中国高铁：风驰电掣领跑全球

曲星

从吹响“向科学进军”的号角，到迎来“科学的春天”;从提出“科学技术是第一生产力”的论断，到全面实施创新驱动发展战略，确立“创新是引领发展的第一动力”，我国始终高度重视科技创新，始终坚持走具有中国特色、符合科技创新规律的自主创新道路。特别是党的十八大以来，我国科技体制改革蹄疾步稳，创新能力持续跃升，支撑引领作用显著增强。我国已成为具有重要国际影响力的科技创新大国，正向世界科技强国的宏伟目标阔步前进。历史从来不会缺席每一次伟大见证：“两弹一星”奠定我国大国地位，“陆相生油”理论甩掉我国“贫油”帽子，杂交水稻让我国近14亿人端稳饭碗，载人航天实现我国千年飞天梦想，5G通信技术引领全球，而高速铁路领跑全球……

中华人民共和国成立时，我国连“一辆汽车、一架飞机、一辆坦克、一辆拖拉机都不能造”;改革开放前，我国人均铁路长度赶不上一根香烟的长度，绿皮火车的时速只有49公里;而新中国成立70年之际，已建成世界上运营里程规模最大、运营速度最快、年发送旅客最多、舒适度最好、具有完全知识产权的高速铁路网络。中国高铁技术站在了全球高铁市场的最前沿，并逐步引领全球高铁市场的发展。习近平总书记多次向世界推介中国高铁，他指出，高铁是我国装备制造的一张亮丽的名片，成为我国对外经济技术合作的“抢手货”，要抓住机遇，乘势而上。

从“追赶”到“领跑”：中国动车组跨越式发展

打开视野，向发达国家学习，无疑是后发国家走上强盛之路的开端，学习的目的在于赶超。

连接日本东京与大阪的东海道新干线被认为是世界上第一条高速铁路，线路总长515公里，于1964年10月1日东京奥运会前投入运行。东海道新干线运营半个世纪以来，客运量超过100亿人次。1978年10月22日，在具有里程碑意义的党的十一届三中全会召开之前，时任国务院副总理的邓小平赴日本访问。这是中华人民共和国成立后我国国家领导人第一次访日。其间，邓小平在从东京去京都（相距370公里）的行程中，乘坐了“光-81号”新干线列车，当工作人员问他的乘坐感受时，邓小平说：“快，像风一样快！有催人跑的意思，我们现在正合适坐这样的车。”随着邓小平乘坐新干线的画面出现在中国电视节目里，中国人才开始认识这种被称为“子弹头”的、仿佛科幻小说中才有的、如此快速的火车。相比之下，人口众多的中国，相当长时期内人均铁路里程只有5.5厘米，长度不及一根香烟。中国铁路最高时速当时仅为110公里，全国56%的铁路最高运营时速不到100公里，1/4的铁路线路最高运营时速不到80公里，全国铁路平均时速为49公里。铁路资源的匮乏导致客运“一票难求”，货运“一车难求”。

1979年，伴随着改革开放的春风，铁道部发布《1979年铁路科学技术发展计划》  ，立项研究电动车组。而此时全球掀起建设高速铁路的热潮，继日本、法国后，德国、意大利、西班牙、比利时、韩国、美国、瑞典等国都投入这股热潮。

1989年，中国诞生了第一个真正意义上的动车组KDZ1，最高试验时速142.5公里。

1990年，中国铁道科学研究院率先组织各方面专家开展高速铁路总体研究，随后成立了高速总体组，完成高速列车总体技术条件的研究，为我国高速列车顶层设计和核心技术科研攻关提供了依据。从1997年4月1日到2007年4月18日，中国铁路先后进行了6次大提速。数十万铁路工人在遍及高山平原、穿越江河峡谷的线路上，在保证所有客货列车正常运转的间隙中，对沿线开展了换枕、换轨、换岔和线涵桥隧的整治工程、电气化改造工程。10年间，纵横全国的主要干線时速相继提升到120公里、160公里乃至200公里以上。2005年3月18日，为适应大提速，铁道部正式宣布撤销43个铁路分局，精简铁路沿线层层叠叠的管理机构，由四级管理改为三级管理。一夜之间，数万名科以上干部进入待业状态。在巨大的阵痛之后，高铁时代呼之欲出。

然而，铁道部当时面临一个艰难的选择，是完全打开大门站在世界最先进的技术之上，还是关起门来继续搞自主创新？早在1997年，铁道部就成立京沪高速铁路办公室，组织一大批专家开始积极跟踪和研究世界高速铁路发展，特别是高速列车的前沿技术。但起步之路何其艰难！在中国铁路设计集团有限公司档案馆里，仅（编号）91、92、93、94到95，就有2533卷，京沪高铁的初步设计总说明书达40多万字之巨。这些档案真实地记录并见证了京沪高铁前期研究之艰难。

国家“八五”计划实施以来，我国开始对高速列车动力学问题进行大量的理论和实验研究，1999年秦沈线上开跑的“中华之星”电动车组就是中国自主创新的尝试。该项目由铁道部主持，中国北车集团和南车集团参与研制，经费和精力上的投入都很大。它的设计时速为270公里，2002年11月冲刺试验时还创造了最高时速321.5公里的“中国铁路第一速”。但当时，“中华之星”在时速超过200公里时，却表现出一些不稳定性。其设计要求还是低于国外高速铁路标准，一些核心关键技术和设备可靠性、稳定性不足，整体技术不够成熟，距离商业运营还有很大距离。

2004年4月9日，国务院召开关于铁路机车车辆装备现代化会议，并下发《研究铁路机车车辆装备有关问题的会议纪要》  ，确定了推进铁路技术装备现代化“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的总体方针，明确了铁路技术装备现代化的方向、方法和目标，即充分利用市场优势和后发优势，海纳百川，博采众长，走引进、消化、吸收再创新道路，用最小的代价、最短的时间，实现我国铁路机车车辆水平的飞跃。

中国要从世界上引进动车！一石激起千层浪。巨大的中国市场对掌握和代表着当时世界高铁技术制高点的四大跨国集团：德国西门子、法国阿尔斯通、日本川崎重工和加拿大庞巴迪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。为确保引进关键技术，铁道部充分发挥“集中力量办大事”的优势，使用了“战略买家”策略，即全国只有一个买主，就是铁道部。想要进入中国铁路市场的外国公司，必须实行关键技术全面转让，必须与中国品牌合作，实行本土化生产，必须价格合理……

铁道部并不直接与外商签合同，而是发包给中国有实力的企业，让外商和中国企业组成合作伙伴。比如动车这部分，铁道部与唐山机车厂签订合同，然后西门子公司与唐山机车厂合作，前3辆动车从西门子直接整车引进;接下来3辆引进后由我方组装;再下来的3辆唐山机车厂开始生产局部配件，一步步过渡到国产化率达75%。人员培训计划也非常具体，比如西门子公司必须负责中方相关技术人员的培训，负责20年的维护工作。我国的工程师、大学老师分批去德国接受培训，回国后再一批批培训18个铁路局的人员。

在价格方面，由于实行了集中购买，铁路部门在谈判桌上始终牢牢掌握着主动权，我国实现了动车组列车的低成本技术引进。铁道部与西门子公司谈判动车组列车技术引进的案例就被写入美国斯坦福大学经济学课程的教案，被誉为当代国际商业谈判的经典。2004年，西门子公司提出的3.9亿欧元技术转让费，破天荒地被铁道部降为8000万欧元。

从2004年、2005年相继引进日本、法国、德国的动车组技术，到2006年底，铁道部通过3次动车组招标，共购买了法、德、日的高速列车280列，总金额533亿元。

为全面支撑中国高速列车技术自主创新需求，2008年2月26日，科技部和铁道部签署了一个联合行动协议——《中国高速列车自主创新联合行动计划》  ，决定共同自主研制CRH系列，设计时速350公里及以上的动车，建立并完善具有自主知识产权、国际竞争力强的中国高铁技术体系。行动计划囊括了中国中车股份有限公司及500余家配套企业、数十家相关领域最强的高校院所和国家重点实验室;参研科研人员1万多名，教授500多名。其中一项高速列车空气动力学研究，就是由中科院力学所牵头攻关的。通过引进、消化、吸收、自主创新，2008年8月1日，中国铁路最新的“形象大使”——造型优美时尚的乳白色“和谐号”横空出世。中国国产时速300公里以上的“和谐号”动车组列车在北京奥运会举办前飞驰在了京津城际铁路上。

2009年，中国高铁迎来了一个通车高峰。4月1日，石太客专、合武高铁通车运营;9月28日，甬台温铁路、温福铁路通车运营;12月26日，中国第一条也是世界第一条时速350公里的大干线高速铁路武广高铁正式开通运营。武广高铁全长1068.8公里，运营时间由原来的11小时缩短到3小时。从武广高铁开通到2010年10月26日沪杭高铁开通，中国拥有了2116.6公里、时速350公里的高速铁路。而当时欧洲最快的高铁时速为320公里，日本新干线只有300公里。

2010年12月3日，我国在京沪高铁枣庄至蚌埠段进行高速试验，“和谐号”380A一举创造了世界铁路运营试验最高时速——486.1公里！这一世界纪录，至今未被打破。鉴于中国高铁取得的史无前例的成就，12月7日，第七届世界高铁大会在北京国家会议中心召开。这是世界高铁大会首次在欧洲以外的国家举办。

凡是过往，皆为序章。“和谐号”诞生的速度和它创造的速度，让整个世界为之震惊。美国时任总统奥巴马在国情咨文中这样表述了他的心情：“我们的国家向来走在世界前列，我们没有理由让欧洲和中国拥有最快的铁路。”

到2011年，我国研制出以“和谐号”CRH380为代表的17种型号动车组，涉及4个技术平台。我国自主创新研制的国产CRH2-300型和CRH3型动车组列车在京津城际铁路上，创造了运营速度、运量、节能环保、舒适度4个世界第一。

习近平总书记反复强调，核心技术是国之重器，在别人的墙基上砌房子，再大再漂亮也可能經不起风雨，甚至会不堪一击，而核心技术受制于人，是我们最大的隐患。只有保持核心技术国产化才会使我国高铁掌握持久的竞争力。

2014年秋天，中国标准动车组研制项目设计方案定稿，254项重要标准，中国标准占84%，整体设计和关键技术全部自主研发且具有完全自主知识产权。

2016年7月15日上午11时20分，在郑徐高铁民权县境内，两列中国标准动车组试验车分别以时速420公里相向而行，成功实现交会。两车交会时速达到840公里，产生的压力波之强对动车是一个巨大的考验。两辆列车在不到2秒的时间内擦肩而过，惊艳世界。这次试验成功，为深化我国高速铁路轮轨关系、弓网关系、空气动力学等理论研究和高速铁路核心技术攻关、运营管理提供了有力的技术支撑。

2017年6月25日，时速350公里的“复兴号”动车组研制成功，其囊括了新材料、先进动力、计算机等诸多关键技术的群体突破，标志着我国铁路成套技术装备已处于世界领先地位。“复兴号”中国标准动车组与以往系列最根本的区别在于构建了一个完全自主的动车组产品平台。动车组整体设计及车体、转向架、牵引、制动、网络等关键技术都由我国自主研发，具有完全自主知识产权。“复兴号”头型设计采用了全新的低阻力流线型车头和轻量化的车体和转向架等，与以前既有的动车组相比，运行阻力显著降低，更加节能、环保。

如今，我国高铁总体技术水平已进入世界先进行列，部分领域达到世界领先水平，我国在高铁领域的研究正不断驶入创新的“无人区”。2019年1月2日，中国铁路总公司（中国国家铁路集团有限公司）总经理陆东福宣布，“复兴号”动车将在世界首次实现时速350公里自动驾驶，未来将运用于在建的京张高铁和京雄城际铁路，这是我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。在自主创新的道路上，中国高铁已经从“追赶”变成了“领跑”，创造了多个世界之最：世界上运营列车试验速度最高的高铁，世界上第一条穿越高寒季节性冻土地区的高铁，世界上运营里程最长、跨越温带亚热带及多种地形地质和众多水系的高铁，世界上第一条热带环岛高铁……

从“一条线”到“一张网”：中国高铁网全面扩容

随着高速动车组建设工程的快速推进，我国高速铁路逐渐形成网络。2005年，也就是高速动车组技术引进工作刚结束不久，“四纵四横“（四纵：京沪高速铁路、京港客运专线、京哈客运专线、杭福深客运专线;四横：沪汉蓉高速铁路、徐兰客运专线、沪昆高速铁路、青太客运专线）高速铁路网的线路建设就徐徐铺开。

2008年8月，我国自主建设的第一条高标准、设计时速为350公里的高速铁路——京津城际铁路投入运营。京津城际铁路起点为北京南站，终点为天津站，于2005年7月4日开工，2008年8月1日正式开通运营，全长120公里，其中无砟轨道长度为113.6公里。京津城际铁路是满足中国高速铁路定义的中国大陆第一条城际高速铁路。由清光绪年间的“老龙头火车站”重建而成的天津站，见证了我国铁路从无到有、从有到高的历史进程。从20世纪90年代初的“长城号”双层旅游列车，到2000年开行的“神州号”双层内燃动车组，再到最高时速达350公里的京津城际“和谐号”，北京、天津两座城市之间的通勤时间大幅缩短至半小时左右。11年来，京津城际列车从最初的47对增加至2019年的172.5对，累计发送旅客2.8亿人次，为京津冀协同发展提供了交通一体化先行保障。作为京津城际主要经停车站，武清站日均发送旅客由最初的366人井喷式增至1万余人，经停列车也由不足10对增至20多对。11年来，武清站共计发送旅客1218.5万人次。京津城际成为中国高铁“始发站”，不仅因为其是中国真正意义上的第一条高铁，还因为中国高铁的很多创新突破和服务标准来源于此。作为我国自主建设的首条高速铁路，京津城际从首创时速350公里高速铁路土建工程建造技术，到创新联调联试、系统集成技术，从构建运营管理技术体系到研制宽车体高速动车组，从时速350公里高铁技术标准体系到高铁服务规范，开创了中国铁路一系列创新突破，为后续中国高铁快速发展起到重要的示范和支撑作用。

2011年6月26日，当时世界上一次性建设里程最长（全长1318公里）的高速铁路——京沪高铁开通运营。9月21日，在全世界率先实现高铁时速350公里的商业运营。该铁路连接我国环渤海和长三角两大经济圈，把京、津、沪3个直辖市和鲁、苏、冀、徽4个省串联在一起。所经区域面积占我国国土面积的6.5%，人口占全国的26.7%。全线共设24座车站，气势恢宏，是贯通东北、华北、华东的高铁大动脉。最快用时4小时18分钟，将北京和上海拉近到从前难以想象的时空距离。截至2019年6月30日已经安全运营8周年，累计运送旅客10.3亿人次，是中国高铁运输量最大、运行速度最快、最繁忙的线路。京沪高铁不仅在建造技术、施工装备上取得一大批创新成果，而且为牵引电化、通信信号、装备制造等提供了试验场，建立了新技术、新装备的聚集创新平台，大大提升我国技术装备水平，拉动我国新产业、新材料、新技术和新工艺的发展。

2019年6月12日，京张高铁最后一根钢轨在中铁三局WZ-500型无砟轨道铺轨机牵引下，以轨距在正负1毫米之内的误差精确落在清华园隧道的枕木上。被誉为中国铁路发展“集大成者”、智能高铁示范工程的京张高铁实现全线轨道贯通。100年前，我国杰出的工程师、铁路工程专家詹天佑主持修建的人字形京张铁路是中国自己设计、施工的第一条铁路，打破了“中国人不能自建铁路”的断言，被誉为“中国人的光荣”，是一条自力更生的“争气路”。100年后，京张高铁开启世界智能高铁的先河，成为中国铁路从“落后”走向“引领”的见证。两条铁路在八达岭长城脚下组合成一个醒目的“大”字。京张高铁全长174公里，其中，北京市境内70.5公里，河北省境内103.5公里，最高设计时速350公里。预计2019年底全线贯通。起点位于北京北站，出站270米后从地上“钻”入地下，通过清华园隧道一路向北，穿越居庸关长城、水关长城、八达岭长城，跨越北京重要的地表水源地——官厅水库，最終抵达2022年北京冬奥会另一举办地张家口。轨道贯通的最后一点——清华园隧道是京张高铁的关键工程。这条6020米长的隧道采用盾构施工，遭遇了世界上最为复杂的情况。它和北京地铁10号线、15号线、12号线相交而过，并行13号线，还要下穿7处重要城市道路，近90条重要市政管线，就好像在人体的众多动脉之间做手术。为此，建设者引入世界最先进的泥水平衡盾构机——“天佑”号，并结合京张智能化目标，建立了盾构安全建造可视化云平台，全预制机械化拼装和大直径盾构常压换刀技术。这相当于为盾构机装上了“眼”“手”“脚”，建设者可以时刻掌握隧道和周边构筑物的变形情况，确保毫厘之间的施工精度。智能化是京张高铁的最大亮点。基于北斗卫星和GIS技术，设计者在京张高铁部署了一张“定位”大网，能够利用铁路的高精度地图，为建设、运营、调度、维护、应急全流程提供智能化服务。依托京张高铁建设，我国将进一步形成智能高铁应用示范方案，构建智能高铁技术标准体系，成为引领世界的智能高铁应用国家。

京津城际铁路、京沪高铁、京张高铁只是中国高铁发展的一个缩影，伴随着高铁的滚滚车轮，“高铁速度”突破城际界限，深刻改写着中国高铁版图。中国高铁网越织越密。

党的十八大以来，从兰新高铁（世界上一次性建设里程最长的高速铁路）到沪昆高铁，从哈大高铁到宁杭高铁，从西成高铁到贵广高铁;从渤海之滨到西部戈壁，从中部平原到西南群山，从东北雪原到江南水乡，全国共有77条高铁动车线路正式投产运营，“四纵四横”规划基本完成。“八纵八横”〔八纵：沿海通道、京沪通道、京港（台）通道、京哈-京港澳通道、呼南通道、京昆通道、包（银）海通道、兰（西）广通道;八横：绥满通道、京兰通道、青银通道、陆桥通道、沿江通道、沪昆通道、厦渝通道、广昆通道〕蓝图正紧锣密鼓实施，发展速度用一日千里来形容一点也不为过。中国高铁串珠成线、连线成网，正以前所未有的加速度扩容，截至2019年10月11日，全国铁路实行新列车运行图，中国高铁运营里程超过3万公里，占全球高铁运营总里程的2/3，运行的动车组列车6739列，覆盖中国80%以上的大城市，运送旅客突破90亿人次。孙中山先生一生极为重视铁路，考察西方时就曾多次感慨于西方世界铁路运输的发达，曾预言中国若修建16万公里铁路，每一座城市依靠便利的铁路运输将变得紧密相连，百姓出行更加方便快捷。如今，我国铁路总里程已达13.3万公里，而且有3万公里的高速铁路，人畅其行，货畅其流，加上尚在规划和修建的铁路，孙先生的预想马上就会实现。