文/小聶
高鐵技術加速“駛出”國門
文/小聶
中國高鐵正在以“高鐵般的時速”進駐國際市場,面對更加嚴格的國際標準,我們應該以提升自身設備裝備技術水平為重點,努力趕超世界最先進的軌道交通制造技術。
2014年8月22日,[時間及事件一定要仔細核實]李克強總理視察中國鐵路總公司,他說每次出訪都會推銷中國裝備,推銷中國高鐵時心里特別有底氣。中國高鐵“走出去”不僅能帶動裝備和勞務出口,更會在國際市場競爭中不斷提升自身的綜合實力。
2013年,我國高速鐵路總營業(yè)里程達到11028公里,在建高鐵規(guī)模1.2萬公里,成為世界上高速鐵路投產運營里程最長、在建規(guī)模最大的國家,高鐵總營業(yè)里程達到世界一半。如今,高鐵及其相應的軌道交通裝備設備已在我國產業(yè)化發(fā)展,以高鐵為龍頭的產業(yè)集群在中國市場發(fā)展壯大后,正努力推廣到全球市場。由中國企業(yè)承建的土耳其安伊鐵路二期項目于今年7月25日正式通車,邁出了中國高鐵海外進軍的重要一步。
雖然近些年來我國的高速鐵路在國際市場上產生了一定的影響,可是由于人才儲備欠缺等問題,使得我國在參與其他國家鐵路建設方面實力不足。而其他國家又不愿購買我國提供的成套設備自行修建高速鐵路。這表明在未來我國高速鐵路的發(fā)展中,相關技術的自主研發(fā)和設備的制造維護將占據重要地位,提升我國高鐵產業(yè)的設備技術整體實力十分關鍵。
相比一些高鐵發(fā)展較早的國家來說,我國高速鐵路的研發(fā)及建設起步較晚。中國高鐵在發(fā)展壯大的過程中走出了一條引進消化吸收再創(chuàng)新的道路,主張集各方先進技術于一體,并堅持技術不斷發(fā)展改進。我國已在在關鍵技術領域取得了一系列的重大創(chuàng)新成果,還建立了具有自主知識產權、世界一流水平的中國高鐵技術體系,該體系由系統(tǒng)集成、動車組、線路工程、通信信號、牽引供電、運營調度和客運服務7個子系統(tǒng)組成。
在中國經濟快速發(fā)展的今天,資源和環(huán)境壓力日益加大。特別是我國能源人均占有量較少,各種資源的人均占有量低于世界平均水平。高鐵的發(fā)展可有效緩解資源緊缺和客流輸送緊張的情況。此外,動車組列車的車廂編組采取動力車廂與非動力車廂混編的形式,以科學地試驗確定出既保證速度又節(jié)省能源的最佳編組。高鐵時代是社會經濟發(fā)展的必然趨勢,我國的高鐵發(fā)展也走到了世界的前沿。
其中,國產“和諧號”新一代高速動車組是目前世界上運營速度最快、科技含量最高的高速列車,時速可達到300公里以上,是我國高鐵自主研發(fā)成果的一大例證。作為世界上第四個系統(tǒng)掌握時速300公里高鐵技術的國家,我們力求提高高速動車組的國產化水平, “和諧號”新一代高速動車組在多個方面進行了系統(tǒng)創(chuàng)新,成功實現(xiàn)頭型、輕量化車體、轉向架、減振降噪、系統(tǒng)集成等關鍵技術的突破,并達到世界領先水平。
在高速動車組中,控制系統(tǒng)作為列車的“大腦”起到運行的全面控制作用。近日,由中國南車株洲所自主研制的新一代列車網絡控制系統(tǒng)(DTECS-2)產品首次亮相國際電工委員會在德國舉辦的該項技術互聯(lián)互通測試現(xiàn)場,成功通過國際專家組的測試考核。
此次測試的通過意味著我國的新一代網絡控制系統(tǒng)技術在后續(xù)應用中可與世界上任何符合IEC標準的列車網絡控制產品進行無障礙交互,提高了產品的水平,并且這使我國列車關鍵技術水平獲得國際權威認可,首次主導參與了世界行業(yè)規(guī)則的制訂,提升了行業(yè)地位。
列車網絡控制系統(tǒng)技術普遍用于現(xiàn)行的一切軌道交通裝備車輛之中,包括高鐵、城軌、內燃機車、電力機車、客車車輛等,還在工業(yè)傳動、風力發(fā)電等其它領域廣泛使用。在軌道交通領域,其通過聯(lián)接整列機車電氣設備的各種控制裝置,形成了一個移動的列車控制網絡平臺,發(fā)出正確的指令,實行對各種機車運行信息的搜集、處理、傳輸和存儲,從而控制整列車的安全穩(wěn)定運行。
DTECS-2系統(tǒng)技術是完全遵循IEC相關標準開發(fā)的新一代列車網絡控制技術,完全由我國自主研發(fā),以實時以太網、交換技術、無線通信三大技術為核心,實現(xiàn)對列車控制、診斷、媒體等信息和數(shù)據傳輸平臺的統(tǒng)一。該系統(tǒng)技術采用全新的技術體系、大帶寬的網絡、高冗余度的架構等新的設計手段,能夠同時支持控制、診斷、多媒體等多種業(yè)務,大大提高了列車的通信速率。
目前我國所掌握的高鐵技術有車體設計和空氣動力學、高速道岔、板式軌道、列控系統(tǒng)、逆變器、變流器、電動機等。其中比較欠缺的有軸承和車輪部分。車軸是要承擔車輛皮重及各負荷而與車輛共同運轉,所以軸承是一個很重要的性能。但由于以往我國軸承試驗方面技術的不完善,導致軸承試驗無法進行。
而在今年8月,由河南能源洛陽LYC公司承擔的國家863計劃先進制造技術領域重點項目課題——“大型高速鐵路軸承試驗臺”順利地通過國家科技部現(xiàn)場驗收。這標志著我國大型高速鐵路軸承將擺脫無法試驗的歷史。根據有關負責人表示,此次大型高速鐵路軸承試驗臺的成功研制,標志著未來我國時速350~500公里大型高速鐵路軸承將可以自行完成各種試驗,使得高鐵軸承的國產化速度大步前進。
據介紹,該國家863計劃承擔研制的試驗臺包括大型高速鐵路軸承綜合性能試驗臺、耐久性能試驗臺、防水密封性能試驗臺、防塵密封性能試驗臺,經國家礦山機械質量監(jiān)督檢測中心等單位檢測,試驗臺的各項技術參數(shù)均達到了課題任務合同書規(guī)定的考核指標,能夠滿足時速350~500公里大型高速鐵路軸承的試驗要求。同時,該課題還制定了大型高速鐵路軸承試驗規(guī)范,編制了企業(yè)技術標準,并形成了20項國家專利。
國內軸承行業(yè)資深專家充分肯定了試驗臺研制成功的意義,它能夠為我國自主開發(fā)高速鐵路軸承提供試驗數(shù)據,使我國的鐵路軸承試驗技術達到國際先進水平,同時,還能帶動鐵路軸承技術的進步,加快我國高速鐵路軸承的國產化進程,促進我國鐵路車輛制造業(yè)的自主創(chuàng)新。
高速鐵路具有安全快速、舒適方便、節(jié)約能源、減少環(huán)境污染等優(yōu)點,是我國社會經濟高速可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。高速鐵路的快速發(fā)展導致大型高鐵軸承的需求量巨大。雖然我國掌握了高速動車組的設計與制造技術,但作為關鍵部位的軸箱軸承,因高速鐵路軸承試驗臺的缺乏卻一直無法試驗而未能國產化。而洛陽LYC公司新研制的大型高速鐵路軸承試驗臺已在公司進入應用階段,可以進行軸承壽命、軸承材料疲勞、保持架材料疲勞、潤滑脂壽命等試驗和研究,能夠滿足大型高速鐵路軸承的試驗要求。這無疑是我國高鐵技術自主研發(fā)的重大突破。
高鐵對于機床設備的需求巨大,機車和車輛的制造包括龍門加工中心、數(shù)控鏜銑床等;車輪和車輛零部件制造,有數(shù)控車床、中大型立臥加工中心等。高鐵本身速度快、車身振動大,所以對軌道要求非常嚴謹?shù)?。這就要求關鍵零組件有高效技術,機床加工設備也同時要達到這樣的加工水平。
雖然我國數(shù)控機床也取得了快速發(fā)展,數(shù)控機床技術在高速化、復合化、精密化、多軸化等方面取得了顯著進步和一系列突破。但在精度、可靠性方面和國外的數(shù)控機床還有很大差距。數(shù)控機床的水平、品種和生產能力直接反映了國家工業(yè)的綜合實力,而我國數(shù)控機床的起步晚,基本以低檔經濟型和中檔普及型數(shù)控機床為主,高檔數(shù)控機床技術仍然有待加強。高檔數(shù)控機床作為航空航天、軌道交通、汽車、船舶和發(fā)電設備制造這幾大領域的必需,是產業(yè)升級的必備。我們必須繼續(xù)努力研發(fā)和設計國產機床高端產品,促進產業(yè)優(yōu)化升級,提升產業(yè)競爭力。
未來幾年,中國高鐵建設將進入全面收獲期。預計到2015年,我國鐵路營業(yè)里程將達到12萬公里以上?!叭吮闫湫?、貨暢其流”的目標將成為現(xiàn)實。高速鐵路的發(fā)展將在21世紀的中國可持續(xù)發(fā)展計劃中劃上深深的一筆,產生深遠的意義和影響。
中國高鐵的巨大成功吸引了世界的目光,并在國際市場上初現(xiàn)拳腳[將拳腳改為崢嶸]。近兩年來,共有100多個國家元首、政要和代表團考察中國高速鐵路,對中國鐵路現(xiàn)代化建設成就給予高度評價,不少國家向中國拋出了合作的橄欖枝。
但是,如同其他項目一樣,高鐵要走出國門還面臨著許多的困難和壁壘,中國高鐵在原發(fā)技術、制造工藝、形象包裝、知識產權等方面仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。相比發(fā)達國家的鐵路建設,我國缺乏完善、獨特的標準和體系,而我們自己的標準并沒有被國際市場廣泛接受,因此,要進入國際市場首先要與國際的標準相融合。其次是逐步打開市場,提高國產成套裝備的技術水平。其中,土耳其安伊高鐵的修建,是中國高鐵第一次真正走出國門,并且走到了技術標準高的準歐洲國家,提升了國有相關企業(yè)的影響力,也提升了國家的整體影響力。同時,中國高鐵在土耳其的成功也向世界主流國家印證了我們的能力,為進入國際市場展現(xiàn)了其示范意義,取得了許多可以借鑒的經驗。
作為“大國重器”的核心代表,中國高鐵正在飛速發(fā)展并且躋身國際市場,我們正在以高鐵般的時速追趕和超越世界最先進的制造技術。期望中國高鐵在世界舞臺上越走越遠,期待更多國家的乘客們對中國高鐵點“贊”。