目前,中國已經成為掌握整套時速350公里高速鐵路技術的少數國家之一。“中國制造”的標簽開始被注入更多“中國創造”的色彩
動車組:地道的Chinglish
子彈頭的外型,一襲乳白色的外飾,風馳電掣般的速度,動車組是高速列車核心技術中最拉風的部分。
“動車組”原本就是一個非常地道的Chinglish(中國式英語chinese english),完全是國人創造的百分百國產貨。原在英文中“動車組”并沒有非常明確的對應,最近才被翻譯為“Train Set With Power Car”——帶有動車的列車編組。
在2003年開始的大規模技術引進中,國內共有十多家機車車輛重點制造企業和幾百家外圍企業直接從中受益,實現了機車車輛制造水平的跨越,增強了市場競爭力,有力地推動了我國相關民族工業的發展壯大。在這些重點制造企業中,長春軌道客車股份有限公司受讓阿爾斯通公司的技術,制造生產CRH5型動車組;四方機車車輛股份有限公司受讓日本川崎重工的技術,制造生產CRH2型動車組;青島BSP公司受讓加拿大龐巴迪公司的技術,制造生產CRH1型動車組;唐山機車車輛廠受讓德國西門子公司的技術,制造生產CRH3型動車組,形成了我國鐵路新的機車車輛制造產業群。
經過6年的引進、吸收、消化、創新,中國已經掌握了高速動車組的總成、車體、轉向架列車網絡控制和制動系統等核心技術。據唐山機車車輛廠介紹,其制造的350公里和380公里時速動車組國產化率達85%以上。在武廣客運專線上,具有完全自主產權的新一代高速動車組已經跑出了394.2公里,創下兩車“重聯”制式下世界高速鐵路最高運營速度。
從目前試運行的情況來看,武漢客運專線全長1068.6公里,3小時左右到達,動車組運行時速維持在350公里及以上至少在1個小時,全程平均時速為341公里以上。這已經比之前的京津城際鐵路的技術水平前進了一大步,后者全長120公里,用時30分鐘,維持350公里的最高時速10分鐘左右,全程平均時速為260公里。
與之相比,目前發達國家的高鐵主要采用單車運營模式,平均運營時速法國277公里,日本243公里,德國232公里。中國自主創新研制的CRH2-300型和CRH3-型高速動車組創造了四個世界第一:運營速度第一,運量第一,節能環保第一,舒適度第一。據北車集團公司工作人員介紹,目前國產高速動車組在牽引系統、制動系統等方面均處于世界領先地位。
現在,針對京廣、京滬、哈大三條鐵路干線需求的新一代高速列車,2010年上半年將率先在中國南車下線。這三條線路經過四個不同自然條件的區域,包括高寒區域、高溫高濕區域、多風沙區域、東南沿海強腐蝕區域。同時,我國的運輸組織又要求高密度、大運量、高速度,在一條運營線路要求做到長短途結合。因此在技術上必然會要求更高的門檻,帶來更多的突破。
鐵道部副總工程師、運輸局局長張曙光表示,通過新一代高速列車的研制,中國將建立起具有自主知識產權、時速350公里以上、國際競爭力強勁的中國高速列車技術體系。
軌道以及線下:領先或先進
鋼軌加道床,路基加橋梁,軌道及線下技術以最簡單的加法呈現在觀者面前,與動車組的拉風酷炫相比,安靜的軌道樸實得讓人覺得枯燥。
枯燥簡單不能掩飾它的價值。“高速鐵路要保證高速運行,就像我們在高速公路上開汽車一樣,公路的路面一定要很好。這種路面平穩的指標在鐵路上叫做旅客乘車舒適型指標。這是衡量高速鐵路很重要的一個指標體系,鋼軌以及以下如果做的不好,平順度達不到理想狀態的話,高速機車的運行就會造成重大的安全事故。” 中鐵二局副總工程師胡建介紹,建設高速鐵路就要從基礎做起,從路基、橋梁、道床到鋼軌,要解決一系列技術問題。
記者了解到,京津城際的軌道設備國產化率已經在95%以上,其中鋪軌牽引車、撒漿車、精調設備全部為自主開發,注冊專利。撒漿車是中鐵二局與三一重工合作開發,三一重工為此申請了20多項專利,中鐵二局在整個京津城際鐵路項目中也申請了20多項專利。
軟件方面如無砟軌道精調測量的SPS已經由中鐵二局的技術人員在全中文windows系統下開發了一套國產的SPS精調軟件,然后配合制造了精調框、精調架等。
胡建說,這套精調軟件出來后,我們徹底擺脫了德國人的技術制約,“京津城際鐵路建設期間,有一個向德國人咨詢的過程。他們剛開始不承認我們開發的結果,質疑我們的精度能不能達到要求。后來我們用國產化的儀器和他們從德國帶來的儀器進行對比檢驗,效果完全一樣。而我們操作的方便程度,界面的清晰程度比他們更好。”
對于中國高速鐵路的軌道及線下技術,胡建有著極高的自信。他表示,如果從鋪軌和調整這個角度來說,不敢說是國際領先,但是應該是國際先進水平。“在無砟軌道方面有兩項技術是國際領先的,一個是超長橋上修筑板式無砟軌道軌下技術,世界上沒有其他國家這么做,一個就是板式無砟高速道岔,世界上最早的兩組都是我們鋪的,盡管這兩組的設計過程中也有德國人參加。”胡建承認,目前在鋼軌的制造方面還不是很理想。
《國企》從中鐵二局提供的材料了解到,通過參與京津城際的建設,目前該局的超長橋上修筑板式無砟軌道軌下基礎、無砟軌道鋪軌機組、高性能瀝青水泥砂漿配方及其相應的攪拌車、18號板式無砟高速道岔等技術都處于國際領先水平,而在輪胎式雙向運板車和輪胎式可變跨鋪板龍門吊、軌道板空間坐標高精度、快速定位安裝也處于國際先進水平。
列控系統:來自跨國公司的認可
時速300公里以上,發車密度間隔不到5分鐘, 瞬間剎車制動,減速滑行距離6500米,前后腳的有條不紊成為高速列車運行安全的關鍵保障,而列控系統就是高速鐵路運營管理的“任督二脈”。
中國通號集團為京津城際打造的鐵路列車運行控制系統——中國高速鐵路列車控制地面數字傳輸系統是目前世界上用數字技術控制時速350公里列車的一個創新,同時兼容了控制時速300公里、200公里的系統。
2008年10月,通號集團所承擔的C3列控系統ATP設備硬件國產化獲得首件認證,意味著我國具備了時速350公里列控車載設備的生產制造能力。
2009年6月6日,通號集團承建的武廣客運專線長沙以北通信信號子系統調試完成,標志著我國第一條具有完全自主知識產權、時速350公里的國產化高速鐵路建設取得階段性勝利。這對于形成我國具有自主知識產權C3系統車載和RBC核心技術體系,實現C3系統裝備的國產化,滿足時速350公里客運專線和高速鐵路工程建設有著重要的意義。
記者了解到,中國自行研發的“列控”技術智能化程度相當高,遇到緊急情況,通過地面主控室信號指令,動車組可以保證在5公里內安全停下來。常規在線運行列車,32公里范圍內互通信息數據,自動保持14公里的安全車距,實現“盲跑”。
中國鐵路通信信號集團公司高級工程師周暐對《國企》介紹,鐵道部目前有一套針對中國高速鐵路列控的標準,現在C3也建立了自己的標準體系,但還沒有做完,其中引進了一些歐洲的標準規范。我們在自主創新后還會對現有的規范進行修改。規范的草案都有了,有些是試行的,以后還要再正式發布出來。京滬的運行指標比武廣還要高,最高運行時速還要400公里以上,這種情況下,對現有的指標規范還要修改創新。
據《國企》了解,到武廣線的時候,外方必須百分之百的轉讓中方需要的高速鐵路列控技術。先期由于工程緊,武廣客運專線頭幾列車使用的是國外技術,到后期,列控技術基本國產化。
到目前為止,武廣客運專線引進的兩套設備分別在2008年10月和2009年4月完成了自主國產化,不僅中國能夠生產制造,而且通過了外方對生產管理過程以及產品進行的評估認證。
“這表明諸如龐巴迪這樣的跨國公司對我們的認可。”周暐說,盡管國內也有這方面相關的認證標準,但中國畢竟引進的技術是來自龐巴迪公司,從某種程度上說,這是師傅對徒弟的技藝認可。
與軟件相比,列控技術的產品制造相對容易一些,而中國鐵路通信信號集團的產品制造水平已經世界一流。
在更為核心的軟件方面,這是中國鐵路通信信號集團目前最關注的核心重點,整個列控系統的軟件通過轉讓,一個個消化吸收,繼而出新。周暐介紹,到目前為止,從龐馬迪轉讓的軟件在武廣線實施情況比較理想,目前武廣還沒有做完,很多適應性調整沒有結束,因此軟件還要做修改和完善。
目前,中國鐵路通信信號集團已經完全具備獨立實施下一條高速鐵路線列控系統的能力。不過周暐也提醒,現在新一代的列控系統不光要適應武廣還要適應京滬乃至中國,適應中國才能完成最終轉讓并自主創新的過程,“后面我們還要跟美國、俄羅斯合作,那就要適應國際了”。