中國高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的優(yōu)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(xué)技術(shù)和經(jīng)濟實力的不斷增長，也促使我國高速鐵路朝著現(xiàn)代化，多功能化方向發(fā)展。通過一項對高速鐵路發(fā)展現(xiàn)狀的調(diào)查數(shù)據(jù)報告顯示，我國現(xiàn)有時速在200km以上的高速鐵路已超過2.9萬公路，從以上數(shù)據(jù)報告可以看出不管在高速鐵路時速還是通車?yán)锍躺隙硷@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(chuàng)新技術(shù)，高速鐵路對于國民經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)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(shù)創(chuàng)新的進程，綜合性的對高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展情況進行概括，并探究技術(shù)創(chuàng)新的特點及優(yōu)勢。

一、我國高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新的現(xiàn)狀

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

我國現(xiàn)階段已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)高速鐵路相關(guān)技術(shù)的強國，高速鐵路中的運營管理技術(shù)、施工技術(shù)、集成技術(shù)及裝備制造技術(shù)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(nèi)擁有數(shù)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(shù)可達16億左右，具有較為豐富的運營經(jīng)驗。且我國企業(yè)在高速列車的施工成本及效率方面存在一定的優(yōu)勢，據(jù)不完全統(tǒng)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(jié)省一半以上，且在建設(shè)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(shù)創(chuàng)新發(fā)展的優(yōu)勢

(一)我國高速鐵路在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得突破與創(chuàng)新

我國在高速鐵路建設(shè)期間具有較高的線路標(biāo)準(zhǔn)，主要體現(xiàn)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(xiàn)階段高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新中的優(yōu)勢，就現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顟B(tài)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(biāo)準(zhǔn)，在世界范圍內(nèi)的高速鐵路技術(shù)當(dāng)中占據(jù)領(lǐng)先地位。速度是衡量高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新水平的首要指標(biāo)，我國研究開發(fā)的京滬高鐵在試運行期間就已經(jīng)達到486km時速，創(chuàng)新了高速列車時速的最高紀(jì)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(wěn)定性及安全性，需要全面創(chuàng)新改善及優(yōu)化弓網(wǎng)系統(tǒng)。通過受電弓滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)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(wǎng)過程中會產(chǎn)生相應(yīng)的外力影響，導(dǎo)致接觸網(wǎng)和受電弓產(chǎn)生相互作用，弓網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)形態(tài)的振動表現(xiàn)。一旦發(fā)生劇烈振動將會出現(xiàn)受電弓滑板與接觸導(dǎo)線脫離的現(xiàn)象，離線后將會出現(xiàn)電弧及火花，損傷絕緣，導(dǎo)致通信出現(xiàn)電磁干擾，導(dǎo)致供電過程中出現(xiàn)瞬間中斷的表現(xiàn)，最終使得列車的牽引力及制動力喪失。當(dāng)弓網(wǎng)間擁有較大的接觸力時會導(dǎo)致離線率下降，受電弓滑板及接觸導(dǎo)線的磨損現(xiàn)象嚴(yán)重，縮短其使用壽命。為了保證及提高列車的穩(wěn)定性應(yīng)維持良好的弓網(wǎng)關(guān)系。所以需要對其進行弓網(wǎng)動力學(xué)研究，全面降低弓網(wǎng)系統(tǒng)有害振動，確保接觸網(wǎng)和受電弓系統(tǒng)適應(yīng)性、合理匹配性，為不同營運情況下的接觸網(wǎng)和受電弓參數(shù)設(shè)計和結(jié)構(gòu)選型提供專業(yè)的理論指導(dǎo)。在對弓網(wǎng)受流質(zhì)量和關(guān)系進行評價時，一般采用弓網(wǎng)接觸壓力、離線率、接觸導(dǎo)線抬升量、受電弓振幅、接觸網(wǎng)彈性系數(shù)、接觸導(dǎo)線波動傳播速度和受電弓追隨性等指標(biāo)。弓網(wǎng)動力學(xué)的研究，主要是理論研究，結(jié)合相關(guān)試驗，建立受電弓與接觸網(wǎng)振動模型，對上述指標(biāo)進行預(yù)測，全面優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計。目前我國高速鐵路在設(shè)計之初就采用成熟的計算機仿真系統(tǒng)根據(jù)不同線路的要求制定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。線路運營后，設(shè)備管理單位采用高速鐵路6C系統(tǒng)進行不間斷的監(jiān)測和維護，以確保線路的安全穩(wěn)定。

(二)網(wǎng)絡(luò)化趨勢在我國高速鐵路中的發(fā)展

立足于未來來看，我國鐵路網(wǎng)朝著多功能及智能化的方向發(fā)展，在高速鐵路網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展能創(chuàng)新及改造技術(shù)，并且全面實現(xiàn)綠色交通。隨著人口不斷增加，也持續(xù)加快了城市化發(fā)展進程，由高速鐵路網(wǎng)所形成的客運市場將會成為國際層面的技術(shù)亮點，這樣能夠從根本上促進我國高速鐵路事業(yè)的發(fā)展，提升國際競爭力。

(三)高速鐵路的基礎(chǔ)研究實力雄厚，發(fā)展較為迅猛

在未來的發(fā)展過程中，高速列車的基礎(chǔ)創(chuàng)新體系還將獲得程度不一的完善及發(fā)展，現(xiàn)階段我國已經(jīng)開展了交通實驗室，在多功能試驗設(shè)備和儀器的研究和開發(fā)層次上領(lǐng)先國際水平，并且在我國多數(shù)地區(qū)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(shù)據(jù)及信息，為未來高速列車的運行過程及壽命預(yù)測提供相應(yīng)的參考，促進新型技術(shù)研發(fā)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(jì)錄，以上各個發(fā)展現(xiàn)狀都為高速鐵路的發(fā)展提供了基礎(chǔ)理論和技術(shù)指導(dǎo)。

(四)施工工藝不斷創(chuàng)新，有提速空間

當(dāng)前鐵路運行期間全面應(yīng)用電力牽引供電系統(tǒng)，屬于高速鐵路發(fā)展期間的重大突破，由于長期以來應(yīng)用的接觸網(wǎng)腕臂及吊弦計算不準(zhǔn)確，造成嚴(yán)重的返工、浪費現(xiàn)象。因此在實際建設(shè)施工期間可采用計算機仿真計算及機械自動化預(yù)配裝置進行腕臂及吊弦的計算及預(yù)配。該種技術(shù)主要是建立計算模型。由于普通鐵路與高速鐵路接觸網(wǎng)預(yù)配計算數(shù)據(jù)學(xué)模型存在較大差異，建立模型時需要一次到位，預(yù)配工廠和安裝現(xiàn)場不再需要對裝置進行零部件調(diào)整和管材割據(jù)，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(shè)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展全面彌補了傳統(tǒng)建設(shè)技術(shù)的不足。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高速鐵路建設(shè)還將會逐漸向智能化方向發(fā)展。

三、結(jié)語

綜上所述，我國在高速鐵路的研究與開發(fā)等方面遭受了較多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，所以在設(shè)計建造時期需要具備著強大的信念，能夠認(rèn)識和總結(jié)技術(shù)研究開發(fā)期間存在的各項漏洞和缺陷，糾偏補差，全面展現(xiàn)出高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新的各項優(yōu)勢，這樣才能夠從根本上提升我國高速鐵路的設(shè)計制造水平，增強我國的綜合實力，擴大我國高鐵的領(lǐng)先優(yōu)勢。