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工人日报 2014年12月17日 星期一

自主创新助力中国高铁走出去

【热点】“高铁之脑”实现百分百“中国创造”

本报记者 刘静
《工人日报》(2014年12月17日 05版)

记者近日获悉,高铁列车最核心的部件——牵引电传动系统和网络控制系统已经实现了百分百的“中国创造”。

11月25日,北国冰城哈尔滨,一列CRH5A型动车组开始进入“5000公里正线试验”的最后阶段。

由中国北车长客股份公司研制的这列动车装载的牵引电传动系统和网络控制系统,为纯中国血统,也是中国首列。标志着中国高铁列车核心技术正实现由“国产化”向“自主化”的转变,中国高铁列车实现由“中国制造”向“中国创造”的跨越。

历经7年的探索,中国第一代高铁人开发出了中国第一批“高铁之心”和“高铁之脑”。在看得见的器件上,实现了中国设计、中国制造和中国材料;在看不见的控制软件中,则奔腾着中国语言、中国逻辑和中国思维。

12月9日,在位于长春的中国北车长客股份公司,副总工程师李军在接受记者采访时表示,牵引电传动系统就是“高铁之心”,宛若人的心脏,是列车的动力之源,决定高铁列车能否高性能高舒适地运行;网络控制系统则是“高铁之脑”,决定和指挥着列车的一举一动。“中国的‘高铁之心’与‘高铁之脑’已经实现百分之百国产化,将大力提升中国高铁列车的核心创造能力,夯实中国高铁走出去的底气。”

为突破高速动车组的核心技术,加大自主创新力度,原铁道部确立了“动车组关键技术自主创新深化研究项目”的重大课题。中国北车进行的CRH5A型动车组牵引电传动系统和网络控制系统的自主创新,是这一课题的组成部分。

2007年初,在消化吸收的基础上进行再创新,我国列车网络控制系统自主攻关新篇章在长客股份公司掀开。

这是一场挑战科技尖峰的“大会战”。

“高铁之心”的核心功能之一是具备“实时响应”能力,要求运行中的列车对其身处的永恒变化的外部环境及内部环境做出极速而精准的反应——其发达而敏锐的触角需要将不断变化的数据采集反馈到“大脑”中,“大脑”做出判断,指挥着列车飞驰。这样分析、判断和指挥的间隔几乎无法用“立刻”、“随即”、“马上”等词汇描述,而要以微秒(0.001秒)、纳秒(0.000001秒)为单位超高速反应。要实现这一功能,就要仰仗高铁列车的设计师们编制出一套超级软件控制系统,使其具有超乎想象的计算能力和大数据处理能力。

如今,中国高速铁路运营里程已经达1万多公里,每天都有数十万旅客搭乘舒适而快捷的高铁出行。

但乘客并不知道,是什么使列车以最短时间启动加速到时速250公里的同时,保证了乘客获得最大舒适感。长客股份公司网络控制技术专家郑恒亮、基础研发部副部长滕万秀解释说:“最高加速度和最舒适乘坐之间有个最佳临界点,这个临界点要靠‘高铁之心’与‘高铁之脑’实时高智能的捕捉,探索一个最佳程序,才能起到列车瞬间启动从零到高速时保持平稳状态。”

在“高铁之心”和“高铁之脑”的研发中,诸如此类的“高精尖”、看不见摸不着的科技难关不计其数。

与其他硬件不同,作为列车网络控制系统软件,很多东西“看不见、摸不着”,犹如一个典型的“黑匣子”,探索之路尤为艰难。对于高铁网络控制系统成功地自主研发,中国北车长客股份公司副总工程师常振臣自豪地表示:“10年前,我国自主化列车网络控制系统应用还处于空白状态,可到了今天,在这一领域,我们已经达到国际先进水平。”

据李军介绍,取得这个成绩的背后,是业内技术人员设计了4000多张图纸,修改了外方30多项设计缺陷,历经2000多个日日夜夜的学习、消化、吸收和创新。

2014年10月22日,完全自主化的中国北车CRH5型动车组列车网络控制系统“高铁之脑”通过中国铁路总公司组织的技术评审,获准批量装车,成为国内首个获准批量装车运行的动车组列车网络控制系统。

随后,装载中国北车自主化牵引系统和网络控制系统的CRH5A型动车组在哈尔滨铁路局开展正线试验。

自2007年以来,CRH5型动车组已在中国大地上安全稳定运行7年,累计有141列(含综合检测车1列)投入运营,覆盖东北、西北、中原、华南、华东等18个省区,能承受零下40℃到零上40℃间温差巨变的考验,总运营里程已经超过2亿公里,相当于绕地球5000多圈。

有关专家指出:实现高速动车组核心部件的自主创新是中国高铁产业的战略选择,正在进行的中国标准化动车组研发就要求实现核心部件的完全自主化。

更为重要的是,在推动中国高铁走出去战略下,只有具备核心部件的自主创新能力,才能在国际竞争中占据主导。中国北车“高铁之心”和“高铁之脑”成功植入高速动车组,将有利于中国标准化动车组的推动和中国高铁走出去。

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