一场世界范围的铁路颠覆性技术革命

    发表时间:2019-01-24 08:11 内容来源:光明日报

      1964年日本建成东海道新干线,是世界第一条高速铁路。在既有米轨线以外,另行建立准轨全新高速铁路系统。采用整体道床,成倍加大最小曲线半径,成倍加大隧道截面面积。列车牵引采用动力分散模式,运营时速210公里。所有这些都是当时传统古老铁路所没有过的,在整体上与既有铁路根本不同,是典型的颠覆性技术创新。虽然起步速度偏低,但却立即风靡全世界,开辟了一个全球性的铁路颠覆性技术革命的新时代。

      法国动作最快,20世纪80年代初建成从巴黎到里昂的高速铁路,运营时速270公里。后又建成大西洋线及欧洲之星,运营时速提高到300公里。最后建成的巴黎东线和地中海线,运营时速提高到320公里。可惜的是,因为过分强调降低成本,如仍采用传统碎石道床、传统的动力集中等,每车一个转向架也使轴重难于降低。严格说,难以达到颠覆性技术创新的高度。

      德国最初的ICE1和ICE2也是采用动力集中,但他们很快发现动力集中对于提高速度不利,从ICE3开始,改为动力分散,运营时速也提高到300公里。对于碎石道床也发现精度不高,在高速下有碎石飞扬的毛病,故开始改用整体道床。可惜的是,他们对于必须形成独立的高铁网认识不足,高铁区段分散建设,只能与传统铁路线联运,而且客货混跑,不能建成独立的高铁网,难于进一步提高速度、发挥更大作用。

      应当说法、德两国在研发高铁技术上都下了很大功夫,掌握了很多新的高铁技术,是这场世界高铁颠覆性技术革命的重要战场。但从总体来说,他们仍需继续努力。

      我国从1978年开始进行高速铁路颠覆性技术的研发,晚来的中国高铁,却率先取得了这场技术革命的胜利。

      1978开始的10年准备期间,通过改革开放,多渠道了解国外情况,分析总结各国经验教训,从理论上提升,形成高速列车大系统动力学,为系统仿真、系统优化、系统控制提供计算方法及软件。调查世界各国用于高速铁路技术的试验情况,为建设高速试验设备做好了充分的准备,1988年国家正式批准开始建设时速450公里的滚动振动试验台。20世纪90年代的十年探索,在原铁道部的统一领导下,各工厂纷纷研制高速列车,型号就有二十多种。这十年,初试锋芒,获取经验,培育人才,为高铁技术攻关打好基础。到了1998年,就进入实战的十年。内部开展采用轮轨技术还是磁浮技术的辩论,最终把轮轨高铁纳入国家规划,通过联合设计制造,创造中国品牌,达到了引进消化吸收再创新的最佳效果。

      2008年8月1日,中国第一条京津高速铁路终于开通运营,最高运营时速达到350公里。2011年开始研制的复兴号,跑到了350公里的世界最高运营时速,而且在标准化、简统化等方面有很大提高。在高速路网建设方面,更加一日千里,从1.2万公里的四纵四横,发展到2.5万公里的八纵八横,联通所有50万以上人口的城市。

      独立于既有线之外的、全部新建的中国高铁网,采用整体道床,轨道偏差标准达到毫米甚至零点几毫米级。最小曲线半径9000米(日本4500米)。隧道断面面积100平方米(日本64平方米)。高架及隧道占80%以上。以世界最高速度运营的复兴号高速列车,采用动力分散,超稳定(临界时速600公里以上),超平稳(可立硬币),超安全(每亿人次事故死亡率日本高铁0.9人,中国高铁0.2人),超环保(高架占地少),公交化运行,与城市交通连接。

      四十年改革开放,造就了四十年我国铁路的颠覆性技术创新。半个多世纪以来,一直在进行的世界范围的铁路颠覆性技术革命,我们虽晚到十几年,却后来居上。高速铁路前景无限,让我们继续进行世界铁路颠覆性技术革命!

      (作者:沈志云,系中国科学院院士、中国工程院院士、西南交通大学教授)

    编辑:贺心群