高速铁路技术创新与工程建设管理

卢春房 ／张军

中国高速铁路取得了举世瞩目的成绩，已成为国家的靓丽名片。在过去五年，我国高铁运营里程从9000多公里发展到了25000公里。飞速发展的重要原因是，党的十八大以来，中国铁路总公司认真贯彻中央的部署，加快了工作创新，包括技术创新和管理创新。

技术创新的组织和管理

高铁技术涉及众多领域，包含土木、机械、电子、信息等专业。按类别可以归纳为四部分，分别为工程建造、动车组、列车控制、运营管理及风险控制，这些技术都要体现在总体技术方案和技术标准中。

我国在高铁技术创新实践中，深入研究和把握高铁技术发展的规律和特点，以国际先进水平为目标，确立了“三个创新”并举、各有侧重的总体思路。主要内容是：工程建造技术、运营维修技术等以原始创新为主；高速动车组、列车控制技术以引进消化吸收再创新为主，同时推进原始创新；总体技术方案、技术标准等以集成创新为主，同时推进原始创新和引进消化吸收再创新。三种创新的一体化推进，充分结合了我国铁路既有的技术基础，遵循了高铁技术发展规律，全面推进中国高速铁路技术进步。

工程建造技术、运营维修技术的原始创新。

工程建造技术。2004年我国铁路营业里程已达7.2万公里，在这些线路建设过程中，对岩溶、软基、冻土等不良地质，冻溶、氯盐、碳化等不同工程环境，大江大河、高山峡谷、台风沙尘等不同自然环境的研究较为深入，工程实践较多，基础力量雄厚。比如研发了新型的无砟轨道系统，解决了轨道板翘曲，中间层离缝等问题，这种轨道板在世界上是独具优势的。

运营管理技术。我国铁路运营管理、维修的经验较为丰富，与国际先进水平没有明显差距。通过原始创新解决了高铁深水大跨多线桥梁、区域地面沉降等技术问题，也就解决了调度指挥、在线监测等问题。

高速动车组、列控技术以引进消化吸收再创新为主，同时推进原始创新。

高速动车组。上世纪，我国自主研制了“蓝箭”“中华之星”等动车组，为高速动车组发展奠定了坚实基础，但总体技术水平与德、法、日存在差距。根据国务院“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的指导方针，采取引进消化吸收再创新的方式，成功研制了诸如CR H 1、CR H 2、CR H 380A、CR H 380B等15种动车组，实现了动车组的国产化。2013年中国铁路总公司研制了中国标准动车组“复兴号”，经过四年多努力，实现了完全自主化，其安全、节能、降噪等性能是先进的。目前，已经有225组“复兴号”动车组奔驰在祖国广袤大地上。

列车控制系统。本世纪初时，由于我国列车速度不高，列车控制系统以人控为主。而高速铁路速度较快，人控难以保证安全。采取引进消化吸收再创新的方式，成功研制了CTCS-2和CTCS-3级列控设备。

总体技术方案、技术标准的集成创新。

总体技术方案涉及设计、施工、运营等各个方面和环节。仅通过引进一部分或自主研究一部分技术是远远不够的，且只依靠铁路内部也是不够的。高铁技术标准涉及建设、产品、运营维修3大类型几千个标准，单打一是无法完成的。需利用各种技术和管理手段，吸收国内外经验，集成各种要素，优化结构和内容，以集成创新的方式解决问题。经共同努力，实现了技术方案的先进性、经济性、可靠性和技术标准的完整性、协调性，在世界独树一帜。

采取“建设、运营、产品标准一体化构建，科研、试验一体化部署，固定设施与移动装备一体化安排，路内外政产学研用单位一体化组织”的总体方法。四个一体化，打通不同专业、不同部门和相关创新环节之间的阻隔，形成了专业融合、上下贯通、协调一致的创新组织模式，走出了一条具有中国特色的高铁技术创新之路。

建设、运营、产品标准一体化构建。为建成适应各种气候、地质条件和运营条件的高速铁路，避免标准之间不协调、不匹配问题的出现，必须坚持建设、运营、产品标准一体化构建的思路。构建的原则是科研引领、兼容并蓄、系统完整、先进可靠。构建的方法是铁路主管部门主导，设计、施工、装备制造企业、运输企业为主体，有关科研单位参加，一体化组织。

科研、试验一体化部署。以系统性大课题为抓手，以重大综合试验为手段，推进铁路科研成果转化应用；将科研和试验统筹考虑、一体化安排，实现科研成果的及时验证和转化应用。例如：对于防风沙动车组的研制，一开始就既制定了科研攻关方案，又同时制定了在兰新线开展现场试验的方案，加快了科研成果的形成。

固定设施与移动装备一体化安排。高铁固定设备指线路、桥梁、隧道、牵引供电、车站等设施。移动设备指动车组。移动设备和固定设备存在轮轨关系、弓网关系，应相互匹配。高铁安全性、舒适性各项指标全部由固定和移动设备共同承载，因此，在技术攻关时必须一同安排，避免顾此失彼问题的出现。

路内外政产学研用单位一体化组织。围绕铁路建设和运输需求，对铁路行业内外产学研用相关单位组成攻关团队，形成了从基础理论研究、关键技术研发，到新产品研制、成果推广应用的技术创新链，形成了铁路行业技术创新的强大合力。例如：在复兴号的创新过程中，原铁道部提出自主研制新一代动车组的方向和主要标准；中车集团等企业根据创新要求生产制造样车，为量产做准备；各铁路院校及科研单位积极培养专业人才，并开展基础研究；铁科院等科研院所定向攻关技术创新难题，并进行相关测试指导改进；铁路局提供测试条件，完成动车组现场试验和试运行。

主要采取大科研课题、大团队、大试验、大平台的方式。大科研课题：立项系统重大课题，实时跟踪进展情况。2005年以来，共立项340多项。大团队：由60多家科研院所、高校、企业组成。大试验：现场试验近40项，为新产品加快投入使用提供了条件。大平台：积极开展高铁技术国际、国内交流，为科研人员提供学习提高平台。

工程建设的组织和管理

在工程建设的管理创新方面，创建了路地共建模式、标准化管理模式和施工组织动态管理方式，这些都为高铁的工程建设保驾护航，实现了安全可控，质量优良。

路地共建模式

路地共建模式也就是铁路与地方合作建设铁路的模式，既发挥了铁路企业在组织建设和运营管理方面的优势，也发挥了沿线地方政府在征地拆迁等方面的优势，确保了相关高速线路的施工进度和工程质量。以京沪高铁为例，其建设发起单位就既包括中国铁路建设投资公司，也包括北京市、上海市等沿线地方政府出资人代表，还包括平安资产管理有限责任公司和全国社会保障基金理事会等两家现金股东。

标准化管理模式

高铁建设初期面临着技术标准不完善、管理行为不规范、施工经验不充分、质量安全风险高等问题。而高铁建设具有技术标准高，施工精度高，系统配套强等特点，要将其建设好，必须克服上述问题，要克服上述问题，必须进行管理创新。因此，提出了高铁建设项目标准化管理构想，并逐步组织推进。

建立目标体系。在以往工期、投资、质量三大目标的基础上，将目标体系拓展为一个总目标，即：建成世界一流高速铁路。分为6个分目标，即：质量、安全、工期、投资控制、环境保护和稳定。将稳定，即队伍稳定和沿线群众利益保障纳入目标体系，体现了以人为本的管理理念。六者之间突出工程质量的关键地位，通过综合评估测算，寻求最佳结合点。

建立标准体系。为了保证工程建设有章可循，有据可依，构建了技术标准、管理标准和作业标准三大标准体系。构建的原则是：技术标准全路统一，管理标准相对一致，作业标准规范创新。明确了三者之间的关系，其中，技术标准是基础依据，管理标准是落实技术标准的重要保证，作业标准是工作载体；技术标准贯穿于管理和作业标准之中，管理标准、作业标准要严于技术标准，以确保结构安全和工程质量。这三大标准相辅相成，构成了高铁工程建设的完整标准体系。作业过程中的创新、新技术新设备等的应用，又为技术标准和管理标准不断升级提供支撑，形成联动创新，螺旋上升的良性循环。

构建一体化运行机制。在项目标准化建设中，以建设单位为主导，设计、施工、监理、科研单位为主体，以共同目标和利益为纽带，从而将没有行政隶属关系的各参建单位，构建成一个由主导层、中间层、执行层组成的建设团队。形成统一制度、统一行动、各负其责、负力同心的一体化运行机制，避免了相互掣肘、合力不足的问题。建立了各项工作运行机制。其中，以标准为工作准则，以流程为工作方向，以责任人为工作主体，从而实现“事事有标准，事事有流程，事事有责任人”的局面。

构建支撑体系。将工程建设中的“工厂化、机械化、专业化、信息化”集成一个整体作为标准化管理的支撑手段，改变了传统的建设施工方式。实现建筑构件的工厂化、标准化现场生产；桥梁、隧道的机械化流水线作业；推行建设单位职业化管理，统一组建专业作业队，实现专业化生产。对隧道围岩、混凝土拌合站、试验室等进行实时数据监控，防止质量和安全事故的出现。对大型车站、桥梁等应用BIM（建筑信息模型）技术，实现项目从设计施工到运营维护全生命周期的可视化管理、大数据管理。

建立全过程控制机制。开工前，对施工方案、资源配置、作业指导书、临时设施等进行评审，实现开工标准化；开工时，推行首件认可、典型引路，实现开工必优；开工后，运用专业检查、综合检查、审计、考核、施组优化等手段，实现全过程控制。

另外，让“标准成为习惯、习惯符合标准、结果达到标准”的管理理念，已成为参建各方和建设者的共识，形成了建设文化氛围。

这套项目标准化管理模式，可复制、可升级，成为了铁路建设基本管理模式，在铁路建设项目上普遍采用。

施工组织动态管理方式

系统研究施工技术方案、外部条件、资源配置和建设目标的关系，提出以铺轨架梁和联调联试为两条控制主线，以安全质量关键工序为不可逾越的红线，以施工组织方案和外部条件为主变量，资源配置为次变量，应用网络计划技术和数理分析方法编制施工组织方案，为工程决策提供依据。实施中，通过信息化手段监控现场进展情况，并按上述原则动态调整，实现了资源、方案、目标的最佳匹配。

中国铁路总公司万亿元级混改提速

未来高铁的发展趋势：首先，在铁路建设方面，要保持高位运行态势。到2025年，中国高铁运营里程将达到3.8万公里，使更多的人能够乘坐高铁。其次，在科技创新方面，要重点做好4项工作。第一是安全高铁，要通过人防、物防、技防，共同确保运营安全。第二是智能高铁，要研发环境感知、自学习、自决策的智能技术。第三是更快高铁，要研发高速磁悬浮列车、真空管道飞行列车。第四是绿色高铁，要研发更节能、更环保、噪音更小的动车组等等。未来的高铁将更加安全舒适，更加方便快捷。