郭柱 中鐵建電氣化局集團(tuán)第四工程有限公司

近些年，隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增長(zhǎng)，也促使我國(guó)高速鐵路朝著現(xiàn)代化，多功能化方向發(fā)展。通過(guò)一項(xiàng)對(duì)高速鐵路發(fā)展現(xiàn)狀的調(diào)查數(shù)據(jù)報(bào)告顯示，我國(guó)現(xiàn)有時(shí)速在200km以上的高速鐵路已超過(guò)2.9萬(wàn)公路，從以上數(shù)據(jù)報(bào)告可以看出不管在高速鐵路時(shí)速還是通車?yán)锍躺隙硷@示出較大的進(jìn)步。我國(guó)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(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(guò)分析高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新的進(jìn)程，綜合性的對(duì)高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展情況進(jìn)行概括，并探究技術(shù)創(chuàng)新的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。

一、我國(guó)高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新的現(xiàn)狀

中國(guó)高速鐵路在發(fā)展過(guò)程中具有安全性高、技術(shù)先進(jìn)可靠、價(jià)格平民、擁有豐富的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)等特點(diǎn)，中國(guó)每條鐵路在建設(shè)后均能保證二十年的先進(jìn)性。

我國(guó)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(qiáng)國(guó)，高速鐵路中的運(yùn)營(yíng)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(jìn)地位。迄今為止，我國(guó)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(guó)家。1300多列列車中涵蓋行駛時(shí)速200至380公里不等，動(dòng)車組的種類最為全面，運(yùn)營(yíng)公里數(shù)可達(dá)16億左右，具有較為豐富的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。且我國(guó)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(shì)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)外修建高速鐵路的成本大約為0.5億美元/公里，而我國(guó)至少能節(jié)省一半以上，且在建設(shè)工期方面所需時(shí)間更短，施工效率更高。

二、我國(guó)高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的優(yōu)勢(shì)

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

我國(guó)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(shì)，就現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顟B(tài)來(lái)看，我國(guó)的高速鐵路基本上都能夠滿足行車時(shí)長(zhǎng)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(guó)研究開(kāi)發(fā)的京滬高鐵在試運(yùn)行期間就已經(jīng)達(dá)到486km時(shí)速，創(chuàng)新了高速列車時(shí)速的最高紀(jì)錄，屬于世界上第一個(gè)能夠達(dá)到如此高時(shí)速的高速列車。

為了確保運(yùn)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(guò)受電弓滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線之間的滑動(dòng)接觸屬于電力機(jī)車獲取電能的途徑，運(yùn)動(dòng)的受電弓在通過(guò)接觸網(wǎng)過(guò)程中會(huì)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(dòng)表現(xiàn)。一旦發(fā)生劇烈振動(dòng)將會(huì)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(huì)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(guò)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(dòng)力喪失。當(dāng)弓網(wǎng)間擁有較大的接觸力時(shí)會(huì)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(duì)其進(jìn)行弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)研究，全面降低弓網(wǎng)系統(tǒng)有害振動(dòng)，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(yíng)運(yùn)情況下的接觸網(wǎng)和受電弓參數(shù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)選型提供專業(yè)的理論指導(dǎo)。在對(duì)弓網(wǎng)受流質(zhì)量和關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，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(dòng)傳播速度和受電弓追隨性等指標(biāo)。弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)的研究，主要是理論研究，結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)，建立受電弓與接觸網(wǎng)振動(dòng)模型，對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)，全面優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。目前我國(guó)高速鐵路在設(shè)計(jì)之初就采用成熟的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)根據(jù)不同線路的要求制定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。線路運(yùn)營(yíng)后，設(shè)備管理單位采用高速鐵路6C系統(tǒng)進(jìn)行不間斷的監(jiān)測(cè)和維護(hù)，以確保線路的安全穩(wěn)定。

(二)網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)在我國(guó)高速鐵路中的發(fā)展

立足于未來(lái)來(lái)看，我國(guó)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(guó)9成人口，對(duì)各個(gè)大型及中型城市進(jìn)行連接，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展能創(chuàng)新及改造技術(shù)，并且全面實(shí)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(jìn)程，由高速鐵路網(wǎng)所形成的客運(yùn)市場(chǎng)將會(huì)成為國(guó)際層面的技術(shù)亮點(diǎn)，這樣能夠從根本上促進(jìn)我國(guó)高速鐵路事業(yè)的發(fā)展，提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

(三)高速鐵路的基礎(chǔ)研究實(shí)力雄厚，發(fā)展較為迅猛

在未來(lái)的發(fā)展過(guò)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(guó)已經(jīng)開(kāi)展了交通實(shí)驗(yàn)室，在多功能試驗(yàn)設(shè)備和儀器的研究和開(kāi)發(fā)層次上領(lǐng)先國(guó)際水平，并且在我國(guó)多數(shù)地區(qū)開(kāi)展可靠精確的試點(diǎn)運(yùn)行，在運(yùn)行期間獲取了較多實(shí)際的數(shù)據(jù)及信息，為未來(lái)高速列車的運(yùn)行過(guò)程及壽命預(yù)測(cè)提供相應(yīng)的參考，促進(jìn)新型技術(shù)研發(fā)平臺(tái)的建立。此外，中國(guó)在高鐵的運(yùn)距長(zhǎng)度方面也刷洗了世界紀(jì)錄，以上各個(gè)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(yùn)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(zhǎng)期以來(lái)應(yīng)用的接觸網(wǎng)腕臂及吊弦計(jì)算不準(zhǔn)確，造成嚴(yán)重的返工、浪費(fèi)現(xiàn)象。因此在實(shí)際建設(shè)施工期間可采用計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算及機(jī)械自動(dòng)化預(yù)配裝置進(jìn)行腕臂及吊弦的計(jì)算及預(yù)配。該種技術(shù)主要是建立計(jì)算模型。由于普通鐵路與高速鐵路接觸網(wǎng)預(yù)配計(jì)算數(shù)據(jù)學(xué)模型存在較大差異，建立模型時(shí)需要一次到位，預(yù)配工廠和安裝現(xiàn)場(chǎng)不再需要對(duì)裝置進(jìn)行零部件調(diào)整和管材割據(jù)，這樣能夠顯著降低對(duì)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(bǔ)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(huì)逐漸向智能化方向發(fā)展。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)在高速鐵路的研究與開(kāi)發(fā)等方面遭受了較多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，所以在設(shè)計(jì)建造時(shí)期需要具備著強(qiáng)大的信念，能夠認(rèn)識(shí)和總結(jié)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)期間存在的各項(xiàng)漏洞和缺陷，糾偏補(bǔ)差，全面展現(xiàn)出高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，這樣才能夠從根本上提升我國(guó)高速鐵路的設(shè)計(jì)制造水平，增強(qiáng)我國(guó)的綜合實(shí)力，擴(kuò)大我國(guó)高鐵的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。