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  “復興號”來了  

陸婭楠

 

2017-11-28 18:22:17  來源:(2017年第18期)

 
 
 

發表評論

 

 

 

 

    625日,中國高鐵家族迎來了新成員。由中國鐵路總公司牽頭組織研制、具有完全自主知識產權的中國標準動車組(以下簡稱“標動”)被命名為“復興號”。

  與“和諧號”相比,“復興號”設計壽命提高了10年,在車體斷面增加、空間增大的情況下,按時速350公里試驗運行,列車運行阻力下降7.5%,人均百公里能耗降低17%,車內噪聲下降13分貝……如此多驕人的成績從何而來,又歷經了哪些挑戰?

  在決勝全面建成小康社會、實現中華民族偉大復興中國夢的重要歷史節點,將中國標準動車組命名為“復興號”,又有哪些不同尋常的意義?

 

 

 

 

 

 

 

 

“復興號”的過人之處

  625日亮相的“復興號”,有紅銀搭配的“CR400AF”和黃白搭配的“CR400BF”兩款車型,外貌與藍白搭配的“和諧號”有挺大差別。這兩種車型的試驗時速均在400公里及以上,持續運行時速為350公里。

  不僅是顏色,從外觀到內飾,從車體到性能,與在線運行的動車組相比,“復興號”都更勝一籌。

  “壽命”更長。為適應中國地域廣闊、溫度橫跨正負40℃、長距離、高強度等運行需求,“復興號”在多種工況下進行了60萬公里運行考核,比歐洲標準還要嚴格。最終,整車性能指標實現較大提升,“復興號”的設計壽命達到了30年,而“和諧號”是20年。

  “身材”更好。坐過“和諧號”的朋友都會發現,動車組車頂有個“鼓包”,那其實是空調系統。“復興號”把這個“鼓包”下沉到了車頂下,使列車不僅看起來更美,列車阻力比既有CRH380系列降低7.5%~12.3%,列車在時速350公里下運行,人均百公里能耗也下降約17%

  容量更大。由于列車高度從3700毫米增高到了4050毫米,旅客登車后會感到空間更寬敞了。在斷面增加、空間增大的情況下,按時速350公里試驗運行,列車運行阻力、車內噪聲明顯下降,而且座位間距更寬敞。

  舒適度更高。“復興號”空調系統充分考慮減小車外壓力波的影響,通過隧道或交會時減小耳部不適感;列車設有多種照明控制模式,可根據旅客需求提供不同的光線環境。此外,為滿足移動互聯時代的上網需要,車廂內還實現了無線網絡全覆蓋。

  “警惕性”更強。“復興號”設置智能化感知系統,建立強大的安全監測系統,全車部署了2500余項監測點,比以往監測點最多的車型還多出約500個,能夠對走行部狀態、軸承溫度、冷卻系統溫度、制動系統狀態、客室環境進行全方位實時監測。它可以采集各種車輛狀態信息1500余項,為全方位、多維度故障診斷、維修提供支持。

  此外,列車出現異常時,可自動報警或預警,并能根據安全策略自動采取限速或停車措施。在車頭部增設了由新型材料研發的碰撞吸能裝置,在低速運行中出現意外碰撞時,可通過吸能裝置變形來吸收碰撞時的能量,提高動車組被動防護能力,保護司乘人員。

  黨的十八大以來,我們成功研制生產了具有完全自主知識產權的中國標準動車組,我國鐵路成套技術裝備特別是高速動車組已經走在世界先進行列。在決勝全面建成小康社會、實現中華民族偉大復興中國夢的重要歷史節點,將中國標準動車組命名為“復興號”,代表著中國鐵路在新時代堅定跟黨走、奮勇當先行的堅強決心,真實記載了中國高鐵技術裝備走向世界先進行列的發展歷程,充分展示了中國鐵路服務經濟社會發展、創造人民生活新時空的美好愿景,深情寄托著中國鐵路人對中華民族偉大復興的追求和期盼。

 

為什么要研發“復興號”

  俯瞰今日中國鐵路,銀色長龍疾馳穿梭,仿佛一架高速織機,繪就出世界上最大的流動版圖。特別是黨的十八大以來,中國新開通高鐵1.36萬公里,使高鐵營業里程突破2.2萬公里,穩居全球榜首。既能馳騁冰天雪地,又能穿越沙漠風區,日均400多萬的旅客發送量,更使高鐵成為詮釋“獲得感”的最佳代名詞之一。

  既然“和諧號”已經如此厲害,為什么還要研發“復興號”?

  ——降低成本、提高效率,是研發中國標準動車組的直接誘因。

  2003年,中國高鐵走上了“堅持引進先進技術與自主創新緊密結合”的研發路徑,使中國鐵路機車車輛制造業的面貌煥然一新。然而,“彎道超車”如同一把雙刃劍,在爭取時間優勢的同時,也留下了兼容性難題。

  我們當初從海外引進了1型車、2型車、3型車和5型車四種不同的技術平臺。這些車型技術路徑不同,使咱們用最短的時間博采眾長,造出高鐵并投入使用,讓經濟社會盡快受益。但是基于不同平臺研發出的車型,并不能互聯互通。“和諧號”沒有做到標準化統型,不僅司機操作臺不同,車廂定員座位數與布局不同,有些車甚至車廂連掛處的高度都不一樣。即便是同一速度等級的動車組,如果車型不同,也不可能重聯運輸。如果某節車出現故障,需要組織乘客換乘,臨時調來的車一旦車型不同,就會出現要么“掛不上”,要么“缺座位”。

  標準不一,不僅增加了運營難度,也提高了運營和維保成本。因為車型標準不統一,高鐵車站不得不將每種車型都預留備用車來應急,動車檢修的車間也要把4種車的零部件全配備,甚至高鐵司機也要把各種車型的操作都學會。因此,我國急需針對不同型號的動車組建立統一的技術標準體系,實現動車組在服務功能、運用維護上的統一,以提高效率,降低成本。

  ——適應國情路況、倒逼持續創新,是研發中國標準動車組的根本原因。

  放眼世界,沒有哪個國家的高鐵運營距離有中國這么長,更沒有哪個國家的高鐵運營環境能同日橫跨“冬夏”。一些引進的車型在這樣復雜的環境中運行,難免“水土不服”,而脫胎于引進技術平臺的再創新產品,在每一次升級改造過程中,都繞不過軟件更新,有時還要請外方專家來解決。從拿著國外的圖紙打造“舶來品”,到基于原有技術平臺再創新出“混血兒”,經過十幾年的經驗積累,中國已經完全有能力設計制造出滿足國情需求的“純中國血統”高速動車組。

我們需要一次完全自力更生、基于需求的正向設計。不是升級,而是從硬件到軟件全自主。這將使高鐵研發制造團隊擺脫對既有技術平臺的依賴,增強團隊的自信心,使中國高鐵技術保持世界領先。

 

  純中國血統的背后是挑戰極限的鐵路精神

  ——研發基于國情,在高速動車組254項重要標準中,中國標準占84%

  在中國鐵路總公司主導下,2012年,中國鐵道科學研究院技術牽頭,聯合中車集團和多家科研企事業單位,開展了中國標準動車組設計研制工作。

  中國標準動車組的“中國”,就意味著高鐵從最早的“洋基因”“混血”“以我為主”,到現在由內而外都是“純中國血統”了,特別是軟件全部是自主開發。在高速動車組254項重要標準中,中國標準占84%。中國標準動車組整體設計以及車體、轉向架、牽引、制動、網絡等關鍵技術都是我國自主研發的,具有完全自主知識產權。

  中國標準動車組的“標準”,意味著今后所有標動平臺列車都能連掛運營,互聯互通。只要是相同速度等級的車,不管哪個工廠出品,不管是哪個平臺出品,都能連掛運營,不同速度等級的車也能相互救援。更重要的是,無論是司機駕駛界面,還是旅客體驗界面,都被統一。

  中國標準動車組研制,是中國動車組技術發展中的一件大事,是對我國機車車輛行業自主創新能力的一次大檢閱。標動研制成功,標志著我國鐵路建立了基于自主知識產權的高速動車組技術平臺,擁有了參與國際鐵路市場競爭的拳頭產品。

  ——這是一列基于國情、破解了諸多“中國難題”的高速列車。

  如何解決中國獨有的飛絮問題,給中國標準動車組綜合試驗組研究員、中國鐵道科學研究院首席研究員陸陽留下了深刻印象。每到春季,中國北方楊柳絮滿天飛舞,動車組動力設備的散熱系統時常堵塞,濾網上仿佛蓋了一層被子。機組發熱就會報警降速,導致列車晚點。

  依靠傳統清洗濾網的方式來保證散熱系統正常工作,不僅鐵路職工的勞動強度太大,也治標不治本,標動設計時,就要求散熱系統冷卻能力在滿負荷運行下還有15%的余量,即濾網只有85%的散熱能力了,還能滿足機組100%的動力發揮。往年春季,動車組跑京滬、京武一個來回,散熱系統風險挺大,而根據測試,如今標動跑一個來回肯定沒問題。

  此外,相比國外,中國雷電天氣多,動車組車頂上的高壓設備頻繁被雷電沖擊,會造成高壓絕緣短路。在標動的研發中,原本暴露在動車組車頂上的高壓設備改為下沉式,安裝到一個密閉空間內,只有一個受電弓暴露在外面,同時將受電弓的抗雷電沖擊標準從歐洲的可承受150千伏雷電沖擊,加強為可承受185千伏的雷電沖擊,使高鐵穿越雷雨更安全。

  ——這也是一列從零起步、完全自主知識產權的高速列車。

  事非經過不知難。高速列車標準化統型,正是在挑戰中,越挫越勇,成為“挑戰極限、勇創一流”的鐵路精神的縮影。即便到今天,中國鐵道科學研究院首席工程師趙紅衛仍能對測試故事倒背如流。

  2015421日,由鐵科院牽頭對來自中車長客與中車四方的兩個標動車型進行了首次互聯互通試驗臺測試。然而,16節車廂連接后,司機室的操作界面上只能顯示其中一家的8節車廂,另一家的8節不見了。經過反復排查,原來是通訊協議中的“接頭地點”搞錯了,導致“第一次牽手”失敗。一周后故障解決,模擬實驗開始。

  2015717日,標動啟動互聯互通試驗,196個信號大部分都連接正常,只有一個小插曲,就是開門指令發出后,“CR400AF”的左門開了,“CR400BF”的右門開了。大家連夜校線,問題終于迎刃而解。在717日到30日的靜態及低速行駛試驗中,一共排查出83個互聯互通問題;820日到22日,兩種車型連掛跑到了160公里。

  別看只有160公里,可這是這列高鐵從軟件到硬件全部實現自主設計、制造或選型,擁有完全自主知識產權,而且是不同型號連掛運行,這在世界上都是沒有過的。

 

高鐵“走出去”的主力車型

    20167151120分,不到2秒的時間,鄭徐高鐵上演的“極速邂逅”驚艷全球,又一個新的世界紀錄誕生了!

  這是兩列中國標準動車組,以超過420公里的時速在鄭徐高鐵上交會,創造了高鐵列車交會、重聯運行速度的世界最高紀錄。中國又為世界高鐵“教科書”譜寫了嶄新的一章。

  在邂逅的瞬間,中國標動兩車僅距1.6米,交會時兩車相對時速超過840公里,相當于大飛機的巡航時速,交會時產生的壓力波相當于1平方米瞬時受重近200公斤,如此高的壓強,車內的工作人員和體驗者卻沒有任何不適感。

  這是黨的十八大以來,一次非常成功、極具意義的高鐵試驗。當今俄羅斯、美國都希望發展時速400公里的高鐵,但是尚未有國家驗證這種運行時速的可行性。而中國的試驗,探索了時速400公里及以上高速鐵路系統關鍵技術參數變化規律,為這些國家發展高等級高鐵提供了有力的技術支撐。中國標準動車組也將成為中國高鐵“走出去”的主力車型。

  實際上,助力高鐵“走出去”,就是中國標動研制的另一個目標。

  一方面,擁有完全自主知識產權的標動,讓中國高鐵“走出去”免于陷入知識產權糾紛的“口水戰”;另一方面,通過標動的研發,中國高鐵不僅性能更好,能耗更低,還能夠適應不同地質條件和運行環境的需要,實現動車組技術的兼容性,這是中國標準動車組在世界上獨有的核心競爭優勢。

  實際上,中國高鐵“走出去”第一單——印尼雅萬高鐵就將采購中國標準動車組。中國鐵路將以“復興號”中國標準動車組為平臺,根據世界上其他國家的實際需求,量身打造,設計研制具有國際競爭力的動車組成套技術和產品,積極拓展國際市場,推動中國高鐵“走出去”。

  “復興號”中國標準動車組構建了體系完整、結構合理、先進科學的高速動車組技術標準體系,標志著我國高速動車組技術全面實現自主化、標準化和系列化,極大增強了我國高鐵的國際話語權和核心競爭力。標動整體性能及車體、轉向架、牽引、制動、網絡等關鍵系統技術達到了國際先進水平,這些都將成為中國高鐵“走出去”的有力競爭優勢。

 

(《新湘評論》2017年第18期)

 

   


 
   
   
 
 
 

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