新时期我国高铁技术创新发展需求及重点任务探讨

肖增斌，穆文奇，王镠莹

（中国铁道科学研究院 科学技术信息研究所，北京 100081）

新时期我国高铁技术创新发展需求及重点任务探讨

肖增斌，穆文奇，王镠莹

（中国铁道科学研究院 科学技术信息研究所，北京 100081）

高铁是铁路技术集成和创新的重要标志，涉及多个技术领域，专业协同和系统联动特征明显。对我国高铁技术创新发展现状进行梳理，对新时期我国高铁在路网建设、旅客服务、智能铁路和环境保护等方面的技术创新需求进行分析，继而提出高铁技术向更智能、更先进、更绿色、更安全方向发展的趋势和重点任务，并提出支撑高铁技术创新发展的保障措施，为持续深入推进我国高铁技术创新提供参考。

高铁；技术创新；旅客服务；智能铁路；安全；节能环保

1 我国高铁技术创新发展现状

“技术创新”的概念由经济学家Schumpeter（1912）在其著作《经济发展理论》中首次提出，意在通过创新性的商业模式、技术、组织、管理等方式获取“创造性毁灭”的经济租金，即所谓的“熊彼特租金”[1]。Enos（1962）对技术创新首次进行了明确定义，即：通过技术方面的发明创造、资本投入、组织建立、计划制定、劳动力投入等多种行为综合形成新的产出模式[2]。

高速铁路（简称高铁）是铁路技术集成和创新的重要标志，涉及多个技术领域，专业协同和系统联动特征明显。我国关于高铁创新的思考始于20世纪80年代，在90年代中后期迎来了发展的黄金时代。为提升铁路干线运输能力，原铁道部以运能矛盾最突出的京沪铁路通道为突破口，组织相关部门和科研单位开展京沪铁路通道扩能方案研究，围绕高铁技术及经济性分析、京沪高铁立项等课题，实施了具体技术方案和重大关键技术问题等研究[3]。此后，我国铁路坚持自主研发思路，不断加大研发资金及人才投入，组织开展了既有线提速、建设秦沈客运专线、研制“中华之星”动车组等成功实践，突破了一大批高铁技术难题，为我国高铁发展奠定了重要理论和实践基础；同时，结合2004年颁布的《中长期铁路网规划》及2008年调整方案，大力推进高铁技术原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新工作。

近年来，特别是党的十八大以来，中国铁路总公司（简称总公司）充分发挥创新主体作用，针对高铁技术创新实践中面临的重点和难点，以实现关键核心技术自主化为目标，引导铁路装备制造和设计施工企业加强重点领域技术研发和成果转化，组织铁路科研院所深入开展基础理论研究和重大科技项目攻关，系统掌握了涵盖技术装备、工程建造、运营管理等内容的高铁核心技术，形成了具有中国特色、全面拥有自主知识产权的高铁成套技术装备和技术体系[4]，为我国高铁建设发展和技术创新提供了强有力的支撑。

党的十九大报告明确提出建设科技强国和交通强国，这为今后一个时期铁路技术创新提出了新的要求。基于此，有必要对新时期我国高铁技术创新的需求进行剖析，从而提出我国高铁技术创新的重点任务，为我国进一步深化高铁技术创新、引领世界高铁技术发展方向提供参考。

2 新时期我国高铁技术创新的需求分析

目前，经济全球化、区域一体化的发展促进了国际产业大分工，能源、资源以及人员的流动，向现代交通运输和高铁发展提出新的挑战。为进一步适应国际铁路市场的发展需求，需要对新时期我国高铁技术创新发展的主要需求进行思考和分析，从而明确我国高铁技术创新的方向和重点任务。

2.1 路网建设需求

长期以来，我国铁路运输紧张的状况一直存在，这是我国高铁发展起步时的初衷，也是多年来高铁发展一直要解决的关键性问题，是运输产业发展的需求，铁路的网络化规模发展仍是下一时期的发展重点。目前，“四纵四横”高铁网已基本完成，2016年7月发布的《中长期铁路网规划》进一步勾画了“八纵八横”高铁网的宏大蓝图，这不仅有助于我国高铁不同速度等级客运服务体系的构建，同时将更好释放既有铁路的运输能力，增强中长途货运能力适应性。

与此同时，我国交通运输发展正处于支撑全面建成小康社会的攻坚期、优化网络布局的关键期和提质增效升级的转型期，随着多种运输方式的网络化发展，运输方式之间衔接协调的现代综合交通运输体系成为我国交通运输业在新时期的重要发展主题。高铁运行速度快、运输能力强、装备技术水平高，不仅有利于扩展运输网络规模，更有利于提高运输网络质量，提高综合交通运输体系的现代化水平。综合交通运输体系的构建，将在很大程度上方便旅客出行，也为我国高铁路网的完善提供了新思路。

结合路网完善和综合交通发展需求，新时期高铁技术创新应以推动“八纵八横”骨干网、综合枢纽、多式联运设施设备建设等为立足点和突破口，以创新支撑高铁网络化发展、引领综合交通运输体系建设。

2.2 旅客服务需求

Oldenburg（1989）曾提出，人的生活空间主要分为第一空间（居住空间）、第二空间（工作空间）和第三空间（居住和工作以外的生活空间）[5]，而交通运输在第三空间中占有很大比重。随着现代生活节奏不断加快，人在居住空间停留时间总体被压缩，第二空间所耗费的时间逐步延伸到第三空间，因此“非现场办公”等逐步凸显其重要性。新时期，高铁作为中、长途旅行最重要的交通工具，为“非现场办公”等概念的实现提供了最重要载体，高铁环境向生活化环境转变也将成为必然。党的十九大报告提出“完善公共服务体系，保障群众基本生活，不断满足人民日益增长的美好生活需要”。因此，新时期高铁的发展应始终以人为本，满足旅客快捷舒适的服务需求，不断改善旅客的服务体验。

与此同时，高铁应继续加强作为交通运输工具最基本的功能，保证旅客快速、安全地实现位移，其中安全是高铁乘客最基本的需求，也是高铁发展必须始终把握的主题。因此，新时期应围绕安全技术继续加强高铁技术创新，持续提升高铁安全保障水平。

2.3 智能铁路发展需求

现代信息技术快速发展及其与铁路产业的融合，正在引发传统铁路技术应用和管理模式的深刻变革，智能化已成为当今世界铁路科技发展的重要趋势。目前，一些发达国家铁路行业正在积极探索以智能建造、智能服务、智能列车等为代表的新技术研发应用，以进一步提升铁路建设运营的效率效益，增强市场竞争力。我国铁路必须牢牢把握先进技术变革的历史性机遇，以智能京张高铁工程建设为契机，加大在智能技术领域的应用创新力度，着力提升高铁建设、运营和管理的智能化水平，力争引领世界铁路智能化发展方向。

2.4 环境保护需求

高铁以电为能源，同时能够有效利用可再生能源，可大大降低对环境的影响，改善能源结构，使外部运输成本降低，具有显著的社会经济效益。随着全社会在可持续发展方面的需求不断增加，对进一步发挥高铁绿色环保优势提出了更高要求，新时期将重点从促进综合交通运输体系节能减排的角度推动高铁技术创新，加强更加绿色、低碳的高铁技术发展。

3 新时期我国高铁技术创新的重点任务

新时期我国高铁技术创新需全面贯彻落实“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，结合我国高铁技术创新的主要发展需求，高铁技术将向更智能、更先进、更安全、更绿色的方向发展，加快提升智能化技术研发应用水平，深入推进关键技术装备研制，加强复杂条件下工程建设技术研究，持续开展安全保障技术创新，推动节能环保技术研究不断深化，为我国高铁总体水平实现从“先进”到“引领”的跃升提供有力支撑。

（1）智能化技术研发应用。随着大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等新技术在铁路的研究应用不断深入，信息化支撑生产经营、运输服务、工程建设的能力显著增强，铁路智能化发展水平将不断提高。新时期，高铁智能化技术的应用将以智能京张高铁为依托，按照建设“精品工程、智能京张”的要求，紧紧抓住向世界展示中国发展成就、进一步叫响中国高铁品牌的契机，采用云计算、物联网、大数据、人工智能、移动互联网、BIM等先进技术，通过信息的全面感知、安全传输、融合处理和科学决策，打造智能车站、智能列车、智能线路，提升旅客出行、经营服务、奥运服务等能力，完成固定设施、动车组、灾害监测等相关系统智能化升级，实现旅客出行便捷化、铁路经营服务精准化和国际化、技术装备运管修智能化以及应急管理一体化，全面提升我国高铁安全生产、运营管理、客运服务的现代化水平。

（2）关键装备技术创新。新时期我国高铁应围绕客运市场需求，积极开展系列化中国标准动车组研发，深化中国标准动车组新材料、新结构、运用维修管理等关键技术研究，开展可灵活编组动车组、下一代高速列车关键技术研究，推动我国动车组整体技术水平达到世界领先[6]；同时完善自主化列控系统核心关键技术，推动养路机械及货物装卸机械自主化发展。

（3）工程建设技术创新。新时期我国高铁应围绕中西部和沿海地区铁路均衡建设发展的思路，加强对中西部地区地质环境的研究，针对多种复杂地质气候条件，深入研究先进的勘察设计、路基、桥梁、隧道、轨道等工程建设技术。

（4）安全技术创新。新时期，我国高铁将强化技防服务安全能力，持续深化固定设施状态监测、移动设备动态监控关键技术研究；加强安全数据传输汇聚技术研究，并充分利用装备设计研制考核阶段和检测监测阶段的大数据资源，开展安全数据挖掘分析运用技术的研发；重点开展防灾减灾技术的研究，针对自然灾害和人为破坏行为等影响铁路设施设备运行性能和安全管理的因素，深化高铁自然灾害及异物侵限监测技术研究，优化完善灾害监测系统报警预警功能，研究适用于高铁周界入侵报警的工程应用技术，持续提升铁路防灾减灾技术水平，构建高铁防灾成套技术体系。

（5）节能环保技术创新。新时期我国高铁将进一步发挥节能减排优势，深化研究列车运行操控、直供电、再生能量利用、内燃机车节油等列车节能减排技术，研究站区能源智能管控、绿色照明和新型热源替代等节能减排应用技术，研究能效管理技术、能耗数据计量、节能评价考核技术等铁路综合节能技术，进一步降低铁路运输能耗。同时，围绕铁路与生态环境和谐发展，研究列车空气净化、货车撒漏扬尘防治技术，推动中小站区站段污水处理技术研究应用，注重铁路工程临时用地生态修复、水环境保护和突出环境事故应急处理技术研究应用，积极开展铁路建设项目环境监控技术研究，建立环境监测评价标准体系，持续提升铁路环保效益。

4 我国高铁技术创新发展的保障措施

（1）组织体系保障。新时期我国高铁技术创新应坚持发挥社会主义制度集中力量办大事的优越性，坚持总公司在创新过程中的主导地位，强化总公司及所属单位在规划实施中的职责，充分调动铁路行业内外和国际国内的科技资源，强化对规划实施的统筹协调。首先，应优化以总公司为核心的铁路技术创新体系，凝聚科研院所、高等院校以及装备制造、工程建设、社会高水平智囊咨询机构等单位，充分调动全社会、国内外资源围绕铁路行业开展协同创新、开放创新；其次，应统筹发挥总公司和所属单位两级技术创新体系作用，强化铁路局创新需求源头和创新成果运用主体地位，推动科技成果转化应用；再次，应优化科技创新投入机制，建立多渠道铁路科技投入格局，保持科研投入与创新发展互相适应匹配；最后，应积极争取国家科技资源，积极承担国家重大科技任务，积极争取和落实国家科技投入税收抵扣等各项优惠政策支持。

（2）管理体制机制保障。首先，应营造良好的科技创新环境，贯彻落实全国科技创新大会精神和国家有关政策规定，围绕为科研人员“松绑”并最大限度释放创新活力的主题，完善科研管理制度，营造鼓励创新、重视首创的氛围；其次，应优化科技创新项目管理，坚持应用导向理念，完善总公司科研立项决策机制，注重面向现场一线广泛征集科研需求，强化科研课题与运输生产对接，优化科研组织方式，完善科技评价制度；再次，应强化科技创新知识产权管理，健全完善铁路知识产权申请、保护、运用和维护机制，围绕核心技术专利制定知识产权目标，加大核心知识产权的创造力度，依法合规开展知识产权运营，促进重要知识产权转化为实际经济效益。

（3）人才及平台保障。在人才保障方面，新时期高铁技术创新应更加重视人才培养，优化科技人才集聚与培养支撑体系，完善科技人才使用、引进与激励机制，依托重大科研课题，加大科技创新团队和人才培养力度，建设规模宏大、结构合理、素质优良的创新人才队伍。在平台建设方面，应推进国家级实验平台的建设，全面推进轨道交通系统测试国家工程实验室等国家级实验平台建设，完善铁路研究实验平台体系，加强创新平台管理，同时加强试验能力建设，强化科研试验验证手段，推进国家级试验中心建设，为我国轨道交通科技创新提供全面、现代、先进、高效的试验条件。

5 结束语

我国高铁取得了世人瞩目的创新成就，站在了新的历史起点上。新时期高铁发展的需求正在发生深刻变化，高铁技术创新不仅要深耕当前已有技术优势，更应密切关注和研究需求变化，使我国高铁自主技术创新和研发思路始终紧密契合市场发展趋势，推动高铁技术实现从“先进”到“引领”的跃升。

[1]TEECE DJ，PISANO G，SHUEN A. Dynamic capabilities and strategic management[J]. Strategic Management Journal，1997，18(7)：509-533.

[2] ENOS J L. Invention and Innovation in the Petroleum Refining Industry[M].Princeton：Princeton University Press，1962.

[3]傅志寰. 我国高铁发展历程与相关思考[J]. 中国铁路，2017(8)：1-4.铁路，2016(10)：1-4.

[5] OLDENBURG R. The Great Good Place: Café, Coffee Shops, Community Centers, Beauty Parlors, General Stores, Bars, Hangouts, and How They Get You Through the Day[M]. New York：Paragon House Publishers，1989.

[6]胡亚东. 坚持自主创新道路 积极推进中国标准动车组研制[J]. 中国铁路，2014(8)：1-5.

On Development Needs and Key Tasks of China’s HSR Technological Innovation

XIAO Zengbin，MU Wenqi，WANG Liuying
（Scienti fi c and Technical Information Research Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China）

High-speed railway constitutes an important symbol of railway technological integration and innovation, involving a number of technology areas. In this paper, the status quo of Chinese high-speed railway technological innovation is fi rstly summarized, and innovation needs in network construction, passenger service,intelligent railway and environment protection in the new developing period are analyzed. The development trends and primary missions of high-speed railway innovation are presented in the paper afterwards, which can be described as being more intelligent, more advanced, more environmental friendly and much safer, and measures to ensure high-speed railway technological innovation in the new developing period are put forward at last. This paper can contribute to the promotion of Chinese high-speed railway technological innovation.

high-speed railway；technological innovation；passenger service；intelligent railway；safety；energy conservation and environment protection

F530.33

A

1001-683X（2017）12-0040-05

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.12.040

中国铁路总公司科技研究开发计划项目（2016Z004-A）

肖增斌（1979—），男，副研究员，硕士。E-mail：xiaozengbin@rails.cn

2017-12-01