大陆高铁技术突然领先世界的秘密 (2014-03-11)
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2007年4月18日，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。2007年6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。2008年8月1日，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。
2008年2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0．4米并进行了改造，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200至250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1．3到1．5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。
首先是地质沈降问题。高速列车轨道沈降误差以毫米计，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，遇雨季就沈降变形。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米、直径0．4米的桩子足足打下了50万根。「洛阳龙门站路基有8米多高，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米简支梁、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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