中國高速鐵路技術創新發展的優勢探析

郭柱 中鐵建電氣化局集團第四工程有限公司

近些年，隨著科學技術和經濟實力的不斷增長，也促使我國高速鐵路朝著現代化，多功能化方向發展。通過一項對高速鐵路發展現狀的調查數據報告顯示，我國現有時速在200km以上的高速鐵路已超過2.9萬公路，從以上數據報告可以看出不管在高速鐵路時速還是通車里程上都顯示出較大的進步。我國高速鐵路之所以取得以上顯著成效，最大的原因主要是由于創新技術，高速鐵路對于國民經濟的穩步發展具有較為積極的意義及作用。此次研究主要是通過分析高速鐵路技術創新的進程，綜合性的對高速鐵路技術創新發展情況進行概括，并探究技術創新的特點及優勢。

一、我國高速鐵路技術創新的現狀

中國高速鐵路在發展過程中具有安全性高、技術先進可靠、價格平民、擁有豐富的運營經驗等特點，中國每條鐵路在建設后均能保證二十年的先進性。

我國現階段已經成為世界范圍內高速鐵路相關技術的強國，高速鐵路中的運營管理技術、施工技術、集成技術及裝備制造技術均處于世界先進地位。迄今為止，我國一共擁有1300多列高速列車，屬于世界范圍內擁有數量最多的國家。1300多列列車中涵蓋行駛時速200至380公里不等，動車組的種類最為全面，運營公里數可達16億左右，具有較為豐富的運營經驗。且我國企業在高速列車的施工成本及效率方面存在一定的優勢，據不完全統計，國外修建高速鐵路的成本大約為0.5億美元/公里，而我國至少能節省一半以上，且在建設工期方面所需時間更短，施工效率更高。

二、我國高速鐵路技術創新發展的優勢

(一)我國高速鐵路在關鍵技術領域取得突破與創新

我國在高速鐵路建設期間具有較高的線路標準，主要體現在舒適、安全、快速及輸送能力等層面。較高的輸送能力屬于現階段高速鐵路技術創新中的優勢，就現階段的發展狀態來看，我國的高速鐵路基本上都能夠滿足行車時長相隔4min或以下標準，在世界范圍內的高速鐵路技術當中占據領先地位。速度是衡量高速鐵路技術創新水平的首要指標，我國研究開發的京滬高鐵在試運行期間就已經達到486km時速，創新了高速列車時速的最高紀錄，屬于世界上第一個能夠達到如此高時速的高速列車。

為了確保運行穩定性及安全性，需要全面創新改善及優化弓網系統。通過受電弓滑板與接觸網導線之間的滑動接觸屬于電力機車獲取電能的途徑，運動的受電弓在通過接觸網過程中會產生相應的外力影響，導致接觸網和受電弓產生相互作用，弓網系統產生相應形態的振動表現。一旦發生劇烈振動將會出現受電弓滑板與接觸導線脫離的現象，離線后將會出現電弧及火花，損傷絕緣，導致通信出現電磁干擾，導致供電過程中出現瞬間中斷的表現，最終使得列車的牽引力及制動力喪失。當弓網間擁有較大的接觸力時會導致離線率下降，受電弓滑板及接觸導線的磨損現象嚴重，縮短其使用壽命。為了保證及提高列車的穩定性應維持良好的弓網關系。所以需要對其進行弓網動力學研究，全面降低弓網系統有害振動，確保接觸網和受電弓系統適應性、合理匹配性，為不同營運情況下的接觸網和受電弓參數設計和結構選型提供專業的理論指導。在對弓網受流質量和關系進行評價時，一般采用弓網接觸壓力、離線率、接觸導線抬升量、受電弓振幅、接觸網彈性系數、接觸導線波動傳播速度和受電弓追隨性等指標。弓網動力學的研究，主要是理論研究，結合相關試驗，建立受電弓與接觸網振動模型，對上述指標進行預測，全面優化系統設計。目前我國高速鐵路在設計之初就采用成熟的計算機仿真系統根據不同線路的要求制定設計標準。線路運營后，設備管理單位采用高速鐵路6C系統進行不間斷的監測和維護，以確保線路的安全穩定。

(二)網絡化趨勢在我國高速鐵路中的發展

立足于未來來看，我國鐵路網朝著多功能及智能化的方向發展，在高速鐵路網絡中至少能覆蓋全國9成人口，對各個大型及中型城市進行連接，通過網絡化的發展能創新及改造技術，并且全面實現綠色交通。隨著人口不斷增加，也持續加快了城市化發展進程，由高速鐵路網所形成的客運市場將會成為國際層面的技術亮點，這樣能夠從根本上促進我國高速鐵路事業的發展，提升國際競爭力。

(三)高速鐵路的基礎研究實力雄厚，發展較為迅猛

在未來的發展過程中，高速列車的基礎創新體系還將獲得程度不一的完善及發展，現階段我國已經開展了交通實驗室，在多功能試驗設備和儀器的研究和開發層次上領先國際水平，并且在我國多數地區開展可靠精確的試點運行，在運行期間獲取了較多實際的數據及信息，為未來高速列車的運行過程及壽命預測提供相應的參考，促進新型技術研發平臺的建立。此外，中國在高鐵的運距長度方面也刷洗了世界紀錄，以上各個發展現狀都為高速鐵路的發展提供了基礎理論和技術指導。

(四)施工工藝不斷創新，有提速空間

當前鐵路運行期間全面應用電力牽引供電系統，屬于高速鐵路發展期間的重大突破，由于長期以來應用的接觸網腕臂及吊弦計算不準確，造成嚴重的返工、浪費現象。因此在實際建設施工期間可采用計算機仿真計算及機械自動化預配裝置進行腕臂及吊弦的計算及預配。該種技術主要是建立計算模型。由于普通鐵路與高速鐵路接觸網預配計算數據學模型存在較大差異，建立模型時需要一次到位，預配工廠和安裝現場不再需要對裝置進行零部件調整和管材割據，這樣能夠顯著降低對管材和零部件的損壞程度。該類涉及建設技術的創新發展全面彌補了傳統建設技術的不足。隨著科學技術的不斷發展，高速鐵路建設還將會逐漸向智能化方向發展。

三、結語

綜上所述，我國在高速鐵路的研究與開發等方面遭受了較多嚴峻挑戰，所以在設計建造時期需要具備著強大的信念，能夠認識和總結技術研究開發期間存在的各項漏洞和缺陷，糾偏補差，全面展現出高速鐵路技術創新的各項優勢，這樣才能夠從根本上提升我國高速鐵路的設計制造水平，增強我國的綜合實力，擴大我國高鐵的領先優勢。