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| 我國(guó)高速鐵路的發(fā)展優(yōu)勢(shì) |
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近30多年來(lái)，我國(guó)GDP和城市人口猛增，要面對(duì)的第一個(gè)問(wèn)題就是交通運(yùn)輸需求急劇上升。是走美國(guó)的老路，即客運(yùn)只發(fā)展高速公路和民航，鐵路僅限于貨運(yùn)，還是要根據(jù)我國(guó)國(guó)情和綠色交通的原則，把軌道交通放在骨干的地位？國(guó)務(wù)院及時(shí)提出并及時(shí)修訂的鐵路網(wǎng)規(guī)劃，正是適應(yīng)我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)及社會(huì)迅猛發(fā)展的形勢(shì)，考慮我國(guó)特點(diǎn)及長(zhǎng)遠(yuǎn)方向，發(fā)展綠色交通，以軌道交通為骨干的戰(zhàn)略決策，是十分正確的，非常及時(shí)的。
從2004到2010執(zhí)行規(guī)劃的七年中，中國(guó)高速鐵路的發(fā)展向前走了一大步。建成時(shí)速200公里及以上高速鐵路8358公里，其中新建時(shí)速300～350公里高標(biāo)準(zhǔn)高速鐵路2197公里，時(shí)速250～300公里高速鐵路2477公里，其他3679公里主要是既有線提速到時(shí)速200公里以上。引進(jìn)和研制和諧號(hào)高速列車(chē)1000多列。最初的CRH系列主要是通過(guò)聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)從國(guó)外引進(jìn)的，隨即通過(guò)消化吸收再創(chuàng)新研制成功CRH300系列的高速列車(chē)，最高時(shí)速達(dá)到350公里。經(jīng)過(guò)京津、武廣、鄭西線上實(shí)際運(yùn)用和大量試驗(yàn)之后，又創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了CRH380系列，在滬杭、滬寧及京滬線上實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)距離時(shí)速350~380公里行車(chē)。另外還研制成功新的調(diào)度控制系統(tǒng)CTCS2及CTCS3，幾年運(yùn)用，安全可靠。中國(guó)高鐵在這幾年中商業(yè)運(yùn)營(yíng)3億多公里，運(yùn)送6億多人次，最高時(shí)速達(dá)到350公里，除一次路外撞人事故外，沒(méi)有發(fā)生過(guò)人身事故，這種業(yè)績(jī)，世界少見(jiàn)，能在中國(guó)鐵路上出現(xiàn)，實(shí)屬不容易。
可是，進(jìn)入2011年以來(lái)，接連發(fā)生許多事情，使中國(guó)高鐵的發(fā)展遭遇挫折，步入低谷。
應(yīng)當(dāng)說(shuō)我國(guó)高鐵能向前跨出這一步是很不容易的。多年來(lái)中國(guó)鐵路苦于融資渠道不暢，國(guó)家投入很少，而票價(jià)又不能按市場(chǎng)規(guī)律辦事，由國(guó)家制定，幾十年不變，1994年，鐵道部全行業(yè)虧損。鐵路靠自身很難發(fā)展，故嚴(yán)重滯后，成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的瓶頸。與高速鐵路造價(jià)大體相當(dāng)?shù)母咚俟罚捎谌谫Y渠道廣，又可自行收費(fèi)，故發(fā)展迅速，增長(zhǎng)速率幾乎與GDP同步，從1998年起步，到2010年底達(dá)到7.4萬(wàn)公里，這是可喜的。但是，比較起來(lái)，從2003年開(kāi)通秦沈客專(zhuān)算起，加上既有線提速，到2010年底，時(shí)速200公里以上的高鐵，才不過(guò)8358公里，實(shí)在太少了，然而它卻成了眾矢之的。網(wǎng)上不少經(jīng)濟(jì)學(xué)家說(shuō)，國(guó)家投資太多，鐵道部負(fù)債太重，必然虧損，一定會(huì)陷入金融危機(jī)。今年6月，鐵道部發(fā)行200億元債卷，請(qǐng)大公國(guó)際資信評(píng)估有限責(zé)任公司進(jìn)行評(píng)估，結(jié)論是AAA，理由有三：1.具有國(guó)家信用特征，償還能力強(qiáng)。3.5萬(wàn)億資產(chǎn)，負(fù)債率58%，低于安全極限的75%，尚在安全區(qū)域之內(nèi)；2.經(jīng)營(yíng)性現(xiàn)金流呈增長(zhǎng)形勢(shì)，2015年預(yù)測(cè)客運(yùn)39億人（2010年為17億人），貨運(yùn)48億噸（2010年為37億噸）；3.擁有大規(guī)模優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)，尚有較大融資空間。
關(guān)于前一段的引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，網(wǎng)上爭(zhēng)論也很多。我認(rèn)為是一個(gè)難得的商機(jī)。根據(jù)國(guó)務(wù)院的決定：“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，聯(lián)合設(shè)計(jì)制造，打造中國(guó)品牌”, 在政府統(tǒng)籌下，一致對(duì)外，實(shí)現(xiàn)了全新的引進(jìn)，強(qiáng)調(diào)技術(shù)轉(zhuǎn)讓?zhuān)M(jìn)資金中含研發(fā)經(jīng)費(fèi)（不是指給外商的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)），這在以前引進(jìn)項(xiàng)目中是沒(méi)有的。通過(guò)國(guó)內(nèi)制造，提升了企業(yè)現(xiàn)代化水平，創(chuàng)建現(xiàn)代化的高速列車(chē)制造基地。創(chuàng)造中國(guó)品牌，享有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。高速列車(chē)引進(jìn)，走出一條新路，效果顯著，很不容易！
最難得的是，通過(guò)這幾年的努力，建立了高速鐵路國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新體系，實(shí)現(xiàn)了政府推動(dòng),以企業(yè)為主體,以市場(chǎng)為導(dǎo)向,政產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合。技術(shù)創(chuàng)新的主體是企業(yè)，以四方、長(zhǎng)春、唐山三個(gè)主機(jī)廠的現(xiàn)代化為龍頭，30個(gè)配套廠為骨干，500多相關(guān)企業(yè)組成的高速列車(chē)生產(chǎn)鏈?zhǔn)莿?chuàng)新的強(qiáng)大基礎(chǔ)。為這個(gè)主體服務(wù)的有全國(guó)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)和企業(yè)內(nèi)部相關(guān)實(shí)驗(yàn)室、研究所和研發(fā)部。在政府統(tǒng)籌下，按國(guó)家規(guī)定，建立課題，展開(kāi)研究，并組織實(shí)施。
首先，提供給這個(gè)體系的是一個(gè)全新的理論，即：高速鐵路大系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)，把高速列車(chē)同軌道線路、接觸網(wǎng)和周?chē)h(huán)境耦合在一起，進(jìn)行模擬仿真，用來(lái)確定高速列車(chē)和所有相關(guān)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和相關(guān)關(guān)系。在如此復(fù)雜系統(tǒng)的仿真，優(yōu)化及控制上，我們?nèi)〉昧死碚撋系耐黄�，使這個(gè)理論成為建設(shè)我國(guó)高速鐵路的科學(xué)基礎(chǔ)、科學(xué)理念和分析工具。成為制定某一速度目標(biāo)下，勘測(cè)設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)工程、裝備制造、通信信號(hào)、系統(tǒng)集成、運(yùn)營(yíng)管理六大系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)根據(jù)。雖然許多細(xì)節(jié)還研究和論證不夠，但在主要指標(biāo)上是經(jīng)過(guò)這個(gè)系統(tǒng)考評(píng)并通過(guò)大量試驗(yàn)驗(yàn)證了的。我國(guó)高鐵多屬新建，新車(chē)新路，有利于實(shí)現(xiàn)理論要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這是日、法、德等國(guó)不具備的條件，也是我國(guó)高鐵發(fā)展較快的原因之一。
在鐵道部統(tǒng)籌下，我國(guó)搭建了六大技術(shù)平臺(tái)。以確保安全為宗旨，分別落實(shí)這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并組織統(tǒng)一的檢查驗(yàn)收。這就是高速鐵路的安全技術(shù)保障體系。任何部分出現(xiàn)異常，都可能發(fā)生情況不同的故障。正常情況下，這些故障都應(yīng)當(dāng)導(dǎo)向安全。像7•23事故這樣，信號(hào)系統(tǒng)被雷擊后，所有信號(hào)燈應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)為紅色，但當(dāng)時(shí)仍保留綠色，顯然不正常。
其次，這個(gè)體系凝聚著全國(guó)有關(guān)科技力量為高鐵技術(shù)服務(wù)。除掛靠西南交大的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室和工程研究中心以外，還有遍布全國(guó)的國(guó)家級(jí)、省部級(jí)和企業(yè)的研究單位。北京鐵道科學(xué)研究院已建立起鐵路檢測(cè)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和機(jī)車(chē)及動(dòng)車(chē)組牽引與控制國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，每條新落成的高速鐵路都是他們領(lǐng)銜進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試后才投入運(yùn)營(yíng)的。北京交通大學(xué)建成的運(yùn)輸安全與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，承擔(dān)著如何確保安全的重大任務(wù)，做了許多基礎(chǔ)性研究工作。掛靠在株洲電力機(jī)車(chē)研究所的交流傳動(dòng)國(guó)家工程研究中心，自主開(kāi)發(fā)研究高速列車(chē)心臟：驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，他們研發(fā)生產(chǎn)的6500伏大型芯片IGCT填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。中南大學(xué)組建的鐵路建設(shè)國(guó)家工程研究中心，進(jìn)行著軌道線路和脫軌安全方面的基礎(chǔ)研究工作。還有同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院力學(xué)所、金屬所等120幾個(gè)省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及研究單位在科技部、教育部、鐵道部、國(guó)家發(fā)改委等的統(tǒng)籌下，聯(lián)合成為一體，共同為高速鐵路企業(yè)服務(wù)。這樣的政府統(tǒng)籌下政產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合的國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新體系，是我國(guó)獨(dú)有的模式，實(shí)踐證明了它的威力。有人說(shuō)這種中國(guó)模式不民主，產(chǎn)生腐敗。也確實(shí)出了貪官，但在黨的領(lǐng)導(dǎo)下，再大、再重要的貪官不是照樣可以清除的嗎，這正好說(shuō)明我們這種中國(guó)模式的生命力。
第三，也是最重要的一點(diǎn)，是創(chuàng)新主體，即企業(yè)的現(xiàn)代化。這一點(diǎn)在三個(gè)主機(jī)廠表現(xiàn)特別突出。現(xiàn)在的四方工廠這幾年的變化真是太大了，它擁有的兩條轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)線，可以毫無(wú)遜色地說(shuō)是世界一流的，日本、法國(guó)的都不如他們。全廠3000多人，研發(fā)隊(duì)伍就有1000多，占30%以上，完全具備現(xiàn)代化制造廠的條件。唐山工廠在與西門(mén)子公司聯(lián)合設(shè)計(jì)制造中，向德國(guó)派出工長(zhǎng)、車(chē)間主任等1000多人，德方派來(lái)工廠相關(guān)人員300多人，工廠管理、設(shè)備的面貌發(fā)生了巨大變化。長(zhǎng)春、四方都建有生產(chǎn)用的整車(chē)滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。長(zhǎng)春廠這次能召回所有CRH380BL列車(chē)，進(jìn)行全面檢查處理，說(shuō)明它已具備現(xiàn)代化企業(yè)的素質(zhì)和能力。
這個(gè)國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新體系的威力在開(kāi)發(fā)CRH380技術(shù)上充分地顯露出來(lái)。這是科技部、鐵道部聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃支撐的目標(biāo)產(chǎn)品，吸收了全國(guó)千千萬(wàn)萬(wàn)科技人員及職工參加，在極短時(shí)間內(nèi)，研制成功世界一流產(chǎn)品。
許多人不敢相信這是我們自己開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，說(shuō)是騙人的把戲，買(mǎi)人家300公里的，吃人家的安全余量，硬跑350，說(shuō)成自己的。
這幾年的最大進(jìn)展與其說(shuō)是成功研發(fā)了CRH 380這樣出色的高速列車(chē)，不如說(shuō)是建立了能研究開(kāi)發(fā)這些車(chē)的國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新體系。后者具有更加深遠(yuǎn)的意義。有了能凝聚全國(guó)科技力量，又能落實(shí)研究成果的創(chuàng)新機(jī)制，即使目前陷入低谷，也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)走向高速鐵路技術(shù)的頂峰。
列寧曾經(jīng)在實(shí)施新經(jīng)濟(jì)政策時(shí)說(shuō)過(guò)：“退一步，進(jìn)兩步”。這句話用于現(xiàn)在中國(guó)的高鐵正合適。今天退一步是為了明天進(jìn)兩步，把速度退下了，徹底清理整頓，大力改進(jìn)，鞏固和加強(qiáng)安全技術(shù)保障體系，就能更好、更健康地發(fā)展高速鐵路，實(shí)現(xiàn)更安全的高速度。
從技術(shù)層面上說(shuō)，中國(guó)高鐵具有明顯的發(fā)展優(yōu)勢(shì)：
1.高鐵成網(wǎng)絡(luò)，有最大客流。
按照中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，我們要建設(shè)的是一個(gè)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)，能覆蓋90%以上人口，連通所有50萬(wàn)以上人口的城市。高鐵成網(wǎng)具有最大運(yùn)量誘發(fā)能力，必將成為綠色交通的骨干！我國(guó)人口很快會(huì)超過(guò)14億，城鎮(zhèn)化率即將超過(guò)50%，將來(lái)還要達(dá)到60%或更高。高鐵網(wǎng)誘發(fā)的客運(yùn)市場(chǎng)是世界最大的，在如此強(qiáng)大的市場(chǎng)支持下，即使全球高鐵虧損，中國(guó)高鐵也會(huì)盈利！
2.線路標(biāo)準(zhǔn)高，有提速空間。
就建成以后很難改變的最小曲線半徑、線間距及雙線隧道截面積三項(xiàng)主要指標(biāo)而言，我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)在世界上是最高的。日本高鐵建設(shè)最早，標(biāo)準(zhǔn)最低。當(dāng)前世界潮流是要發(fā)展時(shí)速350公里及以上的高速列車(chē)，日本就遇到線路標(biāo)準(zhǔn)低的限制。他們計(jì)劃要新修一條東海道新干線，時(shí)速402公里，那時(shí)的線路標(biāo)準(zhǔn)恐怕比我們的還要高。日本有位加藤嘉一，對(duì)中國(guó)高鐵網(wǎng)很欣賞，就是從征地難度來(lái)說(shuō)的。基本建設(shè)，百年大計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)高一點(diǎn)大有好處，具有較大的提速空間。有些人反對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)，所持的理由就是成本高。其實(shí)，高鐵成本同高速公路差不多，以后會(huì)低于公路，因?yàn)楣氛嫉囟�，以后征地成本�?huì)越來(lái)越高。京滬高鐵最初是1300億，后升到1700億，最后落實(shí)時(shí)一下飚升到2200億，主要是征地和拆遷費(fèi)上漲的緣故。我們?cè)谝颜魍恋厣咸岣邩?biāo)準(zhǔn)，的確是具有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的戰(zhàn)略。
3.基礎(chǔ)研究強(qiáng)，有發(fā)展后勁。
已建成的“高速列車(chē)國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新體系”將得到充實(shí)提高。國(guó)家實(shí)驗(yàn)室目前雖然還未得到科技部的批準(zhǔn)，但是資金已經(jīng)到位，業(yè)已初步建成�；A(chǔ)研究平臺(tái)，在原有600km/h六軸滾動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)上又新建一間基礎(chǔ)試驗(yàn)大廳，新研制的試驗(yàn)設(shè)備都是世界一流或獨(dú)一無(wú)二的，能進(jìn)行開(kāi)創(chuàng)性研究。在京滬、武廣、京津等線路上正在進(jìn)行為期三年的跟蹤試驗(yàn)，長(zhǎng)期積累第一手實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行高速列車(chē)全壽命、全過(guò)程的分析和研究。國(guó)家實(shí)驗(yàn)室不是屬于哪個(gè)單位的，是國(guó)家公開(kāi)的研究平臺(tái)，在國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新體系中起引領(lǐng)作用，相信在全國(guó)共同參與和支持下會(huì)發(fā)揮更大作用。
科技部在高鐵領(lǐng)域新立項(xiàng)的973基礎(chǔ)研究課題有兩項(xiàng)，即：“高速列車(chē)安全服役關(guān)鍵基礎(chǔ)問(wèn)題研究”（2007-2012）；“高速列車(chē)500公里時(shí)速科學(xué)問(wèn)題研究”（2011-2015）。這種國(guó)家支持的關(guān)于高速鐵路的基礎(chǔ)研究，以前沒(méi)有過(guò)，國(guó)外也少見(jiàn)。通過(guò)973可以凝聚全國(guó)有關(guān)科技力量，為我國(guó)高鐵技術(shù)研發(fā)提供可靠的科學(xué)基礎(chǔ)。
4.信息化進(jìn)行時(shí)，促進(jìn)現(xiàn)代化
運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)在吸取溫州7•23事故的教訓(xùn)后，徹底檢查和改進(jìn)CTCS2，CTCS3系統(tǒng)，會(huì)使系統(tǒng)進(jìn)一步完善，確保列車(chē)運(yùn)行安全。
列車(chē)控制系統(tǒng)在總結(jié)CRH380運(yùn)營(yíng)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題基礎(chǔ)上，結(jié)合智能化要求，將會(huì)得到改造和升級(jí)。
現(xiàn)在正進(jìn)行一項(xiàng)更大膽的嘗試，就是準(zhǔn)備建立個(gè)性化、全壽命、實(shí)時(shí)安全監(jiān)控中心。其基本思路是：對(duì)投入運(yùn)營(yíng)的每一列車(chē)的每一次運(yùn)行，都實(shí)時(shí)給出數(shù)量化的“服役安全可靠度”指標(biāo)，配合調(diào)度中心，進(jìn)行實(shí)時(shí)安全評(píng)估和監(jiān)控。為此必須把列車(chē)變成一個(gè)自感知終端，能感知運(yùn)行外部環(huán)境，如暴雪、大風(fēng)、滑坡、路基沉降等；能感知實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如位置、速度、加速度響應(yīng)等；能感知關(guān)鍵部件的信息，如疲勞、發(fā)熱、脫落等。第二，要建立可靠的無(wú)線傳輸系統(tǒng)�？朔咚僖苿�(dòng)、頻繁切換、帶狀覆蓋、電磁干擾等困難，將終端信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳到監(jiān)控中心。第三，最重要的是與調(diào)度中心平行建立運(yùn)行安全實(shí)時(shí)監(jiān)控中心。采用超大容量數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存和發(fā)送海量數(shù)據(jù)；采用云計(jì)算，對(duì)該次列車(chē)和該次運(yùn)行的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行模擬仿真；實(shí)時(shí)計(jì)算該列車(chē)的服役可靠度。對(duì)結(jié)果分類(lèi)處理，實(shí)時(shí)顯示狀態(tài)，提供給調(diào)度中心，發(fā)出在途預(yù)警和指導(dǎo)行車(chē)，保證行駛安全。還為維修基地提供信息，為高速列車(chē)制造全過(guò)程工程科學(xué)提供原始數(shù)據(jù)。
這一設(shè)想開(kāi)創(chuàng)全球高速列車(chē)運(yùn)行安全實(shí)時(shí)監(jiān)控的先河。但系統(tǒng)比較復(fù)雜，不容易實(shí)現(xiàn)�？梢韵纫缀箅y，先從一條線路開(kāi)始，再慢慢擴(kuò)展到全國(guó)，逐步推廣。軌道交通國(guó)家實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)建立起模擬仿真中心，下一步就要發(fā)展成安全監(jiān)控中心。要走的路雖然很長(zhǎng)，但意義重大，能預(yù)知和確保每次列車(chē)運(yùn)行的安全，能進(jìn)行個(gè)性化全壽命管理，這也是近代先進(jìn)機(jī)械制造的發(fā)展方向。■
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2011年第12期 政策)