燭照未來:中國高鐵發(fā)展歷程
西南交通大學(xué) 唐曼 孫紅林
中國已成為世界上高速鐵路發(fā)展最快、系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強(qiáng)、運(yùn)營里程最長、運(yùn)行時(shí)速最高、在建規(guī)模最大的國家,中國高鐵引領(lǐng)著世界高鐵發(fā)展的新潮流。這一典型的國家成就,內(nèi)蘊(yùn)著特殊的交通科技史價(jià)值,也孕育著中國特色的科技文化。
此前,新中國成立后的近60年間,中國鐵路長期在低速中徘徊。鐵路發(fā)展遠(yuǎn)低于經(jīng)濟(jì)增長的速度,一直是制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。2004年起,長足發(fā)展。到2017年3月,中國鐵路營業(yè)里程超過12萬公里,高速鐵路運(yùn)營里程突破2萬公里,居世界第一位。這一舉世矚目的成就受到了全球的關(guān)注,中國高鐵的發(fā)展歷程也吸引了世人的眼光。中國高鐵一路走來,從無到有,從弱變強(qiáng),從積累、引進(jìn)和自主創(chuàng)新,從國內(nèi)走向國外,都堪稱世界奇跡。高鐵史的光輝,燭照著交通科技的未來。
以技術(shù)路線、技術(shù)系統(tǒng)和技術(shù)來源的選擇以及在這些選擇下設(shè)計(jì)生產(chǎn)的相應(yīng)產(chǎn)品為標(biāo)記,將迄今為止的中國高速列車創(chuàng)新劃分為三個(gè)階段:中國高鐵的發(fā)展歷經(jīng)了技術(shù)儲備期 (2004年之前),技術(shù)引進(jìn)期(2004年~2008年)和自主創(chuàng)新期(2009年至今)。三個(gè)時(shí)段,對應(yīng)著中國高鐵堅(jiān)持原始創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新以及全面自主創(chuàng)新三階段。
1. 技術(shù)積累期(2004年以前)
中國高鐵能取得舉世矚目的成就固然得益于2004年實(shí)施的技術(shù)引進(jìn),但更離不開此前的技術(shù)積累。路風(fēng)對中國高鐵列車技術(shù)來源的分析證明,中國高鐵技術(shù)存在著引進(jìn)之外的來源,即中國高鐵裝備工業(yè)能夠消化吸收再創(chuàng)新的能力基礎(chǔ),及其此前已經(jīng)掌握的核心技術(shù)。如果不具備創(chuàng)新能力,引進(jìn)技術(shù)只會(huì)陷入“引進(jìn)-落后-再引進(jìn)-再落后”的怪圈。中國高鐵跳出這個(gè)怪圈,在夯實(shí)技術(shù)理論基礎(chǔ)、積累試驗(yàn)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)和探索國產(chǎn)高鐵研制等三個(gè)方面開展了扎實(shí)的奠基工作。
1.1技術(shù)研究基礎(chǔ)
中國對高速鐵路的研究,實(shí)際始于20世紀(jì)90年代初。鐵路主管部門在1990年的《鐵路“八五”科技發(fā)展設(shè)想——先行計(jì)劃》中提出,要重點(diǎn)組織“高速鐵路成套技術(shù)”重大科技攻關(guān)項(xiàng)目論證,并于1991年經(jīng)國家批準(zhǔn)列入國家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃,中國高鐵啟動(dòng)了科研攻關(guān);1990年,鐵路主管部門正式立項(xiàng),下達(dá)了“中國高速鐵路發(fā)展模式和規(guī)劃的研究”科研課題,由中國鐵道科學(xué)研究院具體負(fù)責(zé)實(shí)施。同年鐵路主管部門組織專家完成了《京滬高速鐵路線路方案構(gòu)想報(bào)告》,提交全國人大會(huì)議進(jìn)行討論,這是中國首次正式提出高速鐵路興建計(jì)劃。
雖然新建高速鐵路成為業(yè)界共識,但從1990年12月報(bào)告的完成,到2008年4月18日京滬鐵路正式動(dòng)工,圍繞這條高鐵的修建地點(diǎn)、修建時(shí)間、修建方法所引發(fā)的爭議和論證卻長達(dá)18年之久。“磁浮派”和“輪軌派”之爭是中國高鐵技術(shù)理論奠基史上的顯著標(biāo)志,當(dāng)時(shí)磁懸浮派認(rèn)為磁懸浮列車代表著未來高鐵技術(shù)發(fā)展趨勢,而輪軌派認(rèn)為無論從技術(shù)上還是從工程造價(jià)上來看,修建輪軌高鐵才是當(dāng)務(wù)之急。這場歷時(shí)18年的爭論堪稱一場關(guān)于高速鐵路的思想啟蒙。期間對為如何建設(shè)高鐵、以什么樣的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)高鐵等問題的反復(fù)研討與摸索,恰恰奠定了扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
1993年,原國家科委、國家計(jì)委、經(jīng)貿(mào)委、體改委及鐵路主管部門(簡稱“四委一部”)領(lǐng)導(dǎo)“京滬高速鐵路重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題前期研究”項(xiàng)目,組織了47個(gè)單位120余名專家參加,就該項(xiàng)目的重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題開展研究。鐵路主管部門組織科研、設(shè)計(jì)、高校等單位,深入開展高速鐵路基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、建設(shè)和運(yùn)營管理模式等專題研究,同時(shí)安排鐵路第三、四勘察設(shè)計(jì)院對京滬鐵路走向和重點(diǎn)工程進(jìn)行研究。 為了了解與掌握國外高速鐵路技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,鐵路主管部門先后組織50多次國外專家來華進(jìn)行技術(shù)交流,并派出各專業(yè)科技人員組成多個(gè)團(tuán)隊(duì)赴日、德、法、西、韓等國和中國臺灣等地區(qū)進(jìn)行技術(shù)考察或研修,培養(yǎng)了數(shù)以千計(jì)的青年科技和管理人才。
1999年10月,鐵路主管部門成立京滬高速鐵路辦公室,開始組織一系列的高速輪軌技術(shù)的研究。1999年至2003年間,中國鐵道科學(xué)院與路內(nèi)外上百個(gè)單位聯(lián)手攻關(guān),共完成鐵路主管部門下達(dá)的高速鐵路科研項(xiàng)目353項(xiàng),項(xiàng)目廣泛涉及高鐵的發(fā)展模式、基礎(chǔ)理論、專業(yè)技術(shù)、設(shè)計(jì)與施工、運(yùn)輸組織、材料應(yīng)用和檢測技術(shù)等領(lǐng)域,其中鐵道建筑及設(shè)備115項(xiàng),機(jī)車車輛及供電121項(xiàng),通信信號54項(xiàng),運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)43項(xiàng),新材料新工藝10項(xiàng),綜合技術(shù)10項(xiàng)。這些豐碩的研究成果為制定中國高速鐵路設(shè)計(jì)、施工規(guī)范提供了理論依據(jù),也為引進(jìn)國外關(guān)鍵技術(shù)做了重要的前期積累工作。
1.2試驗(yàn)運(yùn)營實(shí)踐
前期的技術(shù)研究積累奠定了中國高速鐵路技術(shù)理論基礎(chǔ),而通過試驗(yàn)運(yùn)營等各種工程實(shí)踐,中國高速鐵路技術(shù)得到不斷完善和提高。在新建高速鐵路項(xiàng)目由于種種原因未獲批準(zhǔn)的情況下,1980年代末期鐵路主管部門從形勢發(fā)展和市場需要等實(shí)際國情出發(fā),決定選擇繁忙干線進(jìn)行既有線路技術(shù)改造,以期達(dá)到開行時(shí)速160公里準(zhǔn)高速列車的目標(biāo),并以此為突破口,為將來的高速鐵路建設(shè)與運(yùn)營積累經(jīng)驗(yàn)。
中國高速鐵路的試驗(yàn)運(yùn)營實(shí)踐中,廣深高鐵、秦沈客專等工程最為典型,而中國鐵路六次大提速的前五次正是試驗(yàn)運(yùn)營實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的累積效果。
1.2.1廣深高鐵
1989年鐵路主管部門成立了廣深鐵路提速聯(lián)合專家組,由中國鐵道科學(xué)研究院和廣州鐵路局組成。1990年鐵路主管部門下達(dá)了《廣深線準(zhǔn)高速鐵路科研攻關(guān)及試驗(yàn)計(jì)劃的通知》,廣深鐵路準(zhǔn)高速機(jī)車車輛、線路工程、信號系統(tǒng)、速度分級控制及安全評估試驗(yàn)等15個(gè)重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)研究計(jì)劃開始全面執(zhí)行,其中東風(fēng)11型準(zhǔn)高速內(nèi)燃車、韶山8型準(zhǔn)高速電力機(jī)車、25Z型準(zhǔn)高速雙層客車、25Z型準(zhǔn)高速客車、準(zhǔn)高速旅客列車速度分級控制、旅客列車移動(dòng)電話系統(tǒng)、準(zhǔn)高速鐵路接觸網(wǎng)及受流技術(shù)等八項(xiàng)專題被列入“八五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃。1991年12月28日,經(jīng)國家計(jì)委批準(zhǔn),廣深準(zhǔn)高速鐵路技術(shù)改造工程正式動(dòng)工,總投資48億元,全長147公里,其中新塘至石龍之間設(shè)有時(shí)速200公里高速試驗(yàn)段。改造的兩個(gè)重點(diǎn)包括改造既有小曲線半徑和換鋪每米60公斤的重型無縫鋼軌。1994年12月22日,廣深準(zhǔn)高鐵正式開通運(yùn)營,開行了最高時(shí)速160公里的“春光號”準(zhǔn)高速列車,成為中國第一條準(zhǔn)高速鐵路。
1997年,廣深鐵路高速電氣化工程全面開工,并確定以“先客運(yùn)、后貨運(yùn)、先高速、后普速”為原則,總投資達(dá)8億元。1998年5月改造完成,設(shè)計(jì)最高時(shí)速為200公里,其中約27公里設(shè)有時(shí)速250公里的試驗(yàn)段。為了研究通過擺式列車在中國既有線實(shí)現(xiàn)客運(yùn)提速至高速鐵路的可行性,并配合廣深準(zhǔn)高速鐵路的電氣化改造,1998年8月廣深鐵路率先使用從瑞典ADtranz租賃的一列X2000擺式高速列車,并將其命名為“新時(shí)速”高速列車,其編組比北歐版增加了一節(jié)客車。除了這列X2000,“新時(shí)速”還包括另一種車型,即后來我國自主研制的動(dòng)力集中型動(dòng)車組“藍(lán)箭”。廣深新時(shí)速動(dòng)車組是我國首列商業(yè)運(yùn)營的電力動(dòng)車組,因?yàn)槁氏炔捎昧吮姸噙_(dá)到1990年代國際先進(jìn)水平的技術(shù)和設(shè)備,因此被視為中國高速鐵路的實(shí)驗(yàn)基地,是中國由既有線改造踏入高速鐵路的開端。廣深準(zhǔn)高速鐵路共有80多項(xiàng)科技成果被授予1999年鐵路主管部門科技進(jìn)步獎(jiǎng),其中時(shí)速200公里電氣化新技術(shù)獲鐵路主管部門科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
1.2.2中國鐵路大提速
為實(shí)施我國鐵路內(nèi)涵擴(kuò)大再生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸能力快速擴(kuò)張,1994年6月鐵路主管部門提出“大力提高列車重量,積極增加行車密度,努力提高行車速度”的技術(shù)政策。1995年6月鐵路主管部門召開部長辦公會(huì)議,成立了提速領(lǐng)導(dǎo)小組,迅速組織全路大力實(shí)施中國鐵路提速戰(zhàn)略,主攻繁忙干線的既有線提速。
第一次全面大提速
1995年9月至10月,鐵路主管部門在滬寧線首次進(jìn)行客、貨列車提速試驗(yàn),中國鐵道科學(xué)院100多名科技人員參與了列車、地面的測試工作,采集了超過10億個(gè)數(shù)據(jù),圓滿完成了首次提速試驗(yàn)任務(wù)。
1997年4月1日,中國鐵路實(shí)施第一次全面大提速,首次開行了夕發(fā)朝至列車,京滬、京廣、京哈三大干線全面提速,最高運(yùn)行時(shí)速達(dá)140公里,全國鐵路客車平均速度由1993年初的時(shí)速48.1公里,提高到時(shí)速54.9公里。
第二次全面大提速
1998年10月1日,中國鐵路實(shí)施第二次大面積提速,京廣、京滬、京哈三大干線提速區(qū)段最高時(shí)速達(dá)到160公里,廣深線最高時(shí)速達(dá)到200公里,夕發(fā)朝至列車增至228列。
第三次全面大提速
2000年10月21日,中國鐵路實(shí)施第三次大面積提速,重點(diǎn)聚焦中西部地區(qū)的隴海、蘭新、京九、浙贛線,對加快西部大開發(fā)、強(qiáng)化亞歐第二大陸橋東西通道建設(shè)具有重要作用。
第四次全面大提速
2001年10月21日,第四次大面積提速著力強(qiáng)化東部地區(qū)與中西部地區(qū)的快運(yùn)通道。提速后全國鐵路旅客列車平均運(yùn)營時(shí)速提高至61.6公里。此次提速根據(jù)市場需求對全路列車運(yùn)行圖進(jìn)行了調(diào)整,在列車運(yùn)行速度、運(yùn)輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量等方面也有許多新變化。
第五次全面大提速
2004年4月18日,中國鐵路在已經(jīng)全面掌握了既有線160公里時(shí)速的客貨共線技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行提速。時(shí)速160公里及以上提速線路總里程達(dá)7700多公里。新增開19對“Z”字直達(dá)特快列車。全國鐵路旅客列車平均旅行速度達(dá)到時(shí)速65.7公里,其中直達(dá)特快列車平均運(yùn)營時(shí)速119.2公里,特快列車平均運(yùn)營時(shí)速92.8公里。
這次大提速中,在機(jī)車車輛領(lǐng)域所取得的成就值得關(guān)注??蛙嚪矫?,25T型客車上線,構(gòu)造時(shí)速為210公里,最高運(yùn)行時(shí)速為200公里,最高運(yùn)營時(shí)速為160公里。
中國鐵路大提速戰(zhàn)略引發(fā)了一場涉及鐵路行業(yè)深刻的管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新與安全控制創(chuàng)新,是我國鐵路提升技術(shù)裝備水平、擴(kuò)充運(yùn)輸能力、全面優(yōu)化運(yùn)營質(zhì)量的重要舉措,在技術(shù)、設(shè)備和管理上為中國高鐵建設(shè)事業(yè)做好了前期準(zhǔn)備。在這幾次提速中,為京滬高鐵研制的一些技術(shù)與設(shè)備被應(yīng)用于實(shí)際運(yùn)營中,這為中國高鐵技術(shù)的不斷完善提供了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。可以說,沒有前面這五次大提速的積累,就難以出現(xiàn)以CRH為代表的第六次大提速,而第六次大提速,正是中國高鐵進(jìn)入新時(shí)期的最重要標(biāo)志。
1.2.3 秦沈客專
中國高速鐵路的建設(shè)始于1999年所興建的秦沈客運(yùn)專線,這是中國第一條真正意義上的高速鐵路。20世紀(jì)90年代,中國鐵路按既定的提速戰(zhàn)略,在展開既有線改造提速的同時(shí),積極推進(jìn)高速鐵路新建事業(yè)。為了擴(kuò)大秦皇島至沈陽的鐵路輸送能力,鐵路主管部門從1986年開始進(jìn)行可行性研究,1999年2月經(jīng)國家計(jì)委報(bào)國務(wù)院同意正式立項(xiàng)。1998年6月,鐵三院完成了秦沈鐵路客運(yùn)專線可行性研究報(bào)告,8月鐵路主管部門組織了審查鑒定。1999年初,國家計(jì)委報(bào)請國務(wù)院同意,相繼批準(zhǔn)了秦沈客運(yùn)專線項(xiàng)目建議書和可行性研究報(bào)告;同年7月國務(wù)院批準(zhǔn)開工,并將其列為國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。8月 16日,秦沈客運(yùn)專線正式開工建設(shè),2003年1月開通運(yùn)營,全線總長404.6公里。2007年2月1日,秦沈客專被并入京哈線,成為京哈鐵路秦沈段。
為探索和積累高速鐵路修建技術(shù),鐵路主管部門在秦沈客專線山海關(guān)至綏中北間修建了66.8公里的綜合試驗(yàn)段,試驗(yàn)段的線路平面最小曲線半徑為5.5千米,鋪設(shè)60kg/m高速鋼軌,有24公里的接觸網(wǎng)采用鎂銅導(dǎo)線,按時(shí)速300公里高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。2001年至2002年間,試驗(yàn)段共進(jìn)行了運(yùn)行時(shí)速達(dá)200—300公里列車的三次綜合試驗(yàn),全面檢驗(yàn)了安全平穩(wěn)性。第一次綜合試驗(yàn)的運(yùn)行列車是“神舟號”內(nèi)燃動(dòng)車組,最高時(shí)速為210公里。第二次試驗(yàn)于2002年9月進(jìn)行,“先鋒號”電力動(dòng)車組駛上線路,最高時(shí)速達(dá)292公里。在同年11月27日進(jìn)行的第三次綜合試驗(yàn)中,“中華之星”電力動(dòng)車組最高時(shí)速達(dá)321.5公里,創(chuàng)造了我國鐵路試驗(yàn)速度的最高紀(jì)錄。山綏綜合試驗(yàn)段為路基、橋梁、線路、弓網(wǎng)、通信信號和動(dòng)車組的高速試驗(yàn)提供實(shí)際場地,對驗(yàn)證高速鐵路科研成果的科學(xué)性和合理性有重大意義。
秦沈客專是中國自主研究、設(shè)計(jì)、施工的第一條鐵路客運(yùn)專線,在中國鐵路發(fā)展史上具有里程碑式的意義:我國鐵路加強(qiáng)了對時(shí)速200 km 及以上鐵路的關(guān)鍵技術(shù)的認(rèn)識和實(shí)踐, 積累了設(shè)計(jì)、施工、制造和調(diào)試的經(jīng)驗(yàn), 提高了線橋工程建造技術(shù)水平,初步擁有了成套裝備制造和綜合系統(tǒng)集成的能力,為我國后來大規(guī)模的高速鐵路建設(shè)進(jìn)行了先行探索,并為其提供了豐厚的技術(shù)積累和堅(jiān)實(shí)的人才基礎(chǔ)。原鐵路主管部門建設(shè)司司長楊建興說,參加京滬高鐵建設(shè)的技術(shù)骨干有90%的人都參加過秦沈客專的建設(shè)。
1.3 國產(chǎn)高速列車的研制歷程
高鐵創(chuàng)新的技術(shù)積累不僅包括線路的科技攻關(guān)和工程實(shí)踐,也包括高速動(dòng)車組的研制。
動(dòng)車組研發(fā)過程所積累下來的人才與技術(shù)基礎(chǔ),成為后來高鐵技術(shù)引進(jìn)消化吸收并實(shí)現(xiàn)再創(chuàng)新的關(guān)鍵因素之一,并在我國的高速動(dòng)車組自主研發(fā)過程中發(fā)揮了中堅(jiān)力量。比如,后來負(fù)責(zé)引進(jìn)消化吸收重要機(jī)型CRH2A的關(guān)鍵人物,就是研制“中原之星”的技術(shù)總負(fù)責(zé)人;再比如2004年起負(fù)責(zé)鐵路主管部門動(dòng)車組聯(lián)合辦公室技術(shù)引進(jìn)工作的黃強(qiáng),也曾是研制“先鋒號”動(dòng)力分散型動(dòng)車組的總體技術(shù)負(fù)責(zé)人,而早在1995年他就是“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“高速試驗(yàn)列車技術(shù)條件的研究”的主持人。這種人才的延續(xù)和積淀,對實(shí)現(xiàn)中國高速鐵路跨越式發(fā)展來說功不可沒。
1.3.1早期內(nèi)燃動(dòng)車組研制
動(dòng)車組按動(dòng)力類型可分為內(nèi)燃動(dòng)車組(DMU)和電力動(dòng)車組(EMU)。我國動(dòng)車組的研發(fā)歷史可追溯到1950年代。
1956年,鐵路主管部門制定了《鐵路十二年科技發(fā)展規(guī)劃》,提出牽引動(dòng)力的改造是鐵路技術(shù)改造的重點(diǎn),要逐步由蒸汽機(jī)車轉(zhuǎn)到電力機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車。各大機(jī)車廠紛紛“爭取生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)”,同時(shí)一些大學(xué)、科研院所以及企業(yè)也開始了相關(guān)理論和關(guān)鍵部件的研究。
中國最早進(jìn)口的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)車組是“NC3”動(dòng)力分散型動(dòng)車組。
1993年至1995年間,四方機(jī)車車輛廠研制了兩臺“天安號”液力傳動(dòng)內(nèi)燃公務(wù)動(dòng)車組,分別配屬于北京鐵路局和沈陽鐵路局,在1996年的鑒定試驗(yàn)中最高試驗(yàn)時(shí)速達(dá)到了120公里。1995年,鐵路主管部門為落實(shí)市場經(jīng)濟(jì)建設(shè)精神,下發(fā)《關(guān)于擴(kuò)大鐵路局更新改造投資決策權(quán)的規(guī)定》【鐵計(jì)(1995)173號】,采購權(quán)和投資權(quán)的下放。90年代以來,在市場經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)下,各路局紛紛與機(jī)車車輛制造廠聯(lián)合,研制了一大批新產(chǎn)品,掀起了一場中國動(dòng)車組研發(fā)的高潮。
1998年唐山機(jī)車車輛廠自行開發(fā)成功研制NZJ“廬山”號動(dòng)車組,采用兩動(dòng)兩拖編組,設(shè)計(jì)時(shí)速160公里,后在實(shí)際運(yùn)用中改為120公里。同年四方機(jī)車車輛廠啟動(dòng)了液力傳動(dòng)內(nèi)燃動(dòng)車組的研制,將其命名為NYJ1,采用2動(dòng)5拖等多種編組形式,設(shè)計(jì)時(shí)速100-140公里不等。1999年2月出廠后,運(yùn)營相對穩(wěn)定,獲得南昌局、哈爾濱局、內(nèi)蒙古集通鐵路公司、北京鐵路局、廣西的地方鐵路公司和包神鐵路公司的訂單,并分別被命名為“九江”號、“北亞”號、“罕露”號、“晉龍”號、“北?!碧?、“神華”號。
為滿足鐵路客運(yùn)提速需要,1998年鐵路主管部門下達(dá)研制“時(shí)速180公里級別準(zhǔn)高速內(nèi)燃動(dòng)車組”的任務(wù),并將其列為鐵路主管部門重點(diǎn)科研攻關(guān)專案之一。1999年8月,戚墅堰機(jī)車廠、浦鎮(zhèn)客車廠和上海鐵路局共同研制出NZJ1型內(nèi)燃動(dòng)車組,動(dòng)車組采用2動(dòng)9拖編組,中間拖車為雙層軟、硬座客車組成,最高運(yùn)用時(shí)速為180公里。1999年10月在滬寧線進(jìn)行測試,最高時(shí)速達(dá)194公里。隨后配屬上海鐵路局,被命名為“新曙光”號,投入滬寧線使用,2010年初停用。
2000年7月,大連機(jī)車車輛廠、長春客車廠和四方機(jī)車車輛廠共同為北京鐵路局研制出NZJ2型“神州”號雙層內(nèi)燃動(dòng)車組,最高運(yùn)營時(shí)速180公里。在北京—秦皇島高速試驗(yàn)時(shí),最高時(shí)速達(dá)到214公里?!吧裰荨碧栠€配備有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等其他現(xiàn)代化設(shè)施。
2001年,大連機(jī)車廠聯(lián)合四方機(jī)車車輛廠為蘭州鐵路局研制開發(fā)了“金輪”號雙層內(nèi)燃動(dòng)車組。采用交—直流電傳動(dòng)系統(tǒng),動(dòng)車組最大運(yùn)用時(shí)速180公里,是為西北高原的首列內(nèi)燃動(dòng)車組。
2003年“普天”號內(nèi)燃動(dòng)車組研制成功,這是我國研制的唯一一款擺式動(dòng)車組,由大連機(jī)車車輛廠、唐山機(jī)車車輛廠和浦鎮(zhèn)聯(lián)合開發(fā),其原型即1998年向瑞典ADtranz租用的X2000。2001年在西南交通大學(xué)的滾動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺上進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)試驗(yàn),試驗(yàn)臨界速度達(dá)到時(shí)速220公里以上。由于當(dāng)時(shí)我國鐵路發(fā)展政策發(fā)生重大改變,“普天”號于2004年初完成了編組試驗(yàn)后即被封存于唐山廠內(nèi)。
1.3.2早期電力動(dòng)車組研制
1978年,KDZ1型新型交流電動(dòng)車組課題立項(xiàng)。該動(dòng)車組由長客廠、株洲所、鐵科院等單位聯(lián)合研制,于1988年試制完成,是中國最早的電力動(dòng)車組。采用兩動(dòng)兩拖4節(jié)編組,構(gòu)造時(shí)速140公里,1989年,該動(dòng)車組在北京環(huán)形試驗(yàn)線上進(jìn)行調(diào)試,最高試驗(yàn)速度達(dá)到142.5公里,各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書要求。KDZ1動(dòng)車組采用了大量新技術(shù),雖由于當(dāng)時(shí)運(yùn)輸條件的限制未能投入正式運(yùn)用,但它為后來我國電力動(dòng)車組的開發(fā)積累了重要經(jīng)驗(yàn)。
1999年,為迎接昆明世界園藝博覽會(huì),株洲電力機(jī)車廠、長客廠與昆明鐵路局聯(lián)合研制了一列動(dòng)力分散型動(dòng)車組“春城”號,擔(dān)任昆明至石林的城際線路運(yùn)營。動(dòng)車組采用3動(dòng)3拖編組,最高運(yùn)營時(shí)速120公里,是我國自主研制的首列投入商業(yè)運(yùn)營的分散動(dòng)力式電動(dòng)車組。2009年“春城“號被封存。
90年代末,關(guān)于京滬高鐵的“輪軌”與“磁懸浮”路線之爭日趨激烈,在此背景下,上海磁懸浮試驗(yàn)線上馬,而支持高速輪軌方案的鐵路主管部門也著手進(jìn)行前期研究以研發(fā)的實(shí)際成果來證明輪軌的正確性。隨著鐵路主管部門立項(xiàng)的“時(shí)速200公里電動(dòng)列車組”正式被列入“九五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃,自1998年起,鐵路主管部門集結(jié)了大批機(jī)車車輛技術(shù)專家聯(lián)合進(jìn)行時(shí)速200公里的高速列車的研制。
1999年4月,由株洲電力機(jī)車廠與株洲電力機(jī)車研究所共同研制的DDJ1型“大白鯊”號電力動(dòng)車組問世,動(dòng)車組以我國電力機(jī)車鼻祖韶山8型和25Z型準(zhǔn)高速客車為基礎(chǔ),用動(dòng)力集中式1動(dòng)6拖編組。9月初,“大白鯊”被派往廣深鐵路進(jìn)行試驗(yàn),最高試驗(yàn)速度達(dá)到時(shí)速223公里。9月27日起開始在廣深投入運(yùn)營,最高時(shí)速達(dá)200公里。
同期,國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“高速鐵路試驗(yàn)工程前期研究”和“時(shí)速200公里電動(dòng)旅客列車組合動(dòng)力分散交流傳動(dòng)電動(dòng)車組研究”正式啟動(dòng),并先后研制出DJJ1型 “藍(lán)箭”號和DJF2型“先鋒”號高速電力動(dòng)車組。
DJJ1型動(dòng)力集中型電動(dòng)車組“藍(lán)箭”號于2000年9月問世,在廣深線高速綜合試驗(yàn)中,最高試驗(yàn)速度達(dá)時(shí)速236公里。2001年1月,“藍(lán)箭”號投入廣深線運(yùn)營,最高運(yùn)行時(shí)速達(dá)220公里。8列藍(lán)箭與1列購自瑞典的X2000一起組成了廣深鐵路“新時(shí)速”列車。
2001年5月正式出廠的DJF2型“先鋒”號是我國首列時(shí)速達(dá)200公里的電動(dòng)車組,也是我國首列交流傳動(dòng)動(dòng)力分散型電動(dòng)車組。由浦鎮(zhèn)公司研制,借鑒了日本新干線300系的一些技術(shù)。2001年10月“先鋒”號在廣深鐵路的線路試驗(yàn)中創(chuàng)下了時(shí)速249.6公里的當(dāng)時(shí)中國第一速,2002年9月又在秦沈客專綜合試驗(yàn)中創(chuàng)造了時(shí)速292.8公里的中國速度新紀(jì)錄。
2001年9月,株機(jī)廠、四方廠、株洲所和鄭州鐵路局聯(lián)合研制出動(dòng)力分散型交流傳動(dòng)電動(dòng)車DJF1型,命名為“中原之星”號,是我國首款采用IGBT逆變器的動(dòng)車組型號,2001年11月投入正式使用。設(shè)計(jì)時(shí)速200公里,最高運(yùn)營時(shí)速160公里。
至2000年初,鐵路主管部門向國家計(jì)委提交“時(shí)速270公里高速列車產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目報(bào)告”,報(bào)告于2000年下半年獲正式批準(zhǔn)立項(xiàng),并被正式列入國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目,列車被命名為“中華之星”。2001年4月,鐵路主管部門下達(dá)“時(shí)速270公里高速列車設(shè)計(jì)任務(wù)書”,我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“中華之星”高速列車正式展開研發(fā)。為確保研制成功,中國列車制造行業(yè)的四大企業(yè)都參與了該項(xiàng)目,株機(jī)廠和大同機(jī)車廠分別負(fù)責(zé)研制一臺動(dòng)力車,長客廠負(fù)責(zé)研制4節(jié)拖車,四方廠負(fù)責(zé)研制5節(jié)拖車,再加上軌道技術(shù)最強(qiáng)的兩家高校西南交通大學(xué)和中南大學(xué)以及鐵路系統(tǒng)四大科研院所株機(jī)所、鐵科院、四方車輛研究所、戚墅堰機(jī)車車輛公益研究所,都參加了研制工作,被稱為“422工程”。
“中華之星”號電力動(dòng)車組由2動(dòng)9拖編組而成,動(dòng)力集中型交流傳動(dòng),研制時(shí)速達(dá)270公里,總定員726人。2001年通過了技術(shù)設(shè)計(jì)審查,進(jìn)入試制階段。2002年9月,在北京鐵科院環(huán)形試驗(yàn)線中進(jìn)行編組調(diào)試,11月,“中華之星”動(dòng)車組在秦沈客運(yùn)專線的沖刺試驗(yàn)中創(chuàng)造了最高時(shí)速321.5公里,成為當(dāng)時(shí)“中國鐵路第一速”。這是2004年技術(shù)引進(jìn)之前,中國自主研發(fā)的頂峰,為中國高鐵實(shí)現(xiàn)再創(chuàng)新奠定了技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ)、提供了高速鐵路技術(shù)平臺。2006年8月“中華之星”停運(yùn),被存放于沈陽車輛段。
在“和諧號”CRH“系列動(dòng)車組大規(guī)模投入使用之前,中國所研制的最后一款動(dòng)車組是2005年由長客公司研發(fā)出廠的 “長白山”號,動(dòng)車組為動(dòng)力分散型,6動(dòng)3拖編組,設(shè)計(jì)時(shí)速210公里。2005年5月參與了“遂渝線200公里時(shí)速提速綜合試驗(yàn)”,最高試驗(yàn)時(shí)速達(dá)250公里。2006年底配屬沈陽局,2010年4月起被封存。
2. 技術(shù)引進(jìn)期(2004-2008年)
2003年6月28日,鐵路主管部門在一次研討會(huì)上正式提出鐵路跨越式發(fā)展的路線方針,并發(fā)表了綱領(lǐng)性文件,詳細(xì)分析了走跨越式發(fā)展路線的原因、內(nèi)容、目標(biāo)和主要任務(wù)??缭绞桨l(fā)展主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容,一是實(shí)現(xiàn)機(jī)車車輛裝備的現(xiàn)代化,二是建設(shè)發(fā)達(dá)的鐵路網(wǎng)以快速擴(kuò)充運(yùn)輸能力。
2.1 高速列車現(xiàn)代化
機(jī)車車輛裝備方面,為了快速提升技術(shù)裝備水平, 鐵路主管部門與2003年11月審議通過了《加快機(jī)車車輛裝備現(xiàn)代化實(shí)施綱要》。2004年4月國務(wù)院又召開專題會(huì)議,印發(fā)《研究鐵路機(jī)車車輛有關(guān)問題的會(huì)議紀(jì)要》,明確提出“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn),打造中國品牌”的基本方針,確定了引進(jìn)少量原裝、國內(nèi)散件組裝和國內(nèi)生產(chǎn)的項(xiàng)目運(yùn)作模式,開啟了中國高速列車引進(jìn)、創(chuàng)新、超越的發(fā)展新路。
2004年7月29日,國家發(fā)改委與鐵路主管部門聯(lián)合印發(fā)了《大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車技術(shù)引進(jìn)與國產(chǎn)化實(shí)施方案》和《時(shí)速200公里動(dòng)車組技術(shù)引進(jìn)與國產(chǎn)化實(shí)施方案》。根據(jù)具體實(shí)施方案,中國鐵路在引進(jìn)中要堅(jiān)持“先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)、適用、可靠”的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),由鐵路主管部門統(tǒng)一招標(biāo),發(fā)揮國內(nèi)企業(yè)的主體地位,引進(jìn)核心技術(shù)進(jìn)行消化吸收再創(chuàng)新。2004—2005 年,在鐵路主管部門的組織下,中國南車旗下的青島四方、中國北車旗下的長客和唐車先后從加拿大的龐巴迪、日本的川崎、法國的阿爾斯通和德國的西門子引進(jìn)技術(shù),開始聯(lián)合設(shè)計(jì)、生產(chǎn)高速動(dòng)車組。
2004年6月17日,為配合鐵路第六次大提速,鐵路主管部門組織進(jìn)行時(shí)速200公里動(dòng)車組公開招標(biāo),招標(biāo)共分7個(gè)包,每包20列動(dòng)車組,包括1列原裝進(jìn)口車,2列散件進(jìn)口并在國內(nèi)完成組裝,以及17列國產(chǎn)化列車。按鐵路主管部門的訂購合同,獲訂單的國外公司需把若干關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)讓給中國公司。
2004年8月正式開標(biāo),南車四方與龐巴迪聯(lián)合體以Regina C2008型動(dòng)車組中標(biāo),引入中國后被命名為CRH1A。CRH1A動(dòng)車組于2007年2月1日正式投入廣深線運(yùn)營服務(wù),最高運(yùn)營時(shí)速200公里。同屬CRH1系列的還有CRH1B和CRH1E型動(dòng)車組。由于CRH1車型技術(shù)完全由龐巴迪方導(dǎo)入所以自主化水平低。
同時(shí)鐵路主管部門向南車四方與日本大聯(lián)合的聯(lián)合體訂購3包60列動(dòng)車組,并命名為CRH2A型動(dòng)車組。CRH2A以日本東北新干線家族的“疾風(fēng)號”E2-1000系為原型,作為中國首列時(shí)速200公里的國產(chǎn)動(dòng)車組,CRH2型“和諧號”動(dòng)車組列車于2006年9月28日在南車四方下線。2007年1月28日,CRH2正式投入滬杭線及滬寧線運(yùn)營,4月18日第六次大提速后,最高運(yùn)行時(shí)速達(dá)250公里,用于改造后的既有線運(yùn)行。除CRH2A之外,四方又設(shè)計(jì)出CRH2B、CRH2C、CRH2E。
另一中標(biāo)公司為長客與阿爾斯通的聯(lián)合體,鐵路主管部門向其訂購3包60列動(dòng)車組,引入中國后命名為CRH5型,是以“Pendolino”擺式列車和SM3型動(dòng)車組的結(jié)合體為基礎(chǔ)的高速列車。作為中國首列時(shí)速250公里國產(chǎn)動(dòng)車組列車,CRH5型“和諧號”動(dòng)車組列車于2007年4月6日在北車長客下線。12天后,4月18日,全國鐵路實(shí)施第六次大提速和新的列車運(yùn)行圖,開通了140對“D”字頭旅客列車,上線的“和諧號”CRH高速動(dòng)車組除了CRH5,還包括CRH1A和CRH2A?!昂椭C號”動(dòng)車組全面上線投入運(yùn)營。
鐵路主管部門在系統(tǒng)掌握時(shí)速200-250公里動(dòng)車組技術(shù)基礎(chǔ)上,又于2005年6月啟動(dòng)了時(shí)速300-350公里動(dòng)車組招標(biāo)。同時(shí)鐵路主管部門大力整合鐵路制造業(yè)的資源人才,組織鐵科院株洲所等科研院所與四方唐車等幾大主機(jī)廠,啟動(dòng)時(shí)速300-350公里的動(dòng)車組設(shè)計(jì)和研制工作。通過輪軌動(dòng)力學(xué)、氣動(dòng)力學(xué)、轉(zhuǎn)向架等方面的技術(shù)創(chuàng)新,中國鐵路基本形成了時(shí)速300-350公里動(dòng)車組技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。
通過2005年第二輪招標(biāo),鐵路主管部門向南車四方訂購了60列時(shí)速300公里動(dòng)車組訂單,這是南車四方在CRH2A的基礎(chǔ)上自主研制的時(shí)速300公里動(dòng)車組,于2007年12月22日出廠,最高運(yùn)營時(shí)速350公里,被稱為CRH2C型一階段(又稱CRH2C-300),這是中國首列國產(chǎn)化時(shí)速300公里的動(dòng)車組列車,國產(chǎn)化率超過70%,標(biāo)志著中國鐵路客運(yùn)裝備技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。2008年4月24日,CRH2C型編號為CRH2-061C列車在京津城際鐵路上進(jìn)行高速測試,最高時(shí)速接近370公里,打破了“中華之星”時(shí)速321.5公里的速度紀(jì)錄。該紀(jì)錄又于同年6月底為國產(chǎn)CRH3型時(shí)速394.3公里所打破。之后南車四方又在CRH2C-300的基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)新,研制出CRH2C二階段(又稱CRH2C-350),設(shè)計(jì)時(shí)速350公里,最高運(yùn)營時(shí)速380公里,于2010年2月投入鄭西高鐵運(yùn)營。CRH2型堪稱中國高速動(dòng)車組第一代車型中自主能力最強(qiáng)的系列,獲2007年度全國鐵路科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
同時(shí)鐵路主管部門還向唐車與西門子的聯(lián)合體訂購了60列時(shí)速300-350公里的動(dòng)力分散型動(dòng)車組列車,并命名為CRH3,其原型為德國ICE-3列車。CRH3在引進(jìn)世界高速動(dòng)車組成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)中國鐵路客運(yùn)需求,在車體外形和材質(zhì)、轉(zhuǎn)向架、檢測系統(tǒng)等方面進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。CRH3車型包括CRH3C、CRH3A和CRH3D。其中CRH3C型是由唐車在中國制造的國產(chǎn)化CRH3型電力動(dòng)車組,在西門子Velaro平臺技術(shù)的基礎(chǔ)上研制而成。2008年4月11日,國產(chǎn)CRH3C型動(dòng)車組在唐車正式下線,采用4動(dòng)4拖編組,最高運(yùn)營時(shí)速達(dá)350公里,這是鐵路技術(shù)裝備現(xiàn)代化取得的又一重大成果。2008年6月24日,國產(chǎn)CRH3C型動(dòng)車組在京津城際鐵路的試驗(yàn)中時(shí)速達(dá)394.3公里,創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)中國的最高試驗(yàn)速度紀(jì)錄。同年8月,CRH3C型在京津城際鐵路投入運(yùn)營,運(yùn)營時(shí)速達(dá)350公里,是當(dāng)時(shí)世界日常運(yùn)營時(shí)速最快的輪軌高速鐵路。CRH3A是國內(nèi)首次自主研發(fā)的城際動(dòng)車組,由長客和唐車聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn),于2013年6月8日在長客下線,時(shí)速為160公里、200公里和250公里不等。鐵路主管部門于2009年再次向唐車西門子聯(lián)合體訂購100列以CRH3C為基礎(chǔ)的16節(jié)編組動(dòng)車組,命名為CRH3D,最高運(yùn)營速度為350公里。
2004年以來中國高速鐵路技術(shù)的引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新之路,最核心的就是引進(jìn)國外的高速動(dòng)車組研發(fā)制造技術(shù)。在短短三到四年的時(shí)間里,中國鐵路裝備制造企業(yè)在早期動(dòng)車組研制基礎(chǔ)上,通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù),加強(qiáng)消化吸收,較快地掌握了高速動(dòng)車組大部分關(guān)鍵技術(shù),基本形成了中國時(shí)速200-250公里動(dòng)車組技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)車組國內(nèi)制造。
2.2 路網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)
有了車,還必須有路。鐵路主管部門在完成高速動(dòng)車組技術(shù)引進(jìn)之后,著手全面開展宏偉的中國高速鐵路建設(shè)計(jì)劃。在鐵路主管部門的推動(dòng)下,國務(wù)院于2004年1月7日審議通過了《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》,這是我國鐵路歷史上第一個(gè)中長期發(fā)展規(guī)劃,確定2020 年我國鐵路營業(yè)里程達(dá)到10 萬公里,建設(shè)客運(yùn)專線1.2萬公里以上。主要繁忙干線實(shí)現(xiàn)客貨分線,復(fù)線率和電化率均達(dá)到50%。根據(jù)我國綜合交通體系建設(shè)的需要,國務(wù)院又于2008年發(fā)布《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃(2008年調(diào)整)》,將2020年全國鐵路營業(yè)里程規(guī)劃目標(biāo)由10萬公里調(diào)整到12萬公里,將客運(yùn)專線建設(shè)調(diào)整從1.2萬公里調(diào)整到1.6萬公里以上,確定中國高鐵發(fā)展以“四縱四橫”為代表的快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò),包括時(shí)速200公里的城際軌道交通和客貨混跑快速鐵路,形成快速便捷的鐵路客運(yùn)通道,即“四縱四橫”規(guī)劃。
在規(guī)劃快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的同時(shí),鐵路主管部門還積極推動(dòng)鐵路管理體制改革,撤銷鐵路分局,同時(shí)建立“省部合作”的機(jī)制,充分發(fā)揮地方政府建設(shè)鐵路的積極性,加快高速鐵路建設(shè)。通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新,中國鐵路系統(tǒng)掌握了高速鐵路路基、橋梁、隧道、無砟軌道、減振降噪以及四電工程等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),逐步構(gòu)建起中國高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。以無砟軌道技術(shù)為例,鐵路主管部門在引進(jìn)國外無砟軌道技術(shù)的同時(shí),決定在遂渝線鋪設(shè)全長13.16公里的無砟軌道試驗(yàn)段,系統(tǒng)地研究解決不同類型的無砟軌道結(jié)構(gòu)和無砟軌道對信號系統(tǒng)的適應(yīng)性等關(guān)鍵技術(shù)。2006年鐵路主管部門又組織20多家科研設(shè)計(jì)施工單位開展“客運(yùn)專線無砟軌道技術(shù)再創(chuàng)新”,共設(shè)立22項(xiàng)科研課題,圍繞核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。2007年1月遂渝線無砟軌道綜合試驗(yàn)段建造完成,并隨后承擔(dān)CRH2型動(dòng)車組的高速測試,這為后來中國高速鐵路大面積鋪設(shè)無砟軌道打下了基礎(chǔ)。至2009年,我國鐵路研發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的CRTSⅢ型板式無砟軌道,被視為“引進(jìn)—消化吸收—再創(chuàng)新”戰(zhàn)略和高速鐵路技術(shù)國產(chǎn)化的重要成果之一。
2005年6月11日,石太鐵路客運(yùn)專線率先開工建設(shè)。全線總長225公里,橋隧多,占全線的58.7%??偼顿Y130億元,是雙線電氣化高速客運(yùn)專線。于2009年4月1日通車,設(shè)計(jì)時(shí)速250公里,動(dòng)車組主要采用CRH5型和CRH380AL型。這是《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中第一條開工建設(shè)的高速鐵路。
12天后,6月23日,武廣鐵路客運(yùn)專線正式開工,全長1068.6公里,設(shè)計(jì)時(shí)速350公里,總投資1166億元,于2009年12月26日開通運(yùn)營。全線基本采用無砟軌道,一次鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路。全線橋隧總長579.549公里,占線路長度的59.9%,是世界上一次建成里程最長、工程類型最復(fù)雜的高速鐵路。武廣高速鐵路采用的是由唐車研制的CRH3C和由四方研制的CRH2C型高速動(dòng)車組。其中,CRH3C動(dòng)車組在武廣線的試運(yùn)行中創(chuàng)下時(shí)速394.2公里的武廣高鐵最高速度紀(jì)錄。
2005年7月4日,京津城際鐵路正式動(dòng)工,全長120公里,總投資133.24億元,設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)350公里。2008年8月1日正式通車,列車為國產(chǎn)時(shí)速350公里的CRH3和CRH2C型動(dòng)車組,其中CRH3在試驗(yàn)中創(chuàng)下了時(shí)速394.3公里的世界運(yùn)營列車最高速度紀(jì)錄。在工程建設(shè)方面,京津高速鐵路應(yīng)用無砟軌道系統(tǒng),采用500米無縫鋼軌焊接,確保高速列車安全平穩(wěn)運(yùn)行;為解決地質(zhì)沉降問題,采用松軟土路基設(shè)計(jì)和施工技術(shù);大量采用“以橋代路”,橋梁長度占到了線路總長87%。京津城際鐵路是中國第一條具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、世界一流水平的高速鐵路,也是世界上第一條按時(shí)速350公里運(yùn)營的高速鐵路,為中國接下來的龐大的高速鐵路網(wǎng)建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
2008年4月18日,歷經(jīng)18年研究論證的京滬高鐵全線開工,全長1318公里,設(shè)計(jì)時(shí)速350公里,總投資2209.4億元,全線采用無砟軌道技術(shù),首次鋪設(shè)CRTSⅡ型軌道板,是世界上一次建成路線最長、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最高的高速鐵路。2011年6月30日,京滬高速鐵路正式通車。運(yùn)行列車主要為新一代國產(chǎn)高速列車CRH380A和CRH380B。
全長921公里的哈大高鐵是“四縱四橫”中京哈高鐵的重要組成部分。于2007年8月23日正式開工建設(shè),2012年12月1日投入運(yùn)營,這是世界上第一條投入運(yùn)營的新建高寒地區(qū)長大高速鐵路,開行列車為時(shí)速350公里的國產(chǎn)CRH380B型高寒動(dòng)車組列車。
隨后,2012年12月26日,全長2281公里的京廣高鐵全線開通運(yùn)營,作為“四縱四橫”的重要“一縱”,京廣高鐵連接華北、華中和華南地區(qū),跨越多個(gè)氣候分布區(qū)、眾多水系,地質(zhì)條件復(fù)雜,是中國目前建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最高的高速鐵路之一。這是世界上運(yùn)營里程最長的高速鐵路,設(shè)計(jì)時(shí)速350公里,
2010 年2 月6日,全長505公里、時(shí)速350公里的鄭西高鐵開通運(yùn)營,這是我國首條修建在濕陷性黃土地區(qū)的高速鐵路。
2010 年7 月1日,全長301公里、時(shí)速350公里的滬寧城際高速鐵路開通運(yùn)營,這是當(dāng)時(shí)中國開通運(yùn)營的站點(diǎn)最密集、站間距最小、行車密度最高的高速鐵路。
僅2016年,全國鐵路固定資產(chǎn)投資完成8015億元,投產(chǎn)新線3281公里,其中高速鐵路達(dá)1903公里。 截至2016年底,全國鐵路營業(yè)里程超過12萬公里,高速鐵路運(yùn)營里程突破2.2萬公里,居世界第一位。
3. 自主創(chuàng)新期(2009年至今)
中國高速列車技術(shù)發(fā)展大致以三代產(chǎn)品的成果形式呈現(xiàn)在世人面前。第一代主要是引進(jìn)消化吸收,在此階段,即2004年到2007年,通過引進(jìn)消化吸收,中國掌握了時(shí)速200-250公里的高速列車制造技術(shù),代表性車型包括CRH1型、CRH2型系列、CRH3型、CRH5型等高速列車;第二代中國高速動(dòng)車組的代表車型為CRH380系列,主要包括CRH380A型、CRH380B型、CRH380C型、CRH380D型四種,是在掌握時(shí)速200-250公里高速列車技術(shù)的基礎(chǔ)上,自主研制生產(chǎn)的時(shí)速350公里及以上的高速列車,這一代高速列車是高新技術(shù)的系統(tǒng)集成,將融合交流傳動(dòng)技術(shù)、復(fù)合制動(dòng)技術(shù)、高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)、減阻降噪技術(shù)等一系列最新科研成果,實(shí)現(xiàn)了眾多技術(shù)創(chuàng)新與系統(tǒng)優(yōu)化。標(biāo)志著中國高速列車技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。第三代產(chǎn)品指研制以自主化為標(biāo)準(zhǔn)、以標(biāo)準(zhǔn)化為前提、以需求為牽引來開展的,通過正向設(shè)計(jì)而創(chuàng)新研制的“中國標(biāo)準(zhǔn)”動(dòng)車組(CEMU)。此后中國高鐵加快了走向海外的步伐。
3.1高速列車全面自主創(chuàng)新
在全面自主創(chuàng)新階段,新一代CRH380系列動(dòng)車組的研制生產(chǎn)主要?dú)w功于2008年科技部與鐵路主管部門共同實(shí)施的一次自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃。這項(xiàng)計(jì)劃在中國高速動(dòng)車組技術(shù)創(chuàng)新史上具有重大的意義,而CRH380正是這項(xiàng)計(jì)劃中最重要的項(xiàng)目。
2008年2月26日,科技部與鐵路主管部門共同簽署了《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃合作協(xié)議》,提出要在消化吸收相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上,建立完善具有自主知識產(chǎn)權(quán)、國際競爭力強(qiáng)的時(shí)速350公里及以上的中國高速鐵路技術(shù)體系。兩部聯(lián)合行動(dòng)以“十一五”國家科技支撐計(jì)劃“中國高速列車關(guān)鍵技術(shù)及裝備研制”項(xiàng)目為支撐,獲國家科技經(jīng)費(fèi)10億元,參與研發(fā)的企事業(yè)單位自籌資金20億元,共計(jì)投入30億元,由南車、北車、鐵科院、中科院等單位主持10項(xiàng)專項(xiàng)課題進(jìn)行科技攻關(guān)。參與單位規(guī)模龐大,據(jù)統(tǒng)計(jì),參與此次聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃的科研人員共計(jì)68名院士、500多名教授和其他工程科研人員萬余人。參與科研的單位有包括清華大學(xué)、西南交通大學(xué)、中南大學(xué)在內(nèi)的25家重點(diǎn)高校、11家科研院所、51家國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和工程研究中心。這次行動(dòng)計(jì)劃有力地推動(dòng)了產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合,通過以政府為主導(dǎo)、企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、項(xiàng)目合作為紐帶的方式實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新,被稱為“國家科技計(jì)劃與重大工程結(jié)合的典范”。
在分析京津城際鐵路等高速鐵路建設(shè)積累的大量經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,鐵路主管部門提出新一代動(dòng)車組性能提升方向,形成一整套列車系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和各子系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,全面支撐中國高速列車自主創(chuàng)新的需求。
為滿足京滬高鐵時(shí)速380公里的運(yùn)營需求,青島四方在運(yùn)營時(shí)速350公里的CRH2C第二階段(CRH2C-350)電力動(dòng)車組基礎(chǔ)上全面提升整體性能、自主研發(fā)的動(dòng)力分散式高速動(dòng)車組,采用鋁合金空心材車體,最高運(yùn)營時(shí)速380公里。2010年9月,鐵路主管部門正式將其名稱更改,其中8輛編組動(dòng)車組被命名為CRH380A,而16輛編組的動(dòng)車組被命名為CRH380AL。當(dāng)月,CRH380A配屬上海鐵路局,并在滬杭客運(yùn)專線進(jìn)行高速試驗(yàn),以往返時(shí)速413.7公里和416.6公里先后兩次刷新當(dāng)時(shí)的 “中國鐵路第一速”。2010年10月26日起CRH380A正式投入滬杭線運(yùn)營。2010年12月3日,CRH380A型動(dòng)車組在京滬高鐵棗莊至蚌埠段聯(lián)調(diào)聯(lián)試和綜合試驗(yàn)中創(chuàng)下時(shí)速486.1公里的世界鐵路運(yùn)營試驗(yàn)最高速度紀(jì)錄。在CRH380系列車型中,CRH380A自主化程度最高,牽引傳動(dòng)系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)通過了美國知識產(chǎn)權(quán)的評估。為確保京滬高鐵安全可靠運(yùn)營,四方又以CRH380A的技術(shù)平臺為基礎(chǔ),于2011年3月1日成功研制出設(shè)計(jì)時(shí)速400公里的CRH400A(CIT400A)高速綜合檢測車,并在京滬高鐵線上進(jìn)行一系列檢測。
CRH380B型動(dòng)車組于2010年5月27日在長客下線。這是由長客研發(fā)的高寒型動(dòng)車組,滿足零下40攝氏度低溫下的運(yùn)營需求,主要為中國東北高寒地區(qū)提供運(yùn)營服務(wù),是中國高速動(dòng)車組研發(fā)的一個(gè)重大突破。
CRH380BL是在CRH3C型電力動(dòng)車組基礎(chǔ)上自主研發(fā)而成,由唐車和長客共同生產(chǎn),共115列,采用8動(dòng)8拖編組。2010年9月,首列CRH380BL型動(dòng)車組在唐車下線。主要用于京滬和京廣高速鐵路的運(yùn)營服務(wù)。2011年8月,CRH380BL因?yàn)檫B續(xù)發(fā)生熱軸報(bào)警誤報(bào)、牽引丟失等故障,被召回54列進(jìn)行整改,合格后于2011年11月陸續(xù)恢復(fù)運(yùn)營。
CRH380C是長客在CRH3C和CRH380BL型動(dòng)車組基礎(chǔ)上自主研發(fā)的高速列車,是繼哈大高鐵專用的CRH380B高寒動(dòng)車組后的又一款高寒動(dòng)車組,也是國內(nèi)首款16輛大編組高寒動(dòng)車。
CRH380CL系列動(dòng)車組于2013年3月出廠,共25列,車頭具有較大創(chuàng)新,采用了細(xì)長比更大的流線型鋁合金車頭,有效降低空氣阻力,持續(xù)運(yùn)行時(shí)速350公里,最高運(yùn)營時(shí)速380公里。該車型國產(chǎn)化程度高,其網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)已達(dá)到完全自主化水平。
CRH380CL高速動(dòng)車組于9月25日起在京滬高鐵投入運(yùn)營。
CRH380D是由四方龐巴迪合資公司生產(chǎn),其技術(shù)平臺為龐巴迪zefiro380,技術(shù)由龐巴迪導(dǎo)入,自主化水平較低。2013年4月CRH380D在寧杭甬高鐵線進(jìn)行的試驗(yàn)中最高時(shí)速達(dá)420公里。2015年配屬上海鐵路局。
中國動(dòng)車組自主創(chuàng)新的重要成果還包括CRH380AM、CRH6、CJ1型城際動(dòng)車組、CJ2型城際動(dòng)車組等,研發(fā)于第二代高速動(dòng)車組CRH380系列之后、第三代高速動(dòng)車組之前,是中國高鐵技術(shù)自主化的重要體現(xiàn)。
CRH380AM又稱cit500更高速度試驗(yàn)列車,是繼創(chuàng)造時(shí)速486.1公里世界運(yùn)營試驗(yàn)速度紀(jì)錄的CRH380A動(dòng)車組后,國內(nèi)設(shè)計(jì)的時(shí)速最高的高速試驗(yàn)列車,是由南車研制的時(shí)速500公里的高速動(dòng)車組,其最關(guān)鍵的電氣系統(tǒng)采用了具有完全知識產(chǎn)權(quán)的牽引變流器、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等核心部件,采用大量炭纖維、鎂鋁合金等新型材料和風(fēng)阻制動(dòng)裝置等前瞻性的新技術(shù),(實(shí)驗(yàn)室滾動(dòng)臺)最高試驗(yàn)速度達(dá)605公里。
CRH6型城際動(dòng)車組于2012年11月30日在青島四方下線,是為中國首列時(shí)速200公里的城際動(dòng)車組,也是我國城際動(dòng)車組全新技術(shù)平臺Cinova的首個(gè)車型。其特點(diǎn)是編組靈活、運(yùn)能大、舒適節(jié)能等,CRH6在核心關(guān)鍵技術(shù)上完全實(shí)現(xiàn)了自主化,是國家高速動(dòng)車組總成工程技術(shù)研究中心、高速列車系統(tǒng)集成國家工程實(shí)驗(yàn)室的重要?jiǎng)?chuàng)新成果。
第三代中國高速動(dòng)車組是中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組。中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組自2012年起開始研發(fā),在中國鐵路總公司主導(dǎo)下,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)、高??蒲袉挝?,產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合開展研制工作。這是一個(gè)以自主化為標(biāo)準(zhǔn)、以標(biāo)準(zhǔn)化為前提、以需求為牽引來開展的正向設(shè)計(jì)的創(chuàng)新過程。中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組于2015年6月30日正式下線,時(shí)速350公里,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。2015年11月18日,中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組在大西客運(yùn)專線上試驗(yàn)時(shí)速達(dá)385公里,各項(xiàng)技術(shù)性能表現(xiàn)優(yōu)異,取得重要階段性成果。標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的下線和試驗(yàn),為我國高鐵技術(shù)全面自主化、標(biāo)準(zhǔn)化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),標(biāo)志著中國高速列車進(jìn)入了正向研發(fā)時(shí)代。
中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的設(shè)計(jì)研制,遵循了安全可靠、簡統(tǒng)化、系列化、經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能環(huán)保等原則,在環(huán)保、節(jié)能、降低全壽命周期成本等方面加大了創(chuàng)新力度,具有創(chuàng)新性、智能化、安全性、人性化、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組采用的重要標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了動(dòng)車組基礎(chǔ)通用、車體、牽引電氣、制動(dòng)及供風(fēng)、列車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)用維修等13個(gè)重要方面,大量采用了中國國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及專門為中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組制定的一批技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)為促進(jìn)中國裝備走出去也積極采用一些國際標(biāo)準(zhǔn)及國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。
至2016年底,中國鐵路投入運(yùn)營了各種型號的動(dòng)車組2586余組(標(biāo)準(zhǔn)列),居世界首位。中國動(dòng)車組已取得累計(jì)千余件相關(guān)專利授權(quán)。中國鐵路已經(jīng)掌握了設(shè)計(jì)、制造適應(yīng)各種運(yùn)行需求的不同速度等級的高速動(dòng)車組列車成套技術(shù),具備極強(qiáng)的系統(tǒng)集成、適應(yīng)修改、綜合解決并完成本土化的自主創(chuàng)新能力,最終形成自主技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì),完成從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)身。
3.2高鐵的新征途——走向世界
至2016年底,全國鐵路營業(yè)里程超過12萬公里,高速鐵路運(yùn)營里程突破2.2萬公里,居世界第一位。中國高鐵技術(shù)已經(jīng)處于世界先進(jìn)前列,并開始角逐全球高鐵市場。中國高鐵工程大步走向海外,成為中國外交戰(zhàn)略的一個(gè)大方向。目前中國正在洽談的海外高鐵項(xiàng)目有20多個(gè),承建了世界高鐵網(wǎng)絡(luò)中的60%。主要涉及如下幾個(gè)國家:印度尼西亞、巴基斯坦、老撾、泰國、俄羅斯、匈塞鐵路、埃塞俄比亞和美國等。
2016年7月,中國政府出臺了新版《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》,2025年達(dá)到3.8萬公里。不久的未來,這一龐大的高鐵網(wǎng)絡(luò)將構(gòu)建出一個(gè)現(xiàn)代國際軌道交通場域,藉此場與出發(fā),中國高鐵的能量也將通過絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶將海外項(xiàng)目逐個(gè)點(diǎn)亮。在經(jīng)濟(jì)全球化和中國特色文化貢獻(xiàn)的互動(dòng)中,中國高鐵將以怎樣的方式“飛入尋常百姓家”——絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶中的國家,將是今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)中國高鐵最重要的文明使命。
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