淺談高速列車(chē)制造技術(shù)的發(fā)展

荊學(xué)娜 王彥騰

（中國(guó)南車(chē)股份有限公司 青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司，山東 青島 266111）

0 前言

鐵路是國(guó)家重要基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈和大眾化交通工具，對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展和國(guó)防起著不可替代的全局性支撐作用。大規(guī)模發(fā)展具有運(yùn)能大、安全舒適、全天候運(yùn)輸、環(huán)境友好和可持續(xù)性等優(yōu)勢(shì)的高速鐵路，不僅是黨中央國(guó)務(wù)院的重大戰(zhàn)略決策，也是在能源和環(huán)境約束下解決我國(guó)交通運(yùn)輸能力供給不足的矛盾，帶動(dòng)形成一大批高新技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)及制造業(yè)提升與發(fā)展的必由之路和必然選擇。近年來(lái)，我國(guó)高速列車(chē)技術(shù)和裝備制造能力取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。“十二五”期間，我國(guó)高速鐵路科技工作將在高速鐵路體系化安全保障技術(shù)、高速列車(chē)裝備譜系化技術(shù)、高速鐵路能力保持技術(shù)和高速鐵路可持續(xù)性技術(shù)四個(gè)重大技術(shù)方向展開(kāi)。高速列車(chē)制造主要是電動(dòng)機(jī)車(chē)和內(nèi)燃機(jī)的制造，以及轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)系統(tǒng)等的加工，需要各種大中型立式和臥式加工中心、數(shù)控銑鏜床、數(shù)控立式車(chē)床、數(shù)控磨床及數(shù)控專用機(jī)床等。本文著重探討一下高速列車(chē)制造技術(shù)的發(fā)展。

1 我國(guó)高速列車(chē)的發(fā)展歷程

我國(guó)高速鐵路和高速列車(chē)技術(shù)研究和建設(shè)經(jīng)過(guò)了近20年的發(fā)展歷程。第一階段從1990年至2007年，經(jīng)歷了全國(guó)鐵路五次大提速和德、日、法高速動(dòng)車(chē)組的引進(jìn)消化吸收；第二階段從2008年至今，是以自主創(chuàng)新為主的階段，其標(biāo)志之一是《中國(guó)高速列車(chē)自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃》的啟動(dòng)實(shí)施。按照國(guó)家《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2008年調(diào)整）》，到2020年，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到12萬(wàn)公里以上，復(fù)線率和電化率分別達(dá)到50%和60%以上，主要繁忙干線實(shí)現(xiàn)客貨分線。其中，建設(shè)客運(yùn)專線1.6萬(wàn)公里以上。我國(guó)高速鐵路網(wǎng)具有區(qū)別于歐洲和日本高速鐵路的若干重要特征，主要表現(xiàn)為：路網(wǎng)規(guī)模大，覆蓋地域遼闊；地理、地質(zhì)、氣候條件復(fù)雜多變；不同區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展極不平衡，導(dǎo)致客運(yùn)需求層次豐富；既有線提速和跨區(qū)域高速、區(qū)域快速和城際快速鐵路等不同速度級(jí)客運(yùn)專線具有完全不同的運(yùn)營(yíng)、需求條件，需要不同的運(yùn)營(yíng)模式和列車(chē)裝備配套。

依托科技部和鐵道部?jī)刹柯?lián)合開(kāi)展的《中國(guó)高速列車(chē)自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃》和“十一五”國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目，我國(guó)已建立了以政策為指導(dǎo)、市場(chǎng)為導(dǎo)向，以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的科技創(chuàng)新模式；以高速列車(chē)設(shè)計(jì)制造企業(yè)為龍頭，聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家高校、科研院所及高速列車(chē)零部件配套企業(yè)，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)科技資源和產(chǎn)業(yè)資源，分工協(xié)作，突破高速列車(chē)關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建起高效的高速列車(chē)技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制，推動(dòng)我國(guó)高速鐵路技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新進(jìn)入到一個(gè)新的階段。在新一代高速列車(chē)設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)過(guò)程中，國(guó)內(nèi)25所重點(diǎn)高校、11所科研院所、51家國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室和工程技術(shù)研究中心開(kāi)展了廣泛的技術(shù)合作與交流，快速攻克了關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，從而保證了新一代高速列車(chē)的成功研制。2010年12月3日，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CRH380AL新一代高速列車(chē)在京滬線先導(dǎo)段創(chuàng)造了486.1km/h的世界高速鐵路最高運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)速度，列車(chē)各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足設(shè)計(jì)要求，標(biāo)志著我國(guó)高速列車(chē)技術(shù)已躋身世界高速列車(chē)技術(shù)先進(jìn)行列。我國(guó)已投入運(yùn)營(yíng)的高速列車(chē)共計(jì)786標(biāo)準(zhǔn)列（8輛編組），其中時(shí)速200～250km/h速度級(jí)355列（短編290列，長(zhǎng)編65列），時(shí)速300～350km/h速度級(jí)140列，時(shí)速380km/h速度級(jí)133列（短編40列，長(zhǎng)編93列）。隨著高速列車(chē)數(shù)量的不斷增多，高速動(dòng)車(chē)組的型號(hào)也逐漸豐富起來(lái)，由技術(shù)剛引進(jìn)時(shí)單一編組（8輛編組）、單一用途（座車(chē)）、單一速度等級(jí)的4種車(chē)型，發(fā)展到目前包括長(zhǎng)短編、座臥車(chē)、多種速度等級(jí)的12種車(chē)型。

2 我國(guó)高速列車(chē)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 裝備研制

為適應(yīng)并引領(lǐng)世界高速列車(chē)牽引傳動(dòng)模式的技術(shù)和裝備戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，研究形成基于永磁電機(jī)的新型牽引傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系；為解決我國(guó)高速鐵路作為整體的可靠性、安全性和能力生成與保持問(wèn)題，研究和發(fā)展符合我國(guó)國(guó)情的高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施服役狀態(tài)監(jiān)測(cè)和安全評(píng)估技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系；為確保我國(guó)高速鐵路的環(huán)境友好性，研究和發(fā)展適應(yīng)我國(guó)高速鐵路布局、設(shè)施結(jié)構(gòu)和環(huán)境影響特點(diǎn)的減振降噪技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系。

2.2 車(chē)型研制

為使高速列車(chē)裝備滿足我國(guó)多樣化需求，研究形成滿足我國(guó)不同地區(qū)、不同基礎(chǔ)設(shè)施條件和不同速度等級(jí)的高速列車(chē)和常規(guī)鐵路高速化關(guān)鍵技術(shù)，高速列車(chē)裝備的國(guó)際適應(yīng)性核心技術(shù)，單體實(shí)施模塊化數(shù)字設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高速列車(chē)設(shè)計(jì)制造一體化數(shù)字平臺(tái)及定制化關(guān)鍵技術(shù)；研制高速列車(chē)系列車(chē)型，常規(guī)鐵路高速化列車(chē)，我國(guó)出口型高速列車(chē)系列車(chē)型和我國(guó)高速列車(chē)定制化設(shè)計(jì)制造一體化數(shù)字平臺(tái)。

2.3 綜合節(jié)能

在保障高速列車(chē)系統(tǒng)安全可靠前提下，以大幅度降低高速列車(chē)系統(tǒng)能耗水平為目的，研究開(kāi)發(fā)高速列車(chē)的輕量化、降低牽引傳動(dòng)損耗、節(jié)能型空調(diào)、車(chē)內(nèi)廢排能源回收、列車(chē)再生能力和黏著充分利用等關(guān)鍵技術(shù)，從整體上持續(xù)提高我國(guó)高速列車(chē)系統(tǒng)能源利用效率。

2.4 牽引動(dòng)力

為滿足新型高速列車(chē)牽引動(dòng)力需求，進(jìn)行輕量化、小型化、集成化、智能化的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)理論研究；研究和探索滿足高速列車(chē)更高速度運(yùn)行及譜系化發(fā)展需求的新型牽引動(dòng)力、供電及受流傳輸、牽引傳動(dòng)等系統(tǒng)。

2.5 性能提升

為滿足高速列車(chē)高速運(yùn)行和適應(yīng)廣域環(huán)境條件下輕量化以及整車(chē)機(jī)械性能提升發(fā)展需求，針對(duì)輕量化先進(jìn)材料體系建立、相關(guān)材料制備、高性能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造涉及的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題開(kāi)展研究。

2.6 智能系統(tǒng)

為全面提升我國(guó)高速鐵路運(yùn)力資源能力保持水平和列車(chē)運(yùn)行在途服務(wù)水平，研究并集成應(yīng)用傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，全息化運(yùn)行環(huán)境感知技術(shù)，高速列車(chē)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與處理技術(shù)和智能化旅客在途服務(wù)技術(shù)；研制以全息化列車(chē)狀態(tài)感知和動(dòng)態(tài)數(shù)字化運(yùn)行環(huán)境為基礎(chǔ)，以信息智能處理與交互為技術(shù)支撐，具有系統(tǒng)自檢測(cè)、自診斷、自分析決策能力的智能化高速列車(chē)技術(shù)數(shù)據(jù)平臺(tái)及智能列車(chē)樣車(chē)。

2.7 試驗(yàn)測(cè)試

為使超高速列車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、在超高速條件下列車(chē)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為和相互作用關(guān)系、列車(chē)及其邊界條件的參數(shù)和性能設(shè)計(jì)等理論研究具備技術(shù)試驗(yàn)、驗(yàn)證和數(shù)據(jù)獲取平臺(tái)，為開(kāi)展以列車(chē)各系統(tǒng)參數(shù)匹配、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)化、流場(chǎng)氣壓控制、振動(dòng)、電磁干擾等技術(shù)研究及設(shè)計(jì)提供重要支撐，研究高速移動(dòng)綜合檢測(cè)、試驗(yàn)和實(shí)時(shí)在途預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)，并為研制最高試驗(yàn)速度500km/h的高速試驗(yàn)列車(chē)配套車(chē)載檢測(cè)裝備車(chē)輛。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高速列車(chē)是高速鐵路技術(shù)體系的核心，是國(guó)家相關(guān)高技術(shù)發(fā)展水平、相關(guān)制造能力、自主創(chuàng)新能力以及國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的綜合體現(xiàn)。繼續(xù)提高列車(chē)速度和實(shí)現(xiàn)高速列車(chē)譜系化、智能化是我國(guó)高速鐵路技術(shù)的發(fā)展方向。

［1］程大林，李世榮，李靖宏.世界各國(guó)高速列車(chē)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2012，12.