科技，承载着什么？

“和谐号”动车组在郑州客车车辆段动车组运用所整备的场面。(肖瑜/摄)

    科技术是社会发展的重要动力，“是一种在历史上起推动作用的革命的力量”。在科学技术成为第一生产力的时代，科技转化为直接的生产力，用最新的生产方式影响和改变着人们的生活。4年来，通过不断提升科学研发和技术应用能力，中国铁路实现了质的飞跃。这一飞跃改变了中国人的出行方式，打造了中国的民族品牌，赢得了全世界的瞩目。

    铁路第六次大面积提速调图是一个最好的例证。新的运输产品和运输组织结构带来铁路运输能力的扩充和运输效益的提高。国人对铁路第六次大提速给予了高度评价。法新社评论说，“提速增强了中国人的国民自豪感”。

    4月18日以来，中国铁路深入扎实地做好新旧列车运行图交替和过渡期各项工作，取得了显著成果：提速安全持续稳定，运输秩序平稳有序，客货运输实现新的增长，社会反映良好。第六次大提速取得了圆满成功。

   “千里之行，始于足下。”4年来，铁路系统尊重科学、尊重客观、尊重实践，在科学发展观的指导下，不断推进自主创新，不断进行科学实验，广泛运用新技术、新设备，逐步建立了中国铁路的发展理论和科学技术体系，有力保证了第六次大提速的顺利实施和提速安全的持续稳定，有力推动了和谐铁路建设。

    大提速的科技方向和途径

    铁路的迅速发展，是铁道部落实科学发展观的具体体现。中国铁路用先进的科学技术改善铁路技术装备水平，用科学的管理方法改进铁路运输组织，这些是第六次大提速坚实有力的保障。

    发轫于20世纪中叶的新科技革命及其带来的科学技术的重大发现发明和广泛应用，推动世界范围内生产力、生产方式、生活方式、社会发展观念发生了前所未有的深刻变革，也引起全球生产要素流动和产业转移加快，世界经济格局、利益格局发生了前所未有的重大变化。进入21世纪，世界新科技革命发展的势头更加迅猛，正孕育着新的重大突破。知识在经济社会发展中的作用日益突出，科技竞争成为国际综合国力竞争的焦点，谁在科技创新方面占据优势，谁就能够在发展上掌握主动。轨道交通运输领域的科技竞争也是如此。世界各国尤其是发达国家纷纷提高铁路科技投入，甚至将其纳入国家发展战略中，加快交通科技成果向现实运输生产力的转化，以利于为经济社会发展提供持久动力，在国际经济、科技竞争中取得主动权。

    本世纪头20年是我国发展的重要战略机遇期，是我国科技事业发展的重要战略机遇期，也是铁路发展的黄金机遇期。因此，铁路必须抓住机遇，迎接挑战，加快发展。铁路运输能力必须快速扩充，技术装备水平必须快速提升，运输组织管理必须有一个全新的飞跃，才能适应时代发展的需要。而铁路技术装备水平和运输组织管理能力提升的一个必然结果，就是铁路第六次大提速的应运而生。

    中国铁路有提升科技水平的基本条件。党中央、国务院对加快铁路建设和加快铁路技术装备现代化提出了明确的要求，国务院于2004年1月审议通过了《中长期铁路网规划》，确定了到2020年铁路建设的宏伟蓝图，又确定了推进铁路技术装备现代化“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的总体方针。党中央、国务院的要求明确了铁路技术装备现代化的方向、方法和目标，提供了铁路科技创新的强大动力。

    铁道部副总工程师、运输局局长张曙光说，加快中国铁路发展，从目前来看要扩大内涵再生产，充分挖掘既有线潜力，从长远来看要加快铁路路网建设，但无论是眼前还是长远，铁路的建设发展都离不开先进技术装备的支撑。

    中国铁路近年来的发展有目共睹，但由于历史的原因，整体水平只相当于发达国家20世纪70年代的水平。如果仅仅一味强调科学技术的原始创新，要赶上世界先进水平，不仅技术上难度很大，而且至少需要十几年甚至更长时间，这就可能使我们丧失发展的机遇，经济社会的快速发展也不容我们花费这么长的时间。因此，充分利用经济全球化的契机，吸收和借鉴世界先进技术文明成果，发挥我们的后发优势和巨大的市场优势，走原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新的路子，用较短的时间和较低的成本，实现中国铁路技术装备现代化。

    自20世纪90年代，铁道部开始在全球范围内进行监测，目标瞄准国际上最先进、最成熟、最可靠的技术。铁道部认为，只有站在一个相当高的起点，占领了科技的制高点，才能在全球性的科技竞争和进一步的研究发展中站稳脚跟，不受制于人。

    铁道部锁定了世界水平的科技发展目标。高标准的目标要求不是凭空设计的，不是完全依赖别人的技术引进，而是原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新三种自主创新方法相结合，坚持立足国情路情、以我为主的立场，充分发挥后发优势和市场优势，利用世界范围内可利用的资源，实现具有自主知识产权和持续研发能力的有目的的有规划的多种形式的创新。

    铁道部充分利用我国铁路巨大的市场，形成全国一个拳头、全路一个声音，实现低成本引进。在铁道部主导下，以国内企业为主体，以掌握核心技术为目标，实现先进技术的引进和转让，提高国内企业创新能力。铁道部表示，用3年至5年的时间，实现我国铁路技术装备水平的快速提升和运输能力的快速扩充。

    经过多年的努力，中国铁路技术装备现代化取得了重大成果，在第六次大提速中发挥了关键作用。

    大提速的科技体系

    4年来，中国铁路依据基本国情路情和行业特点，借鉴发达国家有关学科的成熟成果，进行以我为主、为我所用的最新科研成果的开发；走原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新的路子，开辟铁路科学发展和自我壮大的途径；长期努力和全面准备，系统研发先进的机械科学、动力科学、信息科学、材料科学、人体工程学等学科。这一切，促进了铁路先进、完备的科学技术体系的形成。

    据有关部门统计，在实施第六次大提速的各项准备工作中，铁路部门共取得了8个方面的26项技术创新成果，掌握了既有线时速200公里及以上提速改造的成套技术；按照“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的要求，实现了代表世界先进水平的动车组技术的全面引进和国产化，掌握了在货物运输方面具有关键作用的大功率机车技术等。这标志着中国铁路的技术水平已跨入世界先进行列。

    当动车组以200公里及以上的时速行驶时，人们所关注的焦点，往往是动车组优美的外形、很高的运行速度和舒适的乘车环境。其实，动车组只是第六次大提速各种技术创新中的一个方面，一个很重要的方面，但不是全部。美的感观体验和安全的旅行背后，是铁路部门26项具有世界先进水平的创新技术成果的支持。让我们细数一下中国铁路实现的重大技术创新。

    成套技术。中国铁路掌握了既有线时速200公里及以上提速成套系统集成技术，形成了既有线时速200公里及以上提速技术标准体系，实现了不同类型列车共线运行、旅客列车追踪间隔5分钟的创举。

    高速动车组关键技术。一辆动车组生产下线，涉及列车总成、车体、转向架、牵引变流、牵引控制、牵引变压、牵引电机、列车网络控制和制动系统9项关键技术以及受电弓、空调系统等10项主要配套技术，是一个复杂庞大的系统工程，不允许任何一个部位、任何一个子系统存在问题。经过4年多的引进消化吸收再创新，铁路部门已经全部掌握了这些技术，所采用的交直交电传动技术、微机控制制动技术、铝合金和不锈钢的轻量化车体技术、列车计算机网络控制技术以及无摇枕高速转向架等技术，达到了当今世界的一流水平。由这些关键技术支撑的时速200公里及以上国产化动车组，经过数万公里的运行试验，性能优良、平稳舒适、安全可靠，将成为我国既有线时速200公里及以上旅客运输的主力车型。

    列车运行控制技术。这是列车高速行驶的关键。当今世界上，列控系统的控车模式大体上可以分为四类：德国的轨道电缆控车模式、法国的轨道电路控车模式、日本的有绝缘数字轨道电路模式和中国的CTCS-2级列控系统。依靠原始创新和集成创新，铁路部门成功研发了具有中国特色、拥有自主知识产权的CTCS-2级列控系统。该系统基于ZPW-2000轨道电路和点式应答器实时传输列车运行许可信息和线路数据，车载设备采用以目标距离模式监控列车安全运行，有效解决了不同速值列车高密度混合运行、动车组跨线运行、系统设备互联互通等技术难题，为列车的安全、高速行驶提供了可靠的技术保障，也为铁路的和谐发展，提供了一个自主创新的典范。

    大功率机车核心技术。通过技术引进消化吸收再创新，铁路部门掌握了世界最先进的大功率电力机车的总成、车体、转向架、主变压器、网络控制、主变流器、驱动装置、牵引电机、制动系统9大核心技术，并掌握了世界最先进的大功率内燃机车的柴油机、主辅发电机、交流传动控制等9大核心技术，实现了传统的交直传动向先进的交直交传动方式的转变，这对彻底改变我国铁路货物运输牵引动力落后的状况具有重要作用。

    此外，还有工务工程技术、牵引供电技术、信息传递技术等，技术创新涉及铁路系统的方方面面，形成了一个完整、复杂、有机、先进的铁路科学技术体系。有了这一体系，铁路才能够提速，才能够安全提速。

    大提速的科学试验

    第六次大面积提速与前五次不可同日而语，从时速160公里提高到时速200公里及以上，不仅仅是一个量的变化，更是一次质的飞跃，无论是对线桥隧涵、牵引供电、通信信号等固定设备，还是对机车车辆等移动设备；无论是对运输组织、行车环境，还是对人员素质，都是一次全新的考验和严峻的挑战，提速安全的复杂性、艰巨性以及所承受的风险和压力远远高于世界上任何一个国家的铁路。

    尊重科学试验、尊重实践，既是科学理性精神的精髓，也是认识论、方法论的精髓。铁路第六次大面积提速调图始终坚持这种科学理性精神，始终坚持正确的认识论和方法论，在大提速实施之前的很长时间里，进行了大量、严谨的科学论证和科学试验，为第六次大提速提供了翔实的科学数据，成为大提速成功的主要基础。2003年下半年，铁道部在准备第五次大提速的同时，就组织有关专家对既有线提速到时速200公里的技术经济可行性进行了充分论证，并在2004年形成了《中国铁路既有线时速200公里提速技术经济分析》等报告。这些论证表明在既有线中选择合适的区段，有计划、有步骤地提速到时速200公里，在技术上是可行的，在安全上是有保障的。第六次大提速因此有了明确的方向。

    因此，铁路第六次大面积提速调图是尊重科学、尊重实践、尊重客观的实践和创新，是充分利用全世界范围内最先进科学技术的系统工程。从2004年开始，铁道部组织进行了专题试验100多次、时速200公里提速重大综合试验4次，获取了一大批科学数据。例如，2004年到2005年，铁道部分别在胶新线、京秦线、遂渝线、铁道科学研究院环行试验基地，进行了3次规模较大的综合试验。另外，铁道部从2003年5月开始组织胶济线电气化，并开始组织进行动车组和CTCS-2级列控系统等综合试验。2006年9月，胶济线时速200公里提速改造工程完成。

    通过这些试验，铁路系统获得了大量宝贵的科学数据，全面了解、掌握了大提速的许多技术特征，对一些重点技术问题有了完整的技术方案。所有试验的基本结论是，在既有线上开行时速200公里及以上动车组，技术上可行，安全上可靠，经济上合理。这些成功实践带来重大启示：一方面，要大力发扬求真务实的精神和作风，既敢于大胆实践，又尊重科学，脚踏实地，有序推进各项重点任务；另一方面，必须与时俱进，不断创新，敢于走前人没有走过的路，敢于不断突破自己、超越自己，才能不断跨上新平台、开创新局面。

    马克思主义认识论认为，认识和实践不是孤立的，而是相辅相成、相互推进的，总是处在实践—认识—再实践—再认识循环发展状态中。在大量专题试验之后，铁道部进行的系统提速牵引试验、全面平推检查和模拟运行，确保了大提速的顺利实施。从2006年10月18日至11月16日，铁道部分三个阶段在提速线路，进行了系统的提速牵引试验验证。此次试验证明：第六次大面积提速各项工作基本就绪。随后，铁道部在2007年1月17日至27日期间对提速线路进行了平推检查。2007年3月底至4月初，铁道部对新的列车运行图进行了一次全面的模拟运行。这一切再次说明，第六次大提速是建立在充分的科学论证和大量成功试验基础上的。

    在这个过程中，铁路系统不断地发现新问题，又不断地解决新问题，一步步推进了大提速的各项工作，每一次试验、检查、模拟，都进到了相对高一级的程度。这就实现了辩证唯物论认识论所谓的“通过实践而发现真理、又通过实践而证实真理和发展真理”。例如，在时速200公里提速重大综合试验基础上，铁道部认为，一些条件好的区段能够实现时速250公里。因此，铁道部从2006年12月1日至2007年1月30日在提速线路部分区段进行了时速250公里综合试验。试验表明，提速区段基础工程、动车组各项性能、列控系统各项功能、列车交会空气动力学性能均能满足时速250公里安全运行要求，这既充分利用了提速资源，又为客运专线建立技术平台提供了技术基础。

    大提速的科技标准体系和理论创新

    没有规矩，不成方圆。第六次大提速是一个巨大的系统工程，其中包括动车组、列控系统等诸多核心技术，也包括施工、制造、试验、运营、管理和维修等基础性的成套系统集成技术。要让这些技术切实发挥第一生产力的作用、使铁路职工迅速了解这些技术并将其变为确保第六次大面积提速调图顺利实施的行动指南，就需要有完整的技术标准体系。

    在第六次大提速实施之前，铁道部科学技术司就完整地制订并颁布了既有线时速200公里提速技术标准体系。2003年8月，科技司组织了对《铁路主要技术政策》的修订，对许多重大技术问题研究论证后作出了规定。自2004年5月起，铁道部着手进行第十版《铁路技术管理规程》的修订工作，明确了既有线时速200公里及以上提速装备的技术要求，同时还先后颁布了30多个时速200公里提速的单项专业技术文件，初步形成了既有线时速200公里提速的技术标准体系。

    时速200公里及以上和时速160公里有着本质的区别，因此，新的技术标准体系与原来的标准体系也有着本质的不同。近3年多来，科技司陆续完成包括铁路各专业的《提速200km/h技术条件》的初稿、讨论稿、征求意见稿和征求意见修改稿。第六次大提速前后，科技司对时速200公里的许多基本问题进行了反复研究，颁布了新版《铁路技术管理规程》，成为铁路技术管理的基本规章制度和提速技术改造、运输组织、养护维修的基本依据。

    在第六次大提速技术标准体系的大家族中，既可以看到宏观的原则，又可以看到具体的要求；既针对现在，又瞄准未来。可以说，中国铁路在第六次大提速的过程中，在吸收借鉴世界先进铁路技术的基础上，建立健全了符合我国国情和路情的设备设计、生产制造、产品验收、养护维修等技术标准体系，确保了提速安全。

    在铁道部看来，无论是技术创新还是技术标准体系的建立，都必须要有相关的理论支持。因此，在铁路第六次大提速的过程中，铁路系统在不断实现技术突破、建立技术体系、开展科学试验的同时，也一直在进行理论创新，努力建立中国铁路技术理论体系。

    据铁道部权威人士分析，在动车组的设计生产过程中，中国铁路系统既建立了相关的技术平台，又开展了理论基础的研究和探索。近3年来，铁路系统在研究动车组时发展了车辆动力学，创建了轮轨技术动力学，重点研究了轮轨关系、受电弓和接触网关系、流体和固体的关系。这些基础理论的研究体现了中国铁路的特点，是一个理论上的创新，突破了现有的轮轨系统建模方法。

    我国铁路要有自己的理论创新。如，轮轨技术动力学为动车组的设计提供理论依据、指导动车组的生产制造，也为建立动车组以及高速列车的安全评价体系、指导动车组开行以后的运营维护工作提供帮助。只有通过这一理论研究以及在它的基础上建立模型，铁路部门才能解决动车组的一系列问题，最后形成动车组的实际运用技术，为今后的运营服务提供依据，最后达到对动车组以及整个高速铁路系统的控制，形成高速铁路的检验分析评价体系，优化设计、制造、调试组装、控制，指导设备的运用和维护。

    铁道部还一直谋求一种更加宏观的理论创新，其中一个最成功的例子是大型工程集成理论。铁道部认为，对于中国铁路第六次大提速这一工程，可以对一些核心元素进行重组和重构。在这个基本判断的基础上，铁道部确立了大型工程集成理论的基本思想：从复杂技术系统的内部出发，通过控制元素间的耦合和协调，谋求系统的有序和高效；通过对核心元素进行重组和重构，实现对整个大系统性能的突破；优选各种成熟的技术资源，形成集成体，实现整体功能的倍增。其基本流程是：首先确定中国铁路第六次大提速和客运专线建设的主要目标；其次确定这些系统工程内的核心元素和非核心元素、这个系统之中子系统的划分及界面；再次对这些子系统进行重组和重构，循环进行优化和评估；最后投入到实际运用。

    可以看出，这也是一种崭新的创新理论，它既是铁路第六次大提速顺利实施的基础之一，又为客运专线建设和高速铁路建设积累了宝贵经验。（米金升 王胜健）