中国高铁的过去:时速300公里用了多少年,离600公里还有多远?

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二百年前,世界终于开始摆脱河流对交通的决定性影响。随着火车和铁路的发明,这条新的社会发展动脉逐渐显示出它强大的力量。但是在中国,一切都是从“喜剧”开始的。

1865年,为了宣传当时铁路对中国的优势,英国商人杜兰德用自己的钱在北京玄武门外修建了一条0.5公里长的“展览铁路”,很快被清政府拆除,理由是“观众很惊讶”。

在接下来的30年里,“喜剧”继续上演。唐徐铁路曾经由骡子和马提供动力。皇城御花园西苑铁路竣工。慈禧第一次坐火车时,她制定了三条规则:她必须先上车;火车上的男人必须是太监;火车司机开车时不能坐着。因为人们相信火车的汽笛声会破坏皇城的风水和活力,所以每天午餐时不允许使用机车,而是由人力拉动。

1891895年甲午战争后,清政府在洋务运动和中国仁人志士的不断建议和倡导下,终于改变了修建铁路会“损我、损我地、碍我风水”的认识,认识到“开铁路可以是一种军事补救”,最终决定了修建铁路的政策,成立了铁路公司,开始修建铁路。1905年,以中国第一位铁路工程师詹天佑为总工程师的中国第一条自建铁路——京张铁路开始修建。

一百多年后,全世界都为这个国家在铁路上创造的奇迹感到惊讶。新中国以京张铁路为精神起点,从无一寸高速铁路到世界高速铁路里程最长,从技术引进到世界首次达到350公里时速。

1876年,中国第一条由怡和集团修建的商业铁路——上海吴淞铁路通车,“天朝”机车投入试运行,创下了时速40.2公里的纪录。京张铁路的开通速度是每小时35公里。现在,中国不仅建成了世界上最大的300公里/小时高速铁路网,还于6月21日成功测试了CRRC四方开发的时速600公里的磁悬浮列车。

35到350次,10次。但是在赛道上“加速”并不像这些数字那么简单。

在《资本论》第三卷中,马克思提到了七个地方。他曾经描述过“缩短流通时间的主要方法是改善运输”。“当火车鸣响时,黄金是两千”,这可以看作是后世的一个流行表达。

从京张铁路到高速、大容量、集约化、通勤化的高速铁路,城市串联,人流、资金流、物流更加便捷高效,城市格局正以前所未有的速度变化。铁路提速是中国社会经济持续加速发展的一部分。

“加速”绝不仅仅是技术上的突破。对于一个发展中大国来说,如果我们回顾一下不同阶段的国家“加速”行为,我们会发现它需要勇气、智慧、选择和远见。

历史之所以精彩,是因为当它平静时,激流是暗流;波浪加速的地方是显而易见的。

百年两条京张线

在中国人的心目中,“张箐”这个词很重要。

作为中国人自己勘测、设计和建造的第一条铁路,它诞生于沉重之中。

甲午战争的惨败和《马关条约》的屈辱性签订,加剧了空前的中华民族危机,进一步加深了半殖民地化。7月19日,条约签署后,年轻的光绪皇帝颁布了由老师翁同龢起草的“自强法令”。在圣旨中,“苦心经营”,并说“我担心勤奋,惩罚过去,向未来学习,但把实践政治放在首位。”如开通铁路、制造钞票、制造机器、开发矿产、折叠南方、减少军队数量、创建邮政服务、训练陆军、重组海军和建立学校在十大“真正的政策”中,开放铁路名列第一。

1905年5月,清政府批准修建京张铁路。在半殖民地半封建的背景下,京张铁路影响了各方利益。

此时,为朝鲜半岛和辽东半岛而战、辐射东北三省的“日俄战争”尚未结束,控制着中国许多铁路的英国也在虎视眈眈。京张铁路的建设已经成为大国利益的舞台。经过一番角力,英国和俄罗斯最终同意北京-张家铁路不会由第三国修建。

在京张铁路开通之前,中国有16条铁路,但所有的总工程师无一例外都是外国人。此时,西方媒体公开嘲笑中国铁路广沟段的修复工程师尚未诞生。

毕业于耶鲁大学的詹天佑被任命为总工程师。他是中国铁路之父,也是中国第一位铁路工程师。他以博大的民族感情和爱国精神,肩负起了京张铁路的重任。

(詹天佑)

1905年8月,经过三个月的艰苦工作,京张铁路完成了测量;10月,京张铁路正式开工。1909年8月11日,京张铁路正式竣工。

全长201.2公里的京张铁路是中国第一条铁路,也是清朝唯一一条由中国人自己设计和建造的铁路。这也是第一条不受外资控制的国有铁路。这也是一个罕见的决算低于预算的超大型公共项目,意义重大。

110年后,2019年12月30日,最新型的京张高速铁路通车。100年来,中国人不仅实现了从35公里/小时到350公里/小时的10次速度飞跃,而且实现了中国铁路发展和综合国力的飞跃。

以京张铁路为起点,京张高速铁路代表了中国高速铁路发展的最高商业水平,具有真正的里程碑意义。

第一个是最先进的CTCS三号列控系统——中国列控系统(CTCS)。CTCS-3对应的最大运行速度为350公里/小时(CTCS-2对应的最大运行速度为250公里/小时)。目前采用CTCS三号线,只有北京至张家口高速铁路和2020年北京冬奥会客运专线京津城际高速铁路可用。

其次,京张高速铁路首次采用列车自动运行(ATO),可实现列车自动开启、自动精确停车、车门与站台门联动等智能控制功能。司机自身成为自动驾驶的另一套记录,使紧急冗余和双重保证列车驾驶安全。

此外,京张高速铁路首次在全国路网中提出智能电动车组的口号,即在京张高速铁路上运行的复兴,在复兴电动车组的基础上进行了“智能”升级,成为“复兴+版”。

控制系统、自动驾驶和智能汽车已经成为京张高速铁路最具异国情调的“国内名片”。

110年前,中国第一条自行设计和建造的铁路——京张铁路竣工;

110年后,在同一个地方,世界上第一条智能高速铁路——京张高速铁路正式投入运营。

磁悬浮与高速轮轨之争

1978年,改革开放的第一年。今年10月22日,这位首席设计师复出后首次正式出访,选择了日本。这是中华人民共和国成立以来中国国家领导人首次正式访问日本。总设计师此行最重要的事情是交换8月22日在北京签署的中日和平友好条约的批准文件。今年2月16日,中日刚刚签署了《中日长期贸易协定》。

1978年,世界上有两条高速铁路,两条都在日本,一条是东海道新干线,另一条叫做杨珊新干线。当时,日本是世界上唯一拥有高速铁路的国家。

总设计师乘坐的“广81”新干线列车在东海道新干线上运行。

中国铁路目前的情况如何?1978年,中国统计的铁路里程为52000公里,其中40000公里为蒸汽机车,10000公里为内燃机车,1030公里为电气化铁路,客货转换能力为7500亿吨。

中国约有1万辆机车,其中近8000辆为蒸汽机车,不到200辆为电力机车,其余为内燃机车。最大速度约为每小时100公里。平均运行速度刚刚超过40公里/小时-与1910年相比,这个数字只增加了5公里/小时。

新干线列车成为中国推广高铁的第一个机会。时速210公里的新干线被中国人称为“子弹”。

以此为标志,中国进入了长达12年的高铁探索期。

随着改革开放的逐步推进,北京和上海分别是中华人民共和国的首都、政治中心和经济中心。京沪线的两端连接环渤海和长三角经济圈,全线贯通北京、天津、上海和河北、山东、安徽、江苏等省。它覆盖全国6.5%的土地面积,26.7%的人口,11个人口超过100万的城市,其国内生产总值占全国的43.3%。它是中国经济发展最活跃、最具潜力的地区,也是中国最繁忙的客货运输走廊,发展潜力巨大。

旧的京沪高铁处于极度饱和状态。交通压力前所未有,修建一条新铁路迫在眉睫。

1990年12月,原铁道部完成了《京沪高铁线路方案构思报告》,提交第七届全国人民代表大会第三次会议讨论,但讨论最终失败。

1993年4月,铁道部、当时的国家科委、国家计委、国家经贸委和国家经济体制改革委员会(“四委一部”)联合成立了“京沪高速铁路前期研究组”。同年12月,国务院批准了京沪高速铁路的预可行性研究。

事实上,“可行性研究”只是支持者(紧急建设学校)和反对者(缓慢建设学校)之间的争论过程。争论的焦点是高速铁路的必要性和经济性,但技术问题是落后的。毕竟,在那个时代,“技术市场”是主流,但经济和必要性成了是否建立它的中心。

支持方认为这条铁路的建设有利于未来的经济发展,在技术上和国力上都是可以承受的。反对党认为,参照国外的例子,大多数新建的高速铁路亏损更多,盈利更少,目前运输能力不足的问题可以通过加快和扩大运输能力的方式解决。

1996年3月,发布了《国民经济和社会发展第九个五年计划纲要和2010年长期目标》,其中明确指出:“在下一个世纪的头十年,我们将集中力量建设一批在国民经济和社会发展中发挥全面和关键作用的项目。...着手建设京沪高速铁路,形成客运大的现代化运输通道。”

京沪高速铁路在国家文件中正式确定了确切的建设时间,这标志着中国高速铁路史上最重要的一条铁路线定下了基调。

同年4月,原铁道部完成了京沪高速铁路预可行性研究报告(征求意见稿)。并提交国务院和全国人民代表大会审议。

1997年4月,原中华人民共和国铁道部完成了《京沪高速铁路预可行性研究报告补充研究报告》,并据此提交了项目建议书。

2001年,原国家计委和原国土资源部联合下发了《关于京沪高速铁路建设预留土地的通知》,要求沿线地方政府为京沪高速铁路建设预留土地。京沪高速铁路建设取得实质性进展。预留土地获得后,最大的遗留问题开始向“技术”问题转移,逐渐取代了必要性和经济性,成为京沪高速铁路最大的风险问题。

这个技术问题被称为“磁悬浮与高速轮轨之争”,它最终奠定了中国高速铁路技术的方向,成为高速列车的标准。依靠这场辩论的最终结果,中国已经建成了世界上最大的高速铁路网。

1998年6月2日,在北京举行的中国科学院和中国工程院“院士大会”上,时任国务院总理朱镕基向1000多名院士提出了一个问题:

"京沪高速铁路可以采用磁悬浮技术吗?"

随后,以当时的科技部副部长徐冠华为代表的一些专家,支持了京沪高铁磁悬浮技术的建设。

然而,原铁道部坚持京沪高速铁路应采用高速轮轨技术,认为磁悬浮技术和投资风险很高,与现有的轮轨铁路网不兼容,意味着两套标准。未来的推广意味着所有的铁路线路都要重建,同时保持两套标准无疑对运营成本来说是巨大的。

当然,无论选择什么方案,采用什么技术,都需要论证。双方都在全力进行这两项技术的初步研究,毕竟这是一项关系到国计民生的工程技术。到2002年,双方已经完成了初步研究,并建立了具有“工程样品”性质的试验段。

依靠高速轮轨技术,原铁道部于2003年10月12日建成秦沈客运专线并投入运营。其设计速度为160-200公里/小时,并预留最高速度为250公里/小时的加速室。根据专用线的运行要求,开发了DJ2“中华之星”和先锋高速动车组。其中,“中华之星”研发前后投入超过1.4亿元人民币,是中国第一辆完全自主知识产权的高速列车,创下秦沈客运专线时速321.5公里的最高纪录。

在同一时期,磁悬浮的支持者也取得了巨大的成就。2000年6月,上海市政府决定在上海建设一条高速磁悬浮线路,并于2003年1月4日投入运营。这是世界上唯一的商业高速磁悬浮线路。然而,“磁悬浮”最终在这场技术争端中被击败,这场争端不是由技术本身引起的,而是由技术来源(德国不愿转让技术)和成本因素(前铁道部的运营成本和建设成本)引起的。此外,上海磁悬浮的盈亏、磁悬浮的电磁辐射以及噪声对人体健康的影响也是争论的焦点。

涉及国计民生的技术问题,最终决定,还是交给国家。

2006年1月7日,国务院常务会议通过了《中长期铁路网规划(2006)》,批准建设京沪高速铁路项目。其中,京沪高速铁路全线按最高时速350公里、初始运行时速300公里设计,总投资2209.4亿元。同时,确定京沪高速铁路采用高速轮轨技术。

2006年2月22日,国务院第126次常务会议批准建设京沪高速铁路。

伟大的“开放式计划”

在技术被确认之后,技术的选择成为各种利益代表之间争论的另一个关键点。

那些不求大局的人是不足以求一个城市的;不为所有的世代计划的人,一刻也不能计划。

2003年“两会”结束后,原铁道部在23日和24日举行了为期两天的闭门会议,根据会议内容,原铁道部出版了《系统理论与跨越式发展》专著。这本书已经成为中国高铁史上极其重要的指导性专著。

当我们回头看这本充满“口号”的专著时,我们最终会认为这整个口号只是一个口号。口号需要得到实体的支持。有了实体,项目就可以完成,并最终上升为“国家意志”进行建设和铺设。本实体为原铁道部发布的《中长期铁路网规划(2002020)》建议。2004年1月,国务院审议通过,并以《中长期铁路网规划(2004)》为题发布。此后,《规划》陆续出版了几个版本,均以年份为界。

作为经国务院审批的政府行业规划方案,该规划要求建设里程超过1.2万公里的客运专线(高速铁路),客车目标时速达到200公里以上。同时,《规划》再次确认京沪高速铁路和其他三条南北高速铁路线路应采用高速轮轨技术。该方案的形成是中国铁路系统化运营的开始,为中国高速铁路的快速建设铺平了道路。

“高速轮轨技术”成为建设标准后,中国开始配套实施技术引进和技术研发。

技术引进源于1998年11月中国国家主席对日本的访问。

在得知中国已开始规划高速铁路(秦沈客运专线)项目后,日本特别安排了东北新干线。该列车是E4电动车组,于去年12月31日开始运行,设计运行速度为240公里/小时,最高速度为265公里/小时。时任日本内阁首相的小渊惠三表示,日本将在中国的高速铁路项目中“与政府和人民合作”。2000年4月,日本交通省官员表示,当中国修建京沪高速铁路项目时,日本不仅可以向中国出口车辆,还可以向中国转让新干线系统的技术。2003年4月,《日本经济新闻》甚至报道说,中国高层官员告诉日本铁路运营商,“在中国选择新干线的可能性是95%”。

然而,最终技术来源的引入超出了每个人的预期。

2004年6月17日,人民铁路和中国采购招标网同时发布招标公告。原铁道部计划购买时速200公里的电动车组,共10个包,200列火车。

公告明确表示,投标企业必须是“在中华人民共和国境内合法注册的、有能力制造铁路电动车组的中国制造企业(包括中外合资企业),并得到拥有200公里/小时铁路电动车组成熟设计和制造技术的外国合作伙伴的支持”。

这个句子看起来有点迂回吗?没错,这太直截了当了,这不好——投标企业是拥有成熟的国外技术支持的中国公司。

当时中国有这样的公司吗?包括前铁道部的“中国之星”在内,没有一家被排除在自己的投标范围之外;外国公司呢?或者根本没有。这样的限制,目的呼之欲出:

“引进国外先进技术”。

为了达到这个目的,公告还提出了三个明确的要求:

第一项关键技术必须转让,第二项价格必须最低,第三项必须使用中国品牌。

哪些外国公司拥有先进的技术?

德国西门子、法国阿尔斯通、日本川崎重工和加拿大庞巴迪。在高速铁路车辆制造和相关系统中,说中国处于领先地位是误导的。因为这是一个典型的寡头垄断市场,这四家公司几乎垄断了整个高速铁路设备市场。

中国的目的是让他们通过将投标技术转让给国内注册的中国公司来完成投标。然而,只有两家公司引进了前铁道部规定的技术:

一个是南车集团四方机车车辆有限公司(四方),另一个是北车长春客车有限公司(长车)。

现在看来,这一宣布是一个伟大的“开放计划”,所有潜在的投标人都知道。

教科书式的游戏案例

招标公告于6月17日发布,投标截止时间为7月28日,前后共有41天。让我们来看看这个教科书级的技术引进的例子,看看这些巨头是如何在这场利益纠纷中取得进展的。

在中国,有两个“战略买家”,但有四个“战略卖家”,也就是说,在中国绝对有空的选择。2.4对于寡头垄断行业,这已经是一个非常大的选择空。然而,卖家只能选择两个买家。

此外,本次公告中的投标包、10包、200列车动车组订单(这已经是每天的订单),虽然只是为了中国铁路第六次大提速,但“规划”的内容让每一个参与者都不能掉以轻心,这是一个960万平方公里土地、13亿人口的巨大市场。以“四横四纵”为基础的庞大战略铁路网就是世界。这次招标只是未来市场竞争的预演,没有人敢掉以轻心。

同时,铁道部还要求外国制造商在投标前必须与中国国内机车车辆企业签订完善的技术转让合同,否则将被取消投标资格。为此,铁道部还建立了针对中国投标企业(四方河长车)的“技术转让实施情况评估”评估环节,并专门成立了动车组联合办公室。

此外,为了核实技术转让的完整性,即使中标,铁道部也不会先付款,因为联络处没有通过评估,只有通过评估才能付款。有趣的是,联络处并不评估获胜公司的教学水平。它只检查获胜公司的学习情况。只要获胜的公司不学好,他就不会付钱,但通过评估后,钱自然会付。

首先,日本的高速铁路技术成熟,运行时间长,但有三菱重工和日立。由于日本市场规模小,川崎重工自身的业务已经达到了顶峰,并席卷全球,将比E4落后两代的E2出售给中国。

这一次,川崎重工代表他们组建的“日本企业财团”,按照标准包装生产了E2改进型E1000。被引进中国后,模特是China。

其次,阿尔斯通在与四方会谈的同时与长期客户进行会谈。然而,四方的首选谈判对象是川崎重工。他们与阿尔斯通会谈,主要是向川崎重工施压;西门子是常可首选的谈判对象,向西门子施压也是他们与阿尔斯通接触和谈判的重要目的之一。然而,西门子坚持不让步,这突然加速了常可和阿尔斯通之间的谈判,最终在投标截止日期前完成了所有的谈判工作。最后,长车选择了与阿尔斯通合作。

在“潘多里诺”宽体摆式列车的基础上,长车和阿尔斯通取消了摆式功能,在芬兰铁路SM3动车组的基础上开发了动车组,引进中国后命名为CRH5A动车组。

庞巴迪方面,早在20世纪90年代就与南车四方建立了合资企业,因此它不担心投标资格。庞巴迪为瑞典国家铁路提供瑞金娜C2008电动车组,该电动车组在引入中国后被命名为CRH1A电动车组。

就西门子而言,从前期准备中获得的信息显示,基于西门子ICE3开发的Velaro平台是铁道部最具吸引力的目标。因此,西门子认为胜利在握,对整车价格和转让价格的要求相对较高。原型车为3.5亿元,技术转让费总计3.9亿欧元。而且还单方面为技术转让设定了某些条件,这是铁道部绝对不能接受的。中方的态度非常明确,即每辆列车的价格必须降低到2.5亿元以下,技术转让费必须降低到1.5亿欧元以下,否则不允许讨论。

投标当天,四方与日本财团、常可与阿尔斯通、庞巴迪以四方与南车成立的合资公司为主体进行了各自的投标;西门子为其要价付出了代价,因为它在最后一刻没有找到合适的合作伙伴。

2004年10月20日,四方签约活动在北京正式举行,铁路局、中国国际科技集团和中国南车集团与川崎重工签订了合同;铁路局、中国国家技术国际、常可和阿尔斯通签订合同;铁路局、中国国际技术公司和中国南车庞巴迪公司签署了三方合同。

从此,中国解决了高铁技术来源的障碍,为中国标准动车组的国产化和专利标准的认证铺平了道路。

2013年6月,“中国标准”动车组项目正式启动。12月,制定了总体技术条件;方案设计于2014年9月完成。

它于2015年6月30日正式下线,并于当天在中国铁道科学研究院环测基地正式开始测试工作。

2016年8月15日6: 10,中国标准动车组搭载的G8041列车从大连北站出发,沿哈大高铁向沈阳站方向行驶。中国标准动车组首次搭载乘客进行试运行。

2017年6月26日,中国标准动车组开始承担京沪高速动车组的列车任务。

从2019年11月底至次年3月,中国动车组先后获准批量生产,中国标准动车组终于脱颖而出。

2019年12月,中国大陆高铁总里程超过3.5万公里,其中时速300公里的线路总里程超过1万公里,占世界三分之二以上。

“跑步”的中国样本

1978年,改革开放的总设计师在日本新干线上说:“一个词,‘快’。似乎有人在催我们跑,我们现在就需要跑。”

2017年6月5日,正在中国访问的加州州长布朗乘坐高速列车从南京开往北京。这是他第二次在中国体验高速列车。他说,“速度!太好了!”

中国高铁是中国改革开放几十年来,行业内唯一完成整体“以市场换技术”并获得全套技术引进和再消化的样本。

中国市场已经开放了几十年,只有少数几项技术是真正由市场交换的。

在“做比买好,买比租好,租比送好”的背景下,这种技术引进是在国家层面通过公开招标的形式完成的。

汽车工业已经发展了几十年,但它仍然是混合的、分散的和不系统的。

在芯片行业,由于引进,那些只注重眼前成本和利益的企业已经导致中国下马,放弃了无数的项目。现在,只要外国掐断了生命线,相关公司就会进入极其困难的发展状态。

有很多这样的例子。

然而,当中国人静下心来介绍、吸收和消化的时候,只会有更多独立的东西,即使成本很高,这也是一种看家本领。

我们需要“开放式计划”,我们也需要引入它。我们可能不需要它,但是我们不能没有它。这是底线。

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