台湾高铁困境:混合欧洲、日本标准,中国高铁技术出口要当心

张勋评社会 2023-04-15 02:11:04

高铁是中国装备制造的经典,从1980~2020年,中国高铁经历了40年的快速发展期,运营里程、高速动车组保有量常年稳居世界第一。

我国的高铁以安全、快速、准点、舒适著称,质量过硬,品质卓越,由中国承建的高铁项目受到世界各国的高度认可。但台专家有不同的看法,嘲笑“大陆高铁没有靠背”,言外之意似乎是想证明台湾高铁的优越性。

台湾省的高铁和大陆高铁究竟有什么区别?台湾高铁真比大陆高铁更“高级”?我们一探究竟。

台湾高铁:融合欧洲、日本标准的混合技术高铁

高铁是有别于普通电气化铁路的高速有轨铁路,运行时速比常规铁路高出100km/h以上,世界上采用分段供电,无追尾及会车障碍。在20世纪70~80年代,台湾省计划在西部沿海修建一条高铁路线,路线连接台北和高雄,全长345km,沿线串联12个主要城市。

但高铁并不是说修就能修,需要满足两个基本的前提:一是要有经济基础,二是交通背景适宜。台湾的经济基础自然不在话下,在建设环境方面,台湾也有建高铁的先天优势:台湾地势东高西低,东部和中部是山区和丘陵,西部则是平原。受地势影响,台湾人口集中在西部平原,人口密度高,重要城市呈线状分布,修建高铁的经济性较高。

但台湾省并没有成立高铁研发中心,也没有修建高铁的技术实力,只能从有经验的国家引进高铁。日本最先于1964年在东海道开通了新干线高铁,运行速度突破200km/h,1983和1991年,法国和德国也相继开通高铁,速度分别为270km/h和250km/h。

日本和欧洲均推出了高铁技术标准,即日本标准和欧洲标准,两种标准均使用1435mm的标准轨,但在建设方法和技术上存在很大区别:日本高铁主张用电动车牵引,欧洲标准则主张机车牵引;日本主张铺设平板轨道,欧洲标准则提倡道碴轨道;日本和欧洲的高铁在电流制、牵引电动机、主电路控制方式也是千差万别。

在建设早期,台湾高铁项目的订单被欧洲联合体于1998年拿下,站内轨道、切换线路的转换器、“单线双向行驶”控制装置是根据德国标准制造。但在工程后期,订单突然转交给日本企业联合体,因此列车车厢、电气、信号系统等核心项目则是根据日本标准建设。

两种标准是根据各自的地形、气候、使用需求而提出的适应性规范,并不是世界通用的统一标准,台湾的自然条件不同于日本和欧洲,高铁的混合技术难以避免兼容性问题:

日本国有铁路技术工程师岛隆曾表示:“规格不同的日德线路相连,如果不进行试车,很难保证安全性”。日本东海道株式会社顾问田中宏昌也表示,日本已经发现台湾高铁因混合技术产生的十多项技术问题...部分采用欧洲技术也给了日本规避责任的借口,日本方面甚至已经有“出现问题概不负责”的强硬表态。

因为采用了混合技术,日本新干线方面表示“出现问题概不负责”,欧洲方面也是同样的态度。

台湾高铁的可靠性究竟如何呢?自2007年运营以来,台湾高铁频繁出现技术故障:2009年一年就出现了12件铁道岔信号异常事件,2013~2014年又出现了转辙器故障,此类故障数见不鲜。台专家认为,高铁故障频发的原因就和混合技术有关。

台湾高铁整体是新干线高铁的设计款式,但根据评估,台湾高铁每100万公里的故障率远高于新干线高铁,问题可能就在欧洲系统上。一般情况下,欧洲系统适用于干燥的大陆性气候区,在设计之初,施工团队并未考虑到台湾高温多雨、气候湿热的环境,同样的硬件在欧洲国家能正常使用,到了台湾就提前损坏,质量自然得不到保证。

大陆高铁采用的是什么技术?自创标准,规模世界第一

和台湾省不同,大陆的高铁建设采用的是不是日本或欧洲的标准,而是自主创新的“中国标准”。

1990~1991年,我国开始攻关高铁技术和试验实践,相对于日欧,我国起步较晚,但发展速度惊人,2008年建成了第一条高速铁路:京津城际高铁。在此后10多年,我国建成了世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、具有完善知识产权的高铁网络,创造了震惊世界的“高铁奇迹”。

在技术标准方面,我国在广泛吸收成功经验的基础上加以创新,于2014年发布了《高速铁路设计规范》TB 10621-2014,这意味着我国具有了成熟、先进、具有中国特色的高铁技术标准,这也是和日本标准、欧洲标准并列的世界主流标准。

高铁技术标准是核心技术与硬实力的体现,作为世界高铁运营大国,中国有必要通过自己的标准形成统一的规范,使高铁设计符合安全可靠、快捷舒适、经济适用等特定需求。

有人可能会问了,我国第一条高铁在2008年就已建成,但在2014年才发布《高速铁路设计规范》,在此期间,我们的高铁采用的是什么标准?

事实上,我国在设计初期的技术经验并不成熟,采用的标准也不统一。在高铁技术的探索期,最快的研发路径无疑是先参考德国、法国、日本等国家的先进技术。在2004年,我国引入了德日的高速动车组技术,消化吸收后再自主创新,研制出了以“和谐号”CRH 380为代表的高铁动车组,但此时我国还只是被授权使用核心技术,还不具有自主的知识产权。

直到“复兴号”建成,我国完成了从车体设计、转向、牵引、制动到网络、控制的核心技术测试,掌握了自主知识产权,设计出的高铁在质量、运行性能、经济性方面不输国外水准。对于设计时速为250~350km/h的高铁,按规定应采用我国自主创新的CTCS-2和CTCS-3级列车运行控制系统,关键的信号系统也打上了鲜明的“中国标签”。

据统计,在高速动车组的254项重要标准中,中国自主制定的标准占84%。在磁悬浮高速列车的研制进度上,我国也已推出《磁浮铁路技术标准(试行)》TB 10630-2019,时速600公里的高速磁悬浮列车试验样车试跑成功,技术突破可谓是日新月异。

值得一提的是,我国的技术标准并不是“死标准”,而是根据不同地区的环境和需求,设计不同速度等级、不同自然环境(冻土、黄土等)的高铁标准,因地制宜,内容全面,提高了高铁标准对极限条件的适应能力。

中国是高铁技术的出口大国

中国是高铁运营大国,也是高铁技术的出口大国。我国高铁出口注重风险评估,注重中国高铁标准在国外地区的适应性。

我国的高铁技术基于国内的自然环境和实际需求制定,是一项针对性强的技术标准。当中国的高铁技术向国外出口时,也面临着适应性的问题,全部照搬中国标准可能并不是最优的方案。

我国高铁的出口方案考虑到一种可能性,即以中国的高铁技术为主体,适当融合不同国家的高铁标准。

比如:在轨道工程方面,对于气温变化范围小的东南亚和非洲国家,采用欧洲标准修建无缝线路的效益更好,能显著降低道床;在设计时速250km/h的高铁项目中,中国标准的线间距为4.6m,欧洲为4.0m,对于经济不发达的国家,路基工程适宜采用欧洲标准,可以节省15%左右的工程费用。

但台湾省高铁项目的混合技术警示我们,中国高铁技术在出口时也应考虑不同标准的技术缝合问题。

为此,更合理的方式是将高铁项目与所在国的气候、地理、经济水平等进行深度融合,同时比较各种标准的优缺点,选出适应性最强、安全性最高、综合效益最佳的高铁建设方案,这也是我国未来要进一步解决的技术问题。

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