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【高铁运行速度】中国高铁重回时速350公里时代

2018-10-25

7月18日,中国铁路搞了个大事情:京沪高铁重新试跑350公里/小时,全程4小时10分,许多高铁爱好者接力直播。高铁专家贾利民称,中国高铁因为某些荒谬的原因,六年来都不能按设计时速运营,但恢复350公里“不会太久了”。财新网称恢复就在十一前后。
  
  6月26日,由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的中国标准动车组“复兴号”在京沪高铁双向首发。标志中国已全面掌握高铁核心技术,高铁动车组技术实现全面自主化、标准化,反映出中国高铁的总体技术水平已跻身世界先进行列,部分技术达到世界领先水平。
  
  从我国引进时速200公里高速列车技术,到自主研发时速350公里、380公里的和谐号,再到完全自主知识产权的复兴号双向首发,数年间,中国正在以迅猛地势头,全速进入引领世界的“高铁时代”。
  
  据德国《世界报》网站报道,一项最新调查表明,2016年中国中车集团公司在全球高铁市场占据69%的份额,而在2007年之前,高铁市场完全被欧洲(主要是法、德两国)与日本的公司垄断。从2004年中国开始全面引进国外高铁动车组技术算起,至今不过12年,中国已从高铁先进技术的追赶者,成功转身成为高铁先进技术装备的提供者,进而向高铁先进技术的引领者迈进。下面极科网带你一起来看高铁的发展历程。
  
  一、同是引进技术还有哪些国家可以自主生产动车组?
  
  放眼世界,除日、法、德等高铁技术的原创国家外,引进高铁先进技术装备的国家和地区主要有四例:中国、西班牙、韩国以及中国台湾地区。
  
  西班牙的高铁技术开始采用法国高铁(TGV)的技术,西班牙是TGV技术输出的第一个国家;后引进了德国城际快车(ICE)的技术,后期西班牙研制出Tal90250、Tal90350等高速列车。其高铁列车AVE在1992年投入运营,最高运营时速达300千米,高速线路总长2225千米,制造商为阿尔斯通、西门子、塔尔高等公司。引进消化吸收后,两班牙的高铁技术装备已能少量出口。
  
  德国西门子ICE3动力分散型列车Velaro它是中国CRH3的原型车
  
  韩国也引进了法国的高铁技术,其高铁列车KTX于2004年投入使用,其最高运营时速达300千米,高速线路总长412千米,主要制造商为阿尔斯通公司。韩国在引进消化吸收后再创新,形成了自己的品牌,现在已能出口高铁技术装备。
  
  中国台湾地区原先引进的是德国西门子的高铁技术,后改为日本新干线技术,其高铁列车THSR于2007年投入使用,最高时速为300千米,高速线路总长345千米,制造商为川崎重工。由于日方并未进行技术转让,因此出现问题后需依靠日方或第三方机构的调解和帮助。
  
  二、最高试验速度与最高运营试验速度有什么区别?
  
  列车速度及动力特点列车速度主要分为最高试验速度、最高运营试验速度、最高运营速度、平均速度和旅行速度等五种,而高速铁路的知识产权与最高运营速度密切相关。
  
  最高试验速度是指列车性能发挥到极限时所能达到的速度。然而,最高试验速度是在理想条件下进行的,与商业运营环境大不相同,是实际很难达到的速度。例如,法国TGV高速列车曾于2007年4月3日创造574.8千米/时的最高试验速度。这次试验是在条件最好的平直线路段上进行的,供电电压提高到3.1万伏,列车车轮的直径则加大到l米以上。
  
  .最高运营试验速度是指拟投入运营的列车在即将投入运营或已投入运营的高铁线路上所能达到的最高速度。2010年12月3日,中国CRH380A高速动车组在京沪高铁线路上创造的486.1千米/时,是目前世界上铁路运营试验速度最高纪录。
  
  最高运营速度是指列车在实际商业运营中允许达到的最高运行速度,用以判别高速铁路(列车)和普速铁路(列车)。我国一般把最高运营速度在200千-米/时及以上的列车称为高速列车。最高运营速度是衡量铁路综合技术水平的总体性指标,反映了一条铁路的固定设施(轨道及轨下基础以及桥梁隧道等)、移动设备(车辆)、控制系统(信号及通信)等的综合集成水平。
  
  我国引进的原型车的最高运营速度不超过320千米/时,因此在研制最高运营速度为380千米/时及以上的中国标准高速动车组时,总体上不存在知识产权争议。这佯的技术装备即使出口到国外,任何一家公司都不可能提出侵犯知识产权的诉讼。
  
  三、动力组与普通火车有什么区别?
  
  在高铁发展历程中,动力集中型与动力分散型在竞争中显示出各自的特点。动力集中型就是众所周知的“火车跑得快,全靠车头带”——列车靠火车头(机车)拉动,这是普速铁路的常例。“火车头”是动力集中型的关键词,该方式有两个优点。第一,其动力装置少,车辆维护工作量相应减少,因此价格相对低廉,这一优点在直流传动(采用直流电机作为牵引电机)时期很有意义,因为直流电机的维修工作量很大;但随着传动技术的进步,牵引电机采用交流电机后,这一优势就不明显了。第二,车厢里没有动力装置引起的振动和噪声,因此乘客的舒适度较高。该方式的缺点是机车的轴重大,牵引电机集中在机车上,机车下部的车轴要承担更多的重量。因而运行时对轨道的作用力和冲击力更大。要求钢轨具有更高的强度与刚度,这样造价就会增加,而且进一步提高列车速度十分困难。
  
  动力分散型的关键词是“动车组”,其优点主要有三项:一是轴重比动力集中型小而且分布均匀,因此对轨道的要求可降低,此外载客量也有增加。动力集中的法国TGV--A(1989年最高运营时速达300千米)的轴重均为17吨,德国的ICEI(1991年最高运营时速达280千米)的轴重高达19.5吨,而动力分散的日本300系(1992年最高运营时速达270千米)的轴重仅11.4吨,500系(1997年最高运营时速达300千米)的轴重仅11.1吨。二是可采取再生制动,分散在多辆车下的电动机制动时可以当作发电机用,不仅节能,而且可减少机械制动装置的使用(时速50千米以下时才起用机械制动装置),磨损大为减少。三是列车编组相对灵活,列车在终到站不需要调换火车头方向即可再次出发。经过几轮博弈,中国在2004年第一轮高铁招标时明确告示只接受动力分散方式。
  
  四、中国高铁是如何由“混血”变“纯中国血统”的?
  
  在吸取境外引进高铁技术的经验和教训基础上,中国走出了一条新颖独特的技术创新之路——“以我为主、博采众长、融合提炼、自成一家”。中国在全面引进并消化吸收加拿大庞巴迪、日本川崎重工、法国阿尔斯通、德国西门子的高铁技术后进行集成创新,成功搭建了世界上-最先进的高铁动车组技术平台,并开始批量出口。
  
  2004年,我国制定《中长期铁路网规划》,绘就了超过1.2万千米的“四纵四横”快速客运号线网。同年6月,铁道部展开了为满足中国铁路第六次大提速所需,时速为200千米级别的第一轮高速动车组技术的引进招标工作。以此为起点,中国开启了高铁动车组的引进消化吸收再创新之门。
  
  中国将所有引进的国外技术与国内企业联合设计生产作为基本技术路线,以加快先进技术装备的国产化进程。这种国外技术与国内企业联合设计生产出的中国高速铁路车辆统一命名为“和谐号”,并冠以英文标识CRH(ChinaRailwaysHigh-speed),即中国铁路高速的英文缩写。随着时间的推移,“和谐号”的自主创新含量越来越高,直至2016年,高铁动车组技术实现了全面自主化、标准化。
  
  在2004年第一轮招投标中,中外合资企业青岛四方-庞巴迪-鲍尔铁路运输设备有限公司(BSP)是第一批中标厂商之一,获得了20列高铁列车的订单。
  
  CRH1A有加拿大“血统”
  
  2004年10月12日。铁道部与BSP正式签订合同。铁道部代表签约方为广州铁路(集团)公司。2005年5月30日,广深铁路股份有限公司决定以25.83亿元人民币的价格向BSP另外订购20列时速200千米级别的动车组,以满足广深铁路第四线于2008年开通后的运营需求。BSP生产的这40列时速200T.米级别的动车组最终被定型为CRH1A,其原型车是庞巴迪运输公司为瑞典铁路提供的ReginaC2008型列车。
  
  CRH2、CRH2-300有日本“血统”
  
  同年,中国南车四方机车车辆公司(简称南车四方)从日本引进时速200千米的高速动车组,并将其命名为CRH2。.第一批CRH2动车组为60列,其原型车为日本新干线E2系1000型列车,前20列为日本制造,经船运到中国青岛组装。2006年9月28日,时速200千米的国产CRH2型动车组在南车四方下线,其最高运营时速为250千米,可用于提速改造后的既有线路。
  
  2007年11月24日,时速300千米的国产CRH2-300型动车组在南车四方下线,该技术仍从日本引进。按照铁道部的订购合同,获订单的国外公司需把若干关键技术转让给中国公司。不过,日方没有向中国转让车辆的控制软件和源代码技术,倘若后续软件出{现问题。只能依靠日本技术人员或中国技术人员自主研制解决。
  
  CRH3有德国“血统”
  
  CRH3型列车的原型为德国铁路的ICE.3列车,中国以引进西门子公司先进技术并加以消化吸收的方式,由中国北车唐山轨道客车公司在国内生产实现国产化。在2004年中国铁道部第一轮招标中,西门子公司由于转让技术、车辆要价过高,在招标中未获得任何订单。直至2005年11月,铁道部与西门子公司在“以市场换技术”的原则下签订协议,西门子才获得总值6.69亿欧元的60列时速300千米的高速列车订单。CRH3型列车最终被定型为CRH3C。
  
  CRH5有法国“血统”
  
  CRH5型高速动车组是铁道部向法国阿尔斯通和中国北车集闭长春轨道客车股份有限公司(简称北车长客)订购的列车,南北车长客负责国内生产,为8节编组,最高运营时速250千米,并具备时速300千米的提速能力。阿尔斯通公司是铁道部第一轮招标的中标厂商之一,获得了60组高速列车的订单。
  
  2004年10月10日,铁道部和阿尔斯通公司正式签订总值6.2亿欧元的合|司。根据合同,阿尔斯通将7项高速列车的关键技术转让给中国;3组列车在阿尔斯通位于意大利的工厂组装,并完整付运到中国;另有6组以散件形式付运,由中方负责组装;其余51组通过法国的技术转让,由北车长客在国内生产。这批高速列车随后正式定型为CRH5系列中的唯一车型——CRH5A.。动车组每列8节编组,共5节动车和3节拖车,设计运营速度为250千米/时,列车可透过两组联挂方式增至16节。首组CRH5A列车于2006年12月11曰从意大利港口登船运往中国,2007年1月28日抵达大连。第一组由中国生产的CRH5A于2007年4月出厂。
  
  随着中国铁路第六次大提速的实施,CRH5A动车组自2007年4月18日起正式运行在京哈线上。.CRH5型动车组下线时间较晚,整体试运行时间不足,导致一些潜在问题没有能够在试验中解决,再加上CRH5是CRH动车组系列中唯一对原型车进行了大幅度改动,调试难度较高,因此CRH5A型动车组在正式运营初期的故障率相对比CRH1及CRH2高,例如制动系统、空调系统以及列车自动门的故障牢较高。而在耐寒性方面,CRH5则优于CRH1及cRH2,承受温度范同可达±40℃:,因此CRH5大多被安排在中国东北地区运行。后由于CRH1及CRH2动车组的生产商——中国南车集团转向研制运营速度更快的CRH380系列动车组,停产200~250千米/时级别的高速动车组,因此中国北车CRH5便成为时速200千米级别动车组的主力车种。
  
  CRH380A拥有完全知识产权
  
  2009年3月,北车长春轨道客车获得西门子公司的授权,生产30列16辆编组的时速300千米级别CRH3D型高铁动车组,正式成为CRH3高铁列车的生产厂商之一。
  
  2010年,在前期多个类型高速动车组的实践基础上,全新设计、时速超过380千米的国产CRH380A新一代高速动车组在中国南车青岛四方基地下线。
  
  CRH380A型高速列车的性能、乘用环境,速度等级等各方面较前几个型号均有大幅度提高,外型也有较大变化,它是中国高速铁路自主创新的新成果,代表了中国高速动车组的更高水平。2014年2月3口,美国纽约时报广场的广告大屏幕上疾驶而过的列车就是CRH380A,当时该型列车已在中国高铁线路上安全运营了350万千米。完全是中国标准,没有知识产权纠纷,是中国高铁实现出口的必要条件。CRH380A型高速动车组已经通过了美国知识产权评估。根据中国南车提供的技术条件和设计方案,美国律师事务所与专利商标局,进行了900多项专利检索,花费了3个多月的时间进行评估,最终的结论是中国南车研制的CRH380A型高速动车组拥有完全知识产权。
  
  “复兴号”有“纯中国血统”
  
  2017年6月26日试运营的“复兴号”有CR400AF和CR400BF两种型号,是“纯中国血统”。它首次实现了动车组牵引、制动、网络控制系统的全面自主化,标志着我国已全面掌握高速铁路核心技术。在254项重要标准中,中国标准占84%。中国标准动车组整体设计以及车体、转向架、牵引、制动、网络等关键技术都是我国自主研发,具有完全自主知识产权。

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