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央广网北京5月31日消息（记者朱敏）据中央广播电视总台中国之声《新闻纵横》报道，驰骋华夏大地，日行千里的中国高铁，如今不仅是很多国人出远门的首选，也是一张闪耀世界的中国名片。截至2020年底，我国已建成“四纵四横”高铁主通道，总里程达到3.8万公里，约占世界高铁总里程的69%。中国高铁从无到有，到如今的世界第一，仅用了短短十几年，取得如此成就离不开科学家们的科技攻关。30日，中国科学院院士、西南交通大学首席教授翟婉明在院士大会上就中国高铁的科技挑战相关问题作了报告。中国高铁从无到有克服了哪些技术难题？根据规划，预计到2035年，我国高铁总里程将达到7万公里，形成“八纵八横”高铁网。未来的高铁会更快吗？ 坐火车从上海到北京，新中国初期需要两天时间，2000年后，需要10个小时，2010年后，只需4个小时。这就是中国高铁的速度。有了它，千里京沪一日还，不再是梦。如今，中国高铁不仅以它特有的“颜值”和“气质”改变着人们的出行方式和生活品质，也不断缩小祖国内陆与边疆、城市与农村的差距。 中国高铁从无到有，虽然仅用了短短十多年，但其中经历了很多挑战。在发展初期，由于缺乏设计和施工经验，面临着一系列工程建设挑战。中国科学院院士、西南交通大学首席教授翟婉明认为，最大的挑战是没有设计标准。“线路参数怎么设计？纵断面曲线半径最小取多少？曲线超高怎么设计？曲线和直线之间的连接有个缓和曲线怎么设计？坡度最大能跑到多少？因为这些参数影响在线路上跑的行车安全和平稳性，没有任何经验，一片空白。” 为了解决这一难题，科学家们只能依靠动力学理论，开展大量的仿真分析，进行参数优化比选。翟婉明说：“我们创建了车辆轨道和动力学理论。它刚好把车和线路作为一个整体，这样在设计阶段我们就模拟不同的车在不同的设计线路参数下的行车安全性能。然后在这个基础上，我们提出了车辆轨道动力性能最佳匹配的设计方法。这个方法后来在高铁选线设计中得到了广泛应用。” 解决了一个问题，还有无数个等着。桥梁是高速铁路的重要基础设施之一。在高铁修建之前，我国铁路桥梁设计标准的适用速度仅在每小时200公里以下，无法满足高铁的需求。为此，国家组织优势力量，经过多年的联合攻关研究，最终攻克了高速列车-轨道-桥梁动力相互作用分析与安全评估技术。 翟婉明介绍：“这个软件可以分析模拟将来要跑的车在我们的设计方案桥梁上面运营的安全性、舒适性，以及桥梁的动力性能，提出了高速列车过桥的动态设计安全评估方法，全面应用到了我们高铁设计的各种特殊桥梁。” 在中国高铁之前，加拿大庞巴迪、日本川崎重工、德国西门子、法国阿尔斯通等公司已经掌握高铁关键技术。我国科学家对这些技术进行了耗时8年的消化吸收工作，但发现基于国外标准设计的并不完全适用于我国铁路线路。标准不统一带来的后果是运营成本极高。翟婉明认为：“所有的零部件要换要修都得找到原引进国，如果不采用他的，他说出了安全问题与我无关，所以就限制了我们。” 中国要建高铁只有走自主研发道路。为此，我国加大在引进技术消化吸收的基础上再创新的力度，并于2011年成功研制出了CRH380“和谐号”高速动车组。经过数年的完全自主研发，中国标准动车组于2015年6月30日正式下线，并于2016年7月15日以每小时420公里的速度创造了高速列车交会速度的世界新纪录。2017年6月25日，中国标准动车组被正式命名为“复兴号”CR400系列，实现了快且稳的目标。 翟婉明说：“高铁立硬币8分钟没倒。我们怎么做到？首先车的性能要好，动力参数的优化，车本身要好，这个是前提。但光车好线路不好也不行，所以第二个就是我们的高标准线路，毫米级精度控制、轨道几何状态好，这样才能跑到更平稳。” 毫无疑问，中国高铁整体水平已位居世界前列。然而，必须认识到还存在许多难题亟待突破。例如，轮对、轴承、减振器等亟待实现核心部件自主化。针对这些问题，翟婉明表示，国家已经在行动。经过技术的不断优化创新，未来我国高铁将更快。“我们目前只是在京沪、京张、京津城际、成渝等4条高铁按照设计时速350运行，其余的还是按照时速300。所以应该尽快按照我们设计的比如350的或者250的等级来达速运行，发挥高铁的潜能，提速增效。另外一方面，国外现在也正在研制更高速度的高速列车，我们如何在速度领域进一步领先？今年中国国家铁路集团启动了CR450动车组的研制。” 除了快，高铁还将更智能。翟婉明表示：“现在京张、京雄两条高铁实现了自动驾驶。挑战应该还有很多，比如智能调度指挥，如果一辆车晚点了，怎样最佳调图，让其他的车影响最小。此外还有检测感知评估、建设智能车站等，以及还有一些涉及灾害方面的智能管理。所以推进智能技术与管理创新，全面提高中国高速铁路智能化水平是我们的一个大方向。” |
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