導(dǎo)語：

為期40天的2017年春運將于1月13日拉開大幕,，全國鐵路預(yù)計發(fā)送旅客3.56億人次，同比增長9.7%,。近年來,，我國高速鐵路建設(shè)飛速發(fā)展，已成為世界上高鐵在建規(guī)模最大,、運營里程最長,、運營速度最高、集成能力最強的國家,。在科技部和鐵道部的部署下,，我國高鐵技術(shù)不斷提高，以“更高速度試驗列車”項目為代表的高鐵創(chuàng)新技術(shù),，成為我國工業(yè)由低端向高端轉(zhuǎn)變的標(biāo)志,，“中國高鐵”在世界上的認知度逐步提升。為更好的了解我國“更高速度試驗列車”的最新進展,、技術(shù)難題及安全性等問題,，中國知網(wǎng)國際出版中心舉辦“更高速度試驗列車”前沿學(xué)術(shù)沙龍，邀請中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所研究員,、博士生導(dǎo)師陳善雄,，中國工程院院士王夢茹，北京建筑大學(xué)副教授周素霞參與討論,。

    1. 設(shè)計時速在多少公里/小時以上的列車為高速列車,？我國現(xiàn)運行的高鐵，設(shè)計時速在多少,？目前試驗中的高速列車時速在多少,？

    周素霞介紹，高速列車，指設(shè)計開行時速在250公里/小時以上（含預(yù)留）,，并且初期運營時速在200公里/小時以上的客運列車專線鐵路,。我國現(xiàn)在運行的高鐵包括兩個系列：設(shè)計時速在200-250公里/小時，實際跑200公里/小時,；設(shè)計時速在300-350公里/小時,，一般跑300公里/小時。我國試驗中的高速列車臺架試驗速度可達605公里/小時,，近期最高運行速度目標(biāo)為350-400公里/小時，為目前國際上最高,。法國,、日本、德國,、西班牙和韓國的高速列車試運行速度也都達到了350-360公里/小時,。

    2. 為什么要研發(fā)高速度試驗列車？

    周素霞認為,，研究更高速度試驗列車不僅僅是為了運營,，還有其他三方面的原因。一是,，在更高速度下,，研究高速列車的安全性、穩(wěn)定性等保障系統(tǒng),。二是,，為基礎(chǔ)性科學(xué)問題研究提供試驗平臺。三是,，為新材料,、新技術(shù)的應(yīng)用提供驗證平臺，進一步豐富和完善高速列車技術(shù)體系,。

    3. 更高速度試驗列車需要哪些方面的技術(shù)支持,？

    周素霞指出，我國更高速列車自2011年12月落成,，這幾年在國家科技部和鐵道總公司的部署下,，正在飛速發(fā)展試驗中。這類列車,，以更高速條件下安全,、可靠運行為目標(biāo)，圍繞提升臨界速度,、牽引能力和降低阻力進行技術(shù)突破,，對系統(tǒng)集成、頭型,、車體和轉(zhuǎn)向架,、牽引和制動系統(tǒng)等進行全面創(chuàng)新,，需要空氣動力學(xué)、弓網(wǎng)關(guān)系,、牽引,、制動方面的技術(shù)支持。主要有以下十大關(guān)鍵技術(shù)：高速交流傳動技術(shù),、高性能轉(zhuǎn)向架技術(shù),、復(fù)合制動技術(shù)、外形的空氣動力學(xué)設(shè)計,、輕量化技術(shù),、列車自動控制及故障診斷技術(shù)、車廂密封,、降噪及集便排污技術(shù),、車間密接式連接技術(shù)、高速受電弓技術(shù),、傾擺式車體技術(shù),。陳善雄認為，更高速度試驗列車對軌道的平順性,、穩(wěn)定性提出更為苛刻的要求,。這就要求線下工程，包括路基,、橋梁,、隧道的容許變形量非常微小，動態(tài)響應(yīng)向高頻段發(fā)展,。需要解決的技術(shù)支持問題主要有：一是,，更高頻段動荷載作用下線下工程動態(tài)響應(yīng)規(guī)律和災(zāi)變機理；二是,，建設(shè)期,，線下工程微小變形的控制技術(shù)，從線下工程結(jié)構(gòu)形式,、施工填筑技術(shù),、評估技術(shù)等方面實現(xiàn)微沉降；三是,，運營期,，線下工程微變形病害識別、健康診斷與預(yù)警技術(shù),。這些技術(shù)難題是對工程技術(shù)能力和水平的綜合考驗,。

    4. 如何保證高速列車的安全？

    周素霞指出，在如此高速度下,，列車的行車安全是重中之重,。為了保證高速列車的安全，各種制式的列車控制系統(tǒng)應(yīng)運而生,，列車運行控制系統(tǒng)是高速列車運行安全的重要保證,。該系統(tǒng)由車載子系統(tǒng)及地面子系統(tǒng)兩部分組成，通過信號的交互,，實現(xiàn)對列車速度,、目標(biāo)間隔的控制，以及對列車環(huán)境狀況的監(jiān)督和狀態(tài)的檢測,。此外,，高速列車會定期進行常規(guī)檢查，通過對車體各系統(tǒng)的檢查,，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。

    5. 現(xiàn)在已修好的高鐵線路能否承受更高速度的列車運營,？

    陳善雄指出,，現(xiàn)在已修好的高鐵線路是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)修建的，往往留有安全儲備和一定提速的空間,。在理想條件下,，實際可承受的運行速度比設(shè)計時速更高。因此,，現(xiàn)在已修好的高鐵線路,，在滿足高平順性時，是可以承受更高速度的列車運營的,。但是,，提速幅度還需要根據(jù)軌道的平順性、穩(wěn)定性來確定,。實際工程中,，每一條線路都存在一些特殊路段，如軟土路基,、膨脹土路基,、巖溶隧道等，使得線下工程沉降變形難以得到有效控制,。由于列車與軌道的相互作用,，勢必會引起軌道幾何形位的不斷變化，軌道出現(xiàn)幾何不平順,，影響列車快速行駛的舒適性和安全性,，這類路段則不能滿足更高速度列車運行的要求。因此，現(xiàn)已修好的高鐵線路能否承受更高速度的列車運營需進行專門的評估,。

    6. 修建更高速度列車線路對自然條件有什么要求,？

    陳善雄介紹，更高速度的列車對線路的自然條件要求更為苛刻,，需要盡可能地避開滑坡,、泥石流、強風(fēng),、雷暴等自然災(zāi)害頻發(fā)的地段,。在自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，可以研究自然災(zāi)害對更高速度列車運行的影響規(guī)律,，制定相應(yīng)的工程處置方案,，結(jié)合防災(zāi)監(jiān)測預(yù)警，使自然災(zāi)害對更高速列車運行的影響在可控范圍內(nèi),。周素霞指出,，高速列車對天氣的要求較苛刻。例如,，較強的氣流會影響行車速度,，氣流作用下的不同振動激擾形式可能對車輛結(jié)構(gòu)造成影響；強降雨,、強降雪也會對行車安全造成困擾,，為保證行車安全就必須降低車速，甚至停運,。不過,，我國高鐵將走進美國、印度尼西亞,、俄羅斯,、巴西等國家，在高寒氣候條件和復(fù)雜地質(zhì)條件下展現(xiàn)先進的高鐵技術(shù),。

    7. 在土木工程,、機械工程、材料工程,、通信工程等領(lǐng)域,，實現(xiàn)更高速列車的技術(shù)難點有哪些？

    在世界范圍內(nèi),，這些難題被攻克了嗎,？我國有哪些國際領(lǐng)先的技術(shù)？陳善雄介紹,，在土木工程領(lǐng)域,，實現(xiàn)更高速列車的技術(shù)難點有四點,。一是，更高頻動荷載和環(huán)境耦合作用下路基災(zāi)變機理,；二是,，線下工程微工后沉降的控制技術(shù)，包括工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化,、填料優(yōu)選,、填筑技術(shù)等；三是,，線下工程微小變形的分析,、評估技術(shù)；四是,，運營期線下工程早期病害的識別,、診斷和預(yù)警技術(shù)。在世界范圍內(nèi),，這些問題都是研究的重點,，還處于探索階段。我國在高鐵路基小變形分析評估技術(shù),、弱化路基動態(tài)響應(yīng)特征及災(zāi)變機理,、運營期早期病害識別、健康診斷指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)方面處于國際領(lǐng)先水平,。王夢恕補充說，我國在隧道技術(shù),、路網(wǎng)規(guī)劃等方面處于國際領(lǐng)先水平,。周素霞指出，我國自主研發(fā)的CRH380系列處于世界領(lǐng)先水平,，時速可達380公里/小時,。中車集團研制的第三代軌道交通牽引技術(shù)，即永磁同步電機遷移系統(tǒng),，掌握完全自主知識產(chǎn)權(quán),，成為我國高鐵制勝市場的一大戰(zhàn)略利器。由中鐵第四勘察設(shè)計院集團研發(fā)的“高鐵焊接鋼軌整體技術(shù)項目”居于世界前列,。

    8. 高鐵會裝WIFI嗎,？

    王夢恕認為，在高鐵上安裝WiFi首先在技術(shù)上不可行,，列車在高速運行下,，無法保證發(fā)射、接收信號準(zhǔn)確,。其次,，高鐵在運行過程中,，很多系統(tǒng)，例如自動控制系統(tǒng),，需要頻率,，如果再安裝WiFi，將會帶來很大的干擾,，不利于安全行駛,。周素霞指出，高鐵運行線路具有線路長,、點多,、地勢險的特點，經(jīng)常會駛?cè)胄盘柮^(qū),，造成網(wǎng)絡(luò)無法使用的狀況,。在高速行駛的情況下，網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn),，而且需要一個很強大的熱點才能滿足多人同時上網(wǎng),。此外，專人維護成本較高,，這些都阻礙了高鐵WiFi的發(fā)展,。不過，在相關(guān)部門的努力下,，這些困難逐一被克服,，目前高鐵WiFi正式進入測試階段，有專家稱在未來3-5年可以實現(xiàn),。

    9. 與更高速列車相比,，磁懸浮列車有什么優(yōu)點與缺點？

    周素霞介紹,，磁懸浮列車通過電磁力實現(xiàn)列車與軌道之間無接觸懸浮和導(dǎo)向,，再利用直線電機產(chǎn)生的電磁力牽引列車運行。我國第一輛磁懸浮列車于2003年1月在上海運行,。2015年10月,，我國首條國產(chǎn)磁懸浮線路長沙磁懸浮線成功試跑。磁懸浮列車具有高速,、低噪音,、環(huán)保、經(jīng)濟及舒適等特點,。磁懸浮列車的路軌壽命可達80年,，而普通路軌只有60年。磁懸浮列車車輛的壽命是35年,，輪軌列車是20-25年,。磁懸浮列車的年運行維修費僅為總投資的1.2%,，而輪軌列車高達4.4%。磁懸浮高速列車的運行和維修成本約是輪軌高速列車的1/4,。磁懸浮列車和輪軌列車乘客票價的成本比約為1:2.8,。同時，周素霞認為,，磁懸浮列車存在以下缺點：?一旦斷電,，磁懸浮列車將發(fā)生嚴重的安全事故?無法具備大運輸能力，其運輸能力最大不會超過高鐵的1/2 ?造價成本太高,、能耗高?信號,、制動等安全可靠性還需要長期運行考核，不適用于惡劣自然條件及長距離使用,，突發(fā)狀況下的制動能力不可靠?強磁場對人的健康,、生態(tài)環(huán)境、電子產(chǎn)品的使用造成一定的影響,。