيانات في الوقت الفعلي بعشر مرات. يتيح استخدام TSN تبادل معلومات أسرع وتحكمًا أكثر دقة بين الأنظمة الفرعية للقطار.
شبكات حساسة للوقت (TSN)
شبكات حساسة للوقت (TSN) هي بنية شبكة تعتمد على تقنية الإيثرنت مصممة لتوفير موثوقية عالية وزمن استجابة منخفض ومزامنة دقيقة للوقت لنقل البيانات.
تتميز بقدرتها في الوقت الفعلي والمزامنة والموثوقية والمرونة، مما يضمن تسليم البيانات في الوقت المناسب في التطبيقات ذات المتطلبات الصارمة لزمن الاستجابة والارتعاش. تتم مزامنة العقد داخل الشبكة بشكل صارم، مما يضمن نقل البيانات وفقًا للجداول الزمنية المحددة مسبقًا.
من خلال التصميم المتكرر وآليات الأولوية، تضمن TSN نقل البيانات الهامة بأولوية أعلى من البيانات الأخرى، وبالتالي تحسين موثوقية وحتمية نظام الاتصالات بأكمله.
خضعت CR450BF لجدول اختبار شامل بين يناير 2025 وفبراير 2026، وشملت تجارب معملية وتجارب على مسارات دائرية وتجارب على خطوط السكك الحديدية الرئيسية.
· يناير - فبراير 2025 - اختبارات على مسارات دائرية أجريت في أكاديمية علوم السكك الحديدية الصينية.
· 10 أبريل - 10 يونيو 2025 - اختبارات على خطوط رئيسية على قسم تشونغتشينغ - تشيانجيانغ من خط تشونغتشينغ - شيامن للسكك الحديدية عالية السرعة.
· 11 يونيو - 4 يوليو 2025 - اختبارات على قسم ووهان - ييتشانغ من خط شنغهاي - تشونغتشينغ - تشنغدو للسكك الحديدية عالية السرعة.
· 8 يوليو - 11 يوليو 2025 - تم عقد المؤتمر العالمي الثاني عشر للسكك الحديدية عالية السرعة في بكين في مركز المؤتمرات الوطني الصيني ومركز اختبار السكك الحديدية الوطني، حيث تم عرض المشروع.
· 12 يوليو - 3 سبتمبر 2025 - اختبارات على قسم شنيانغ - جبل تشانغ باي من خط شنيانغ - جياموسي للسكك الحديدية عالية السرعة.
· 5 سبتمبر - 5 ديسمبر 2025 - استمرار الاختبارات على قسم ووهان - ييتشانغ من خط شنغهاي - تشونغتشينغ - تشنغدو للسكك الحديدية عالية السرعة.
· 21 ديسمبر - 30 ديسمبر 2025 - اختبارات إضافية على مسارات دائرية في أكاديمية علوم السكك الحديدية الصينية.