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【国家工程师奖】自主研发创立中国标准 “复兴号”强在哪儿?

国家工程师奖获得者风采


从蒸汽机车到内燃机车再到电力机车,从普速列车到和谐号再到复兴号,我国铁路实现了从“追赶者”到“领跑者”的巨大跨越。“纯中国血统”的复兴号动车组更是成为中国的“金名片”,它的成功研制生产,标志着铁路成套技术装备特别是高速动车组已经走在世界先进前列,引领中国速度。


为表彰工程技术领域先进典型,激发引领广大工程技术人才埋头苦干、勇毅前行,为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴作出新的更大贡献,党中央、国务院于今年首次开展“国家工程师奖”表彰。其中有50个工程技术领域团队获得“全国卓越工程师团队”荣誉,明星科研团队“复兴号高速列车研发创新团队”也名列其中。



铁路是国家重要基础设施、国民经济大动脉和大众化交通工具,对我国社会经济又好又快发展和国防起着不可替代的全局性支撑作用。截至2023年11月30日,全国铁路营业里程超15.55万公里,其中高铁通车里程已达到4.37万公里。


为全面提升中国高速铁路动车组设计、软件开发、制造技术水平,打造适合中国国情、路情的高速动车组设计制造平台,实现中国高速铁路动车组自主化、标准化和系列化,促进动车组由中国制造到中国创造的跨越。为了避免陷入“市场换技术”导致“引进再引进”的怪圈,2008年,原铁道部与科技部联合实施《中国高速列车自主创新联合行动计划》,中国高铁进入全面自主创新的黄金时代。


2012年,中国标准动车组复兴号正式启动研发 ;2017年6月25日,中国标准动车组被正式命名为复兴号,2017年6月26日在京沪高铁正式双向首发;2018年7月1日起,全国铁路将实行新的列车运行图,16辆长编组复兴号动车组首次投入运营 ;同年8月1日,京津城际铁路上运行的动车组列车已全部更换为复兴号。


2018年12月9日,复兴号中国标准动车组项目获第五届中国工业大奖。2018年12月24日,时速350公里17辆长编组、时速250公里8辆编组、时速160公里动力集中等多款复兴号新型动车组首次公开亮相。


国铁集团制定的复兴号品牌战略中,规划了以时速350公里、250公里、160公里3个不同速度等级的复兴号动车组为龙头,构建和打造品类齐全、结构合理、涵盖不同速度等级、适应多元化运输需求和不同运营环境的复兴号系列产品体系,从而让复兴号可以开行范围更广、覆盖地区更多。


在2011年高铁降速之前,中国曾有包括京津、郑西、武广、沪杭高铁在内的4条高铁按照时速350公里运营。也就是说,“和谐号”在6年前已经能跑350公里时速。自主研发创立中国标准的 “复兴号”究竟强在哪儿?研发“复兴号”意义何在?这一疑问,从中国标准动车组命名“复兴号”以来就广受讨论。

“我们需要一次完全自力更生的基于需求的正向设计。”中国铁道科学研究院研究员张波说,“复兴号”在5年的研发过程中一直被称为“中国标准动车组”,其实已经隐含了它的使命。


我国现阶段高铁技术发展的起点是2004年后引进的1型车、2型车、3型车和5型车四种不同技术平台。后来,我国“消化吸收再创新”造出了自己的高铁“和谐号”,但是,有一个问题仍然没能解决――中国铁道科学研究院首席研究员王悦明介绍,“和谐号”没有做到标准化统型,不仅司机操作台不同,车厢定员座位数与布局不同,有些车甚至车厢连挂处的高度都不一样;即便是同一速度等级的动车组,如果车型不同,也不可能重联运输。甚至如果某节车出现故障,临时调来的车经常会出现“挂不上”“缺座位”的情况。


此外,因为车型标准不统一,车站要备有各种备用车,检修车间要备齐各种车型的零部件,甚至司机也要学会各种车型,重复建设情况严重。为此,自2012年开始,我国启动了时速350公里中国标准动车组的研制工作。中国标准动车组的“标准”,意味着今后所有标动平台列车都能连挂运营、互联互通。只要是相同速度等级的车,不管哪个工厂出品都能连挂运营;不同速度等级的车也能相互救援。


更重要的是,在自主创新方面,“复兴号”也有着跨越式的进步。对乘客来说,“复兴号”比“和谐号”多出来的是更高的空间、更小的噪音、更好的平稳度,以及USB、WiFi、照明等人性化设计。但在这些背后,则是84%的中国标准、50%的寿命提升、17%的人均能耗下降、实现列车操纵、运用及检修维修的统一,不同厂家动车组可以重联运营等5年探索积累下来的诸多创新成果,代表着中国高铁的最高水平。


“复兴号”设计师永远有“下一个目标”。2019年12月30日,复兴号CR400BF-C型智能动车组在京张高铁投入运营,可实现时速最高350公里的自动驾驶,中国高铁正式迈入智能化时代。


中国国家铁路集团有限公司工电部信号专业主管莫志松表示,与之前开通的各条高铁线不同,京张高铁是世界上第一条开通了自动驾驶功能的高速铁路,列车可利用智能算法等,计算出最佳的控制方案来控制列车自动运行,降低运营成本,有效提升运输效率。


“列车运行的线路和速度全部设定好了,实现自动驾驶后司机主要责任是瞭望,遇特殊情况人工处理,不用频繁地操作牵引和制动手柄,劳动量大大减轻。”京张高铁首发车指导司机刘春雨说。


中国铁道科学研究院集团有限公司机辆所副所长、研究员张波称,复兴号的智能化还体现在列车可根据网络隧道位置信息提前开关风门,以降低旅客在进出隧道时耳压变化;车内灯光可根据进出隧道、有人通过等情况智能调节;供电系统智能故障诊断预警、高铁周界入侵报警系统、地震预警系统、自然灾害监测系统等共同组成智能调度指挥系统。“随着运营体验及区块链、5G等新技术的应用,后续的高铁会在此基础上继续完善升级。”


2021年,我国首条高原电气化铁路——拉萨至林芝铁路于6月25日开通运营,拉萨至山南、林芝最快1小时10分、3小时29分可达。复兴号高原内电双源动车组同步投入运营,历史性地实现复兴号对31个省区市的全覆盖。


通过复兴号的研制,中国铁路系统掌握了车体、转向架、牵引、制动、网络等核心关键技术,构建了我国高速铁路装备成套试验验证体系,搭建了具有完全自主知识产权的中国高速动车组技术创新平台,为中国高速列车技术的创新提供强大支撑。


· 复兴号成长大事记 ·


1.2016年7月,两列中国标准动车组在郑徐高铁成功开展时速420公里交会和重联综合试验。


2.2017年6月,中国标准动车组被命名为“复兴号”,在京沪高铁上线运营。


3.2017年9月,复兴号动车组在京沪高铁实现时速350公里商业运营,是世界高铁运营最高速度。


4.2019年12月,复兴号智能动车组在京张高铁上线运营,在世界上首次实现时速350公里自动驾驶。


5.2020年5月,复兴号动车组研发创新团队荣获全国创新争先奖。


6.2021年6月25日,复兴号高原内电双源动车组开进西藏,复兴号智能动车组扩大开行范围。


7.2021年,我国首条高原电气化铁路——拉萨至林芝铁路于6月25日开通运营,拉萨至山南、林芝最快1小时10分、3小时29分可达。复兴号高原内电双源动车组同步投入运营,历史性地实现复兴号对31个省区市的全覆盖。


文/韩静

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