高鐵之路:高鐵科技

中國高鐵比德國日本等國家遲了二三十年,但亦因此少走彎路,比如德國鐵路路線多數19世紀興建,路軌寬度與彎曲度不合高鐵運行;中國則選擇舊線改造先行,然後再建新線。同時亦參考各國技術,再自主發展,皆因中國人口眾多,且從頭做起,本身已是巨大市場,各國在技術轉讓上亦不得不折腰。

鐵道部選擇了國內最好的兩個企業作為引進技術的總裝廠,分別是北車集團的長春軌道客車(http://www.crc.chinacnr.com/ch_index.asp),及南車集團的青島四方機車車輛(http://www.csrgc.com.cn/cns/gync/gsjs/xsyj/2009-05-04/1228.shtml),引入方為德國西門子,法國阿斯通,加拿大龐馬迪及日本川崎重工。

西門子要求的技術轉讓費3.9億歐元,比中方出價1.5億歐元相差20多億人民幣,開標後出局,導致股票狂跌、總裁引咎辭職、全體談判代表被解雇。

西門子出局以後,法國阿斯通要求比中方目標多出15億。在即將簽約這一天,中國代表當面決定退出拒絕簽約,結果法方只好同意了降價15億的條件。談判結果完全符合中方條件。 (資料來源:http://news.sina.com.cn/c/2008-10-03/135516392550.shtml

引入日本新幹線技術時,亦是一波三折,台灣高鐵使用日本輛製造及日立製作所技術,此兩公司一如對待台灣高鐵,表明拒絕提供技術轉移。於是改向川崎重工招手,當時該公司為改善銷售業績,同意出售車輛及技術,可是被JR東日本及上述兩公司反對。後幾經周旋談判,川崎才在一眾日本公司不反對亦不贊成之下出售車輛及技術。其後川崎重工與三菱商事、三菱電機、日立、伊藤忠、丸紅六家企業組成「日本企業聯合體」與南車四方聯合競投第六次大提速合約,新幹線技術才能大量引入。

現時中國的高鐵機車以「和諧號動車組」(CRH, China Railway High-speed)為主流。傳統的火車靠車頭帶動,但是動車組的動力裝分佈在各個車廂底下,不需火車頭帶動,以便達到更大的動力及速度。現時有四個系列:

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引入不同技術是為了適應不同的營運環境,比如CRH5以芬蘭鐵路為原型,耐寒性較佳,因此適合東北及華北地區;CRH2及CRH3雖造價較貴,但由於適合密集班次營運,因此派駐於時速高達300公里以上的京津、武廣及未來的京滬客運。

而高速運行引起的高速氣流,衍生出一系列的技術問題,亦要一一解決。一般路軌以石子作道碴,以固定枕木,但列車氣流會把石子濺起,或會對列車構成危險,因而需要建造沒有石子的「無碴軌道」。2007年於遂渝線建成首條使用自主技術的無碴軌道試驗段,同時亦引進德國軌道板技術,武廣客運是現時為止世界上一次建成里程最長的無砟軌道高速鐵路。現時有五種標準:

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其實很多高鐵技術並非我地門外漢所能理解,筆者在網上找到一個討論高速鐵路過隧道的技術討論(http://bbs.hasea.com/thread-438702-1-2.html):

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對於不同的隧道長度,阻力到底增加多少,目前只有鐵道部以及鐵科院等部門有詳細的實測資料,國外也找不到完整的資料。通過隧道無需減速,350km/h通過隧道時,車體外表受到的壓力波動約4000帕左右,速度更快或者隧道內會車時,波動值更大。新一代高速列車按滿足氣壓波動6000帕來設計。

香港段全數在地底,本來要面對這個困難,只是由於未到全速已減速,車速是200公里以下,自然無需擔心這類問題。高鐵網絡的實現,其實是無數科學與技術的結晶。

 

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