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自主创新才是中国高铁的底气

发布时间:2019/9/27 11:19:11


自主创新才是中国高铁的底气

专访原上海铁道大学副校长孙章


“从蒸汽机车一身煤灰,到内燃机车一身油污,再到电力机车碰上了冰雪灾害的束手无策,黎明前的黑暗我们都走过来了,现在我们有世界上运营时速最快的列车,不久的将来还会有首列智能高铁、600公里时速的磁悬浮列车……”

 

熟稔中国轨道交通业发展的孙章,作为同济大学老科技工作者协会会长、原上海铁道大学副校长,他曾是京沪高铁验收专家组成员、《城市轨道交通研究》杂志创办人,自1957年从唐山铁道学院(西南交通大学前身)毕业,亲身经历了中国铁路70年的巨大变迁。而今耄耋之年,孙章仍在从事轨道交通相关的研究工作,《中国高铁发展战略》就是他近期的工作成果。

 

 

 

“中国高铁是向外国老师学习的,但是我们现在超过了老师。新中国成立70载,我觉得中国铁路的变化实在是太大了。”近日,孙章接受《每日经济新闻》记者专访时以“大逆转”概括中国高铁近20年的发展——从独自摸索,到引进合作,再到全面自主创新,实现了螺旋式的上升;中国高铁如今已能出海披荆斩棘,成为一张闪闪发光的中国名片。

 

超越老师:人才、技术、创新缺一不可

 

“这么多国家都引进了高铁技术,为什么最终只有我们这个学生超过了老师?”聊起中国高铁,孙章抛出了这个问题,而答案,除了那一场为人所熟知、始于2004年的中外合作之外,从上世纪九十年代开始投入的独立研发是中国高铁走向成功道路上必不可少的一环。

 

“中国高铁发展的第一个阶段就是90年代,当时我们完全是靠自己摸索的。1994年,我参加了对‘四委一部’完成的我国第一个高铁研究课题《京沪高速铁路重大技术经济问题前期研究报告》的评审。记得评委会组长是时任国务院发展研究中心主任马洪同志。这项课题1993年4月开始,1994年6月完成,有47个单位、120多名专家参加,研究报告总计50万字。从此,我国技术人员搜索所有公开发表的高铁技术资料,同时去德国、法国、日本乘坐高铁、考察高铁,回来后依样画葫芦进行设计,并且不断去试、去改,这就是逆向设计。”孙章回忆道。

 

当时孙章所在的上海铁道大学接到的任务是跟踪日本新干线的300系技术,它采用的是动力分散型技术——即除了火车头之外,列车的其他车厢也可以提供动力。相较于当时德、法采用的动力集中型技术——即“火车跑得快,全靠车头带”,动力分散型技术是一种重大创新,对于时速300公里以上的高铁,它比动力集中型有更好的效能。如今,世界上新修高铁的国家,也大多采用动力分散技术。

 

彼时,在没有任何技术转让的条件下,中方技术人员“蚂蚁啃骨头”,通过多次迭代和探索,独立研制成了“先锋号”高速动车组,这是国内首列动力分散型高速动车组。2002年9月10日,在我国自建的第一条客运专线——秦沈客运专线上,其最高试验速度达到了每小时292公里。

 

此外,当时跟踪德国高铁ICE技术的株洲电力机车厂等国内机构也研制出了动力集中型“中华之星”高速动车组,它于2002年11月27日在秦沈客运专线上跑出了时速321.5公里的最高试验速度。

 

“先锋号”和“中华之星”虽然都没有成为真正的明星,但这次研发过程培养出的人才队伍,为2004年开始的中外合作打下了重要基础。

 

始于2004年,在中国铁路第六次大提速前夕开启的中外合作,源于当时铁道部启动的时速200公里动车组招标,为中国高铁引进了加拿大庞巴迪、日本川崎重工、法国阿尔斯通和德国西门子,联合设计生产和谐号高速动车组。这次引进合作给了外界“中国高铁的成功全靠引进国外先进技术”的印象。

 

实际上,“当时我们合作引进了制造技术,但是它关键核心的技术转让很少。”孙章表示。

 

中国之所以能在后来的学习过程中超越“老师”,靠的是此前的人才储备。“高铁独立研发阶段的最大意义就是我们在实践中培养了一大批高铁技术人才,有了这个内因,我们引进先进制造技术后如鱼得水,大大加快了我们的自主创新进程,因为我们已有过独立研发的经验,做足了功课。”孙章说道。

 

自主创新:“复兴号”关键技术全面自主化

 

独立摸索和合作学习都不是目的,自主创新才是中国高铁的底气。

 

在孙章看来,到了2012年,中国高铁开始步入自主创新阶段,当年,由中国国家铁路集团有限公司(原中国铁路总公司,原铁道部)主导,集合国内有关企业、科研院所及高校,开展了时速350公里中国标准动车组的研制工作。

 

5年后,“复兴号”动车组上线运营。中国首次实现了高速动车组牵引、制动、网络控制等关键技术的全面自主化。

 

“自主创新的关键是具备正向设计能力,即源代码和软件是我们自己的,产品要想怎么改,我们就能自己改,过去和谐号因为是联合设计的技术平台,关键部分的改动都必须通过外方,现在总体设计、集成创新都在我们自己手里。”孙章说,“所以我们是在引进国外的先进技术后,货比三家,博采众长,然后自成一家,形成了‘中国标准’的复兴号。”

 

从跟跑到并跑,中国高铁的发展进程超出了世界预期,如今已具备“领跑”的能力。

 

中车株洲电机公司今年9月17日发布了时速400公里高速动车组用TQ-800永磁同步牵引电机。这标志着我国高铁动力首次搭建起时速400公里速度等级的永磁牵引电机产品技术平台,填补了国内技术空白,为我国轨道交通牵引传动技术升级换代奠定了坚实基础。

 

“我们还在研发600公里时速的磁悬浮高铁,我们要跟日本竞争,因为日本已经做了时速603公里的载人试验,时速500公里的超导磁悬浮中央新干线已于2011年5月开始建设,线路由东京出发,途经名古屋,抵达大阪,全长大约550公里,预计于2027年首先开通东京至名古屋段,然后再于2037年开通名古屋至大阪段。而我们现在600公里时速的磁悬浮样车已经下线了。”孙章指出,目前,高铁最高运营时速为350公里,飞机巡航时速为800公里至900公里。时速600公里的高速磁浮高铁恰好可以填补高铁和航空之间的这段速度空白。

 

这也意味着未来坐高铁可能比飞机还省时。今年在青岛下线的时速600公里磁悬浮列车样车如果上线运营,北京到上海仅需2个小时多点。

 

“孙中山先生在100年前考察了世界经济先行的国家以后,就说中国要跻身于发达国家行列,一定要有10万英里的铁路,10万英里是多少?换算过来就是16万公里。到2018年年底,我国铁路总运营里程是13.1万公里,离孙中山先生100年前的规划还差3万公里。”孙章说道。

 

如今,3万公里的差距正被进一步缩短。今年初,中国铁路集团公司工作会议指出,2019年铁路工作的其中一个主要目标是:全国铁路固定资产投资保持强度规模,优质高效完成国家下达的任务目标,确保投产新线6800公里,其中高铁3200公里。

 

目前,中国建设的这个世界最大的高速铁路网正不断把经济最发达的长三角、珠三角、京津冀地区,及其他城市密集地区紧紧相连。人便其行、货畅其流,高铁从被视为出行交通工具,已成为国民经济发展的助推器。

 

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出征海外:中国能给世界提供最完备方案

 

“我在添乘实习的时候,看到蒸汽机车司机和司炉的脸上、身上都被煤灰“抹黑”了,煤屑也会随风吹进打开窗户的列车车厢。”孙章回忆道。斗转星移,现在明亮便捷的中国高铁正让出行成为一种享受。

 

超越老师的中国高铁正吸引着海外多个国家的目光。印度尼西亚、马来西亚、俄罗斯、泰国、澳大利亚、英国、美国……纷纷表达出对中国高铁的兴趣。这背后源于中国高铁有着能适用于不同地区的完备方案。

 

“在复兴号所采用的254项重要标准中,中国标准(包括中国国家标准、行业标准和中国国家铁路集团企业标准)占到了84%,16%的高铁技术标准是跟欧标和日标兼容的。因为我们国家地形特别复杂,气候也变化多端,能给世界提供一个最完备的高铁方案。如印度尼西亚喜欢我们的海南岛环线,因为这是世界上第一条热带地区的高铁。俄罗斯喜欢我们的哈大高铁,因为哈大高铁是世界上第一条最寒冷地区的高铁,冬季平均气温零下25℃,最低气温零下41.4℃。冬季平均气温比已经建成通车的日本、德国、法国等国家寒冷地区高铁还要低20℃。”孙章还以兰新高铁等举例指出,中国幅员辽阔,地形及地质条件复杂,在这种环境下成长起来的中国高铁能为世界高速铁路发展提供多种多样的方案。而且,中国高铁的建造成本仅是外国的40%。

 

实际上,在2015年6月完成合并后成立的中国中车股份有限公司,已经一跃成为全球规模最大、品种最全、技术领先的轨道交通装备供应商,连续多年轨道交通装备业务销售规模位居全球首位。

 

今年3月,中国中车集团有限公司总经理孙永才曾对外称,目前中车已在全球26个国家和地区设立了83家境外子公司,15家境外研发中心,形成了遍布全球的业务体系。境外资产从2013年的30亿元递增到2018年的340多亿元,海外市场订单额从2013年的35亿美元激增近一倍,到2018年的63亿美元。

 

“走出去”的中国高铁在海外市场上开疆拓土,其创新技术实力的背后,折射出了整个国家的工业能力和国际影响力。

 

回首当初时速仅60公里的蒸汽机车时代,孙章不由慨叹变化之大、之快——当年是那个吹满煤屑、没有座位、车程长达几十小时的列车;而如今,网上购票、刷脸进站,4小时可达全国多个主要城市的高铁,是中国列车带着令人惊奇的变化正驶向一个更加美好的未来。

 

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