原标题:中国工程院院士傅志寰:立足于自主创新,中国构建了完备的高铁技术体系
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大会上,中国工程院院士、原铁道部部长傅志寰,就中国铁路建设成就、中国高铁发展历程、中国高铁创新思考、中国高铁发展展望四个方面发表《中国铁路:发展与创新》主题演讲。傅志寰提到,经过多年建设,我国铁路事业取得了历史性的大发展,重载铁路、高原铁路、高速铁路取得了突破性进展。至2020年底,全国铁路营业里程达到14.63万公里,位居世界第二,客货运量世界第一。其中,中国高铁至2020年底,运营里程累计已超过3.79万公里,占世界高铁总里程的70%。傅志寰谈到,中国高铁铁路能做到世界先进、局部领先的水平,并非一蹴而就,成就来之不易。如今,中国构建了完备的高铁技术体系,是少数能够提供高铁全套技术的国家,高铁已成为中国的一张靓丽名片。
谈及这一切原因,傅志寰表示中国高铁建设成就,立足于自主创新,突破并掌握核心技术主要是靠我们自己。工程建造上,我们开发了寒带、热带、沙漠、冻土等不同地质和气候条件下的建设技术。比如兰新高铁是一条通过沙漠的铁路,哈大高铁是寒带铁路,海南环线是热带高铁。这是其他的先行国家,比如日本、法国,不具备的复杂条件。如果要走向世界,我们的技术是比较全的。在具体工程上,我们建造了世界最宏伟的桥梁。如沪通长江大桥,主跨1092米,我们修了大量的地质极其复杂的隧道。
事实证明,市场换不来核心技术,期望“站在巨人肩膀上”是靠不住的。因此,几十年来中国技术的长期积淀、坚持试验攻关、以及锻炼了自强不息的人才队伍,才让中国高铁实现了全方位的飞跃。展望未来,傅志寰表示,中国铁路事业要继续开拓创新,实现更高速度、更加便捷、更为绿色、更加智能、更为经济、更为安全的目标。
作者:记者 陈文婧
编辑:徐洁
以下为傅志寰演讲实录:
我今天报告的题目是“中国铁路发展与创新”。
讲四个问题。
第一,中国铁路建设的成就。
经过多年的建设,中国铁路已经取得了历史性的大发展,到去年年底,全国铁路营业里程已经超过了14.63万公里,仅次于美国,居世界第二位,但是我们的客货运量占世界第一。
中国铁路有三大亮点,重载铁路、高原铁路、高速铁路。
关于重载铁路。所谓重载铁路,是一条年运量达到一亿吨以上的铁路。主要运输煤炭、矿石。我们国家的重载铁路技术水平位于世界前列,总长度有6600公里,代表性铁路是大秦铁路。大同到秦皇岛,一边连着煤矿,一边连着海港,总长度650多公里,年运量4.5亿吨,这是世界上运量最大的重载铁路。
关于高原铁路。我们已经建设了三条,总里程超过了2600公里。高原铁路建设,我们达到了世界领先水平,解决了多年冻土、高原缺氧、生态脆弱等问题。别的国家没有遇到这个难题,我们把铁路修到西藏去,我们必须自己来解决,并取得了重大突破。代表性铁路就是青藏铁路格尔木——拉萨段,1100多公里,其中960公里位于海拔4000米以上,冻土长达550公里。这是别的国家没有遇到的问题。正在开工建设的高原铁路是川藏铁路的雅林段。雅安到林芝,一千多公里,桥隧比达到96.5%,这条铁路要穿过横断山脉,好像是一条地下铁路。沿线地区地震非常频繁,高原缺氧,而且环境非常脆弱。在这个区域建设铁路,难度可想而知。
关于高速铁路。这是我今天讲的重点。去年年底,总里程达37900公里,是世界第一的。中国高铁的里程占世界的70%,其他十几个国家加起来是我们的一半左右。一些发达国家,特别像日本、法国、德国等高速铁路的先行者,他们基本上完成了高铁建设,最近建设的速度明显放缓了。
讲到高铁,我们高铁的特点在哪里?有几个主要参数。一个是设计速度,我们比较高,现在我们运行速度达到350公里,法国是其次(320公里),我们是占优的。试验速度,我们达到486公里,法国比我们高一些。行车密度,我们最小的时间间隔是5分钟,正点率98%以上,这些指标都是世界领先的。
我们国家构建了完备的高速铁路技术体系,是少数能够提供高铁全套技术的国家,这里包括工程建造、动车组制造,列车控制、牵引供电,运营管理、风险防控技术。
重点介绍一下工程建造,我们的特点是开发了寒带、热带、沙漠、冻土等不同地质和气候条件下的建设技术。比如兰新高铁是一条通过沙漠的铁路,哈大高铁是寒带铁路,海南环线是热带高铁。这是其他的先行国家,比如日本、法国,不具备的复杂条件。如果要走向世界,我们的技术是比较全的。在具体工程上,我们建造了世界最宏伟的桥梁。如图上的沪通长江大桥,主跨1092米。我们也修了大量的地质极其复杂的隧道。
在动车领域,总体上和发达国家是并跑的,但是我们在速度上超过了他们,在这点上又是领跑的。在列车控制系统方面,我们原来是后进的,这几年赶上了,也进入世界第一方队。
我们现在高铁的水平是世界先进的,局部是领先的,特别是在速度上,别的国家不能和我国相比。
第二,高铁的发展历程。
从2004年以后,建设的规模越来越大。图上这条曲线清楚表明了这一点。然而中国的高铁并非一蹴而就,走来并不是一帆风顺的,经历了三个阶段。从1990年开始进入探索突破阶段,然后是快速建设阶段,现在是自主发展阶段(高质量发展阶段)。
第一阶段,即探索突破阶段,对京沪高铁进行了论证,对其工程、列车以及控制系统进行了攻关。后来我们建设了秦皇岛到沈阳的客运专线,这条线2002年基本建成,总长度405公里,实际上是中国的第一条高铁,设计速度250公里,为后来的中国高铁建设提供了很多经验。特别要指出的,在这条线路上,开行了自主设计的中华之星动车组,试验时速达到321公里,当时是中国的最高记录。
第二阶段:快速发展阶段。应该说明的是,此前对高速铁路发展技术路线(采用轮轨系统还是磁悬浮系统),曾发生争论。2004年决定采用轮轨系统。从此以后高铁建设掀起了高潮,包括建设京津、京广、京沪等高速铁路。那时还引进了四种电动车组,在这个基础上,研制了“和谐号”,这是跑的比较多的车组。
后来,进入第三阶段即自主发展阶段(高质量发展阶段),突出的标志是自主研制复兴号动车组。复兴号动车组立足自主创新,全方位突破了高速列车核心技术,树立了以350km/h安全、高效运营的世界新标杆,创造了中国速度。复兴号的关键指标跟原来的和谐号相比有很大的进步。两列复兴号动车组实现了420公里时速的交会试验,这是世界上以前没做过的。
总之,从探索突破、大规模建设到自主发展,现在我们可以说把高铁饭碗牢牢的端在自己的手上。这个经历相当长,有几十年。是几代人跑接力赛的结果。
第三,中国高铁创新思考。
我国高铁建设取得了很大的成绩,成就来自哪里?
有一种说法,高铁是来自于引进。这种说法不是一点道理也没有,但是不准确。我们认为引进相当重要,高速铁路在中国起步晚,我们底子薄,引进先进技术是必要选择。以动车组为例,我们引进得到的主要是生产图纸、制造工艺、质量控制和检验方法,即制造合格产品所必须的技术。得益虽然很多,但是关键的核心技术,外国厂商拒绝转让。
我们得到的启示是什么?
市场换不来核心技术。虽然我们市场很大,但是市场越大,越换不来核心技术,因为这个市场给你了,外国企业吃什么?期望站在巨人的肩膀上,在技术领域往往是靠不住的。在这点上,华为、中兴公司都吃了苦头。
我们认为,发展高铁,关键在于自立自强,要培育自主创新能力。
在工程建造领域,由于我国土地辽阔,气候地质条件非常复杂,不可能有国外成套的经验可以借鉴,土建技术主要靠自主开发,长期的积累。我们是世界上最大的高铁建设工地,理所当然的应该总结出中国的经验,研究出我们的成果。
在在动车领域,复兴号是立足于自主开发的成果是领先的。
再问一个问题,我们有了自主创新能力,那么自主创新能力又来自哪里?我们认为:
第一,创新能力是长期积淀的结晶,不能靠短平快。没有积淀,创新能力是无源之水,正如老子所说“九层之台起于累土”,上个世纪我们自主开发了电力机车、内燃机车30多个型号,数万台之多,还有各种动车组,在研究设计制造各个环节积累了丰富的经验和教训,实践证明没有积淀就没有突破,就没有后来的爆发,这是我们的深刻体会。
第二,试验是创新的摇篮,试验需要装备,我们在北京有一个环行铁道试验中心,是世界三大试验中心的一个;我们还有国家牵引动力实验室,可模拟时速600公里动车的轮轨耦合实验,世界上只有我们一家。部件的试验装备也很多。如果没有试验装备,要赶上甚至是超过先进国家是不可能的。
第三,成就创新能力的根基是人才。没有人才,就谈不上创新。成功很重要,失败也同样重要。多年实践昭示我们没有成功与挫折的反复磨砺,很难造就出高水平的专家队伍。
第四,创新能力源自自强不息的传统。这是我亲身经历过的,1959年、60年制造内燃电力车采用的是苏联图纸,1960年苏联专家突然撤离,把从事这项工作的年轻人搞得措手不及,但是却激发了这些年轻人发奋图强的使命感,在没有任何外援的条件下形成了自强不息的传统。这种传统,使得我们不但能打硬仗,而且提高了我们自信。
第五,创新能力得益于以用户为主导的研发体系,产学研用相结合非常重要。
综上所述,创新能力是内功,是买不来的,创新能力也不是速成品,创新能力的铸就不是三五年的功夫,而是长期的培育、积累、磨砺、激发的结果。
四、中国高铁发展的展望
我们取得了成就,但是我们有没有问题?有问题,我们最大的问题就是从0到1的创新不足。我们在工程建造领域里,基础理论研究还是薄弱环节,在动车组和列车控制系统,像芯片尚需从国外进口。我们今后的任务就是要坚持高水平的自立自强,特别要重视原始创新。需要加强专业基础理论的研究,包括轮轨(耦合)关系,弓网关系,空气动力学等都是我们面临的研究课题。因为我们高铁的速度已经是世界第一了,再往前走没人给我们开路,需要自己打基础。另外要开展新材料、新器件、新能源的研究。
今后我国高铁发展的目标归纳起来是:更高速度,更加便捷,更为绿色,更为经济,更加智能,更为安全。
首先讲“更高速度”。我们正在研制时速400公里的新型动车组(原来最高速度是350公里),为此需要解决很多技术问题。要突出解决能耗、噪声和列车制动问题(动车组的能耗和速度平方成正比,辐射噪声和速度的六次方成正比)。有人说要研制500公里时速的动车组,我个人认为不可行,因为不经济,能耗过大,噪音难以承受。时速400公里,对于轮轨高铁而言,我认为已经是最高了。下一步怎么办?在提高速度上要另辟蹊径,进行磁悬浮列车的研究和真空管道高速列车的研究。
磁浮系统,有常导磁浮、超导磁浮。常导磁浮,中车公司研制的600公里时速的列车,已经下线试验了;超导磁浮也开始研究了,而且取得可喜的成绩。
搞磁浮是不是没什么问题?也有。目前轮轨高速列车遇到的空气阻力问题、噪声问题同样存在。所以有人提出,干脆建真空管道,使超高速列车在时速1000公里以上运行。对于真空管道系统,问题也是存在的,比如在真空系统条件下电器设备如何冷却?在真空的条件下发生事故旅客如何逃生?研究的路还很长。
对于“更加便捷”:现在列车间隔5分钟,能不能压缩到3分钟?有可能。
对于“更加绿色”:在设计施工,车辆制造方面,要节约土地,实现轻量化、节能减排。
对于“更加经济”:要把标准选得合适,不要动不动就建设时速350公里的高铁,有的地方时速250公里也是可以的。现在的高铁还有潜力,应该挖掘。
对于“更加智能”:就是利用大数据、北斗定位,提升我们的建造、装备和运营服务的水平。开展列车自动驾驶的研究。
对于“ 更加安全”:要构建卫星、列车、地面融合的天地一体化网络,保证列车安全。比如发生地震,地震波传过来以后,可以立即停车。
高铁建设方兴未艾,已经有了未来的发展规划。到了2035年,中国铁路将达到20万公里,其中高铁从将近4万公里增加到6万公里。那个时候,可从目前的“人便其行”转变为“人享其行”。也就是说,到那时候大家尽可享受高铁旅行。
谢谢!
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