2011年7月23日晚，北京開往福州的D301次列車與杭州開往福州的D3115次列車在溫州境內發生追尾事故，造成重大人員財產損失。這一天，必將定格在中國鐵路史上。

        就是在這個七月，中國線路最長、速度最快、質量最高的京滬高鐵開通，全球矚目。高鐵股飆升至歷史高位，海外市場前景看好。也是在這個七月，“甬溫線動車追尾事故”一夜間使中國高鐵成為眾矢之的，相關股價一路回落，市場前景不明。

        國內開始有人對鐵路建設提出異議，認為鐵路建設太快、規模太大，國外對中國高鐵的質疑不斷。而與此同時，鐵道部系統展開了對在建項目安全質量的大檢查，按照國務院的要求，對已經批準但尚未開工的鐵路建設項目，重新組織系統的安全評估，暫停審批新的鐵路建設項目；對已受理的項目進行深入論證，合理確定項目的技術標準、建設方案。加上國家經濟政策的調整，造成了當前對鐵路投資的縮減。多條已獲批但未開工的高速鐵路項目，也因這次事故而變得命運難料。

        有調查數據顯示，今年鐵路工程建設僅有三成正常施工，實際情況可能更為嚴峻。有專家擔心：要實現2020年鐵路運營14萬公里，像現在這樣下去根本就不可能達到。

        也有人認為，中國鐵路事業的發展質量、科學管理能力與員工科學素養應該跟上發展速度，中國高鐵技術自主創新的步伐不但不應放慢，反而更要加快。

        現代化鐵路建設對一個國家的重要意義眾所周知，而對于幅員遼闊、人口眾多、工業化進程加快、經濟建設取得快速發展和人民生活不斷走向富裕的中國來說，鐵路快速發展的必要性不言而喻。動車追尾事故發生后，京滬、武廣、京津等線路高鐵運輸經歷了短暫下滑，但上座率很快回升即是明證。

        “沉舟側畔千帆過”。在剛剛過去的“十一”黃金周，京滬高鐵首次出現車票售罄的局面，市民乘坐高鐵的需求依然旺盛。而放眼全球，高鐵建設勢頭不減。

        動車追尾事故發生5天后的7月28日，國務院調查組首次召開全體會議，上海鐵路局局長安路生稱，由于溫州南站信號燈設備存在缺陷，應該顯示紅燈的時候顯示綠燈，沒有給后車提供應有的信號，相關調度人員也沒有發出預警，引發追尾事故。9月21日，國務院調查組“7·23”動車事故調查進展情況通報稱，初步認定這次事故既有設備缺陷和故障的原因，又有設備故障后處置不力和安全管理等方面的問題。雖然最終的事故調查報告尚未正式公布，但可以認為，這次事故發生的原因是多方面的。

        整整三個月過去了，遭受重創的中國高鐵發展何去何從？面對國內外巨大的鐵路建設市場，不可估量的高速鐵路維護、配件成本與技術依托，中國人有能力發展自己的高鐵技術嗎？

        時至今日，溫家寶總理在“7·23”事故現場會上的講話言猶在耳：“在科技事業上，要有自己的發明、自己的品牌、自己的知識產權、具有國際競爭力的產品，這不是說一說就可以辦得到的，這需要大力發展科技事業，突破關鍵技術，使我們的技術設備更安全、更可靠、更具有競爭力?！?/p>

        值此“7·23”事故發生百日前夕，重新梳理中國南車高速列車技術自主創新的歷程，或許能給人一些啟示。

        “引進消化”之后的自主創新

        位于青島的中國南車四方股份公司有著悠久的歷史，它的前身是1900年創辦的四方機車車輛工廠。新中國成立后，這家機車車輛老廠煥發勃勃生機，我國第一臺蒸汽機車“八一號”就誕生在這里。經過半個多世紀的發展，這里已成為我國高速列車的產業化基地，研制出了時速200至350公里的“和諧號”CRH2型系列動車組、世界首創的長大編組臥車動車組，主導了中國南車集團新一代高速列車CRH380A的整車研發制造?？梢哉f，中國南車四方公司的技術引進與創新之路，從蒸汽機車時代就開始了。

        然而，真正的全球競爭卻是在鐵路從內燃機車時代跨入電力機車時代，特別是進入高速鐵路時代之后。

        2010年6月14日，青島。參加中國高鐵技術攻關的數百名科研人員和企業負責人一起走進中國南車四方公司，第一次見到了時速380公里的新一代高速動車樣車，此時距攻關項目立項僅兩年。

        2008年2月26日，北京釣魚臺。科技部與鐵道部在這里共同簽署了一份《中國高速列車自主創新聯合行動計劃合作協議》。這是科技部有史以來首次與一個行業共同構建國家級自主創新平臺。其核心目標，就是設計、制造和運營時速380公里的新一代高速列車。

        根據鐵道部的設想，這一科研計劃的啟動，標志著繼“引進消化吸收”和“集成創新”兩個階段后，中國高鐵發展開始向“全面創新”沖刺。

        2004年到2005年間，依照國務院“引進先進技術、聯合設計生產、打造中國品牌”的總體要求，鐵道部制定了“三步走”的高鐵發展戰略。在鐵道部的采購政策主導下，中國南車青島四方公司、中國北車長客公司和唐車公司等列車整車生產企業先后從日本川崎重工、法國阿爾斯通和德國西門子引進技術，聯合設計生產高速動車組。

        2007年4月，全國鐵路第6次大提速。誕生于南車四方公司的我國首列時速200公里以上的高速動車組CRH2A型“和諧號”開始批量投入運營。然而，由于之前的跨國合作背景，“和諧號”動車組甫一登臺便被不少媒體詬病為“舶來品”。有專家亦表示擔心：中國高鐵會不會由于外方不愿亮出“看家本領”，從而像有些產業一樣，再度陷入“引進—落后—再引進”的怪圈？

        面對這一擔憂，中國南車集團提出，技術可以引進，創新能力卻是買不來的，所有參與項目的企業必須靠引進技術與自主創新“兩條腿”走路。中國南車四方公司董事長江靖對這一理念作出了詮釋：“國外先進技術的消化吸收，與引進方式和消化能力有關。就南車四方公司而言，引進的主要是設計技術和制造技術。設計技術的引進主要通過技術培訓、資料轉讓以及聯合設計實現，制造技術的引進主要通過轉讓工藝方法和工藝標準來實現?！痹诩夹g引進過程中，中國南車四方公司不僅全面掌握了相關技術，還完成了工藝文件的轉化和整體技術方案的改造，使得原材料及零部件的國產化率達到了70%。

        中國南車提供的資料顯示，在這一時期，僅四方公司一家就留下了600多頁的試驗記錄、數百兆的電子數據記錄，進行了長達6萬公里的線路運行試驗，完成了110項優化設計，在編組形式、動力配置、車型設置、旅客界面、減震降噪等方面開展了大膽創新，成功解決了引進技術和中國鐵路環境的“水土不服”，并構建了產學研用深度結合的動車組產品研制平臺。

        CRH2A型時速200~250公里動車組投入運營后，在中國南車主導下，其旗下的整車制造商南車四方、關鍵部件供應商南車株洲所以及南車電機等單位立即啟動了時速300至350公里的動車組研制工作。據介紹，在京津、武廣、鄭西等高速線路上，研發人員開展了一系列綜合線路試驗，對高速條件下的系統行為進行了全面研究，對動車組的牽引性能、車體強度與模態、轉向架等方面進行了系統提升與優化，突破了制約速度提升的關鍵技術。加之有了線路基礎，僅用了一年多時間，CRH2C型時速300至350公里高速動車組便研制完成。

        2008年，“聯合行動計劃”簽署半年后，科技部以“973”、“863”和“科技支撐”三大國家科技計劃項目的形式，開始下達新一代高速動車組的科研任務。其中，“973”側重氣動力學基礎研究，“863”側重車輪材料和檢測技術研發，“科技支撐計劃”側重高速輪軌和列車研制。

        作為新一代高速動車組的主導研制單位，中國南車四方公司承擔了其中最關鍵的國家科技支撐計劃項目——“中國高速列車關鍵技術研究及裝備研制”，負責課題兩項，參與五項。據了解，這是該公司成立以來經歷的規模最大、難度最高的國家級科技項目。

        高含金量的“中國臉”

        2010年4月，CRH380A新一代高速動車組首列車在中國南車四方股份公司下線。一個月后，新一代高速動車組的頭車亮相上海世博會。經媒體報道后，CRH380A的流線型車頭作為中國新一代高速列車的標志性形象被廣為傳播。那么，這個“中國臉面”的含金量究竟如何？

        一般人看來，CRH380A的流線型車頭具有一個漂亮的外形，而按現代工業設計的標準和要求，其設計過程是對產品、服務及其系統進行優化的一項創造性活動，工業設計的主體是產品設計，而產品設計是企業技術創新的載體。

        與日本新干線機車的子彈頭造型相比，我國CRH380A的頭型在波浪形楔形結構頂部，呈現出一個圓突形的旋轉拋物面。這個設計概念源自于我國的長征火箭，可以使車頭造型圓潤、光滑，線條流暢，形態飽滿。不過，在工業設計領域，造型上的真正差異和設計竅門，絕非外表看上去那么簡單。

        頭型是決定列車氣動性能的關鍵。與航空飛行器相比，高速列車由于還要面臨地面氣流的擾動，兩車交會時車體的激蕩，以及車體通過隧道時的氣流變化，因此，高速列車的頭型設計比飛機更具挑戰性。我國CRH380A的頭型設計是從基礎理論、關鍵技術到試驗體系深度融合的結晶。

        早在1994年，鐵道部所屬的長沙鐵道學院就成立了“高速列車研究中心”。“九五”、“十五”期間，我國啟動國產高速列車研制計劃，“中華之星”、“中原之星”、“奧星”等一批優秀的國產車頭就是在這里做的風洞試驗。

        據介紹，在日本，為了測試兩車交會時的車外氣壓，通常采用在車身上打孔的辦法，不僅影響美觀，而且耗資巨大?？蒲腥藛T借鑒了我國航天航空領域的先進成果，制作出一種拍式感壓片，雖只有硬幣大小，但將其貼在機車上，便可測試兩車交會時的氣壓波動。

        “十五”末期，我國高鐵戰略發生了重大調整，從以國產為主到引進消化吸收為主，列車頭型研制主體單位也發生了變化。然而，借鑒本國航天科技成果的做法卻延續了下來。

        作為“聯合行動計劃”十大攻關課題之一“高速列車空氣動力學優化設計及評估技術”的承擔單位，中科院力學所為我國航天航空事業作出過重要貢獻。此次又圍繞高速列車的減阻、降噪和運行安全，參與到CRH380A的研制中來。他們采用2836個核的計算機機群，有1位院士、1名博導和25個博士生參與，與南車四方公司的設計骨干一起，4個月內共進行了超過300個工況的空氣動力學仿真分析。

        據南車四方公司副總工程師丁叁叁介紹，CRH380A的頭型設計，先后經過了概念設計、仿真計算、風洞試驗、樣車試制等研發流程，眾多國內一流科研院所參與其中。其中，南車四方公司負責整體組織，主導完成方案設計、優化和制造；中科院力學所負責氣動性能仿真分析；清華和北大負責側風穩定性計算；中國空氣動力研發中心負責氣動力學風洞試驗；同濟大學負責氣動噪聲風洞試驗；鐵科院、西南交大等單位完成實車測試。

        這個過程中，研發人員首先設計出20種概念頭型，經技術、文化和工程可實施性綜合評估后，被初篩為10種；經多達17項75次的數值仿真和循環優化后，留下5個進入備選，并制作出1∶8模型；在完成760個工況下的風洞氣動力學實驗和60個工況下的風洞噪聲試驗后，優選出兩種進入施工設計；最后，其中的一個被制作成1∶1的實車模型，并送往鄭西、武廣高鐵，在完成520個測點上的22項線路測試后，經進一步優化，CRH380A頭型才最終確定。

        可見，最關鍵的不是“長相”，而在“性能”。后來的連續試驗數據表明：經過調整優化后的CRH380A頭車各項性能表現優異：氣動阻力降低了15.4%，隧道交會壓力波降低20%，明線壓力波降低18%，氣動噪聲降低了7%，均達到國際領先水平。此外，由于在車頭兩側采用了一種叫做“導流槽”的設計，尾車氣動升力被“導流”產生的向下壓力抵消，接近于零，使得它就像一雙強有力的手，牢牢地抓住鐵軌，不讓火車飛起來。

        實至名歸的“國家一等獎”

        2010年1月，由中國南車四方公司承擔的“時速250公里動車組高速轉向架及應用”科研項目，榮獲2009年度國家科學技術進步獎一等獎。國家科學技術獎勵評審委員會在授獎詞中寫道：CRH2型高速動車組轉向架的研制成功，不僅推動了材料、機電、控制、牽引制動、信息等技術進步和產業升級，而且使中國鐵路由普速跨入了高速時代。

        在上述研究成果基礎上發展起來的CRH380A的轉向架部分被稱為“完全是自主研制的”。這一點在外界幾乎沒有引起爭議。

        轉向架是高速動車組的走行裝置，它相當于汽車的底盤，整個系統由車輪、減震、傳動、制動裝置等組成，是決定車輛行駛性能和安全性的關鍵部件，決定了列車運營速度和運行品質。

        由于高速列車的軌道實際上并非絕對平整，而是存在非常細微的起伏。當列車高速運行時，這種不平整會加大列車的振動，橫向出現“蛇形運動”，縱向產生“鐵軌激擾”。當兩車高速交會時，產生的瞬間氣流變化則會導致這種振動加劇，使列車出現失穩，嚴重時甚至可能導致脫軌。

        國外的高速列車通常采用4毫米至6毫米輪軌間隙的限值。而我國的高速動車組要求既能在既有線路運行，又能在客運專線上安全運行，所以必須制訂自己的輪軌匹配技術標準。

        面對這一系列難題，南車四方公司的技術人員首先建立起了精確的動力學模型，并確立了我國高速轉向架輪軌匹配技術標準。在此基礎上，研究人員圍繞提高臨界失穩速度、降低脫軌系數、改善平穩性三大指標，通過仿真分析進行了一系列迭代優化，完成了涉及動力學、結構強度、磨耗、潤滑、溫升等數十項分析計算。

        該成果的獲獎資料上顯示，CRH2型高速轉向架，不僅突破了傳統車輛動力學的單車和多剛體假設，發展了系統動力學理論；而且在高速轉向架的減震懸掛匹配技術、保證結構安全性的輕量化技術上，均作出了系統創新。

        在CRH380A的研發中，設計團隊在CRH2型轉向架基礎上，經過系統分析京津、武廣高鐵累計里程百萬公里線路的跟蹤試驗數據，提出了進一步的優化設計方案。據統計，共開展了45項動力學及結構強度仿真分析，52項臺架試驗，15次線路試驗，此外還給轉向架安裝了空氣彈簧和系列減震裝置，有效解決了在列車更高速度下運行的穩定問題。

        列車時速每提高一公里，帶來的磨損都是巨大的。針對這一難題，CRH380A的研制人員迎難而上，不僅在車輪材料上下足了功夫，還在超出標準限值載荷條件下，對轉向架進行了多達1000萬次的疲勞強度試驗，通過反復的樣機臺架試驗和整車線路試驗，才最終確定轉向架各項參數。

        為防止轉向架上的軸承因溫度過高導致類似汽車的“抱死”等現象發生，設計人員在車輪、電機和齒輪箱的軸承上還安裝了溫度傳感器，一旦超溫，車輛控制系統就自動限速。這些輔助裝置，進一步保障了轉向架的安全可靠性。

        試驗結果表明：我國的CRH380A在運行時速為380公里時，脫軌系數小于0.1，遠小于0.8，安全裕量充足；客室振動舒適度小于1.5，達到優級；“踏面接觸應力”比歐洲標準降低了10%～12%，安全系數則提高到了2.7，部件疲勞壽命可滿足20年使用要求。在速度更快的同時，轉向架各項性能不但沒有降低，反而得到大幅提升，整體技術性能達到了國際先進水平。

        在2007年第六次鐵路大提速中，南車四方公司研制的高速轉向架先在京廣、京滬等9條共計6000多公里的主要干線上得到運用，后又應用于京津、武廣等新建高速線路，累計運營里程已超過9000萬公里，成為我國高速轉向架的主型產品。

        京滬高鐵開通時，不少媒體人員在試乘CRH380A后發回的報道中，紛紛感嘆“雞蛋不滾，杯水不晃”，列車車廂底下的“高速轉向架”這一自主創新成果功不可沒。

        高水準技術平臺的支撐

        “技術可以引進，但自主創新能力卻要自己培育，只有具備了自主創新能力，才能永站潮頭，永續發展。CRH380A就是我們站在了國家層面的技術創新平臺上研制成功的?！蹦宪囁姆焦究偣こ處燒徝魅缡钦f。

        高速動車組是尖端技術的高度集成，涉及總成、車體、轉向架、牽引變流器、牽引變壓器、牽引控制、牽引電機、制動系統、網絡控制等九大關鍵技術以及10項配套技術，涉及零部件超過5萬個。特別是被譽為高速動車組“心臟”和“大腦”的牽引電傳動及網絡控制的兩大核心技術，是國外公司明確不予轉讓的核心技術。要在短時間內消化吸收如此紛繁復雜的技術，為我所用，談何容易！

        由于我國的制造業整體水平不如發達國家，像高速動車組這樣的多系統、大體量、高技術產品，其制造難度絲毫不亞于設計。如果沒有良好的技術集成能力，沒有可靠的試驗平臺，要實現國產化是根本無法想象的。

        為了提升高速動車組的自主創新能力，近幾年，國家發改委和科技部先后在南車四方公司建立了高速列車系統集成國家工程實驗室和國家高速動車組總成工程技術研究中心，加之南車株洲所已有的變流技術國家工程技術研究中心，以及中國南車建設的機車和動車組牽引與控制國家重點實驗室、國家級技術中心和博士后科研工作站，該公司已成為行業內國家級研發試驗機構最多的企業。

        高速列車系統集成實驗室是目前國內軌道交通行業實驗設備最全的實驗室，擁有整車滾動試驗臺、轉向架疲勞試驗臺、電磁兼容試驗臺、制動試驗臺以及產品虛擬中心等。該實驗室的建設不僅完善了高速列車試驗驗證體系，而且為南車四方公司乃至我國高速列車自主研發能力的提升提供了重要支撐和保證。

        “創新體系建設中另一個很重要的環節就是試驗驗證體系。設計運行時速達380公里的動車組，世界上沒有先例可循，完全靠自主研發。我們經歷了目前歷史上規模最大、歷時最長的科學研究試驗，一步步探索高速動車組高速運行的規律?！盋RH380A總體設計師梁建英介紹說。

        在京津高鐵，研究人員進行了半年17大類1800多種不同運行狀況的科學試驗研究，探明了高速列車在平原運行的規律。在武廣高鐵，針對其隧道多、橋梁多、運營里程長等線路特點，進行了11個月的試驗研究，完成了高速運行空氣動力學等項目的研究試驗。在京滬高鐵，這些試驗進行得更為密集。

        在京津、武廣、鄭西、滬杭、京滬高鐵，以及全國近百家試驗研究單位，累計達152大類、2800余項的試驗，相當于繞地球50多圈200多萬公里的行程，不僅確保了CRH380A的研制成功，而且全面驗證了CRH380A的各項技術性能。

        隨著凝練各項創新成果的CRH380A的誕生，中國南車四方股份公司也因此獲得了國家科技計劃執行優秀團隊獎?？茖W嚴謹的研發流程、聯合創新的有效平臺、完善的試驗驗證體系、層次結構合理的研發團隊，形成了南車四方強大的創新能力，成就了CRH380A的自主創新、成功研制。