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我国高铁发展与应用概况

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:中国第一条高铁是1999年开工、2003年建成的秦沈客专,并研制了“蓝箭”“中原之星”“中华之星”等类型的动车组。该列车由两辆动车和4辆双层客车组成。2005年,又完成了时速300 km动车组采购项目。这标志着,中国标准动车组具备了大规模生产许可条件和上线商业运营资格,中国高速动车组迎来了新时代。中国标准动车组采用的标准涵盖了动车组基础通用、车体、走行装置、司机室布置及设备、牵引电气、制动及供风、列车网络标

我国高铁发展与应用概况

中国第一条高铁是1999年开工、2003年建成的秦沈客专,并研制了“蓝箭”“中原之星”“中华之星”等类型的动车组。2004年4月国务院《研究铁路机车车辆装备有关问题的会议纪要》,明确了“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”基本原则。按照“先进、成熟、经济、适用、可靠”的方针。通过“引进—消化—吸收—再创新”,已经形成了覆盖各速度等级的自主知识产权的复兴号动车组技术和生产体系,如图4-1-9所示。

(一)早期自主研发型号

早在20世纪50年代,我国就开始了动车组的研制。1958年,四方厂设计制造了第一列东风号双层摩托列车。该列车由两辆动车和4辆双层客车组成。进入90年代后,我国曾研制了“庐山号”“新曙光”“神州”等内燃动车组和“春城”“蓝箭”“先锋”等电力动车组,积累了部分动车组设计制造技术。但是,由于牵引传动、列车控制等关键技术不过关,安全性、可靠性难以满足要求高速运行的要求,因此,我国动车组走技贸结合、引进消化吸收再创新之路,成为铁路装备现代化的必然选择。

图4-1-9 中国铁路高速动车组全系谱

图4-1-10 新曙光号与中华之星号动车组

(二)第一代引进消化吸收型号

2004年10月铁道部组织完成了140列时速200 km动车组的采购项目合同签订,成功引进了川崎重工、庞巴迪、阿尔斯通的动车组先进技术。2005年,又完成了时速300 km动车组采购项目。

通过引进消化吸收,形成了共有CRH1、CRH2、CRH3、CRH5四个动车组系列、时速200~350 km、8节或16节编组、坐车卧车齐备的动车组产品体系。动车组统一的命名方式中CRH(China Railway High-speed)的字面意为“中国铁路高速”,因为所谈对象是列车品牌名称,所以含义是中国拥有自主知识产权的中国高速动车组列车。

1.CRH1

青岛四方—庞巴迪—鲍尔铁路运输设备有限公司制造,原型是瑞典AB提供的Regina,CRH1A采用交流传动及动力分布式,标称速度为200 km/h,持续运营速度为200 km/h,最大运营速度为250 km/h。

2.CRH2型电力动车组

CRH2型电力动车组,是南车四方联合日本川崎重工生产,引进国外技术,逐步国产化,原型是日本新干线E2-1000,但动力配置从E2-1000的6M2T变为4M4T,CRH2系列为动力分布式、交流传动的电力动车组,采用了铝合金空心型材车体。

3.CRH3型电力动车组

CRH3原型为德国铁路的ICE-3列车(西门子Velaro),中国以引进西门子公司先进技术并吸收的方式,由中国北车唐山和长客股份公司在国内制造。CRH3C型电力动车组采用动力分布式,为4动4拖8辆编组T+M+M+T+T+M+M+T,采用电力牵引交流传动方式,由2个牵引单元组成,每个牵引单元按两动一拖构成。动车组具有良好的气动外形,其载客速度为350 km/h。

4.CRH5型电力动车组

CRH5型动车组,引进自法国阿尔斯通的高速列车车款,由长客股份公司在国内制造。该车型采用动力分布式设计,以同厂的Pendolino宽体摆式列车为基础,车体以芬兰铁路的SM3动车组为原型,营运速度为200 km以上。第一代引进消化吸收形成的动车组如图4-1-11所示。

图4-1-11 CRH“和谐号”动车组(www.xing528.com)

(三)第二代CRH380系统动车组

2008年2月,国家批准《中国高速列车自主创新联合行动计划》,打造具有自主知识产权的高速动车组,提出研制符合京沪高铁运营需求的高速列车,由中国南车、北车集团在消化吸收相关技术的基础上,将动车组的时速从250~300 km提高到350 km及以上,为京沪高速铁路提供强而有力的装备保障,建立并完善具有自主知识产权、国际竞争力强的时速350 km及以上中国高速铁路技术体系。2010年9月,铁道部下发《关于新一代高速动车组型号、车号及坐席号的通知》,正式更改四方机车车辆的CRH380型动车组型号名称,其中8辆编组的动车组被命名为CRH380A,后期衍生车型有CRH380A、CRH380B、CRH380C、CRH380D等系列。

CRH380系列是中国标准动车组问世以前世界商业运营速度最快、科技含量最高、系统匹配最优的动车组,持续时速350 km,最高时速380 km及其以上。如表4-1-1所示,主要包括CRH380A、CRH380B、CRH380C、CRH380D。CRH380A(L)是四方股份公司生产的,CRH380BL由长客、唐山共同生产,其中长客又研制了380B短编高寒车以及CRH380CL,CRH380D则纯粹是庞巴迪的技术。

表4-1-1 CRH380系列动车组主要类型

图4-1-12 CRH380系列高速动车组

2010年12月3日,在京沪高铁枣庄至蚌埠试验段,CRH380AL新一代高速动车组创造了时速486.1 km的世界铁路运营速度纪录。

(四)第三代中国标准动车组

为了能够适应中国的高速铁路运营环境和条件,满足更为复杂多样、长距离、长时间、连续高速运行等需求,打造适合中国国情、路情的高速动车组的设计、制造平台,实现高速动车组技术全面的自主化,从2012年开始,在中国铁路总公司的主导之下,集合国内有关企业、高校、科研单位等优势力量,开展了中国标准动车组的研制工作。

2017年1月3日,国家铁路局向中车长春轨道客车股份有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司颁发了中国标准动车组(中国标动)型号合格证和制造许可证。这标志着,中国标准动车组具备了大规模生产许可条件和上线商业运营资格,中国高速动车组迎来了新时代。2017年6月26日,中国标准动车组——“复兴号”将率先在京沪高铁两端的北京南站和上海虹桥站双向首发,分别担当G123次和G124次高速列车(见图4-1-14)。

图4-1-13 中国标准动车组

中国标准动车组,既可以读作中国标准-动车组,意为采用了中国标准,也可以念成中国-标准动车组,意为性能设施都是标准化的。中国标准动车组采用的标准涵盖了动车组基础通用、车体、走行装置、司机室布置及设备、牵引电气、制动及供风、列车网络标准、运用维修等10多个方面。大量采用中国国家标准、行业标准、中国铁路总公司企业标准等技术标准,同时采用了一批国际标准和国外先进标准,使中国标准动车组具有良好的兼容性能。中国标准动车组研制过程中,在运用安全、节能环保、降低全寿命周期成本、特别是进一步提高安全冗余等方面加大了科技创新力度。

中国标准动车组采用CR400/300/200命名,CR代表China Railway(中国铁路),CR400/300/200分别对应最高速度400 km/h、300 km/h和200 km/h。三种时速各自满足不同的市场需求,中国高速铁路主要是速度350 km/h、250 km/h两种,中国快速铁路是速度200 km/h和160 km/h两种。三种时速列车可以满足这四种时速需求,CR200(见图4-1-15)可以兼容快速铁路两种时速。

为了配合2022年冬奥会,京张铁路的建设正在紧张有序地推进,全线预计于2019年年底通车,未来它将成为连接京张两地一条最重要的客运通道,将把目前北京至张家口最快车次运行时间的2 h 58 min缩短至1 h。京张高铁采用的智能动车组定位于“复兴号”的智能型,以现有“复兴号”CR400BF型动车组为基础,首次采用我国自主研发的北斗卫星导航系统,在世界上首次实现了速度350 km/h的自动驾驶。智能动车组和复兴号一样,也是一对双胞胎。一个叫“龙凤呈祥”,一个叫“瑞雪迎春”(见图4-1-15)。车头分别模拟鹰隼和旗鱼,具有优越的空气动力学性能和漂亮的外观。

图4-1-14 时速160 km“复兴号”中国标准动车组-绿巨人

图4-1-15 京张高铁智能动车组

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