说说我国的国产高速列车是怎样夭折的

中华之星缘何成流星 高铁技术关键时刻掉链子?


据《商务周刊》杂志报道,“中华之星”以自主创新为初衷,321.5公里的时速也创造了中国铁路试验速度的最高记录。但因为在关键时刻的故障问题,中国刚刚自主建立起来的高速列车技术的集成平台被打入冷宫,技术力量持续流失……


2006年2月18日,湖南重镇株洲,刚刚下过一场小雨,天气潮湿而阴冷。


坐在刘友梅位于株洲电力机车有限公司技术中心大楼的宽大办公室里,却显得异常闷热,屋子里暖气开得很足。窗外不时从厂区的试验线轨道上传来机车响亮的汽笛声。这位“中华之星”的总设计师、中国工程院院士,显得格外消沉。


“有什么办法呢?‘中华之星’实际上被铁道部否定了,但我们的工作问心无愧。”刘友梅略微停顿了一下,说,“理由很简单,铁道部就是认为‘中华之星’不可靠,虽然试运行五十几万公里,但还远远不够。”


作为中国自主设计的目前时速最高的交流传动动力集中型动车组,“中华之星”拉响的第一声汽笛还是相当响亮的——它甚至出现在中学时事政治的考卷上。2002年底,这种具有完全自主知识产权的国产高速列车在秦沈客运专线进行正线试验时,曾经创造了每小时321.5公里的“中国铁路第一速”。


但从2004年开始,“中华之星”迅速从新闻中消失了。在日本、法国、加拿大和德国的高速动车组纷纷中标中国铁道部采购项目的时候,却见不到“中华之星”的身影——它甚至连投标的资格都没有——按照2004年铁道部《时速200公里铁路动车组项目投标邀请书》规定,此项目合格投标人应该是“在中华人民共和国境内合法注册的,具备铁路动车组制造能力,并获得拥有成熟的时速200公里铁路动车组设计和制造技术的国外合作方技术支持的中国制造企业(含中外合资企业)”。


“现在,我们的整个团队都很消沉。”望着窗外,刘友梅连声说,“无奈!无奈!”


刚过春节,株洲电力机车有限公司的一位领导告诉刘友梅,技术中心又有两名技术骨干要辞职离去,而类似的事情已经在去年早就发生了。这对于素有“中国电力机车之都”的株洲电力机车有限公司来说,似乎并不意外。


院士很伤心,但他没有办法,只是勉强说:“我们尽量劝说或者创造一些其他的条件,让他们等一段时间再看看。实在劝不了也没办法,人才流动是正常的。”


记者采访刘友梅的时候,由他挂帅设计的“中华之星”还在秦沈客运专线上运行。但按照铁道部的规定,运行区间只限于山海关到沈阳,而且最高时速不能超过160公里。


株洲电力机车有限公司的母公司中国南车集团的一位人士透露,秦沈线上的“中华之星”就是个试验品,“铁道部已经把它毙了,以后估计也不会再生产‘中华之星’了”。


这个曾经的国家重大产业化项目,在付出数以亿计的资金和集合整个中国铁路机车研发制造系统众多科技人员的多年心血后,在产业化道路上已经约等于中途夭折了。


低调的临时列车


从北京坐火车,经过4个小时左右,就到了古城山海关。一辆漂亮的“大家伙”静静地停在站台上,鸭嘴兽形状的动力车头分挂两边,蓝白绿相间的流线型车体,让它显得是那么与众不同。


山海关车站的一位工作人员告诉记者,这就是由株洲电力机车厂和大同机车厂等联合制造的“中华之星”高速动车组,每天往返山海关和沈阳之间一趟。


“中华之星”按照二动九拖方式设计,也就是两节动力车,9节拖车,9节拖车包括2节一等座车,6节二等座车和1节酒吧车。该动车组属于时速270公里高速列车,但记者在动力车头上看到,标记的却是“160km/h动车组”。


2月10日,记者登上由山海关开往沈阳的这趟L517次列车,16点54分准点发车。“中华之星”行驶在中国第一条客运专线秦沈线上,坐在一等座车宽大舒适的可调节软座椅上,打开前排座位后面的小型液晶电视,欣赏好莱坞大片《蜘蛛侠》或者优美的MTV,确实是火车乘客们从未有过的享受。


但整个车厢里,包括记者在内只有6名乘客,虽然舒适,却显得格外冷清。


L517次列车的一位乘务员告诉记者,“中华之星”是从2005年8月1日正式开始载客运营的,但铁道部一直没有做过宣传,即使在沈阳和山海关,知道的人也不多,所以每天的乘客很少,9节车厢满员可载772人,但当天的乘客不到100人。在他的记忆里,从正式运营到现在,只有过一次几乎满员的情况,好像是来了一个参观团。


“直到现在,‘中华之星’还‘享受’的是临客待遇。”这位天天在秦沈客运专线上看风景的小伙子说:“临客就意味着不知道哪天就被取消了。”


车窗外是茫茫白雪,“中华之星”行进在关外大地上,孤独而寂寞。


晚上19点48分,列车到达沈阳。389公里的路程用时2小时54分钟,记者算了一下,平均时速只有134公里。


在采访刘友梅的时候,他对于目前“中华之星”的运行限速也显得很无奈。


“160公里的最高时速是铁道部规定的,我当时向铁道部一而再再而三说,‘中华之星’在正式运营后,应该跑到每小时200公里。”刘友梅说,“但铁道部不允许,理由是目前秦沈线的行车条件达不到要求。”


这种说法让刘友梅感到很奇怪,因为秦沈客运专线最初就是按照时速200公里设计的高速客运专线。


其实,属于270km/h动车组的“中华之星”在运行考核期间就被限速,致使考核里程中的200km/h速度里程仅占到全部考核里程的40%,就此事,刘友梅和项目组曾多次向铁道部要求恢复全线200km/h速度运行考核,但均未被允许。


“中华之星”上线载客运营后,刘友梅也曾多次向铁道部建议,应该在秦沈客运专线全线实现200km/h载客试运营,作为产业化前的延伸考核,以便继续提升“中华之星”的攻关工作。但直到今天,铁道部没有给刘友梅任何答复。


“这使得本该继续进行的项目工程建设目标和进一步的试验难以保持,并造成了工程建设上的浪费。” 刘友梅说,去年8月1日“中华之星”载客试运营前,他也曾建议运营线路要从沈阳到秦皇岛,因为秦皇岛是旅游胜地,所以在乘客数量上会有保障,但铁道部最终决定,运营线路从沈阳到山海关,并且低调开行,不做任何宣传。


“山海关是个小地方,而铁道部又不做宣传,所以直到现在也没有几个人知道秦沈线上运营着中国自己的高速列车。” 刘友梅说。



为争气而上马


刘友梅告诉《商务周刊》,中国铁路机车车辆产业自新中国成立以来就坚持自主发展的路线。改革开放后,通过技术引进和国际合作,自主研发和制造能力得到明显提高。1994年,中国完成了160km/h电力机车、内燃机车和客车车辆的研制,到目前已全面掌握了时速160公里的电力机车、内燃机车、动车组和车辆的核心技术和系统集成,而且关键是形成了相当的产业规模和科研技术体系。


“八五”期间,中国开始了高速列车关键技术的先期研究和科研攻关,包括大功率交直交牵引变流器、大功率交流异步牵引电机、高速转向架、直通式制动系统、微机控制系统和列车空气动力学等。


“九五”期间,国家重点科技攻关项目“高速铁路实验工程前期研究”和“200km/h电动旅客列车组和动力分散交流传动电动车组研究”正式开始。黄强即分别主持了其中的两个子项目“高速实验列车技术条件的研究”和“200km/h动力分散交流传动电动车组”。


1990年代末,中国经过多次高速列车综合试验,取得了开发高速列车的大量实践试验数据。中国高速列车研发按部就班地进行着。


但从1998年出现了一个很有意思的变化。当年6月,两年一度的中国科学院、中国工程院院士大会上,时任国务院总理朱基做形势报告,提到了倡议已久的京沪高速铁路,也提到了磁悬浮技术。于是磁悬浮技术的研讨和磁悬浮高速铁路的修建被提上了日程,也正是从那时开始,铁道部支持的轮轨方案与磁悬浮方案的争论越来越激烈,进行中的中国高速铁路研究逐渐变成了铁道部的“争气项目”,铁道部想以实际效果说服国务院领导相信自己的轮轨方案(参见2004年9月5日《商务周刊》文章《京沪高铁十年一觉》)。


这一变化随之加速了“中华之星”项目的上马。


刘友梅告诉《商务周刊》,“中华之星”的前身是现在广深线运行的“蓝箭”号,都是以欧洲高速铁路技术模式为基础,属于动力集中型动车组。2000年,中国通过技贸结合和国际合作,引进国外核心技术部件——牵引变流器,完成了200km/h速度级的“蓝箭”电动车组,并在随后的正线试验中达到了236公里的时速,于2001年完成了8列动车组的生产,并正式投入广深线商业运营。


“‘蓝箭’已累计安全运营1200多万公里,关键是为我国立项开始270km/h高速列车的研制提供了宝贵的实践经验和试验数据。”刘友梅认为,这也说明中国已掌握和具备了200km/h级电动车组产业化的能力和条件。


2000年初,经过专家的多次论证,铁道部拿出270km/h高速列车产业化项目报告,并提交原国家计划委员会,当年下半年,国家计委以2458号文件正式批准立项,同时列入国家高新技术产业化发展计划项目。该文件明确这是中国具有完全自主知识产权的高速列车,并命名为“中华之星”。


2001年4月,铁道部下达“270km/h高速列车设计任务书”,确定了列车的总参数,由此拉开了“中华之星”自主研发的序幕。中国工程院院士、南车集团株洲电力机车厂高速研究所所长刘友梅被任命为该项目的总设计师。


在铁道部下达的设计任务书中,对“中华之星”的用途有很明确的说明:京沈快速客运通道主型列车,未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。“中华之星”的立项明确是以“产业化”为目标,预计用两年左右时间,达到年生产15列“中华之星”的能力。


按照规划,270km/h高速列车“中华之星”项目总投资1.3亿元人民币,其中国家拨款4000万元,铁道部投资4000万元,企业自筹5000万元。


为保证项目的尽快实施和研发工作顺利推进,“中华之星”项目集中了当时国内铁路机车车辆制造和研发的最核心力量进行联合攻关。刘友梅告诉本刊,“中华之星”的研发工作集合了南、北车集团旗下的四大铁路机车车辆企业(株洲电力机车厂、大同机车厂、长春客车厂、四方机车车辆厂)、四大科研院所(中国铁道科学研究院、株洲电力机车研究所、四方车辆研究所、戚墅堰机车车辆工艺研究所)和两个高等院校(西南交通大学、中南大学),涉及设计开发人员多达几百号人。


其中,株洲电力机车厂和大同机车厂分别负责研制一台动力车,长春客车厂负责研制4节拖车,四方机车车辆厂负责研制5节拖车。


2001年8月,“中华之星”项目通过了技术设计审查,开始进入试制阶段。在随后一年多的试制阶段,四个主机厂制造的动力车和拖车分别在西南交通大学国家牵引动力重点实验室的滚动试验台上通过了330km/h、400 km/h速度的模拟动力学试验。


2002年9月,“中华之星”动车组集结在位于北京东郊的中国铁道科学研究院环行铁道试验基地,开始进行列车编组调试。试验期间,动力车头的各项功能测试完成,包括牵引、制动、电空联合制动等基本功能得到了验证,随后又完成了机车调试。


当年11月,“中华之星”分别在北京环行铁道试验基地和秦沈客运专线上进行了高速综合性能试验。


2002年11月27日,对于刘友梅来说是个难忘的日子。这一天,“中华之星”在秦沈客运专线的冲刺试验达到321.5公里的最高时速,创造了我国铁路试验速度的最高记录。


从2003年1月起,“中华之星”开始在秦沈客运专线上进行线路运行考核。刘友梅告诉记者,截止到2004年12月,“中华之星”在秦沈客运专线累计运行53.6万公里,创造了目前中国铁路新型机车车辆试验运行考核里程最长、运行考核速度最高的纪录。期间虽然也出现过故障,但最终“经受了新产品最严格的试验和考核”。


2005年初,“中华之星”在经历了53.6万公里的线路运行考核,两节动力车和9节拖车分别返回四大主机厂进行“解体拆检”,拆检后没有发现任何重大问题,可以确认整车和零部件状态良好。


“这说明‘中华之星’是可靠的,研制是成功的。” 刘友梅说。


关键时刻掉“链子”


如果没有后来发生的一些事情,或许“中华之星”今天已经顺利运行在更多的客运专线上,并按照最初的目标实现产业化。


“这一切都是人为因素造成的。”刘友梅说。作为技术专家,他深刻感受到了来自人治和行政权威背后的巨大压力。


2003年4月,国内曾有报道乐观估计,2003年7月1日秦沈客运专线开通之后,“中华之星”高速列车将投入北京至沈阳的试运营。记者在采访中也了解到,2003年6月10日至18日,“中华之星”动车组从秦沈客运专线上下线整修,目的就是为各制造单位在7月秦沈客运专线开通前解决各自存在的问题。6月24日,中国南车集团和北车集团曾会同各厂家和皇姑屯动车所在沈阳市沈铁大厦召开“中华之星”动车组运营筹备会,会上还提出了12条整改意见。


但2003年7月1日,“中华之星”并没有如期进入载客试运营。有人士披露,是因为“中华之星”上进口的法国信号系统出现了问题。刘友梅对记者承认:“在初期,进口的法国TVM430信号系统确实出现了一些问题,但问题很快得到解决。”


他认为,原因在于铁道部对“中华之星”的技术性能和安全性不放心。


“实验过程中,肯定会遇到很多事情。速度这么快,会出现什么问题,谁也不清楚。在搞新产品开发过程中,失败和遇到各种问题都很正常。”刘友梅说。


但铁道部有关领导的态度也有理由,因为平时很少出现故障的“中华之星”,在领导亲身体验的关键时刻却掉链子了。


在2002年11月27日“中华之星”冲刺试验并创造了312.5公里最高时速的第二天,时任铁道部部长傅志寰希望亲自上车试乘,体验“中华之星”的速度。当天,傅志寰还把几位副部长都带来了。


按计划是9点钟正式试验,为稳妥起见,全体试验人员起了个大早,先在线路上跑了一趟,最高时速达到285公里。但恰在快回到基地前的17秒钟,安装在“中华之星”上的转向架故障诊断系统出现报警。


列车回到基地,下车检查发现B动力车有一个根轴的托架轴承座冒烟。当时在场的南车、北车集团领导和技术人员都很着急,据说当时急得南车集团的副总工程师都钻到车下去检查。北车集团的领导更是着急,因为这节动车头是北车旗下的大同机车厂负责制造的。


这套故障诊断系统原本用于诊断军用航空发动机的故障,由航空集团“608所”开发并转化民用。刘友梅赶快叫人上车去查看数据,发现轴承温度已经达到109摄氏度,完全超标,属于一级报警。随后用红外线测温计检查,轴承座温度也达到90多度。


但部长们都还等着登车,是继续试验还是立刻停止?在看完数据、分析完现场后,作为总设计师的刘友梅找来南北车的两位领导商议,他个人意见是接下来的试验应该停止,“因为已经列入一级报警了,应该相信这套系统,否则就会出大事故”。


随后,情况向傅志寰做了汇报,傅也决定取消接下来的试验。


故障转向架被马上拉回大同厂解体,检查发现是进口轴承质量问题。在与国外制造商协调后,轴承得到退换。刘友梅告诉记者,到现在替换的轴承也没问题,“这也证明安装在‘中华之星’上的故障诊断系统是有效的”。


“但这件事情却成为‘中华之星’安全性不可靠的最重要依据。铁道部一些先生大做文章,否定‘中华之星’,说‘几位部长的命差点都要被中华之星报销了’。” 刘友梅很气愤,“我认为这恰恰说明‘中华之星’安全诊断保障系统很有效,能提升‘中华之星’的可靠性,就看你站在什么立场上去说了。”


随后在2003年9月19—20日长春召开的“高速动车组专家研讨会”上,“中华之星”被评价为“与国外先进水平相比,在技术水平、产品成熟程度和可靠性等方面还存在较明显的差距”。这次会议已经明确要从国外引进200km/h动车组和300km/h以上高速动车组,但专家们在“建议综合”里仍强调,要进一步完善“中华之星”高速动车组的试验。


2005年7月11-12日,铁道部主持召开“中华之星”阶段验收总结会,会上铁道部对国家立项自主研发的高速列车在口头上表示了支持。“但实质上对‘中华之星’持全盘否定的态度。” 刘友梅认为,这次验收会刻意否决了“中华之星”项目从设计、研制、试验、运行考核的严格过程以及“中华之星”所具备的200km/h以上速度级技术能力的事实。


2004年,在铁道部200km/h动车组项目采购招标中,“中华之星”彻底出局。当时本刊曾发表文章,认为“中华之星”极有可能重蹈当年大飞机项目“运十”的覆辙。


“这次验收会极大地伤害了我们科技人员的自信,也损害了政府部门的诚信形象。”刘友梅很痛心,但更关键的是,“‘中华之星’高速列车夭折了,中国刚刚自主建立起来的高速列车技术的系统集成平台被扼杀了”。


是不是自主创新的希望?


2005年6月26日,中国工程院召开了一场“提高装备制造业自主创新问题”的座谈会,在这次由中国工程院院长徐匡迪亲自主持的会议上,刘友梅就“中华之星”面临的困境向与会院士们做了汇报。“院士们听完后感到问题很严重,认为这种现象也是中国当前开展自主创新面临的普遍问题。”刘说。


会后,刘友梅联合包括原铁道部部长傅志寰在内的52名院士,以中国工程院红头文件的方式,向国务院呈送了一份《关于报送院士反映“中华之星”高速列车有关情况的签名信》。


《签名信》认为,中国是铁路大国,发展及产业升级中可以适度引进借鉴,但不能完全依靠技术引进来解决中国铁路的问题;铁道部最近引进“日、法、加”三国共计140列200km/h等级电动车组的实践说明,包括设计技术、系统集成技术、交直交变流技术和网络控制技术都难以获得技术转让,中国企业仅分工承担组装制造任务,处于产业链的低端,使国内企业失去了自主创新的机会,使已经培育起来的科研队伍面临人员流失。


《签名信》建议,对于自主研发的“中华之星”高速列车,有关部门应尽快组织鉴定,并实现产业化。院士们强调:“培育高速列车的民族品牌,可拉动和发展一批相关产业,千万不能让国家立项自主研制的成果不了了之。”


《签名信》呈送上去后,刘友梅一直在等待结果。


但采访中,铁道部的一位专家认为,很难说“中华之星”能体现了中国自己的技术创新和系统集成能力,充其量是众多进口零部件的拼装,更不要说什么核心技术。


对此刘友梅并不讳言,但他认为,虽然有些零部件是从国外进口的,并不妨碍我们由此获得系统集成能力。他反问到:“‘神六’的零部件有很多是进口的,但你能说‘神六’不优秀吗?”


“更重要的是,“中华之星”自主解决了高速列车的主要核心技术和自主知识产权的问题,初步打造了中国高速铁路技术的系统集成平台。”刘友梅认为,“中华之星”自主解决了以下几大核心技术:


一是动力系统,即交流传动系统。这是高速列车的核心,没有强大的动力,列车跑不起来。“中华之星”动力车的一整套动力系统,从牵引变压器,到牵引变流器,到交流异步牵引电动机,全部是中国自主研发和自己生产。


二是高速制动系统。“中华之星”的整个制动系统是自主知识产权的,从整个系统的控制逻辑单元到基础制动到防滑器,一整套子系统的集成都是中国自己做的,并自主研发了动力再生制动加列车电空制动的直通式数字制动机。


三是转向架。转向架除承载功能外,还起到减振和安全功能。转向架有两种,一种是动力转向架,一种是非动力转向架。“中华之星”的动力转向架由南车集团的株洲厂和北车集团的大同厂联合承担自主研发,非动力转向架由长春厂和青岛四方各承担一个方案。


此外,自主研发的系统还包括“列车控制网络系统”和“气动力学与轻量化车体”等。


“当然,在系统集成和核心技术实现自主的同时,我们并不排斥国外先进部件。”刘友梅说,高速受电弓、真空断路器、GTO器件、去离子水泵、高速轴承和螺杆空气压缩机等部件都是从国外进口的,“这可以弥补国产器件的不足,提高国产高速列车的质量水平”。


国家软科学研究计划课题组2005年组织完成的《中国高速铁路技术发展路线》报告也指出,“中华之星”的意义更深层次在于,虽然目前还存在一些问题,可靠性还不高,与国外技术水平还有相当的差距,“但通过这一项目,中国毕竟有了自己的技术开发基础和高速铁路技术平台”。


“‘中华之星’是一项新生事物,它同发达国家开发高速列车一样要经历诞生、成长、成熟的过程,而实际上我们目前的水平已远远超过了日、法、德等发达国家在开发初期的水平。”刘友梅说,“中国这样的后发国家,在技术上与发达国家确实存在差距,但这不能成为自己否定自己的理由。”


在重大技术项目中,优先保护民族产业和支持自主技术是国际惯例。刘友梅不理解的是:“难道不让‘中华之星’继续投入200km/h速度运营和进一步改进、开发,把其扼杀在摇篮里,就可以解决自主研发中出现的问题吗?”


“恰恰相反,这只能使中国企业丧失研发200km/h以上动车组的实践机会。”刘担忧,从长远看,更会对业内公认的中国最具有自主创新潜力的轨道交通装备制造业带来致命打击。


《中国高速铁路技术发展路线》报告在批评目前铁道部“以市场换技术”思路的基础上,进一步认为,铁路是我国的巨型国有企业,它的采购,也应在一定程度上受《政府采购法》的约束。


刘友梅对此深有同感。最近他注意到,《中华人民共和国科学技术进步法》正在修订之中,里面新增的第52条让他看到了丝许曙光。该条款为政府采购扶持政策,其中明确规定:政府机构、公用事业国家重大建设项目以及其他使用政府财政性资金购买重大装备和产品的,属于国内企业能够生产的就应当订购或采购国内企业具有自主知识产权的高新技术装备和产品;国家采取政策措施支持企业采购国内企业具有自主知识产权的高新技术装备和产品。


“但愿这些法律文字尽快在现实中得到落实。”刘友梅说。



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