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2007年第10期

2007-10-11 来源:《世界轨道交通》 作者:刘继峰 浏览次数:
本文摘要:2007年9月7-8日第八届中国国际现代化铁路装备技术交流会在北京举行。中外专家学者会聚一堂,交流展示中国铁路在技术创新、管理创新和装备现代化方面取得的最新成果,交流世界各国铁路最新科技成果,进一步促进中外铁路技术交流与合作。

  近日,第八届中国国际现代化铁路装备技术交流会在北京举行。中外专家学者会聚一堂,交流展示中国铁路在技术创新、管理创新和装备现代化方面取得的最新成果,交流世界各国铁路最新科技成果,进一步促进中外铁路技术交流与合作。通过本次盛会,不仅使我们了解到快步迈向现代化的中国铁路的全新面貌,而对于当今世界铁路的最新科技成果也有了切身感受。

  近年来,按照国家的《中长期铁路网规划》,中国铁路确定了快速扩充运输能力、快速提升技术装备水平的发展思路。依靠科学技术的进步,铁道部开展大规模高标准铁路建设,强化既有线技改扩能,推进技术创新、管理创新,提高了运输经营水平和普遍服务质量,向世人展示了中国铁路建设发展的巨大成就和美好前景。

  中国铁路技术创新成果显著

  陆东福(中国铁道部副部长):中国铁路经历了历史发展过程,以其对经济社会的巨大贡献而受到了普遍欢迎和广泛重视。2006年7月1日,具有世界一流水平的青藏铁路建成通车,标志着中国铁路在攻克多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱三大世界性工程难题上取得了重大突破,中国高原铁路建设技术达到世界先进水平;2006年4月18日,中国铁路成功实施了第六次大面积提速,中国制造的时速200~250公里动车组列车投入运营,在既有繁忙干线实现了时速200公里以上动车组列车、5000吨级货物列车和25吨轴重双层集装箱列车共线运行,形成了具有世界先进水平、中国特色的时速200公里提速技术体系;2006年3月28日,大秦铁路正式开行2万吨重载组合列车,大秦线当年运量达到2.54亿吨,成为世界上运量最大的重载铁路,中国重载运输已跨入世界先进行列;通过大规模客运专线建设,中国铁路已建立了客运专线建设的技术标准体系,明年的这个时候,京津城际轨道交通将作为中国第一条新建客运专线投入运营。

  按照《铁路“十一五”规划》的目标,中国铁路将在坚持改革开放的前提下,通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,加快建立中国铁路客运专线建设和运营管理成套技术体系,建立时速200~250、300~350公里动车组和大功率交流传动机车技术体系,系统完善铁路既有线提速成套技术体系,系统掌握重载运输成套技术,建立高原铁路成套技术体系,建成功能完善的铁路信息系统,从而为中国铁路现代化提供强有力的支撑。

  沈志云(中国工程院院士、中国科学院院士):近年来,中国铁路步入了快速发展轨道,取得了有目共睹的巨大成就:青藏线的开通运营创造了西藏‘天堑变通途’的人间奇迹;第六次大面积提速以及重载运输,最大限度地扩充了我国铁路既有线的运输能力,这是一次规模之大、技术之先进、世界铁路史无前例的壮举。我国铁路按照国务院“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的总体要求,通过引进消化吸收再创新,仅仅用了短短三年多的时间,就成功掌握了具有世界先进水平的动车组制造技术,走过了发达国家几十年的发展历程。

  高速动车组技术的成功引进和批量化生产,极大推动了铁路装备制造业产学研的紧密结合。在推进铁路装备自主创新的进程中,我国装备制造企业自主知识产权拥有量不断增加,对产品质量及其性能、试验方法的基本要求和具体指标、参数日趋完善,高速列车设计标准、制造标准、工艺标准、质量标准、运用与检修标准、安全评估标准等一系列标准正在建立和完善,中国铁路自己的内容全面、结构合理、分类明确、层次清晰的高速列车技术标准体系构架已经形成。

  高速铁路与既有线提速技术的发展

  何华武(中国铁道部总工程师):中国既有铁路实施第六次大提速,是一个有别于其他任何国家的复杂系统工程,为了实现同时满足客货混跑,兼顾客货列车运行速度、密度和牵引重量,开行双层集装箱列车的提速目标。我们从8个方面加强了关键技术攻关:一是进行技术经济系统论证。二是推进科学研究和技术创新。三是建立和完善技术体系。四是制定了技术标准及规程。五是开展了科学试验验证。六是实施了提速改造工程。七是积极推进装备现代化。八是组织提速牵引试验和运行模拟验证。

  主要创新点概括起来主要有8个方面:一是成套技术,掌握了既有线时速200公里等级设计、施工、制造、试验、运营、管理和维修成套系统集成技术。二是动车组技术,全面系统地引进国外先进成熟的动车组设计制造技术,并结合中国铁路的线路、通信信号、牵引供电和旅客运输的特点进行优化,形成中国铁路高速动车组的技术体系。三是列车运行控制技术,成功解决了各种类型列车高密度混合运输、动车组跨线运营、系统设备互联互通等技术难题。四是通信技术,首次采用GSM-R通信系统,在既有线时速200公里及以上提速线路实现了调度通信和承载CTC业务分组数据通信;首次采用我国铁路新型的机车综合无线通信设备。五是调度集中系统,首次在繁忙线路上采用分散自律调度集中系统(CTC),在主要干线采用了列车调度指挥系统(TDCS)。六是工务工程技术,线路、站场、路基等设计施工技术已达到世界先进水平。七是牵引供电技术,实现了时速200公里速度等级动车组列车与时速80公里至120公里货物列车和25吨双层集装箱列车共线运行;首次在时速200公里等级条件下成功采用了自动过分相装置。八是列车气动性能研究,首次全面试验验证了4.4米线间距条件下,动车组列车以时速250公里速度交会、时速200公里动车组列车与时速160公里及以下旅客列车交会、时速200公里动车组列车与时速120公里货物列车交会的安全性。

  我国客运专线发展,一直遵循着科技攻关、试验验证、工程实践和推广应用的科学规律。一是遂渝线无砟轨道试验段试验。通过试验取得了多项创新成果,基本掌握了具有自主知识产权的无砟轨道成套技术,对进一步发展我国无砟轨道技术和推进客运专线建设具有重要意义。二是既有线时速250公里提速路段试验。试验结果表明,技术指标满足开行时速250公里动车组列车要求。

  伊格纳西欧.巴宏(国际铁路联盟高速铁路部主任):目前,有很多国家都在做列车提速的工作,并且开行了时速200公里的列车,我们称他们为高性能的列车。开行时速250公里/小时的列车需要做很多技术方面的工作。当然,升级改造后的既有线路和“传统”列车(机车+车辆)也能使运营速度达到时速200公里左右。

  目前,世界高速铁路已经拥有非常庞大的运营网络,时速达到250公里及以上的里程已经达到了8704公里,未来发展里程将可能达到3万~3.5万公里。在高速列车运营方面,截至2007年6月, 全世界共有1290列高速列车投入运营。我们预测到2025年,全球高速列车可以达到5000列。除了我们看到的高速列车得到不断的增加外,高速列车的试验速度也有了新的提高,时速574.8公里的列车开行打破了世界原有的最高记录。说到高速铁路未来的前景问题,我坚信高速铁路会在提高人民的生活质量方面一定能作出应有的贡献,不仅对欧洲也是对全世界,因为高速铁路的发展会提高全世界人民生活的质量。

  佐伯洋(日本国土交通省大臣官房技术审议官):日本国的高速铁路“新干线”,连结东京、名古屋、京都、大阪、博多等大都市。现在,新干线的营业总里程已达2176公里。高速铁路的建设与经济的高速增长密不可分,这一点已经在日本得到验证。日本新干线开业43年以来,已经运送了70亿人次以上的旅客,并且从未发生一起乘客死亡事故,实现了安全运输。这在铁路运输方面是至关重要的。另外,新干线可以实现高密度、大运量的运输,最高时速达到300公里。尽管运行密度如此高,但每列列车的晚点时间却平均不到1分钟。还有一点,日本新干线系统环境性好,二氧化碳和氮氧化物的排放比其它交通工具要少得多。近年来,世界各国都在讨论地球温室效应等环境问题,高速铁路作为有益于环境保护的交通工具,又重新受到高度的关注。

  Mr peter Watts(西门子交通技术集团京津城际轨道工程通信工程经理):京津客运专线起点北京南站终点天津站,全线长度约为120公里。线路最大设计速度为350公里/小时,正常运营速度为300公里/小时,行车间隔为3分钟,该线路计划于2008年8月1日开通客运服务。初期计划采用ETCS 1级信号系统运营,未来可选用ETCS 2级信号系统运营。线路的基本设计工作已经结束,但是更为详细的设计以及施工设计正在进行中。信号集装箱已经运至现场并安放在了指定位置。目前,已开始综合布线、铁塔基础、基站房屋、通信核心设备房和信号集装箱工作。我们还特别注意了铁路应用的小区设计,从而最大限度的确保无线连接的可用性,这在高速条件下尤为重要。追踪间隔的计算是系统性能和信号设计工作的最好证明,一个高性能的ETCS-1系统完全可以满足300公里/小时的运营速度及3分钟的追踪间隔。京津线是一个ETCS/CTCS的集成方案,它将提供ETCS与CTCS列车的混合运营模式,但是车载单元和轨旁设备可以实现向ETCS-2的升级。

  高原高寒铁路技术的新突破

  程国栋(中科院寒区旱区研究所院士):青藏铁路格拉段全长1142公里,穿越632公里多年冻土,其中大片连续多年冻土为550公里。尽管世界上在多年冻土区筑路己有百年以上的历史,但目前运营线路的病害率仍在30%左右,可见在多年冻土区筑路仍是世界性的难题。青藏铁路所穿越的多年冻土中,高温冻土(0~-1℃)段长275公里,高含冰量冻土(>20%)段长221公里,高温、高含冰量冻土段长134公里,所以在青藏高原多年冻土区筑路面临的困难更加多。

  青藏铁路是百年大计,需要考虑50~100a的变化;根据最新发布的预测,到2050年,青藏高原平均气温将上升2.2~2.6℃。因此,在全球气候转暖的背景下,在青藏高原多年冻土区筑路可以说是难上加难。青藏铁路成败的关键在路基,路基的关键在冻土,冻土的关键在融沉。青藏公路的实践表明:公路在改建沥青路面后,60%路段形成融化夹层,这些路段大多位于高温冻土区;青藏公路85%的路基病害是由融沉造成的。这些事实表明:面对青藏高原的高温、高含冰量冻土及气候变暖的事实,青藏铁路的设计思想,必须由单纯依靠增加热阻的消极“保”温思路,转变为“冷却路基”的积极“降”温思路,以确保路基的稳定。

  在青藏铁路的建设上我们主要采用了一整套“冷却路基”的方法:即通过遮阳板调控辐射;通过通风管、热管和气冷路堤调控对流;通过“热半导体”材料调控传导;通过这些调控方式的组合,加强冷却效果。这些方法均可有效地降低路基下多年冻土的地温,保证青藏铁路路基的稳定。

  段士元(吉林金仑科技有限公司总经理):青藏铁路是世界上海拔最高的铁路线,线路经过地区多为高原寒冷区,积雪融化时间长,道岔易受雪埋,影响列车运行和车站作业,而且青藏铁路格拉段的绝大部分线路和车站建设在海拔4000米以上的无人区,其中24个车站是无人值守站,冬季道岔清雪的问题变得至关重要,若不采取有效措施解决,列车进路的选排将受到影响,因此在青藏铁路设计时就提出了安装道岔融雪系统的要求。

  我们根据青藏铁路的自然条件和青藏铁路自身特点,确定采用电加热融雪系统进行道岔融雪是最为切实可行的方法。我们根据青藏铁路的自然环境和使用条件结合在欧洲的实际应用经验,与相关单位设计制造完成的道岔融雪系统样机运抵格尔木投入试验,通过一系列模拟试验证明L型加热元件融雪效果更佳。因此,我们决定正式在青藏铁路的试验站进行L型加热元件的应用试验。2005年10月完成望昆站的改进后L型加热元件安装调试,为保证试验的成功,在这次试验中安装了加大了20%功率的180W  L型加热元件,融雪试验效果良好。按照最终方案设计、制造的青藏铁路道岔融雪系统于2006年9月正式安装调试完毕,经验收投入使用。

  步入铁路重载运输技术的新领域

  吴克俭(铁道部科技司副司长):通过系统集成与创新,2006年3月28日,中国大秦铁路正式开行了2万吨重载组合列车,标志着中国铁路重载运输技术水平已达到世界先进水平。作为我国重要的煤炭运输通道,大秦铁路承担着全国六大电网、五大发电公司、380多家主要发电厂、十大钢铁公司和6000多家企业生产用煤和民用煤、出口煤的运输任务,承担着全国铁路18%的煤炭运量。

  科学论证表明,提高列车牵引重量,开行2万吨重载组合列车是大幅度提高运输能力的最优选择。2万吨重载组合列车净载重16800吨。如每天开行24.5对列车,即可达到年运量1.5亿吨;每天开行49对列车,可实现年运量3亿吨;每天开行 70对列车,可实现年运量4亿吨。不仅全面提高了大秦铁路的运输能力,而且可提供充足的综合施工、维修天窗。与ECP技术相比,采用LOCOTROL技术开行2万吨重载组合列车更适应中国的国情、路情和大秦铁路的实际。为此,铁道部决定采用LOCOTROL技术进行2万吨重载组合列车综合试验。2万吨重载组合列车长达2672米,大秦铁路采用LOCOTROL技术,开行2万吨重载组合列车,必须解决三大技术难题:一是山区铁路通信可靠性;二是长大下坡道的周期制动;三是长大列车的纵向冲动。铁道部先后安排了60多项科研项目,以攻克三大技术难题为主要目标,在列车同步操纵、无线数据传输、牵引、制动技术、车辆重载技术、基础设施强化技术、牵引供电强化技术、重载运输组织技术、重载组合列车优化操纵、综合维修技术等方面开展了一系列技术创新工作,形成了大秦铁路2万吨重载组合列车重载运输技术体系。

  乔安(GE全球铁路运营产品/项目经理):RailEdgeTM CTC 系统是适用于铁路客运和货运的CTC系统,该系统结构简单易于升级。它有着高可靠性和成熟的技术,以及安装过程的最小化运营干扰的特点。基于Windows系统的列车控制系统,包含所有信号区域和黑障区内必要列车控制。它可以提升生产率、最大化提高铁路运营安全和缩短运输延误。先进的列车控制系统具备路网计划和进路安排的能力,可以解决路网拓扑、基础设施、维护、列车,甚至编组站信息的集成统一管理,从而提升运营速度。它可对旅客车站进行控制,与车站现场设备进行通讯,提供车载应用系统,并对相关铁路设备进行监测和控制。

  铁路发展优势与资产管理新方向

  阿莫斯(世行中国办事处高级经济专家):铁路运输不管是货运还是客运都可以促进经济发展,特别当有效地抓住有利铁路市场机遇时,铁路能够为经济发展作出最大的贡献。中国具有发展铁路运输的良好条件,为了满足未来的需要,城际铁路客运必须充分发挥铁路技术的品质优势。中国计划在这些高度利用的铁路通道上修建的1万公里线路将比现在所有国家高速铁路网的总和还要多,中国发展高速铁路的潜在需求是最大的,繁忙线路上的预期运量只有日本可以与之相提并论。2005年,355公里长的石家庄—郑州线运送了6200万吨货物和4700万乘客。它是被提议建成高速客运专线的最繁忙的线路之一。

  作为线路最大和最具价值的使用者,货运部门实际上是新建高速线路的最大受益者。运能增加带来的最大经济收益,主要来自不再被限制或不再使用其他运输模式而采用更便宜的铁路运输的运量(主要是货运)。然而,由于票价提高了,高速铁路的客运收益显示出积极的净现值,可以抵偿建设高速铁路的额外成本。如果能克服风险,那么成功的潜力就是巨大的——高速铁路在其他国家带来了大量新的运输业务,而在中国也极有可能如此。

  赖立明(埃森哲咨询公司总监):埃森哲(Accenture)是全球领先的管理咨询、信息技术和外包服务公司。埃森哲凭借丰富的行业经验、广泛的全球资源和在本土市场的成功实践,成为了绩效卓越的组织。我们为全球120多家铁路提供过不同的咨询服务,致力把我们的客户转变为世界一流的铁路运营商,其中财富500强的8家铁路公司中有5家是埃森哲的客户。由我公司承担的“中国铁路信息化发展战略咨询项目”是铁道部为了更好地推进铁路信息化的发展,配合铁路信息化发展规划,利用世界银行的贷款开展的国际咨询工作。根据国外铁路及其它行业发展,资产管理的理念已转向如何从投资获取最大化收益。国外铁路企业资产管理应用:就是建立整合的资产管理业务过程。

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