唐罡


鐵路是國民經濟大動脈,是國家重要基礎和大眾化交通工具,在推動經濟社會發展中發揮著不可替代的作用。中國鐵路70年艱苦奮斗,40年搏擊風雨,始終站在交通運輸的最前沿,肩負重任,解民之憂。從緩解運能緊張,到大規模提高客車速度,再到建成世界上最現代化的鐵路網和最發達的高鐵網,中國鐵路成就舉世矚目。《義務教育小學科學課程標準》要求學生了解“人們為了使生產和生活更加便利、快捷、舒適,創造了豐富多彩的人工世界”這樣的科學概念,理解“工程和技術產品改變了人們的生產和生活”。在中國科技館“慶祝新中國成立70周年科技成就科普展”里,有幾件展品專門介紹了70年來中國鐵路取得的巨大成就,及其背后的科學原理、技術應用。
鐵路體系
中國鐵路科技創新取得重大突破,成功構建了具有完全自主知識產權的高速、普速、重載三大領域鐵路技術標準體系,總體技術水平邁人世界先進行列,在高速鐵路、高原鐵路、高寒鐵路、重載鐵路等領域達到世界領先水平?!八目v四橫”高鐵網提前建成運營,正向“八橫八縱”邁進,手機購票、電子客票、刷臉進站、智能導航等新技術讓高鐵與時俱進,為乘客提供貼心服務。
展品“中國鐵路體系”由列車模型、顯示器等組成。觀眾通過推動列車模型觀看相應鐵路科普視頻,直觀認識了解中國鐵路的五大體系:普速鐵路、高原鐵路、高寒鐵路、重載鐵路和高速鐵路,理解其中的科技原理,感受中國鐵路發展的巨大成就。
普速鐵路
普速鐵路是相對于高速鐵路來說的,顧名思義就是普通速度鐵路,在我國大陸地區一般是指設計速度在每小時160千米之內,經升級改造提速后仍未全面達到每小時200千米的國家鐵路。在過去很長一段時間,老式綠皮火車擔任主要的客運任務,升級改造后,傳統的綠皮車逐步退出歷史舞臺,取而代之的是更加舒適快捷的“綠巨人”動車組。實際上,普速鐵路主要指的是“路”而不是“車”,高速列車也可以運行在普速鐵路上,只不過需要按照普速鐵路規定的安全速度行駛。1997-2007年,中國鐵路先后實施6次大提速,很多普速鐵路升級后可以開行時速200~250千米的動車組,期間攻克了很多技術難題,在線路軌道、橋梁路基、供電方式、信號設備等技術方面作出重要突破。
高速鐵路
高速鐵路是指新建鐵路旅客列車設計最高行車速度達到每小時250千米及以上的鐵路。高鐵的基本特點是路軌平順,一般采用無砟軌道和無縫線路,彎道少且半徑大;信號控制系統先進,能確保高密度、高速度運行的安全性。高速鐵路建設快速發展,對國家經濟促進作用日趨顯著,其主要優勢是載客量高、耗時少、安全性好、正點率高、舒適方便、環保節能,缺點是造價較高、建設復雜、管理難度大。中國鐵路掌握了在復雜地質條件和氣候環境下的高鐵建造和運營技術,至2019年底,中國高鐵總營業里程已經突破3.5萬千米(時速200千米及以上),占世界高鐵總里程的70%。
高寒鐵路
高寒鐵路是在嚴重低溫和冬夏溫差較大的環境中運行的鐵路。以哈大客專為代表,這是中國乃至世界上第1條高寒地區的高速鐵路,全長924千米,冬季平均氣溫-25℃,最低氣溫約-40℃,冬夏溫差50℃~60℃。如何克服地面冬季冰封、夏季酷熱的熱脹冷縮,成了修好高寒鐵路的首要難題,也是保障安全運行的首要前提。通過技術創新,技術人員解決了路基防凍脹、接觸網融冰、道岔融雪等技術難題,研制了適應低溫運營環境的高寒動車組,掌握了牽引供電、通信信號等設備低溫適應性技術,形成了高寒地區高鐵建設、運營和維護的成套技術。
高原鐵路
高原鐵路是在海拔較高的環境中運行的鐵路。以青藏鐵路為代表,它是世界上海拔最高、線路最長的高原凍土鐵路,全長1956千米,最高海拔5072米,近一半的線路位于海拔4000米以上。青藏鐵路解決了三大技術難題,攻克了多年凍土,解決了高原缺氧,同時保護了高原脆弱的生態環境。創新提出“冷卻地基,主動降溫,保護凍土”的工程理念,采用片石氣冷路基、通風管路基、熱棒、以橋代路等措施降服凍土,保證路基穩定;為機車駕駛室和旅客車廂安裝制氧供氧設備,通過彌散式和分布式供氧方式解決高原缺氧問題,保障乘客生命財產安全;采取人工植草、設置野生動物通道、邊坡防護等整套環保措施,將鐵路對生態環境的影響降到最低。
重載鐵路
重載鐵路是指行駛列車總重大,行駛大軸重貨車或行車密度和運量特大的鐵路,主要用于輸送大型原材料貨物。重載鐵路一般需要滿足列車牽引質量8000噸及以上,列車的軸重在270千牛及以上,在至少150千米的線路區段內年運量大于4000萬噸這3個條件中的2個。隨著1988年大秦鐵路的開通,中國鐵路進入了重載時代。以大秦鐵路為例,2018年運量突破4.51億噸,是1989年的22.5倍,30年累計完成運量超過60億噸,創造并保持著世界單條鐵路重載列車密度最高、運輸能力最大、增運幅度最快、運輸效率最好等多項紀錄。重載鐵路的技術難題,一是軌道承受的重量遠大于客運軌道,要采用高強度鋼軌,還要考慮常年運行和自然災害對路基穩定性的影響;二是列車必須采用大功率的電力或內燃機車,追求輪軌之間的最佳黏著特性以便提高機車的牽引能力;三是采用機車無線遙控操縱系統,可以實現長達數千米的重載列車的同步控制;四是研發應用特種重載車輛,一般單節載重80噸,目前載重90噸的車輛已經開始試用。
時代列車
中國鐵路不斷發展,實現由追趕者到領跑者的角色轉換。一輛輛形態各異的列車,不僅是外觀的變化,在技術上也不斷突破,見證中國鐵路的巨變,讓百姓的出行更加方便、安全、高效、快捷、舒適,大大提高百姓出行幸福指數。
展品“時代列車”由靜態陳列展示的1:10復興號高鐵模型、和諧號動車模型、普通客車模型組成,通過圖文版和視頻配合介紹相關背景知識。觀眾通過觀看列車模型,感受時代變遷及我國鐵路運輸的快速發展。
中國高鐵發展有多快
中國高鐵經歷了從早期引進、消化吸收、再創新,到自主創新,最終實現全面創新的歷程。2008年京津城際開通,中國首條時速350千米的高速鐵路投入運營,意味著中國高鐵時代的正式來臨。2017年復興號標準動車組首發,設計時速400千米,運營時速350千米,具有完全自主知識產權的中國標準動車組從此奔馳在祖國廣袤的大地上,復興號高速列車實現了從追趕到領跑的關鍵一步,中國高鐵完成了從自主創新到全面創新的飛躍。
·中國高鐵運營里程世界第一。2019年底中國高鐵運營里程超過3.5萬千米,占全球高鐵運營里程70%,超過其他國家總和。
·中國高鐵運營速度世界第一。截至2019年7月,中國高鐵以每小時350千米運營速度位居世界第一,超過法國、日本、德國和瑞士的每小時320千米。
·中國高鐵保有量世界第一。截至2019年7月,中國高鐵車輛數(組)為2430,超過法國的464和日本的340。
高鐵為什么成為“中國名片”
2015年7月17日,習近平在視察中國中車長春軌道客車股份有限公司總裝車間時說:“高鐵動車體現了中國裝備制造業水平,在‘走出去‘一帶一路建設方面也是‘搶手貨,是一張亮麗的名片?!苯涍^多年的實踐探索與發展,中國成功擁有世界先進的高鐵工程建造技術、裝備制造技術和運營管理技術,具有組團出海的實力,并逐漸走出國門,為世界高鐵發展提供“中國方案”。
·技術先進。擁有世界上最先進、最全面的高速鐵路技術。
·安全性高。中國高鐵形成了基礎設施、移動裝備、綜合檢測、防災減災、應急救援為一體的安全風險管理體系,確保了高速列車的安全運行。
·性價比高。中國高鐵在成本和效率方面更具優勢。建設成本約為其他國家的2/3,建設工期相比國外也極大縮短。
·運營經驗豐富。中國高鐵運營里程最長,運營速度最高,運營場景和管理經驗最豐富。