從追趕到領跑 中國高鐵匠心“智”造繪就“中國名片”

    本報記者 趙學毅 向炎濤 曹衛(wèi)新

    新型ETFE膜結構的500米中央光庭、麥穗黃陶板的站內(nèi)裝飾、藻井造型的候車大廳吊頂、3D打印的百米長卷、站臺層地面的200多根導光管、精準布設的5G基礎設施……7月24日，《證券日報》記者走進“古韻新風”的北京豐臺站，看到這座亞洲最大的鐵路樞紐客站獨具匠心的“中國智造”之美，也感受到中國鐵路從無到有、由弱到強的“中國速度”。

改建后的北京豐臺站

置身車站內(nèi)會有非常開闊大氣的視覺體驗

    數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，我國高鐵運營里程突破4萬公里，位居全球首位。2012年至2021年，十年間我國高鐵事業(yè)迎來飛速發(fā)展，總運營里程翻了兩番，占鐵路總運營里程的比重從9.6%增長至27.53%。

    中國高鐵從無到有，并由“追趕者”一躍成為世界鐵路的“領跑者”。目前，我國已成為世界上高速鐵路系統(tǒng)技術最全、集成能力最強、運營里程最長、運行速度最高、在建規(guī)模最大的國家。

    高鐵的“中國速度”是如何煉成的？這張“中國名片”背后又有哪些精彩故事？

    “坐著高鐵看中國”照進現(xiàn)實

    “我國高鐵發(fā)展雖然比發(fā)達國家晚40多年，但依靠黨的領導和新型舉國體制優(yōu)勢，經(jīng)過幾代鐵路人接續(xù)奮斗，實現(xiàn)了從無到有、從追趕到并跑、再到領跑的歷史性變化，成功建設了世界上規(guī)模最大、現(xiàn)代化水平最高的高速鐵路網(wǎng)。自2008年我國第一條設計時速350公里的京津城際鐵路建成運營以來，一大批高鐵相繼建成投產(chǎn)。特別是黨的十八大以來，我國高鐵發(fā)展進入快車道，年均投產(chǎn)3500公里，發(fā)展速度之快、質量之高令世界驚嘆，其已成為中國形象的‘亮麗名片’。”中國國家鐵路集團有限公司（以下簡稱“國鐵集團”）相關負責人告訴《證券日報》記者。

    回溯中國鐵路提速史，1997年至2001年期間，其先后進行了四次大提速，旅客列車最高時速達到140公里；第五次大提速始于2004年4月18日，主要是在京滬、京廣、京哈等線開行時速160公里的Z字頭直達特快，列車夕發(fā)朝至，中途不辦客，只在個別車站作幾分鐘技術性停車；2007年4月18日起，全國鐵路正式實施第六次大面積提速，時速達到200公里以上，其中京哈、京滬、京廣、膠濟等提速干線的部分區(qū)段時速可達250公里。

    2008年8月1日，京津城際鐵路開通運營，京津兩地之間實現(xiàn)30分鐘通達，其也成為我國第一條具有完全自主知識產(chǎn)權、運行時速達到350公里的高速鐵路，標志著中國正式邁入高鐵時代。

    “我國是世界上唯一實現(xiàn)高鐵時速350公里商業(yè)運營的國家，樹起了世界高鐵商業(yè)化運營標桿，以最直觀的方式向世界展示了‘中國速度’。到2020年底，我國高鐵營業(yè)里程達到3.79萬公里，占世界高鐵總里程的69%；其中，時速300公里至350公里的高鐵運營里程1.37萬公里，占比為36%；時速200公里至250公里的高鐵運營里程2.42萬公里，占比為64%。目前，在京滬、京津、京張、成渝等高鐵1910公里線路上，復興號以時速350公里運營。”上述國鐵集團相關負責人對《證券日報》記者介紹。

    2022年6月份，國家鐵路局副局長安路生在“中國這十年”系列主題新聞發(fā)布會上介紹，十年來，我國鐵路固定資產(chǎn)投資累計超過7萬億元，增產(chǎn)里程5.2萬公里。到2021年底，全國鐵路營業(yè)里程達到15萬公里，其中高鐵4萬公里。鐵路已覆蓋全國81%的縣，高鐵通達93%的50萬人口以上城市，基本形成了布局合理、覆蓋廣泛、層次分明、安全高效的鐵路網(wǎng)絡。十年來，“四縱四橫”高鐵網(wǎng)全面建成，“八縱八橫”高鐵網(wǎng)加密形成，有力支撐了國家重大戰(zhàn)略。“坐著高鐵看中國”已經(jīng)成為老百姓享受美好生活的真實寫照。

    憑借著世界第一的高鐵運營里程和速度，中國高鐵的實力得到國際社會的認可，其已然成為一張亮麗的“中國名片”。數(shù)據(jù)顯示，近年來，高鐵行業(yè)運載能力占鐵路行業(yè)的比重逐年上升，運輸質量顯著提高。高鐵行業(yè)著眼滿足人民群眾不斷增長的鐵路運輸需求，大力實施鐵路供給側結構性改革，運輸供給能力、服務品質、安全水平持續(xù)提升。2012年到2020年，全國高鐵旅客運量年均增長23.38%，高鐵旅客周轉量平均增長21.37%，旅客出行更加便捷，能源、資源等重點物資運輸?shù)玫接辛ΡＵ稀?/p>

    自主創(chuàng)新彰顯科技“硬實力”

    高速鐵路的建設是一個復雜的系統(tǒng)工程，其創(chuàng)新過程更是布滿荊棘、充滿艱難險阻。

    從“依樣畫葫蘆”到引領世界高鐵發(fā)展，在這一征途中，無數(shù)科學家、工程師開拓求索，篳路藍縷，憑借著不屈不撓的意志和變不可能為可能的勇氣，努力學習技術并積極開拓未知領域，這才有了今天的偉大成就。

    “我國在2004年決定通過技術引進發(fā)展高鐵。但在國際市場中，其中核心技術很難用錢買到。”專注于軌道交通門系統(tǒng)研發(fā)生產(chǎn)的康尼機電首席專家史翔告訴《證券日報》記者。

    例如，高鐵車門是集機械、材料、控制與通信等多技術為一體的復雜機電系統(tǒng)，其對安全性和可靠性要求極高，如安全事故率小于10-6/h，相當于車門安全事件要做到“百年一遇”；百萬公里故障數(shù)（FPMK）≤1，相當于北京到上海不間斷運行130天，才容許車門發(fā)生一次故障。

    采訪中，史翔告訴記者，高速度帶來的高氣動載荷，會引起車門的密封失效和車門脫落；北方-40℃的高寒和西部地區(qū)的強風沙，可能會造成車門凍住打不開、潤滑油脂失效以及車門運動磨損的加??；動車組的高強度電磁干擾，則會造成車門通信可靠性降低，導致異常開門；而時速高達350公里的車門設計理論、試驗評價體系及標準在全世界根本還是一片空白。

    為了早日實現(xiàn)高鐵車門技術自主創(chuàng)新，史翔帶領著康尼機電的研發(fā)團隊，開始攻堅相關技術難關。

    針對高氣動載荷對車門的危害，史翔發(fā)明了“內(nèi)置塞拉”運動的新型門系統(tǒng)，既防止車門外脫，又巧妙利用氣動壓差實現(xiàn)車門更加密封，與國外產(chǎn)品相比密封性能提高55%，隔音效果提升9%，車門安全性提高的同時，乘坐舒適度也提升了。

    此外，歷時十多年的攻堅克難，“三高一無”的四大難點也被康尼機電一一破解。公司研發(fā)出中國首套完全具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)化高鐵車門系統(tǒng)，整體技術水平達到國際領先，被列為國家戰(zhàn)略性創(chuàng)新產(chǎn)品。從2014開始該系統(tǒng)便已批量供貨，并全面覆蓋國內(nèi)動車組主要車型。截至目前，“復興號”80%以上車門均是其合作研發(fā)的。

康尼機電首席專家史翔現(xiàn)場向記者演示了KC20型電力連接器的設計原理

    除了擺脫高鐵車門技術依賴國外，我國在列車運行控制技術方面也實現(xiàn)了自主創(chuàng)新。其作為高鐵三大核心技術之一，對高鐵的安全和高效運營發(fā)揮著舉足輕重的作用。作為我國高鐵列車運行控制系統(tǒng)的標準主導者、系統(tǒng)創(chuàng)造者、技術引領者，專注于軌道交通控制系統(tǒng)技術的中國通號通過高質量知識產(chǎn)權工作，助力全球首次實現(xiàn)高鐵自動駕駛，實現(xiàn)了高鐵“大腦”由國產(chǎn)化跟隨、自主化并跑到全自主可控的跨越，保障了每天9800列旅客列車安全運行和1億人次軌道交通安全出行，走出了一條技術專利化、專利標準化、標準產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)全球化的自主創(chuàng)新之路。

中國通號C3列控實驗室內(nèi)，工作人員一絲不茍地忙碌著

    “十年來，中國通號以發(fā)展民族通信信號技術為己任，徹底打破國外壟斷，在高速鐵路、城際鐵路、地鐵領域列車運行控制等領域，全面攻克列車超速防護、自動駕駛、智能調(diào)度指揮、既有線改造換裝等核心技術，形成產(chǎn)品種類多元化、主要產(chǎn)品譜系化、核心產(chǎn)品自主化、產(chǎn)品層次差異化的列控系統(tǒng)裝備，實現(xiàn)自主可控、安全可靠、先進高效、綠色節(jié)能的目標，關鍵核心裝備實現(xiàn)100%國產(chǎn)化和深度自主化。2017年，國內(nèi)首個完全自主的高鐵C3列控系統(tǒng)首次在大西線試驗取得圓滿成功，各項安全性能均優(yōu)于國外系統(tǒng)，并已在合安九高鐵正式開通運用；2021年，關鍵核心技術攻關實現(xiàn)突破，自主研發(fā)的4款國產(chǎn)芯片和‘安達’操作系統(tǒng)實現(xiàn)應用，一批基于100%國產(chǎn)芯片的核心裝備進入產(chǎn)業(yè)化、工程化階段，為實現(xiàn)中國軌道交通列控技術和產(chǎn)業(yè)鏈完全自主可控奠定堅實基礎。”中國通號相關負責人告訴《證券日報》記者。

    資本賦能中國標準“揚帆出海”

    2020年1月16日，“中國高鐵第一股”京滬高鐵在上交所主板掛牌上市。作為國鐵集團旗下上市公司，京滬高鐵搭乘資本市場的快車不斷壯大實力。

    同花順數(shù)據(jù)顯示，截至2021年12月31日，高鐵行業(yè)概念股共71只，總市值達15121.19億元，相較于2012年末的4787.9億元，增長了316.02%。而“中國高鐵第一股”京滬高鐵成功登陸A股，不僅有利于A股市場的質量提升，同時為我國鐵路股份制改革樹立了榜樣。

    對近十年間相關公司年報情況不完全統(tǒng)計可知，高鐵行業(yè)公司在不斷提高研發(fā)投入。據(jù)2021年年報數(shù)據(jù)顯示，71家高鐵行業(yè)公司的研發(fā)投入總額達1027.43億元，其中多家公司研發(fā)投入超百億元。

    “‘十三五’期間，中國通號深入實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，加速關鍵核心技術攻關，加快科技成果轉化，加強協(xié)同創(chuàng)新步伐，強化科技人才隊伍建設，不斷推進創(chuàng)新體制機制改革，累計投入科技費用近90億元，承擔國家重點研發(fā)計劃等國家級科研項目23項，突破了自主化高鐵列控系統(tǒng)、城軌列控系統(tǒng)、自主專用芯片等一系列關鍵核心技術等。截至2022年6月30日，中國通號累計擁有有效授權專利3474件，其中發(fā)明專利1233件，海外專利125件。2022年1月份至6月份共申請發(fā)明專利526件，海外專利59件，近3年發(fā)明專利申請增長率分別為40%、52%、39%，發(fā)明專利數(shù)量不斷提高。”中國通號相關負責人告訴記者。

    作為交通運輸?shù)?ldquo;定海神針”，時至今日，中國鐵路完成了從“和諧號”動車組到完全自主知識產(chǎn)權的“復興號”動車組，從“四縱四橫”到“八縱八橫”的巨大轉變。中國鐵路在不斷自我完善的同時也逐漸走出國門、沖向世界，隨著“一帶一路”倡議的不斷順利推進，中華文化的影響力不斷擴大，伴隨著我國交通強國戰(zhàn)略的實施，鐵路的重要性在各個領域充分體現(xiàn)出來。

    2022年6月21日，印尼雅萬高鐵2號隧道順利貫通。作為中國高鐵首次全系統(tǒng)、全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈在海外落地的典范工程，雅萬高鐵建設一直備受市場關注。這條連接印尼首都雅加達和第四大城市萬隆的高鐵全長142公里，最高設計時速350公里，是“一帶一路”建設和中印尼兩國務實合作的標志性項目。項目建成后，雅加達到萬隆的旅行時間將由現(xiàn)在的3個多小時縮短至40分鐘。

    境外項目的實施，有力推動了我國鐵路標準“走出去”。據(jù)上述國鐵集團相關負責人介紹，2021年，國際標準化組織鐵路應用技術委員會開展的40項標準制定工作，我國主持9項、參與31項；國際電工委員會開展的99項標準制定工作，我國主持13項、參與48項；國際鐵路聯(lián)盟（UIC）開展的606項標準制定工作，我國主持26項、參與21項，包括UIC高速鐵路實施系列標準、UIC高速鐵路設計系列標準等，其中實施系列標準已向全球發(fā)布。同時，我國鐵路還與俄羅斯等21個“一帶一路”沿線國家簽署標準化互認合作協(xié)議，顯著提升了我國鐵路標準的影響力。

    今年7月份，我國鐵路標準再傳捷報。日前，國際鐵路聯(lián)盟（UIC）發(fā)布實施了由我國主持制定的《高速鐵路設計基礎設施》標準和《高速鐵路設計供電》標準，兩項標準由國鐵集團組織專家主持，法國、德國、日本、西班牙、意大利等十余個國家的20余名專家參與，歷時4年編制而成。標準確立了國際鐵路聯(lián)盟高速鐵路總體設計、線路、路基、橋梁、隧道、軌道、車站、動車組運用檢修設施、維修設施、綜合防護、環(huán)境保護、牽引供變電、接觸網(wǎng)、電力供配電和遠動系統(tǒng)等領域的設計理念、關鍵參數(shù)和技術要求，為世界高速鐵路建設運營貢獻了中國智慧和中國方案。

    “智”造高鐵扶搖直上“五萬公里”

    據(jù)國家鐵路局數(shù)據(jù)顯示，2012年到2021年底，鐵路固定資產(chǎn)投資累計超過7萬億元，增產(chǎn)里程5.2萬公里。貨運能力不斷提升，2021年貨運量完成47.74億噸，較2012年增長22.3%。根據(jù)“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要，到2025年，全國鐵路營業(yè)里程將達到17萬公里左右，其中高鐵5萬公里。僅在長三角地區(qū)，“十四五”期間鐵路建設投資規(guī)模預計達1萬億元左右。到“十四五”末，長三角鐵路營業(yè)里程將達1.7萬公里，高鐵里程約9500公里，較“十三五”末分別增加4200公里、3500公里左右。

    “我國鐵路自主創(chuàng)新取得重大成果，總體技術水平邁入世界先進行列，高速、高原、高寒、重載鐵路技術達到世界領先水平，智能高鐵技術全面實現(xiàn)自主化，目前已形成涵蓋時速160公里至350公里速度等級的復興號系列動車組車型體系。實現(xiàn)這一目標肯定沒有問題。”作為高鐵動車組粉末冶金制動閘片核心供應商的天宜上佳相關負責人告訴《證券日報》記者。

    上述負責人介紹，在材料配方方面，天宜上佳打破行業(yè)傳統(tǒng)材料配方模式，通過調(diào)整摩擦組元和潤滑組元的類型及其配比，在保證基體強度的同時，提高閘片的導熱性和確保不同速度下足夠高的摩擦系數(shù)及其穩(wěn)定性；公司的粉末冶金工藝路線，確保了動車組用粉末冶金閘片性能的穩(wěn)定性、一致性。公司通過多年技術積累以及技術迭代，研發(fā)出粉末冶金閘片三代升級產(chǎn)品TS399B，使閘片與制動盤達到最佳匹配，閘片平均壽命提高近一倍，該產(chǎn)品已通過CRCC認證。

    在高鐵行業(yè)，康尼機電也是制造向“智”造升級的典型代表，該公司除了用數(shù)字化賦能生產(chǎn)過程，還將數(shù)字化手段運用到了研發(fā)、營銷、售后等全價值鏈運營效率上。《證券日報》記者走進位于南京市經(jīng)開區(qū)恒達路19號的康尼機電廠區(qū)里，數(shù)十位負責生產(chǎn)組織、設備管理、采購管理等環(huán)節(jié)的工作人員正對著電腦緊張忙碌，指揮著前端近6萬平方米車間內(nèi)的所有智慧化操作。據(jù)了解，近年來康尼機電運用互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能與大數(shù)據(jù)技術，讓在線監(jiān)控器件及故障診斷、故障預測等與車門系統(tǒng)相關的“健康”管理成為可能。

    “我們有一個車門系統(tǒng)智能診斷及運維平臺，堪稱軌道車輛門系統(tǒng)領域的‘智能運維專家’。在這個平臺上，遠至呼和浩特，近至南京本地以及上海、杭州等全國二十多個城市的‘康尼門’的實時動態(tài)都能體現(xiàn)。每個地鐵門、高鐵門、站臺門的‘健康’狀況在這里一目了然。”史翔告訴記者，如果車門出現(xiàn)硬件磨損、開關不暢等“亞健康”現(xiàn)象，工作人員都可以及時得到反饋。一旦系統(tǒng)遠程監(jiān)測到任何突發(fā)故障，都會立即發(fā)出警報并派單給當?shù)鼐S修隊伍實施快速搶修。