1.2 中国高速铁路技术积累

1.2.1 技术跟踪与交流

高速铁路甫一诞生，中国就予以高度关注，开始技术跟踪。自20世纪80年代起，我国铁路科技人员收集编译了大量国外高速铁路相关资料。

代表性的技术论著和资料集有：铁四院收集编译《高速铁路》，1984年由铁道出版社出版，分九章介绍了各国高速铁路的行车概括、线路标准、线路、道岔、桥梁、线路研究、牵引供电系统、机车车辆等；孙翔编译《世界各国的高速铁路》，1992年由西南交通大学出版社出版；西南交通大学机车车辆研究所于1992年编译了《德国ICE高速列车驱动转向架译文集》；1993年，詹斐生、孙翔编写了《各国高速列车动力车转向架的现状比较》；1995年，铁道部劳动卫生研究所编写了《国外高速旅客列车车内安全卫生与环保调查》；1995年至1998年，铁科院机车车辆所收集资料并编译印刷了七册内部资料《国外高速列车译文集》。

铁道部有关司局组织了对日本和德国铁路、高速铁路有关规章、规范的翻译。1993年，科技司与西南交通大学翻译完成《德国联邦铁路城际特快列车ICE技术任务书》；1994年，中国铁道学会自动化委员会编译了《日本国铁最新信号技术》。

业界人士还在《中国铁路》《铁道知识》等专业期刊发表了数百篇论文，介绍各国（地区）高速铁路的发展情况，非专业的媒体如《瞭望》杂志也于1993年第39期和1994年第26期分别刊登文章《高速铁路在世界兴起》《世界各国竞相发展高速铁路》，介绍日本、欧美诸国高速铁路发展状况和趋势，描述了高速铁路的特点，分析了各国纷纷建设高速铁路的原因。

20世纪60年代日本东京-大阪线高速铁路刚刚完成，中日两国关于高速铁路的交流就开始了。日本铁道技术协会等机构多次组织日中铁道技术交流访华团访问了我国铁路部门，中国铁道学会等机构也组织赴日考察团，对日本铁路的发展过程、主要特点与发展趋向进行了解。1994年6月，日本海外铁道技术协力协会（JARTS）还专门在北京主持召开高层次、多方位的“中国高速铁路研讨会”。

除日本外，我国和法国、德国等高速铁路技术原创国的学术交流也十分频繁。1991年6月，铁道部举行了中法高速铁路技术研讨会。1993年11月，由铁道部科技司主办举行了“中德高速铁路技术研讨会”。

在关注国际高速铁路发展的同时，业界开始思考中国修建高速铁路的必要性和可能性。不少专家撰文提出政策建议，如周宏业在1994年第3期《铁道知识》发表文章《发展具有中国特色的高速、重载铁路》，孙翔在1994年第10期《中国铁路》发表文章《发展具有中国技术特色的高速铁路》，在分析各国高速铁路技术特点的基础上，提出应发展具有中国技术特色的高速铁路。其认为我国已具备了发展高速铁路的工业基础及技术条件，应在抓紧与国外技术合作的同时，自主研制具有中国特色的高速列车。

中国铁道学会、中国交通运输协会等学术组织从1990年至1993年9月共召开近10次学术研讨会，对我国兴建高速铁路的社会意义及技术和经济可行性、技术方案、筹资方式等问题进行了多方位的探讨。通过这些学术活动，沟通了思想，提高了对高速铁路在我国运输业中应占有重要地位的认识。

铁道部也组织了相关研究。1990年3月，铁道部向国家提交了《关于“八五”期间开展高速铁路技术攻关的报告》。1991年3月公布的《中华人民共和国国民经济和社会发展十年计划和第八个五年计划纲要》，将铁路高速技术作为我国科技攻关的重点课题，国家计委正式将此课题列入“八五”国家重点科技攻关计划。1991年5月，铁道部组织100多位专家参加200公里/小时速度以上高速铁路技术论证会，对发展高速铁路的必要性、可行性、速度目标值和技术模式等问题进行了论证。与此同时，开展了京沪高速铁路可行性研究，进行了运量预测、运输组织、高速线路标准、运价、经济分析等9个专题的研究工作，1992年7月全部完成。

1.2.2 技术研究

基础技术研究是建设高速铁路的第一步。20世纪90年代以来，铁道部先后确立研究课题460多项，其中约50项列为“八五”“九五”“十五”国家科技攻关项目，内容包括运输经济、工务工程、机车车辆、通信信号、牵引供电、材料工艺及运营管理等方面。主持研究的人员约涉及40家单位，参加人员数千人，为解决高速铁路技术问题，形成中国高速铁路技术体系做了基础准备。

1.2.2.1 高速铁路基础设施建筑技术研究

（1）高速铁路深水长大桥梁

我国幅员广阔，大江大河众多，在建设高速铁路过程中必须解决长大桥梁建设问题，主要包括结构刚度控制、耐久性保证、大跨度深水桥梁建造等技术问题。为此，铁道部组织了十几项课题进行专题研究，主要有：高速铁路桥梁动力性能的研究，高速铁路桥梁动力设计参数的研究，高速铁路中小跨度桥梁竖横向刚度限值及合理分布的研究，高速铁路桥梁纵向力传递机理及传力构造的研究，高速铁路中小跨度桥梁桥式合理布置和合理结构的研究，高速铁路中小跨度桥梁合理结构型式的研究，高速铁路160～400M钢桥技术特性、设计参数及结构构造的研究，高速铁路96P 240M混凝土桥技术特性、设计参数及结构构造的研究，高速铁路桥梁减振支座的研究，高速铁路900T架桥机——下导梁式架桥机及运梁车的研制，高速铁路900T架桥机——迈步式架桥机及运梁车的研制，高速铁路900T架桥机——拼装式架桥机及运梁车的研制，高速铁路系杆拱桥设计研究，高速铁路桥面设施设计研究及高性能构件的研制，京沪高速铁路南京长江大桥关键技术的研究，在设计参数、技术特性、施工设备等方面取得了大量成果。

（2）高速铁路软土地基

我国地质条件复杂，由于地形地貌、水文及气象特征、地层岩性等在各路段均有很大差异，不良地质与特殊岩土的分布及特征各不相同，特别是面对沿线软土、岩溶、湿显性黄土发育，路基要承载高速列车高频动荷载作用就必须具有足够的动刚度，无砟轨道沉降控制要求的地基处理技术难度极大，采用自然沉降和一般的地基处理方法难以满足京沪高速铁路深厚软土路基工后沉降和动刚度的要求，必须采取有针对性的处理方法增加路基强度，控制路基变形和沉降。此外，高速铁路路基、桥梁、隧道不同工程类型过渡频繁，控制轨道刚度的变化，最大限度地减少因沉降不均匀引起的轨面变形是路基工程的另一难题。

为解决这些问题，铁道部组织了高速铁路路基关键技术的试验研究——深层软土地基加固处理、高速铁路路基关键技术的试验研究——下蜀黏土填料改良技术和钢砟在填筑中的使用、高速铁路路基关键技术的试验研究——软岩填料改良、高速铁路路基关键技术的试验研究——液化土的加固处理、高速铁路软土地基桥梁基础沉降设计的试验研究、高速铁路路基沉降控制的试验研究、高速铁路软土和液化土地基处理技术的试验研究、高速铁路墩台基础工后沉降计算方法和工程措施的研究、高速铁路液化土地基加固技术的试验研究等课题，对软土特性有了深入了解，在路基沉降控制等方面提出了解决方案。

（3）高速铁路隧道新技术

高速铁路隧道设计是由限界、构造尺寸、使用空间和缓解及消减高速列车进入隧道诱发的空气动力学效应等方面要求确定的，后者起控制作用。所谓隧道诱发的空气动力学效应，指的是列车进入隧道时，原来占据着空间的空气被排开。空气的黏性以及气流对隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被排开的空气不能像在隧道外那样及时、顺畅地沿着列车两侧和上部流动，列车前方的空气受压缩，随之产生特定的压力变化过程，引起相应的空气动力学效应并随着形成速度的提高而加剧。

空气动力学效应对高速铁路运营的影响很大，其主要表现在以下几方面：形成瞬间压力，造成乘员舒适度降低，并对车辆产生危害；微压波引起爆破噪声并危及洞口建筑物；形成阻力加大；空气动力学噪声；列车风加剧。

为解决上述技术问题，铁道部组织了高速铁路隧道设计参数的研究、高速铁路隧道合理断面形式研究、沉管隧道技术条件的研究、沉管隧道结构选型及计算方法研究、沉管隧道接头结构型式及防水研究、沉管沉降特性及接头沉陷允许值研究、沉管隧道基槽施工及基础处理技术研究、沉管隧道基槽水下边坡及干坞稳定性的离心模拟试验研究、高速铁路长江沉管隧道修建技术研究、沉管隧道竖井结构及稳定性分析、沉管隧道基槽开挖对联环境影响及控制的研究、沉管隧道回填技术研究、沉管隧道空气动力效应分析相关措施的研究、沉管隧道地基及基础水下注桨技术的研究、沉管隧道养护维修及防灾技术的研究、沉管隧道修建技术综合分析研究等十几项课题进行了专题研究。

1.2.2.2 高速列车研究

高速列车与传统列车的区别和主要特点在于它自身的系统性，以及作为高速铁路的一个子系统，与其他系统的密切联系、相互影响，是机械、电子、材料、计算机、控制等现代技术的集中体现。

概括地说，在设计高速列车时必须解决以下六大技术问题。

（1）动车组总成

高速动车组总成技术包括总体技术条件、系统匹配、设备布置、参数优化、工艺性能、组装调试和试验验证。在总体设计技术条件下，对动车组车体、转向架、牵引传动系统、制动系统、列车控制网络系统、辅助供电系统和车端连接装置等元素按有关参数进行合理选择设计和优化，确定各子系统间的接口关系。最后经历生产、组装、测试、调整和试验等过程，完成动车组整体集成。系统集成使动车组达到牵引、制动、车辆动力学、列车空气动力学、舒适性和安全性等基本性能要求。

（2）牵引传动控制系统

高速列车在高速运行时的基本阻力主要是空气阻力，所需功率与速度的三次方成正比，如此大幅度地增加功率，则意味着要有新技术的大量应用，高速列车的电力牵引传动系统必须向功率大、重量轻、体积小、可靠性强和成本低方向发展，高速列车的牵引传动系统必然采用先进的交流（交-直-交）传动系统。

（3）高速转向架

为满足列车高速运行的需要，高速列车转向架必须保证具有足够的强度和刚度、较强的运动稳定性和运行平稳性、良好的曲线通过能力、较低的轮轨动作用力，最大限度地发挥轮轨间的黏着潜力，要结构简单、可靠、少维修。因此，高速列车转向架需要解决的关键技术包括转向架轻量化技术、转向架悬挂技术、转向架驱动技术和牵引电动机悬挂技术。

（4）高速制动技术

高速列车的制动系统是实现列车高速、安全运行的保障。列车高速运行时具有相当大的运动能量，而高速列车的制动技术必须解决列车动能的快速转换和能量消耗问题，并在轮轨黏着允许的条件下，做到高速列车的可靠制停或降速。另外，由于轮轨黏着系数随运行速度的提高而下降，因此更增加了高速制动技术的难度，需在基础制动技术、电制动技术、复合制动技术和防滑控制技术等方面突破相关技术问题。

（5）高速车体技术

为确保高速运行条件下的行车安全和乘坐舒适，降低运行能耗，需要在车体轻量化、气动外形和车体密封等方面进一步优化。

（6）列车控制网络系统

列车控制网络系统对于高速列车安全运行起着重要的作用，需要通过车载设备实时监控各关键部件工作状态，通过决策系统实现高速列车运行安全隐患的快速诊断。

自1992年开始，铁道部开展了针对日、德、法等国不同类型高速列车关键技术的研究和主要部件的研制工作。主要研究内容有：高速列车总体技术条件，独立式动力集中型高速列车的转向架、车体结构，铰接式动力集中型高速列车转向架及车体连接结构，动力分散型高速列车研究，高速列车交—直—交传动系统，高速列车制动系统及关键零部件，列车控制、诊断、监测系统，列车密封技术及车内环控技术，列车检修基地，列车空气动力学性能及车体轻量化。

在关键技术研究基础上，设计开发动车组。有代表性的是在秦沈客运专线试运行时采用的“先锋号”和“中华之星”号。

“先锋号”动车组是“九五”国家重点科技攻关项目，是动力分散型动车组，最高速度250公里/小时，运行速度200公里/小时；“中华之星”号动车组是“十五”国家高新技术产业化项目，为动力集中型，采用铝合金车体技术，最高速度300公里/小时，运营速度270公里/小时。

“先锋号”和“中华之星”号出于技术成熟度和稳定性等原因，没有最终用于我国高速铁路，但其研发过程奠定了引进消化乃至独立设计研制高速列车的基础，也培养了对外招标、技术谈判所需要的技术基础和技术人才。

1.2.2.3 高速铁路牵引供电系统

高速铁路具有速度高、密度大、负荷重和双弓运行的特点；开行的高速列车采用大功率流线型交—直—交动车组，具有牵引负荷负载率高、带电时间长、功率因数高和动车组各次谐波含量很低等特点，为保证高速列车稳定正常运行，牵引供电系统的供电能力、受流质量和远程自动监控系统都需要满足很高的技术要求。

高速动车组的空气阻力随速度呈几何级数增长，列车牵引力主要克服空气阻力运行，牵引负荷很大。当高速列车按380公里/小时速度运行时，列车牵引功率最高达27600千瓦。因此要求在保证供电能力的前提条件下，具有良好的供电品质和受流品质。要合理设置分相间隔，以保证列车正常运行速度。沿线自然环境复杂多变，为保证稳定可靠地提供牵引供电，系统必须具备抵御一定自然环境侵害的能力。

铁道部先后组织实施了高速铁路接触网悬挂系统研究、中日合作的京沪高速铁路牵引供电系统研究、京沪高速铁路安全监控系统总体方案研究、接触网—受电弓受流性能试验方法和评价标准研究、中日合作的综合试验段计划、京沪高速铁路主要设备技术条件研究、京沪高速铁路牵引供电系统工程化研究等项目，经集成创新，提出了中国高速铁路牵引供电技术方案。

1.2.2.4 高速铁路信号安全系统

高速铁路信号系统是一项先进的控制技术。信号系统是铁路运输的核心设备，是铁路运行控制的神经中枢系统，高速铁路信号控制系统在保证高速铁路行车安全、提高运输效率中起着关键性的作用。

我国既有信号系统不能够满足高速铁路运营的要求，自20世纪90年代开始，在铁道部的统一安排下，开展了近60项专题研究，主要有以下几个方面。

总体方案研究，如高速铁路信号显示方案研究、高速铁路信息结构关键技术的研究、信号综合系统总体方案的研究、高速铁路行车安全保障系统的研究、高速铁路调度中心控制系统方案及关键部件的研究、高速铁路列车运行控制系统方案及关键部件的研究、高速铁路车站连锁系统方案及关键部件的研究、高速铁路专用通信网络系统方案及关键部件的研究、高速铁路通信网络结构方案及关键部件的研究、高速铁路列控车载系统方案及设备的研究、高速铁路基于轨道线路传输列控系统方案及关键技术的研究、高速铁路通信信号专用供电系统及监控网方案及技术条件的研究、高速铁路综合调度系统的研究等。

专项技术研究，如高速铁路车站集中联锁系统信息传输网结构及接口技术的研究，高速铁路区间光纤用户环路系统及设备研究，高速铁路无线列控技术探索的研究，高速动力车内部电磁兼容的研究，高速铁路列控系统能力的研究，高速铁路综合调度中心系统智能软件的研究，高速铁路列车旅客电话系统方案研究，高速铁路车站微机联锁远程控制装置、系统、接口和应用软件的研究，高速铁路与既有大站、枢纽结合与控制的研究，基于轨道电气传输信息的列控系统方案的研究，高速铁路光纤数字区段用户接入网技术条件的研究，高速铁路专用通信网对信号安全传输通道支持方案的研究，高速铁路数字轨道电路的研究，基于数字编码无绝缘轨道电路的ATC系统的研究，高速铁路信号安全信息光纤局域网研究，高速铁路光纤/无线环路信息传输系统的研究等。

技术设备研究，如高速铁路列控中心控制系统核心设备实用化的研究、基于行车指挥的调度系统及配套技术的研究、客运专线以车载信号设备为主体的通信信号系统技术方案的研究、环行线通信信号综合试验环境实施方案的研究、以光纤网为核心的综合通信网及相关配套技术的研究、客运专线综合通信信号系统试验工程系统设计、高速铁路列控地面控制中心设备的研究、高速列车信号车载智能设备的研究等。

1.2.2.5 高速铁路轨道安全检测技术

为保证高速列车安全运行，需要对轨道进行精确检测。检测工作由轨道车完成，车上安装的各种仪器设备在高速运行中自动完成各项检测。高速铁路轨道检测的主要内容包括轨道不平顺检测、轮轨作用力检测、舒适度检测、噪声检测、钢轨探伤等。

20世纪80年代，随着计算机技术和惯性基准测量技术的运用，通过使用组合式元器件，我国开创了GJ-3型轨道几何状态检测系统，首次实现了高低、水平、三角坑、车体垂直和水平加速项目实时检测，以检测波形和数值超限方式实时输出检测结果，实现了轨道几何超值计算机自动判别的功能，结束了长期采用人工判别超限的方式。在GJ-3基础上，研制了GJ-4型轨道几何检测系统，新增了轨距、轨向、超高、曲线半径等检测项目。GJ-4型轨道几何检测系统实现了我国轨道检测技术的自动化，成为既有提速干线检测的主要手段。

2001年，通过引进消化吸收和自主集成创新方式，研制开发了GJ-5型轨道几何检测系统。该系统采用了计算机局域网技术、计算机VME总线技术、激光摄像非接触测量技术、惯性技术、数字滤波技术、GPS里程同步定位技术等，最明显的特点是车下检测设备悬挂梁由轴箱移到了构架，增加了检测梁的安全功能，实现了高速运行条件下的安全检测功能。

1.2.3 工程试验

1.2.3.1 修建广深准高速铁路

1990年3月，铁道部将“广深铁路实现旅客列车最高速度160公里/小时的技术方案研究”列入当年铁道部科学技术发展项目。7月，铁道部召开大型专家论证会，通过可行性研究报告。10月，完成立项工作。

广深准高速铁路建设对于我国铁路来讲是一个全新的尝试。将列车运行的最高速度从120公里/小时一下提高到160公里/小时，对我国铁路的技术装备、工程技术水平、试验能力、管理组织能力等都提出了很高的要求。1991～1994年3年时间内，中国铁路系统为建设具有自主知识产权的准高速技术系统进行了全面攻关。

广深准高速铁路技术系统构成十分复杂。当时我国铁路绝大部分传统技术，如机车车辆性能及最高运行速度、轨道结构、道岔转辙设备、信号制式、线路平纵断面参数等均不能满足时速160公里的要求。为突破准高速铁路的技术难点，铁道部在充分论证的基础上，确定了“df 11型大功率客运内燃机车”、“准高速客车”和“准高速旅客列车速度分级控制系统”等14项科技攻关课题，组织了铁路局、工厂、科研设计单位、工程部门等几十家单位，采用联合攻关方式，依靠我国科技人员的积极性和创造性，进行了全面的科研和开发工作。

1992～1994年，在铁科院环行基地先后进行了多次综合试验，内容覆盖了各项技术装备的主要技术参数。经过综合试验，揭示了列车运行速度提高后的一些新规律，深化了对160公里/小时行车技术的认识，为优化产品性能及设计参数提供了理论依据，对推进准高速铁路建设起到了关键作用。1994年夏秋，开展了延续3个多月的广深准高速铁路正线试验。试验任务是对各项科研成果进行现场考核、验证理论与实践的一致性；对经过改造的基础设施的技术状态进行检验，以确定提速至160公里/小时的安全性与舒适度指标。该试验取得了数以万计的科学数据，根据这些数据，提出了《广深准高速铁路试验报告》，为广深准高速铁路如期开通提供了科学依据。

1994年12月15日，铁道部召开“广深准高速铁路安全验收评估会议”，对广深线安全性等进行了全面评估。1994年12月22日，广深准高速铁路胜利通车。

广深准高速铁路的建成和成功运营表明，铁道部选择广深线作为高速铁路起步的突破点是正确的。首先，广深准高速铁路运营的成功经验，坚定了“铁路旅客运输的发展应把提高速度作为重点”的理念，在全路旅客运输下滑的形势下，广深线客运市场非常红火，运量和效益逐年增长，起到了很好的示范作用；其次，该项工程的成功显示了我国技术开发和工程建设的实力，说明依靠我国的技术力量完全可能把主要干线旅客列车速度提升一个台阶；最后，该项工程为中国铁路大规模提速打下了较好的技术基础，提供了组织攻关、设计、施工、试验、运营等多方面的丰富经验。广深线预留了26公里长、速度为200公里/小时的列车试验段。1994年建成通车后，客车对数从25对提高到46对，远期达到65对，货运量由22Mt增至28Mt，全线运行时间缩短为1小时左右。广深准高速铁路的建设，是我国发展高速铁路迈出的第一步，为我国发展160公里/小时准高速铁路积累了经验，并为第二步发展250公里/小时高速铁路提供攻关基础和试验条件。

1.2.3.2 修建秦沈客运专线

秦沈客运专线西起河北省秦皇岛市，沿线经绥中、葫芦岛、锦州、盘锦、台安和辽中等地，终抵辽宁省沈阳市，全长404.6公里。1999年2月国家批准立项，1999年8月16日正式开工建设，2002年12月31日全线建成，2003年1月1日开展全线联调和动车组试运行。

秦沈客运专线是我国第一条客运专线，改变了我国既有的客货混运的运输模式。秦皇岛至沈阳200公里/小时速度列车的运行时间约为2小时10分钟，比原经沈山线特快列车的运行时间缩短1小时50分钟；与提速改造后的京秦线共同构成北京至沈阳客运通道，实现北京至沈阳5小时以内到达。

根据国家批准的项目建议书中秦沈客运专线主要技术标准“近期设计时速160公里以上（基础部分预留高速铁路的条件）”的意见，铁道部明确秦沈线的基础设施按200公里/小时进行设计，开通后运行200公里/小时及以上动车组。

为给我国高速铁路的设计、施工和技术装备选型提供技术储备，并保证秦沈客运专线全线的建设质量，在山海关-绥中北间修建了66.8公里的综合试验段。

为保证开通时200公里/小时列车运行的安全性、平稳性和舒适性，采用了新的设计规程、规范、标准和一大批先进的技术、装备和施工工艺。其工程技术鲜明地体现了“三高三新”的特点，即“运行速度高、规程规范新；技术含量高、设计标准新；质量要求高、施工工艺新”。

为了检验秦沈线工程的质量，确保开通时200公里/小时列车运行安全平稳，同时为了取得300公里/小时列车运行时线下工程的各种试验数据，铁道部于2001～2002年在秦沈线进行了三次综合试验，全面检验了不同运行速度等级下秦沈线的路基、线路、桥梁和牵引供电、通信信号、动车组等技术装备及相互间配合的安全性、稳定性和可靠性。

（1）第一次综合试验

2001年12月，铁道部在山绥段组织进行了第一次综合试验。采用了2M+4T编组的“神州号”内燃动车组，选择了典型的路基、过渡段、桥梁、无砟轨道和38号道岔等测点进行测试。试验最高速度达到了210.7公里/小时。所测的路基、桥梁、轨道和道岔都能满足200公里/小时列车的运行安全和平稳的要求。

（2）第二次综合试验

2002年9月，在山绥段进行了第二次综合试验。采用“先锋号”动力分散型动车组，进行了曲线、无砟轨道、道岔、桥梁、路基及路桥过渡段、噪声振动、安全退避距离、接触网支柱稳定性等38处线下工程地面测点的试验。同时进行了动车组的动力学性能、牵引、制动、列车交会、弓网受流、车载自动过分相性能等试验。

此外，还进行了车载TVM430、列车超速防护、车次号传递、CTC系统、TVM430/SEI系统联调和光纤通信系统、光纤射频直放、TETRA数字集群通信、无线列调数话同传等通信信号的调试和试验。

试验从160公里/小时开始，逐步提速，最高速度达到了292公里/小时。

试验结果表明：在高速运行下，山绥段的路基、过渡段、桥梁、无砟轨道、道岔和噪声振动等试验的实测最大值都小于规定的评定标准，符合设计要求；弓网受流性能良好；列车的安全性、平稳性也都符合安全评估标准。

（3）第三次综合试验

2002年11～12月，采用“中华之星”号动力集中型动车组进行了第三次综合试验。首先在山绥段完成了地面的线路、路基、桥梁、无砟轨道和道岔等试验，以及动车组的动车、拖车动力学性能、牵引、制动、列车交会、弓网受流性能试验。随后，进行了绥中北-皇姑屯段的全线试验。

在山绥段，动车组全编组的最高试验速度达到305.9公里/小时，2M+3T编组的最高试验速度达到321.5公里/小时。在绥中北-皇姑屯段325公里线路的拉通试验中，运行时间为1小时31分钟，平均速度为213.8公里/小时。

试验结果表明：秦沈线山绥段的路基、桥梁、无砟轨道、38号道岔和接触网等完全可以满足250公里/小时速度运行的安全性、平稳性要求；绥中北-皇姑屯段则完全满足200公里/小时速度运行的安全性、平稳性要求。

通过秦沈客运专线的建设，加强了对时速200公里及以上铁路的关键技术的认识和实践，积累了设计、施工、制造和系统调试的经验，认清了与国外高速铁路先进水平的差距，从而为京沪高速铁路建设提供了经验。

1.2.3.3 建设京津试验线

通过秦沈客运专线建设和综合实验，一方面获得了大量成熟技术，另一方面也明确了建设京沪高速铁路需要继续研究的关键技术。其主要有大跨度桥梁的设计和施工、高速大号码道岔的研制、接触网恒张力架线设备等。

京津城际铁路是中国继秦沈客运专线后建成的第二条高标准铁路客运专线，同时作为京沪高速铁路的综合试验线，采用高新技术的系统集成。全线长约120公里，连接首都北京和天津两大直辖市，于2005年7月4日开工建设，2007年12月15日全线铺通。

该项目在高速铁路关键技术方面实现重大突破，实现四个方面的技术创新。

在基础设计层次，实现了基本掌握无砟轨道绝缘处理措施及ZPW-2000轨道电路传输性能、路基沉降控制、线下工程变形控制、扣件、道岔、施工工艺、施工设备和无砟轨道技术经济适用条件等方面具有国际领先水平的技术创新。

（1）无砟轨道技术

轨道结构是铁路线路的基础，是支撑列车运行的重要组成部分。无砟轨道的设计、制造、安装要求非常高。轨道板是严格按照设计的几何尺寸、结构和规范的制作工艺，在工厂预制加工的，其精度误差以毫米级计量；每个扣件承轨槽要根据水平、高程三维坐标采用数控机床进行精密打磨加工，精度达到0.1毫米；无砟轨道的铺设需要采用专门施工机械和测量设备，经过粗调、精调等一系列步骤。京津城际铁路共铺设了34535块板式轨道板。通过京津城际铁路的建设实践，我国已完全掌握了无砟轨道的设计建造技术，形成了中国铁路无砟轨道技术标准和规范。

（2）桥梁建造技术

京津城际铁路途经北京、天津两大直辖市，沿线经济发达，道路纵横交错，土地资源极其宝贵，为最大限度地减少铁路线路对城市的切割，节省宝贵的土地资源，经过技术经济综合比选，京津城际铁路广泛采用了桥梁替代传统路基，桥梁长度占线路总长度的87%，每公里桥梁平均节省土地44亩，仅此就节约土地1600余亩。经过大量技术经济比选，京津城际铁路选用了900吨级重的32米简支整孔箱梁。这种梁，稳定性好，更适合高速列车运行，并且能够实现工厂化制作，有利于控制质量和工期。京津城际铁路的所有桥梁都做了耐久性设计和景观设计，桥梁主体结构使用寿命为100年。

（3）沉降控制技术

路基及桥梁基础的沉降控制是铺设无砟轨道及保持轨道平顺性的关键。京津城际铁路对基础的沉降有严格要求，其中路基及桥梁基础工后沉降不超过15毫米，桥梁相邻墩台沉降差不超过5毫米。京津城际铁路沿线地基为软土、松软土，天津段基岩在1000米以下。这类土具有含水量高、压缩性强、透水性差、强度低的特点，在这类土质上铺设无砟轨道，国内外都没有成熟的经验。经过工程技术人员的不懈努力，通过一系列技术攻关，通过封闭部分水井，减少或控制沿线地下水开采；桥梁增加桩长、桩径，采用可调高支座；轨道采取可调扣件等措施，有效控制了松软土地基地区的路基变形和桥梁沉降，满足软土地基以及区域沉降条件下铺设无砟轨道的要求。

（4）精密控制测量技术

列车在高速运行时，对轨道的平顺性和稳定性要求非常高，传统测量技术的精度已不能满足高速铁路修建、运营的要求。为确保高速铁路的桥梁、轨道、接触网部件等的精确施工和安装，京津城际铁路建立了精密控制测量网。设计时，用于对线路的测量；施工时，用于对桥梁架设、轨道定位、路基沉降的监测；运营时，用于对轨道、桥梁及设备的适时监测、养护。精密控制测量网由平面网和高程网组成，其中在天津建有一个深达800多米的水准基点。

在移动设备层次，实现了高速动车组在供电、车型、牵引、制动、减震、列车控制、检测等方面达到国际先进水平的技术创新。在京津城际铁路开行的动车组列车，使用的是拥有完全自主知识产权、达到世界先进水平的国产CRH2C型和CRH3型“和谐号”动车组。CRH2C型动车组是由四方机车车辆股份有限公司设计制造的，CRH3型动车组是由唐山轨道客车有限责任公司设计制造的。这两种动车组，是我国机车车辆企业在引进国外时速200公里动车组技术，成功实现了时速200公里及以上动车组国产化批量生产的基础上，通过再创新设计制造的，能够实现时速350公里平稳运行。由此，我国成为世界上少有的几个能够设计制造时速350公里高速动车组的国家之一，标志着我国机车车辆技术实现了历史性突破。

在运营组织层次，实现了在不同速度目标值、不同运行交路列车共线、跨线运输组织模式且有相应的调度指挥系统的保障等方面达到世界领先水平的技术创新。

1.2.4 动车组技术引进与国产化

2004年以来，按照国务院“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的总体要求，在铁道部、科技部的统一组织和领导下，动车组研发历程主要经历了三个阶段：一是技术引进、联合设计；二是消化吸收、集成创新；三是系统提升、全面创新。

第一阶段是技术引进、联合设计。在一次性引进时速200～250公里动车组技术基础上，分阶段实施了国产化，国产化率达到70%。对引进的动车组进行了优化设计，成功解决了引进技术与中国铁路环境水土不服的问题。通过对引进的动车组进行全面的仿真分析、地面试验和线路试验，掌握了时速200公里动车组的设计、制造技术，构建了动车组产品设计制造平台。

第二阶段是消化吸收、集成创新。在时速200～250公里动车组技术平台基础上，通过对编组型式、动力配置、网络控制系统、减振降噪及旅客界面等方面进行了优化设计，自主开发了时速250公里的长编组座车动车组和世界首创的长编组卧铺车动车组。同时，研制了时速300～350公里动车组，重点对牵引性能、车体强度与模态、转向架等进行优化和提升。

第三阶段是系统提升、全面创新。以时速350公里高速动车组技术平台为基础，历经仿真计算、台架试验、线路试验的反复分析、对比论证、试验验证，系统掌握了高速动车组的关键技术；完善了高速动车组研发、设计、制造、试验平台和标准体系。

2008年2月26日，科技部、铁道部共同签署《中国高速列车自主创新联合行动计划》，在国家层面上支持中国高速列车自主创新。同年4月，科技部启动了“十一五”国家科技支撑计划“中国高速列车关键技术研究及装备研制”项目。项目总投资30亿元，其中科技部拨款10亿元，铁道部投入和企业自筹20亿元，在科研项目和资金两个方面共同支持新一代高速列车研发。为积极推动联合行动计划的实施，在科技部和铁道部共同倡导和组织下，“十一五”国家科技支撑计划项目面向全国开放，充分发挥全国科技和产业资源优势，构建国家层面最高水平的研发团队，采用“产学研用”的模式开展联合攻关，上万人参与项目。

CRH380A是为京沪高速铁路的运营而研制的高速列车，其必须应对三大难点。一是运距长。京沪高速铁路全长1318公里，新一代高速动车组顶层技术指标设定为持续运行时速350公里、最高运行时速380公里，全程直达运行288分钟，动车组要经受住长距离持续高速运行的考验。二是工况复杂。京沪高速铁路途经244座桥梁、22个隧道，桥梁占线路总长的80.6%，全线铺设无砟轨道，对动车组高速通过隧道、隧道高速会车以及乘坐舒适性等提出巨大的技术挑战。三是运行环境差异大。京沪高速铁路纵贯4省3市，沿线地形地质情况复杂，跨越温带、亚热带，温度、湿度变化大，对高速列车动力学性能、减阻降噪、运行可靠性等提出巨大的技术挑战。

为满足京沪高速铁路的运营要求，CRH380A新一代高速动车组在9个方面达到了技术创新。

（1）流线型头型

与CRH2C头型相比，CRH380A头型综合气动性能有较大提升：头车气动阻力减小15.4%，头车侧向力降低6.1%，列车尾车升力降低50%以上，气动噪声降低7%。

（2）气密强度与气密性

新一代试验车表明：在车体结构重量仅增加约4%的情况下，车体气密承载能力增加50%（由±4kPa提高到±6kPa）；车内压力从4000Pa降到1000Pa超过180s（标准50s）；车内最大压力变化低于800Pa（标准1000Pa）；线路试验实测车体气动载荷为±4638Pa，车体安全、可靠，乘坐舒适。

（3）车体振动模态

高速列车本身是一种复杂的系统，随着列车速度的提升，线路激扰、轮轨振动、气流扰动急剧增加，激烈的复杂性导致车辆系统的各部分呈现不同频率与振型的模态特性。CRH380A车体整体和局部刚度明显提高，车体重量仅增加6%，车体结构模态的一阶垂向弯曲频率提高10%，地板一阶固有频率增加22%，端墙一阶固有频率增加21%。且与轨道周期性激扰频率无重叠，未发生共振，车体、转向架与无砟轨道模态匹配良好。

（4）高速转向架

转向架主要承担着导向、承载、减振、牵引和制动等功能，是决定高速列车运行安全和运行品质的核心。试验结果表明：转向架台架试验速度达到586公里/小时，满足了临界速度550公里/小时以上的目标。线路试验420公里/小时条件下，实测构架横向加速度最大值为标准限值（8m/s2）的45%；脱轨系数0.13为标准限值（0.8）的16.3%；实测轮轴横向力最大值为标准限值（53kN）的43.6%，运行安全性指标具有足够的安全裕量。其运行平稳性改善了30%～50%；转向架构架动应力降低了30%，疲劳寿命提高了2倍，可以确保转向架结构在30年全寿命周期内的安全可靠性。

（5）噪声控制

CRH380A试验车在郑西线的试验结果表明：在时速300公里条件下，客室噪声水平小于65dB（A）；时速350公里条件下，客室噪声水平小于68dB（A），均达到UIC660-2002标准的最优值。

（6）牵引传动系统

试验结果表明：CRH380A 16辆编组动车组总功率20440千瓦，单电机功率365千瓦，相比原6M2T 8辆编组动车组（总功率8760千瓦），牵引系统单元功率提升了23%，而重量仅增加了10%左右，牵引设备单位重量功率提高了10%。列车以380公里/小时运行时，人均百公里能耗5.12千瓦时，能耗指标优良。

（7）制动系统

试验结果表明：其充分利用再生制动，最大再生制动功率达30000千瓦以上。初速度380公里/小时，紧急制动距离7500米，低于8500米的标准值，满足安全平稳停车需要。

（8）高速双弓受流

线路试验表明：其平均接触压力不超过200N，离线火花率低于6.25次/公里，在运行时速380公里时，保证实现稳定受流，且满足最高试验时速420公里时的受流需要。

（9）旅客界面

以乘客的基本需求为基础，调查不同乘客的生活习惯和行为特点，系统分析旅客的需求与车辆设置功能之间的关系，确定将列车车种配置为VIP、一等、二等、餐车等车厢（座椅比例按照1∶5∶28配置），服务设施功能完备。

2010年12月3日，CRH380A高速动车组在京沪高铁枣庄至蚌埠段试验运行最高时速达486.1公里，创造运营列车世界最高试验速度纪录。^[3]