高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃

高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃

　　一、形勢與必要性世界上軌道交通技術(shù)發(fā)達(dá)國家一般按服務(wù)模式和路網(wǎng)技術(shù)特征對(duì)軌道交通系統(tǒng)進(jìn)行分類，并在此分類基礎(chǔ)上對(duì)其基礎(chǔ)設(shè)施和列車分別進(jìn)行體系化配置。一般情況下，運(yùn)營速度200km/h以上的導(dǎo)向運(yùn)輸系統(tǒng)（Guided Transportation systems）均被稱為高速運(yùn)輸系統(tǒng)，運(yùn)營速度200km/h以上的輪軌系統(tǒng)即為高速鐵路。

　　自1964年日本首次開行高速列車以來，經(jīng)過了50余年的發(fā)展，形成了以日本新干線N700系與E5系、法國TGV和德國ICE為代表的高速列車技術(shù)。高速列車的運(yùn)營速度從最初的210km/h提高到320km/h，日本新干線、法國TGV和德國ICE的運(yùn)營速度分別為300km/h、320km/h和300km/h。

　　為獲取安全性極限參數(shù)和進(jìn)行安全評(píng)估，各國分別研制時(shí)速遠(yuǎn)高于運(yùn)營列車的試驗(yàn)列車，試驗(yàn)速度逐步提高。2007年4月3日，法國AGV的最高試驗(yàn)時(shí)速達(dá)到了574.3km/h，為保持技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先與可持續(xù)發(fā)展提供了重要的研究、試驗(yàn)、數(shù)據(jù)和評(píng)估手段。

　　目前，世界各發(fā)達(dá)國家高速鐵路的發(fā)展進(jìn)入新一輪快速發(fā)展期，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

　　1.泛歐高速鐵路網(wǎng)已見雛形，跨歐洲互操作技術(shù)與系統(tǒng)取得重大進(jìn)展。

　　2.適應(yīng)于歐洲各類線網(wǎng)的軌道交通技術(shù)、裝備、系統(tǒng)已成完整體系。

　　3.建管、運(yùn)營、服務(wù)與安全保障一體化技術(shù)架構(gòu)已經(jīng)形成并逐步實(shí)施。

　　4.圍繞“歐盟—國家—行業(yè)—企業(yè)—研究機(jī)構(gòu)”主線已形成完備的技術(shù)創(chuàng)新體系、產(chǎn)業(yè)支撐體系、市場機(jī)制和法律機(jī)制。

　　5.歐洲高速列車技術(shù)在譜系化、標(biāo)準(zhǔn)化、一體化、成熟性等方面總體上居世界前列，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系居世界制高點(diǎn)。

　　6.日本高速鐵路技術(shù)、裝備、系統(tǒng)已形成完整體系，運(yùn)輸組織、安全保障與服務(wù)技術(shù)居世界前列。

　　7.建立了以高速鐵路為主干骨架的一體化、安全、綠色、高效、智能的泛歐軌道交通網(wǎng)：

　　（1）擴(kuò)能和能力保持技術(shù)發(fā)展加速；

　?。?）高速列車形成譜系化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢；

　　（3）運(yùn)營管理、運(yùn)輸組織和服務(wù)技術(shù)水平不斷提高；

　?。?）高速鐵路清潔化、綠色化、智能化技術(shù)受到空前重視；

　?。?）軌道交通安全（Safety/Security)保障技術(shù)一體化（holistic）已成技術(shù)發(fā)展趨勢；

　　（6）高速鐵路技術(shù)作為“走廊技術(shù)”、“替代技術(shù)”和“世紀(jì)技術(shù)”地位的加強(qiáng)。

　　8.技術(shù)和裝備的“清潔化”、“智能化”已成北美軌道交通領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)，大規(guī)模高速鐵路建設(shè)已開始啟動(dòng)。

　　9.網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸組織、安全保障與服務(wù)集成化技術(shù)成為日本軌道交通領(lǐng)域發(fā)展重點(diǎn)。

　　（二）我國高速列車技術(shù)發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

　　鐵路是國家重要基礎(chǔ)設(shè)施、國民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈和大眾化交通工具，對(duì)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展和國防起著不可替代的全局性支撐作用。大規(guī)模發(fā)展具有運(yùn)能大、安全舒適、全天候運(yùn)輸、環(huán)境友好和可持續(xù)性等優(yōu)勢的高速鐵路，不僅是黨中央國務(wù)院的重大戰(zhàn)略決策，也是在能源和環(huán)境約束下解決我國交通運(yùn)輸能力供給不足的矛盾，帶動(dòng)形成一大批高新技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)及制造業(yè)提升與發(fā)展的必由之路和必然選擇。

　　我國高速鐵路和高速列車技術(shù)研究和建設(shè)經(jīng)過了近20年的發(fā)展歷程。第一階段從1990年至2007年，經(jīng)歷了全國鐵路五次大提速和德、日、法高速動(dòng)車組的引進(jìn)消化吸收；第二階段從2008年至今，是以自主創(chuàng)新為主的階段，其標(biāo)志之一是《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃》的啟動(dòng)實(shí)施。

　　按照國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2008年調(diào)整）》，到2020年，全國鐵路營業(yè)里程達(dá)到12萬公里以上，復(fù)線率和電化率分別達(dá)到50%和60%以上，主要繁忙干線實(shí)現(xiàn)客貨分線。其中，建設(shè)客運(yùn)專線1.6萬公里以上。

　　我國高速鐵路網(wǎng)具有區(qū)別于歐洲和日本高速鐵路的若干重要特征，主要表現(xiàn)為：路網(wǎng)規(guī)模大，覆蓋地域遼闊；地理、地質(zhì)、氣候條件復(fù)雜多變；不同區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展極不平衡，導(dǎo)致客運(yùn)需求層次豐富；既有線提速和跨區(qū)域高速、區(qū)域快速和城際快速鐵路等不同速度級(jí)客運(yùn)專線具有完全不同的運(yùn)營、需求條件，需要不同的運(yùn)營模式和列車裝備配套。

　　依托科技部和鐵道部兩部聯(lián)合開展的《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃》和“十一五”國家科技計(jì)劃項(xiàng)目，我國已建立了以政策為指導(dǎo)、市場為導(dǎo)向，以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的科技創(chuàng)新模式；以高速列車設(shè)計(jì)制造企業(yè)為龍頭，聯(lián)合國內(nèi)多家高校、科研院所及高速列車零部件配套企業(yè)，發(fā)揮各自優(yōu)勢科技資源和產(chǎn)業(yè)資源，分工協(xié)作，突破高速列車關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建起高效的高速列車技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制，推動(dòng)我國高速鐵路技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新進(jìn)入到一個(gè)新的階段。在新一代高速列車設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)過程中，國內(nèi)25所重點(diǎn)高校、11所科研院所、51家國家級(jí)實(shí)驗(yàn)室和工程技術(shù)研究中心開展了廣泛的技術(shù)合作與交流，快速攻克了關(guān)鍵技術(shù)問題，從而保證了新一代高速列車的成功研制。

　　2010年12月3日，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CRH380AL新一代高速列車在京滬線先導(dǎo)段創(chuàng)造了486.1km/h的世界高速鐵路最高運(yùn)營試驗(yàn)速度，列車各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足設(shè)計(jì)要求，標(biāo)志著我國高速列車技術(shù)已躋身世界高速列車技術(shù)先進(jìn)行列。截至2011年，我國已投入運(yùn)營的高速列車共計(jì)786標(biāo)準(zhǔn)列（8輛編組），其中時(shí)速200～250km/h速度級(jí)355列（短編290列，長編65列），時(shí)速300～350km/h速度級(jí)140列，時(shí)速380km/h速度級(jí)133列（短編40列，長編93列）。隨著高速列車數(shù)量的不斷增多，高速動(dòng)車組的型號(hào)也逐漸豐富起來，由技術(shù)剛引進(jìn)時(shí)單一編組（8輛編組）、單一用途（座車）、單一速度等級(jí)的4種車型，發(fā)展到目前包括長短編、座臥車、多種速度等級(jí)的12種車型。

　?。ㄈｍ?xiàng)實(shí)施的必要性

　　“十一五”期間，我國已建成5000公里以上的高速鐵路，居世界前列；到2020年，將建成16000公里的高速鐵路，屆時(shí)我國高速鐵路的總里程將位居世界第一。

　　實(shí)現(xiàn)不同速度、不同運(yùn)營條件、不同運(yùn)營模式下的高速列車譜系化，不僅是世界高速鐵路技術(shù)的發(fā)展方向，更是我國高速鐵路和高速列車裝備的重大需求。我國已擁有規(guī)模居世界前列的高速鐵路網(wǎng)，從整體上確保高速鐵路的系統(tǒng)安全性和可持續(xù)性是我國高速鐵路面臨的重大挑戰(zhàn)。

　　高速列車的安全平穩(wěn)運(yùn)行，取決于施于列車上的各種力的產(chǎn)生、相互作用與控制，因而高速運(yùn)行條件下的列車力學(xué)行為、特性及其作用規(guī)律等構(gòu)成了高速列車最重要的基礎(chǔ)科學(xué)問題。研究并形成相應(yīng)的理論和方法體系，對(duì)構(gòu)造合理安全的流固、輪軌和弓網(wǎng)關(guān)系，以及在高速條件下使上述關(guān)系得以穩(wěn)定保持的牽引、制動(dòng)、材料、結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)，具有重要的基礎(chǔ)性和全局性意義，是我國高速列車技術(shù)得以持續(xù)發(fā)展并保持領(lǐng)先地位的根本保障。

　　高速鐵路作為一個(gè)由復(fù)雜技術(shù)裝備組成、在復(fù)雜環(huán)境中運(yùn)行、完成具有復(fù)雜時(shí)空分布特征的位移服務(wù)的整體，是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)化巨系統(tǒng)，其在不同尺度下安全行為的決定要素眾多、耦合復(fù)雜、涌現(xiàn)豐富。因此，高速鐵路安全相關(guān)要素辨識(shí)、要素間關(guān)聯(lián)影響機(jī)理、涌現(xiàn)規(guī)律、異常行為預(yù)測及基于預(yù)警的主動(dòng)安全控制，已成為高速鐵路整體安全行為理解、系統(tǒng)安全保障和各尺度下安全保障策略形成的重大科學(xué)問題。研究并形成我國高速鐵路系統(tǒng)安全理論和安全保障方法體系，對(duì)我國高速鐵路體系化安全保障技術(shù)的形成，以及高速鐵路整體安全水平保持與提高具有重要的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性意義，也是我國高速鐵路在保障安全前提下可持續(xù)發(fā)展的根本保障。

　　高速列車是高速鐵路技術(shù)體系的核心，是國家相關(guān)高技術(shù)發(fā)展水平、相關(guān)制造能力、自主創(chuàng)新能力以及國家核心競爭力的綜合體現(xiàn)。繼續(xù)提高列車速度和實(shí)現(xiàn)高速列車譜系化、智能化是世界高速鐵路技術(shù)的發(fā)展方向，也是我國高速鐵路裝備發(fā)展的戰(zhàn)略需求。

　　研究并形成作為高速列車安全可靠運(yùn)行的承載和支撐的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、養(yǎng)護(hù)及服役狀態(tài)檢測技術(shù)體系是大規(guī)模高速鐵路網(wǎng)能力形成、運(yùn)營安全、能力保持和高效運(yùn)營的全局性保障，是我國高速鐵路網(wǎng)能力形成與保持的戰(zhàn)略需求。

　　研究并形成符合我國國情的高速鐵路減振降噪技術(shù)是高速列車環(huán)境友好性的保障，是我國高速鐵路和諧健康和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求，是在我國大規(guī)模高速鐵路網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)營條件下構(gòu)建和諧社會(huì)的重要技術(shù)保障。

　　綜上所述，我國高速鐵路重大技術(shù)需求為：高速鐵路體系化安全保障技術(shù)；高速列車裝備譜系化技術(shù)；高速鐵路能力保持技術(shù)；高速鐵路可持續(xù)性技術(shù)。

　　二、總體思路與目標(biāo)

　　（一）總體思路

　　在“十一五”工作基礎(chǔ)上，進(jìn)一步落實(shí)科技部、鐵道部《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃綱要》（2008年），以高速列車譜系化、智能化和節(jié)能降耗相關(guān)技術(shù)為主線，以運(yùn)營安全性、可持續(xù)性和提高我國高速列車裝備適應(yīng)性為重點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)布局，確保我國高速列車核心裝備技術(shù)在自主創(chuàng)新基礎(chǔ)上的可持續(xù)發(fā)展，高速鐵路整體安全水平的保持和提升，高速列車既有相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，高速鐵路相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)的形成，進(jìn)而支撐我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速可持續(xù)發(fā)展。

　　高鐵專項(xiàng)規(guī)劃整體設(shè)計(jì)思路如圖1所示：

　　圖1 專項(xiàng)整體設(shè)計(jì)思路（略）

　　我國國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展與鐵路行業(yè)對(duì)高速鐵路和高速列車技術(shù)與裝備發(fā)展有如下頂層戰(zhàn)略需求：高速鐵路運(yùn)營安全性；高速列車裝備自主化；高速鐵路發(fā)展可持續(xù)；高速鐵路建設(shè)運(yùn)營高效率。

　　為滿足頂層戰(zhàn)略需求，“十二五”期間，我國高速鐵路科技工作將沿如下四個(gè)重大技術(shù)方向展開：高速鐵路體系化安全保障技術(shù)；高速列車裝備譜系化技術(shù)；高速鐵路能力保持技術(shù)；高速鐵路可持續(xù)性技術(shù)。

　　根據(jù)上述戰(zhàn)略需求所明確的四個(gè)重大技術(shù)方向,構(gòu)成了專項(xiàng)的頂層總體布局。四大技術(shù)方向?qū)?zhàn)略需求的支撐關(guān)系如表1所示。

　　表1 需求導(dǎo)向確定重大技術(shù)方向（略）

　　在專項(xiàng)的規(guī)劃和實(shí)施過程中堅(jiān)持以下原則不動(dòng)搖：創(chuàng)新模式、優(yōu)勢集成；科學(xué)規(guī)劃、合理設(shè)計(jì);需求牽引、目標(biāo)導(dǎo)向；頂層設(shè)計(jì)、有序?qū)嵤粍?chuàng)新支撐、應(yīng)用拉動(dòng)；橫縱有序、適度超前。

　　通過國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）、國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）和國家科技支撐計(jì)劃的有序安排，做到“應(yīng)用一代、試驗(yàn)一代、研究一代、儲(chǔ)備一代”，使“十二五”的相關(guān)研究安排能夠“承上啟下”，支撐未來我國高速列車相關(guān)理論、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　（二）戰(zhàn)略目標(biāo)

　　以高速鐵路體系化安全保障技術(shù)、高速列車裝備譜系化技術(shù)、高速鐵路能力保持技術(shù)和高速鐵路可持續(xù)技術(shù)為重點(diǎn)，以高速列車譜系化、智能化和節(jié)能降耗技術(shù)為核心，完善、提升并基本形成我國高速列車相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)及重大裝備體系，為我國高速列車相關(guān)技術(shù)與裝備具備可持續(xù)發(fā)展能力和完全自主化提供核心與關(guān)鍵技術(shù)保障，為我國在高速列車相關(guān)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展和高速鐵路成為最安全的大容量運(yùn)輸方式奠定核心技術(shù)基礎(chǔ)，為我國高速列車相關(guān)產(chǎn)業(yè)的形成和提升提供科技支撐。

　?。ㄈ╊A(yù)期目標(biāo)

　　通過實(shí)施該專項(xiàng)，在“十二五”期間達(dá)到如下預(yù)期目標(biāo)：

　?。ㄒ唬┬纬晌覈冗M(jìn)的流固、輪軌和弓網(wǎng)耦合理論與分析設(shè)計(jì)方法體系，從根本上保障我國高速列車技術(shù)持續(xù)發(fā)展并保持領(lǐng)先地位。

　?。ǘ┬纬晌覈咚勹F路系統(tǒng)安全理論和主動(dòng)安全保障核心技術(shù)體系，從根本上提升和持續(xù)保障我國高速鐵路的整體安全性和保障能力。

　　（三）研制有自檢測、自診斷、自決策能力的智能化高速列車系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)我國高速列車的安全可靠運(yùn)行和全生命周期能力保持與優(yōu)化，全面提升我國高速鐵路運(yùn)力資源能力保持水平和列車運(yùn)行在途服務(wù)水平。

　　（四）形成基于永磁電機(jī)的新型牽引傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系，從根本上提高我國高速列車的可靠性、安全性和能源效率，適應(yīng)并引領(lǐng)世界高速列車牽引傳動(dòng)模式的技術(shù)和裝備戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

　　（五）形成符合我國國情的高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、養(yǎng)護(hù)及服役狀態(tài)監(jiān)測、安全評(píng)估技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系，從根本上解決我國高速鐵路系統(tǒng)的可靠性、安全性和能力生成與保持等問題，從整體上確保我國規(guī)模居世界首位的高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施安全性和可用性。

　?。┬纬蛇m應(yīng)我國高速鐵路布局、設(shè)施結(jié)構(gòu)和環(huán)境影響特點(diǎn)的減振降噪技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系，從技術(shù)上確保我國高速鐵路的環(huán)境友好性，從而使我國高速鐵路發(fā)展和運(yùn)營滿足國家和諧社會(huì)構(gòu)建要求。

　?。ㄆ撸┬纬晌覈灾鞯母咚倭熊囎V系化和適應(yīng)性技術(shù)，構(gòu)建高速列車設(shè)計(jì)制造一體化數(shù)字平臺(tái)及定制化關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和可規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的車型系列，為我國高速鐵路網(wǎng)在需求多樣性和復(fù)雜地理環(huán)境下可持續(xù)運(yùn)營提供完善的裝備支撐。

　?。ò耍┬纬晌覈咚倭熊囕p量化與整車性能提升技術(shù)體系，研制新型車體、轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)摩擦副以及列車安全防護(hù)結(jié)構(gòu)等高速列車輕量化相關(guān)關(guān)鍵零部件，為高速列車裝備完全自主化和整車性能提升提供基礎(chǔ)支撐。

　?。ㄋ模?zhàn)略需求、技術(shù)方向、預(yù)期目標(biāo)的相互關(guān)系

　　為滿足我國高速鐵路發(fā)展的戰(zhàn)略需求，根據(jù)高鐵“十二五”專項(xiàng)實(shí)施方案整體設(shè)計(jì)思路，確定了技術(shù)方向及預(yù)期目標(biāo)，三者之間的邏輯

　　關(guān)系如表2和表3所示：

　　表2 預(yù)期目標(biāo)滿足戰(zhàn)略需求（略）

　　表3 技術(shù)方向支持預(yù)期目標(biāo)（略）

　　三、重點(diǎn)任務(wù)與主要研究內(nèi)容

　　（一）基礎(chǔ)理論方面

　　在基礎(chǔ)理論方面重點(diǎn)安排以下研究內(nèi)容：

　　1.高速列車關(guān)鍵力學(xué)行為、特征與規(guī)律研究依托時(shí)速500公里高速試驗(yàn)列車，開展高速列車氣動(dòng)行為、輪軌關(guān)系、弓網(wǎng)關(guān)系、車體結(jié)構(gòu)振動(dòng)及耦合動(dòng)力學(xué)等關(guān)鍵力學(xué)行為研究；圍繞未來更高速度高速列車的研制和運(yùn)行，開展高速列車新型減阻技術(shù)、氣動(dòng)控制、姿態(tài)控制，以及大量新技術(shù)在高速列車中應(yīng)用帶來的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題研究。

　　2.高速鐵路系統(tǒng)安全行為機(jī)理及安全保障基礎(chǔ)問題研究研究

　　高速鐵路系統(tǒng)安全要素、要素相互作用及涌現(xiàn)演化行為機(jī)理分析和表達(dá)方法以及高速列車運(yùn)行安全域動(dòng)態(tài)估計(jì)理論；高速鐵路系統(tǒng)失效涌現(xiàn)機(jī)理、失效鏈分析以及突發(fā)事件發(fā)生機(jī)理及時(shí)空演化規(guī)律；高速鐵路系統(tǒng)隱患辨識(shí)、失效預(yù)測、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和安全規(guī)劃等主動(dòng)安全保障理論方法，以及突發(fā)事件下高速鐵路系統(tǒng)能力快速恢復(fù)機(jī)制與資源協(xié)同配置等理論。

　?。ǘ╆P(guān)鍵技術(shù)方面在關(guān)鍵技術(shù)方面重點(diǎn)安排以下研究內(nèi)容：

　　1.高速鐵路重大關(guān)鍵技術(shù)及裝備研制

　　為適應(yīng)并引領(lǐng)世界高速列車牽引傳動(dòng)模式的技術(shù)和裝備戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，研究形成基于永磁電機(jī)的新型牽引傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系；為解決我國高速鐵路作為整體的可靠性、安全性和能力生成與保持問題，研究和發(fā)展符合我國國情的高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施服役狀態(tài)監(jiān)測和安全評(píng)估技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系；為確保我國高速鐵路的環(huán)境友好性，研究和發(fā)展適應(yīng)我國高速鐵路布局、設(shè)施結(jié)構(gòu)和環(huán)境影響特點(diǎn)的減振降噪技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和裝備體系。

　　2.高速列車譜系化關(guān)鍵技術(shù)及系列車型研制

　　為使高速列車裝備滿足我國多樣化需求，研究形成滿足我國不同地區(qū)、不同基礎(chǔ)設(shè)施條件和不同速度等級(jí)的高速列車和常規(guī)鐵路高速化關(guān)鍵技術(shù)，高速列車裝備的國際適應(yīng)性核心技術(shù)，高速列車設(shè)計(jì)制造一體化數(shù)字平臺(tái)及定制化關(guān)鍵技術(shù)；研制高速列車系列車型，常規(guī)鐵路高速化列車，我國出口型高速列車系列車型和我國高速列車定制化設(shè)計(jì)制造一體化數(shù)字平臺(tái)。

　　3.高速列車系統(tǒng)綜合節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)

　　在保障高速列車系統(tǒng)安全可靠前提下，以大幅度降低高速列車系統(tǒng)能耗水平為目的，研究開發(fā)高速列車的輕量化、降低牽引傳動(dòng)損耗、節(jié)能型空調(diào)、車內(nèi)廢排能源回收、列車再生能力和黏著充分利用等關(guān)鍵技術(shù)，從整體上持續(xù)提高我國高速列車系統(tǒng)能源利用效率。

　　4.高速列車新型牽引動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

　　為滿足新型高速列車牽引動(dòng)力需求，進(jìn)行輕量化、小型化、集成化、智能化的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)理論研究；研究和探索滿足高速列車更高速度運(yùn)行及譜系化發(fā)展需求的新型牽引動(dòng)力、供電及受流傳輸、牽引傳動(dòng)等系統(tǒng)。

　　5.高速列車輕量化與整車性能提升關(guān)鍵技術(shù)研究

　　為滿足高速列車高速運(yùn)行和適應(yīng)廣域環(huán)境條件下輕量化以及整車機(jī)械性能提升發(fā)展需求，針對(duì)輕量化先進(jìn)材料體系建立、相關(guān)材料制備、高性能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造涉及的關(guān)鍵技術(shù)問題開展研究。

　　（三）集成技術(shù)與示范應(yīng)用方面

　　在集成技術(shù)與示范應(yīng)用方面重點(diǎn)安排以下研究內(nèi)容：

　　1.智能化高速列車系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及樣車研制

　　為全面提升我國高速鐵路運(yùn)力資源能力保持水平和列車運(yùn)行在途服務(wù)水平，研究并集成應(yīng)用傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，全息化運(yùn)行環(huán)境感知技術(shù)，高速列車系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與處理技術(shù)和智能化旅客在途服務(wù)技術(shù)；研制以全息化列車狀態(tài)感知和動(dòng)態(tài)數(shù)字化運(yùn)行環(huán)境為基礎(chǔ)，以信息智能處理與交互為支撐，具有自檢測、自診斷、自決策能力的智能化高速列車系統(tǒng)及智能列車樣車。

　　2.高速運(yùn)行安全性移動(dòng)試驗(yàn)測試技術(shù)與平臺(tái)研制

　　為使超高速列車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、在超高速條件下列車系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為和相互作用關(guān)系、列車及其邊界條件的參數(shù)和性能設(shè)計(jì)等理論研究具備技術(shù)試驗(yàn)、驗(yàn)證和數(shù)據(jù)獲取平臺(tái)，和為開展以列車各系統(tǒng)參數(shù)匹配、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)化、流場氣壓控制、振動(dòng)、電磁干擾等技術(shù)研究及設(shè)計(jì)提供重要支撐，研究高速移動(dòng)綜合檢測、試驗(yàn)和實(shí)時(shí)在途預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)，研制最高試驗(yàn)速度500km/h的高速試驗(yàn)列車和配套車載檢測裝備。

　　3.高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維及高可用性關(guān)鍵技術(shù)與裝備研制

　　為解決我國大規(guī)模高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的高效運(yùn)營維護(hù)問題，應(yīng)對(duì)我國高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施能力保持和安全保障重大技術(shù)和裝備需求，依托京滬、武廣、成蘭和蘭新等高速鐵路，研究高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)、隧道結(jié)構(gòu)、路基工程運(yùn)營維護(hù)及高可用性關(guān)鍵技術(shù)，研制符合我國高???鐵路基礎(chǔ)設(shè)施高效運(yùn)維和快速恢復(fù)系列化裝備。

　　4.艱險(xiǎn)困難山區(qū)及特殊地區(qū)高速鐵路建造技術(shù)與設(shè)備

　　為解決在艱險(xiǎn)山區(qū)及特殊地區(qū)修建高速鐵路的技術(shù)與設(shè)備難題，依托高速鐵路建設(shè)重大工程，研究在山區(qū)及特殊地區(qū)高速鐵路車站分布、高速鐵路高墩、大跨橋梁、不良地質(zhì)隧道、路基關(guān)鍵技術(shù)、無砟軌道、工程材料以及防風(fēng)、防災(zāi)及安全監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)，研制艱險(xiǎn)山區(qū)及特殊地區(qū)高速鐵路施工系列設(shè)備。

　?。ㄋ模┲卮蠹夹g(shù)方向部署

　　圍繞高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃重大技術(shù)方向，分別從3個(gè)方向設(shè)置了11項(xiàng)主要研究任務(wù)。主要研究任務(wù)與重大技術(shù)方向之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表4所示。

　　表4 按技術(shù)方向部署重點(diǎn)任務(wù)（略）

　　（五）重點(diǎn)研究任務(wù)實(shí)現(xiàn)路徑

　　圍繞高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃設(shè)置的主要研究任務(wù)，按照“高速列車裝備譜系化、運(yùn)營與安全保障智能化、高速鐵路技術(shù)體系化、高速鐵路可持續(xù)化”戰(zhàn)略路徑，具體落實(shí)各重點(diǎn)任務(wù)的具體實(shí)施方案，主要研究任務(wù)與戰(zhàn)略路徑之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表5所示。

　　表5 按戰(zhàn)略路徑實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)任務(wù)（略）

　　三、技術(shù)路線與主要預(yù)期成果

　　《高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》的實(shí)施將按照“需求導(dǎo)向確定重大技術(shù)方向，預(yù)期目標(biāo)滿足戰(zhàn)略需求，技術(shù)方向支持預(yù)期目標(biāo)，按技術(shù)方向部署重點(diǎn)任務(wù)，按戰(zhàn)略路徑實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)任務(wù)”的整體思路，以“十一五”取得的成績?yōu)榛A(chǔ)，以“十二五”規(guī)劃實(shí)現(xiàn)為重點(diǎn)，以“十三五”及以后為中長期目標(biāo)，設(shè)計(jì)由各重大技術(shù)方向路線圖組成的專項(xiàng)規(guī)劃技術(shù)路線圖，如圖2至圖5所示。

　　圖2 高速鐵路體系化安全保障技術(shù)路線圖（略）

　　圖3 高速列車裝備譜系化技術(shù)路線圖（略）

　　圖4 高速鐵路能力保持技術(shù)路線圖（略）

　　圖5 高速鐵路可持續(xù)性技術(shù)路線圖（略）

　　通過實(shí)施《高速列車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》，預(yù)計(jì)將取得如下具有領(lǐng)先水平的成果：

　?。ㄒ唬└咚倭熊噭?dòng)力學(xué)基礎(chǔ)模型、分析、設(shè)計(jì)和計(jì)算理論體系；

　?。ǘ└咚勹F路系統(tǒng)安全分析、預(yù)警與主動(dòng)保障基礎(chǔ)理論與方法體系；

　?。ㄈ└咚倭熊囕p量化與整車性能提升關(guān)鍵技術(shù)體系；

　　（四）基于永磁電機(jī)的高速列車牽引傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)和裝備；

　　（五）中國高速列車元模型、譜系化技術(shù)及系列車型；

　?。└咚勹F路基礎(chǔ)設(shè)施服役狀態(tài)檢測、綜合評(píng)估及預(yù)警技術(shù)及裝備體系；

　　（七）基于噪聲源辨識(shí)的高速鐵路減振降噪技術(shù)、材料、結(jié)構(gòu)及裝備體系；

　?。ò耍┗跔顟B(tài)與運(yùn)行環(huán)境綜合感知的智能高速列車系統(tǒng)技術(shù)與智能列車；

　?。ň牛└咚勹F路基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維及高可用性關(guān)鍵技術(shù)與裝備。

　　四、專項(xiàng)組織和投入模式

　　按照科技部、鐵道部《中國鐵路高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃合作協(xié)議》（2008年）和《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃綱要》（2008年）所規(guī)定的聯(lián)合創(chuàng)新機(jī)制，由科技部在鐵道部和行業(yè)部門協(xié)同下組織實(shí)施，采用產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的一體化組織方式，統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實(shí)施。

　　以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，根據(jù)專項(xiàng)項(xiàng)目性質(zhì)，以技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域龍頭企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)及大學(xué)為主，聯(lián)合核心配套企業(yè)與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，協(xié)同相關(guān)科研院所、高校組成各項(xiàng)目聯(lián)合體，共同完成項(xiàng)目研究任務(wù)。

　　以國家科技項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)為牽引，主要用于基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)的研究和驗(yàn)證；以行業(yè)部門和企業(yè)配套經(jīng)費(fèi)為主體，主要用于成果裝置、設(shè)備、系統(tǒng)的研制、運(yùn)行驗(yàn)證及產(chǎn)業(yè)化能力建設(shè)。

　　五、專項(xiàng)實(shí)施步驟與保障措施

　?。ㄒ唬┙M成專項(xiàng)總體專家組，為專項(xiàng)規(guī)劃實(shí)施提供有效的決策支持；

　?。ǘ┻M(jìn)一步研究國際高速鐵路相關(guān)技術(shù)發(fā)展態(tài)勢及其技術(shù)選擇，確保創(chuàng)新的自主性；

　　（三）進(jìn)一步完整掌握專項(xiàng)相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化能力現(xiàn)有布局，為專項(xiàng)有序開展時(shí)確保集成全國最優(yōu)勢創(chuàng)新資源提供充分依據(jù)；

　　（四）進(jìn)一步優(yōu)化和細(xì)化各項(xiàng)目技術(shù)架構(gòu)定義、路線圖設(shè)計(jì)及優(yōu)先序列安排；

　?。ㄎ澹┏浞职l(fā)揮體制機(jī)制優(yōu)勢，創(chuàng)新專項(xiàng)和項(xiàng)目組織模式，最大程度集成和協(xié)同創(chuàng)新能力優(yōu)勢資源；

　?。┮罁?jù)國家科技計(jì)劃管理改革創(chuàng)新總體思路及相關(guān)政策，在國家科技計(jì)劃管理辦法框架內(nèi)，組織專項(xiàng)實(shí)施和進(jìn)行專項(xiàng)實(shí)施過程監(jiān)督、評(píng)估、服務(wù)與績效管理。