復興號成國家名片 高鐵技術(shù)樹(shù)起國際標桿


中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)   時(shí)間:2024-07-01





  “高鐵技術(shù)樹(shù)起國際標桿”。6月24日,“復興號高速列車(chē)”摘取2023年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎特等獎。


  如今,復興號高速列車(chē)已成為世界上商業(yè)運營(yíng)速度最高、運營(yíng)場(chǎng)景最豐富的動(dòng)車(chē)組列車(chē)。


  從雪域高原到熱帶雨林,從渤海之濱到沙漠腹地……復興號高速列車(chē)奔馳在祖國廣袤的大地上,截至2023年底,已累計安全運行23.4億公里。


  京滬高鐵,全長(cháng)1318公里,復興號最快4小時(shí)18分可達;貴南高鐵,復興號串起“多彩貴州”與“秀美廣西”,半日即可實(shí)現游小七孔、品螺螄粉……從熱鬧繁華的大都市到安靜祥和的小鄉村,高鐵重構時(shí)空。截至2023年底,復興號高速列車(chē)累計運送旅客22億人次。


  2013年啟動(dòng)研制,2017年精彩亮相,從追趕到領(lǐng)跑,復興號丈量大國前行腳步,鐫刻中國創(chuàng )新高度。


  為何研發(fā)復興號?


  國外技術(shù)平臺、國外標準,制約進(jìn)一步發(fā)展


  時(shí)間回溯到2004年。面對社會(huì )高漲的鐵路“提速”需求,我國開(kāi)始追蹤世界高鐵技術(shù),相繼引進(jìn)日本、法國、加拿大和德國的高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)。


  2007年,和諧號動(dòng)車(chē)組列車(chē)正式上線(xiàn),隨后系列產(chǎn)品如雨后春筍般成長(cháng),大批量生產(chǎn)投用。截至2012年底,我國共投用和諧號系列高速動(dòng)車(chē)組816列,合計里程11.6億公里。


  和諧號如此厲害,為何還要研發(fā)復興號?


  原來(lái),多方引進(jìn)、博采眾長(cháng)的彎道超車(chē),如同一把雙刃劍,為中國高鐵爭取寶貴發(fā)展時(shí)間的同時(shí),也留下兼容性的難題。


  “我們從國外引進(jìn)1型車(chē)、2型車(chē)、3型車(chē)和5型車(chē)共四種不同的技術(shù)平臺?;诓煌脚_研發(fā)的車(chē)型,大到車(chē)廂布局、載客量,小到車(chē)鉤、閘片等零部件,都難以互聯(lián)互通,給實(shí)際操作帶來(lái)很大挑戰?!敝袊F道科學(xué)研究院集團公司首席研究員趙紅衛介紹。


  一個(gè)最簡(jiǎn)單的例子是司機操作臺。引進(jìn)的1型車(chē)是一個(gè)手柄,2型車(chē)是2個(gè)手柄,3型車(chē)則是3個(gè)手柄,司機操作界面也不一樣,高鐵司機不得不學(xué)習每個(gè)車(chē)型。


  更大的麻煩是檢修維護零部件尚未統型,檢修維護復雜。


  “動(dòng)車(chē)組每天上線(xiàn)運營(yíng),每天都要檢修,零部件損耗或壞掉,就要及時(shí)更換?!眹F集團機輛部副主任單巍說(shuō),這要求檢修部門(mén)必須準備各式各樣的備品備件,運營(yíng)成本較高。


  更重要的是,放眼世界,沒(méi)有哪個(gè)國家的高鐵運營(yíng)距離有中國這么長(cháng),更沒(méi)有哪個(gè)國家的運營(yíng)環(huán)境如此復雜?!耙恍┮M(jìn)車(chē)型難免‘水土不服’,需要再創(chuàng )新?!眹F集團總工程師葉陽(yáng)升說(shuō),使用國外技術(shù)平臺,每一次升級改造,都繞不過(guò)軟件更新,有時(shí)還要請外方專(zhuān)家來(lái)解決。


  多次參加國內外高鐵會(huì )議、展覽,時(shí)任中國鐵路總公司總工程師何華武體會(huì )深刻:盡管我們掌握了和諧號動(dòng)車(chē)組的技術(shù),許多技術(shù)還是自主創(chuàng )新研發(fā)改進(jìn)的,但由于使用國外的技術(shù)平臺、采用國外標準,進(jìn)一步發(fā)展受到制約。


  何華武對科研團隊說(shuō):“必須研發(fā)中國標準動(dòng)車(chē)組,把發(fā)展主導權牢牢掌握在自己手里!”


  創(chuàng )新,勢在必行。


  “消化吸收的目的是自主創(chuàng )新。從引進(jìn)的那一天起,我們就做好了自主研發(fā)的準備?!比~陽(yáng)升說(shuō),要盡快搭建由中國主導、具有中國特色的高鐵技術(shù)體系,其設計、制造、試驗、驗收、運維必須遵循中國標準。


  中國標準怎樣打造?


  車(chē)體、轉向架等關(guān)鍵技術(shù)自主研發(fā),軟件自主開(kāi)發(fā)


  “一列時(shí)速350公里的高鐵列車(chē)大概由4萬(wàn)多個(gè)零部件組成,涵蓋機械、冶金、材料、電力電子、化工、信息控制等眾多技術(shù)領(lǐng)域?!敝袊熊?chē)首席科學(xué)家王軍說(shuō),加之我國特有的超大規模路網(wǎng)、復雜地理氣候條件、超長(cháng)距離持續高速運行工況,高速列車(chē)自主研發(fā)面臨前所未有的困難。


  以列車(chē)網(wǎng)絡(luò )控制系統為例,其負責完成動(dòng)車(chē)組上的高壓、牽引、制動(dòng)、輔助供電、車(chē)門(mén)等的控制、監視,以及車(chē)上所有控制信息和故障信息的傳輸、處理、存儲和顯示,作為動(dòng)車(chē)組的“大腦”,是國外技術(shù)封鎖的重點(diǎn)。


  列車(chē)網(wǎng)絡(luò )控制系統的軟件開(kāi)發(fā),需要有一套仿真測試平臺。彼時(shí),當趙紅衛向國外企業(yè)詢(xún)價(jià)購買(mǎi)時(shí),要么石沉大海音信全無(wú),要么明確拒絕報價(jià)和出售。她不甘心,帶著(zhù)團隊從零做起,從方案設計、畫(huà)圖實(shí)施到接線(xiàn)測試等,僅用一年時(shí)間,就自己搭建起仿真平臺。


  平臺建好了,但買(mǎi)不到網(wǎng)絡(luò )芯片、網(wǎng)卡。怎么辦?自己制作!網(wǎng)絡(luò )軟件的所有源代碼自己編寫(xiě),團隊實(shí)現了中國標準動(dòng)車(chē)組列車(chē)網(wǎng)絡(luò )控制系統的硬件和軟件全部自主化,使中國動(dòng)車(chē)組真正有了“中國腦”。


  為降低噪聲,不同材料和結構的隔音試驗做了3000多次,最終實(shí)現復興號時(shí)速350公里運行,車(chē)廂噪聲最小低至65分貝;為降低車(chē)輛運行阻力和能耗,對40多種方案進(jìn)行仿真分析和風(fēng)洞試驗,最終實(shí)現氣動(dòng)阻力降低14%,人均百公里能耗降低20%;為實(shí)現整車(chē)諧波優(yōu)化控制,一次次設計、分析、試驗、優(yōu)化,最終研發(fā)全新的控制插件,達到國際領(lǐng)先水平……


  回首來(lái)路,復興號自主創(chuàng )新的征途上,研發(fā)團隊突破了牽引、制動(dòng)、網(wǎng)絡(luò )等核心控制和車(chē)輪、車(chē)軸、齒輪箱設計制造等關(guān)鍵技術(shù)。復興號采用的254項重要標準中,中國標準占到84%。動(dòng)車(chē)組整體設計以及車(chē)體、轉向架等關(guān)鍵技術(shù)都是自主研發(fā),軟件全部自主開(kāi)發(fā),具有完全自主知識產(chǎn)權。


  復興號家族有多大?


  設計生產(chǎn)動(dòng)車(chē)組零部件的核心企業(yè)超100家、關(guān)聯(lián)企業(yè)超2100家


  2015年6月,中國標準動(dòng)車(chē)組揭開(kāi)神秘面紗,兩列復興號動(dòng)車(chē)組成功完成組裝、調試并下線(xiàn)。然而距離投用,還有漫漫長(cháng)路。


  “高鐵不僅是設計出來(lái)的,更是試驗出來(lái)的?!比~陽(yáng)升說(shuō)。國家鐵道試驗中心、大西高鐵、鄭徐高鐵、哈大高鐵……1年多時(shí)間,復興號運行約61萬(wàn)公里,相當于圍繞赤道跑了15圈。


  終于,在歷經(jīng)上萬(wàn)項仿真計算、地面試驗、線(xiàn)路試驗后,2017年,中國標準動(dòng)車(chē)組列車(chē)取得型號合格證和制造許可證,6月,以“復興號”命名的中國標準動(dòng)車(chē)組亮相。


  2017年9月,復興號在京滬高鐵實(shí)現時(shí)速350公里商業(yè)運營(yíng);2019年12月,在京張高鐵實(shí)現時(shí)速350公里自動(dòng)駕駛;2021年6月,高原內電雙源動(dòng)力集中動(dòng)車(chē)組開(kāi)進(jìn)西藏、開(kāi)到拉薩,復興號覆蓋31個(gè)省份……


  今日的復興號,家族體系日益龐大——


  涵蓋時(shí)速350公里、250公里、160公里不同速度等級;包括8輛、16輛、17輛等多種編組型式;分為動(dòng)力集中和動(dòng)力分散不同牽引模式;囊括標準型、高寒型、智能型等不同配置……復興號家族全方位滿(mǎn)足旅客出行需求。


  今日的復興號,帶動(dòng)起“塊大力強”的軌道交通產(chǎn)業(yè)——


  從研發(fā)、制造到運維服務(wù),設計生產(chǎn)動(dòng)車(chē)組零部件的核心企業(yè)超100家、關(guān)聯(lián)企業(yè)超2100家,一個(gè)全球領(lǐng)先的軌道交通產(chǎn)業(yè)興起。


  中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院數據顯示,2022年我國軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)規模達4800億元左右,預計2025年可達6000億元左右。


  今日的復興號,走出國門(mén),成為國家名片——


  2021年12月,中老鐵路開(kāi)通運營(yíng),復興號首次走出國門(mén);2023年10月,基于復興號技術(shù)平臺研制的時(shí)速350公里高速列車(chē)在印尼雅萬(wàn)高鐵投用,中國高鐵首次全系統、全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈在海外落地……


  截至2023年底,中國鐵路累計主持ISO、ICE和UIC國際標準制定修訂項目65項,參與國際標準制定修訂項目249項,國際鐵路聯(lián)盟高鐵領(lǐng)域全部11項系統級國際標準均由中國鐵路主持制定。


  重溫歷史,展望未來(lái),復興號為什么能?中國鐵路為什么能?


  跨越,根植于新型舉國體制的強大優(yōu)勢。


  集中力量辦大事。復興號的研制,從中央到地方,從科研創(chuàng )新、生產(chǎn)組織到產(chǎn)業(yè)化應用,從規劃設計、工程建設、裝備制造到運營(yíng)管理,眾多配套企業(yè)、近百家高校及科研單位共同參與。


  跨越,根植于挑戰極限的鐵路精神。


  從“解放”型、“建設”型蒸汽機車(chē)到“東風(fēng)”型內燃機車(chē)、“韶山”型電力機車(chē),再到和諧號動(dòng)車(chē)組、復興號動(dòng)車(chē)組……不同型號、不同動(dòng)力的“火車(chē)頭”,在各個(gè)歷史時(shí)期承載著(zhù)推動(dòng)國家發(fā)展的重要使命。


  跨越,根植于工業(yè)實(shí)力的整體躍升。


  軌道交通是裝備制造業(yè)中產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈、市場(chǎng)鏈最豐富的門(mén)類(lèi)之一。生產(chǎn)一列復興號動(dòng)車(chē)組,涉及工業(yè)體系的方方面面。從相關(guān)零部件造不出,到造到世界最好,復興號日益成熟的背后是我國工業(yè)實(shí)力的整體提升。


  當前,中國鐵路科技創(chuàng )新團隊正在全力推進(jìn)CR450高速動(dòng)車(chē)組的研制,這是更快速度、更加節能、更加環(huán)保、更加安全的新一代動(dòng)車(chē)組。


  輪軌之上,動(dòng)力澎湃,創(chuàng )新的腳步永不停歇。


  轉自:人民日報

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