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(nèi)，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(nóng)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(diào)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(diào)稍微有所提高。張德江還要求，近期要在全國鐵路范圍內(nèi)，開展一次安全生產(chǎn)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(zhì)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(nèi)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(nèi)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(nèi)，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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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(diào)至300公里以內(nèi)。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(zhì)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(chǎn)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(nèi)部大大小小會議對于安全的強調(diào)，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(nèi)部的共識。
最終，在2011年3月底的一次內(nèi)部會議上，鐵道部做出了高鐵運營速度調(diào)整的決定，將中國高鐵的最高運營速度從380公里下調(diào)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(nèi)，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(nóng)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(chǎn)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(diào)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(diào)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(diào)整后，包括高鐵在內(nèi)的全國鐵路客運能力將增長9.6%”。
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