台媒曝光：大陆高铁技术突然领先世界的秘密(2014-03-11 09:35:47)

用自己的方式「跑」起来

这样一个速度差和时间差，要用多少年才能补上？对此，中国人和外国人的看法并不相同。

2004 年，在中国大陆引进高速列车技术时，日本川崎重工总裁大桥忠晴曾这样耐心劝告中方技术人员：不要操之过急，先用8年时间掌握时速2百公里的技术，再用8年 时间掌握时速350公里的技术。在大桥忠晴看来，这已经够快了。毕竟，新干线从时速210公里提升至3百公里，日本人用了近30年的时间。但是，中国人可 等不起！从车辆到线路，再到通信信号技术，一边引进消化吸收一边自主创新，中国人用自己的方式「跑」了起来。

20xx年至20xx年，中国南车青 岛四方、中国北车长客股份和唐车公司先后从加拿大庞巴迪、日本川崎重工、法国阿尔斯通和德国西门子引进技术，联合设计生产高速动车组。动车组是尖端技术的 高度集成，涉及动车组总成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器等9大关键技术以及10项配套技术，涉及5万个零部件，短时间内消化吸收如此纷繁复杂的 技术，谈何容易

每一个看似不起眼的部件，每一项细微的技术，都凝聚着引进消化吸收再创新的艰辛与付出。

动车组的乘客大多不会注意，两节车厢连接处外端有一对长条橡胶风挡，看上去没有多少技术含量。在20xx年双方联合设计时间，一些外方技术人员为这个跟我们捉起了「迷藏」：

「请问，这个橡胶长条是干什么用的？」

「哦，没什么大用，只是为防止乘客从站台上掉下来。」 然而，这一轻描淡写的解释却令青岛四方公司的技术人员疑云丛生。

「不会这么简单吧？风挡的橡胶标准要求这么高，难道只为防止乘客从站台上掉下？」

「哦，这个……应该还可以减少空气阻力吧。」

对这个支支吾吾的回答，青岛四方技术人员还是将信将疑。20xx年初，第一批原型车进厂后，青岛四方的技术人员通过试验分析，发现这对风挡竟然有替代转向架防止列车侧滚的功能。

「不管什么部件，什么技术，都要打破砂锅问到底，才能把先进的技术学到手。」青岛四方设计主审邓小军说。

[page]向速度极限挑战

3年磨砺，一朝惊艳——140对、时速200公里以上

的国产动车组，在20xx年4月18日，全国铁路第6次大提速时首次闪亮登场。她们有一个共同的名字——「和谐号」。中国大陆，从此有了属于自己的高速列车。

郑 德润，一位在英国旅居多年的老华侨，在互联网上得知这个消息后十分振奋。20xx年6月，思乡情浓的他，从伦敦飞回北京，登上开往河南郑州的Ｄ133次动 车组，专程体验「和谐号」。「我经常在欧洲乘坐高速列车，现在我们终于有了属于自己的高速动车组，太自豪了！这是我多年的梦啊！」一路上，郑德润兴奋不 已。到站后，他还站在「和谐号」车头前，照了一张与动车组的合影，「我要拿回去，让外国人也看看！

国际铁路联盟定义，时速2百公里以上就可以称为 高速铁路。第6次大提速中，中国大陆有超过6千公里的既有铁路干线，实施了时速2百公里以上的提速。但，大陆铁路人并没有打出「高速铁路」的旗号。「其 实，不少人都建议喊出这一口号。」铁道部新闻发言人平回忆说，「我们没有同意，因为中国的高铁之梦不会就此停步！我们还有更远的梦！」

在时速 2百公里动车组下线后，不少外国人认为，中国大陆至少要在这个平台上消化、停留10年。但高

铁人等不了，旋即启动了时速3百至350公里的动车组研制工 作。20xx年8月1日，京津城际铁路开通运营。几位外国高铁专家登上首趟北京驶往天津的高速列车。「诸位，列车运营时速将达到350公里。」上车后，中 方人员介绍道。「350公里？能行吗？」显然，他们对这个速度有怀疑。

车窗外，田野加速向后退去，车内显示屏上的速度数字元不断上升。当稳定在时速350公里时，几位专家不敢相信自己的眼睛。车到天津后，面对满桌佳肴，专家们心不在焉，仍沈浸在刚才的迷惑中。

20xx年2月，铁道部和科技部签署了《中国大陆高速列车自主创新联合行动计划》，共同研发运营时速380公里的新一代高速列车，最高运营速度将比德国、法国的高速列车快60公里，比日本新干线快80公里，节能环保和综合舒适性也高人一筹。

[page]「中国芯」、「中国脑」打造「中国名片」 网络控制系统研制成功，动车有了「中国芯」；绝缘栅双极型晶体管（IGBT）研究突破，有了「中国脑」；车体加宽0．4米并进行了改造，有了「中国身」；动车头形全新设计，有了「中国面孔」……「和谐号」动车组集合成为「中国名片」

到 目前为止，大陆动车组已取得累计900余件高速

铁路相关专利授权。新一代时速380公里的动车组也于今年上半年下线。引进先进技术消化吸收，完全国产化生 产时速200至250公里的高速列车；自主设计时速350公里动车组；自主打造时速380公里动车组，成为大陆高速铁路集大成之作。

高速铁路线和高速动车是一对孪生兄弟。在决定引进先进动车技术之时，建造自己的高速铁路线就提上了日程。「车速越快，对铁路的要求越高。」何华武说，「高平顺、高稳定」是高速铁路建设的两大关键要求。 有 砟、无砟，中国大陆曾有过激烈的争论。传统轨道都是有砟的，也就是枕木下面垫石砟，而无砟则是将铁轨铺在一个高强度混凝土板上。有砟在工程建设期能省钱， 但车速越高，列车晃动越剧烈，后期养护需大量投资。无砟可以保持列车的高平、高稳，少维修。无砟成本虽是有砟的1．3到1．5倍，但运营十年左右，这个成 本连本带息就都回来了。

争论、考察、研究，反复权衡，认真比较，科学判断，慎重决策，铁道部最终决定高铁线路使用无砟轨道技术。但当时，中国大陆并没有现成的技术。铺设无砟轨道，对高铁人来说，如同让拉二胡的乐师改弹钢琴。 首 先是地质沈降问题。高速列车轨道沈降误差以毫米计，标准比Ｆ1赛车跑道还要高。大陆东西南北线

路跨度大，地形复杂，遇到的许多问题在国外都碰不到。刚刚开 通运营的郑州至西安高速铁路，90％线路处于黄土覆盖区，遇雨季就沈降变形。一旦变形，就要毁路重建。国内十几位顶尖院士集中会诊，勘探地形，查阅数据， 收集数据，终于找到了解决办法。 在地质最为湿陷的地方，每隔大约一米就打下一个水泥土挤密桩。在建筑面积2百万平方米的洛阳龙门站，这种长约10 米、直径0．4米的桩子足足打下了50万根。「洛阳龙门站路基有8米多高，打下这些桩子和灌浆后，你要想在上面钉个钉子都不可能。路基面就像大理石一样光 滑，甚至在上面可以滑旱冰。」中国铁建铁四院副总工程师、郑西高铁总体设计负责人郭志勇说

[page]自主攻关终成正果

不同于普通铁路，高速铁路线路常常要飞架空中。京津城际铁路、京沪高速铁路桥梁总长占到全线8成以上。桥梁选型，至关重要。

「举 目已觉千山绿，宜趁东风马蹄疾」。负责攻关的郑健常用这句古语激励自己的团队。20xx年大年初二，铁道部一声召唤，全国桥梁工程设计、施工、装备研发各 路专家迅即从四面八方云集北京，集中攻关。多少个不眠之夜，多少次试验论证，他们优选

出32米简支梁、桥架机架设为主的技术方案，创造出制造、运输、架梁 等一系列新技术，解决了高铁建设中久拖不决的大课题。5年过去了，如今回忆起来，当年的场景在郑健的脑海里依然是那样清晰。 线形问题、道岔问题、精确定位问题……「技术的问题可以快速提高，但是必须爬的台阶一个都不能少，都要我们自己创造。」何华武说。「列车时速上升到350公里，车厢内水杯的水几乎纹丝不动！」如今，大陆高速铁路「高平顺、高稳定」性能得到了国际同行一致赞叹。

通 信信号，是高速铁路指挥控制系统。这项技术不在转让之列，京津城际铁路使用西门子技术，花去19亿元。而面对武广高铁，西门子又开出64亿元天价。受到刺 激的高铁人，决定自己干。20xx年底，铁道部成立了攻关组。仿真实验室很快搭建起来。专家们像开足马力的发动机24小时分班运行，轮回进行类比试验，查 找问题，修改数据，再回归测试。

铁路上有落物怎么办？控制系统能提前觉察，自动发出信号，那段轨道信号就变成红颜色。列车在距离障碍物6公里外就接到故障信号，自动停车。钢轨出现裂纹，信号会自动检测，变成红色，列车自动停止 4 千多个场景仿真试验模拟完成后，他们把控制技术

用到武广高铁试验。谁知，系统装上列车后，失灵了。车上空调、发电机等，对控制系统造成干扰。专家们又回到 北京仿真实验室，边查边改，边改边查。试验，修改；再试验，再修改……经过上百次反复，这套世界上目前最先进的无线列控技术终于开发成功，运用到武广高铁 上。

如今，武广高铁在线的动车组已累计高速奔驰300万公里，故障率仅为十万分之四。这是一个国际一流的资料。5年面壁，终成正果。「车、路、信号」这个庞大的高铁体系技术平台，就这样奇迹般地被中国人搭建起来。

拥有一代，投放一代，研发一代，今天，大陆高铁正以强者的姿态，呈现在世人面前。

第二篇：高铁的技术问题

高铁的更多隐患尚未公开

你还敢坐高铁吗？

中科院院士简水生：让时间去考验京沪高铁吧 ; 2011

日 23:22 华夏时报

本报记者 商灏 北京报道

京沪高铁刚刚开通十多天，就已发生多起故障，共造成数十趟列车晚点，以致人们惊呼：高铁变成了蜗牛。

值得探究的是，尽管有工程监管制度，但中国许多重大工程完工后，为什么仍是质量问题百出？我们如何才能从根本上减少工程质量问题？

我们看到，中国制造的世界上跨度最大的桥梁之一，美国旧金山奥克兰海湾大桥东段，其桥面钢箱梁在全部通过报验，本准备装船起运的时候，项目总承包方美国加州交通部却提出采用全球顶尖的相控阵技术对产品进行“D向扫查”检验，“1毫米、2毫米一个点进行复探”，远高于美国焊接协会的桥梁规范，据年07月15

说检测结果令美国人心服口服。

由此可见，中国制造绝对不是粗制滥造的代名词，问题在于能否所有的中国制造中都有严格的质量监管和高度的责任心？

曾经参与京沪高铁项目论证的中国科学院院士、中国铁道学会学术委员会副主任委员、光通信领域著名科学家、北京交通大学光波技术研究所所长简水生教授，7月13日接受《华夏时报》专访，回答了相关问题。

更多隐患尚未公开

《华夏时报》：京沪高铁开通短短十多天来已连续发生多起故障，这让我们该如何客观评价其安全质量？

简水生：现在是刚刚开始，随着时间的推移，才能看得更清楚。

《华夏时报》：业内有分析说，按照要求，接触

网如果断电，列车或失去电源，不过京沪高铁列车自备120分钟的电源、通风功能。但为何最近两次京沪高铁滞留期间，列车自备应急电力和通风系统并没有发挥作用？

简水生：不，京沪高铁列车自备的电源，肯定走不了120分钟。120分钟的自备电源可以跑多少公里呢？600公里。但实际的情形，人们看到了，可能吗？根本不可能。二分之一MV（M是重量，V是速度）平方300公里的速度，你们算算，有多大能量？列车能有多少储电池？或者能有发电机吗？

《华夏时报》：我们看到，京沪高铁才开通十多天，就发生多起所谓接触网的问题。

简水生：接触网是最容易发生问题的，因为其本身摩擦很厉害。因为列车速度越高，输电弓在接触网上的摩擦速度或跳动频率也越快，摩擦阻力与速度起码成正比，甚至是高次方，所以在雷雨天气容易发生问题。我觉得，京沪高铁整个的防雷系统还不行。防雷系统应在沿线都做好，如果某个地方地质条件好，导电力很高，就可以吸引全部雷电；如果导电力不高，

雷电发生时，结果就可能很糟糕。因此，防雷是个比较复杂的问题。

《华夏时报》：如此复杂的问题，在京沪高铁这样重大的工程中没有加以周全考虑吗？

简水生：没有考虑。列车运行时，输电弓在接触网上一直处于动态，若列车以300公里的高速运行，输电弓在任何条件下都必须始终接触良好才行。

《华夏时报》：据说整个京沪高铁系统在建设时都有防雷的考虑，供电网、列车都应该有防雷系统。那么，我们该如何理解故障的发生？

简水生：防雷系统的作用主要是在下大雨的时候，防止磁隔电子表面电子达到限相发生短路。也就是说，每一串挂导线的瓷瓶，要承受27500伏安的电压，遇到雨量特别大的雷雨天气，瓷瓶的电阻可能就会改变。

《华夏时报》：既然输电弓与接触网动态接触的防雷技术不过关，若由此推论，今后相关问题会否发

生？

简水生：还有最大的问题要加以考虑。

《华夏时报》：是关于轮轨的问题，还是关于输电等动力系统的问题？

简水生：也可以说是轮轨的问题。实际上，我们可以说，轴是中国人自己制造的，但轴承却不是我们自己制造的。而且，轴承的钢材(4898,-2.00,-0.04%)是什么，也不太清楚。里面的润滑剂是固态的，列车开起来之后，固态润滑剂变成了液态。我们学校的老师曾经做过实验，原先说京沪高铁要跑350公里，按照规定，在实验台上就得跑385公里。

我们看到，如果实际是跑300公里，这个技术在实验台上，加10%，跑330公里，可以跑到好几十万公里吧。但跑385公里，跑到2万多公里的时候，就不行了。所以后来为什么退下来？就是这个原因。现在我们是把瞬态的东西，看做自己的成绩，这怎么行？人家国外一个实验，根本不能算数的。法国高铁实验在好几年前就跑过了一趟瞬间574公里，但当时钢轨

就已经不行了，都拧了。

这与导弹技术不一样。导弹一次就发射出去，说多快，就多快。所以，钱学森当时说，如果我们发展飞机制造业，材料不过关，因为飞机要使用N次。高铁就更不能跑一趟瞬间高速就算数了，一年365天，天天都要跑的。

器件隐患要认真排除

《华夏时报》：舆论批评如此重大的工程尤其不应片面追求建设速度，而忽视对工程质量的严格检验检测，甚至搞成献礼工程、政绩工程，因为那将是对人民生命安全和公共财产安全的严重不负责任，您怎么看？安全第一不是高铁运营的最基本方针吗？

简水生：工程质量应该严格检测只是一方面。

我跟你大概地说一件事情。中国的高铁，全部采用无砟的整体道床。20xx年我去欧洲做本专业的考察研究，但我到了英法德、到了比利时、丹麦、西班牙等好几个国家都仔细看了他们的高铁铁路，发现都是

有砟的。只有德国做了一段无砟整体道床实验，但当时的部长却拍板决定中国的高铁都采用这种无砟整体道床，谁也不敢提不同意见。

实际上，列车在有砟道床上运行到每小时300公里的速度，是没多大问题的，道床上的小石头子起着很大作用。高速铁路上的钢轨，是由每一根长达100多公里的钢轨焊接起来的，其温度膨胀系数，是1.1乘以10的负5次方，也就是温度每变化摄氏一度，钢轨就伸长或缩短1.1米。当夏天的时候，钢轨晒得发烫，起码有60多摄氏度，到了晚上，又凉下来，热胀冷缩的问题靠谁来解决？一胀轨，稍微有一点轨距，列车就翻了。就靠着轨枕上的铆钉将钢轨铆住，严格防止胀轨或缩轨的问题。

除了铆钉在轨枕上的抑制力量，还有一个抑制力量，那就是列车前行的时候，是以二分之一MV平方向前冲的力量，将钢轨整体向后拉，但此时钢轨却被石头子卡住了，石头子吃掉了其中的力量。所以我们看到铁路上的石头子经常是粉碎的，养路工人经常要更新这些石头子。

无砟整体道床靠得则是压在钢板下的弹簧抵消应力。但弹簧能否消除温度变化产生的钢轨伸缩问题，与弹簧自身的钢材有关。而更严重的问题是，二分之一MV平方向前冲的力量，都吃在弹簧上了，很可能使得弹簧发生崩裂，这方面，没有做过任何科学研究分析。

究竟这弹簧的钢材要求多高强度，能维持多长时间？任何钢材在不断的应力作用下，都会弹性疲乏，一旦弹性疲乏，一旦龟裂，就可能断掉，那时的钢轨将如何稳定？这个问题可比接触网问题大得多了。

即使可以更换弹簧，所发生的费用也很可观。而且，高架上900吨一根梁的价格，与平地上建设有砟道床的价格相比，要贵得多。何况现在要修16000公里高铁。这些问题，都需要经过充分的论证。速度越快，所有的钢材，都要重新考虑。这里面的隐患必须加以排除。

《华夏时报》：德国人的那个无砟整体道床实验，后来并没有成功地付诸实际运用吗？

简水生：德国并没有正规运行，那个发明者曾公开在电视上表示，其在德国总共才做了10公里的实验段。

《华夏时报》：京沪高铁的开通运行似乎标志着中国在铁路技术上进入了世界先进行列，但遭遇雷击发生触网故障是否意味着在高度精确精细的现代技术方面还有差距，还面临很艰巨的挑战？

简水生：让时间去考验吧。

《华夏时报》：我们看到有报道说，今年6月初，国内30名工程界院士、专家，在即将开通运营的京沪高铁上进行了检查评估，在对轨道、通信信号牵引供电、动车组、运营安全等情况进行专项检查后，专家组认为，京沪高铁轨道状态达到了高平顺和高稳定的要求；通信信号和牵引供电系统稳定可靠；运营安全保障设施齐全，开行方案合理，各项检测指标完全具备开通运营条件。您如何看待这个结论？

简水生：被请去做检查评估的人，未必全是专家。比如在通信信号安全的问题上，当时他们的调度电话

系统采用的是一种老制式的东西，很容易被别人攻破，而且其频带与中国移动的频带一样，于是我提出，这套系统将来可能很危险。当然，也可以采取密钥通信的方式来防止和避免被攻击，但其带宽又太小。所以，评估是否全面？

《华夏时报》：据报道所谓日中高铁技术探究领域内拥有高度权威的日本拓殖大学王曙光教授，最近接受中国媒体访问时说此次雷雨接触发生后，中国高铁的安全系统应对合理、处理得当，起到了应有作用。甚至认为“这反而验证了中国高铁在安全技术领域内值得信赖，应该给予高度评价才对”！您怎么看他的观点？

简水生：既然有这样的说法，我们就不吭声了，让时间去考验吧。