Sunday, December 12, 2010

京沪高铁稳定性调查:高速行驶中满杯水不会溢出

  每个小时485公里,这已经是世界高铁历史上又一个新的最高速度了,它出现在12月3日京沪高铁一次试运营上。这个速度也就意味着我站在这里不动嘀嗒一秒钟,我就向前走了120余米。那么它的稳定性、舒适性到底怎么样呢?央视《新闻调查栏目》播出《京沪高铁:速度与安全》以上为内容实录:

  解说:2010年12月3日上午京沪高铁先导段进行了联调联试,准备冲击世界高铁运营实验新的速度。

  记者:每个小时485公里,这已经是世界高铁历史上又一个新的最高速度了,它出现在12月3日京沪高铁一次试运营上。这个速度也就意味着我站在这里不动嘀嗒一秒钟,我就向前走了120余米。那么它的稳定性、舒适性到底怎么样呢?有一个小小的实验:我们坐在这里小桌板上放了一杯水,我特意把水倒得比较满,显然在这样的高速下水并没有溢出来。京沪高铁在先导段的联调联试中,创下了486.1公里的时速,再次刷下了世界铁路运营试验最高时速。

  张曙光(铁道部副总工程师):刚开始来做这个试验的时候,我们很多包括媒体好心的记者都说,这么高的速度你们安全不安全,你们冒不冒险?这都是善意的,但是我们做的是很科学的。这一条线冲到480公里以上,我们是从300公里开始5公里5公里往上走,每一个速度级要看它的安全性、可靠性、性能是不是有把握,没有把握不会往上走的。

  解说:2010年11月15日,京沪高速铁路全线铺通,这条全长1318公里的高速铁路,设计的最高运行时速是380公里,是我国中长期铁路网规划中,投资规模最大,技术含量最高的一项工程。京沪高铁开通后,从北京到上海只需要四个小时,比目前既有线路,最快的列车运行速度,缩短了六个小时。

  何华武(铁道部总工程师 中国工程院院士):全世界高速铁路的运营速度,原创国是3个:日、法、德。日本劲井三洋新干线费了很大劲跑到300公里时速,法国瓦拉斯到马赛这一段

  跑的是320公里,德国科隆到法兰克福是跑了300公里,中国跑了350公里,而且开通就是350公里。

  解说:2008年8月1日,京津城际高铁开通运营,这是我国第一条,也是世界第一条时速350公里的高铁。到2010年8月底,我国投入运营的高速铁路历程,已经达到了7531公里。时速350公里的高铁已经有五条。

  记者:这是1881年,中国最早期的铁路上使用过的蒸汽机车叫龙号机车,时速不过是每个小时32公里。在以后一百年的时间里,中国铁路有了长足的发展,但是时速也仅仅是不到一百公里。中国铁路真正向高速的发展,是从2004年以后。当时国家明确提出了发展高铁的总体要求,规定引进先进技术,共同设计制造,创造中国的品牌。于是人们看到了一次又一次向高速度的冲击,从250公里到350公里,再到京沪高铁的380公里,于是人们又听到了各种各样地质疑的声音,这到底是创新还是抄袭?人们关注的是,在中国高铁的发展过程当中,到底有多少属于中国人的智慧,中国的高铁算不算不折不扣的中国品牌?

  张曙光(铁道部副总工程师):中国的高速铁路采用的技术,绝对不是简简单单的,在国外一些技术的基础上,简单地修正一下或者调整一下。就把速度跑到这么高,绝对不是,中国的高速技术,是在吸引了国外包括德国、日本 法国等很多国家经验的基础上,是在一个更高的技术平台上重新设计、重新搭建的。它是和其他国家的一些270公里、300公里是不能同日而语的。

  解说:2007年12月,我国生产出时速350公里的和谐号高速列车。2010年4月,时速380公里的新一代高速动车组成功下线。

  记者:您作为动车组的总体技术的负责人,您自己有没有听说过,所谓中国高铁技术是抄袭的这种说法?

  黄强(中国铁道科学研究院首席专家):我也听说过国外的有一些媒体,有一些中国人他们都不太了解这个情况,技术的整个发展过程是怎么来的。

  何华武(中国工程院院士 铁道部总工程师)你看表面现象,我们现在的CRH2型车,是从日本引进来的平台。在这个基础上引进的时候200到250的平台。我们在这个基础上,进行了实质性的改进,现在跑到了350公里。在这个基础上,我们还要进行大的改进,在京沪线可能比350公里还要高。那么你现在看到外型是这样,但是有很多问题进行了实质性改进,改进到一定程度那就变成自己的创新了。科学技术就是这样,总是站在人类的原有的科技平台上再提升,再提升。

  黄强(铁道科学研究院首席专家):我们现在的动车组,所有的整个系统的组成,你在世界上任何一个国家找不到。只有我们的车才能这么跑,只有我们的车,在这样的组合下才能实现我们现在的目标。

  记者:您指的组合是指什么?

  黄强:比如一个总的高速列车有16个子系统,这16个子系统组合起来以后组成了我们的高速动车组。这个高速动车组,别的国家都不是这样的。

  记者:那么区别到底在哪儿?

  黄强:区别在哪,我们能够做到350公里,甚至380公里的运行,别人还没做到。

  记者:1825年世界上第一条运营铁路在英国诞生,当时的速度比马车还慢,139年以后的1964年,世界上第一条时速210公里的高速铁路出现在日本又过了44年,也就是2008年世界上最高时速的高铁,在中国的大地上奔驰,它的速度达到了每小时350公里。

  张曙光:人类在追求交通工具,特别是铁路这个交通工具,在追求速度这个问题上和技术上走的是越来越快,每一步都比它的前面跨越的幅度要大。

  解说:我国从2004年开始规划高铁建设,到创造出时速350公里的高速铁路仅仅用了四年的时间。这一历史性的跨越走过了发达国家几十年的发展历程。中国为什么在短短几年时间里从高铁的追赶者变为领跑者?清华大学教授卢强,曾经参与了中国高铁空气动力学的课题研究。

  记者:说到中国高铁人们都关注中国高铁的两个速度,一个就是说时速。

  卢强(清华大学教授):对。

  记者:像这回京沪高铁380公里。

  卢强:对。

  记者:是世界最高的。

  卢强:对。

  记者:还有一个就是它的发展速度,五年的时间,有一种说法,五年的时间走了国际上40年,这样一个路子。怎么会发展这么快呢,您分析?

  卢强:首先它是不排斥向国外先进技术学习,这个我认为是对的。所以从我们来讲,我们要用人类一切所创造的知识来武装我们的头脑。我们不会那么傻,任何事情都凭我们自己一家来发明,来思考。第二点,我们要做这个基础上要吸收、消化已有的人类已有的科技成果。第三个,我们要用自己的创造力去再创新,再创新以后,我们把再创新的成果再实施实现化。这样子就走了一条完全正确地,符合科学技术发展本身规律的道路。所以在这中间,我认为弯路走的比较少。

  解说:中国高铁选择了一条原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的自主创新之路。已经成为世界上高速铁路系统,技术最全,集成能力最强,运营里程最长,运行速度最高,在建规模最大的国家。

  记者:飞机在起飞的时候,只要时速超过300公里以上,一拉操纵杆就可以升空了。而京沪高铁最高的设计时速达到了每个小时380公里。也就是说,列车在全速行驶的时候会遇到非常大的抬升的力量以及地面各种气候条件下复杂的冲击力。在这种情况下,坐在车里的所有乘客恐怕都会有这样一个疑问,那就是他的安全到底如何保障?

  卢强:时速300公里是什么概念?就是飞机从地面起飞的速度。你不研究空气动力学问题,缺了很重要的一块。以前的火车没有人想到研究空气动力学,只有搞航空的人才专门有空气动力学。

  记者:在研究第一阶段的时候,你们把你们的主要精力放在哪几个课题点?

  卢强:第一个是安全,高速列车第一个问题是安全性问题。安全性问题牵扯到很多问题,比如说高速列车在隧道内会车会车就在交汇处有很大的压力。

  记者:您就甭说高铁了,一般的火车在隧道里边会车的时候我们都能感觉到有晃动。

  卢强:那种晃动跟这个是没法相比的,因为它到了速度到200公里以上,这个压力跟100公里到150公里有一个质变。到最后如果你车窗玻璃,没有特殊处理的话玻璃会爆裂。玻璃爆裂以后,就像一个子弹一样打在旅客身上,那就要出现大的事故。所以我们建议在车头的和车尾的玻璃应该是特殊的,特殊强度的玻璃。这个他们也都这样做了。

  解说:中国北车股份有限公司曾制造了我国首例CRH3型时速350公里和谐号动车组。现在该公司已经生产出了时速在380公里的新一代动车组。

  记者:孙总,这个车就是将来在京沪线上跑的车?

  孙帮成(中国北车唐山轨道客车有限责任公司总工程师):对。

  记者:型号?

  孙帮成:型号是CH380B。

  记者:设计时速是多少?

  孙帮成:380公里每小时。

  记者:那比当初武广线整整快了每小时30公里。

  孙帮成:对。

  解说:动车组的速度要提升,首先要减少列车在行驶中的阻力。时速380公里的动车组比时速350公里的动车组在外型上,就有了更多的流线型设计。比如时速350公里的动车组两车厢之间有700毫米用胶皮连接的空档,列车高速行驶时,形成很大的阻力,影响速度的提升,新车型对这一点进行了改进。

  记者:的确这个新车好像外观明显变化了。

  孙帮成:对,它主要您看,咱们刚才讲旧车那一款中间有一个700左右空档。现在我们装这种外风挡把这个空档我们把它填补起来了,完了这两端做一些端板的延长。

  记者:延长?

  孙帮成:缩小整个,没有导流,气流更平滑一些,更顺畅一些。

  记者:还是减少气流,减少阻力这么一个目的。经过这样的测算,空气阻力减少多少?

  孙帮成:我们就是光这一项,我们测下来大概是5%左右。

  记者:化为速度呢?就是能提高多少?

  孙帮成:阻力是跟速度平方成正比的,不是个线性关系。但我们估算起来说5%以后,我们大概能提高将近10公里左右一个速度是没有问题的。

  解说:新型动车组在设计上要创新、突破,就要求生产时每一道工序都要达到产品质量的零缺陷。精准与负责累积起了动车组的质量和安全。

  殷丽荣(中国北车唐山轨道客车有限责任公司焊工):自己焊的每一道焊缝,我就是说好像是在欣赏。焊完了以后,然后心里总是细细地去体会它。每焊完一个件心里总是惦记着。

  解说:殷丽荣是唐车公司几年前第一批派往德国学习焊接技术的女焊工,唐车公司动车组的第一个焊件就是由她来焊接完成的。

  记者:像你焊每一个焊件的时候,你会知道它在高铁客车上它是哪个部位吗?起什么作用?

  殷丽荣:是连接两个车与车间连接车钩,它在运行过程中,车钩牵引力各方面的。还有停车的时候,承受的冲击力都是比较大的。

  记者:那你有时候会琢磨你在整个高铁这样一个大的项目当中你的位置吗?你会想这个问题吗?

  殷丽荣:最简单的想就是车上要坐很多人,他的安全系数是非常重要的。我唯一能保证就是我干的部件是要合格的,是要没有问题的。这样才能可以说是问心无愧吧。

  记者:可是这里边看不出哪个焊缝是谁干的,能看出来吗?

  殷丽荣:我们每个人都有一个钢印,焊完这个部件,为了以后追溯责任,还有一些东西

  打上的一个印迹。每个人都有一个号码,通过那个是可以追溯到是谁焊的这个焊件的。

  解说:动车组运行中的眼睛和大脑中枢是铁路的通信信号系统。我国通过系统集成和自主创新建立了CTCS-3列车控制系统技术体系,成为世界上第一个使用GSM-2无线通信,实现时速350公里最小三分钟列车间隔运行控制的国家。在高速列车控制技术领域处于世界领先水平。

  记者:在进入到高铁之前那个信号系统是什么样的?

  张苑(中铁通号集团公司副总工程师):就是由我们地面控制设备为主,由地面信号机指示司机人工驾驶列车,这是我们传统的铁路。那个是司机最主要的,他一定要做一个判断,什么时候刹车,什么时候提速,什么时候减速。

  记者:对。

  张苑:这个就是在我们线路160公里以下的,都是这种方式。在160公里以上,由于用司机来确认地面信号机的显示,来采取措施,这个应该讲他的应变速度已经达不到高速环境下所要求的。所以必须由设备来进行干预或者由设备来进行控制为主

  记者:应该说老百姓在坐高铁的时候,当然是他求快了,他希望有一个效率,但其实最担心的就是一个安全问题。他会想既然司机其实在相当程度上,他是不能控制这个火车的,不是由他来控制的。

  张苑:对。

  记者:那他可能就会很担心,我的安全到底谁来保证。

  张苑:现代技术的发展应该是完全可以解决的,为什么呢?我们原来传统司机控制列车运行所需要的信息我们全部都能够通过双向的通信全部都能够传到车上。由车上的设备采取最优化司机的操作和最优化的控制,同时保证两个车间的间距在小到一定的程度下它一定会降速的。所以我们说最终的发展可能高速铁路最终的发展,当然现在没有到无人驾驶。其实我们现在的这套设备,从安全的角度来讲在安全的控制方面是可以做到无人控制。

  解说:在CTCS-3列车控制系统实验室技术人员为记者做了一次小小的仿真模拟实验。

  周暐(中铁通号集团公司研究设计院副总工程师):在我们实验室我们是模拟了武广线。这个车刚才是从新岳阳站发车。

  记者:就是这个新岳阳站?

  周暐:对,从这儿发车。

  记者:这么走过来的。

  周暐:对,从这儿走过来,现在目前车在这个位置。

  记者:已经走到这儿了。

  周暐:对,您看到这个质在变的话,就是这个车。现在看的话,我们这个车在加速过程中,因为刚才没有管就相当于司机一直在加速。加速以后这个车根据我们的设定超过350公里了。根据我们这个系统设定的350公里,就是我们在目前情况下,我们的一个顶棚曲线。当超过这个曲线的时候尽管我司机没有任何动作的话,这设备就要起动作,把这个车。

  记者:现在好像在发出警报,刚才。

  周暐:对。

  记者:这种声音司机能听到?

  周暐:能听到,对。不光是个警报,实际上讲的话,它把那个牵引给切除了,然后开始制动。这是在报警。

  记者:对。

  周暐:超了,超了以后我的设备就开始制动了,就控制这个列车把速度再压回去。

  记者:380公里以后情况是一样的?

  周暐:情况是一样的,允许速度提到380公里以后我们的控制也是一样的。

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