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专访黄强:与专家聊动车组

作者:jnscsh   时间:2022-03-30 08:39:21   浏览次数:

210多年前,英国人瓦特完成了蒸汽机发明;180多年前,世界上第一条铁路——英国斯多克顿到林顿的铁路正式通车,火车从此登上历史舞台,成为强大的运输工具。

如果从1909年中国人自主修建的第一条铁路京张铁路算起,我国铁路发展经历了近百年的历程。而作为今年第六次大面积提速最大亮点的动车组的开行,则可以说是我国铁路在和谐、快速发展的新阶段,有了全新的、光彩夺目的“形象代言人”。在投入运行2个多月以后,人们对动车组的热度依然不减,为了让读者更进一步地从多方面了解动车组,本刊特意带着旅客们最感兴趣、最为关心的几个问题,专访了中国铁道科学研究院首席专家黄强。

地铁也是“动车组”

《旅伴》:动车组其实是个新名词,在4.18之前,很多人对它是不了解的,甚至是完全陌生的。黄教授能否站在专业角度,用通俗语言为旅客们解释一下什么是动车组?

黄强:动车组是指自带动力、固定编组,可以不掉头在铁路线上穿梭运行的列车,在运营当中也不必拆解。动车组的技术与现在的地铁源于同一种技术,即一种动力分散技术。一般情况下,我们乘坐的普通列车是依靠头部的带动力的机车牵引的,而车厢本身并不具有动力,属于动力集中。而这次投入使用的“动车组”,在运行的时候,不再依靠机车带动,而是把动力装置分散到了各个车厢上,来达到既具牵引动力又可以载客的高速效果。

《旅伴》:动车组和高速动车组是否是可以划等号的概念?

黄强:动车组不等于高速列车,它并不一定是高速的,也有可能低速运行。高速动车组是指运营时速在200公里以上的、自带动力的、固定编组的、可不掉头在铁路线上穿梭运行的、智能化程度较高的旅客运输交通工具。二者的区别,就在于后者要把高速的时速限定放上去,也就是200公里及以上。

《旅伴》:刚才您提到了动力集中型动车组的概念,与前面介绍的动力分散型动车组比较,二者的区别在哪?

黄强:对,除了动力分散的动车组外,还有一种动力集中的动车组。动力集中动车组仍然采用机车拉客车的方式,但是是固定编组,可以穿梭运行的,就像瑞典的x2000和我国的新时速,都属于这一类型。如果我们把机车的牵引设备都搁到各个车厢下面,机车上面也能坐人,那么就变成了动力分散了。

《旅伴》:提个很不专业的问题:大秦线上四个车头牵引的2万吨级重载货车,也算是动车组吗?

黄强:那是一种运载方式,把四个车头放在前面,或者分散在中间,但这并非动车组,而叫组合列车。

动车组是高速铁路的必然选择

《旅伴》:“4.18”让国人熟知了“动车组”这个名词,媒体从业者都认为它肯定会入选2007年度的十大热门关键词,请问黄教授,在世界范围内,动车组的发展情况是怎样的?它是否也是个“新生事物”?

黄强: 动车组在世界上的发展有一段时间了,无论是法国的TGV、德国的ICE、欧洲之星、瑞典的X2000,还是美国的ACELA、日本的新干线列车,它们都是动车组性质的,并且在几十年前就出现了。日本从1964年开始,法国、德国都是从上世纪八九十年代开始的。动力分散动车组技术已成为当今铁路客运装备的发展趋势。

《旅伴》:世界各国纷纷发展动车组,原因在哪里?

黄强:动车组的快捷、舒适众所周知。它的优势主要表现在功率、速度、舒适性以及电子技术的应用等方面。由于各国发展市郊铁路与地下铁道过轨互通以及构成城市高速铁路网的需要,动车组的主力作用愈加明显。另外,动力分散高速动车组能够实现较大的牵引力、制动效率高,且能根据某条线路的客流量变化进行灵活编组,可较好地适应客流波动来回折返的需要,具有安全性能好、运量大、往返不需掉转车头、节能、自带动力等优点,被誉为21世纪交通运输的“新宠儿”。

《旅伴》:请问黄教授,您刚才说动车组是“构成城市高速铁路网的需要”,为什么发展高速铁路必然选择动车组,而非其他?

黄强:这就是我接下来要讲的比较专业一点的问题了。在世界范围内,自20世纪60年代高速铁路出现后,世界铁路发展进入了一个崭新阶段。高速铁路的建设,高速列车的制造,以及高速铁路的经营管理,无不体现了高新技术的集成。目前国际高速列车的发展目标是最高运行速度300~360km/h,甚至包括540km/h,试验速度350km/h及以上,最高试验速度已经达到了574.8km/h。

然而,随着运行速度的提高,轮轨相互作用发生了较大的变化。为了提高速度,需要列车的轴重加大。而过大的轴重将对轨道产生过大的打击,加剧了线路基础的振动,将产生很大的破坏力,成为影响安全的至关重要的因素,不利于高速铁路高效、安全地运营。也就是说,线路是不允许轴重过大的,轴重必须减轻。而要实现这一点,不得不采用和发展动力分散技术。

动力分散动车组出现后,世界铁路特别是200km/h及以上的铁路几乎都要摒弃机车拉客车的方式。目前正处在机车拉客车方式的淘汰过渡阶段中,动力分散动车组已成为世界各国列车发展的总趋势。

自主创新:打造动车组亮丽风采

《旅伴》:站在一个专家的角度,您认为国家发展动车组的战略考虑在哪里?

黄强:首先要从安全性考虑。客运发展的一个重要目标就是要高速,速度快才能节省旅行时间,满足人们的需要。但我们知道火车运行的时候全靠机车压着钢轨的力,形成一个黏着力。速度越高,这个力就要越大;这样,对钢轨产生的破坏也就越大。采用动力分散的方式,就把动力组装到各个客车上,就会使每一个轮子对钢轨的压力减小,对钢轨的打击也就变小了。同时,动力的分散使对每个动轴要求提供的粘着力也变小。因此,当速度加大的时候,虽然每个动轴提供的粘着力加大了,但是仍然不会超过轮轨的黏着限制。压力不够而使轮子打滑这种事情就几乎不再有了。

再者是从效率方面考虑。我们以前在提速中发现的一个问题就是列车中间停站时间特别长。动车组的好处是可以来回穿梭运行,一般列车折返时需要把机车摘下来,倒到后头再联挂上才能再次运行。现在就不用了,它自己可以反向运行,省去了机车掉头的时间。这样它在车站的停站时间就少了,列车占用站台的时间也大大减少,对旅客的影响也随之减小。同时,在设计时要求动车组的起动加速度较大,这样可以大大地提高效率,同时也减缓了运输的压力,有利于实现“公交化”的客运方式,有利于实现旅客随到随走的目标,这也就是发展动车组来运输旅客的原因。

最后,动力分散化,不管是从管理角度,还是维修角度来讲,也都是更加有利的一种方式。

《旅伴》:旅客们都注意到,我们的动车组是“‘和谐号’国产化动车组”,也就是说尽管动车组在我们国家还是新生事物,但我们用“自有品牌”打造了它的风采,这方面的简要情况,请您向大家讲讲。

黄强:动车组的开行是一项系统工程。在土建方面,铁道部提出用“原始创新”的概念;在通信信号、客服等方面提出了用“集成创新”的概念;装备角度则采用“引进、消化、吸收、再创新”的概念。这是去年国家所提出的自主创新的三条路子。

为确保高速动车组投入中国铁路运用,铁道部组织开展了大量的工作。据我了解,在技术工作方面大概有以下几方面:通过大量的试验研究工作,培养了一批对高速列车及其新技术有一定了解的专业技术人员;组织铁科院及相关大专院校、运输部门、制造商的专家了解世界铁路特别是高速铁路发展的情况,进行论证分析。分析旅客运输装备的发展趋势,分析我国旅客运输市场的发展需求,做到对国际铁路装备以及装备的制造技术心中有数;同时也瞄准世界先进水平,确定我国高速列车的发展方向;组织专家完成我国高速动车组的概念设计和方案设计,提出高速动车组的总体技术条件;坚持高定位、高要求,提出九大关键技术必须实施技术转让,才能获得订单的硬性要求;在设计联络中对细节技术又与供应商反复交涉,在实施过程中不让此目标发生偏离。实施过程中则又抓了十大配套技术的技术转让工作。动车组制造完成后又在线路上组织大量的试验验证和安全评估工作,保证动车组的安全舒适,使整个列车无论在总体上还是在细节技术上都保持先进水平。

《旅伴》:关于这次的自主创新,您个人是怎样看待和评价的呢?

黄强: 客观地说,在动车组技术这方面,国外技术已经引领了世界潮流,我们需要尽量利用这个世界文明成果,赶紧把我们发展起来。把我们自主创新地重点放在解决我们国家所具有的自己的运输特点上:比如运输密度比较大、运的货物多、旅客波动大、运输线路少、以及限界关系、轮轨关系、弓网关系、旅客特点、气候环境等等问题。所以必须在这些方面想办法解决。完全照人家的路走,不行;在人家后面“老牛拉破车式”的方式走也不行,迫切需要又好又快地发展。

从借鉴引进到消化吸收和自主创新,都需要在磨合中解决实际问题。我个人认为,在技术上的引进和创新方面,我们应该避免闭门造车,国人要有开阔的眼光才行。品牌是我们自己的,总体技术是我们自己的,在技术的应用上要做到海纳百川。中华民族具有大的包容性,与世界相融合。当然,比“引进”更重要的还是自主创新,现在的动车组的概念设计和方案设计都是我们自己做的,根据我们的总体方案来构成我们自己的东西,我们又依靠自己的力量在线路上完成大量的高速试验验证和安全评估工作,包括轮轨关系、弓网关系和限界匹配关系等,这些本身就是自主创新。此外,引进的技术,还有兼容问题、国情的适应性问题、改变应用的问题和进一步发展的问题,这些都需要我们自己解决,也需要开展再创新的工作。

开往春天的动车组

《旅伴》:高速动车组受到了百姓大众的关注和喜爱,我们很感兴趣的是,在参与打造它的专家们的眼里,是怎样评价它的意义的,怎样看待它给我们的生活带来的改变。

黄强:现在都讲究同城效应,就像我们国家建立的三大经济区:渤海湾经济区、长江三角洲地区,还有珠三角经济区。这是一种用时间来解决空间问题的办法,也就是说,在时间意义上将距离拉近了。比如早上去天津办事晚上回来就没有任何问题。所以可以看到一种现象,那就是高速列车开起来之后可以在廊坊买房子,在北京上班。这就是我们说的同城效应所发挥出的优势。另外就是文化经济的发展会逐渐趋于平衡,不至于造成距离很近差异却很大的情况。以石家庄和北京为例,一旦它们被拉得很近的时候,文化的一个附着影响区就会形成,经济影响区也会更大。信息的交流因有网络的存在形成的差异不大了,但现代社会不仅要有网络交流,还要有人员交流、物流等,否则就会有隔绝感。以前有个说法叫“发配沧州”。如果只有两个钟头就能到的地方,就不能再是“发配”的地方了。

我们就是要利用高速铁路的发展推动经济、推进农村城镇化的发展和铁路周边新兴区的发展。“要想富先修路”,铁路对整个国民经济的拉动作用不可忽视。虽然现在的铁路线还不够用,但是从石家庄这个例子来看可以很明显得到结论,因为有了铁路线,才发展成为城市,经济才发展起来,广深线周边的城镇也都是这样发展起来的。

《旅伴》:动车组已经成为世界铁路列车的一种趋势,您是否认为它的发展前景还是比较广阔的?

黄强:对,这是肯定的。在客运市场上,动车组是非常有价值的一种运载方式。它的优势是多方面的,但更主要的是在效率上,有了效率才可以开展起来各方面的事情。虽说这里也可能存在各种各样的小毛病,但是任何新生事物的发展都需要一个磨合期。比如前一段时间的粉尘问题对列车冷却通风设备的影响,以及北京前一阵子的柳絮也是,这些类似的现象需要在运行中逐步地去改进发展它。我们有理由相信,它是开往春天的,它的明天会更美好,让我们在对这贴地“飞行”的鸟儿寄予更高期待的过程中,也给予它多一些的祝福与支持吧!

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