淺談高速列車制造技術的發展

荊學娜 王彥騰

（中國南車股份有限公司 青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島 266111）

0 前言

鐵路是國家重要基礎設施、國民經濟大動脈和大眾化交通工具，對我國社會經濟又好又快發展和國防起著不可替代的全局性支撐作用。大規模發展具有運能大、安全舒適、全天候運輸、環境友好和可持續性等優勢的高速鐵路，不僅是黨中央國務院的重大戰略決策，也是在能源和環境約束下解決我國交通運輸能力供給不足的矛盾，帶動形成一大批高新技術和相關產業及制造業提升與發展的必由之路和必然選擇。近年來，我國高速列車技術和裝備制造能力取得長足的進步。“十二五”期間，我國高速鐵路科技工作將在高速鐵路體系化安全保障技術、高速列車裝備譜系化技術、高速鐵路能力保持技術和高速鐵路可持續性技術四個重大技術方向展開。高速列車制造主要是電動機車和內燃機的制造，以及轉向架、制動系統等的加工，需要各種大中型立式和臥式加工中心、數控銑鏜床、數控立式車床、數控磨床及數控專用機床等。本文著重探討一下高速列車制造技術的發展。

1 我國高速列車的發展歷程

我國高速鐵路和高速列車技術研究和建設經過了近20年的發展歷程。第一階段從1990年至2007年，經歷了全國鐵路五次大提速和德、日、法高速動車組的引進消化吸收；第二階段從2008年至今，是以自主創新為主的階段，其標志之一是《中國高速列車自主創新聯合行動計劃》的啟動實施。按照國家《中長期鐵路網規劃（2008年調整）》，到2020年，全國鐵路營業里程達到12萬公里以上，復線率和電化率分別達到50%和60%以上，主要繁忙干線實現客貨分線。其中，建設客運專線1.6萬公里以上。我國高速鐵路網具有區別于歐洲和日本高速鐵路的若干重要特征，主要表現為：路網規模大，覆蓋地域遼闊；地理、地質、氣候條件復雜多變；不同區域社會經濟發展極不平衡，導致客運需求層次豐富；既有線提速和跨區域高速、區域快速和城際快速鐵路等不同速度級客運專線具有完全不同的運營、需求條件，需要不同的運營模式和列車裝備配套。

依托科技部和鐵道部兩部聯合開展的《中國高速列車自主創新聯合行動計劃》和“十一五”國家科技計劃項目，我國已建立了以政策為指導、市場為導向，以企業為主體、產學研用相結合的科技創新模式；以高速列車設計制造企業為龍頭，聯合國內多家高校、科研院所及高速列車零部件配套企業，發揮各自優勢科技資源和產業資源，分工協作，突破高速列車關鍵技術，構建起高效的高速列車技術創新機制，推動我國高速鐵路技術發展創新進入到一個新的階段。在新一代高速列車設計、制造、試驗過程中，國內25所重點高校、11所科研院所、51家國家級實驗室和工程技術研究中心開展了廣泛的技術合作與交流，快速攻克了關鍵技術問題，從而保證了新一代高速列車的成功研制。2010年12月3日，具有自主知識產權的CRH380AL新一代高速列車在京滬線先導段創造了486.1km/h的世界高速鐵路最高運營試驗速度，列車各項性能指標完全滿足設計要求，標志著我國高速列車技術已躋身世界高速列車技術先進行列。我國已投入運營的高速列車共計786標準列（8輛編組），其中時速200～250km/h速度級355列（短編290列，長編65列），時速300～350km/h速度級140列，時速380km/h速度級133列（短編40列，長編93列）。隨著高速列車數量的不斷增多，高速動車組的型號也逐漸豐富起來，由技術剛引進時單一編組（8輛編組）、單一用途（座車）、單一速度等級的4種車型，發展到目前包括長短編、座臥車、多種速度等級的12種車型。

2 我國高速列車制造技術的發展趨勢

2.1 裝備研制

為適應并引領世界高速列車牽引傳動模式的技術和裝備戰略轉型，研究形成基于永磁電機的新型牽引傳動系統技術、標準和裝備體系；為解決我國高速鐵路作為整體的可靠性、安全性和能力生成與保持問題，研究和發展符合我國國情的高速鐵路基礎設施服役狀態監測和安全評估技術、標準和裝備體系；為確保我國高速鐵路的環境友好性，研究和發展適應我國高速鐵路布局、設施結構和環境影響特點的減振降噪技術、標準和裝備體系。

2.2 車型研制

為使高速列車裝備滿足我國多樣化需求，研究形成滿足我國不同地區、不同基礎設施條件和不同速度等級的高速列車和常規鐵路高速化關鍵技術，高速列車裝備的國際適應性核心技術，單體實施模塊化數字設計，實現高速列車設計制造一體化數字平臺及定制化關鍵技術；研制高速列車系列車型，常規鐵路高速化列車，我國出口型高速列車系列車型和我國高速列車定制化設計制造一體化數字平臺。

2.3 綜合節能

在保障高速列車系統安全可靠前提下，以大幅度降低高速列車系統能耗水平為目的，研究開發高速列車的輕量化、降低牽引傳動損耗、節能型空調、車內廢排能源回收、列車再生能力和黏著充分利用等關鍵技術，從整體上持續提高我國高速列車系統能源利用效率。

2.4 牽引動力

為滿足新型高速列車牽引動力需求，進行輕量化、小型化、集成化、智能化的牽引傳動系統相關基礎理論研究；研究和探索滿足高速列車更高速度運行及譜系化發展需求的新型牽引動力、供電及受流傳輸、牽引傳動等系統。

2.5 性能提升

為滿足高速列車高速運行和適應廣域環境條件下輕量化以及整車機械性能提升發展需求，針對輕量化先進材料體系建立、相關材料制備、高性能結構設計與制造涉及的關鍵技術問題開展研究。

2.6 智能系統

為全面提升我國高速鐵路運力資源能力保持水平和列車運行在途服務水平，研究并集成應用傳感網和物聯網技術，全息化運行環境感知技術，高速列車系統數據傳輸與處理技術和智能化旅客在途服務技術；研制以全息化列車狀態感知和動態數字化運行環境為基礎，以信息智能處理與交互為技術支撐，具有系統自檢測、自診斷、自分析決策能力的智能化高速列車技術數據平臺及智能列車樣車。

2.7 試驗測試

為使超高速列車系統動力學、在超高速條件下列車系統動態行為和相互作用關系、列車及其邊界條件的參數和性能設計等理論研究具備技術試驗、驗證和數據獲取平臺，為開展以列車各系統參數匹配、結構強度優化、流場氣壓控制、振動、電磁干擾等技術研究及設計提供重要支撐，研究高速移動綜合檢測、試驗和實時在途預警關鍵技術，并為研制最高試驗速度500km/h的高速試驗列車配套車載檢測裝備車輛。

3 結束語

綜上所述，高速列車是高速鐵路技術體系的核心，是國家相關高技術發展水平、相關制造能力、自主創新能力以及國家核心競爭力的綜合體現。繼續提高列車速度和實現高速列車譜系化、智能化是我國高速鐵路技術的發展方向。

［1］程大林，李世榮，李靖宏.世界各國高速列車技術發展現狀[J].艦船科學技術，2012，12.