|
近期,原铁道部部长、工程院院士傅志寰在《中国铁路》杂志2017年第8期发表文章,畅谈我国高速铁路发展历程与相关思考。
以下为全文:
我国高铁运营里程已超过20000km,占世界高铁总长度的60%以上。高铁大大缩短了“时空距离”,对我国经济、社会、文化产生了难以估量的影响,成为实施“一带一路”战略的有力支撑。高速列车穿行神州大地,为旅客提供了快速、舒适、准时、优质的服务。同时,通过高铁建设显著提升了铁路装备整体水平。目前,我国每天飞驰着4200列动车组;高速列车已经累计运行超过38亿km,运载旅客达50亿人次。这些令人炫目的“大数据”使很多发达国家羡慕不已。高铁已成为中国一张靓丽的名片。
有人说“高铁的成就来自于引进,是引进才使我们站在巨人的肩膀上”。这种说法乍听起来“有些道理”,而对于了解内情的人来说,是不全面、不准确,甚至是似是而非的。至于最近德国媒体报道的“中国高铁是依赖外国帮助并获得全套技术的结果”,则更与事实严重不符。
中国铁路本身就是英国引进来的,一百多年来我们从国外学习了很多。远的不多说,最近十多年来的引进确实为我国铁路技术带来了可喜变化。比如公众所关注的动车组,引进产品已成为我国高铁不可或缺的闪亮组成部分。与此同时,引进加速了我国机车车辆设计手段的提升、加工工艺与生产组织方式的改进,助推了精细制造意识的增强和产品质量的改善。
此外,在引进消化的基础上进行再开发也取得多项令人鼓舞的成果,如CRH380A与CRH380B等高速列车已经成为我国高铁客运的主力车型。再有,引进促进了机车车辆生产企业的技术改造和设备更新,实现了旧貌换新颜。
其一,占投资80%以上的高铁土建工程,与引进关系不大,其技术主要源于我国长期的实践。最近30年里,包括高铁在内的我国新建铁路多于发达国家的总和,经验十分丰富。我国气候与地质条件复杂为世界罕见,没有也不可能有现成的国外经验可资借鉴。超长大断面隧道、结构新颖的桥梁、高平顺度的轨道等建造技术之所以领跑世界,主要是自主创新的结晶。再者,我国第一条高速铁路——秦沈客运专线早在引进之前,依靠自己力量就已建成。当然也不应忘记,国外的无砟轨道技术对我们不无裨益。
其二,仅就机车车辆而言,并非“中国高铁是依赖外国帮助并获得全套技术的结果”。实际上,不管是所谓“日系”(日本技术)还是“欧系”(德国、法国技术,以及庞巴迪公司的技术)动车组,外方对诸如转向架、网络控制、变流装置、空气制动等核心硬件和软件技术都拒绝转让。这是因为我国机车车辆制造已经具有不俗实力,西方将我国当作极具潜力的竞争对手,始终心怀戒备。
引进中,我国得到的主要是生产图纸、制造工艺、质量控制和检测方法,即制造合格产品所必须的文件、管理知识和有关专利,这也是我国企业受益最大的部分。至于当时所说的“联合设计”,并不是外方与我方共同从头设计一种新车,而是在其原有车型基础上作些适应中国特点的局部修改。外国公司在人员培训上相当保守,只教你怎么做却不告诉你为什么,对于原始计算分析、研究实验数据、软件源代码则严加保密。西门子人士曾声称“绝不出让核心技术”,长春轨道客车股份有限公司一位技术主管对此感触颇深。他说:“对于关键技术,只要我们稍稍接近最后一层‘窗户纸’,老外就会敏感地在其上加盖 ‘铁板’。”
时至今日,业内普遍认为,真正突破并掌握核心技术主要是在最近五六年。例如,已经试制成功的中国标准动车组,不但摆脱了核心技术受制于人的局面,同时还实现了产品的简统化和标准化,可大幅降低制造和运营成本。牵引变流装置、制动系统、网络控制、转向架等核心技术难题一个个相继攻克。试验与运营表明,其动力学、牵引、制动、噪声等主要指标十分优异。更值得欣慰的是,控制系统软件均为自主编制,被人“卡脖子”的技术都已突破。这意味着我国已经打破外国公司的垄断,重新构建了自己的产品平台。中国标准动车组不但将为我国高铁提供不受外方约束、更放心、更经济的产品,也将是我国走向世界手中的一张"王牌"。
除了中国标准动车组,这几年推出的还有各种机车和动车,也令国际同行刮目相看。出口巴西、阿根廷、马其顿及东南亚地区的产品广受欢迎,地铁动车在美国波士顿、芝加哥中标,电力机车在南非竞得大单。还有,我国独立研制的永磁电机牵引系统已在高铁动车上试验成功,永磁电机牵引技术进入世界领先行列。
目前我国机车车辆企业新产品研发的蓬勃态势令人欢欣鼓舞。
对于中国标准动车组等产品的成功研制,曾有人问我,是否得益于引进?无须讳言,引进带动了我国设计手段的提升、加工工艺和生产组织的改进,无疑给自主研制创造了有利条件。不过要强调的是,以中国标准动车组为代表的自主品牌是靠中国人的智慧打造而成的。
由此看来,“高铁的成就来自于引进,是引进才使我们站在巨人的肩膀上”的说法,是不恰当的比方。假如真是那样的话,一旦巨人撤走,我们岂不会掉在地上,又变回一个弱小者了吗?然而,目前我们已经不是弱小者,也是一个巨人了。就中国标准动车组为代表的自主产品而论,这些大“树”的根不在外国,而在中国,因为在引进之前,我们已经有了自己完整的机车车辆工业体系,有试制“中华之星”等高速列车的经验,更可贵的是培养了一批难得的人才。引进的作用,就好比是将外国的好理念、设计、工艺(不包括外方不转让的核心技术)嫁接在中国这些 “树”上,而它们的根却依然牢牢扎在中国。
假设引进的不是中国,而是某些发展中国家,那高速列车能否在那里迅速长成一棵大“树”,答案可能是否定的。
引进的作用毋庸质疑,需要再强调的是,引进并非我国机车车辆技术进步的主要源泉。
早些年,《瞭望》周刊曾刊文指出,“中国高铁技术存在引进之外的来源——中国机车车辆工业原有的创新能力”“南北车的创新能力,并非因引进生成,而是在大规模引进之前就已有之,充其量是在引进过程中又得到进一步增强”。正如古人云“夫功之成,非成于成之日,盖必有所由起”。说明,一件事成功了,并非取决于成功的那一天,而是在此之前就存在成功的原因了。其实,引进是一把“双刃剑”。如果一个企业本身具有较深的底蕴和内功,其技术水平将会通过引进获得提升,这就是借力发力;相反,倘若企业缺乏自身“定力”,则有可能被人“绑架”,按照人家的“脚本”和节奏起舞。
以汽车为例。我国已是世界产销头号大国,与国际著名公司均有合资。在合资企业中,产品的改动都必须拿到国外认证。如此一来,中国汽车业的创造力就被严重挤压。
所幸的是,与汽车不同,我国机车车辆工业没有把自己的企业变成他人的加工厂,而是在消化引进技术的同时,不断开发自己的新产品。对于这一点,有的外商一度估计不足。日本川崎重工早先曾放出重话,没有2个8年时间,中国将难以消化吸收其出口的动车组产品。然而现实却让川崎重工大跌眼镜,根本原因在于我国机车车辆工业具有自我“造血”的创新能力。
没有积淀,创新能力就是无源之水,对于传统产业更是如此。正如老子所说,“合抱之木,生于毫末;九层之台,起于累土”。自20世纪60年代起,我国自行开发的电力、内燃机车不下30个型号,总计生产数万台,研制的干线与地铁动车组也达数十种。产量之大、品种之多,位居世界前列,在研究—设计—制造—运行的各个环节都积累了丰富的经验和教训。而这些正是培育创新能力的沃土。实践证明,没有积淀就难有突破,就难有其后的爆发。
试验是创新的摇篮,没有试验手段就谈不上创新。几十年里,我国铁路建有许多重要试验设施。特别是,1958年建成的北京环行铁道试验线,是世界规模最大的综合试验基地之一;1992年在西南交通大学落成的机车车辆滚动试验台,是继德国之后世界第二个建成的试验台,可开展重载、高速条件下机车车辆的研究。这些连许多发达国家都没有的大型试验设施,在我国新型机车车辆的研制过程中发挥了重要作用,以至于一些外国公司也慕名而来,在中国测试改进自己的产品。此外,各企业也建有大量试验装置。更值得一提的是,近2年中国铁路总公司利用建设中的大同—太原高铁而特别开设的90km试验线(原平—太原),对开展新型动车组、列车运行控制系统等自主化装备的研究发挥了关键作用。
经验告诫我们,产品可以用钱买到,但指望以引进方式购买创新能力几乎没有可能。众所周知,创新能力的载体是人,没有人才何谈创新?几十年来,我国机车车辆人“在游泳中学习游泳”,在新产品开发中,经历难以数计的失败与成功,一步一个脚印,一步一份感悟,才使自己得以提升。
例如,1980年前后电力机车辅助机组烧损曾是最头痛的故障,其后果是导致机车中途停驶。面对这一难题,科技人员在经过几十次改进保护装置失败后,对异步电机进行破坏性测试,探寻烧毁机理。通过反复试验发现原来设计的出发点有误,随后调整了设计方案,最后解决了问题。挫折与失败使我国技术人员增加了知识“厚度”。多年实践昭示我们,没有成功与挫折的反复磨砺,就很难造就出一支高水平的专家队伍。专家是最宝贵的财富,也是我国机车车辆工业立足世界的底气所在。令人欣慰的是,曾参与国产动车组研发及后来技术引进的一大批中年技术骨干,传承了老一代奋发向上的进取精神,业已成为新产品研发的领军人物,在他们带领下,朝气蓬勃的年轻一代已经成长起来,挑起了今日创新攻关的大梁。
创新常常是被逼出来的。1960年,我国电力、内燃机车诞生不久,前苏联专家突然撤离,把刚刚接触新技术的年轻人搞得措手不及,但却激发出了他们发奋图强的使命感。艰难困苦,玉汝于成,久而久之形成了自强不息的传统。由于有了这种自强不息精神,有了一股不服输的“倔劲”,不但敢打硬仗,还大大提振了科技人员的自信。正是源于自信,一些企业即使受到引进的猛烈冲击却未曾放弃过自己的研发平台。
还有一点必须强调,即建立以用户为主导的创新体系尤为重要。多年来,在我国机车车辆制造领域已经形成了“用、产、学、研”稳定的联合体。铁路主管部门牵头组织,生产企业从事研制,科研院所和高校参与试验。这样一个由运用—设计制造—试验单位构成的协同创新体系,可以攥紧拳头、整合资源、高效运作。这种体系不但使铁路运输企业受益,同时也降低了机车车辆企业新产品研发的风险,有利于其提高国内市场份额。
无数事实说明,创新能力不是“形”,而是“神”。创新能力是内功,即经磨练而成,难以用钱买来。创新能力也从来不是速成品,需要十数年乃至数十年的积累、培育、磨砺、激发。正所谓 “不经一番寒彻骨,怎得梅花扑鼻香”。
曾有人问:为什么与一些发展中国家不同,我们能够迅速消化引进技术,进而研发自己的新产品?答案是:因为我们有深厚的底蕴,有很强的创新能力,还有高效运作的技术开发体系。当然党和国家的高度重视是根本前提。
当前,我国高铁土建已经处于世界领先地位,其优势将会继续保持。我国高速动车组虽然跑在世界“第一方队”,制造了国际一流的产品,却不能沾沾自喜,我们还必须快马加鞭,进一步增强自己的原始创新能力。惟有如此,方能成为轨道车辆技术强有力的领跑者。
“水滴穿石,非一日之功”。我国高铁也是一样,它的孕育和发展经历了一个漫长的过程,不是一蹴而就。也可以说,我国高铁的发展就好像一场马拉松式的接力赛,是一棒接一棒才跑完的。当然,最后的冲线者得到了更多的镜头和鲜花也在情理之中。不过,胜利果实应属于接力的群体。从铁路大提速到高铁建设高潮,中间至少经历了京沪高铁论证、技术路线争论、秦沈客运专线建设等历程。这些持续十几年的规划研究、技术攻关和建设实践,是我国高铁发展中不可或缺的一个个台阶。
历程一:铁路大提速
20世纪80年代,我国旅客列车平均速度仅48km/h,铁路市场份额持续下滑。不提高列车速度,铁路将失去竞争能力。
按照国外经验,铁路提高速度的主要途径是修建客运专线,然而那时国家拨给铁路的投资年均只有100亿元左右,显然无力建设高铁。唯一可行的方案就是实施既有铁路技术改造。
1990年,原铁道部决定将长度约150km的广深线作为试点进行提速改造。最高速度从100km/h提高到160km/h(其中设有长26km速度为200km/h的试验段)。1994年开通后,运行时间从原来的2h48min缩短至1h12min。广深线作为我国第一条提速铁路(或称准高速铁路),所研发的新技术(大功率机车、新型客车、动车组及可动心道岔等)、制定的新标准和规范,为日后铁路大提速奠定了基础。
此后,1997年1月,在北京环行铁道试验线进行了高速试验,列车速度达到212.6km/h,中国铁路首次实现“高速”的突破(按当时标准)。其后,在郑武线又创造出240km/h的新纪录。这些试验对于检验和改进我国铁路的基础设施及机车车辆,发挥了重要作用。
在大量试验的基础上,从1997年4月1日开始,铁路陆续实施6次大面积提速,最高速度达200km/h。提速是我国高铁发展的铺垫和前奏。
历程二:京沪高速铁路规划设计
20世纪80年代,东部沿海经济起飞,京沪铁路客货运量猛增,运输能力趋于饱和,京沪间急需建设一条客运专线。国务院有关部门和专家学者为此做了大量前期工作。
1990年,原铁道部向国务院报送《关于“八五”期间开展高速铁路技术攻关的报告》。
1992年,原铁道部向国务院报送《关于尽快修建高速铁路的建议报告》。
1993年,原国家科学技术委员会(国家科委)、国家计划委员会(国家计委)、国家经济贸易委员会(国家经委)、国家经济体制改革委员会(国家体改委)和铁道部(四委一部)组织100多位专家开展了京沪高速铁路的前期研究,编写出《京沪高速铁路重大技术经济问题前期研究报告》。结论是:建设京沪高速铁路是迫切需要的,技术上是可行的,经济上是合理的,国力上是能够承受的,建设资金是可以解决的。接着“四委一部”上报国务院《关于报送建设京沪高速铁路建议的请示》,建议国家尽快批准立项,力争1995年开工,2000年前建成。
1994年5月,国务院总理办公会议听取了有关京沪高速铁路建设的汇报。
1994年6月,中央财经领导小组会议上,原则同意原铁道部关于修建京沪高速铁路开展预可行性研究的建议。
接着,原铁道部组织力量深入开展勘测设计工作,并对机车车辆、通信信号、线路桥梁、运输组织等开展专题研究。经过有关单位数百名专家和工程技术人员的努力,1996年5月完成预可研报告,并上报国务院。
1996年9月,国务院总理办公会议再次讨论了京沪高速铁路建设问题。会议认为:建设京沪高速铁路是需要的,可考虑近期完成立项工作。
1997年3月,原铁道部将《北京至上海高速铁路项目建议书》上报国家计委。后来,中国国际工程咨询公司开展了评估。评估意见是:建设京沪高速铁路十分必要,建设方案可行,建议尽早立项。
与此同时,许多专家学者通过召开研讨会、发表文章等多种形式呼吁京沪高速铁路上马。
1998年初,中央把京沪高速铁路列入工作重点之一,原铁道部进一步加速了建设准备工作。
历程三:技术路线的争论
正当人们准备大干京沪高速铁路之时,不期然却陷入长达五年的磁悬浮与轮轨技术路线之争。
对于磁悬浮技术,此前德国曾作过大量试验并规划了若干工程方案。不过,由于成本过高,加上各利益集团的意见不一,最终未能在该国付诸实施。
1998年,德国几家公司及我国几位学者提出京沪高速铁路采用磁悬浮技术的建议。原铁道部经过研究,明确表示不赞成磁悬浮方案。因为采用磁悬浮技术投资风险大、造价较高,尤其是新建磁悬浮系统不能与既有铁路兼容联网;相反,若京沪间修建轮轨高速铁路,不但技术成熟、成本较低,能在华东地区发挥更为广阔的辐射效应,产生更大效益。
这样,由于意见分歧采取了折中方案,即在上海建设30km的磁悬浮试验线。至今,该线运行已近15年,技术上可行,效益却不如预期。
这场技术路线争论十分激烈,导致京沪高速铁路建设搁浅多年。
历程四:秦沈客运专线的突破
由于京沪高速铁路未能开工,1999年开始建设的秦沈客运专线(秦皇岛—沈阳)便成为我国高速铁路的开路先锋。
秦沈客运专线全长405km,线下工程按250km/h、线上工程按200km/h设计,并设置了长66km、速度为300km/h的综合试验段。
为保证这一工程达到高速铁路标准,原铁道部组织研发了成套新技术,由此创造了中国铁路的众多“率先”和“第一”。
(1)路基率先按全新概念设计和施工,对填料、压实、沉降变形的规定比普通铁路严格。同时开发了新型钢轨、大号码道岔,铺设了超长无缝线路。
(2)桥梁设计施工实现创新,率先在我国铁路建设中大范围采用双线混凝土箱型梁、混凝土刚构连续梁。研制了具有国际水平的600t架桥机,其运架能力和效率创造了当时国内新纪录。
(3)接触网第一次在我国采用铜镁合金导线,受流性能明显改善;牵引变电所具有远动控制和自诊断功能,做到了无人值守。
(4)信号系统取得突破。以车载速度显示作为行车凭证,是我国第一条取消地面通过信号机的铁路。
(5)“先锋号”动车组试验速度为292km/h,“中华之星”达到321.5km/h,先后刷新我国铁路的最高纪录。
秦沈客运专线实际上是我国第一条高速铁路,不但开发了新技术,积累了设计、施工经验,同时也培养了一大批人才,为后续高铁建设输送了技术骨干。
历程五:高铁建设高潮
2003年后,轮轨和磁悬浮的技术路线之争结束,“轮轨技术”成为公认的选择。国务院于2004年和2008年相继批准《中长期铁路网规划》和《中长期铁路网规划(2008年调整)》,为高铁建设创造了空前有利条件。期间适逢国家追加“铁、公、机”投资的时机,高铁建设随之进入高潮,并创造了历史性的辉煌。合肥—南京、北京—天津、青岛—济南、武汉—广州、郑州—西安、温州—福州、福州—厦门等高速铁路接连开通,在国内外引起轰动,得到社会公众的赞扬。
历程六:调整巩固提高
2011年“723”甬温线重大伤亡事故发生后,社会上关于高铁一片褒扬的舆论出现了如过山车般的跌宕,质疑之声一时间铺天盖地。可是,铁路人却没有停下脚步,仍坚持前行。
原铁道部深入分析之前铁路建设中存在的不科学、不规范、不可持续的问题,调整了发展思路,即:以保证建设质量为前提,不再急忙抢进度;把握需求与可能,兼顾社会效益和经济效益,安排建设规模;建设标准要与所在地区的发展水平相匹配,充分考虑群众多层次需求和对票价的承受能力;按300~350km/h建设“四纵四横”主通道高速铁路;按200~250km/h建设高速铁路延伸线、连接线及城际铁路……同时,加快了技术创新的步伐。
平稳致远。通过调整发展思路,不仅巩固了已取得的成果,还提高了铁路发展水平。几年来,我国高铁在加强管理、降低造价、保证安全方面取得了明显成效,在推进技术进步、实现装备自主化方面取得显著进展。“复兴号”动车组列车研制成功,列车控制系统自主创新取得重大突破。
综上所述,一个个发展历程表明,我国高铁今日的辉煌,并非一日之功。
几点思考
我国高铁近年来能够快速发展的原因如下。
(1)中央正确决策是高速铁路快速发展的根本前提。如前所述,从20世纪90年代开始,中央一直在谋划我国高速铁路的建设,尤其是2003年后,轮轨和磁悬浮的技术路线之争结束,国务院相继批准《中长期铁路网规划》和《中长期铁路网规划(2008年调整)》,为高铁建设创造了空前有利的条件。换句话说,没有当时良好的“大气候”,缺少有利的“天时”,也就没有随后的大规模高铁建设。
(2)高铁的今日辉煌是我国铁路人多年奋斗积累的结晶。回顾高铁发展历程,必须高度评价广大铁路职工所付出的艰苦努力和取得的成就,不能忘记每个建设者当时所作的贡献,同时也不应忽略前人所付出的心血。
前述“5年=40年”的等式是不公正的,即忽略了“5年”以前广大干部职工在发展高速铁路上所做的工作。由此不免使人联想起流传甚广的“最后一个馒头”的故事。故事里的饿汉一口气吃了4个馒头,饱腹后的他却说,“最后1个馒头才使我吃饱,前面那几个都不管用”。显而易见,这种说法有悖常理。我国高速铁路所取得的成就,至少是两代人共同奋斗的结果。
技术引进固然重要,但不能忘记我国铁路自主创新的成就。高速铁路土建技术,主要源于我国铁路建设实践。动车组技术,在充分肯定技术引进不可或缺的同时,也要看到我国机车车辆工业多年的积累。2004年开始大规模引进之前,我国就研制了十几种型号动车组,其中有“神州”“中原之星”“蓝箭”等型号。此外,还有为秦沈客运专线研制的“先锋号”和“中华之星”高速动车组。“中华之星”在转向架设计、铝合金车体应用、空气动力学试验、牵引与制动及列车网络系统等方面都取得了开创性的成果。尽管当时动车组型号偏多,批量不大,有的技术尚不十分成熟,可它们毕竟是我国铁路驶入高速的先驱。
(3)铁路人锲而不舍的执着追求是高速铁路发展的强劲动力。从20世纪90年代开始,铁路人就怀着在中国建设高速铁路的梦想,为此呼吁、奋斗、锲而不舍。以京沪高速铁路为例,从构思到开工,铁路人坚守了18年。1998年,轮轨与磁悬浮2种技术路线之间发生激烈争论,一时间京沪高速铁路非磁悬浮技术莫属的呼声高企。尽管如此,铁路人却一直在坚持自己认为正确的轮轨方案,从未中断有关研究设计工作,没有放弃涉及土木建筑、机车车辆、通信信号等数百个科技攻关项目。正是铁路人长期的守望与坚持,任由“上马”呼声潮起潮落,终于在2008年迎来了京沪高速铁路开工仪式,随后全线建设快速展开,并于2011年6月30日建成通车。
雄关漫道真如铁。目前中国已经积累了寒带、热带、大风、沙漠、冻土等不同气候和地质条件下高速铁路建设的丰富经验,掌握了高速铁路工务工程、动车组、通信信号、牵引供电、运营管理、安全防控技术,形成了先进的高速铁路技术体系。中国是世界上少数能够提供包括基础设施、移动装备、运营管理等高速铁路成套技术的国家。
中国高铁的成就归功于万千建设者和科技人员,归功于广大铁路职工。正是他们的忘我奉献,才铸就了中国铁路今日之辉煌。 |
|