中国高铁经历了什么?130年赶超英日逆袭称王,占全球70%市场

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我是大牛。网上一直流传着这样一个段子,1885年,李鸿章对慈禧太后说:老佛爷,洋人要来给我们修铁路啦!

2015年,英国首相同样对伊丽莎白二世说到:“老佛爷,洋人要来给我们修高铁啦”!

历史总是惊人的相似,130年过去了,中国在铁路的建设上已经发生了翻天覆地的变化,高铁开通运营至今,从西部隔壁,到渤海之滨,从江南水乡,到东北雪原,从西南群山到中原大地,中国高铁以点串线、连线成网,建立起四通八达的高铁,为百姓出行带来便利,为国家的经济发展注入动力。那么你是否好奇,中国高铁是如何在这么短的时间内跻身为世界一流高铁的?大牛今日就来谈一谈!

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一、 高速铁路的初期发展

在1964年10月1日,东京至大阪的东海道新干线正式开通,时速为210公里/小时,这标志着世界上首条高速铁路正式开通运行,在之后的四十年的时间里,世界三大高铁系统:日本的新干线、法国的TGV、德国的ICE逐渐成熟,高速列车的时速已经达到300公里/小时。而此时的中国,还没有高铁,绿皮火车的运行速度最低仅有30共/小时,最高的也才是100公里/小时,与“高速”二字想去甚远,面对国外飞快的高铁速度,中国也表现出对高速铁路的渴望,想要建设高速铁路的想法在萌芽壮大。

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在1990,作为“基建狂魔”的中国开始行动,先将方案提交全国人大进行讨论。然而起步总是艰难的,因为当时时间特殊,中国对京沪高铁是采用磁悬浮技术还是轮轨技术,存在巨大的争议。事实上,关于京沪高铁的争论,一直延续到了2008年,在这18年里,中国正式开展了一场关于高速铁路的思想启蒙,对于高铁的建造、高铁的发展、高铁在全国的建造标准都进行了反复的研讨与摸索,谋后而动,这也是如今中国高铁称霸世界的关键。

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二、 中国高速铁路的形成

关于高铁,我们首先要明确,高铁不仅仅是指国内的高速火车头,它是一个庞大的、复杂的系统工程,其中包括施工建设、车辆制造、信号控制等等,涉及的领域多,需要各方面的协调合作。2007年4月18日,中国铁路第六次大提速正式实施,2008年8月1日,京津城际铁路正式开通运营,这条路路线全长113.54公里,设计时速350公里/小时,从北京到天津,由原来的3个多小时,缩短为半个小时,而这也是中国第一条具有完全自主知识产权的高速铁路。

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虽然铁路是自主创新的,但和谐号是我们在国外列车的基础上再次创新而来的,并不是我国完全自主研发的高速列车,原因很简单,就是我们没有掌握制造高铁的核心技术。中国高铁动车组发展初期,因为没有技术只能引进其他国家的技术,采用联合生产,这样一来就缺少顶层技术。当时引进的时候主要有四家公司,中国南车接触日本川崎重工与加拿大庞巴迪,中国北车接触法国阿尔斯通与德国西门子,联合设计生产了CRH1、CRH2、CRH3和CRH5车型。

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也许有人会说,这并不是我们完全自主研发的,并不值得说,但是技术这方面总是会有交流的,相互学习,互相分享经验与技术才会让技术进步得更快,让我们能够从知其然,升华到知其所以然,就是常说的取其精华,去其糟粕,形成适合自己的技术。

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因为是4个平台,所以就有4个标准,这些车型的技术路径、技术标准各不相同,具有4种不同的技术平台,制造技术可以引进,但是核型设计、基础研究不能引进,核心部件只能由德国西门子公司等提供,控制软件、控制系统也都在外国公司手里,也正是因为这段时间被钳制,所以才有了后来中国高铁依赖国外技术的说法。接触不到核心设计,让中国的建设者们一时间陷入了自主研究难题,那核心技术有哪儿些呢?

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这里面就包括了控制算法,还有调试运行在内的设计能力等等,接触不到这些核心技术,中国在高铁的建设上就会任人摆布,无法为列车提速进行改造升级,无法进行自主研发等等,因此我们在很多环节上都被外人所钳制,中国人明白,既然决定了以后要大力度发展高铁,就不能一直仰人鼻息,既然不告诉我们,我们就自己研究,势必要将这些核心技术掌握在自己手中。

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三、 高速铁路研发的难点

大牛在这里分享几个研发的难点让大家明白:

例如如何通过对高铁外形进行合理的设计,从而达到减小列车运行阻力的目的,从而提高列车速度,还可以抑制运行噪音,这里就涉及到很多空气动力学原理,不仅如此,研究员们还需要借助计算机,不断地进行仿真模拟和模型试验才可以。

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面对这一难题,中国的科学家们很巧妙的建立了强大的高铁仿真集群环境,比如著名的风洞试验。就是把列车放在一个大通道里保持静止,在通道前方产生巨大风力,原理就是物理课本上大家都可以接触到的相对运动原理,相当于列车在跑。通过这样的方式,设计人员可以测试出列车表面的压力,气动力等参数,然后根据这些参数来决定最佳流线型设计。

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但是这里大牛要提一下,风洞试验也有着不足之处,就是风洞试验只能模拟一辆车在空旷地面正常匀速行驶情况,没有办法做到模拟两辆车在现实中的复杂情况,也无法模拟两车高速交会情况等等,既然新问题又出现了,那就接着解决!

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这里就要感谢中国科学院力学研究所-杨国伟团队,在众人一筹莫展的时候,杨国伟团队历时七年成功搭建的高速列车动模型实验平台解了众人的燃眉之急,这个世界上规模最大、实验速度最高、场景最全的双向运行高速列车动模型实验平台,不仅可以模拟风洞试验的效果,解决之前提到的难题,还可以模拟在隧道里两车相会,以及遇到横风等复杂状况下列车的状态,从而得出最准确的数据,用以对列车的改良和提速。在之后的列车中,不论是“和谐号”,还是“复兴号”,几乎所有高速列车试验模型,它们都在这里测试过。

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而这只是其中的一个难题,还有像如何让列车在500公里每小时的时候迅速停下来,并且不会撞到其他物体等等,这些核心技术还是掌握在外国企业的手里,而现在这些问题,经过我们技术人员多年的努力研究,终于把这些技术融会贯通,并形成适合中国自己的技术。

四、 中国的高速铁路走向世界

2011年6月30日,历经18年研究和论证的京沪高铁正式通车,全长1318公里,设计时速350公里/小时,总投资2209.4亿元,是世界上一次建成路线最长、技术标准最高的高速铁路,而这也是中国高铁技术从引进变为自主创新的转折点,自此,中国高铁一步一步开始摆脱技术依赖,走向自研自立自强。

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2012年北京至广州高速铁路全线贯通,全长2298公里;

2013年6月,中国铁路总公司正式启动,中国标准动车组研制项目,开始建立中国统一化的铁路标准,以此解决高铁技术对西方的依赖;

2017年西安至成都高速铁路投入使用,全长658公里;

2017年,复兴号动车组成功实现量产,至此,中国完全扔掉了依赖西方的帽子,成为了世界一流的“中国高铁”。

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中国高铁的动车组,不仅成为中国铁路客运的主渠道,而且安全可靠性和运输效率已经是世界领先,在世界上更是各国争相合作的目标,尤其是近几年,中国高铁平凡包揽国外项目,拿下全球近70%的市场,让中国高铁走出国门,走向世界,成为中国闪亮的国家名片。

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好了,本期文章就是这样,不知道各位对中国高速铁路的发展还有哪儿些疑问?欢迎给牛总评论留言,最后喜欢的朋友别忘记点赞、关注哦!

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页面更新:2024-05-15

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