王 雄

　　中国铁路总公司文联

　　

　　2017年6月25日，雨后的北京，碧空如洗。位于北京西郊的北京动车段,喜气洋洋，一片欢腾。

　　今天，中国标准动车组在这里被正式命名为“复兴号”。从这一刻起，“复兴号”高速列车亮相中国大地，承载着中华民族伟大复兴的中国梦奔向未来。它标志着中国高速列车完全建立起了自己的标准体系，标志着我国高铁成套技术装备特别是高速列车已经走在了世界前列。

　　专家认为，建立起自己的高速列车技术平台，这无疑是巨大的进步，但远远不够，还必须建立起属于自己的高速列车标准体系。这是实现高速列车技术的全面自主化的根本所在。

　　中国铁路总公司总工程师何华武解释道：国外高速列车行驶距离一般只有1000公里左右，中国高速列车则一般在2000公里以上，适应这种国情、路情的高速列车标准当然与众不同。何华武认为，所谓“中国标准”，就是集国际标准和国外先进标准之所长，又有中国特色和新的超越。

　　“复兴号”是完全按照中国标准研制的高速列车，意味着中国高速列车技术完全摆脱了对外的依赖，实现了自主创新的根本性跨跃，具有了完全的知识产权和综合生产能力。

“高铁芯”与“高铁脑”

时速380公里的高速列车，接近飞机低速巡航速度，世界上没有先例可循，完全靠自主研发，关键是核心技术必须是自己的。那么，什么是高速列车的核心技术呢？当然是“高铁芯”与“高铁脑”。然而，这一核心技术却长期掌控在外国公司的手中。

　　专家解释道，“高铁芯”即高速列车的牵引电传动系统，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。它就像人的心脏，主要功能是提供压力，把血液送至身体的各个部位。“高铁脑”即高速列车的网络控制系统，决定和指挥着列车的一举一动。

　　通俗地说，“高铁芯”就是一个高频率开关，通过弱电控制强电、有变流作用，快速自如地改变电流的大小及有无，保障高速列车动力源的正常供给。开关频率高达数千次每秒，不仅程序、数据复杂，而且制造精细程度要求极高，被广泛应用于轨道交通、电力系统、工业变频、风电、太阳能等诸多领域。

　　作为指挥列车网络控制系统的“高铁脑”，程序异常复杂，一个指令不对，就会影响整个计算机读取数据。而在试验中，若想要在上万行源代码中查找某一处问题，犹如大海捞针。在一次试验中，轴温显示系统轴温频繁出现跳变，科研团队多日奋战无果。他们并不气馁，经过无数次跟车检测和在地面实验台的反复同步试验，终于在庞杂繁复的程序里准确“揪”出了罪魁祸首，即那个制造麻烦的时间参数。通过软件重新设计，彻底解决了车轴温跳变导致的轴温误报警问题。

　　2014年1月16日，第一列采用国产“高铁芯”的银灰色超速试验列车，创造了时速605公里的试验速度，并将这一速度保持了10分钟，比当时线路上运行的高速列车速度翻了一番。中国南车由此成为国内唯一一家全面掌握“高铁芯”技术研发、模块封装测试和系统应用的企业，跻身于世界先进水平。

　　2014年4月3日，装有国产“高铁芯”的高速列车牵引电传动系统通过了行业专家评审。同时，完全自主化的CRH5型动车组列车网络控制系统也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高速列车网络控制系统。由此，《人民日报》骄傲地向世界宣布，我国首条8英寸绝缘栅双极型晶体管（IGBT）芯片生产线，通过专家鉴定，将于6月全线投产。这意味着中国高速列车将用上“中国芯”。

　　2015年1月27日，采用中国“高铁芯”和“高铁脑”的CRH5A型动车组，在哈大高铁进行了“30万公里正线运营考核”试验，取得成功。由此表明，中国创造的牵引电传动系统和网络控制系统等多项核心技术实现了新的突破。

　　就这样，我国完全掌握了“高铁芯”的设计、生产、封装及应用全环节技术，并已成功批量应用于城轨、大功率和谐系列机车及风力发电机、电动汽车和高速列车上。“和谐号”动车组采用国产“高铁芯”，每百万公里的故障率不到0.5件，远低于1.3件的国际通行标准。

　　“高铁芯”与“高铁脑”等高速列车核心部件实现自主创新，是中国高铁产业最值得点赞的丰硕成果。事实上，这些丰硕成果为“中国标准动车组”的诞生，做好了理论和实践上的准备。

　　旅客乘坐“复兴号”高速列车时，基本上听不到一点噪音，也没有头晕耳鸣的感觉。高速列车的气密强度是个世界难题，四方公司高速列车技术团队前后探索了整整3年时间,光是材料试验这一项,就做了上千次。为了获得准确的数据,常常通宵达旦,出现一点误差，整个实验就要从头再来。四方公司技术工程部高级主任设计师魏京利告诉笔者，“复兴号”高速列车的气密性设计，采取了差压控制模式的全密封加压，设备根据车速快慢不断调整车内气压，气密强度从4000帕提升至6000帕，从而解决了这一难题。

　　高速列车的气密性试验有一项重要技术指标，即车厢气密度检测。通俗地说，就是对密封车厢输入4000帕大气压，检测降至时间。降压的时间越慢，车体的密封性越好。从4000帕降至1000帕的时间，国际标准是50秒，而“复兴号”高速列车则是250秒，比国际标准整整提升了5倍。

　　据了解，在日本，为了测试两车交会时的车外气压，通常采用在车身上打孔的办法，不仅影响美观，而且耗资巨大。我国科研人员借鉴航天航空领域的先进成果，制作出一种拍式感压片，只有硬币大小，将其贴在机车上便可测试两车交会时的气压波动。

“金凤凰”与“蓝海豚”

2018年春天，笔者来到青岛采访。

　　眼前的高铁之城，一片生机勃勃。这里一半是大海，一半是工业。这里曾诞生了CRH380A新一代高速列车，中国标准动车组也出生于此。那蓝白相间的身影，被网民形象地称之为“蓝海豚”。蓝海豚，就是大海的孩子。朋友告诉笔者，青岛四方公司制造的高速列车名扬四海，高铁品质提升了青岛的城市质感。

　　笔者走进四方公司总装配厂，伫立在转向架构架自动焊接生产流水线前，全长120米的生产线，有5台焊接机器人，沉重的钢铁构架在流水线上如同一个个小玩具，被任意传送、焊接、翻转、输出……

　　采访中，厂方提供了这样一组数据：一列高速列车车体，有10000多个组件，其中提供电力驱动、内核控制、信号传输的电线就有50000多根，接线点100000多个；一列高速列车车厢，组装需要4个月时间，要有700人参与；一列高速列车的检验，总共有56000个数据确认项点，需要进行200项试验检测；一列高速列车的调试，要经过大约20天，以零缺陷状态出厂交给客户。

　　当初从欧洲、日本引进了“和谐号”1型车、2型车、3型车和5型车四种不同的技术平台。这些车型技术路径不同，虽然“兼收并具”结合了我国的技术特点，但也带来了诸多不便和“尴尬”。

　　由于技术平台标准不统一，没有做到标准化统型，不仅司机的操作台不一样，连车厢里的定员座位都不一样，无法相互替代。一旦某节车厢出现故障，需要组织乘客换乘，临时调来的车很可能要么“挂不上”，要么“缺座位”。

　　由于车型标准不统一，每种车都需要有备用车停在车站应急，动车检修的车间要把4种车的零部件全部配齐，高铁司机也要把各种车型都学习一遍。

　　研制“时速350公里的中国标准动车组”，正是为了构建体系完整、结构合理、先进科学的中国高速列车技术标准体系，这是迄今中国铁路史上最高级别的单个科研项目。该项目被列入“十二五”国家战略性新兴产业发展规划，由国家专项资金给予支持。

　　2012年春，由中国铁路总公司主导，集合国内有关企业、高校科研单位等优势力量，启动了“中国标准动车组”研制工作。来自全国25所一流高校、11所科研院所、51个国家实验室和工程中心的68位院士、600多位教授级高级工程师、200余位研究员以及上万名工程技术人员，形成了集合优势力量，产学研用紧密结合、协同创新的态势，全面展开了“中国标准动车组”的研发与制造。借力世界先进技术，经过多年的努力，中国高速列车制造终于实现了重大跨越。

　　高速列车是各种尖端技术的集大成。中国标准动车组采用的“中国标准”涵盖了动车组总装、车体、转向架、牵引电气、司机室布置及设备、制动及供风、网络控制、运用维修等10多个方面的关键技术和配套技术。一切都是自主设计，具有创新性、安全性、智能化、人性化、经济性等特点。

　　承担中国标准动车组设计制造的青岛四方公司和长客公司，以“中国标准动车组”技术条件为依据，对动车组顶层技术指标进行分解，周密制定了各子系统的功能规范并开展相关技术方案设计，完成了动车组的总体设计、各子系统的技术参数匹配与相关结构设计，以及动车组的空气动力学仿真、车辆动力学性能仿真、动车组通过曲线能力仿真分析、牵引—制动特性仿真、铝合金车体与转向架结构可靠性分析等设计验证与校核计算。

　　今年41岁的郭锐，享有“大国工匠”之誉。他的岗位是从事转向架生产。转向架是高速列车的关键部位，就像人的双腿。对比，郭锐做了一个形象的比喻，说：“一个人的腿如果没有残疾，就会跑得很快。如果这个腿有了毛病，就麻烦了。尤其是在奔跑的过程中出现问题，会非常危险。”

　　转向架虽然看着比较小，但是几乎所有的轴承都集中在这儿。如轴箱轴承、齿轮箱轴承，还有制动装置、电机、驱动装置等。由此可见，转向架既是行走部分，也是驱动部分，对装配精度要求很高。按技术规程要求，转向架的装配精度必需控制在0.04毫米以内。

　　几年来，郭锐先后从事了时速200公里转向架构架研磨，时速200公里转向架正、反装，时速200公里、300公里转向架落成、试验，提议开发了5项装配工艺，获得5项技术专利，解决了多个高速列车制造中的技术难题。

　　中国标准动车组的设计研制，充分运用传感网、互联网和物联网等智能化技术，广泛采用轻量化、减振降噪、节能环保等技术，积极推进永磁电机、非黏着制动、电力电池双动力等新技术，实现高速动车组技术全面自主化，整体性能及车体、转向架、牵引、制动、网络等关键系统技术均达到国际先进水平。

　　据专家介绍，中国标准动车组采用全新低阻力流线型车头和车体平顺化设计，线条更优雅，跑起来也更节能。列车阻力比CRH380系列降7.5%-12.3%，在时速350公里运行时，人均百公里能耗下降17%左右。大量运用镁合金、碳纤维等先进的轻量化材料，减轻了车体重量，扩展了车厢容积，列车高度从3700毫米增高到了4050毫米，座位间距也更为宽敞。

　　中国标准动车组的“标准”，意味着今后中国大地奔跑的所有高速列车都能连挂运营，互联互通。统一零部件技术标准，实现了各型号动车组相同零部件的互换使用，有效降低运用、检修等寿命周期成本，整车寿命可达30年。

　　强大完善的智能化感知系统，渗透到中国标准动车组的每个毛细血管里，大大提升了列车的“警惕性”。全车部署了2500余项监测点，比以往监测点最多的车型还多出约500个，能够对走行部状态、轴承温度、冷却系统温度、制动系统状态、客室环境进行全方位实时监测，采集车辆动态信息达到1500余项，为全方位、多维度故障诊断、维修提供支持。列车出现异常时，可自动报警或预警，并能根据安全策略自动采取限速或停车措施。

　　2015年6月30日，两列具有完全自主知识产权、时速350公里的“中国标准动车组”分别在青岛四方公司和长客公司下线。集物联网、传感网、列车控制网络、车载传输网络的多网融合技术于一体的中国智能化高速列车由此诞生。

　　人们对中国标准动车组的问世，表现出极大的兴趣。流线型的车身，仍然是以洁白色为基调，分别点辍蓝色或黄色标色。为此，大家将青岛四方公司生产的蓝标色动车组，称之为“蓝海豚”；将长客公司生产的黄标色动车组，称之为“金凤凰”。于是，中国标准动车组有了两个令人喜爱的昵称。

　　两列中国标准动车组的型号分别为“CR400AF”和“CR400BF”。“CR”是中国铁路总公司英文缩写，也指覆盖不同速度等级的中国标准动车组系列化产品平台；型号中的“400”为速度等级代码，代表该型动车组试验时速可达400公里及以上，持续运行时速为350公里；“A”和“B”为企业标识代码，“A”代表青岛四方公司研制的“蓝海豚”，“B”代表长客公司研制的“金凤凰”；“F”为技术类型代码，代表动力分散电动车组。

　　2015年11月18日，两列中国标准化动车组在大西高铁的运行试验中，都跑出了时速385公里的试验速度，列车各项技术性能表现优异，通过了高速试验“大考”。

　　据中国铁路总公司科技部介绍，“中国标准动车组”属于中国第三代高速动车组，也是我国高速列车生产的第四个技术平台。中国标准动车组的“中国”，意味着我国高速列车从最早的“洋基因”“混血”“以我为主”，到现在从内到外都是“纯中国”了，特别是软件全部自主开发。在高速列车254项重要标准中，中国标准占84%。

　　目前，我国已启动时速350公里速度级16辆编组中国标准动车组、时速250公里速度级中国标准动车组、时速160公里速度级动力集中电力动车组及京张高铁智能列车的研发工作。还将根据运输市场需求，逐步研发CR300和CR200系列中国标准动车组。

　　

　　本文作者（右）在京沪高速列车驾驶舱采访（原瑞伦摄）

“交会瞬间”的惊艳

2016年7月,中原大地烈日炎炎。

　　刚刚经过联调联试的郑徐高铁，完成了正式开通前的一系列准备工作。在等待正式开通运营的间隙，郑徐高铁有了一个喘息的机会。

　　7月1日，两列一直处于运行试验中的中国标准动车组，相继到达郑徐高铁试验线路，准备在这里进行一次具有特别意义的世界最高速度的交会试验。两列车体都各自安装了2000多个传感器，可以动态监测动车组高速运行中各个部位的压力变化，为动车组的整体鉴定提供依据。

　　几天时间里，两列中国标准动车组在郑徐高铁线路上多次进行了双组重联运行试验，两列不同厂家生产的动车首尾相连，进行统一操纵运行，一切状态良好。这标志着中国标准动车组成功实现了互联、互通及互操作。

　　15日上午10点，这是一个十分惊险而又富有刺激性的时刻。

　　蓄势而发的两列中国标准动车组均以最高时速420公里的速度迎面而来，1秒、2秒、3秒，风驰电掣一般，两列高速列车贴身而过，眨眼间，安全顺利地完成了高速交会试验。有资料表明，这是世界上首次成功在实际运营线环境和条件下的高速列车最高运行速度交会。据专家介绍，在极近距离内高速交会，两列高速列车之间会产生强大的“吸引力”，对高速列车抗压力、承受力是个极大的考验，更何况两列车都是420公里的时速。从航拍画面可见，“金凤凰”和“蓝海豚”两列高速列车闪身而过，时长仅3秒钟。舆论高度评价为，这是一个令世界惊艳的“交会瞬间”，一个新的世界纪录。

　　这次综合试验，成功获取了中国标准动车组运行能耗、振动噪声特性等大量现场资料，探索了时速400公里及以上高速铁路系统关键技术参数变化规律，为深化高速铁路轮轨关系、弓网关系、空气动力学等理论研究和高速铁路核心技术攻关、运营管理提供了大量的数据支撑。

　　专家认为，这次综合试验的成功，进一步验证了中国标准动车组的整体技术性能，标志着中国高铁工程建造、装备制造、列车运行控制等总体技术达到了世界先进水平。特别是首次实现了动车组牵引、制动、网络控制系统的全面自主化，表明我国具备设计制造满足世界各国不同需求动车组的能力。

　　这是中国标准动车组自2015年6月下线以来，完成的最后一次试验。至此，中国标准动车组先后完成了整车型式试验、科学实验、空载运行、模拟载荷运行等试验考核工作，试验考核指标全部符合标准规范和运用要求，标志着中国标准动车组的安全性、适应性、稳定性、可靠性，以及制造质量和各项性能指标均达到设计要求，通过了专家评审，具备编入运行图实施载客运行的条件。

　　2016年8月15日6时10分，G8041次列车驶出大连北站，沿着哈尔滨至大连高速铁路开往沈阳站。中国标准动车组首次实行载客运行。

　　2017年1月3日，中国标准动车组取得国家颁发的型号合格证和制造许可证。这标志着时速350公里的中国标准动车组，九大关键技术和十项配套技术完全实现自主化和重要技术突破，标志着中国铁路拥有了自主知识产权的高速动车组技术平台，具备了参与国际高速列车市场竞争的实力。

　　自此，中国标准动车组开始批量生产。

　　中国工程院院士、著名铁路机车车辆专家傅志寰认为，中国标准动车组的意义在于，一是摆脱了核心技术和关键零部件受制于人的局面；二是改变了动车组引进种类过多、标准不一的局面；三是实现了零部件统型的多家供应商供货和主要部件换件修，降低了生产成本。

　　据悉，在时速350公里中国标准动车组基础上，我国铁路还将开展时速250公里、时速160公里及动力集中、双层等系列化“中国标准动车组”研制，继续深入开展零部件统型、自主化、互联互通的研究工作。

“中国标准”的力量

“中国标准”即“以我为主，为我所有”的标准。顾名思义，中国标准动车组，即按中国标准生产的动车组。这个中国标准，就是结合中国国家标准、行业标准、中国铁路总公司企业标准，制定的一系列技术标准的复合型标准，是符合中国铁路运行环境和运行需求的高速列车标准。

　　2017年2月25日10时33分，随着G65次高速列车驶出北京西站，中国标准动车组开始在繁忙的京广高铁执行载客任务。与以往不同的是，这趟列车是由8节车厢的“蓝海豚”和8节车厢的“金凤凰”重联而成。两种来自不同厂家、不同型号的动车重联在一起进行载客运行，这在中国高铁实际运营中还是首次。事实上，与中国高铁线路上奔驰的其他动车组的本质区别在于，两列不同厂家生产的动车组采用的是统一的中国标准。

　　专家认为，“蓝海豚”和“金凤凰”实现重联载客运行，其意义重大。两列动车组不仅机械挂钩相联，其内部电气车钩也完成联挂，司机可在一个驾驶室内，对两列列车同时操作。

　　据悉，内部电器线路设计不同的“金凤凰”和“蓝海豚”，之所以能够重联，是因为遵循了中国标准动车组规范生产。统一标准后动车组的性价比也大大提升，在零部件的更换上也可以保持一致，大大节省了运营周期的成本和运用检修人员的压力。

　　一个新标准的确立，需要智慧、话语权和技术底气，是一种国力的彰显。

　　遥想当年，世界各国铁路的轨距五花八门，有标准轨、窄轨、宽轨之分。标准轨脱胎于最早诞生铁路的英国。英国当年国力强大，号称日不落帝国，特别是作为工业革命的初始国，其工业技术底蕴丰厚。最终，铁路轨距只能是采用英式为标准轨。

　　谁掌握了科学技术的话语权，谁就是技术标准的缔造者。譬如蒸汽机车发明之前，就有了铁轨。这时的铁轨不是跑火车的，而是方便马车拉煤。如今铁路的标准轨距——1435毫米，即为当年英国马车的轨距。百年来，这个马车轨距逐步通行各国，以至1937年国际铁路协会将1435毫米认定为铁路标准轨距。之后，在德法等欧洲国家改造或者兴建高铁时，无疑采用了这一轨距。日本原本采用的是窄轨标准，但在1960年代东京奥运会前，其开始兴建的高铁即采用了标准轨距，算是与世界接轨了。

　　中国过去留下的铁路，是多国标准的铁路，窄轨、宽轨、标准轨混用。中华人民共和国成立后，国家选定了标准轨，让中国铁路轨距已与世界接轨。

　　我国高铁起步时，动车组技术曾先后引进过日本、法国、德国和加拿大等国技术，形成了制式多样、标准多样的局面。而出身不同的动车组因为系统不统一、语言不互通、操作界面不一样，根本就没有办法重联运行。经过多年的技术攻关，中国高铁技术创新实现全面突破，特别是牵引、制动、网络控制系统等核心技术的全面自主化，为中国标准动车组的诞生奠定了基础。

　　借用中国铁路总公司总经理陆东福的话来说，中国标准动车组的深层意义在于为世界高铁发展提供了“中国方案”。这个“中国方案”主要表现在：一是技术性能达到世界先进水平，列车安全性、可靠性和平稳性得到明显提升； 二是装备简统化和互联互通取得重要进步，共完成列车11大系统、80余项零部件的统型，实现了多家供应商供应和主要部件的换件修，统一规范了动车组修程修制，方便了不同厂家动车组的维修运用；三是旅客乘车体验明显改善，旅客普遍反映中国标准动车组运行平稳舒适，乘坐空间加大，气密性增强，列车运行中振动和噪音明显减小。

　　2015年10月14日世界标准日前夕，国家标准委批准发布了《高速动车组车辆玻璃性能检测方法》等5项高铁的相关国家标准。这些标准具有完全自主知识产权，极大提高了我国高速列车制造产业在世界上的整体竞争力，为高铁“走出去”提供了重要的技术支撑。《韩国经济》撰文认为：“包括高铁、核能等在内的中国高端制造业正在迅速扩展世界市场，由此带来的是‘中国行业标准成为世界标准’。” 山东省委党校副教授孙西辉认为，在国际上，高铁已成为中国的国家新名片和金字招牌。中国有着自己的一套相对完备的高铁标准，一些技术甚至比欧美标准更先进。

　　2015年2月1日，中国高铁技术的首个国家标准《高速铁路设计规范》正式实施。中国致力于将此标准推广适用于马来西亚、新加坡、印度、俄罗斯等引进中国高铁的国家，未来包括伊朗、美国、委内瑞拉等全球30多个国家也有望采纳“中国标准”。

　　这正是“中国标准”的力量所在。