【壯麗70年·奮斗新時代】
光明日報記者訾謙
在中國鐵道科學研究院院史館門前，有一條不再使用的鐵軌，在這100余米的鐵軌上，呈現了4種不同的軌枕。在中國鐵道博物館原副館長金萬智看來，每一種軌枕不僅是一個時代的縮影，也見證了新中國鐵路波瀾壯闊的歷史跨越。
從蒸汽機車到內燃機車、從電力機車到動車、從“和諧號”到“復興號”，伴隨著新中國的改革與發展，中國鐵路已邁入世界先進行列。鐵科院的幾代科技工作者攻堅克難、創新開拓，走過了近70年的光輝歷程，用智慧和汗水挺起了中國鐵路的科技脊梁。
“復興號”的前世今生
我國幅員遼闊，人口眾多。百年來，鐵路在我國的交通運輸領域始終扮演著極其重要的角色。
“20世紀90年代，我國鐵路的運力十分欠缺，‘一票難求’的現象十分普遍，一定程度上制約了經濟社會的發展。”鐵科院原首席研究員王悅明表示，原鐵道部在2004年啟動了時速200公里及以上動車組和大功率機車技術引進與國產化項目，并于2007年成功上線運營了“和諧號”動車組。
據王悅明介紹，“和諧號”的運營使我國鐵路運力得到大幅度提升，但由于“和諧號”四大平臺標準不統一，車輛的養護、維修都存在著不少問題。
“因為不同平臺車輛標準不統一，所以需要預備大量不同標準的零部件供車輛檢修，在生產上造成了一定的浪費。而且由于在一些核心技術上，國外公司技術***不徹底，列車軟件出問題時仍需國外公司團隊上門解決。”鐵科院首席研究員趙紅衛說。
為解決這些問題，2012年，原鐵道部決定我國要通過自主研究、引進、消化吸收，研發具有自主標準的高鐵動車組。
“無論是原始創新、集成創新還是引進消化吸收再創新，都不可能一帆風順，都要在無數次的科學試驗和反復驗證中取得突破。”趙紅衛表示，在研發過程中，鐵科院科研團隊圍繞中國標準動車組牽引傳動、制動、網絡控制及整車設計等問題開展了大量科研試驗工作。
2017年6月26日，中國標準動車組“復興號”率先在京滬高鐵兩端雙向首發，隨后按時速350公里開始商業運營。據了解，“復興號”采用的254項重要標準中，中國標準占到84％，整體設計和關鍵技術全部自主研發，具有完全自主知識產權。
“目前，我國高鐵運營里程占全球近70%，350公里的時速更是位居全球高鐵商業運營速度榜首。未來，在全球下一代高鐵標準的制定上，我國也將扮演更加重要的角色。”趙紅衛說。
“復興號”的“中國心”
數據顯示，截至今年3月底，共有超過300列“復興號”中國標準動車組馳騁在祖國大地上，累計發送旅客達1.93億人次。其中每輛列車安全運行的背后，都離不開一個安裝在列車底部的裝置——牽引變流器。
“列車要前進，必須要有動力，一個性能優越的牽引變流器，是保證列車具有良好牽引和制動性能的基本保障，所以我們就把列車的牽引變流器稱為‘列車的心臟’。”鐵科院首席研究員陸陽表示。
隨著科學技術的發展，我國的鐵路事業飛速發展，為了讓“復興號”擁有一顆“中國心”，鐵科院幾代科技工作者付出了超乎常人的努力。
“一直到20世紀90年代，我國的機車主要還是采用直流牽引傳動技術。”陸陽介紹，直流牽引傳動技術效率低，牽引功率小。20世紀70年代，在原鐵道部的帶領下，鐵科院機輛所開始研究效率更高、功率更大的交流傳動牽引技術。
40年來，正是因為有一代代鐵科人的奮斗，牽引變流器取得了一次次突破。2014年，時速350公里的中國標準動車組牽引和輔助變流器自主研制成功，2015年完成裝車考核，成為“復興號”動車組的“心臟”。
趙紅衛表示，與“和諧號”動車組相比，“復興號”標準動車組牽引變流器的功率從8000多千瓦提升到10000多千瓦，所以“復興號”的啟動加速能力更快，效率也更高。
目前，時速400公里動車組多制式牽引系統和樣機的研發也已經取得成果。“隨著科技的飛速發展，未來‘復興號’的‘心臟’將更加高效可靠、環保節能。”趙紅衛說。
“硬幣不倒”背后的秘密
在“復興號”投入運營后，網絡上一段視頻引起了大家的關注，在時速350公里飛馳的京滬高鐵列車上，一枚硬幣在窗邊屹立不倒。從行駛起來咣當作響的綠皮車，到高速平穩的中國標準動車組，幾十年來，中國鐵路鋼軌自主化無縫焊接技術發生了質的變化。
“原來鐵路鋼軌的長度是12.5米，等于說每12.5米就有一個接頭，所以原來火車行駛起來總會咣當咣當響，因為輪子每經過一個鋼軌接頭，就會產生一次震動。”鐵科院金化所焊接室原副研究員李關鈺表示。
據李關鈺介紹，輪子的每一次震動，都會磨損各個連接部件，這不僅影響乘車舒適度，更關乎列車行駛的安全性。在幾十年時間里，經過幾代鐵科人不懈努力，逐漸實現了鋼軌焊接設備的自主化、國產化。進入21世紀，伴隨中國鐵路進入高速發展時代，無縫線路的高可靠性、高穩定性和高平順性成為高速鐵路軌道的唯一選擇。
2008年4月，設計時速380公里的京滬高速鐵路開工，高速運行的列車給軌道焊接工作提出了極高的要求。“如果有不平，車輪一滾動就會離開鐵軌，所以一定要在鐵軌和車輪之間實現‘無縫感’。”鐵科院首席工程師李力說。
據李力介紹，在京滬高鐵3年施工期間，鐵科院金化所團隊逐一監控完成了全線數萬個焊接接頭，經受住了京滬高鐵棗莊至蚌埠段中時速486.1公里的考驗。
“截至2018年年底，全國鐵路營業里程達到13.1萬公里以上，其中高鐵里程超2.9萬公里，從來沒有因為鋼軌焊接質量發生過任何問題。可以說，我們掌握的鋼軌閃光焊接核心技術為‘復興號’的運營打下了堅實基礎。”鐵科院金化所焊接研究室副主任高振坤說。
“復興號”家族將更加壯大
今年春運中，一款全新的時速160公里動力集中“復興號”動車組投入使用，由于車身底色是綠色，所以被旅客愛稱為“綠巨人”。
“‘綠巨人’雖然也屬于‘復興號’系列，但卻是普速列車動車組，它可以替代目前的‘綠皮車’，滿足現有普速鐵路的客運需求，在普通鐵路線上行駛，低能耗、性價比高。”趙紅衛表示。
跟傳統綠皮車相比，“綠巨人”除了更舒適外，智能化程度也大大提高。“開門、開車全可通過電腦控制，司機操作更加方便快捷，同時安全性大幅提升。”她說。
如今，為了滿足更多旅客在更多環境條件下的需求，中國鐵路總公司提出了“復興號”動車組頂層設計方案。未來將在“復興號”中國標準動車組平臺基礎上，研制不同速度等級、適應不同環境需求的自主化、標準化動車組系列產品。
據鐵科院整車技術規范研究室副主任邵軍介紹，目前，時速250公里的復興號動車組正在接受實驗驗證，預計今年年底投入運行。此外，為滿足北京2022年冬奧會及京張高鐵的運輸需求，以現有“復興號”CR400BF型動車組為基礎研制的京張高鐵智能型動車組，預計將于今年5月開始試驗驗證。
據悉，京張高鐵建成后，將會成為世界上第一條時速350公里的智能化鐵路，采用我國自主研發的北斗系統，通過數千個傳感器實現車站自動發車、車站區間自動運行、車站自動停車、車門自動防護等自動駕駛技術功能。
“未來‘復興號’家族將會涵蓋時速350公里、250公里、200公里、160公里等不同速度級的各種車型，并在普通型基礎上進行適應性調整以適應高寒高原抗風沙等不同運用區域環境的要求，滿足更多地區更多旅客的出行需要。”邵軍說。
《光明日報》（2019年05月01日06版）
