高鐵的關鍵技術論文(2)
高鐵的關鍵技術論文
高鐵的關鍵技術論文篇二
中國高鐵的快慢之變
2011年5月27日上午，京滬高鐵初步驗收工作結束的第二天，沈志云正在北京首都國際機場里，等待著飛往成都的航班。
幾天前，這位82歲的中國科學院、中國工程院院士，還在四川峨眉山的實驗室里，忙活著一項挑戰(zhàn)飛機的試驗：研制時速600公里的真空管道高速列車。
如果沈志云的試驗能夠變成現(xiàn)實，那么乘坐這種真空管道高速列車，從北京到成都最快只要4個小時。這也是沈志云在有生之年里，最愿意看到的交通奇跡。
令沈志云最興奮的，還是350公里/小時的高速度。不過，再過一月，當沈志云作為一名普通乘客，登上試運營的京滬高鐵時，他會發(fā)現(xiàn)，這條設計時速為380公里的高鐵，初期實際運行時速將被限制在300公里以內，比一年前鐵道部宣稱的目標速度慢了80公里。降速后，京滬之間最快的旅行時間，將從4小時延長至5小時左右。
京滬高鐵自從立項伊始，便一直波折不斷。這條連接北京和上海的高速鐵路，從1994年立項準備到今年6月底建成運行，此間經(jīng)歷了急修還是緩修、用輪軌還是磁懸浮技術、自主研發(fā)還是技術引進等數(shù)次大爭論，前后歷時近20年，歷經(jīng)李鵬、朱�基、溫家寶擔任國務院的三屆政府。其投資總額也從1994年預估的950億膨脹到2200多億，最終超過了三峽工程，創(chuàng)1949年以來中國單項工程投資之最。
降速，顯示鐵道部已經(jīng)決意啟動高鐵“正?；?rdquo;，一些曾經(jīng)被附加在高鐵上的非交通使命，料將漸次剝離。中國高鐵也正重新實現(xiàn)向普通交通工具的回歸，以求達到安全與速度的平衡。
速度與安全的糾結
2011年2月12日，農歷正月初十，春節(jié)假期結束后的第一個休息日，剛到廣東海關視察旋即回京的海關總署署長盛光祖，出現(xiàn)在了鐵道部干部大會的主席臺上。
多數(shù)官員沒有料到“要換領導”了。4天前，也就是2月8日，戴著墨鏡的劉志軍仍在安徽阜陽火車站檢查春運工作。這則新聞被安徽衛(wèi)視制作成一則一分多鐘時長的報道，在該臺晚間新聞中播放。這是劉志軍以鐵道部部長身份在公共場合的最后一次露面。
在2月12日召開的鐵道部緊急干部大會上，中央組織部常務副部長沈躍躍宣布了中央關于鐵道部主要領導調整的決定：盛光祖同志任鐵道部黨組書記，免去劉志軍鐵道部黨組書記職務。隨后，國務院副張德江作了近半個小時的講話。接近鐵道部的一位投資人士說，張德江在說到“突出抓好高速鐵路安全工作，確保高速鐵路安全持續(xù)穩(wěn)定、萬無一失”時，聲調稍微有所提高。張德江還要求，近期要在全國鐵路范圍內，開展一次安全生產大檢查。
早在2009年6月25日，鐵道部原副總工程師張曙光在全國動車組質量安全會議上的講話曾透露，2009年上半年，全國高鐵發(fā)生影響行車20分鐘以上、更換車底的動車組行車設備故障達數(shù)十件。
在這些動車組故障中，最為嚴重的一次發(fā)生在2009年3月27日。當時，一輛行駛在膠濟客運專線上的CRH2動車組突然失去動力停車，后來發(fā)現(xiàn)，6號車車頂?shù)氖茈姽呀?jīng)丟失。事故發(fā)生時，這輛動車的運行速度，接近膠濟客運專線設計的最高時速250公里。
速度與安全的矛盾，在這次事故中開始顯現(xiàn)。
隨后的2010年，國內350公里時速高速動車組也曾發(fā)生類似的或其他的故障，再次凸顯了速度與安全之間的沖突。
2009年12月26日開通的武廣高鐵，是國內首條運營長度超過1000公里的高鐵，實際最高運營速度接近每小時350公里，為世界上跑得最快的高鐵之一。武廣高鐵在運營的前3個月內，僅媒體公開披露的因設備故障而導致列車晚點事件共有5次。
其實，暴露出安全隱患的，還不只是武廣高鐵。
考慮到速度與安全之間的艱難平衡，時任鐵道部部長劉志軍在2009年11月24日召開的全國鐵路運輸安全工作會議上表示，“明年(即2010年)是安全和運輸矛盾更為突出的一年。”
運營安全倒逼降速
到任不久，盛光祖就發(fā)現(xiàn)，2011年的高鐵安全形勢亦不輕松。
從2011年2月15日起，鐵道部啟動了為期一個半月的安全生產大檢查活動。接近鐵道部的上述投資人士告訴記者，這次大檢查的重點是高速、提速線路。在檢查過程中，受電弓、接觸網(wǎng)、信號系統(tǒng)等關鍵設備等一些安全隱患陸續(xù)暴露出來。
3月24日晚，因供電線路發(fā)生故障，一列從武漢開往合肥的D3070動車組和武昌駛往南京的D3078的兩列動車組，不得不停車等待搶修，結果，列車到達時間比預定整整晚點兩個多小時。
在隨后的4月1日鐵道部電視電話會議上，全國鐵路系統(tǒng)的官員看到了新任部長嚴厲的一面。這位63歲的部長要求他的下屬：“健全高鐵應急處置體系，確保高鐵列車運行絕對安全。”
但動車組的安全隱患，仍然不能一時完全得以杜絕。
4月15日下午5時，合武客運專線上，一列開往合肥的D358次列車，因接觸網(wǎng)故障，無法供電，導致列車在隧道中緊急停車，經(jīng)過4小時的修復才恢復運營;兩天后，4月17日中午1時許，在膠濟客運專線上，D6007在距離青島站500米的地方，再次因接觸網(wǎng)脫落，列車緊急停車兩小時。
曾經(jīng)主管鐵道部新產品研發(fā)的鐵道部原副總工程師周翊民，在接受采訪時表示，高速列車行車中，“對于受電弓與接觸網(wǎng)之間的平順度要求非常高，稍有差錯，就容易發(fā)生故障”。
在周翊民看來，目前國內的武廣、鄭西、滬寧等高鐵，其最高時速運營到350公里時，受電弓、接觸網(wǎng)的故障概率，比跑300公里、250公里的時速時“要大”。有鑒于此，在武廣高鐵開通之前，世界上運營時速最快的法國地中海線，最高時速為320公里。有著近40年高鐵運營經(jīng)歷的日本，其新干線最高時速一般維持在280公里左右。
熟悉高鐵技術的中國工程院院士王夢恕接受媒體采訪時表示，“長時間跑350公里時速對機車壽命有影響”。他曾多次建議將高鐵運行時速下調至300公里以內。他稱，鐵道部最終發(fā)現(xiàn)，動車組出現(xiàn)故障，既與零部件質量有關，也與過高速度行駛有一定關系。
實際上，在其他國家和地區(qū)的高鐵運營中，速度與安全的矛盾，也一直存在。
德國、日本等國高鐵也面臨著安全運營的考驗。1998年6月3日，一輛從德國慕尼黑開往漢堡的高速列車因車輪老化脫軌，最終導致101人死亡，釀成迄今為止高鐵歷史上最大的災難性事故;2004年10月23日，從東京開往新瀉的一列新干線列車突發(fā)脫軌事故，所幸未造成人員傷亡。
2月份的安全生產大檢查活動開始后，盛光祖常常會和下屬鐵路局的同事討論，高鐵究竟要不要跑到350公里那么快?
很長一段時間，鐵道部總結工作成績時，往往圍繞兩大關鍵詞：里程和速度，特別是速度往往能更直觀地體現(xiàn)一國鐵路技術水準。從1997年起，鐵道部陸續(xù)啟動六次全國鐵路大提速，到2010年，中國火車的最高運營時速從140公里提高了350公里，翻了一番還不止。
速度，無疑成為中國鐵路發(fā)展和進步的最有力見證。但隨著2010年中國高鐵通車里程實現(xiàn)幾何式增長后，鐵道部內部大大小小會議對于安全的強調，漸漸多起來。
對于中國高鐵的初期運營就達到350公里的高時速，日本東海旅客鐵道株式會社長葛西敬之表示，中國列車運行速度更接近最大安全速度。他在2010年4月5日接受英國《金融時報》采訪時表示，“提速到如此接近極限的水平，我們絕對不會這樣去做。”
日本在上世紀80年代開建的1000多公里的新干線，分為七段建設，歷時10年完工，運行最高時速也分別經(jīng)過了210公里、240公里、260公里、275公里四個階段，到1997年才提升至300公里的水平。
熟悉高鐵技術引進的中國工程院院士王夢恕接受采訪時表示，在引進時速200公里和300公里的CRH2牽引電動機、受電弓等相關核心技術的基礎上，中國最終研發(fā)出時速380公里的和諧號380A。
鑒于日本、德國等世界上高鐵技術強國，其高鐵運營最高時速不超過300公里，在創(chuàng)造世界高鐵最高運營時速紀錄上，鐵道部的態(tài)度也開始發(fā)生變化。讓速度慢下來，或許能換取更大的安全冗余，漸漸成為鐵路系統(tǒng)內部的共識。
最終，在2011年3月底的一次內部會議上，鐵道部做出了高鐵運營速度調整的決定，將中國高鐵的最高運營速度從380公里下調到300公里。
減速，也是為了降價
京滬高鐵論證了快20年，為什么搞了那么長時間?技術原因只是一個方面，我們最擔心的還是，高鐵造價那么高，老百姓到底坐不坐得起?
在北京市中關村的寓所里，中國科學院院士嚴陸光向記者回憶起京滬高鐵最初的決策過程時說，當時決策層有個考慮，就是京滬高速究竟要什么時候上馬?這里說的不是速度，而是什么時候老百姓的經(jīng)濟實力能夠坐得起高鐵。
速度與票價，是繼速度與安全之后，鐵道部需要平衡的另一難題。
嚴陸光擔心的“高鐵太貴”的情況還是發(fā)生了。一些高鐵在開通不久，就碰到了“吃不飽”的問題。
2010年2月開通的鄭西高鐵，按照設計標準，每天至少有開行160對動車組的通過能力，但截至今年7月1日之前，該高鐵每日實際僅開行11對動車組，年旅客運輸量不足1000萬，還不到里程與之相當?shù)娜毡緰|海島新干線運輸量的1/15。
即便是開行密度最大的京津城際高鐵，自2008年開通運營兩年來，累計發(fā)送旅客僅為4000萬人，開通第一年運營凈虧損達7億元。目前，運行距離最長的武廣高鐵，也在艱難地嘗試收支平衡，開通第一年，發(fā)送了2060萬人，這一客流量與法國巴黎至里昂高鐵相當，而法國的總人口尚不足中國的5%。
今年3月21日，盛光祖在陪同中央政法委書記周永康考察京津城際高鐵時發(fā)現(xiàn)，在高大寬敞的北京南站內，乘客并不多。2008年竣工的北京南站，設計年發(fā)送旅客量為1億人次，鐵道部公布的數(shù)據(jù)顯示，北京南站2010年旅客發(fā)送量大約在3000萬左右。
在開往天津的動車組上，周永康的談話也反映出高層對于高鐵票價的擔心：“今年春節(jié)，農民工有的組織摩托車隊回家，奔波幾天幾夜，很辛苦，引起我很多思考。鐵路建設和運輸服務都要考慮廣大群眾的購買力，提供多樣化運輸產品，給人們更多的出行選擇。
北京交通大學經(jīng)濟學教授趙堅的研究表明，2006年，中國鐵路旅客中，只有1%的旅客乘軟臥出行，超過80%的旅客選擇乘硬座出行。對于中國為數(shù)眾多的普通旅客來說，相當于軟臥價格的現(xiàn)行高鐵票價，使得鐵道部之前所構想的“讓高鐵分流既有線路客流”的想法，變得極為不現(xiàn)實。
從定價的角度看，能負擔起高鐵票價的旅客，基本上就是1%乘軟臥出行的高收入階層。
早在2010年3月“兩會”期間，全國政協(xié)委員馮世良稱高鐵為“貴族專列”，“只能適應年薪為12萬元的人乘坐。”
讓飛馳的高鐵慢下來，無疑可以降低一定成本。
鐵道部原副總工程師周翊民，曾計算過降速所帶來的經(jīng)濟效益：以即將在京滬高鐵上運營的“和諧號”380A為例，如果最高時速從預先設定380公里下調至300公里，時速降低21%，機車牽引功率最多可減少一半。此外，還能延長設備使用壽命，削減維修成本。
鐵道部6月1日在其官方網(wǎng)站刊登的《7月1日起全國鐵路實行新的列車運行圖》顯示，自今年7月1日起，武廣、鄭西和滬寧城際高鐵日由時速350公里單一模式調整為時速300公里和250公里兩種速度模式，均分別安排動車組列車80對、22對和110對，較目前的開行對次增加了一半以上。“經(jīng)過這次調整后，包括高鐵在內的全國鐵路客運能力將增長9.6%”。
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