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中国高速铁路的技术特点

发布时间:2015-05-25 07:31:55

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中国高速铁路的技术特点

一、中国高铁技术先进
　　
　　运营速度高。2008年以来，我国先后建成了京津、京沪、哈大等一批设计时速350公里的高铁，开通运营里程已经达到8000多公里，每小时350公里的速度，是世界上高铁的最高运行速度，这种运行速度需要靠多项先进技术和装备给予支撑。
　　
　　首先是高速列车。21世纪初，我国自主研制了“中华之星”、“先锋”等动车组，为高速动车组的发展奠定了坚实的基础。2004年以来，根据国务院“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的指导方针，大力推进院士创新、引进消化吸收再创新和集成创新，攻克了高速转向架等九大核心技术，受电弓等十大配套技术难题，成功研制了时速350公里和250公里两种速度等级的高速动车组，创造了时速486.1公里的运营列车试验的最高速度。到2014年年底，中国动车组总保有量是1700多组。
　　
　　其次是线路工程。线路工程主要包括轨道及空间线路，路基、桥梁、隧道等。轨道方面，研发了无渣轨道成套技术和三网合一的经测网，研发了高速钢轨、扣件、道岔等轨道设备，满足了线路高平顺、高稳定的要求。空间线形，研究确定了不同速度等级高铁线间距、最小曲线半径、竖曲线半径取值范围、限制坡度、最小隧道断面等关键技术参数，满足了不同速度和不同线路类型的建设运营要求。这张图是说到350公里时速的一些空间线路的主要指标。比如曲线半径是7000米，竖曲线半径是25000米。
　　
　　路基：高铁将路基工程由传统的“土石方”理念转变为“结构物”进行设计，形成了地基处理、路基填筑设计施工技术标准，确保高铁路基长期稳定和平顺。
　　
　　隧道：采取特殊洞口结构，增加隧道断面，优化断面型式，有效降低列车进入隧道和会车时的压力波，满足旅客舒适度的要求。
　　
　　列控系统：列车每秒钟前行近100米的运行，必须要靠设备自动控制，我们分别研发了满足时速250和350公里的二级和三级列控系统，最小间隔时间是三分钟。　　
　　　　
　　一是沉降问题。针对高铁面临的区域地面沉降，采取稳定地下水，桥梁轨道设置调高部件等综合措施，及时调整线路平顺度。尤其是在京津地区和上海这一带地面沉降比较厉害，这些措施已经起到很好的作用。针对软土、岩溶等地区，采取桩板桩网及堆载预压等新结构、新工艺控制沉降。针对路基、桥梁、隧道下沉规律不同，通过在连接处设置过渡措施控制下沉差异。
　　
　　二是解决冻胀问题。针对北方地区防冻研究采取专门路基材料，提高路基防冻能力。强化路基排水能力，降低地下水，并采取封堵措施。哈大高铁冬季冻胀值控制在了5毫米以内，未对高铁运行造成影响。
　　
　　三是解决复杂地质条件下的隧道施工问题。隧道穿越山岭、城市、水下，修建中常常会遇到岩溶、高地应力等问题，通过超前地质预报，钻探等获取围岩准确信息，通过“注浆封堵、加固底层”解决涌水突泥问题。通过疏排或封堵岩溶水，加固岩溶，修“隧中桥”，解决岩溶问题。通过预释放应力和特殊支护，解决高低应力变形问题。
　　　　
　　运营场景多样。这也是中国的一个特点。中国高铁规模大，动车组运行时间长，如京广高铁2298公里，运行8小时，哈尔滨到上海运行12个多小时，而国外一般动车组最长运行3个小时左右。
　　
　　气候变化大，给运营管理带来诸多挑战，为此我们通过下列措施予以解决。
　　
　　一是建立高铁试验考核体系。我国高速动车组正式上道前，要经过严格的试验和试用考核，全新型动车组要经过60万公里和1年的考核，比国外高速动车组更加严格。高铁开通前还要验证固定设计、移动装备的安全性、匹配性，达不到技术要求的不开通。
　　
　　二是构建动车组维修保障体系。针对动车组应用环境复杂和长距离运输需求，制定了动车组1-5级维修，构建了完备的维修保障体系，确保动车组保持良好的运营状态。以CRH380AL型动车组为例：一级修需要48小时。五级修需要240万公里或者6年，到时候必须现场维修。
　　
　　三是创新高铁养护维修模式。推行工务、电务、供电设备“三合一”养修管理检修体系，在夜间专门安排4小时维修天窗，按照预防修、故障修和大修组织作业，保证高铁设备始终处于良好状态。
　　　　　
　　二、中国高铁安全可靠
　　
　　建立高铁技术体系，从技术体系上保安全。高铁的技术体系是由6个部分组成：工务工程、高速动车、列控系统、牵引供电、运营管理和风险防控。
　　
　　强化工程质量管理，从源头上保安全。勘察设计中，充分运用遥感地质、大地电磁深层物探等先进技术，判识滑坡、崩塌及活动性断裂等地质区。建立高铁建设技术、管理、作业三大标准，施工过程中做到“事事有标准，事事有流程，事事有责任人”。建立涵盖目标体系、责任体系、制度体系、方法体系和控制体系的高铁质量管理体系，创新以联调联试和运行试验为核心的高铁动态验收方法，确保高铁工程质量。
　　
　　强化产品质量管理，以设备保安全。实行动车组整车及部件生产资质管理和设计型号合格证管理，对动车组制造实行验收制度。设置高铁设备产品认证、上道质量检验等准入制度，质量不合格产品不能进入高铁领域。
　　
　　严格高铁运营管理，在高铁运行过程中保安全。建立高铁运营调度指挥体系。构建了以铁路总公司为全路指挥中心，以铁路局为地区调度中心，以车站为执行中心的调度指挥系统，高峰期每天开行动车组3000列以上，实现有序正点的运行。
　　　　
　　全面开展自然灾害风险防控，全方位保安全。建立高铁防灾安全监控系统，对风、雨、雪异物侵限等灾害实时预警和监控;建立高铁地震监控预警系统、牵引供电和通信信号的雷电防护体系，保证在自然灾害情况下高铁的安全。同时加强治安防范，防止人为破坏。
　　
　　三、中国高铁性价比高
　　
　　建设工期合理。创新施工组织动态管理模式，以工厂化、机械化、专业化、信息化为支撑，实现施工方案、资源配置与控制目标的最佳匹配，大大提高了施工效率，确保了合理工期和工程质量。我们的工期相对外国是短的，但是，我们不是抢工期，是通过科学测算、合理确定的这些工期。比如京沪高铁我们用了3年半时间，而京广高铁我们大体上用了5年，是根据不同情况、不同类别，科学论证来确定的。但是，工期过长会影响投资效益。单位成本比较低。根据世界银行2014年7月的研究报告，中国高铁每公里建设成本约为发达国家的三分之二。
　　
　　节能环保。首先是节能节地。中国高速动车组人均百公里耗电不到8度，高铁车站采用太阳能光伏发电、地缘热泵等新能源技术，大量采用以桥带路方式，以路基比，桥梁每公里节约土地五分之三。其次是保护环境。施工时采取路基边坡植物防护、覆土复耕复植等水土保持措施，通过设置声屏障和减振措施，有效降低高铁噪声对环境的影响。
　　　　
　　到2014年底，我国高铁营业里程超过1.6万公里。在建高铁总历程10000公里，规划高铁总里程10000公里左右。围绕国家一带一路和走出去战略实施，加大境外铁路项目工作力度，推动与周边国家铁路互联互通建设，加快发展国际联运业务，构建中国铁路跨国物流平台，努力打造国际物流业知名的品牌。今年上半年，我们预计中欧班列开行的列数要比去年超过1倍。
　　
　　我国高铁进一步发展，下一步我们主要要研制运行水平更高、安全性和舒适型更好的高速动车组，研制基于LTE通信的列控系统，研究基于Vi-Fi及移动互联的旅客服务技术，研制不设分相、远程监控的牵引供电系统，研发与全国地震监测台网监测的地震监控预警系统，研究基于大数据的固定、移动设备智能监测和预警技术等，实现中国高铁技术更先进、更可靠、更经济，确立在世界高铁的领先地位。