我国高速铁路技术标准的几点思考

列车运行的高速度历来是铁路人追求的目标，国外早在50年前就有了高速列车。随着我国对外开放和社会经济的发展，我国铁路也面临着列车大提速问题。为了建设我国的高速铁路，许多工程技术难题有待研究解决，制定高速铁路技术标准，就是其中之一。本文就相关问题谈几点看法。
1 必须建立我国独立自主的铁路标准体系
铁路是“国民经济的大动脉”，这一盛誉已经过半个多世纪实践的检验和洗礼，在今后相当长的历史时期内，由于历史发展的巨大惯性，铁路在国民经济中的重要作用和地位不会有大的变化。在列车常规速度（12O公里/小时以下）的时代，我国铁路已经建立了较完善的技术标准体系，其中包含铁路运输的基本模式、铁路技术政策和铁路产品标准，以及铁路基础设施的设计、施工标准及规范等，多年来运转良好并随着技术的发展而不断更新提高。然而，在列车速度不断提高并期望实现大幅度跨越（200公里/小时至350公里/小时）的高速时代，车轮和钢轨的粘着力学性能、路基轨道等基础设施的动力学效应、机车-环境的空气动力学影响等，都将按速度的高次幂来变化，在某种程度上可说是由量到质的变化。按过去技术标准建立起来的铁路系统不可能适应这一变化，而必须建立相应的新标准体系。
自有铁路以来，除了轨道和车轮的基本构造型式相同外，各个工业大国所采用的具体标准则是各式各样。多少年过去了，也没有出现采用统一标准的可能性。日本、法国和德国等国的高速铁路各有一套标准，某些基本设计理念也不相同。现在，中国正致力于高速铁路新标准的制定和修订，时间紧迫，制约因素很多，但无论这个过程有多长，遇到的困难有多少，中国一定要建立自己的高速铁路标准。建立科学合理的、符合国情的铁路标准体系，是国家的重大决策，是事关国家经济实力和技术发展水平、事关国防安全的大事，绝对不可含糊。我国《铁路主要技术政策》中明确提出：“要逐步建立一个具有中国铁路特点的技术体系”，高速铁路不应也不会全盘引用外国标准。
2 制定新的铁路系列标准是一项复杂、艰巨的工作，必须按科学规律办事
回顾铁路的发展历程可以发现，从蒸汽机车到内燃机车，再到电力机车，人类在提高火车速度时表现得小心谨慎。1991年，法国TGV就创下515.3公里/小时的纪录，但目前法德日等国家高速铁路的实际运营速度，均维持在28O公里/小时左右。这绝不是没有道理的，因为铁路自身的独特性，决定了铁路技术标准必须稳步发展。
2.1铁路建设投资规模巨大，建设后难以逆转
在铁路建设中，基础设施的投入是惊人的，一是规模大，动则数百公里，而且由干线路坡道、曲线半径等的限制，其土石方工程量是其他工程无法相比的。在英文中，铁路除了railway之类直观名称外，还有一个特殊叫法permanentway，含意为“永久性道路”。因此，如果采用的标准不当，所造成的损失是相当大的。依照《中长期中国铁路网规划》，中国铁路新一轮大规模建设即将展开，到2020年，将投资2万亿元，使铁路运营里程达到10万公里，其中高速铁路占有很大比例。面对这样大的规模和跨技术阶段的建设，如果在科学合理的技术指标和标准体系没有确定之前就动工、仓促上马，其所带来的混乱和损失将是不可估量的。标准定得过高，建设费用可能是数倍地高出，标准定低了，则会在日后的技术进步中被迫返工。今年4月铁路第五次大提速，列车时速才接近14O公里。据有关资料，由于相关的既有铁路线标准低，主要是曲线半径过小，不得不废弃而重建，其重点路段总长度已接近线路总长的三分之一。我国建筑史上所谓“三边工程”的惨痛教训必须引以为戒，中国铁路再也不应犯这种初级错误。
2.2 铁路标准受制于国内综合经济技术水平
高速铁路涉及的技术覆盖面广、综合性强，很多产品和材料是新出现的，不少工作可能要从基础理论研究开始。那些过去可以被忽略的技术细节，如今对于高速列车都显得十分重要。可以说，大到机车车辆的结构型式、动力类别，小到轨道上的每一个螺钉；从空中的电力接触网，到路基底层的受力变化；从列车内部的负压效应，到铁路噪音的影 响，都必须按新的速度条件进行计算和反复试验，最后确定技术标准。比如说火车车窗玻璃，现有时速160公里以下，为两层夹中空形式，满足了保温和防震的要求；而200公里/小时档次的高速火车的车窗，为防止意外打击和会车时的强大负压冲击，则采用三层玻璃，总厚度约4厘米，其中含一层高强塑料和一真空层，最外为钢化玻璃；至于司机室的前窗，则是采用飞机驾驶仓的材料和标准。这些相对而言的小问题，尚需经实践进一步检验，可见列车速度每上一个台阶是谈何容易！中国铁路还必须考虑的是，按照新标准国内能为高速铁路提供的产品有多少？这就是说，在标准定位和制造水平之间，必须找到一个合适的结合点，并为今后的发展留有空间。
2.3 旅客安全是压倒一切的大课题
国际上火车速度提升到160公里/小时后，对是否进一步提高速度曾有过一场争论，争论的焦点是在列车高速运行后，如何保证安全？唯一的出路就是保证包括列车在内的整个系统的技术可靠性，任何一方面都不能出错！法国自上世纪50年代就酝酿建造高速铁路，1981年才建成开通巴黎-里昂的高速线；德国新建的法兰克福-科隆高速铁路，计划及验证用了16年，修建用了6年才完成；韩国建设全长398公里的京釜高速铁路，经过明年的论证、筹划和12年的建设，虽宣称步入了铁路高速时代，据说还不断发生技术问题。可见，达到可能性的技术绝不等于实践可用的技术，在实现技术可能性和投入实际运营之间有显著不同。特别需要强调的是，高速铁路是为旅客服务的，和千百万旅客的生命安全息息相关。如果高速铁路系统在没有达到高度成熟之前，就为旅客提供服务，则意味着铁路部门把验证所用技术标准的责任强加到旅客身上，车上的每一个人在以自己的身体作为荷载，为系统提供试验条件。
毋庸置疑，制定适合国情的高速铁路标准是一项复杂和艰巨的工作，专业覆盖面广，需要多项现代高端技术的支持，而从理论研究、试验验证到最后实际应用，必然是一个足够长的过程，我们可以在别人成果的基础上大大缩短这个过程，但这一过程是不可逾越的。3 建立我国高速铁路标准体系的几点建议
中国铁路标准化经过4O多年的发展，在机车产品、线路设施和运输指挥等方面追赶国际先进水平，成就斐然，特别是上世纪80年代中期以来，铁道行业制定的国家、行业标准数量大幅度提升。近几年，铁道部组织收集整理了ISO、IEC、UIC等国际标准化机构和德、英、法、日、美、前苏联6个国家标准中与铁路有关的约4000多个标准进行研究，通过对国际标准和国外先进标准的积极采用，我国铁道行业标准无论在内容上还是在水平上都得到了充实和提高，初步建立了与我国铁路技术体系相适应的铁路标准体系。而今面对来势迅猛的高速铁路之风，必须坚持“发展产业必须要有相应的标准化作为支撑条件”这一科学理念，把铁路技术标准体系的确定作为实现我国高速铁路总体目标的当务之急。
3.1 重点立项、统一组织
铁道部在最新一版《铁路主要技术政策》中明确提出，高速客运专线中，旅客列车最高运行速度不大于35O公里/小时，并在有关条款中要求“积极采用国际标准和国外先进标准，加大标准化工作力度，提升铁路技术标准整体水平，建立适应中国铁路跨越式发展的技术标准体系”，技术指标内容已大量涉及高速铁路，但未对高速铁路标准予以重点描述。相应地，在铁道部技术标准研制计划中，也回避“高速”二字，只是在各个专业涉及到速度时才有所提及。看来，高速铁路标准的制定工作尚未受到足够重视。目前科技部已把“技术标准”作为科技发展三大战略之一，国家有必要将高速铁路标准单独立项，统一组织研究制定。
3.2 正确处理速度目标和技术标准的关系
铁路行业的最高决策部门，必须从战略高度提出目标值，这些目标必须在技术标准层面上得到落实和验证支持，使得目标具有现实性；落实不到标准层面上的目标，只能是空中楼阁、无本之木。制定标准的过程是由理论到实践，可能包括反复的设计、试验和验证等复杂过程，这就是目标对制定标准的指导作用，反之，制定标准的结果也对目标值有修正和限制作用。正确地认识技术目标和技术标准的关系是实施层面的出发点，有助于指导实践朝着理想目标前进。
3.3 充分利用现有资源
为加快我国高速铁路标准的建设，亟需对各种资源进行整合和充分利用。
（1） 中国铁路人已经自主建设完成了时速200公里的秦沈客运专线，并在科研、设计、施工、制造等方面积累了宝贵经验，创造了国产高速列车组、跨区间无缝线路、24米混凝土整体箱梁等一系列拥有独立知识产权的新技术，形成了一支现代铁路建设技术骨干力量，这是我们最重要的资源，必须加以充分利用。
（2） 第二资源是国外高速铁路先进和成熟的经验，加以借鉴可以少走弯路，加快我们建设步伐。借鉴国外经验、技术与建立我国独立自主的铁路标准体系并不矛盾，因为标准体系中包含诸多的具体技术标准，最简单的例子是铁路的标准轨距1435毫米，是由英国人四英尺八又二分之一英寸的马车轮距演变而来，多年来都没改变。由于种种原因，我国铁路工程技术人员对国外的先进技术及结构型式（新的路基、轨道、桥梁等）进展情况掌握不够，在设计理念上也和发达国家有差距，这在实际上制约了我国高速铁路的建设速度，因此，在统一协调下，加强国际合作和适当引进产品及技术是十分必要的。
（3）国内各行各业为高速铁路建设提供了有力支持。更重要的是，高速铁路建设可带动国内相关工业的发展。标准和技术密切相关，必须协调发展，促进铁路和其他行业在经济技术诸多层面上的交流融合。
（4）加强基本理论和基础学科的研究试验。从已经建成时速200公里的秦沈客运专线的具体实践和相关高速铁路技术的研究过程可以看到，我国路基、轨道、桥梁、接触网和信号等专业水平，还不能适应高速铁路技术标准的要求。为了加快高速铁路建设，铁道部曾公布高速铁路设计暂规，不久后又予以废止，其基本原因之一就是对高速铁路设计的若干基本参数研究深度不够，基础理论和基础学科的研究还有欠缺，不适应客观现实的需要。比如，列车动力载荷的选值，列车动应力大小及在路基内的分布规律等，基本理论比较陈旧，是在一般铁路基础上得出的研究结果。高速列车行车指挥和调度系统是高速技术的关键，我国在这方面的差距更大。“八五”期间，铁道部曾列出一些高速铁路的基础科研课题，但并未系统开展。因此应加大科技投入，加强基础理论和基本技术研究，为技术标准和
工程建设质量提供科学支持。
4 结语
为建设我国高速铁路，需要有高速铁路技术标准的支撑，科学地研究制定中国高速铁路的技术标准，是实现宏伟目标的首要工作。发挥铁路系统标准化研究的传统优势，统一协调、认真研究、科学设计、反复验证，要把高速铁路标准验证的过程正式列入整个计划之中。高速铁路发展已成为热门话题，人们企盼中国铁路能在为国民经济提供优质服务的同时，尽快缩小和国际先进水平的差距，稳步实现中国高速铁路的目标。