高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃

分享到:

高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃

  一、形勢與必要性世界上軌道交通技術(shù)發(fā)達(dá)國家一般按服務(wù)模式和路網(wǎng)技術(shù)特征對軌道交通系統(tǒng)進(jìn)行分類,并在此分類基礎(chǔ)上對其基礎(chǔ)設(shè)施和列車分別進(jìn)行體系化配置。一般情況下,運(yùn)營速度200km/h以上的導(dǎo)向運(yùn)輸系統(tǒng)(Guided Transportation systems)均被稱為高速運(yùn)輸系統(tǒng),運(yùn)營速度200km/h以上的輪軌系統(tǒng)即為高速鐵路。

  自1964年日本首次開行高速列車以來,經(jīng)過了50余年的發(fā)展,形成了以日本新干線N700系與E5系、法國TGV和德國ICE為代表的高速列車技術(shù)。高速列車的運(yùn)營速度從最初的210km/h提高到320km/h,日本新干線、法國TGV和德國ICE的運(yùn)營速度分別為300km/h、320km/h和300km/h。

  為獲取安全性極限參數(shù)和進(jìn)行安全評估,各國分別研制時速遠(yuǎn)高于運(yùn)營列車的試驗(yàn)列車,試驗(yàn)速度逐步提高。2007年4月3日,法國AGV的最高試驗(yàn)時速達(dá)到了574.3km/h,為保持技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先與可持續(xù)發(fā)展提供了重要的研究、試驗(yàn)、數(shù)據(jù)和評估手段。

  目前,世界各發(fā)達(dá)國家高速鐵路的發(fā)展進(jìn)入新一輪快速發(fā)展期,主要表現(xiàn)在如下幾個方面:

  1.泛歐高速鐵路網(wǎng)已見雛形,跨歐洲互操作技術(shù)與系統(tǒng)取得重大進(jìn)展。

  2.適應(yīng)于歐洲各類線網(wǎng)的軌道交通技術(shù)、裝備、系統(tǒng)已成完整體系。

  3.建管、運(yùn)營、服務(wù)與安全保障一體化技術(shù)架構(gòu)已經(jīng)形成并逐步實(shí)施。

  4.圍繞“歐盟—國家—行業(yè)—企業(yè)—研究機(jī)構(gòu)”主線已形成完備的技術(shù)創(chuàng)新體系、產(chǎn)業(yè)支撐體系、市場機(jī)制和法律機(jī)制。

  5.歐洲高速列車技術(shù)在譜系化、標(biāo)準(zhǔn)化、一體化、成熟性等方面總體上居世界前列,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系居世界制高點(diǎn)。

  6.日本高速鐵路技術(shù)、裝備、系統(tǒng)已形成完整體系,運(yùn)輸組織、安全保障與服務(wù)技術(shù)居世界前列。

  7.建立了以高速鐵路為主干骨架的一體化、安全、綠色、高效、智能的泛歐軌道交通網(wǎng):

 ?。?)擴(kuò)能和能力保持技術(shù)發(fā)展加速;

 ?。?)高速列車形成譜系化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢;

 ?。?)運(yùn)營管理、運(yùn)輸組織和服務(wù)技術(shù)水平不斷提高;

  (4)高速鐵路清潔化、綠色化、智能化技術(shù)受到空前重視;

 ?。?)軌道交通安全(Safety/Security)保障技術(shù)一體化(holistic)已成技術(shù)發(fā)展趨勢;

  (6)高速鐵路技術(shù)作為“走廊技術(shù)”、“替代技術(shù)”和“世紀(jì)技術(shù)”地位的加強(qiáng)。

  8.技術(shù)和裝備的“清潔化”、“智能化”已成北美軌道交通領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn),大規(guī)模高速鐵路建設(shè)已開始啟動。

  9.網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織、安全保障與服務(wù)集成化技術(shù)成為日本軌道交通領(lǐng)域發(fā)展重點(diǎn)。

 ?。ǘ┪覈咚倭熊嚰夹g(shù)發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

  鐵路是國家重要基礎(chǔ)設(shè)施、國民經(jīng)濟(jì)大動脈和大眾化交通工具,對我國社會經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展和國防起著不可替代的全局性支撐作用。大規(guī)模發(fā)展具有運(yùn)能大、安全舒適、全天候運(yùn)輸、環(huán)境友好和可持續(xù)性等優(yōu)勢的高速鐵路,不僅是黨中央國務(wù)院的重大戰(zhàn)略決策,也是在能源和環(huán)境約束下解決我國交通運(yùn)輸能力供給不足的矛盾,帶動形成一大批高新技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)及制造業(yè)提升與發(fā)展的必由之路和必然選擇。

  我國高速鐵路和高速列車技術(shù)研究和建設(shè)經(jīng)過了近20年的發(fā)展歷程。第一階段從1990年至2007年,經(jīng)歷了全國鐵路五次大提速和德、日、法高速動車組的引進(jìn)消化吸收;第二階段從2008年至今,是以自主創(chuàng)新為主的階段,其標(biāo)志之一是《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動計劃》的啟動實(shí)施。

  按照國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃(2008年調(diào)整)》,到2020年,全國鐵路營業(yè)里程達(dá)到12萬公里以上,復(fù)線率和電化率分別達(dá)到50%和60%以上,主要繁忙干線實(shí)現(xiàn)客貨分線。其中,建設(shè)客運(yùn)專線1.6萬公里以上。

  我國高速鐵路網(wǎng)具有區(qū)別于歐洲和日本高速鐵路的若干重要特征,主要表現(xiàn)為:路網(wǎng)規(guī)模大,覆蓋地域遼闊;地理、地質(zhì)、氣候條件復(fù)雜多變;不同區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展極不平衡,導(dǎo)致客運(yùn)需求層次豐富;既有線提速和跨區(qū)域高速、區(qū)域快速和城際快速鐵路等不同速度級客運(yùn)專線具有完全不同的運(yùn)營、需求條件,需要不同的運(yùn)營模式和列車裝備配套。

  依托科技部和鐵道部兩部聯(lián)合開展的《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動計劃》和“十一五”國家科技計劃項(xiàng)目,我國已建立了以政策為指導(dǎo)、市場為導(dǎo)向,以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的科技創(chuàng)新模式;以高速列車設(shè)計制造企業(yè)為龍頭,聯(lián)合國內(nèi)多家高校、科研院所及高速列車零部件配套企業(yè),發(fā)揮各自優(yōu)勢科技資源和產(chǎn)業(yè)資源,分工協(xié)作,突破高速列車關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建起高效的高速列車技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制,推動我國高速鐵路技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新進(jìn)入到一個新的階段。在新一代高速列車設(shè)計、制造、試驗(yàn)過程中,國內(nèi)25所重點(diǎn)高校、11所科研院所、51家國家級實(shí)驗(yàn)室和工程技術(shù)研究中心開展了廣泛的技術(shù)合作與交流,快速攻克了關(guān)鍵技術(shù)問題,從而保證了新一代高速列車的成功研制。

  2010年12月3日,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CRH380AL新一代高速列車在京滬線先導(dǎo)段創(chuàng)造了486.1km/h的世界高速鐵路最高運(yùn)營試驗(yàn)速度,列車各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足設(shè)計要求,標(biāo)志著我國高速列車技術(shù)已躋身世界高速列車技術(shù)先進(jìn)行列。截至2011年,我國已投入運(yùn)營的高速列車共計786標(biāo)準(zhǔn)列(8輛編組),其中時速200~250km/h速度級355列(短編290列,長編65列),時速300~350km/h速度級140列,時速380km/h速度級133列(短編40列,長編93列)。隨著高速列車數(shù)量的不斷增多,高速動車組的型號也逐漸豐富起來,由技術(shù)剛引進(jìn)時單一編組(8輛編組)、單一用途(座車)、單一速度等級的4種車型,發(fā)展到目前包括長短編、座臥車、多種速度等級的12種車型。

  (三)專項(xiàng)實(shí)施的必要性

  “十一五”期間,我國已建成5000公里以上的高速鐵路,居世界前列;到2020年,將建成16000公里的高速鐵路,屆時我國高速鐵路的總里程將位居世界第一。

  實(shí)現(xiàn)不同速度、不同運(yùn)營條件、不同運(yùn)營模式下的高速列車譜系化,不僅是世界高速鐵路技術(shù)的發(fā)展方向,更是我國高速鐵路和高速列車裝備的重大需求。我國已擁有規(guī)模居世界前列的高速鐵路網(wǎng),從整體上確保高速鐵路的系統(tǒng)安全性和可持續(xù)性是我國高速鐵路面臨的重大挑戰(zhàn)。

  高速列車的安全平穩(wěn)運(yùn)行,取決于施于列車上的各種力的產(chǎn)生、相互作用與控制,因而高速運(yùn)行條件下的列車力學(xué)行為、特性及其作用規(guī)律等構(gòu)成了高速列車最重要的基礎(chǔ)科學(xué)問題。研究并形成相應(yīng)的理論和方法體系,對構(gòu)造合理安全的流固、輪軌和弓網(wǎng)關(guān)系,以及在高速條件下使上述關(guān)系得以穩(wěn)定保持的牽引、制動、材料、結(jié)構(gòu)和控制技術(shù),具有重要的基礎(chǔ)性和全局性意義,是我國高速列車技術(shù)得以持續(xù)發(fā)展并保持領(lǐng)先地位的根本保障。

  高速鐵路作為一個由復(fù)雜技術(shù)裝備組成、在復(fù)雜環(huán)境中運(yùn)行、完成具有復(fù)雜時空分布特征的位移服務(wù)的整體,是一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)化巨系統(tǒng),其在不同尺度下安全行為的決定要素眾多、耦合復(fù)雜、涌現(xiàn)豐富。因此,高速鐵路安全相關(guān)要素辨識、要素間關(guān)聯(lián)影響機(jī)理、涌現(xiàn)規(guī)律、異常行為預(yù)測及基于預(yù)警的主動安全控制,已成為高速鐵路整體安全行為理解、系統(tǒng)安全保障和各尺度下安全保障策略形成的重大科學(xué)問題。研究并形成我國高速鐵路系統(tǒng)安全理論和安全保障方法體系,對我國高速鐵路體系化安全保障技術(shù)的形成,以及高速鐵路整體安全水平保持與提高具有重要的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性意義,也是我國高速鐵路在保障安全前提下可持續(xù)發(fā)展的根本保障。

  高速列車是高速鐵路技術(shù)體系的核心,是國家相關(guān)高技術(shù)發(fā)展水平、相關(guān)制造能力、自主創(chuàng)新能力以及國家核心競爭力的綜合體現(xiàn)。繼續(xù)提高列車速度和實(shí)現(xiàn)高速列車譜系化、智能化是世界高速鐵路技術(shù)的發(fā)展方向,也是我國高速鐵路裝備發(fā)展的戰(zhàn)略需求。

  研究并形成作為高速列車安全可靠運(yùn)行的承載和支撐的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、養(yǎng)護(hù)及服役狀態(tài)檢測技術(shù)體系是大規(guī)模高速鐵路網(wǎng)能力形成、運(yùn)營安全、能力保持和高效運(yùn)營的全局性保障,是我國高速鐵路網(wǎng)能力形成與保持的戰(zhàn)略需求。

  研究并形成符合我國國情的高速鐵路減振降噪技術(shù)是高速列車環(huán)境友好性的保障,是我國高速鐵路和諧健康和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求,是在我國大規(guī)模高速鐵路網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)營條件下構(gòu)建和諧社會的重要技術(shù)保障。

  綜上所述,我國高速鐵路重大技術(shù)需求為:高速鐵路體系化安全保障技術(shù);高速列車裝備譜系化技術(shù);高速鐵路能力保持技術(shù);高速鐵路可持續(xù)性技術(shù)。

  二、總體思路與目標(biāo)

  (一)總體思路

  在“十一五”工作基礎(chǔ)上,進(jìn)一步落實(shí)科技部、鐵道部《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動計劃綱要》(2008年),以高速列車譜系化、智能化和節(jié)能降耗相關(guān)技術(shù)為主線,以運(yùn)營安全性、可持續(xù)性和提高我國高速列車裝備適應(yīng)性為重點(diǎn),進(jìn)行科學(xué)布局,確保我國高速列車核心裝備技術(shù)在自主創(chuàng)新基礎(chǔ)上的可持續(xù)發(fā)展,高速鐵路整體安全水平的保持和提升,高速列車既有相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展,高速鐵路相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)的形成,進(jìn)而支撐我國社會經(jīng)濟(jì)的高速可持續(xù)發(fā)展。

  高鐵專項(xiàng)規(guī)劃整體設(shè)計思路如圖1所示:

  圖1 專項(xiàng)整體設(shè)計思路(略)

  我國國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展與鐵路行業(yè)對高速鐵路和高速列車技術(shù)與裝備發(fā)展有如下頂層戰(zhàn)略需求:高速鐵路運(yùn)營安全性;高速列車裝備自主化;高速鐵路發(fā)展可持續(xù);高速鐵路建設(shè)運(yùn)營高效率。

  為滿足頂層戰(zhàn)略需求,“十二五”期間,我國高速鐵路科技工作將沿如下四個重大技術(shù)方向展開:高速鐵路體系化安全保障技術(shù);高速列車裝備譜系化技術(shù);高速鐵路能力保持技術(shù);高速鐵路可持續(xù)性技術(shù)。

  根據(jù)上述戰(zhàn)略需求所明確的四個重大技術(shù)方向,構(gòu)成了專項(xiàng)的頂層總體布局。四大技術(shù)方向?qū)?zhàn)略需求的支撐關(guān)系如表1所示。

  表1 需求導(dǎo)向確定重大技術(shù)方向(略)

  在專項(xiàng)的規(guī)劃和實(shí)施過程中堅(jiān)持以下原則不動搖:創(chuàng)新模式、優(yōu)勢集成;科學(xué)規(guī)劃、合理設(shè)計;需求牽引、目標(biāo)導(dǎo)向;頂層設(shè)計、有序?qū)嵤?;?chuàng)新支撐、應(yīng)用拉動;橫縱有序、適度超前。

  通過國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)和國家科技支撐計劃的有序安排,做到“應(yīng)用一代、試驗(yàn)一代、研究一代、儲備一代”,使“十二五”的相關(guān)研究安排能夠“承上啟下”,支撐未來我國高速列車相關(guān)理論、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

 ?。ǘ?zhàn)略目標(biāo)

  以高速鐵路體系化安全保障技術(shù)、高速列車裝備譜系化技術(shù)、高速鐵路能力保持技術(shù)和高速鐵路可持續(xù)技術(shù)為重點(diǎn),以高速列車譜系化、智能化和節(jié)能降耗技術(shù)為核心,完善、提升并基本形成我國高速列車相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)及重大裝備體系,為我國高速列車相關(guān)技術(shù)與裝備具備可持續(xù)發(fā)展能力和完全自主化提供核心與關(guān)鍵技術(shù)保障,為我國在高速列車相關(guān)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展和高速鐵路成為最安全的大容量運(yùn)輸方式奠定核心技術(shù)基礎(chǔ),為我國高速列車相關(guān)產(chǎn)業(yè)的形成和提升提供科技支撐。

  (三)預(yù)期目標(biāo)

  通過實(shí)施該專項(xiàng),在“十二五”期間達(dá)到如下預(yù)期目標(biāo):

  (一)形成我國先進(jìn)的流固、輪軌和弓網(wǎng)耦合理論與分析設(shè)計方法體系,從根本上保障我國高速列車技術(shù)持續(xù)發(fā)展并保持領(lǐng)先地位。

 ?。ǘ┬纬晌覈咚勹F路系統(tǒng)安全理論和主動安全保障核心技術(shù)體系,從根本上提升和持續(xù)保障我國高速鐵路的整體安全性和保障能力。

  (三)研制有自檢測、自診斷、自決策能力的智能化高速列車系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)我國高速列車的安全可靠運(yùn)行和全生命周期能力保持與優(yōu)化,全面提升我國高速鐵路運(yùn)力資源能力保持水平和列車運(yùn)行在途服務(wù)水平。

 ?。ㄋ模┬纬苫谟来烹姍C(jī)的新型牽引傳動系統(tǒng)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系,從根本上提高我國高速列車的可靠性、安全性和能源效率,適應(yīng)并引領(lǐng)世界高速列車牽引傳動模式的技術(shù)和裝備戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

 ?。ㄎ澹┬纬煞衔覈鴩榈母咚勹F路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、養(yǎng)護(hù)及服役狀態(tài)監(jiān)測、安全評估技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系,從根本上解決我國高速鐵路系統(tǒng)的可靠性、安全性和能力生成與保持等問題,從整體上確保我國規(guī)模居世界首位的高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施安全性和可用性。

 ?。┬纬蛇m應(yīng)我國高速鐵路布局、設(shè)施結(jié)構(gòu)和環(huán)境影響特點(diǎn)的減振降噪技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系,從技術(shù)上確保我國高速鐵路的環(huán)境友好性,從而使我國高速鐵路發(fā)展和運(yùn)營滿足國家和諧社會構(gòu)建要求。

 ?。ㄆ撸┬纬晌覈灾鞯母咚倭熊囎V系化和適應(yīng)性技術(shù),構(gòu)建高速列車設(shè)計制造一體化數(shù)字平臺及定制化關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和可規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的車型系列,為我國高速鐵路網(wǎng)在需求多樣性和復(fù)雜地理環(huán)境下可持續(xù)運(yùn)營提供完善的裝備支撐。

 ?。ò耍┬纬晌覈咚倭熊囕p量化與整車性能提升技術(shù)體系,研制新型車體、轉(zhuǎn)向架、制動摩擦副以及列車安全防護(hù)結(jié)構(gòu)等高速列車輕量化相關(guān)關(guān)鍵零部件,為高速列車裝備完全自主化和整車性能提升提供基礎(chǔ)支撐。

 ?。ㄋ模?zhàn)略需求、技術(shù)方向、預(yù)期目標(biāo)的相互關(guān)系

  為滿足我國高速鐵路發(fā)展的戰(zhàn)略需求,根據(jù)高鐵“十二五”專項(xiàng)實(shí)施方案整體設(shè)計思路,確定了技術(shù)方向及預(yù)期目標(biāo),三者之間的邏輯

  關(guān)系如表2和表3所示:

  表2 預(yù)期目標(biāo)滿足戰(zhàn)略需求(略)

  表3 技術(shù)方向支持預(yù)期目標(biāo)(略)

  三、重點(diǎn)任務(wù)與主要研究內(nèi)容

 ?。ㄒ唬┗A(chǔ)理論方面

  在基礎(chǔ)理論方面重點(diǎn)安排以下研究內(nèi)容:

  1.高速列車關(guān)鍵力學(xué)行為、特征與規(guī)律研究依托時速500公里高速試驗(yàn)列車,開展高速列車氣動行為、輪軌關(guān)系、弓網(wǎng)關(guān)系、車體結(jié)構(gòu)振動及耦合動力學(xué)等關(guān)鍵力學(xué)行為研究;圍繞未來更高速度高速列車的研制和運(yùn)行,開展高速列車新型減阻技術(shù)、氣動控制、姿態(tài)控制,以及大量新技術(shù)在高速列車中應(yīng)用帶來的系統(tǒng)動力學(xué)問題研究。

  2.高速鐵路系統(tǒng)安全行為機(jī)理及安全保障基礎(chǔ)問題研究研究

  高速鐵路系統(tǒng)安全要素、要素相互作用及涌現(xiàn)演化行為機(jī)理分析和表達(dá)方法以及高速列車運(yùn)行安全域動態(tài)估計理論;高速鐵路系統(tǒng)失效涌現(xiàn)機(jī)理、失效鏈分析以及突發(fā)事件發(fā)生機(jī)理及時空演化規(guī)律;高速鐵路系統(tǒng)隱患辨識、失效預(yù)測、風(fēng)險評估和安全規(guī)劃等主動安全保障理論方法,以及突發(fā)事件下高速鐵路系統(tǒng)能力快速恢復(fù)機(jī)制與資源協(xié)同配置等理論。

 ?。ǘ╆P(guān)鍵技術(shù)方面在關(guān)鍵技術(shù)方面重點(diǎn)安排以下研究內(nèi)容:

  1.高速鐵路重大關(guān)鍵技術(shù)及裝備研制

  為適應(yīng)并引領(lǐng)世界高速列車牽引傳動模式的技術(shù)和裝備戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,研究形成基于永磁電機(jī)的新型牽引傳動系統(tǒng)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系;為解決我國高速鐵路作為整體的可靠性、安全性和能力生成與保持問題,研究和發(fā)展符合我國國情的高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施服役狀態(tài)監(jiān)測和安全評估技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系;為確保我國高速鐵路的環(huán)境友好性,研究和發(fā)展適應(yīng)我國高速鐵路布局、設(shè)施結(jié)構(gòu)和環(huán)境影響特點(diǎn)的減振降噪技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系。

  2.高速列車譜系化關(guān)鍵技術(shù)及系列車型研制

  為使高速列車裝備滿足我國多樣化需求,研究形成滿足我國不同地區(qū)、不同基礎(chǔ)設(shè)施條件和不同速度等級的高速列車和常規(guī)鐵路高速化關(guān)鍵技術(shù),高速列車裝備的國際適應(yīng)性核心技術(shù),高速列車設(shè)計制造一體化數(shù)字平臺及定制化關(guān)鍵技術(shù);研制高速列車系列車型,常規(guī)鐵路高速化列車,我國出口型高速列車系列車型和我國高速列車定制化設(shè)計制造一體化數(shù)字平臺。

  3.高速列車系統(tǒng)綜合節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)

  在保障高速列車系統(tǒng)安全可靠前提下,以大幅度降低高速列車系統(tǒng)能耗水平為目的,研究開發(fā)高速列車的輕量化、降低牽引傳動損耗、節(jié)能型空調(diào)、車內(nèi)廢排能源回收、列車再生能力和黏著充分利用等關(guān)鍵技術(shù),從整體上持續(xù)提高我國高速列車系統(tǒng)能源利用效率。

  4.高速列車新型牽引動力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

  為滿足新型高速列車牽引動力需求,進(jìn)行輕量化、小型化、集成化、智能化的牽引傳動系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)理論研究;研究和探索滿足高速列車更高速度運(yùn)行及譜系化發(fā)展需求的新型牽引動力、供電及受流傳輸、牽引傳動等系統(tǒng)。

  5.高速列車輕量化與整車性能提升關(guān)鍵技術(shù)研究

  為滿足高速列車高速運(yùn)行和適應(yīng)廣域環(huán)境條件下輕量化以及整車機(jī)械性能提升發(fā)展需求,針對輕量化先進(jìn)材料體系建立、相關(guān)材料制備、高性能結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造涉及的關(guān)鍵技術(shù)問題開展研究。

  (三)集成技術(shù)與示范應(yīng)用方面

  在集成技術(shù)與示范應(yīng)用方面重點(diǎn)安排以下研究內(nèi)容:

  1.智能化高速列車系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及樣車研制

  為全面提升我國高速鐵路運(yùn)力資源能力保持水平和列車運(yùn)行在途服務(wù)水平,研究并集成應(yīng)用傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),全息化運(yùn)行環(huán)境感知技術(shù),高速列車系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與處理技術(shù)和智能化旅客在途服務(wù)技術(shù);研制以全息化列車狀態(tài)感知和動態(tài)數(shù)字化運(yùn)行環(huán)境為基礎(chǔ),以信息智能處理與交互為支撐,具有自檢測、自診斷、自決策能力的智能化高速列車系統(tǒng)及智能列車樣車。

  2.高速運(yùn)行安全性移動試驗(yàn)測試技術(shù)與平臺研制

  為使超高速列車系統(tǒng)動力學(xué)、在超高速條件下列車系統(tǒng)動態(tài)行為和相互作用關(guān)系、列車及其邊界條件的參數(shù)和性能設(shè)計等理論研究具備技術(shù)試驗(yàn)、驗(yàn)證和數(shù)據(jù)獲取平臺,和為開展以列車各系統(tǒng)參數(shù)匹配、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)化、流場氣壓控制、振動、電磁干擾等技術(shù)研究及設(shè)計提供重要支撐,研究高速移動綜合檢測、試驗(yàn)和實(shí)時在途預(yù)警關(guān)鍵技術(shù),研制最高試驗(yàn)速度500km/h的高速試驗(yàn)列車和配套車載檢測裝備。

  3.高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維及高可用性關(guān)鍵技術(shù)與裝備研制

  為解決我國大規(guī)模高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的高效運(yùn)營維護(hù)問題,應(yīng)對我國高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施能力保持和安全保障重大技術(shù)和裝備需求,依托京滬、武廣、成蘭和蘭新等高速鐵路,研究高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)、隧道結(jié)構(gòu)、路基工程運(yùn)營維護(hù)及高可用性關(guān)鍵技術(shù),研制符合我國高???鐵路基礎(chǔ)設(shè)施高效運(yùn)維和快速恢復(fù)系列化裝備。

  4.艱險困難山區(qū)及特殊地區(qū)高速鐵路建造技術(shù)與設(shè)備

  為解決在艱險山區(qū)及特殊地區(qū)修建高速鐵路的技術(shù)與設(shè)備難題,依托高速鐵路建設(shè)重大工程,研究在山區(qū)及特殊地區(qū)高速鐵路車站分布、高速鐵路高墩、大跨橋梁、不良地質(zhì)隧道、路基關(guān)鍵技術(shù)、無砟軌道、工程材料以及防風(fēng)、防災(zāi)及安全監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù),研制艱險山區(qū)及特殊地區(qū)高速鐵路施工系列設(shè)備。

  (四)重大技術(shù)方向部署

  圍繞高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃重大技術(shù)方向,分別從3個方向設(shè)置了11項(xiàng)主要研究任務(wù)。主要研究任務(wù)與重大技術(shù)方向之間的對應(yīng)關(guān)系如表4所示。

  表4 按技術(shù)方向部署重點(diǎn)任務(wù)(略)

 ?。ㄎ澹┲攸c(diǎn)研究任務(wù)實(shí)現(xiàn)路徑

  圍繞高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃設(shè)置的主要研究任務(wù),按照“高速列車裝備譜系化、運(yùn)營與安全保障智能化、高速鐵路技術(shù)體系化、高速鐵路可持續(xù)化”戰(zhàn)略路徑,具體落實(shí)各重點(diǎn)任務(wù)的具體實(shí)施方案,主要研究任務(wù)與戰(zhàn)略路徑之間的對應(yīng)關(guān)系如表5所示。

  表5 按戰(zhàn)略路徑實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)任務(wù)(略)

  三、技術(shù)路線與主要預(yù)期成果

  《高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》的實(shí)施將按照“需求導(dǎo)向確定重大技術(shù)方向,預(yù)期目標(biāo)滿足戰(zhàn)略需求,技術(shù)方向支持預(yù)期目標(biāo),按技術(shù)方向部署重點(diǎn)任務(wù),按戰(zhàn)略路徑實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)任務(wù)”的整體思路,以“十一五”取得的成績?yōu)榛A(chǔ),以“十二五”規(guī)劃實(shí)現(xiàn)為重點(diǎn),以“十三五”及以后為中長期目標(biāo),設(shè)計由各重大技術(shù)方向路線圖組成的專項(xiàng)規(guī)劃技術(shù)路線圖,如圖2至圖5所示。

  圖2 高速鐵路體系化安全保障技術(shù)路線圖(略)

  圖3 高速列車裝備譜系化技術(shù)路線圖(略)

  圖4 高速鐵路能力保持技術(shù)路線圖(略)

  圖5 高速鐵路可持續(xù)性技術(shù)路線圖(略)

  通過實(shí)施《高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》,預(yù)計將取得如下具有領(lǐng)先水平的成果:

 ?。ㄒ唬└咚倭熊噭恿W(xué)基礎(chǔ)模型、分析、設(shè)計和計算理論體系;

 ?。ǘ└咚勹F路系統(tǒng)安全分析、預(yù)警與主動保障基礎(chǔ)理論與方法體系;

  (三)高速列車輕量化與整車性能提升關(guān)鍵技術(shù)體系;

  (四)基于永磁電機(jī)的高速列車牽引傳動系統(tǒng)技術(shù)和裝備;

 ?。ㄎ澹┲袊咚倭熊囋P?、譜系化技術(shù)及系列車型;

 ?。└咚勹F路基礎(chǔ)設(shè)施服役狀態(tài)檢測、綜合評估及預(yù)警技術(shù)及裝備體系;

 ?。ㄆ撸┗谠肼曉幢孀R的高速鐵路減振降噪技術(shù)、材料、結(jié)構(gòu)及裝備體系;

 ?。ò耍┗跔顟B(tài)與運(yùn)行環(huán)境綜合感知的智能高速列車系統(tǒng)技術(shù)與智能列車;

  (九)高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維及高可用性關(guān)鍵技術(shù)與裝備。

  四、專項(xiàng)組織和投入模式

  按照科技部、鐵道部《中國鐵路高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動計劃合作協(xié)議》(2008年)和《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動計劃綱要》(2008年)所規(guī)定的聯(lián)合創(chuàng)新機(jī)制,由科技部在鐵道部和行業(yè)部門協(xié)同下組織實(shí)施,采用產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的一體化組織方式,統(tǒng)籌規(guī)劃,分步實(shí)施。

  以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向,根據(jù)專項(xiàng)項(xiàng)目性質(zhì),以技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域龍頭企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)及大學(xué)為主,聯(lián)合核心配套企業(yè)與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu),協(xié)同相關(guān)科研院所、高校組成各項(xiàng)目聯(lián)合體,共同完成項(xiàng)目研究任務(wù)。

  以國家科技項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)為牽引,主要用于基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)的研究和驗(yàn)證;以行業(yè)部門和企業(yè)配套經(jīng)費(fèi)為主體,主要用于成果裝置、設(shè)備、系統(tǒng)的研制、運(yùn)行驗(yàn)證及產(chǎn)業(yè)化能力建設(shè)。

  五、專項(xiàng)實(shí)施步驟與保障措施

 ?。ㄒ唬┙M成專項(xiàng)總體專家組,為專項(xiàng)規(guī)劃實(shí)施提供有效的決策支持;

  (二)進(jìn)一步研究國際高速鐵路相關(guān)技術(shù)發(fā)展態(tài)勢及其技術(shù)選擇,確保創(chuàng)新的自主性;

 ?。ㄈ┻M(jìn)一步完整掌握專項(xiàng)相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化能力現(xiàn)有布局,為專項(xiàng)有序開展時確保集成全國最優(yōu)勢創(chuàng)新資源提供充分依據(jù);

 ?。ㄋ模┻M(jìn)一步優(yōu)化和細(xì)化各項(xiàng)目技術(shù)架構(gòu)定義、路線圖設(shè)計及優(yōu)先序列安排;

 ?。ㄎ澹┏浞职l(fā)揮體制機(jī)制優(yōu)勢,創(chuàng)新專項(xiàng)和項(xiàng)目組織模式,最大程度集成和協(xié)同創(chuàng)新能力優(yōu)勢資源;

  (六)依據(jù)國家科技計劃管理改革創(chuàng)新總體思路及相關(guān)政策,在國家科技計劃管理辦法框架內(nèi),組織專項(xiàng)實(shí)施和進(jìn)行專項(xiàng)實(shí)施過程監(jiān)督、評估、服務(wù)與績效管理。