浅谈中国高速动车组发展历程及展望

刘方全 刘伟尧 林泽磊 李景涛

摘 要：简要介绍了中国高速动车组的发展历程，从前期的独立探索期到中期的引进、消化吸收期，再到现在的自主创新期，并对各个时期的主要高速动车组型号进行了介绍，并简要分析了各时期对中国高速动车组整体发展的影响。最后展望了下一代高速动车组的发展趋势。

关键词：高速;动车组;发展历程

Abstract： This paper briefly introduced the development of the high speed emu of China， which from the early stage of independent exploration to the middle stage of introduction， digestion and absorption， and now to the independent innovation period. In the next section， the paper introduced the main high-speed emu models in each period， and briefly analyzed the influence of each period on the overall development of China's high-speed emu. Finally， the development trend of the next generation of high-speed emu was forecasted.

KeyWords： high speed; EMU; development history

中國高铁动车组以其安全、舒适、快捷的特点已经越来越多的成为国人出行的首选交通方式，对国民经济的发展起到特殊的地位和作用。中国高铁也已成为我国新时代国家战略“走出去”的一张亮丽的名片，李克强总理也担起了中国高铁的国际“推销员”，中国高铁俨然已成为中国高端制造的代名词。然而，中国高铁的发展并非一帆顺利，先后经历了前期的自主探索，中期的技术引进、消化吸收，以及后期的自主创新，才有了现在的中国高铁。

1、独立探索期（1997-2003）

我国高铁的起步可追溯到 20 世纪 90 年代，原铁道部为缓解交通运输紧张，从 1997 年到 2003 年，先后将中国铁路五次大提速，计划将既有铁路的最高运行速度从 120km/h 提高到 140-160km/h，部分铁路提高到 200-250km/h，由于动车组具有高速、准时、低能耗等方面的优势，我国正式启动了国产高速动车组的研发计划，同时原铁道部也布置了一系列的高速列车研发项目，就此拉开了中国高速动车组的成长之路[1]。

由于直流传动限制了电力机车的功率，中国电力机车要想实现高速化，就必须解决交流传动技术。株洲所自 20 世纪 70 年代就开始了交流传动的理论研究，并在铁道部的支持下，于 1995 年研发出 1000 千瓦交流传动系统。1996 年，株洲所和株机厂就利用该系统研发出 AC4000 交流传动原型车，虽然该车为试验车，但对我国掌握交流传动技术具有里程碑意义，同时也为我国后续的国产高速动车组研制提供了重要经验[2]。

1998 年 6 月，我国在京广线许昌至小商桥段进行了第一次时速超过 200km/h 高速动车实验，该试验车是以韶山 8 为基础，加装了安达公司的交流传动系统，并由四方、长客和铺镇各提供一辆拖车组装而成。虽然该车并非真正的国产高速动车组，但此次实验采集了上亿个实验数据，增强了高速列车研发者的信心。次年，株机厂就在韶山 8 的基础上，研制成我国第一代动力集中式高速动车组“大白鲨号”，株洲所在该车首次实现了中国动车组的微机网络重联控制。但该车存在可靠性差、能耗高等缺点，已于 2002 年停运。

1999 年，为满足昆明世界园艺博览会的客运需求，由长客和株洲所联合研发的“春城号”正式交付给昆明铁路局，虽然其最高运行速度为 120km/h，尚未达到高速动车组 160km/h的最低时速要求，但确是我国首列商业运营的电动车组。同年，南京铺镇车辆厂联合戚墅遥机车车辆厂研发了准高速双层内燃动车组，命名为"新曙光"号，最高运行时速为180km/h。

2001 年，由四方机厂、株洲机厂和株洲所联合研发的“中原之星”号正式交付给郑州铁路局，该车为早期国产动车组中少数采取动力分散式的动车，也是首款使用 IGBT VVVF 元件的车辆之一。同年，“奥星号”也在株机厂下线，“奥星号”实现了国产机车在交流传动、牵引电机和微机网络控制系统等方面的自主化，并成功出口哈萨克斯坦。

2002 年，由国家计委立项、原铁道部主持，中国南车和北车共同研制的“中华之星” 动车组在秦沈客运专线跑出 321.5km/h 的速度，成为当时中国的“中国铁路第一速”。但由于在实验过程中多次表现出重大安全问题，处于安全方面的考虑，铁道部最终停止了对该车的继续投资。

虽然我国在该时期未能完全掌握时速 200km/h 的高速动车组制造技术，但是形成了相对完整的轨道交通装备制造体系，培养了大批专业技术人才，为后续的消化国外技术提供了很好的基础。日本川崎重工曾表示四方需要消化吸收 16 年，才能进入创新阶段，而四方却用了不到 8 年的时间就研发了当时世界上最先进的车型 CRH380A，这可能就要归功于该时期我国对于高速动车组的技术储备和人才培养。

2、技术引进、消化吸收期（2004-2010）

2004 年国务院通过了我国铁路第一个《中长期发展规划》，提出到 2020 年建立“四纵四横”客运专线，并提出全国铁路运营里程达到 10 万公里，其中包括 1.2 万公里的客运专线。在此背景下，国务院召开专题会议讨论机车车辆相关问题，明确提出“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的方针，并确定重点扶持国内几家机车车辆企业。中国南车青岛四方股份公司、北车唐车轨道客车有限公司、北车长客股份有限公司和四方— 庞巴迪有限公司分别从日本川崎重工、德国西门子、法国阿尔斯通和加拿大庞巴迪引进国外先进技术，展开联合设计生产。铁道部将引进的车型同一命名为“和谐号（CRH）”， 具体分为四个系列[3]。

CRH1 型车是青岛四方—庞巴迪铁路运输有限公司从加拿大庞巴迪引进的，引进的原型车是庞巴迪的 ReginaC2008，由于引进方是庞巴迪在中国的合资企业，故没有技术转让费。四方—庞巴迪在设计研发新车型时以铝合金作为车体材料，并研发了速度等级在 200—250km/h 的 CRH1A/1B/1E 型车。

CHR2 型车是青岛四方股份有限公司从日本川崎重工引进的，引进的原型车是日本的新干线 E2-1000，技术转让费约为 6 亿元人民币。青岛四方股份有限公司在原有技术基础上进行消化、吸收，研发了速度等级为 250-300km/h 的 CRH2A/2B/2C/2E 型等动车组。

CRH3 型车是唐山轨道客车有限责任公司从德国西门子引进的，引进的原型车是西门子的 ICE3，技术转让费越 8000 万人民币，唐山轨道客车有限责任公司在 CRH3 型车的基础上自主研发了速度等级为 300-350km/h 的 CRH3C 型动车组。

CRH5 型车是长春轨道客车股份有限公司从法国阿尔斯通引进的，引进的原型车是阿尔斯通的 Pendo LinoSM3，技术转让费越 9 亿元人民币，长春轨道客车股份有限公司在其基础上研发了速度等级为 200-250km/h 的 CRH5A 型动车组。

通过对国外先进技术的引进、消化和吸收，中国已完全掌握高速动车组的九大关键技术，并成功研制出 250km/h 和 350km/h 的高速动车组，特别是由青岛四方股份有限公司自主研制的 CRH380AL 在京沪高铁上跑出 486.1km/h 的运营速度，更是标志我国的高铁技术已处于世界领先地位。

高铁技术的引进对我国高速动车组的成长起到了关键的作用，它不仅仅只是通过购买国外先进车型，进行国内组装，而是通过双方对现有车型的重新设计，使中国企业获得了高速列车的完整研发经验，构建了系统化的研发平台，培养了大批中国工程师和工人。此外，技术引进的同时还引入了现代化的企业管理，打破了中国企业传统的粗放式的制造过程，新引进的车型倒逼国内企业必须从动车的生产流程、质量保障、物料供应和操作规程等方面进行全面学习，从而间接帮助中国轨道交通装备制造企业完成了现代化的企业转变。

3、自主创新期（2011 年—至今）

为解决我国在技术引进时期造成的国内动车组型号众多，尚无统一的技术标准。以及我国对新一代动车组在环保、节能、安全和全生命周期等方面提出了更高的要求[4]。2012 年，由中国铁路总公司牵头组织，正式开启了我国新一代具有自主知识产权的国产标准动车组的研制，新一代标准动车组的研制旨在我国现有动车组运用和研发经验的基础上，设计一款全新的自主创新平台，建立统一的中国动车组标准，优化动车组控制界面、提高旅客舒适度、提高列车的安全可靠性和实现不同主机厂生产车辆的互联互通，便于各铁路局的管理和维修，节约运营成本[5]。

2015 年 6 月 30 日，中国标准动车组正式下线。2017 年 7 月，两列标准动车组在郑徐高铁实现了 420km/h 的交会和重联运行实验，创造了实际运营动车组的最高实验速度。2017 年 6 月 25 日，中国标准动车组正式被命名为“复兴号”，并投入京沪高铁运营，运行时速为 350km/h。

“复兴号”的研制成功并不是我国在高速动车组领域的终点，而是新时期我国在高速动车领域的起点，标志着我国已完全具有自主研发新一代高速动车组的能力。面对新一代高速动车组的研发，我国的轨道交通装备制造企业也已开始了新一轮的技术研发。

2016 年 5 月，株机厂和国防科技大学等高校合作，研发了世界上首款中低速磁悬浮列车，并于长沙磁悬浮快线上正式开始运营。2019 年 5 月，时速 600 公里的高速磁悬浮样车在中车青岛四方股份有限公司下线，标志着我国在高速磁悬浮领域取得重大突破，预计到2020 年，5 辆编组的时速 600 公里的高速磁悬浮工程样车也将下线。此外，中国中车集团也正在研发时速 400 公里的可变轨高速列车。

4、展望

随着碳纤维复合材料、高速轴承和碳化硅等材料的不断突破，以及 5G 技术、自动驾驶技术、智能化旅客服务和自动故障检测及维修技术的不断成熟，下一代高速动车组必定朝着智能化、高效化、绿色节能、低成本和新材料大规模应用的方向发展。

参考文献：

[1]赵薇. 我国高铁动车组技术创新机制研究[D]. 2016.

[2]路风. 冲破迷雾——揭开中国高铁技术进步之源[J]. 管理世界（09）.

[3]谢庆华. 浅谈我国动车组的种类及发展历程[J]. 科技经济导刊， 2019（28）.

[4]申瑞源. 我国机车车辆技术的发展与展望[J]. 铁道学报， 2019， 41（01）：42-48.

[5]胡亚东.  坚持自主创新道路积极推进中国标准动车组研制[J].  中国铁路， 2014（8）：1-5.

作者简介：

刘方全（1994-05-06），男，漢族，硕士研究生，工程师助理.