浅谈中国高速铁路技术创新

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  [摘 要]本文分析了我国高铁产业的创新发展状况。全球范围来看,高铁技术创新步伐稳健,中国高铁产业与信号技术发展迅速,国内优势企业正在形成,各领域技术均衡发展,这对于我国高新技术的长期发展具有深远的意义。
  [关键词]高铁技术 创新发展 信号系统
  中图分类号:TM125 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)01-0274-01
  1、 我国铁路发展概述
  最近几年,我国铁路保持快速的发展,特别是在高速铁路建设方面,取得了重大成就。自铁道部体制改革以来,高铁进入了另一个发展阶段,逐渐从国内向国外市场发展。我国的高铁系统项目建设雄心勃勃,计划兴建25,000公里的高速铁路,火车的正常速度达到350公里/小时。我国在2009年对高速铁路系统投资了500亿美元,高速铁路系统的总建设成本为3000亿美元。常规高速列车服务的主要运营商是中国高铁(CRH),2020年中国预计大幅度降低高速铁路网络中北京到每个省会城市的铁路运输时间。中国的高速铁路计划由四个部分组成:升级预先存在的可容纳高速列车的铁路线路,客运专用HSR线路的线路,新建常规铁路线路使得大多数西部地区可以搭载高速客货列车,建设部分区域城际高速铁路线。目前正在建设的大部分铁路线属于后三类鐵路线之一。
  2、 高速铁路的技术创新
  CRH380包括四个中国列车系列,其设计速度在新建的中国高速主干线上的标准为380公里/小时,主要包括CRH380A,CRH380B,CRH380C和CRH380D,CRH380A使用川崎技术,CRH380B使用西门子的技术,CRH380C采用阿尔斯通的技术和来自庞巴迪的CRH380D。引进时各企业需要向中国企业(特别是系统集成、交流驱动和其他核心技术)全面转让技术,以便国内企业掌握核心技术。 虽然外国合作伙伴可能提供技术服务和培训,但中国公司最终必须能够在没有合作伙伴关系的情况下运作。中国的铁路设备制造商可以自由选择外国合作伙伴,但外国公司必须与中国国内制造商提前竞标并签署技术转让协议,因此中国机车制造商可以全面系统地学习先进的外国技术。
  2.1 380A与川崎重工
  CRH380A是由中国南车集团有限公司(CSR)开发的中国高速列车,目前由南车青岛四方机车车辆股份有限公司生产,作为中国引进消化川崎重工CRH2的延续产品, CRH380A设计用于商业服务的巡航速度为350公里/小时,最大速度为380公里/小时。在试运行期间,原始的8车列车组的最高时速为416.6公里/小时,而较长的16列车组暂时保持了最快的生产列车的486.1公里的世界纪录。根据CSR,CRH380A的整体设计反映了十大目标。低电阻,流线型头,列车的阻力系数小于0.13,空气动力阻力降低了6.1%,气动噪声降低了7%,气动升力降低了51.7%,作用在头部的侧向力降低了6.1%,振动模式系统匹配。CRH380A使用轻质铝合金车身,总重量不超过9吨,小于整车的17%,CSR全面提高车身结构,采用大量新型减振材料。它还设计了转向架,以匹配车身的性能,并优化了列车车身的固有频率,这有助于减少高速下的结构振动,并提高乘坐舒适性。列车内的压力变化率小于200Pa/ s,列车内的最大压力变化保持在800Pa以下,这确保高速下的良好乘坐质量。先进的噪声控制技术,通过减少噪声源并采用新的吸声和绝缘材料,CSR已经能够控制列车内的噪声。当以350公里/小时的速度运行时,噪声级为67 dB - 69 dB,这与运行速度为250 km / h的CRH2A类似。
  2.2 380B与西门子
  2009年3月,中国北车集团(CNR)与西门子公司签订了一项新合同,这个订单大于过去制造的所有Velaro和ICE火车的总生产和。合同计划使用先前技术转让协议的技术,通过CNR子公司唐山铁路公司和长春铁路公司生产列车。在这份合同中,西门子作为一个组件供应商,85%的零件实际上是由公司制造的。
  CRH380B是中国北京 - 天津城际铁路线、武汉 - 广州客运专线、郑州 - 西安客运专线和沪宁城际铁路使用的西门子Velaro高速列车版本,它能够服务的速度为380公里/小时,与Sapsan类似,宽300毫米,利用更宽松的结构规格并因此能够适应2 + 3布局中的更多座位。这些列车在2010年9月被指定为CRH380B(8辆车)和CRH380BL(16辆车)。第一台CRH380BL系列产品在2010年11月,火车被送往北京 - 上海高速铁路试运行。 2010年12月5日,火车组达到了最大速度457公里/小时,在2011年1月10日的后续测试中,CRH380BL机组达到了487.3公里/小时的新记录速度,打破了CRH380A的先前记录。自2011年1月13日起,CRH380BL在上海 - 杭州高速铁路和沪宁高速铁路上正常运行。
  2.3 380C与阿尔斯通
  改进型的CRH380C列车从一开始就不负众望,接连跑出安全而又高速的效果。CRH380C是中中国高铁使用的电动多单元高速列车,CRH380C基于阿尔斯通的ETR-600 New Pendolino。 CRH380C是为中国铁路开发的非倾斜列车,其技术已转移到中国铁路制造部门。CRH380C的设计速度可达每小时200公里,现在以每小时250公里的速度稳定运行。CRH380C于2010年9月30日在沪宁高速铁路线上投入使用,最大运行速度达到355公里/小时,采用计算机控制系统的软件操作。上海和杭州之间的旅行时间从1小时18分钟减少到45分钟。南京和杭州之间的旅行时间从3小时19分钟缩短到2小时48分钟。CRH380C于2010年12月3日开始在武汉至广州高速铁路的提供服务。
  2.4 380D与庞巴迪
  CRH380D来自于高速EMU的庞巴迪Zefiro系列(Zefiro 380),并不是Regina型火车的直接衍生产品,最高时速为380公里/小时。庞巴迪运输公司是轨道车辆和设备制造维修行业中世界上最大的公司之一,该部门总部设在德国柏林,庞巴迪运输生产各种产品,包括客运轨道车辆,机车,转向架,推进和控制,并提供一系列的服务。CRH380D列车是一种常规(非中间车厢铰接式)单层电单组高速列车,它包括动力和无动力的部分,在任一端有电动动力车。列车车身由铝制成,有可定制的开放式布局。火车由4辆车组成,每辆车包含一个变压器和自己的电源。通常,每个4车辆单元的末端车辆具有动力转向架,两个中间车辆没有动力。集电弓位于无动力车之一,动力由当前设计的规范(2009)规定的具有强制空气冷却的异步三相电动机担当,庞巴迪还提供永磁同步电机的选择。
  3、 高铁技术创新的意义
  目前经济全球化、区域一体化的发展,促进国际产业大分工,能源、资源以及人员的流动,为现代交通运输提出新的挑战和难题。为了解决我国经济发展的瓶颈,破除阻碍经济发展的障碍,大力推进高速铁路的发展和建设,符合我国国际和国内的发展的要求。汲取别人的经验和教训,消化吸收再创新,发展符合我国国情的高速铁路交通网,对于我国新时期的区域发展、城乡发展、可持续发展的和谐发展理念具有深远的现实和战略意义。
  4、 总结与展望
  创新是中华民族流淌不息的血脉,是引领新常态、迎接新发展的不竭动力。面向未来,由创新而生、因创新壮大的中国高铁,仍将高歌猛进,走出一条符合中国国情的赶超之路。高速铁路的发展将使中国经济高速腾飞,加快全面实现中国梦的步伐。
  参考文献
  [1]谭宝生.中国高速铁路发展及其经济影响分析[J]. 现代经济信息. 2013(02)
  [2]郑健.提高中国高速铁路“走出去”的整体水平[J]. 城市轨道交通研究.2011(02)
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