孫紅林

科技博覽

中國高鐵為什么領(lǐng)先世界

孫紅林

中國的高鐵建設(shè)頻頻刷新世界紀(jì)錄，被譽(yù)為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展奇跡。從引進(jìn)技術(shù)到領(lǐng)先全球，短短10年間，高鐵不僅獲得國人點(diǎn)贊，也贏得世界目光。“中國速度”已經(jīng)在世界市場占有一席之地。那么，中國高鐵到底憑什么領(lǐng)先世界呢？

中國高鐵舉世矚目的建設(shè)成就

中國高鐵后來居上，首先體現(xiàn)在世界第一的運(yùn)營規(guī)模。目前，中國高鐵運(yùn)營里程超過2萬公里，是世界上高鐵建設(shè)運(yùn)營規(guī)模最大的國家，比日本、西班牙、法國、德國、意大利等國所有的高鐵運(yùn)營里程總和還多得多。按照2016年7月份新出臺的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，3年后，中國高鐵將達(dá)到3 萬公里，2025 年達(dá)到 3.8 萬公里，更是其他國家望塵莫及的。

此外，中國高鐵速度和整體配套也居于領(lǐng)先地位。中國第一條高鐵在2008年北京奧運(yùn)會開幕前一周開通，從天津到北京只需要29分鐘，列車最快時(shí)速為350公里。此后中國高鐵發(fā)展日新月異，中國高鐵綜合試運(yùn)營速度不斷刷新世界紀(jì)錄，和諧號 CRH380A 和 CRH380BL 在京滬高鐵線上試運(yùn)行時(shí)就分別創(chuàng)造了 486.1 公里時(shí)速和 487.3 公里時(shí)速的紀(jì)錄，實(shí)驗(yàn)室輪軌試驗(yàn)時(shí)速達(dá)到605公里每小時(shí)，足以與世界高鐵最快紀(jì)錄的法國TGV和日本新干線比肩，均居世界高鐵速度的前列。

同時(shí)，中國擁有全球最為龐大和完整的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈，配套產(chǎn)業(yè)涵蓋設(shè)計(jì)研發(fā)、試驗(yàn)、生產(chǎn)和運(yùn)營維護(hù)等環(huán)節(jié)。這與一系列世界性的成就相輔相成：世界上單線運(yùn)營里程最長的高速鐵路京廣線；世界上等級最高的高鐵京滬高鐵；世界上運(yùn)營最高時(shí)速 486.1 公里；創(chuàng)造性地建成了世界最北的高寒高鐵哈大線；世界上一次性建成里程最長、跨越海拔間距最大的高鐵蘭新高鐵……中國每天開動動車組1000多對，上萬套設(shè)備不間斷運(yùn)行，年發(fā)旅客量10億人次，奔馳在大漠戈壁、草原風(fēng)沙、崇山峻嶺、松軟濕地以及高鹽臨海等復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中，經(jīng)受正負(fù)40攝氏度考驗(yàn)，穿越幾個(gè)氣候帶和多樣地質(zhì)層。而長期保持高強(qiáng)度大密度的運(yùn)營，積累了豐富的運(yùn)營維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建了中國高鐵運(yùn)營大數(shù)據(jù)，這是用再多的錢都買不來的。

事實(shí)勝于雄辯，難以模仿的建設(shè)奇跡，讓中國高鐵在事實(shí)上已經(jīng)領(lǐng)先世界了。

處于世界前列的科技創(chuàng)新能力

中國高鐵創(chuàng)新之路在時(shí)間線索上體現(xiàn)了厚積薄發(fā)、急劇迸發(fā)的特點(diǎn)，在空間面上則呈現(xiàn)出多點(diǎn)開花、以點(diǎn)帶面的全方位創(chuàng)新發(fā)展的特點(diǎn)。

中國高鐵科技的原始創(chuàng)新，主要體現(xiàn)為基礎(chǔ)理論的創(chuàng)新。輪軌關(guān)系、弓網(wǎng)關(guān)系和流固關(guān)系，是高鐵系統(tǒng)的三大技術(shù)理論課題，分別研究車輪和軌道之間的耦合關(guān)系、受電弓和車頂?shù)碾娋W(wǎng)之間的關(guān)系以及列車運(yùn)行空氣動力學(xué)。中國高鐵“沈氏理論”和“翟孫模型”，高速列車耦合大系統(tǒng)動力學(xué)理論，鐵路空氣動力學(xué)和列車撞擊動力學(xué)等理論創(chuàng)新，都是舉世公認(rèn)的原創(chuàng)成果。

除了基礎(chǔ)理論原始創(chuàng)新，相對發(fā)達(dá)國家長達(dá)半個(gè)世紀(jì)的高鐵技術(shù)發(fā)展而言，中國高鐵的最厲害之處，莫過于集成創(chuàng)新能力。如果說一列動車組就是一條鋼鐵巨龍的話，那么我們已經(jīng)完全可以自主地決定這條龍長什么樣子，腳程快不快，腦子好不好使，轉(zhuǎn)彎靈不靈活，力氣大小合不合適。這就是集成創(chuàng)新的能力，這一集大成的創(chuàng)新能力，使得我們具備了生產(chǎn)和馴服鋼鐵巨龍的看家本領(lǐng)。

我們知道，高速列車動車組的科技含量最高。其關(guān)鍵技術(shù)，中國完全自主掌握，包括總成、牽引傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架、車線、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和制動系統(tǒng)等九大方面。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)被稱為“高鐵之腦”，而牽引傳動系統(tǒng)則是“高鐵之心”。車頭也完全自己主導(dǎo)設(shè)計(jì)，由于運(yùn)行環(huán)境比飛機(jī)更復(fù)雜，車頭科技含量絲毫不低于飛機(jī)機(jī)頭設(shè)計(jì)，而中國高鐵的車頭，跑起來的空氣阻力比原來的動車組降低4%，據(jù)說每年可以節(jié)約6億度電。

“頭”“腦”和“心”等九大關(guān)鍵技術(shù)和受電弓、空調(diào)系統(tǒng)等十大配套技術(shù)，共5萬個(gè)零部件的技術(shù)創(chuàng)新活動，集中體現(xiàn)在CRH380中國標(biāo)準(zhǔn)動車組身上。融合了交流傳動技術(shù)、復(fù)合制動技術(shù)、高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)、減阻降噪技術(shù)等一系列最新科研成果，實(shí)現(xiàn)了眾多技術(shù)創(chuàng)新與系統(tǒng)優(yōu)化，是高鐵技術(shù)集成創(chuàng)新的集大成者。中國動車組已取得累計(jì)千余件相關(guān)專利授權(quán)。

線下部分，更是中國高鐵的強(qiáng)項(xiàng)。新中國成立后不久，中國的鐵道兵在抗美援朝戰(zhàn)爭中被稱為“世界上最頑強(qiáng)的鐵路修筑者”，擁有不可思議的技術(shù)和決心。技術(shù)和精神的傳承，使得今天的中國高鐵在架橋鋪路方面，無論速度還是精度，都是世界第一。減震性軌道技術(shù)、車體密封技術(shù)、弓網(wǎng)受流技術(shù)等一系列的科技創(chuàng)新，確保了中國高鐵平穩(wěn)、舒適、快捷、安全地運(yùn)行在神州大地。

中國高鐵不僅扮演著推動現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵角色，而且有著更為重要的歷史使命。今天的中國高鐵，在給國人出行方式和時(shí)空觀念帶來較大更新的同時(shí)，如何釋放巨大的創(chuàng)新能力，在“一帶一路”倡議實(shí)施的過程中，為人類文明增加更多的中國貢獻(xiàn)，這不僅是中國高鐵持續(xù)進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新的題中應(yīng)有之義，更是人文社會科學(xué)全面創(chuàng)新研究的一大主題。

（摘自2017年3月8日《學(xué)習(xí)時(shí)報(bào)》）