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西南交大校长徐飞:加速突破轨道交通前沿技术和战略性颠覆性技术

今天,轨道交通已经成为中国推进新型城镇化的新动能、走向世界的新名片。 

 

2016年6月29日国务院常务会议原则通过了《中长期铁路网规划》,规划了以沿海、京沪等“八纵”通道和陆桥、沿江等“八横”通道为主干,城际铁路为补充的高速铁路网。同时,伴随“一带一路”和高铁“走出去”战略深入实施,我国正在加速推进欧亚高铁、中亚高铁、泛亚铁路三条跨国高铁建设。毋庸置疑,我国轨道交通技术发展,已经成为推进新型城镇化,加速高铁“走出去”的关键支撑。 

 

目前,在基础设施建设方面,轨道交通正加速覆盖全球范围内自然环境更为恶劣的地区,复杂海洋环境和艰险山区一直是轨道交通基础设施建设的重点和难点,多种特殊地质地貌单元、生态脆弱、极端气象环境地区甚至成为建设“禁区”,相关领域基础理论研究还存在着许多空白,在关键技术的科学性、经济性与不确定性等方面存在明显不足,对高铁“走出去”战略的决策和行动支撑不够的问题日益突出。在重大装备方面,高速动车组、通信信号和牵引供电等装备已通过引进消化吸收再创新,实现了自主设计、国内生产和安全运行,形成了中国标准的高铁产品。但是,面对轨道交通强国持续创新的挑战,我国亟需发展更高速、更经济、更环保、更安全的下一代高速铁路装备技术,以更具竞争力的新技术和更加智能化的新产品,保持我国高铁可持续发展的竞争优势。 

 

例如,高速列车具有智能和自适应能力的转向架技术,包括高铁“走出去”所需的变轨距技术,新材料的轻量化车体技术,大功率电子变压器技术,永磁电机及其牵引控制技术,全电制动技术,同相供电技术,节能变压器技术,装备状态监测技术,新材料与新工艺的应用,大容量的无线通信和更加准确的移动闭塞技术,智能化的运输组织和动态调度技术等,都将是下一代高速铁路发展的核心技术。另外,运能更大的重载技术、既有铁路的技术改造与升级技术,也将是轨道交通技术发展的重点。 

 

另一方面,轨道交通已从传统的干线铁路向多样化发展,城市轨道交通发展迅猛,新技术不断涌现。我国100%低地板新型城市有轨电车技术应用广泛,围绕供电系统的创能、传能和储能新技术,燃料电池、超级电容、无线传能等新技术研究十分活跃。避免与地面交通干涉的跨坐或吊挂式单轨列车技术,轨道交通“最后一公里”的自动运行“轿厢”列车技术,低成本的虚拟轨道列车技术也已引起广泛关注。随着长沙机场线磁浮列车的开通运营,人们对磁浮列车寄予了无线期望,国家也已经在“十三五”先进轨道交通专项中立项开展时速200公里的中速磁浮交通系统和最高设计时速600公里的高速磁浮交通系统研究。 

 

日本低温超导磁浮列车实现时速603公里的载人试验和东京到名古屋(最终到大阪)运行线的开工建设,证实了利用超导磁悬浮技术打造更高速度的轨道交通的可能性,而我国具有自主知识产权的高温超导磁浮列车技术,以独特的自悬浮、自导向和自稳定性能,成为时速1000公里左右的地面超高速轨道交通的最佳模式。此外,采用真空管道的地面超高速轨道交通倍受关注,西南交通大学在2014年创建了世界首个真空管道高温超导磁悬浮交通实验系统,引起了国际学术界的广泛关注,IEEE旗舰刊物Spectrum称之为“超级轨道”(super chute)。最近,随着美国基于真空管道的超级铁路(Hyperloop)概念的提出和工程化研究,近声速的地面超高速轨道交通正在离你我越来越近。 

 

轨道交通技术迭代升级、日新月异。我们有理由相信,《铁道学报》作为我国轨道交通领域最高学术交流平台,一定将成为下一代高速铁路技术、新型城轨技术、磁悬浮交通技术、真空管道交通技术的“播种机”和“宣传队”。 


素材来源:西南交通大学

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