電力動車：中國20年“跑”出來的一張“國家名片”

新華每日電訊

2019-10-21 11:15:35

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首發(fā)：１０月２１日《新華每日電訊》調(diào)查·觀察周刊

作者：新華每日電訊記者蘇曉洲、陽建、程濟安

２０年前的１９９９年９月２７日，一列藍(lán)白相間、酷似鯊魚的列車，從廣州出發(fā)，向深圳飛馳而去——這是我國第一代高速鐵路電力動車組“大白鯊”，也是我國第一列國產(chǎn)時速２００公里的商業(yè)營運列車。

２０年來，從“大白鯊”開始，中國電力動車開啟高速追夢之旅：隨著“藍(lán)箭”等電力動車組相繼誕生，開始向高速鐵路時代“起跑”；從“中華之星”到“和諧號”，技術(shù)不斷迭代更新；從“中國標(biāo)準(zhǔn)動車組”研發(fā)再到“復(fù)興號”系列問世，產(chǎn)品譜系不斷擴充；從輪軌到磁懸浮，中國不斷推動世界鐵路技術(shù)向更快、更強、更好“追夢”“圓夢”……

在剛剛過去的“國慶黃金周”，全國鐵路運輸發(fā)送旅客超過１億人次，高峰期的１０月６日，當(dāng)日鐵路發(fā)送旅客超過１５００萬人次，這在全世界只有中國做得到。

電力動車，熠熠發(fā)光的“流動國家名片”，改變生活、改變中國，走出國門、領(lǐng)跑世界！

▲我國第一列國產(chǎn)時速２００公里的商業(yè)營運列車——ＤＤＪ１型動車組”大白鯊“

從無到有

每次成功都“流著眼淚慶祝”

株洲，位于內(nèi)陸腹地湖南，是中國最大的軌道交通研發(fā)制造基地所在地，其生產(chǎn)的電力機車全球市場占有率超２０％，位居世界第一。

記者的采訪，就從昔日中國動車組“搖籃”、如今的“中國動力谷”——湖南株洲起步，足跡延伸至京津冀、成都、長春等地，從一代代先進(jìn)軌道交通裝備創(chuàng)業(yè)者、研制者的講述中，得以一探中國動車組誕生的風(fēng)雨歷程。

在關(guān)于中國先進(jìn)軌道交通裝備發(fā)展的故事中，有個說法流傳很廣：早期某型號電力機車靠從國外帶回一種零部件，才得以解決重大技術(shù)瓶頸。

上述說法，在中國先進(jìn)電力機車研制領(lǐng)域老專家柯以諾、高培慶等人看來純屬天方夜譚。

“一米多長、幾十厘米直徑、一百多斤重的部件，豈能塞在歸國行李中帶回來？”高培慶說，中國發(fā)展先進(jìn)電力機車和動車，主要靠自力更生的創(chuàng)新、艱苦奮斗的實干。

“我們研究電力機車都抱定一個信念：外國人能搞出來，中國人一定能搞出來；外國人搞不出來的，我們中國人也要搞出來！”柯以諾說。

２０世紀(jì)９０年代，基于經(jīng)濟社會發(fā)展的迫切要求和當(dāng)時鐵路交通體系落后的狀況，發(fā)展高速鐵路運輸被納入了國家戰(zhàn)略規(guī)劃，動車組的研制從那時起步。

１９９８年６月，原鐵道部在京廣鐵路河南許昌至小商橋段組織高速試驗。在對國產(chǎn)ＳＳ８型電力機車進(jìn)行傳動比、氣動布局等改造之后，中國國產(chǎn)列車第一次在試驗中跑出了２４０公里的時速。

一位權(quán)威專家說，這次試驗采集了上億個實驗數(shù)據(jù)，為后來的動車組研制積累了一定基礎(chǔ)，也增強了我國研制高速列車的信心。

在國家“九五”計劃中，時速２００公里電力動車組被正式立項。

１９９９年５月，動力集中式動車組“大白鯊”在株洲試制成功，此后在我國第一條準(zhǔn)高速鐵路——廣深城際鐵路的上線試驗中跑出了２２３．２公里的瞬間時速——這是接近當(dāng)今對“高鐵”定義的速度！而當(dāng)時，中國鐵路客車運行最高時速普遍不到１００公里。

１９９９年９月２７日，“大白鯊”正式在廣深鐵路載客試運營，標(biāo)志著我國跨入準(zhǔn)高速鐵路運輸時代。

“‘大白鯊’下線、出廠、試運營……每個關(guān)鍵節(jié)點有好消息傳來，我們都是一邊流淚一遍鼓掌慶祝！”在株洲，很多受訪專家回首往事，心潮澎湃、感慨萬千。

伴隨著鐵路市場化改革，我國掀起了研制電力動車組的熱潮。“藍(lán)箭”“中原之星”“中華之星”……一批國產(chǎn)電力動車組下線，我國逐步形成自主研制２００至３００公里時速動車組的能力。

▲動力分散型動車組“中原之星”，曾在鄭州至武昌鐵路線運行。

２００１年９月，“中原之星”動力分散式動車組下線，后在鄭州-武昌線投入運營；２００１年，動力集中式動車組“中華之星”開始研制，并在２００２年１１月的沖刺試驗中跑出了３２１．５公里的時速，中國列車首次邁過時速３００公里門檻！

經(jīng)過一系列科技突破和商業(yè)運營，我國電力動車領(lǐng)域技術(shù)與產(chǎn)品實現(xiàn)了“從無到有”的歷史性突破。

北京交通大學(xué)教授朱曉寧、西南交通大學(xué)教授戴光澤等專家認(rèn)為，從“大白鯊”“藍(lán)箭”等開始，我國動車組經(jīng)受了從研發(fā)制造到運營的“全流程考驗”。

這段前期準(zhǔn)備，為之后我國先進(jìn)軌道交通裝備跨越式發(fā)展培養(yǎng)了大量人才、夯實了發(fā)展基礎(chǔ)。

▲我國為廣深城際鐵路研制的ＤＪＪ１型動力集中型動車組“藍(lán)箭”

從有到優(yōu)

動車創(chuàng)造“改變中國”的奇跡

創(chuàng)新從來就不是閉門造車！中國動車組發(fā)展進(jìn)步始終抱著兼收并蓄的開放心態(tài)，珍視改革開放帶來的每一個與國外開展技術(shù)交流、互學(xué)互鑒的機會。

２００４年以來，中國動車組沿著“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新”道路，開始進(jìn)入速度更快、技術(shù)更優(yōu)的“做大做強”階段。

２００８年８月１日，我國第一條設(shè)計時速為３５０公里的高速鐵路——京津城際鐵路開通運營，我國正式邁入“高鐵社會”。

自主創(chuàng)新和開放集成的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)被觸發(fā)。２０１０年，我國自主研制的ＣＲＨ３８０Ａ型動車組在青島下線，運營時速３５０公里，最高時速可達(dá)３８０公里及以上。

２０１２年，中國標(biāo)準(zhǔn)動車組啟動研發(fā)，并于２０１６年７月１５日，以超過４２０公里的時速創(chuàng)造了高鐵列車交會速度的世界新紀(jì)錄。２０１７年６月２５日，中國標(biāo)準(zhǔn)動車組被正式命名為“復(fù)興號”，在京滬高鐵正式雙向首發(fā)，旋即京滬線高鐵恢復(fù)３５０公里運行時速……

記者從中車長春軌道客車股份有限公司等企業(yè)了解到，“復(fù)興號”整體設(shè)計以及車體、轉(zhuǎn)向架、牽引、制動、網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)都是我國自主研發(fā)，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，中國標(biāo)準(zhǔn)占到８４％。這是目前世界上運營時速最快的高鐵列車，達(dá)到世界先進(jìn)水平，是中國動車組當(dāng)之無愧的“王者”。

▲在沖刺試驗中跑出時速３２１．５公里的動力集中式動車組“中華之星”

從初期引進(jìn)的ＣＲＨ１、ＣＲＨ２、ＣＲＨ３、ＣＲＨ５，到后面自主研發(fā)的ＣＲＨ３８０系列、“復(fù)興號”系列，我國已擁有世界上種類最豐富、譜系最完整的動車組，覆蓋時速２００公里-３５０公里各種速度等級。

目前，中國高鐵營業(yè)里程居世界第一，自行研制的系列高速動車組已經(jīng)投入運營１１年，全體系安全性、可靠性等得到了充分驗證。以車輛為例，世界上通用的安全標(biāo)準(zhǔn)是高速動車組每運行百萬公里故障不多于２件，中國動車組實現(xiàn)了平均故障率低于每百萬公里０．４３件。

“我國已經(jīng)掌握了高鐵的核心技術(shù)，還具備成本低、交付能力強、運行經(jīng)驗豐富等多重優(yōu)勢，整體水平位居世界前列。”中國工程院院士劉友梅說。

截至２０１８年末，我國鐵路營業(yè)里程達(dá)到１３．１萬公里，其中高速鐵路達(dá)到２．９萬公里，占世界高鐵總量６０％以上。２００８年以來，中國高鐵累計運送旅客已超過１００億人次。在服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展的同時，巨大的“應(yīng)用場景”又使中國動車具有世界上其他國家都無法比擬的發(fā)展環(huán)境，技術(shù)與市場互動形成的“良性循環(huán)”，中國動車不斷向前。

從無到有，從有到優(yōu)，從追趕到領(lǐng)跑，以高鐵為代表的中國動車組，憑著自力更生的創(chuàng)新精神、擁抱世界的大視野，顛覆了中國制造的舊形象，演繹了后發(fā)超越的“高鐵奇跡”。

高鐵，改變生活；高鐵，改變中國！——這是１４億中國人共同的感受。

▲２０１９年９月１８日，中國出口歐盟首列動車組“天狼星號”運抵捷克。

引領(lǐng)未來

“追夢、圓夢”征程永不停步

日前，中國首列出口歐盟的動車組“天狼星號”抵達(dá)捷克。歐盟對列車質(zhì)量和可靠性有嚴(yán)苛的要求和準(zhǔn)入門檻，“天狼星號”的出口，意味著中國動車組受到了全球軌道交通裝備高端市場的認(rèn)可。

在馬來西亞，中國出口的ＥＴＳ動車組，跑出１７６公里的世界米軌鐵路最高時速，猶如在平衡木上“跳舞”；在馬其頓，中國出口的電力動車組，拿到了歐盟鐵路互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范（ＴＳＩ）認(rèn)證；在印度尼西亞，１１列時速３５０公里中國高速動車組即將飛馳在雅萬高鐵……

除了走向世界，中國還不斷對動車組的技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)進(jìn)行突破，搶抓綠色、智能新趨勢，以期在未來的世界產(chǎn)業(yè)競爭中占得先機。

在經(jīng)歷了“直流”“交流”后，世界軌道交通車輛牽引技術(shù)正在朝３．０版的“永磁”驅(qū)動技術(shù)發(fā)展。國慶前夕，中車株洲電機公司發(fā)布了時速４００公里高速動車組用ＴＱ-８００永磁同步牽引電機，以更高功率密度、更高效率、更低全壽命周期成本，為中國動車組牽引傳動技術(shù)轉(zhuǎn)向“永磁時代”鋪路。

２０１８年１２月，時速１６０公里的ＣＲ２００Ｊ列車加入了“復(fù)興號”家族，以“綠巨人”動車組的品質(zhì)刷新了中國普速鐵路的高度。

從零下４０℃極寒區(qū)域的哈牡高鐵，到行經(jīng)區(qū)域最高風(fēng)速達(dá)每秒６０米的蘭新高鐵，中國高鐵列車風(fēng)馳電掣在草原、雪原、高原、荒漠、戈壁……

中國通號集團董事長周志亮說，依托海量案例“大數(shù)據(jù)”、不斷升級的硬件和軟件，我國不僅能解決高鐵在本國復(fù)雜地質(zhì)、氣候條件和超高運行負(fù)荷下的列車控制，還能為世界提供先進(jìn)軌道交通裝備互聯(lián)互通的“中國方案”。

“中國修建了世界上最大的高速鐵路網(wǎng)，其影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鐵路行業(yè)本身，也帶來了城市發(fā)展模式的改變、旅游業(yè)的增長以及對區(qū)域經(jīng)濟增長的促進(jìn)；廣大民眾現(xiàn)在能夠以比過去任何時候都更便利、更可靠的方式出行……”世界銀行在今年７月發(fā)布的研究報告中對中國高鐵“不吝”贊美之詞。

２０１９年５月２３日，我國時速６００公里磁懸浮試驗樣車在青島下線。從輪軌到磁懸浮，這是中國乃至世界鐵路技術(shù)邁向新突破的重要標(biāo)志！人們有理由相信，在把輪軌技術(shù)推進(jìn)到新高度的“復(fù)興號”之后，我們未來將坐上更快、更強、更好的“追夢號”“圓夢號”……

光陰似箭，日月如梭。２０年來，中國先進(jìn)軌道交通事業(yè)的成就舉世公認(rèn)，而“鐵路人”在追求卓越的路上從不停步，他們的奮斗必將引領(lǐng)人類走向更加美好的未來。

▲中國為馬來西亞研制的ＥＴＳ米軌動車組

重塑軌道交通未來發(fā)展版圖

新華每日電訊記者史衛(wèi)燕、蘇曉洲、白田田

高鐵營業(yè)里程世界占比超過三分之二，城市地鐵近１０年間翻了４倍，世界首條磁浮線投入商業(yè)運營；世界上一次性建成里程最長的重載鐵路，中低速磁懸浮列車成為城市機場和高鐵站的“擺渡車”，虛擬智軌、智能駕駛列車投入使用……這是中國，軌道上的中國！

這些傲人成就帶來的不僅是人才流、貨物流、信息流的廣泛高速傳輸，也刷新了地域和速度概念，重構(gòu)了經(jīng)濟社會發(fā)展版圖。軌道，重塑中國；軌道，還將改變世界。

１０月１８日至２０日，中國國際軌道交通和裝備制造產(chǎn)業(yè)博覽會于湖南舉行，國內(nèi)外軌道交通專家聚首中國乃至世界最大的軌道交通裝備生產(chǎn)和出口基地。與會者在展示最新軌道交通技術(shù)成就的同時，更多是在探討：新技術(shù)對軌道交通發(fā)展將帶來什么影響？未來軌道交通如何更好地造福人類？

▲中國為馬來西亞研制的ＳＣＳ動車組

和諧

體系服務(wù)滿足民生不同需求

馬克思曾說，“為了進(jìn)行生產(chǎn)，人們便發(fā)生一定的聯(lián)系和關(guān)系；只有在這些社會聯(lián)系和社會關(guān)系范圍內(nèi)，才會有他們對自然界的關(guān)系，才會有生產(chǎn)。”

交通，正是人們這種社會聯(lián)系和社會關(guān)系的直接產(chǎn)物。

清晨，菜農(nóng)張霞坐上７２７２次綠皮火車，車緩緩行過湖南西部的大山深處，將她和帶著露珠的青菜送到城里的菜市場。

這種行駛速度為數(shù)十公里每小時的綠皮火車已經(jīng)是中國現(xiàn)存不多、最為“落后”的軌道列車，為少數(shù)民族、經(jīng)濟相對落后地區(qū)居民短途出行而保留下來，最低票價僅１元。

綠皮火車采用電力機頭，是當(dāng)年中國最為先進(jìn)的列車，因此，司機擺脫了需要大夏天在駕駛室燒煤的蒸汽機車、噪音大且污染環(huán)境的內(nèi)燃機車。

白發(fā)蒼蒼的中車株洲所專家、資深電力機車專家柯以諾告訴記者，從第一臺電力機車問世到“韶山１型”電力機車正式定型、量產(chǎn)，中國第一代電力機車技術(shù)是在全世界對中國實行嚴(yán)密封鎖的情況下，靠自力更生、艱苦奮斗摸索出來的。

不僅如此，黨的十八大以來，國鐵集團深入開展建設(shè)扶貧、運輸扶貧和定點扶貧，在１４個集中連片特困地區(qū)、革命老區(qū)、少數(shù)民族地區(qū)、邊疆地區(qū)累計完成鐵路基建投資３００６６億元，占鐵路基建總投資的７８．８％

截至２０１８年底，中國高鐵營業(yè)里程達(dá)到２．９萬多公里，超過世界高鐵總里程的三分之二，是世界上高鐵里程最長、運輸密度最高、成網(wǎng)運營場景最復(fù)雜的國家。

長沙南站工作人員張韜表示：“每天有１０萬多人從長沙高鐵站去往全國各地，高鐵承載著他們的喜怒哀樂，我們希望在關(guān)鍵的時候為他們的人生‘加速’。”

在軌道交通運輸裝備領(lǐng)域，我國高速列車技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈已基本形成，高速列車產(chǎn)品技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。２０１８年７月１日，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“復(fù)興號”動車組首次投入運營，實現(xiàn)中國高速鐵路動車組自主化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，推動實現(xiàn)動車組由中國制造到中國創(chuàng)造的跨越。

１０月９日晚，大學(xué)生韓東帶著可愛的玩偶踏上長沙磁浮列車，不到半小時，這趟車就跨越長沙城區(qū)抵達(dá)長沙黃花機場，讓他準(zhǔn)時接到日思夜想的女朋友。

韓東的幸福源自我國的磁浮交通技術(shù)創(chuàng)新和裝備自主化，２０１６年５月６日，我國首條具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的中低速磁懸浮商業(yè)運營示范線——長沙磁浮快線開通試運營，該線路是世界上最長的中低速磁浮運營線。

無論追求舒適還是享受，無論選擇悠閑還是匆忙，中國的軌道交通都能提供最適合的出行方式。

▲中國為馬其頓研制的動車組

復(fù)興

掌握核心技術(shù)成就領(lǐng)跑全球

當(dāng)今世界，快速、重載是軌道交通發(fā)展的兩大方向，中國在這些領(lǐng)域的探索已居世界前列。

速度，是人類永恒的追求。“懸浮”１０毫米“貼地飛行”，設(shè)計時速達(dá)６００公里，這樣的高速磁浮列車讓人憧憬……

這是中國最新下線的設(shè)計時速６００公里高速磁浮列車，其牽引電機由中車株洲電機公司研發(fā)制造。這種全新概念的牽引電機如同“無影腿”，不僅能讓列車“浮”起來，還能讓列車飛奔起來。

９月２８日，連接７個省區(qū)，全長１８１３．５公里的浩吉鐵路開通運營。這是世界上一次性建成并開通運營里程最長的重載鐵路。

如果說，風(fēng)馳電掣的高鐵讓中國鐵路進(jìn)入“高鐵時代”，那么綿延千里的浩吉鐵路，則以一次載貨萬噸的“洪荒之力”，引領(lǐng)中國鐵路進(jìn)入“新重載時代”。

秋日陽光下，被稱為“鋼鐵長龍上的明珠”的浩吉鐵路洞庭湖大橋銀光閃閃。大橋項目部的總工程師賈衛(wèi)中眼中滿是驕傲，他告訴記者，大橋創(chuàng)造了世界同類橋梁中多項第一，正是這些創(chuàng)新讓大橋得以在“千層餅”般的濕地環(huán)境下穩(wěn)定矗立。

我國地域?qū)拸V，地形復(fù)雜，因此中國的軌道交通發(fā)展了極致的技術(shù)應(yīng)對極端的環(huán)境。高原鐵路、高寒鐵路等取得一系列核心關(guān)鍵技術(shù)突破和創(chuàng)新性標(biāo)志成果，形成了一整套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系。

“軌道交通特別是地鐵的建造離不開裝備界的‘穿山甲’盾構(gòu)機，我們的盾構(gòu)機力道大、速度快、可經(jīng)受零下３０多攝氏度的嚴(yán)寒等極限考驗，表現(xiàn)十分突出。”中國鐵建重工首席科學(xué)家劉飛香說。

每小時３５０公里，是目前世界上高鐵最高運營速度。如此高速度同時實現(xiàn)高穩(wěn)定、高舒適，是中國高鐵的“看家本領(lǐng)”——縱向穩(wěn)定性、橫向穩(wěn)定性、垂向穩(wěn)定性是衡量高鐵運行穩(wěn)定性的３個指標(biāo)，中國高鐵列車這３個指標(biāo)都已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

創(chuàng)變

科技革命升級未來“無限可能”

很多軌道交通專家告訴記者，隨著新一代科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的發(fā)展，以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、機器人、新能源、新材料為代表的顛覆性新興產(chǎn)業(yè)與軌道交通加速深度融合，智能化、高速化、綠色化、大容量、重載、安全舒適、互聯(lián)互通，將成為軌道交通系統(tǒng)的未來發(fā)展方向，新一代軌道交通系統(tǒng)將進(jìn)入新的階段。

事實上，中國在智能自主、綠色環(huán)保等方面已在不斷探路。

中國首條智能軌道快運系統(tǒng)示范線一期工程已完成基本建設(shè)，啟動線路匹配測試和試乘。這款“智軌”列車融合了現(xiàn)代有軌電車和公共汽車各自優(yōu)勢，以膠輪取代鋼輪，無須鋪設(shè)有形軌道，而是采用了中車株洲所自主研發(fā)的“虛擬軌道跟隨控制”技術(shù)。

它以車載傳感器識別路面虛擬軌道，通過中央控制單元的指令，調(diào)整列車牽引、制動、轉(zhuǎn)向的準(zhǔn)確性，精準(zhǔn)控制列車行駛在既定虛擬軌道上。

懸掛在空中適宜于游客觀光的單軌車、能跨過山丘、湖泊等復(fù)雜地形的跨坐式軌道車，為城市地面道路資源共享路權(quán)而推出的智能電力１００％低地板有軌電車……

在中國通號長沙產(chǎn)業(yè)園，記者看到了在科幻片中才能見到的場景。據(jù)介紹，這三款車型均可以在智慧城市的大數(shù)據(jù)管控下進(jìn)行綜合營運，通過手機終端與城市實時咨詢、站臺信號進(jìn)行互動，并將智能出行的車載信息系統(tǒng)與城市總體大數(shù)據(jù)交匯交互。

專家表示，軌道交通的未來已來。隨著５Ｇ時代的到來，高可靠與低時延、大規(guī)模機器類通信等５Ｇ通信所具備的能力，將解決軌道交通目前所面臨的系統(tǒng)復(fù)雜、節(jié)點分散、運維人員缺乏等挑戰(zhàn)，廣泛運用于與運維相關(guān)的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、全自動駕駛自動化業(yè)務(wù)等需要低時延、高可靠性的場景，為軌道交通發(fā)展帶來更多可能性。