大陸高鐵技術突然領先世界的秘密  (2014-03-11)

用自己的方式「跑」起來

這樣一個速度差和時間差，要用多少年才能補上？對此，中國人和外國人的看法並不相同。

2004年，在中國大陸引進高速列車技術時，日本川崎重工總裁大橋忠晴曾這樣耐心勸告中方技術人員：不要操之過急，先用8年時間掌握時速2百公里的技術，再用8年時間掌握時速350公里的技術。在大橋忠晴看來，這已經夠快了。畢竟，新幹線從時速210公里提升至3百公里，日本人用了近30年的時間。但是，中國人可等不起！從車輛到線路，再到通信信號技術，一邊引進消化吸收一邊自主創新，中國人用自己的方式「跑」了起來。

2004年至2005年，中國南車青島四方、中國北車長客股份和唐車公司先後從加拿大龐巴迪、日本川崎重工、法國阿爾斯通和德國西門子引進技術，聯合設計生產高速動車組。動車組是尖端技術的高度集成，涉及動車組總成、車體、轉向架、牽引變壓器、牽引變流器等9大關鍵技術以及10項配套技術，涉及5萬個零部件，短時間內消化吸收如此紛繁複雜的技術，談何容易

每一個看似不起眼的部件，每一項細微的技術，都凝聚着引進消化吸收再創新的艱辛與付出。

動車組的乘客大多不會注意，兩節車廂連接處外端有一對長條橡膠風擋，看上去沒有多少技術含量。在2005年雙方聯合設計時間，一些外方技術人員為這個跟我們捉起了「迷藏」：

「請問，這個橡膠長條是幹什麼用的？」

「哦，沒什麼大用，只是為防止乘客從站台上掉下來。」

然而，這一輕描淡寫的解釋卻令青島四方公司的技術人員疑雲叢生。

「不會這麼簡單吧？風擋的橡膠標準要求這麼高，難道只為防止乘客從站台上掉下？」

「哦，這個……應該還可以減少空氣阻力吧。」

對這個支支吾吾的回答，青島四方技術人員還是將信將疑。2006年初，第一批原型車進廠後，青島四方的技術人員通過試驗分析，發現這對風擋竟然有替代轉向架防止列車側滾的功能。

「不管什麼部件，什麼技術，都要打破砂鍋問到底，才能把先進的技術學到手。」青島四方設計主審鄧小軍說。

向速度極限挑戰

3年磨礪，一朝驚艷——140對、時速200公里以上的國產動車組，在2007年4月18日，全國鐵路第6次大提速時首次閃亮登場。她們有一個共同的名字——「和諧號」。中國大陸，從此有了屬於自己的高速列車。

鄭德潤，一位在英國旅居多年的老華僑，在互聯網上得知這個消息後十分振奮。2007年6月，思鄉情濃的他，從倫敦飛回北京，登上開往河南鄭州的Ｄ133次動車組，專程體驗「和諧號」。

「我經常在歐洲乘坐高速列車，現在我們終於有了屬於自己的高速動車組，太自豪了！這是我多年的夢啊！」一路上，鄭德潤興奮不已。到站後，他還站在「和諧號」車頭前，照了一張與動車組的合影，「我要拿回去，讓外國人也看看！

國際鐵路聯盟定義，時速2百公里以上就可以稱為高速鐵路。第6次大提速中，中國大陸有超過6千公里的既有鐵路幹線，實施了時速2百公里以上的提速。但，大陸鐵路人並沒有打出「高速鐵路」的旗號。「其實，不少人都建議喊出這一口號。」鐵道部新聞發言人王勇平回憶說，「我們沒有同意，因為中國的高鐵之夢不會就此停步！我們還有更遠的夢！」

在時速2百公里動車組下線後，不少外國人認為，中國大陸至少要在這個平台上消化、停留10年。但高鐵人等不了，旋即啟動了時速3百至350公里的動車組研製工作。2008年8月1日，京津城際鐵路開通運營。幾位外國高鐵專家登上首趟北京駛往天津的高速列車。「諸位，列車運營時速將達到350公里。」上車後，中方人員介紹道。「350公里？能行嗎？」顯然，他們對這個速度有懷疑。

車窗外，田野加速向後退去，車內顯示屏上的速度數字元不斷上升。當穩定在時速350公里時，幾位專家不敢相信自己的眼睛。車到天津後，面對滿桌佳餚，專家們心不在焉，仍沈浸在剛才的迷惑中。

2008年2月，鐵道部和科技部簽署了《中國大陸高速列車自主創新聯合行動計劃》，共同研發運營時速380公里的新一代高速列車，最高運營速度將比德國、法國的高速列車快60公里，比日本新幹線快80公里，節能環保和綜合舒適性也高人一籌。

「中國芯」、「中國腦」打造「中國名片」

網絡控制系統研製成功，動車有了「中國芯」；絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）研究突破，有了「中國腦」；車體加寬0．4米並進行了改造，有了「中國身」；動車頭形全新設計，有了「中國面孔」……「和諧號」動車組集合成為「中國名片」

到目前為止，大陸動車組已取得累計900余件高速鐵路相關專利授權。新一代時速380公里的動車組也於今年上半年下線。引進先進技術消化吸收，完全國產化生產時速200至250公里的高速列車；自主設計時速350公里動車組；自主打造時速380公里動車組，成為大陸高速鐵路集大成之作。

高速鐵路線和高速動車是一對孿生兄弟。在決定引進先進動車技術之時，建造自己的高速鐵路線就提上了日程。「車速越快，對鐵路的要求越高。」何華武說，「高平順、高穩定」是高速鐵路建設的兩大關鍵要求。

有砟、無砟，中國大陸曾有過激烈的爭論。傳統軌道都是有砟的，也就是枕木下面墊石砟，而無砟則是將鐵軌鋪在一個高強度混凝土板上。有砟在工程建設期能省錢，但車速越高，列車晃動越劇烈，後期養護需大量投資。無砟可以保持列車的高平、高穩，少維修。無砟成本雖是有砟的1．3到1．5倍，但運營十年左右，這個成本連本帶息就都回來了。

爭論、考察、研究，反覆權衡，認真比較，科學判斷，慎重決策，鐵道部最終決定高鐵線路使用無砟軌道技術。但當時，中國大陸並沒有現成的技術。鋪設無砟軌道，對高鐵人來說，如同讓拉二胡的樂師改彈鋼琴。

首先是地質沈降問題。高速列車軌道沈降誤差以毫米計，標準比Ｆ1賽車跑道還要高。大陸東西南北線路跨度大，地形複雜，遇到的許多問題在國外都碰不到。剛剛開通運營的鄭州至西安高速鐵路，90％線路處於黃土覆蓋區，遇雨季就沈降變形。一旦變形，就要毀路重建。國內十幾位頂尖院士集中會診，勘探地形，查閱數據，收集數據，終於找到了解決辦法。

在地質最為濕陷的地方，每隔大約一米就打下一個水泥土擠密樁。在建築面積2百萬平方米的洛陽龍門站，這種長約10米、直徑0．4米的樁子足足打下了50萬根。「洛陽龍門站路基有8米多高，打下這些樁子和灌漿後，你要想在上面釘個釘子都不可能。路基面就像大理石一樣光滑，甚至在上面可以滑旱冰。」中國鐵建鐵四院副總工程師、鄭西高鐵總體設計負責人郭志勇說

自主攻關終成正果

不同於普通鐵路，高速鐵路線路常常要飛架空中。京津城際鐵路、京滬高速鐵路橋梁總長占到全線8成以上。橋梁選型，至關重要。

「舉目已覺千山綠，宜趁東風馬蹄疾」。負責攻關的鄭健常用這句古語激勵自己的團隊。2005年大年初二，鐵道部一聲召喚，全國橋梁工程設計、施工、裝備研發各路專家迅即從四面八方雲集北京，集中攻關。多少個不眠之夜，多少次試驗論證，他們優選出32米簡支梁、橋架機架設為主的技術方案，創造出製造、運輸、架梁等一系列新技術，解決了高鐵建設中久拖不決的大課題。5年過去了，如今回憶起來，當年的場景在鄭健的腦海里依然是那樣清晰。

線形問題、道岔問題、精確定位問題……「技術的問題可以快速提高，但是必須爬的台階一個都不能少，都要我們自己創造。」何華武說。「列車時速上升到350公里，車廂內水杯的水幾乎紋絲不動！」如今，大陸高速鐵路「高平順、高穩定」性能得到了國際同行一致讚嘆。

通信信號，是高速鐵路指揮控制系統。這項技術不在轉讓之列，京津城際鐵路使用西門子技術，花去19億元。而面對武廣高鐵，西門子又開出64億元天價。受到刺激的高鐵人，決定自己干。2007年底，鐵道部成立了攻關組。仿真實驗室很快搭建起來。專家們像開足馬力的發動機24小時分班運行，輪迴進行類比試驗，查找問題，修改數據，再回歸測試。

鐵路上有落物怎麼辦？控制系統能提前覺察，自動發出信號，那段軌道信號就變成紅顏色。列車在距離障礙物6公里外就接到故障信號，自動停車。鋼軌出現裂紋，信號會自動檢測，變成紅色，列車自動停止

4千多個場景仿真試驗模擬完成後，他們把控制技術用到武廣高鐵試驗。誰知，系統裝上列車後，失靈了。車上空調、發電機等，對控制系統造成干擾。專家們又回到北京仿真實驗室，邊查邊改，邊改邊查。試驗，修改；再試驗，再修改……經過上百次反覆，這套世界上目前最先進的無線列控技術終於開發成功，運用到武廣高鐵上。

如今，武廣高鐵在線的動車組已累計高速奔馳300萬公里，故障率僅為十萬分之四。這是一個國際一流的資料。5年面壁，終成正果。「車、路、信號」這個龐大的高鐵體系技術平台，就這樣奇蹟般地被中國人搭建起來。

擁有一代，投放一代，研發一代，今天，大陸高鐵正以強者的姿態，呈現在世人面前。