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自主创新是中国高铁发展之魂——访中国工程院院士、铁路运输专家傅志寰

傅志寰(1938— )中国工程院院士,中国电力机车事业开创者之一,中国铁路大提速主要推动者和决策者之一;领导秦沈客运专线建设,实现了中国高铁零的突破。出生于黑龙江哈尔滨铁路工人家庭,1961年毕业于莫斯科铁道学院。曾任铁道部部长、全国人大常委会财经委主任委员。著有《中国铁路改革与发展——探索与实践》《我的情结》《交通强国》《工程生态论》等,主编《破解瓶颈制约 推进科学发展》《综合交通运输管理体制研究》《交通强国战略研究》《中国高铁零的突破》《中国高速列车》等。

记者:党的二十届三中全会提出,必须深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略。中国高速铁路是中国“国家名片”,是国家重大基础设施建设创新发展的标志性成就。您投身铁路事业四十余载,对于创新在中国高铁发展中发挥的驱动作用有何评价。

傅志寰:经过多年的奋斗,中国高铁建设运营取得巨大成就。如今运营里程突破4.8万公里,占全球高铁总里程的三分之二以上,中国高铁用短短二十余年走完了发达国家半个多世纪的发展路程。高铁作为中国交通运输的主骨架,缩短了时空距离,加快了运行节奏,促进了城市群、区域一体化,重塑了中国社会经济格局,支撑了经济社会高质量发展,高铁还发挥了绿色交通的比较优势,为节能减排作出了重要贡献。

与此同时,高铁也是中国科技自主创新的典型。构建起完善的技术体系,涵盖了线路建设、牵引供电、列车制造等重要领域。其中,高速列车从“中华之星”到“和谐号”再到“复兴号”,不断迭代升级,成为中国高铁闪亮的代表。

习近平总书记指出:“我国自主创新的一个成功范例就是高铁,从无到有,从引进、消化、吸收再创新到自主创新,现在已经领跑世界。”中国高铁的发展从无到有、从弱到强,实现了历史性大发展,这是在中国共产党领导下,几代铁路人不懈奋斗的结晶。自主创新是中国高铁发展之魂,创新发展没有捷径可走,只有自立自强、锲而不舍、实事求是,才有成功的希望。

记者:曾有人提出“高铁的成就来自引进,是引进才使我们站在巨人的肩膀上”,您怎么认识?

傅志寰:这种说法乍听起来“有些道理”,而对于了解内情的人来说,是不全面、不准确,甚至是似是而非的。

说它“有些道理”是因为:引进,确实为我国铁路技术带来了可喜变化。比如,公众所关注的动车组,引进产品大大提高了旅行速度和舒适性。与此同时,引进加速了我国机车车辆设计手段的提升、加工工艺与生产组织方式的改进,助推了精细制造意识的增强和产品质量的改善。此外,引进还促进了机车车辆生产企业的技术改造和设备更新,提高了制造水平。

说它不全面、不准确、似是而非,是因为:

其一,占投资80%以上的高铁土建工程,与引进关系不大,其技术主要源于我国长期的实践。我国气候与地质条件复杂举世罕见,没有也不可能有现成的国外经验可资借鉴。超长大断面隧道、结构新颖的桥梁、高平顺度的轨道等建造技术之所以领跑世界,主要是自主创新的结晶。

其二,就机车车辆而言,实际上,不管是所谓“日系”还是“欧系”高速动车组,外方对诸如转向架、网络控制、变流装置、空气制动等关键核心硬件和软件技术都拒绝转让。这是因为我国机车车辆制造已经具有不俗实力,西方将我国当作极具潜力的竞争对手,心怀戒备。引进中,我国得到的主要是生产图纸、制造工艺、质量控制和检测方法,即制造合格产品所必需的文件、管理知识和有关专利,这也是我国企业受益最大的部分。然而,外方对于原始计算分析、研究实验数据、软件源代码则严加保密。突破并掌握核心技术主要靠我们自己。例如,已经试制成功的“复兴号”动车组不但摆脱了核心技术受制于人的局面,还实现了产品的简统化和标准化,制造和运营成本大幅降低。试验与运营表明,其动力学、牵引、制动、噪声等主要指标十分优异。更值得欣慰的是,控制系统软件均为自主编制,被人“卡脖子”的技术都已突破。这意味着我国已经打破外国公司的垄断,构建起自己的产品研发平台。“复兴号”动车组不但成为我国高铁不受外方约束、更放心、更经济的产品,也成为我国走向世界的一张“王牌”,其运营速度350km/h,超过日本、欧洲各国,位居世界第一。

由此看来,“高铁的成就来自引进,是引进才使我们站在巨人的肩膀上”的说法,是不恰当的比方。假如真是那样的话,一旦巨人撤走,我们岂不会掉在地上,又变回一个弱小者了吗?然而,目前我们已经不是弱小者,也是一个巨人了。引进的作用,应好比是将外国的好理念、设计、工艺(不包括外方不转让的核心技术)嫁接在中国的“树”上,它们的根牢牢扎在中国。

记者:中国高铁的根是如何在中国生长起来的?

傅志寰:我们不能忘记,在2004年开始的大规模引进之前,我国高铁已经历了十多年的孕育成长过程。从1990年开始的京沪高铁的论证、1994年广深准高速铁路的建成、1997年以来先后实施的大提速,直到2003年建成秦皇岛—沈阳客运专线,实现我国高铁零的突破,十几年时间,取得了重大成果。所开发的系列技术、所制定的标准规范、所培养的人才为后续的中国高铁大规模建设打下了基础。

就秦沈客运专线建设而言,当时,其最高运行速度可达250km/h,在技术上取得重大突破,创造了我国铁路的众多“第一”。率先将路基作为“土工结构物”进行设计和施工,线路开通时列车就可按设计速度运行;开发了新型钢轨、大号码道岔,并第一次在长大桥梁上成功试铺无砟轨道;率先在我国铁路建设中采用双线整孔预应力混凝土箱梁;接触网,第一次在我国铁路采用适应高速条件下的简单链形悬挂;牵引变电所,率先实现远动控制,做到了无人值守;信号系统采用车载速度显示作为行车凭证,成为我国第一条不设地面信号机的铁路。

就移动装备研发而言,我国拥有自己完整的机车车辆工业体系,我国自主研发的动力分散的“先锋号”和动力集中的“中华之星”高速动车组,试验速度分别达到292km/h、321.5km/h,先后创造了当时我国铁路运行的最高速度。

记者:您认为创新的原动力来自哪里?

傅志寰:创新,常常是被逼出来的。1958年底,我国制造的第一台电力机车是仿苏设计的产品,尚不成熟,1960年苏联专家却突然撤离,让一群满怀激情、初涉这一领域的年轻技术人员瞬间陷入了前所未有的挑战与迷茫,但“被人遗弃”的羞辱却激发了他们自立自强的使命感,敢于对苏联不合理的设计“开刀”,依靠自身力量锲而不舍地开展了长达8年的技术攻关,彻底解决了机车不能正常运行的问题。科技人员不但敢打硬仗,还大大增强了不盲从、不自弃的自信心。正是源于这样的自信心,我国科技人员才能在高速列车技术创新过程中,取得一个又一个攻关成果。在引进消化吸收阶段,国内生产的CRH5型动车组的“大脑和神经”——列车网络控制系统一直控制在外方手里,严重影响动车组的日常运用维护。国内相关单位科技人员组成攻关团队,从硬件构建到软件研发,从半实物仿真到试验室系统验证,从运用考核到批量推广,经过数年努力,最终实现了列车网络控制核心技术的完全自主化。

中国高速列车的自主创新,特别值得称道的莫过于“复兴号”动车组的成功研制。为彻底摆脱“和谐号”动车组关键核心技术受制于外方、动车组“走出去”被严格限制的被动局面,我国铁路科技人员坚持正向设计,各领域创新团队协同攻关,用5年多努力,完整搭建起中国自己的高速列车技术创新平台,全面掌握了车体、转向架、牵引、制动、网络等关键核心技术,成功研制了具有完全自主知识产权的CR400“复兴号”高速动车组,推动中国高速列车技术迈出了从追赶到领跑的关键一步。而今,“面向未来”瞄准更高速、更绿色、更智能的CR450动车组已经面世。

记者:您强调,中国高速列车的快速进步主要源于我国铁路装备制造业具有较强的创新能力。那么,我们的创新能力从何而来?

傅志寰:无论是一个国家、一个行业还是一个企业,创新能力对其在发展和竞争中获取主动地位起着至关重要的作用。创新能力的形成是一个长期且复杂的过程,不能像购买商品一样迅速获得,也无法通过引进方式短时间内快速提升。

创新能力源自长期的技术积累。这种积累是在生产和创新实践中不断获得的技术知识和技术能力的叠加递进。老子说,“合抱之木,生于毫末;九层之台,起于累土”。从历史来看,我国铁路机车车辆品种之多、产量之大、运用环境之复杂举世罕见,这也意味着我们在研究、设计、制造、运用等各个环节都积累了大量的经验和教训,而这些正是培育创新能力不断迭代提升的肥田沃土。

试验条件是创新能力的重要支撑。试验是创新的摇篮,没有先进的试验条件和手段,就难以实现创新。几十年以来,国家和铁路行业围绕高铁技术装备创新需求,依托行业企业、科研院所、高等院校等持续加强各类重要试验设施建设,支持开展基础理论、关键技术、工程应用等试验研究和科技攻关,取得了大批高质量的创新成果,同时也为零部件、系统、整车的功能和性能检验以及可靠性评估提供了完备的试验条件和手段。

创新能力还源于自强不息的精神传承。无论是技术积累、试验条件,还是优化迭代,都与人紧密相关,也就是说,创新能力的载体是人,人才是创新能力中最重要、最关键的核心要素。而高水平人才队伍建设与创新能力跃升都非朝夕之功,而是数十年培育、积累、磨砺和雪雨风霜洗礼的结果,正所谓“不经一番寒彻骨,怎得梅花扑鼻香”。

记者:培育创新能力,为什么要在诸要素中突出人的作用?

傅志寰:我国高速列车创新发展过程犹如一场科技攻坚接力赛,是一代代铁路科技工作者薪火相传、坚持奋力跑出来的。人们清楚地记得不懈奋斗、忘我奉献的“中华之星”动车组总设计师刘友梅院士,不辞辛劳、孜孜以求的“先锋号”动车组技术总负责人王维胜等老一辈科技工作者。

众所周知,高速列车作为知识、技术密集的高科技产品,具有很高的技术壁垒、创新难度和安全风险。我国通过大量前期提速机车车辆的创新实践和国产动车组的研发探索,在积累了大量经验和数据的同时,锤炼了一支高层次人才队伍,包括数千名技术骨干以及数万名工程师,建立了数十个跨行业、多学科的联合研发创新团队。那些在“中华之星”动车组研制试验中、在引进消化吸收再创新中、在“复兴号”动车组自主创新中的领军人物——田红旗、冯江华、张卫华、丁叁叁、常振臣、赵红卫等直面挑战,潜心钻研埋头苦干,带领团队攻坚克难,为中国高速列车技术发展作出了突出贡献。

高速列车高标准、高精度、高质量的苛刻要求,还造就了一大批身手不凡的“大国工匠”:唐山客车公司车体焊接女工孙斌斌(德国焊接协会认可的全球首位铝焊接女性教师)、长春轨道客车股份公司李万君(被称为“高铁转向架焊接大师”)、四方机车车辆股份公司首席技师郭锐(被誉为“精密装配钳工”)……正是他们练就的精湛技艺,共同打造了中国高速列车“精品工程”。

创新是发展的第一动力,人才是创新的第一资源!我们常说“人是要有点精神的”,在人才成长环境中,蕴含信念和动力的精神要素不可或缺。当年中国铁路工程的先驱者詹天佑不辱使命、不畏艰难、矢志报国的崇高精神,一直鞭策着广大铁路工程技术人员。

记者:对于在创新发展中必须坚持“实事求是”,您有什么体会?

傅志寰:应该说,我的体会很深。1998年至2022年,京沪高速铁路建设项目经历了“高速轮轨”与“高速磁浮”技术方案之争。那段时间国内有些著名学者接连发表议论并上书高层,认为轮轨高速铁路技术已经过时,只有磁浮技术才是21世纪陆上运输发展的方向。与此同时,有些媒体也跟风炒作,一时间,京沪高速铁路非磁浮技术莫属的呼声高企。然而,许多铁路专家认为,必须坚持实事求是,不能脱离国情追求“时髦”的先进技术,特别是对投资超过千亿元的特大工程——京沪高铁工程的决策一定要理性,不宜采用磁浮方案。其理由是:磁浮方案在技术上完全被德国公司左右,更重要的是新建磁浮系统不能与我国既有铁路兼容联网;相反,若采用轮轨方案,我国不但在技术上已有积累,所建的高铁与现有铁路网也可互联互通、融为一体,发挥更为广阔的辐射效应。正是由于铁路人的坚持,上级决定只在上海浦东机场至陆家嘴间建设30公里磁浮试验线。时至今日,2011年6月建成通车的京沪高铁正显现勃勃生机。

记者:工程建设速度与建设质量(安全)是否会出现矛盾,人们对速度的追求与质量(安全)保障应如何平衡?

傅志寰:人们怀着良好的愿望,总想发展得快一些,尤其是落后国家和地区更为心切,这完全可以理解。不过,急于求成常常是欲速不达。例如,2011年7月23日,北京南开往福州的D301次动车组与前行的D3115次动车发生追尾,造成40人死亡、172人受伤的特别重大事故。经调查确认,该事故是一起因列控设备研究设计缺陷和应急处置不力等因素引起的责任事故。究其深层次原因则是建设指导思想出现偏差,片面追求工程进度,简化了安全设备的质量监测等必要程序。铁路人都很清楚,为确保建设质量,工程施工、设备研制、技术创新,必须有合理的工作周期。然而,为了所谓的“献礼”,部分工期一再提前,出现“萝卜快了不洗泥”的现象。事实上,抢工期对于安全的危害,早有历史教训。2008年,胶济铁路客运专线发生的“4·28”重大伤亡事故,就是典型案例。全长362公里的胶济铁路客运专线并不是一条完全的新线,除新建部分外,还要分段改造利用仍在运营中的182公里既有线。因此在施工期间,需要修建临时便线在新线和既有线间来回“摆渡”。面对既要搞建设,又要抢运输的复杂情况,需要时间在施工企业、行车调度以及司机之间建立起严密可靠的安全协同机制。然而,由于工期被不合理压缩,造成了特大事故。“前车之鉴,后事之师”,其后铁路人认真吸取经验教训,坚持实事求是,坚持“质量第一”“安全第一”,未再发生类似重大事故。

记者:请您讲讲人生中最难忘的故事。

傅志寰:1957年是我最难忘的一年,那年我19岁,是留苏学习的第二年。11月初,毛泽东主席率中国代表团到苏联参加十月革命40周年庆典。11月17日,我和同学们乘地铁赶往莫斯科大学参会,礼堂里座无虚席,我们站在后面的廊台上。晚上6点钟,大厅灯火通明,毛主席、邓小平等领导同志出现在舞台上,台下顿时响起雷鸣般的掌声,“毛主席万岁”的呼声此起彼伏。毛主席站在舞台中央不断挥手致意,谈笑风生,话语风趣而富有哲理,还不时与台下的同学展开互动。40分钟里,他像与我们聊天一样漫谈国际、国内形势,平和而亲切。他的湖南口音很重,有的话我听不懂,无奈只得时不时请同学“翻译”。我记得最清楚的就是著名的那段话:“世界是你们的,也是我们的,但归根结底是你们的。你们青年人朝气蓬勃,正在兴旺时期,好像早晨八九点钟的太阳,希望寄托在你们身上。”领袖的殷切希望对广大年轻留学生是个巨大的鼓舞,在场的同学们个个热血沸腾。大家深知自己的学习机会来之不易,也更加真切地意识到自己肩负的责任。毛主席的讲话,激励了一代又一代青年为祖国奉献自己的青春,也影响了我的一生。(记者海兵 通讯员王以同)