奔驰中的中国高铁

周伟

一说到乘坐高铁，你的第一感觉是不是便捷、舒适？你可以从12306订票，用身份证或刷脸进站，不受天气影响准时出发；坐在宽敞、平稳的高铁上，除了感受飞驰的乐趣，你还可以上网办公、用手机订餐等。高铁具有输送能力大、速度快、安全性高、正点率高、占用土地资源少、能耗低、环境污染小、全天候运行等特点，在交通运输体系中扮演的角色日益突出，成为世界铁路发展的主要方向。

智能高铁中的黑科技

自中国第一条高速铁路——京津城际铁路2008年开通以来，到2023年底，中国高铁运营里程已突破4.5万千米，居世界第一。中国高铁创造了世界上运营里程最长、速度最高、场景最丰富等多项“世界第一”。

2019年12月30日，世界上第一条智能化高速铁路——京张高铁全线通车，开启了世界铁路发展的新篇章。

智能京张高铁不是简单的智能化动车组在运行，而是从施工建造、系列装备到铁路运营全过程的智能化。

系统集成了智能复合传感器、车地信息实时传输、大数据挖掘与分析、自动化控制、信息智能处理、故障预测与健康管理等技术，实现了智能化感知、诊断与决策。

安装有2718个传感器，智能服务、安全监测，就像医生一样随时为动车组体检，保障运行安全。

具有强大的适应能力，可以在高温40 ℃至高寒-40 ℃正常使用，能够在30‰（铁路的坡度以千分比[‰]作为显示坡度的参考值）坡道上牵引或制动两方面自如运行。

全面提高绿色环保性能，节水10%，噪声降低1至2 分贝，车体内装材料可回收率达75%，可降解材料占比50%；采用气动优化设计及减阻技术，在“重量-阻力-动力”等多目标节能匹配技术上，与CR400BF动车组相比全列综合减重约7吨，气动阻力降低了3.5%，实现综合节能7%；利用智能环境感知调节技术，提升旅客乘坐舒适度。

创新性设置了具有双向充电功能的动力电池系统，具备应急自走行能力。当接触网故障停电时，智能动车组不依靠高压供电系统，也能够以30千米/小时的速度行驶20千米，具备在高铁线路任何区间应急走行至附近车站的能力。

将监测报警数据接入铁路数据服务平台，对高铁沿线风、雨、雪、地震、滑坡和异物侵限进行综合检测、报警和处置。

在学习中创新

中国铁路在1997年至2007年进行了六次大面积提速，研发出一批国产动车组，有“中华之星”“中原之星”“先锋号”“神州号”等一批高速列车。

2002年后，中国提出“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”方针，决定引进高铁技术，确定动车组“引进少量原装、国内散件组装和国内生产”的项目运作模式。“和谐号”系列动车组从不同国家引进了技术，其中CRH1型是加拿大技术，CRH2型是日本联合体技术，CRH3型是德国技术，CRH5型是法国技术。不同的技术平台有不同的优势，也存在一些问题，为运营、操纵和维护带来不便，比如要学习不同车型的操纵方法，也要准备各种车型的配件，出现故障也只能用同种车辆救援。为了解决这些问题，中国通过几年“引进、消化、吸收、再创新”的方式不断探索，研发出中国标准动车组。

2017年6月25日，中国标准动车组被命名为“复兴号”，在京沪高速铁路上线运营。这是我国自主设计、具有自主知识产权的高速动车组，形成了标准化高速动车组平台。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高速铁路实现时速350千米商业运营，成为世界高铁运营新的里程碑，目前已经形成涵盖时速160千米至350千米速度等级的“复兴号”系列化动车组。

与“和谐号”相比，“复兴号”有哪些优势？

1.“复兴号”的设计寿命为30年，“和谐号”为20年。

2. 全新低阻力流线型头型和车体平顺化设计，车型线条更优雅，列车阻力比“和谐号”动车组降了7.5%～12.3% ，人均百千米能耗下降约 17% 。

3. 智能化感知系统更多，全车2700余项监测点，为全方位、多维度列车故障诊断和维修提供支持。

4. 座椅间距宽敞，车内全覆盖Wi-Fi，座椅前后均有220V插座，座椅上方有亮度和色温可调节的阅读灯。

5. 大量采用中国标准，在254项重要标准中，中国标准约占84%，不同厂家相同速度等级动车组能够重联运营。

未来交通模式

未来的轨道交通模式主要有智能高铁、中低速磁浮列车、高温超导磁浮列车和超高速真空管道技术。

智能高铁

智能高铁依然是未来最主要的大运量长途交通工具，其智能化在高铁建造、装备、运营全体系体现。时速可达400千米至600千米，特點是运量大、安全舒适、节能环保、全天候运行。但是当时速达600千米时，需要技术攻关，指定安全技术标准，解决能源过量消耗问题和运行中的噪声问题。未来，铁路建造可以智能设计、智能建造、无人施工、无人生产车辆等，高铁可以无人驾驶、智能运营，旅客可以无感安检、刷脸进站……

中低速磁浮列车

在城市楼群和空间架起轨道，编组的中低速磁浮列车可以悄无声息地在城市上空、楼群中穿行。时速在200千米以下，可以解决城市内道路交通拥挤堵塞问题。特点是运量小、噪声小、节省城市空间。

高温超导磁浮列车

高温超导磁浮列车就是利用高温超导材料制成的超导磁体产生的磁场，与轨道上的磁铁相互作用，使列车浮起和运行。预计最高时速可达800千米，特点是中等运量、节约能源、节省资源和土地（以桥代路建设）。

真空管道飞行技术

真空管道飞行技术就是制造封闭真空管道，管道车体运行时，将前方空气抽成真空，采用电磁发射技术或高温超导磁浮技术，将管道内车辆以1200～2400千米的时速发射出去。它的特点是超速运行、运量小。尚待研究解决的问题有车辆运行中的加速度过载会对人体产生伤害、空间狭小不够舒适等。

知识链接 世界上第一列高铁

1964年10月1日，世界第一条高速铁路——日本东海道新干线开通运营，全长515千米，其中“光号”高速列车运行时速为210千米。此后，高速铁路建设在法国、德国、西班牙、韩国、中国等多国取得了成功，快捷、方便、舒适的高速铁路不仅支持了国家社会经济的发展，而且丰富了铁路的内涵。

知识链接

中国最早的铁路与火车

1825年，英国建造了世界上第一条公共运营铁路，这条铁路全长约27千米，从斯托克顿到达灵顿。由于蒸汽机车使用煤或木头为燃料，在行驶中经常能看到车的烟筒里冒出大量火星，所以被称为“火车”。

1876年，中国出现了第一条营业性铁路——长14.5千米的吴淞铁路。这是英国怡和洋行擅自修建的，当时清政府严禁在中国修建铁路。这条铁路在运营了一年多后，清政府与英商几经协商，以28.5万两白银分3次交款，到1877年10月，清政府还清款项后赎回并立即拆毁。

1881年，为了方便运输煤炭，清政府允许修建唐胥铁路。唐胥铁路自唐山乔家屯矿井起，行至胥各庄，并与芦台至胥各庄的运河衔接，全长9.7千米。

在唐山开平矿务局的工厂里，英籍工程师金达带领工人用废料器材建造了一台轴式排列1-2-0式蒸汽机车，将其命名为“中国火箭号”，并在机车两侧的英文铭牌旁边加装一对黄铜龙饰，也称“龙”号机车。

1881年6月9日，唐胥铁路开始铺轨，自此，拉开了中国自办铁路的序幕。