“高鐵技術(shù)樹(shù)起國際標桿”。6月24日，“復興號高速列車(chē)”摘取2023年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎特等獎。

如今，復興號高速列車(chē)已成為世界上商業(yè)運營(yíng)速度最高、運營(yíng)場(chǎng)景最豐富的動(dòng)車(chē)組列車(chē)。

從雪域高原到熱帶雨林，從渤海之濱到沙漠腹地……復興號高速列車(chē)奔馳在祖國廣袤的大地上，截至2023年底，已累計安全運行23.4億公里。

京滬高鐵，全長(cháng)1318公里，復興號最快4小時(shí)18分可達；貴南高鐵，復興號串起“多彩貴州”與“秀美廣西”，半日即可實(shí)現游小七孔、品螺螄粉……從熱鬧繁華的大都市到安靜祥和的小鄉村，高鐵重構時(shí)空。截至2023年底，復興號高速列車(chē)累計運送旅客22億人次。

2013年啟動(dòng)研制，2017年精彩亮相，從追趕到領(lǐng)跑，復興號丈量大國前行腳步，鐫刻中國創(chuàng )新高度。

為何研發(fā)復興號？

國外技術(shù)平臺、國外標準，制約進(jìn)一步發(fā)展

時(shí)間回溯到2004年。面對社會(huì )高漲的鐵路“提速”需求，我國開(kāi)始追蹤世界高鐵技術(shù)，相繼引進(jìn)日本、法國、加拿大和德國的高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)。

2007年，和諧號動(dòng)車(chē)組列車(chē)正式上線(xiàn)，隨后系列產(chǎn)品如雨后春筍般成長(cháng)，大批量生產(chǎn)投用。截至2012年底，我國共投用和諧號系列高速動(dòng)車(chē)組816列，合計里程11.6億公里。

和諧號如此厲害，為何還要研發(fā)復興號？

原來(lái)，多方引進(jìn)、博采眾長(cháng)的彎道超車(chē)，如同一把雙刃劍，為中國高鐵爭取寶貴發(fā)展時(shí)間的同時(shí)，也留下兼容性的難題。

“我們從國外引進(jìn)1型車(chē)、2型車(chē)、3型車(chē)和5型車(chē)共四種不同的技術(shù)平臺。基于不同平臺研發(fā)的車(chē)型，大到車(chē)廂布局、載客量，小到車(chē)鉤、閘片等零部件，都難以互聯(lián)互通，給實(shí)際操作帶來(lái)很大挑戰。”中國鐵道科學(xué)研究院集團公司首席研究員趙紅衛介紹。

一個(gè)最簡(jiǎn)單的例子是司機操作臺。引進(jìn)的1型車(chē)是一個(gè)手柄，2型車(chē)是2個(gè)手柄，3型車(chē)則是3個(gè)手柄，司機操作界面也不一樣，高鐵司機不得不學(xué)習每個(gè)車(chē)型。

更大的麻煩是檢修維護零部件尚未統型，檢修維護復雜。

“動(dòng)車(chē)組每天上線(xiàn)運營(yíng)，每天都要檢修，零部件損耗或壞掉，就要及時(shí)更換。”國鐵集團機輛部副主任單巍說(shuō)，這要求檢修部門(mén)必須準備各式各樣的備品備件，運營(yíng)成本較高。

更重要的是，放眼世界，沒(méi)有哪個(gè)國家的高鐵運營(yíng)距離有中國這么長(cháng)，更沒(méi)有哪個(gè)國家的運營(yíng)環(huán)境如此復雜。“一些引進(jìn)車(chē)型難免‘水土不服’，需要再創(chuàng )新。”國鐵集團總工程師葉陽(yáng)升說(shuō)，使用國外技術(shù)平臺，每一次升級改造，都繞不過(guò)軟件更新，有時(shí)還要請外方專(zhuān)家來(lái)解決。

多次參加國內外高鐵會(huì )議、展覽，時(shí)任中國鐵路總公司總工程師何華武體會(huì )深刻：盡管我們掌握了和諧號動(dòng)車(chē)組的技術(shù)，許多技術(shù)還是自主創(chuàng )新研發(fā)改進(jìn)的，但由于使用國外的技術(shù)平臺、采用國外標準，進(jìn)一步發(fā)展受到制約。

何華武對科研團隊說(shuō)：“必須研發(fā)中國標準動(dòng)車(chē)組，把發(fā)展主導權牢牢掌握在自己手里！”

創(chuàng )新，勢在必行。

“消化吸收的目的是自主創(chuàng )新。從引進(jìn)的那一天起，我們就做好了自主研發(fā)的準備。”葉陽(yáng)升說(shuō)，要盡快搭建由中國主導、具有中國特色的高鐵技術(shù)體系，其設計、制造、試驗、驗收、運維必須遵循中國標準。

中國標準怎樣打造？

車(chē)體、轉向架等關(guān)鍵技術(shù)自主研發(fā)，軟件自主開(kāi)發(fā)

“一列時(shí)速350公里的高鐵列車(chē)大概由4萬(wàn)多個(gè)零部件組成，涵蓋機械、冶金、材料、電力電子、化工、信息控制等眾多技術(shù)領(lǐng)域。”中國中車(chē)首席科學(xué)家王軍說(shuō)，加之我國特有的超大規模路網(wǎng)、復雜地理氣候條件、超長(cháng)距離持續高速運行工況，高速列車(chē)自主研發(fā)面臨前所未有的困難。

以列車(chē)網(wǎng)絡(luò )控制系統為例，其負責完成動(dòng)車(chē)組上的高壓、牽引、制動(dòng)、輔助供電、車(chē)門(mén)等的控制、監視，以及車(chē)上所有控制信息和故障信息的傳輸、處理、存儲和顯示，作為動(dòng)車(chē)組的“大腦”，是國外技術(shù)封鎖的重點(diǎn)。

列車(chē)網(wǎng)絡(luò )控制系統的軟件開(kāi)發(fā)，需要有一套仿真測試平臺。彼時(shí)，當趙紅衛向國外企業(yè)詢(xún)價(jià)購買(mǎi)時(shí)，要么石沉大海音信全無(wú)，要么明確拒絕報價(jià)和出售。她不甘心，帶著(zhù)團隊從零做起，從方案設計、畫(huà)圖實(shí)施到接線(xiàn)測試等，僅用一年時(shí)間，就自己搭建起仿真平臺。

平臺建好了，但買(mǎi)不到網(wǎng)絡(luò )芯片、網(wǎng)卡。怎么辦？自己制作！網(wǎng)絡(luò )軟件的所有源代碼自己編寫(xiě)，團隊實(shí)現了中國標準動(dòng)車(chē)組列車(chē)網(wǎng)絡(luò )控制系統的硬件和軟件全部自主化，使中國動(dòng)車(chē)組真正有了“中國腦”。

為降低噪聲，不同材料和結構的隔音試驗做了3000多次，最終實(shí)現復興號時(shí)速350公里運行，車(chē)廂噪聲最小低至65分貝；為降低車(chē)輛運行阻力和能耗，對40多種方案進(jìn)行仿真分析和風(fēng)洞試驗，最終實(shí)現氣動(dòng)阻力降低14%，人均百公里能耗降低20%；為實(shí)現整車(chē)諧波優(yōu)化控制，一次次設計、分析、試驗、優(yōu)化，最終研發(fā)全新的控制插件，達到國際領(lǐng)先水平……

回首來(lái)路，復興號自主創(chuàng )新的征途上，研發(fā)團隊突破了牽引、制動(dòng)、網(wǎng)絡(luò )等核心控制和車(chē)輪、車(chē)軸、齒輪箱設計制造等關(guān)鍵技術(shù)。復興號采用的254項重要標準中，中國標準占到84%。動(dòng)車(chē)組整體設計以及車(chē)體、轉向架等關(guān)鍵技術(shù)都是自主研發(fā)，軟件全部自主開(kāi)發(fā)，具有完全自主知識產(chǎn)權。

復興號家族有多大？

設計生產(chǎn)動(dòng)車(chē)組零部件的核心企業(yè)超100家、關(guān)聯(lián)企業(yè)超2100家

2015年6月，中國標準動(dòng)車(chē)組揭開(kāi)神秘面紗，兩列復興號動(dòng)車(chē)組成功完成組裝、調試并下線(xiàn)。然而距離投用，還有漫漫長(cháng)路。

“高鐵不僅是設計出來(lái)的，更是試驗出來(lái)的。”葉陽(yáng)升說(shuō)。國家鐵道試驗中心、大西高鐵、鄭徐高鐵、哈大高鐵……1年多時(shí)間，復興號運行約61萬(wàn)公里，相當于圍繞赤道跑了15圈。

終于，在歷經(jīng)上萬(wàn)項仿真計算、地面試驗、線(xiàn)路試驗后，2017年，中國標準動(dòng)車(chē)組列車(chē)取得型號合格證和制造許可證，6月，以“復興號”命名的中國標準動(dòng)車(chē)組亮相。

2017年9月，復興號在京滬高鐵實(shí)現時(shí)速350公里商業(yè)運營(yíng)；2019年12月，在京張高鐵實(shí)現時(shí)速350公里自動(dòng)駕駛；2021年6月，高原內電雙源動(dòng)力集中動(dòng)車(chē)組開(kāi)進(jìn)西藏、開(kāi)到拉薩，復興號覆蓋31個(gè)省份……

今日的復興號，家族體系日益龐大——

涵蓋時(shí)速350公里、250公里、160公里不同速度等級；包括8輛、16輛、17輛等多種編組型式；分為動(dòng)力集中和動(dòng)力分散不同牽引模式；囊括標準型、高寒型、智能型等不同配置……復興號家族全方位滿(mǎn)足旅客出行需求。

今日的復興號，帶動(dòng)起“塊大力強”的軌道交通產(chǎn)業(yè)——

從研發(fā)、制造到運維服務(wù)，設計生產(chǎn)動(dòng)車(chē)組零部件的核心企業(yè)超100家、關(guān)聯(lián)企業(yè)超2100家，一個(gè)全球領(lǐng)先的軌道交通產(chǎn)業(yè)興起。

中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院數據顯示，2022年我國軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)規模達4800億元左右，預計2025年可達6000億元左右。

今日的復興號，走出國門(mén)，成為國家名片——

2021年12月，中老鐵路開(kāi)通運營(yíng)，復興號首次走出國門(mén)；2023年10月，基于復興號技術(shù)平臺研制的時(shí)速350公里高速列車(chē)在印尼雅萬(wàn)高鐵投用，中國高鐵首次全系統、全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈在海外落地……

截至2023年底，中國鐵路累計主持ISO、ICE和UIC國際標準制定修訂項目65項，參與國際標準制定修訂項目249項，國際鐵路聯(lián)盟高鐵領(lǐng)域全部11項系統級國際標準均由中國鐵路主持制定。

重溫歷史，展望未來(lái)，復興號為什么能？中國鐵路為什么能？

跨越，根植于新型舉國體制的強大優(yōu)勢。

集中力量辦大事。復興號的研制，從中央到地方，從科研創(chuàng )新、生產(chǎn)組織到產(chǎn)業(yè)化應用，從規劃設計、工程建設、裝備制造到運營(yíng)管理，眾多配套企業(yè)、近百家高校及科研單位共同參與。

跨越，根植于挑戰極限的鐵路精神。

從“解放”型、“建設”型蒸汽機車(chē)到“東風(fēng)”型內燃機車(chē)、“韶山”型電力機車(chē)，再到和諧號動(dòng)車(chē)組、復興號動(dòng)車(chē)組……不同型號、不同動(dòng)力的“火車(chē)頭”，在各個(gè)歷史時(shí)期承載著(zhù)推動(dòng)國家發(fā)展的重要使命。

跨越，根植于工業(yè)實(shí)力的整體躍升。

軌道交通是裝備制造業(yè)中產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈、市場(chǎng)鏈最豐富的門(mén)類(lèi)之一。生產(chǎn)一列復興號動(dòng)車(chē)組，涉及工業(yè)體系的方方面面。從相關(guān)零部件造不出，到造到世界最好，復興號日益成熟的背后是我國工業(yè)實(shí)力的整體提升。

當前，中國鐵路科技創(chuàng )新團隊正在全力推進(jìn)CR450高速動(dòng)車(chē)組的研制，這是更快速度、更加節能、更加環(huán)保、更加安全的新一代動(dòng)車(chē)組。

輪軌之上，動(dòng)力澎湃，創(chuàng )新的腳步永不停歇。

版式設計：張芳曼

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