5大团队5载寒暑助力复兴

昨天，从北京出发的G1次“复兴号”中国标准动车组驶往上海。当日零时起，7对“复兴号”动车组率先在京沪高铁实现350公里时速运营，我国成为世界高铁商业运营速度最高的国家。运营当日，西南交大杰出校友、中国工程院院士何华武接受央视采访，讲述“复兴号”设计之初的目标。“复兴号”的这一诞生历程充满艰辛，这一路上也少不了西南交大多个科研团队的深度参与。

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▲央视新闻报道“复兴号”开跑

这标志着：

中国树立世界高铁商业运营新标杆

复兴号发出中国高铁世界领先的最强音

助力复兴号 交大5大科研团队100多人整整干了5年

2017年6月26日，由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的中国标准动车组“复兴号”由北京南站和上海虹桥站双向首发，分别担当G123次和G124次高速列车。此前，6月25日，中国铁路总公司总经理陆东福与中国中车董事长兼党委书记刘化龙为中国标准动车组“复兴号”揭牌，西南交通大学副校长张文桂、首席教授张卫华受邀见证了这一激动时刻。2012年底开始研发、2014年完成方案设计、2015年下线、2017年正式亮相，“复兴号”的这一诞生历程充满艰辛，西南交大的多个科研团队也深度参与其中。

据悉，首批命名为“复兴号”的中国标准动车组有CR400AF和CR400BF两种型号，前者由青岛四方机车车辆股份公司生产，后者由长春轨道客车股份有限公司生产。与前辈“和谐号”相比，“复兴号”在快捷、安全、经济、舒适四个因素的比拼中全面胜出。同时，“复兴号”整体设计及车体、转向架、牵引、制动、网络等关键技术是中国自主研发的，具有完全自主知识产权，在254项重要标准中，中国标准占84%。

“激动！”张卫华直言，“从‘和谐’走到‘复兴’殊为不易，我们在铁总领导下，与铁科院、中国中车等单位一起，在‘复兴号’的研发制造过程中付出了辛勤劳动，才能取得这样的成绩。”据介绍，张卫华在中国标准动车组的研发过程中担任了总体组专家，并任转向架组副组长，参与了转向架的研发，以及转向架设计、技术等评审工作。目前，张卫华还受铁总委托，致力于高速受电弓的国产化工作，负责高速受电弓的动力学参数分析设计，自行研制的高速受电弓也即将开展线路试验，有望应用在“复兴号”上，从而将结束我国高铁“无弓”的尴尬局面。

7月26日下午，中国铁路总公司召开京沪高速铁路“复兴号”动车组时速350公里运营评估咨询会，由22位院士、专家组成的评估咨询委员会进行了评估咨询，一致认为京沪高铁“复兴号”动车组按时速350公里运营可行。专家组副组长、我校翟婉明院士参加咨询会并发言。

翟婉明院士作为高速铁路基础设施领域973项目首席科学家(该领域的国家重点基础研究项目)，领导国内优势团队，开展了高速铁路基础结构动态性能演变及服役安全基础研究。通过本项创新研究，探明了环境与动荷载耦合作用下工程材料与结构动态性能演化规律，掌握了高速铁路基础结构累积变形与轨面几何形态的空间映射关系，揭示了高速移动车辆系统与固定基础结构的动态相互作用演化机制，提出了确保高速列车安全、平稳运营的基础结构性能演变与状态控制准则与方法。该项研究为制订与完善中国高速铁路线路安全维护技术标准奠定了科学基础，保障了高速铁路基础设施服役安全，引领了世界高速铁路技术发展。

牵引动力国家重点实验室曾京教授团队与长客、四方展开全方位合作，包括两个型号动车组的列车系统动力学分析等方面的理论研究，以及系列台架试验。团队主要成员邬平波研究员谈到，两个型号动车组都在滚动振动试验台上进行了试验，最高试验速度达到600km/h；在轨道交通国家实验室（筹）的结构振动试验台上，完成了动车及拖车转向架构架1200万次疲劳试验，在新建车体疲劳试验台上，完成了CR400BF动车组车体疲劳研究性试验，该试验是世界上第一次将纵牵力、惯性力、过隧道时产生的气密性力同时加载的试验。

另外，课题组还在大西、郑徐、京沪等线路上进行了两个型号动车组转向架动力学120万公里跟踪试验，车下设备系统120万公里跟踪试验（长客股份）、车体工作模态试验（长客股份）、构架工作模态试验（四方股份），为中国标准动车组的长期安全运行，提供了理论与试验支撑。邬平波自豪地说，标准动车组的研究进一步成功奠定了我校在高速动车组系统动力学和结构可靠性研究方面的重要地位。

▲中国标准动车组车体在西南交大车体疲劳试验台上

▲中国标准动车组在西南交大滚振试验台上

牵引动力国家重点实验室金学松教授团队作为CR400BF车型车辆振动噪声设计的核心团队，全程组织、参与了整车的低噪声正向设计，并通过现场考核试验，跟踪测试和验证评估了低噪声设计的效果。据团队主要成员温泽峰研究员介绍，团队累计完成了上百种部件级别的声学特性计算和试验，又在保证车体部件的声学性能都满足设计要求之后，深入开展了整车噪声的仿真优化分析，并提出了进一步的优化设计建议。在中国标准动车组下线后，团队继续跟进，从轮轨磨耗到车辆振动再到车内噪声，开展了为期半年的科学试验、以及随后为期一年的长期跟踪试验。最终，车内噪声全部达到“优秀”指标，减振降噪效果大大优于同型号的“和谐号”。

 ▲CR400BF车型车辆振动噪声科研团队

接地装置是将经受电弓引入的电流安全导入轮轨接地形成完整电气回路的关键零部件，其可靠性将直接影响动车组整体的安全运行。我校材料科学与工程学院戴光泽教授团队则在中国标准动车组研发过程中接受了长客的接地装置国产化研发任务。自2013年起，接地装置的研究历时3年多，经历了在哈尔滨铁路局30万公里运行考核后，又被安装在中国标准动车组上接受了60万公里的运行考核。最终，戴光泽教授团队研发的国产化轴端接地装置成功应用在CR400BF型动车组上。

张卫华还补充介绍，中国标准动车组“复兴号”，不仅达到了标准统一、司乘界面统一、互联互通和零部件互换的研发要求，更是做到“硬件完全自主，软件不依赖于人”，实现自主产权和自主生产，是中国高速列车发展的重要里程碑。他说，为了实现“中国梦”，轨道交通复兴之路的“复兴号”才刚刚启动，我们正积极开展下一代高铁的研究，要在更经济、更环保、更安全、更高速这“四更”上做文章，助力实现中国高速铁路的可持续发展；同时，我们正在开展超高速真空管道磁悬浮交通研究，以期引领世界轨道交通的发展。

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西南交大方旭明教授团队助力“复兴号”高铁wifi

2017年6月，西南交大方旭明教授团队助力“复兴号”高铁wifi并在国际顶尖学术刊物发表多篇论文。西南交通大学信息科学与技术学院移动通信团队方旭明教授所指导的学生宋昊及薛青先后在IEEE国际顶级学术期刊IEEE Journal on Selected Areas in Communications （J-SAC）发表论文。

团队还注重国家重大应用需求，与企业合作研发的列车WiFi系统在广九铁路成功商用，央视新闻直播间对此进行了专题报道。目前，该列车WiFi系统成为中国标准动车组“复兴”号的合格供货产品。团队与华为公司联合参与并推动了IEEE 802.11ay下一代无线局域网标准的制定，产生了大量核心专利成果，其中的3项提案已被纳入正式标准。团队在基础理论研究与技术应用两方面在业界均有较大的影响。

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揭秘复兴号先进在那里

“复兴号”是中国铁路总公司组织国内企业、高校和科研机构，按照时速350公里运营研发制造的中国标准动车组，集成了大量现代高新技术，其安全性、经济性、舒适性以及节能环保等性能有较大提升。“复兴号”构建了体系完整、结构合理、先进科学的技术标准体系，涵盖了动车组基础通用、车体、走行装置、司机室布置及设备、牵引电气、制动及供风、列车网络标准、运用维修等10多个方面，达到国际先进水平。大量采用中国国家标准、行业标准、中国铁路总公司企业标准等技术标准，同时采用了一批国际标准和国外先进标准，具有良好的兼容性能，在254项重要标准中，中国标准占84%。中国标准动车组整体设计以及车体、转向架、牵引、制动、网络等关键技术都是自主研发，具有完全自主知识产权。其技术创新及成果主要体现在：

采用了先进的安全保障技术。设置智能化感知系统，建立强大的安全监测系统，全车部署了2500余项监测点，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。增设碰撞吸能装置，提高动车组被动防护能力。为适应中国地域广阔、环境复杂（-40℃～+40℃）、长距离、高强度运行的需求，按最高等级（设计寿命30年或1500万公里）考核动车组主要结构部件，整车进行60万公里运用考核（欧洲一般40万公里）。

优化了旅客界面。车厢内实现了WiFi网络全覆盖，设置不间断的旅客用220V电源插座；空调系统充分考虑减小车外压力波的影响，通过隧道或交会时减小耳部不适感；列车设有多种照明控制模式，可根据旅客需求提供不同的光线环境。采取减振降噪措施，改进洗漱设施，设置无障碍设施等，为旅客提供良好的乘坐体验。

建立了智能化感知系统。采集各种车辆状态信息1500余项，全面监测列车运行状况，实时感知列车状态，包括安全性能、环境信息（如温度）等，并记录各部件运用工况，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。此外，还采用远程数据传输，可在地面实时获取车辆状态信息，提升地面同步监测、远程维护能力。

采用全新低阻力流线型头型和车体平顺化设计。列车阻力比既有CRH380系列降低7.5%－12.3%，350km/h速度级人均百公里能耗下降17%左右，有效减少了持续运行能量消耗。在车体断面增加、空间增大的情况下，按时速350公里运行，列车运行阻力、人均百公里能耗和车内噪声明显下降，表现出良好的节能环保性能。

今年7月，“复兴号”动车组在京沪高铁开展了时速350公里实车、实重和实速检验检测、可行性研究和运营安全评估，组织专家进行了评审咨询。通过全面系统的科学论证和综合评估，表明“复兴号”动车组具备在京沪高铁按时速350公里运营的能力和条件。

专家谈“复兴号”

10多年前,中国高铁在自主研发夯实的雄厚基础上“引进消化吸收再创新”,曾引入来自日本、德国、法国等国四种型号列车,吸收各国技术之长研发出了新型动车组。如今“复兴号”问世,中国标准动车组从“混血”、“洋基因”、“以我为主”变成了“纯中国”。

西南交大教授、中国工程院院士翟婉明表示，这次“复兴号”的首秀安全性良好,在350公里的时速下，“复兴号”的脱轨系数在0.2到0.3之间，而国际标准是0.8。脱轨系数越低越好，这说明京沪高铁的动态安全性没有任何问题。其次是舒适性更赞。在350公里的时速下，“复兴号”的平稳性指标在2.0左右。按国际标准，这个指标在2.5以下就是优。“复兴号”的指标，证明其悬挂系统设计得好，比“和谐号”更好。此外，与“和谐号”相比，“复兴号”的司机室和车厢间区域噪音下降了4个分贝，通过隧道时的体验也更好。

西南交大杰出校友、中国工程院院士何华武介绍,“复兴号”整车通过60万公里运用考核、设计寿命30年,远超欧洲列车40万公里和20年的水平,足以担当“时速350”使命。中国铁路总公司计划9月21日开始在京沪高铁运营时速350公里的“复兴号”,再逐步扩大“时速350”范围。

中国工程院院士刘友梅等专家表示,“复兴号”转向架、网络、制动、牵引等系统实现了自主设计、自主生产,车体、牵引、制动等系统关键零部件实现了统型和通用互换,是中国高铁技术飞跃和升华的标志。

中国工程院院士丁荣军表示,“复兴号”荟萃自主创新成果,很多“绝技”属于世界首创。

中国工程院院士杜彦良等专家认为,“复兴号”实现时速350公里运营,是中国高铁路网优化资源配置的正确战略举措,能推动京沪沿线城镇化和旅游资源开发、促进区域经济社会发展、提升中国高铁品牌形象,综合效益将十分突出。

长客公司高铁技术平台首席专家、“复兴号”设计经理邓海向《瞭望》新闻周刊记者透露,“复兴号”搭载中国自主研发的网络控制系统,是“中华血统”的国产“大脑”。这是对“中国高铁使用‘外国大脑’”质疑的有力回击。

“中国高铁技术发展的速度,是‘士别三日就要刮目相看’!”“复兴号”变压器主管设计师、教授级高级工程师龙谷宗说,几年前还靠少数西方公司供应的很多“小玩意”如驱动电机“黄金薄膜”等,很多已经国产化。在牵引电机、变压器等领域,中国的很多技术储备和研发项目一旦推出,将给高铁领域带来“革命性”影响。

来源：整理自央视新闻  新华网  中国铁路  

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策划编辑： 交大新媒体中心  朱莹燕  张强

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