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匹夫乱谈

天下兴亡 匹夫有责

 
 
 

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【转载】【舶来】台媒曝光:大陆高铁技术突然领先世界的秘密 (2014-03-11 )  

2015-01-23 10:23:48|  分类: 中国高铁 |  标签: |举报 |字号 订阅

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用自己的方式「跑」起来

这样一个速度差和时间差,要用多少年才能补上?对此,中国人和外国人的看法并不相同。

2004年,在中国大陆引进高速列车技术时,日本川崎重工总裁大桥忠晴曾这样耐心劝告中方技术人员:不要操之过急,先用8年时间掌握时速2百公里的技术,再用8年时间掌握时速350公里的技术。在大桥忠晴看来,这已经够快了。毕竟,新干线从时速210公里提升至3百公里,日本人用了近30年的时间。但是,中国人可等不起!从车辆到线路,再到通信信号技术,一边引进消化吸收一边自主创新,中国人用自己的方式「跑」了起来。

2004年至2005年,中国南车青岛四方、中国北车长客股份和唐车公司先后从加拿大庞巴迪、日本川崎重工、法国阿尔斯通和德国西门子引进技术,联合设计生产高速动车组。动车组是尖端技术的高度集成,涉及动车组总成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器等9大关键技术以及10项配套技术,涉及5万个零部件,短时间内消化吸收如此纷繁复杂的技术,谈何容易。每一个看似不起眼的部件,每一项细微的技术,都凝聚着引进消化吸收再创新的艰辛与付出。

动车组的乘客大多不会注意,两节车厢连接处外端有一对长条橡胶风挡,看上去没有多少技术含量。在2005年双方联合设计时间,一些外方技术人员为这个跟我们捉起了「迷藏」:

「请问,这个橡胶长条是干什么用的?」

「哦,没什么大用,只是为防止乘客从站台上掉下来。」

然而,这一轻描淡写的解释却令青岛四方公司的技术人员疑云丛生。

「不会这么简单吧?风挡的橡胶标准要求这么高,难道只为防止乘客从站台上掉下?」

「哦,这个……应该还可以减少空气阻力吧。」

对这个支支吾吾的回答,青岛四方技术人员还是将信将疑。2006年初,第一批原型车进厂后,青岛四方的技术人员通过试验分析,发现这对风挡竟然有替代转向架防止列车侧滚的功能。

「不管什么部件,什么技术,都要打破砂锅问到底,才能把先进的技术学到手。」青岛四方设计主审邓小军说。

向速度极限挑战

3年磨砺,一朝惊艳——140对、时速200公里以上的国产动车组,在2007418,全国铁路第6次大提速时首次闪亮登场。她们有一个共同的名字——「和谐号」。中国大陆,从此有了属于自己的高速列车。

郑德润,一位在英国旅居多年的老华侨,在互联网上得知这个消息后十分振奋。20076月,思乡情浓的他,从伦敦飞回北京,登上开往河南郑州的D133次动车组,专程体验「和谐号」。「我经常在欧洲乘坐高速列车,现在我们终于有了属于自己的高速动车组,太自豪了!这是我多年的梦啊!」一路上,郑德润兴奋不已。到站后,他还站在「和谐号」车头前,照了一张与动车组的合影,「我要拿回去,让外国人也看看!

国际铁路联盟定义,时速2百公里以上就可以称为高速铁路。第6次大提速中,中国大陆有超过6千公里的既有铁路干线,实施了时速2百公里以上的提速。但,大陆铁路人并没有打出「高速铁路」的旗号。「其实,不少人都建议喊出这一口号。」铁道部新闻发言人王勇平回忆说,「我们没有同意,因为中国的高铁之梦不会就此停步!我们还有更远的梦!」

在时速2百公里动车组下线后,不少外国人认为,中国大陆至少要在这个平台上消化、停留10年。但高铁人等不了,旋即启动了时速3百至350公里的动车组研制工作。200881,京津城际铁路开通运营。几位外国高铁专家登上首趟北京驶往天津的高速列车。「诸位,列车运营时速将达到350公里。」上车后,中方人员介绍道。「350公里?能行吗?」显然,他们对这个速度有怀疑。

车窗外,田野加速向后退去,车内显示屏上的速度数字元不断上升。当稳定在时速350公里时,几位专家不敢相信自己的眼睛。车到天津后,面对满桌佳肴,专家们心不在焉,仍沈浸在刚才的迷惑中。

20082月,铁道部和科技部签署了《中国大陆高速列车自主创新联合行动计划》,共同研发运营时速380公里的新一代高速列车,最高运营速度将比德国、法国的高速列车快60公里,比日本新干线快80公里,节能环保和综合舒适性也高人一筹。

「中国芯」、「中国脑」打造「中国名片」

网络控制系统研制成功,动车有了「中国芯」;绝缘栅双极型晶体管(IGBT)研究突破,有了「中国脑」;车体加宽04并进行了改造,有了「中国身」;动车头形全新设计,有了「中国面孔」……「和谐号」动车组集合成为「中国名片」

到目前为止,大陆动车组已取得累计900余件高速铁路相关专利授权。新一代时速380公里的动车组也于今年上半年下线。引进先进技术消化吸收,完全国产化生产时速200250公里的高速列车;自主设计时速350公里动车组;自主打造时速380公里动车组,成为大陆高速铁路集大成之作。

高速铁路线和高速动车是一对孪生兄弟。在决定引进先进动车技术之时,建造自己的高速铁路线就提上了日程。「车速越快,对铁路的要求越高。」何华武说,「高平顺、高稳定」是高速铁路建设的两大关键要求。

有砟、无砟,中国大陆曾有过激烈的争论。传统轨道都是有砟的,也就是枕木下面垫石砟,而无砟则是将铁轨铺在一个高强度混凝土板上。有砟在工程建设期能省钱,但车速越高,列车晃动越剧烈,后期养护需大量投资。无砟可以保持列车的高平、高稳,少维修。无砟成本虽是有砟的1315倍,但运营十年左右,这个成本连本带息就都回来了。

争论、考察、研究,反复权衡,认真比较,科学判断,慎重决策,铁道部最终决定高铁线路使用无砟轨道技术。但当时,中国大陆并没有现成的技术。铺设无砟轨道,对高铁人来说,如同让拉二胡的乐师改弹钢琴。

首先是地质沉降问题。高速列车轨道沉降误差以毫米计,标准比F1赛车跑道还要高。大陆东西南北线路跨度大,地形复杂,遇到的许多问题在国外都碰不到。刚刚开通运营的郑州至西安高速铁路,90%线路处于黄土覆盖区,遇雨季就沉降变形。一旦变形,就要毁路重建。国内十几位顶尖院士集中会诊,勘探地形,查阅数据,收集数据,终于找到了解决办法。

在地质最为湿陷的地方,每隔大约一米就打下一个水泥土挤密桩。在建筑面积2百万平方米的洛阳龙门站,这种长约10、直径04的桩子足足打下了50万根。「洛阳龙门站路基有8多高,打下这些桩子和灌浆后,你要想在上面钉个钉子都不可能。路基面就像大理石一样光滑,甚至在上面可以滑旱冰。」中国铁建铁四院副总工程师、郑西高铁总体设计负责人郭志勇说

自主攻关终成正果

不同于普通铁路,高速铁路线路常常要飞架空中。京津城际铁路、京沪高速铁路桥梁总长占到全线8成以上。桥梁选型,至关重要。

「举目已觉千山绿,宜趁东风马蹄疾」。负责攻关的郑健常用这句古语激励自己的团队。2005年大年初二,铁道部一声召唤,全国桥梁工程设计、施工、装备研发各路专家迅即从四面八方云集北京,集中攻关。多少个不眠之夜,多少次试验论证,他们优选出32简支梁、桥架机架设为主的技术方案,创造出制造、运输、架梁等一系列新技术,解决了高铁建设中久拖不决的大课题。5年过去了,如今回忆起来,当年的场景在郑健的脑海里依然是那样清晰。

线形问题、道岔问题、精确定位问题……「技术的问题可以快速提高,但是必须爬的台阶一个都不能少,都要我们自己创造。」何华武说。「列车时速上升到350公里,车厢内水杯的水几乎纹丝不动!」如今,大陆高速铁路「高平顺、高稳定」性能得到了国际同行一致赞叹。

通信信号,是高速铁路指挥控制系统。这项技术不在转让之列,京津城际铁路使用西门子技术,花去19亿元。而面对武广高铁,西门子又开出64亿元天价。受到刺激的高铁人,决定自己干。2007年底,铁道部成立了攻关组。仿真实验室很快搭建起来。专家们像开足马力的发动机24小时分班运行,轮回进行类比试验,查找问题,修改数据,再回归测试。

铁路上有落物怎么办?控制系统能提前觉察,自动发出信号,那段轨道信号就变成红颜色。列车在距离障碍物6公里外就接到故障信号,自动停车。钢轨出现裂纹,信号会自动检测,变成红色,列车自动停止

4千多个场景仿真试验模拟完成后,他们把控制技术用到武广高铁试验。谁知,系统装上列车后,失灵了。车上空调、发电机等,对控制系统造成干扰。专家们又回到北京仿真实验室,边查边改,边改边查。试验,修改;再试验,再修改……经过上百次反复,这套世界上目前最先进的无线列控技术终于开发成功,运用到武广高铁上。

如今,武广高铁在线的动车组已累计高速奔驰300万公里,故障率仅为十万分之四。这是一个国际一流的资料。5年面壁,终成正果。「车、路、信号」这个庞大的高铁体系技术平台,就这样奇迹般地被中国人搭建起来。

拥有一代,投放一代,研发一代,今天,大陆高铁正以强者的姿态,呈现在世人面前。

 

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