梁成谷
探寻中国高速铁路发展模式
发表时间：2014-11-01 20:22 作者： 来源： 浏览：
自8月1日京津城际铁路通车运营以来，时速300公里至350公里动车组列车运行平稳有序，受到广大旅客青睐，每逢周末更是趟趟爆满。据统计，截至9月1日，京津城际铁路通车运营一个月，运送旅客183.1万人，列车正点率98%。实践证明，中国铁路已经站在了世界高速铁路技术的前沿，中国高速铁路的发展模式是成功的。
中央领导同志在考察京津城际铁路时指出，我国高速铁路发展快、水平高、投入少，这种发展模式具有普遍意义。探寻中国高速铁路发展的轨迹，我们不难发现，这种发展模式的核心价值和最大成功在于创新。
选择中国特色高速铁路发展之路
铁路是人类社会文明进步的重要产物，也是促进世界经济社会发展的重要基础设施。建国以来，中国铁路虽然取得了长足的进步，到2002年底，我国铁路运营里程已达7.2万公里，但按人均里程计算，仅为5.5厘米，不及一根香烟长，排名在世界百位以后。铁路货运需求满足率不足35%，95%以上的运输能力只能用于运输煤炭、石油、粮食等关系国计民生的国家重点物资。在客运方面，随着人民群众生活水平的进一步提高，乘坐火车旅游的需求不断增加，对运输服务质量要求不断提高，每逢春运暑运、“五一”、“十一”黄金周，全国各大车站人流如织，一票难求。
中国铁路人清醒地认识到，铁路还远远不能满足我国经济社会快速发展的需要，必须加快发展，为人民群众提供更加方便、快捷、优质、安全的公共服务产品。
铁路发展的滞后，引起了党中央、国务院的高度重视。党的十六大以来，以胡锦涛同志为总书记的党中央和国务院从落实科学发展观、实现国民经济又好又快发展的战略全局出发，作出了加快发展铁路的重要决策。胡锦涛总书记明确指出，铁路作为国家重要基础设施、国民经济的大动脉和大众化交通工具，在我国经济社会发展中具有重要作用。要求铁路系统广大干部职工认清使命，抓住铁路建设的黄金机遇期，再接再厉，开拓进取，为加快我国铁路发展步伐，全面建设小康社会，加快推进社会主义现代化作出新的更大贡献。
2004年1月，温家宝总理主持召开的国务院第34次常务会议批准了《中长期铁路网规划》，这是我国铁路历史上第一个中长期发展规划，确定到2020年我国铁路营业里程达到10万公里，其中时速200公里及以上的客运专线达到1.2万公里以上。2007年10月，国务院第195次常务会议批准了《综合交通网中长期发展规划》，确定到2020年我国高速铁路总规模为1.8万公里。
按照今年世界高速铁路大会的定义，“高速铁路”必须同时具备三个条件：新建的专用线路、时速250公里动车组列车、专用的列车控制系统。因此，我国的客运专线就是高速铁路。高速铁路在客运市场有四大优势：一是速度快。在旅行距离1000公里范围内，具有明显的竞争优势。二是安全可靠。日本新干线自运营以来，几十年没有发生过列车颠覆和旅客伤亡事故，法国高速铁路10多年来始终保持安全运营的良好纪录。三是经济实惠。选择高速铁路旅行比乘坐飞机和汽车更经济划算。四是运载量大。一条四车道高速公路年运量最大不超过8000万人，一条双线高速铁路年运量可达1.5亿人。特别是高速铁路在城际间开行高密度、公交化、编组灵活的动车组列车，其载客量是公路、民航无法比拟的。
我国人口众多、内陆深广，解决大规模人口流动问题，最安全、最快捷、最经济、最环保、最可靠的交通方式是高速铁路。中国铁路决定把发展客运高速作为实现现代化的一个主要方向。但是，采取何种模式尽快实现中国铁路的“高速梦”，尚需论证。
经过审慎的分析、研究和论证，中国铁路的决策者认为，我国铁路已经掌握高速铁路线型精测精调、客站功能完善、路基沉降控制、长大梁制运架、大跨高桥长隧、无砟有砟轨道等设计与施工成套关键技术，成功开展了工务工程、通信信号、牵引供电、调度指挥、旅客服务等各专业系统的集成创新，机车车辆制造具有比较好的基础，但是在高速列车的设计制造方面与发达国家还有不少差距。基于这样一个实事求是的判断，中国要发展高速铁路，既不能妄自菲薄、全盘引进，也不能盲目排外、闭门造车，而要立足于经济和社会生活现代化的需要，综合考虑安全经济技术等各种因素，坚定不移地发展适合中国国情的高速铁路。
这种发展高速铁路道路的特点就是：立足高起点、高标准，瞄准世界先进水平，坚持以我为主，自主创新，把原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新结合起来，全面掌握先进的核心技术，形成具有中国自主知识产权的高速铁路技术体系。具体来说，线路、桥梁、隧道、涵洞等工程技术，以原始创新为主，形成完全独立的技术标准和自主知识产权；通信、信号、牵引供电系统，坚持系统集成创新，形成满足我国客运专线系统集成的标准和要求；运营调度和旅客服务系统，坚持自主创新，适应我国客运专线运营要求；高速动车组，按照“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的要求，通过引进消化吸收再创新，实现具有世界先进水平的客运动车组的国产化。
在高速铁路的工程建设中，实行项目法人责任制、招标投标制、建设监理制和合同管理制有机结合的管理体制，充分运用现代科学管理方法，推行项目管理信息系统，实行“小业主、大咨询”管理模式。
在高速动车组引进消化吸收再创新方面，坚持以政府为主导、以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系。铁道部充分发挥组织协调作用，将全国铁路形成一个拳头，促使国外厂家形成进入中国铁路市场的竞争，以最低的价格引进最先进的技术。国内机车车辆制造企业和有关科研院所，发挥科技创新的主体作用，通过引进先进技术，搭建起一流的研发平台和一流的制造平台。
建立中国高速铁路技术标准体系
从全国铁路第六次大提速中时速200公里至250公里CRH1、CRH2、CRH5型“和谐号”动车组列车的亮相，到国产CRH3型“和谐号”动车组列车在京津城际铁路跑出394.3公里的时速，不断提升的速度，见证着中国铁路“高速梦”的实现。
2004年以来，铁路部门系统安排了110项重大科研课题，开展高速铁路技术创新工作。通过大量工程试验和实践，形成了具有世界先进水平的中国高速铁路技术标准体系和成套工程技术。围绕京津城际铁路，铁路部门侧重研究高速铁路系统设计技术和标准体系、系统兼容匹配和接口技术、系统总体联调联试技术、系统综合仿真技术、系统集成管理和质量控制技术。围绕武广、郑西、石太等客运专线，铁路部门组织了重大工程科研攻关和再创新工作，开展了客运专线路基填筑技术、大跨桥梁和特长隧道修建技术、无砟轨道技术、大型客站、施工装备等科研工作。
在系统总结研究成果的基础上，铁路部门制定了100余项高速铁路建设标准规范，覆盖了工务工程、牵引供电、通信信号、系统设备、运营调度、客运服务等六大系统，实现了各系统的协调衔接。
今年7月，在完成了严格苛刻的综合试验后，专家评审总结指出，京津城际铁路的工程实践、联调联试及试运行表明，我国时速300公里至350公里高速铁路技术取得了多项创新，为京沪高速铁路等客运专线建设提供了示范和极为宝贵的经验。其中最为重要的是，以中国高速铁路技术标准体系作为依据，京津城际铁路首次建立了高速铁路综合评价体系，形成了时速300公里至350公里高速铁路系统集成技术，建立了高速铁路联调联试及试运行模式。
一条具有自主知识产权、国际一流水平的高速铁路，其建设和运营管理，必须要有一套完整的高速铁路理论作为支撑。如何在高速铁路的大系统中建立中国铁路自己的基础理论，这正是我国一大批科学家、学者们长时间所研究的。
因此，京津城际铁路作为中国高速铁路的首次亮相，最让专业人士感到欣慰的一点是，这条铁路的通车运营表明，我国已基本形成了高速铁路完整的理论体系、完整的数学模型、完整的评价标准和评价体系。
对于客运专线来说，高速铁路综合评价体系是最基本、最基础的支撑。它涉及在高速列车设计、桥梁设计、轨道结构设计、牵引供电设计时，主要依据和原则是什么。如果建立不起这样一个体系，高速铁路的试验就无法准确评价。
“没有一个评价标准，试验数据毫无作用。或者说这个数据拿来之后，我们该怎么样认识它？我们必须能够判别在这么庞大的系统中，每一个数据出来之后对各个子系统是什么样的影响，对总系统又是什么样的影响，这些都要做准确的判定。”
“几万条数据，仅凭经验的话，将来肯定会出很大的问题。在高速铁路领域，尤其是系统动力学理论的创新非常重要，这部分内容，外国人是不会给你一个字的。”铁道部副总工程师张曙光这样对记者说。
与传统铁路相比，高速铁路不仅整体系统非常复杂，而且它的子系统也非常复杂，各系统间关联度非常高。京津城际铁路是高新技术的系统集成，线路基础、牵引供电、通信信号、高速动车组等都采用了当今世界铁路最先进的技术装备，为指导我国高速铁路系统集成工作奠定了坚实基础。
在任何领域，理论研究都是基础，理论创新永远是推动该行业发展的核心动力。对中国铁路而言，正是不断突破的理论体系支撑着各项技术创新。京津城际铁路的建成通车，标志着我国已建立了高速铁路理论体系，掌握了高速铁路成套技术和试验、评价的方法。如果说中国已迈入高速铁路时代，那么正是以理论创新作为最坚实的内核。
技术创新推动中国高速铁路走向世界前列
作为中国高速铁路的示范性工程，京津城际铁路通过多项技术创新，推动中国高速铁路走到了世界前列，走出了一条具有中国特色的铁路自主创新之路。
——首次采用并系统验证了具有自主知识产权的CRTSⅡ型板式无砟轨道系统和路基、桥梁设计施工成套技术。京津城际铁路CRTSII型板式无砟轨道系统，具有线路维修少、平顺性高、运营干扰少和使用寿命长的优势。铁道部总工程师何华武介绍，CRTSII型板式无砟轨道系统采用了一系列新技术、新工艺和新材料。结合京津城际铁路桥梁所占比例较高的工程特点，无砟轨道设计采用了纵向连续结构，通过轨道结构与桥梁间滑动层的设置，全面改善了钢轨的受力状态。通过布板设计、预制混凝土轨道板的高精度打磨、施工铺设过程中的精密测量，实现了线路的高平顺性和列车运行的平稳性。
无砟轨道工程测量精度要求非常高，在国内没有相关技术规定和工程经验的情况下，铁路科研人员通过研究提出了精密工程控制测量技术、方法与规范，开发了精密测量系统，在全线布设了高等级水准测量网和平面测量网，实现了建设全过程工程精密测量，确保了高精度轨道几何状态。
——首次集成创新了CTCS—3D列车运行控制系统。列车运行控制系统是保证高速列车运行安全的核心系统。它通过对列车运行速度的监督与控制，自动调整各列车间的追踪间隔，防止列车超速和冒进信号，提供区间和站内的安全停车控制。
“京津城际铁路采用目前世界上最先进的技术，在全线设置点式应答器，列车上的车载雷达读取数据后，给列车设定一个指令，使列车保持足够的安全距离。当前行列车发生故障后，后面的列车能够直接得到信息减速或停车。这是非常独有特色的一套技术体系，最大的好处是弥补了欧洲高速列车控制系统线路有异物侵入无法判断的缺陷。”铁道部运输局基础部副主任刘朝英介绍。
京津城际铁路CTCS—3D列车运行控制系统是以中国铁路无绝缘轨道电路、CTCS—2为基础，集成国外高速铁路先进成熟技术而形成的，能够满足本线列车最高时速350公里、最小追踪间隔3分钟的运行要求，并能兼容CTCS-2列车运行控制系统，满足既有线时速200公里至250公里动车组列车跨线运行的需要。这套列车运行控制系统还具备升级条件，根据需要可以实现无线控车。
——首次采用具有自主知识产权的国产时速350公里高速动车组。2007年12月22日，首列国产时速300公里CRH2型“和谐号”动车组列车在四方机车车辆股份有限公司下线。2008年4月11日，首列国产时速350公里CRH3型“和谐号”动车组列车在唐山轨道客车有限责任公司下线。
“和谐号”动车组列车，系统创新了大断面宽车体、高速轮轨、高速受流、高速制动、人机界面等关键技术。目前，我国生产的“和谐号”动车组列车在牵引系统、制动系统、高速转向架、车体空气动力学等方面的技术处于当今世界领先地位。国产CRH3型“和谐号”动车组列车的牵引功率由8000千瓦增加到8800千瓦，具有更好的启动加速和持续高速运行的能力。
国产“和谐号”动车组列车还采用了防撞车体结构和独特的防火设计结构，不仅具有速度快、乘坐舒适的特点，还具备了极高的安全性能。列车在节能设计上也达到了世界一流水平，采用轻量化技术，提高交直交牵引传动效率和再生制动能量的回收率，全面提升了高速列车的节能性，并系统解决了外部噪声、振动传递、电磁辐射对环境的影响。
——首次采用满足时速350公里运行的牵引供电及接触网系统。建设过程中，铁路科研人员研究确定了符合中国国情、与京津城际线路基础设施相适应的接触悬挂技术方案，保证满足时速350公里的运行目标要求。京津城际铁路桥梁比例达到87%，为与桥梁施工技术相适应，接触网支柱基础的间距一般在48米左右。经技术分析并借鉴国外高速铁路的成功经验，接触网的悬挂形式确定为简单链型悬挂。接触网结构轻量化是实现较好动态弓网关系的关键因素，京津城际铁路采用了防腐性能好、质量较轻的铝合金腕臂结构和铝合金定位管。这一技术方案的确定，使京津城际铁路接触网悬挂系统形成了具有中国特色的技术特点。
——首次采用自主研制的时速250公里综合检测列车。这列高速综合检测列车，是中国铁路花了近三年时间研制出来的当今世界高速铁路最先进的检测设备。在动车组列车每天清晨运营前，高速综合检测列车利用先进的检测手段对线路、牵引供电、通信信号等基础设施进行综合检测和评估，确保运营安全可靠。
铁道部副工程师郑健介绍，作为京津城际铁路的重要组成部分，北京南站和天津站的建设也采用了大量先进技术。比如，北京南站屋面采用了大跨度钢框架结构，最大跨度达到67.5米，无站台柱雨棚采用了A型塔架和大跨度悬垂梁结构，最大跨度为66米，这些设计不仅造型独特，而且解决了建筑形式与结构受力巧妙结合的问题，给旅客提供了宽敞、明亮、完美的空间。由我国自主研发的高速铁路客运服务系统首次应用于京津城际铁路。这一系统涵盖了自动售票、自动检票、发布客运服务信息、广播、导向、查询、求助等功能，实现了铁路客运业务的集中管理、系统融合、信息共享、联合操控和应急联动，能够为旅客提供及时方便的全方位服务。
更为重要的是，发展高速铁路可以通过较长的产业链，对建材、钢铁、机械制造、电子信息等行业产生积极的拉动作用，对建设提高国家整体自主创新能力和建设创新型国家具有非常重要的意义。
京津城际铁路的通车运营，只是中国高速铁路发展的一个开端。目前，我国已经开工建设的客运专线和高速铁路有7000余公里，即将开工建设的有近4000公里，这些客运专线和高速铁路将在未来3～5年内建成投入使用。高速铁路将推动中国铁路快速实现现代化，也将为国家的现代化奠定坚实的基础。
中国高速铁路发展模式的启示
铁路是国家重要的基础设施、国民经济发展的大动脉和大众化的交通工具。铁路的发展也是国家发展的缩影。中国高速铁路发展的成功经验对其他行业具有极其重要的借鉴意义。回望中国高速铁路自主创新的历程，我们不难梳理出这样一些有益的启示。
——立足国内，坚持以我为主。上世纪五十年代末，在前苏联的帮助下，我国很快就初步建立了门类齐全、基础良好的完备工业体系。随后的东西方“冷战”时期，我国在高精尖科技领域，自力更生、艰苦奋斗，取得了“两弹一星”等一系列辉煌成就，积累了自主创新的丰富经验。改革开放后，我国的科技事业在与世界各国的交流学习中得到了进一步的发展。
高速铁路是高新技术的系统集成，高速铁路的建设和运营反映了一个国家的科技实力。随着改革开放的深入，我国铁路部门对世界高速铁路技术进行了全面深入的跟踪研究，组织国内科研院所、高校和各方面专家对高速铁路重大技术问题进行全面攻关，掌握了我国高速铁路路基、桥梁、无砟轨道、测量控制、环境保护、减震降噪等关键技术，尤其是通过实施既有线提速，在高速铁路固定设备、动车组列车、调度指挥等众多领域进行了成功实践。同时，经过三十年改革开放，我国冶金、机械、装备制造、电子、信息等相关产业技术水平大幅度提升，为我国高速铁路发展奠定了可靠的技术基础，就拿动车组生产制造来说，动车组每节车厢有4万多个零部件，产业链很长，85％在国内制造，跨及众多行业和140多家企业。
铁路和相关行业几十年的技术储备，是中国发展高速铁路的基础，也为以我为主、引进国外先进技术、通过消化吸收快速实施再创新提供了良好的条件。
——博采众长，引进先进技术。世界新科技革命迅猛发展，有力地推动着经济增长，人类社会已进入以知识经济为主导的时代，当今世界知识和技术的全球传播不断加快，使经济生活出现数字化、网络化、信息化的大趋势，这些都为我国引进吸收先进技术提供了新的契机。中国加入世贸组织以来，对外开放进入了一个新阶段，这为我们进一步加强同各国经济生活的渗透和交融，增进相互了解提供了便利条件。在经济全球化的大环境下，一些高新技术不仅跨出国界，而且在转让技术上形成了相互竞争格局，有利于为我所用。
从发达国家的成功先例看，当今世界主要发达国家无一不是善于利用人类文明的共同成果而发展起来的。美国的发展得益于不断成功地引进欧洲的先进技术，进行消化吸收。德国的崛起也是以学习借鉴国外的先进技术为基础。上个世纪五、六十年代，日本大量引进技术，短短二十多年时间便发展成为发达国家。
对铁路来说，经济全球化使我们面临了一个更加开放的国际环境，这为中国在这场世界性产业结构的大调整和大创新的条件下，发展高速铁路，提供了新的机遇和更大的空间。经济全球化，使铁路可以在更大范围、更广领域和更高层次上参与国际经济技术合作和竞争，并且在这个过程中把引进、消化、吸收国际先进技术与自主创新结合起来，在较高的起点上实现技术与产品的跨越，迅速发展自己的高速铁路体系。
自2004年以来，党中央、国务院领导多次主持研究铁路机车车辆装备有关问题，确定了“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌” 的总体要求和“先进、成熟、经济、适用、可靠”的基本方针，为我国铁路通过引进消化吸收再创新，加速技术装备现代化指引了方向。几年来，我国铁路以政府为主导，集中全国铁路市场，形成一个拳头，低成本引进了先进的动车组技术，掌握了关键技术，建立了自己的技术平台，实现了先进动车组在国内企业的设计制造。在京津城际铁路上奔驰的时速350公里的“和谐号”CRH3型动车组列车，就是具有完全自主知识产权，由我国企业制造的产品。
——政府主导，构建自主创新体系。国外的成功经验表明，在政府的保护和扶持下，企业通过购买先进技术，并对先进技术进行消化、吸收和改造，可以较快较好地培育企业自主的技术创新能力，特别是在技术赶超阶段注重引进专利、技术许可等软技术以及国外研究和开发后期、尚未商业化的技术，有利于尽快形成具有自主知识产权的技术。在中国高速铁路发展模式中，政府主导作用主要体现在两个方面，一是统一全国市场，低成本引进技术，二是构建产学研相结合的快速高效再创新平台。
铁道部新闻发言人王勇平介绍，巨大的中国市场对任何一个技术拥有者都有着难以抗拒的吸引力，但如果这个市场被分割成小块，不同利益主体分头出击，就会大大降低各自的分量，很容易被对手各个击破。鉴于此，铁道部充分运用了“战略买家”的策略。先把国内几十家列车生产企业召集在一起，讲明引进动车组技术事关国家和民族利益，明确只由三家基础较好的企业与国外厂商谈判，其他企业一概不与外方接触。
主持整个谈判的张曙光形容这是“用一道大墙把国内所有资源严密地围了起来，只给外方留一个小门”。由于集中了中国铁路整体市场，我方在谈判桌上始终牢牢掌握着主动权。“仅这一个项目，总共60列车，算下来以后，我们节省了大约90亿人民币的采购成本。”张曙光说，这一策略，使我国实现了高速动车组的低成本技术引进，整车采购价格比西班牙低14％，比韩国低20％，比我国台湾地区低40％。
中国科学院院士卢强感慨地说：“一个科研成果转化为现实生产力，从我的多年经验来看，大概是以五年为一个单位来计算。高速列车的空气动力学研究项目，从我们提出建议，到交出研究报告总共是半年，再到应用于“和谐号”高速动车组列车是两个月时间。也就是说，我们是以月来计算，不是以五年为一个单位计算，这样的速度，我是从来没有见过。这就是中国高速铁路自主创新中产学研结合的一个真实写照，这就是中国人所创造的中国速度。”
在政府的主导下，我国产学研各环节紧密配合，以核心技术为重点，全面消化吸收先进技术，依托重大项目，构建再创新平台，从我国国情路情出发，推动自主开发，把国外的先进技术变成自己的技术，快速实施再创新，提升我们的整体技术水平，走出了一条符合我国国情和路情的高速铁路自主创新之路。
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