中国高铁往事:300公里时速用了多少年,离600公里时速还有多远?
2020-06-27 16:30

中国高铁往事:300公里时速用了多少年,离600公里时速还有多远?

来源 | 财经无忌

作者 | 财经无忌

题图 | 视觉中国


两百年前,这个世界终于开始摆脱河道对交通的决定性影响。随着火车与铁路的发明,这一新的社会发展大动脉逐渐展现出它强劲的动力。但在中国,一切是一种“喜剧”的方式开始的。


1865年,英国商人杜兰德为了向当时的中国宣传铁路的优越性,自己掏钱在北京宣武门外修建了0.5公里长的一小段“展览铁路”,很快就遭到了清政府的拆除,理由是“观者骇怪”。


在接下来的三十年里,“喜剧”不断。唐胥铁路曾经一度以骡马为动力。皇城御苑中的西苑铁路竣工,慈禧第一次坐火车时定了三条规矩:自己要先上车;火车上面的男性必须是太监;火车司机开车不能坐着。又因为认为火车鸣笛会破坏皇城的风水和气脉,于是每天午餐行车时不准用机车,而是由人力拉动前行。


直到甲午战争之后,清政府在洋务派和国内有志之士的不断建议和提倡下,终于改变了修建铁路会“失我险阻,害我田庐,妨碍我风水”的认识,而了解到“铁路开通可为军事上之补救”,终于确定兴建铁路的方针,建立铁路公司,开始修建铁路。1905年,由中国首位铁路工程师詹天佑出任总工程师的中国第一条自主兴建铁路——京张铁路开始修建。


一百多年后,整个世界都在惊讶于这个国家在铁轨之上创造的奇迹。新中国以京张铁路为精神起点,从没有一寸高速铁路到世界高铁里程最长,从技术引进到世界上首次实现时速350公里。


1876年,英国怡和洋行在中国修建的第一条营业性铁路上海吴淞铁路建成通车,试车的“天朝”号机车创下时速约40.2公里的纪录。京张铁路的通车速度则为时速35公里。而现在,中国不仅建成了全球最大的300公里时速高铁网络,6月21日,中车四方股份研发的时速600公里的磁悬浮列车也成功试跑。


35到350,10倍。但铁轨之上的“提速”绝非这几个数字这么简单。


在《资本论》第三卷中,马克思提及铁路的地方有7处,他曾如此描述,“缩短流通时间的主要方法是改进交通”。“火车一响,黄金万两”,可视为是后人对此的通俗表达。


从京张铁路到高速、大容量、集约型、通勤化的高铁,城市因此串联,人、钱、物的流向更加便捷高效,城市的格局正以前所未有的速度改变。铁轨上的提速,正是中国社会与经济发展不断提速的一个切面。


“提速”,也从来不仅仅是技术层面的突破。对于一个发展中的庞大国家,回溯梳理“提速”这一国家行为的不同阶段,就会发现,它更需要勇气、智慧、抉择、远见的共同牵动。


历史之所以精彩,在于其平静时,激流暗涌;波澜提速处,显山露水。


百年两条京张线


在中国人心中,“京张”这两个字的分量很沉。


作为中国人自己勘测、设计、施工修建的第一条铁路,它从沉重中孕育。


“甲午战争”惨败,屈辱的《马关条约》签署,使得中华民族危机空前加重,半殖民地化进一步加深。年轻的光绪帝,在条约签订后的7月19日,颁发了由老师翁同龢拟定的“自强谕旨”,诏书中“创巨痛深”,并说“朕宵旰忧勤,惩前毖后,惟以蠲除痼习,力行实政为先。”“如开铁路、造钞币、制机器、开矿产、折南漕、减兵额、创邮政、练陆军、整海军、设学堂。”在十项“实政”之中,开铁路,列在首位。


1905年5月,清政府批准始建京张铁路。在半殖民地半封建的时代背景下,一条京张铁路,牵动了各方的利益之争。


此时,为争夺朝鲜半岛及辽东半岛并辐射东北三省的“日俄战争”尚未结束,而控制着多条中国铁路的英国也在虎视眈眈。京张铁路的修建,又成了列强之间利益关系的角斗场。一番角力之后,最终英国、俄国都同意,不由第三国修建京张铁路。


在京张铁路开工前,中国有16条铁路,但总工程师无一例外全部由外国人担任。此时,西方媒体公开嘲讽:中国会修关沟段铁路的工程师还没诞生呢。


从耶鲁大学留学归来的詹天佑获任总工程师,这位中国铁路之父、中国第一位铁路工程师,以其博大的民族情怀和爱国主义精神,扛起了京张铁路的重担。


(詹天佑)


1905年8月,经过三个月的艰苦劳作,京张铁路完成测定;10月,京张铁路正式开工。1909年8月11日,京张铁路正式修通。


京张铁路全长201.2公里,是中国第一条,也是清朝唯一一条由中国人自行设计建造并制定规章的铁路,而且还是第一条没有被国外资本控制的国有铁路线,也是少有的决算低于预算的超大公共项目,意义不可谓不大。


110年后,2019年12月30日,京张铁路的“最新款”——京张高铁全线通车。这一百年里中国人完成的,不仅仅是35km/h到350km/h的那10倍的速度跨越,更是中国的铁路发展与综合国力的飞跃。


如果说京张铁路是一个起点,京张高铁则代表了中国高铁发展过程中,商用级别的最高水平,具有真正里程碑似的意义。


首先是最先进的CTCS-3级铁路列车控制系统,中国铁路列车控制系统(China Train Control System,CTCS)。CTCS-3对应的最高运行速度是350km/h(CTCS-2对应的最高运行速度为250km/h),现阶段采取CTCS-3,仅有为2020年北京冬奥会客运专线服务的京张高铁和京津城际高铁。


其次,京张高铁首次采用列车自动驾驶系统(Automatic Train Operation,ATO),可以实现列车自动开门、自动精准停车、车门与站台门的联动等智能化控制功能,司机本身则变成自主行驶的另一套备案,做应急冗余,双重保障列车行驶安全。



此外,京张高铁首次在全国的路网内提出了智能动车组的口号,也就是说,京张高铁运行的复兴号,是在复兴号动车组基础上进行了一次“智能”大升级,变成了“复兴号 plus”版本。


控制系统、自动驾驶、智能动车,成为了京张高铁的最洋气的“国产名片”。


110年前,中国首条自行设计和建造的铁路——京张铁路落成;


110年后,在同样的地方,世界首条智能高铁京张高铁正式运行。


磁悬浮与高速轮轨之争


1978年,改革开放元年。这一年的10月22日,总设计师复出后的首个对外正式访问,选择了隔海相望的日本。这是中华人民共和国成立后我国国家领导人第一次正式访问日本。总设计师此行最主要的一件事,是互换早些时间8月22日在北京签署的《中日和平友好条约》批准书。在年初的2月16日,中国和日本刚刚签署了《中日长期贸易协议》。


1978年,世界上有两条高速铁路,都在日本,其中一条是东海道新干线,另外一条叫山阳新干线。当时的日本是世界上唯一拥有高铁的国家。


总设计师搭乘的“光-81号”新干线列车便是运行在东海道新干线上。


此时中国的铁路是什么情况呢?1978年,中国可统计铁路里程为5.2万公里,其中4万公里运行的是蒸汽机车,只有1万余公里运行的是内燃机,只有1030公里是电气化铁路,完成客货转化量为7500亿吨。


全国拥有机车(火车头)约1万台,其中近8000台是蒸汽机车,电力机车不到200台,剩下的是烧柴油的内燃机车。时速最高约100公里左右。平均运行时速刚过40公里——和1910年相比,这一数据仅仅提升了5km/h。


新干线列车成为了中国第一次高铁普及的机会,时速210km/h的新干线列车,被国人称之为“子弹头”。


中国以此为标志,进入到了对高铁的探索时期,这一探索,长达12年。



随着改革开放的逐步推进,北京和上海分别是中华人民共和国的首都、政治中心和经济中心,京沪线两端连接环渤海和长三角经济圈两个经济区域,全线纵贯北京、天津、上海三大直辖市和河北、山东、安徽、江苏四省。所经区域面积占国土面积的6.5%,人口占全国的26.7%,人口100万以上城市11个,国内生产总值占全国的43.3%,是中国经济发展最活跃和最具潜力的地区,也是中国客货运输最繁忙、增长潜力巨大的交通走廊。


老的京沪线,已处于极度饱和状态。运输压力前所未有,新建一条铁路迫在眉睫。


1990年12月,原铁道部完成《京沪高速铁路线路方案构想报告》,并提交七届全国人大三次会议讨论,但是这次讨论最终无果。


1993年4月,铁道部和当时的国家科委、国家计委、国家经济贸易委员会和国家经济体制改革委员会(“四委一部”)联合成立了“京沪高速铁路前期研究课题组”,同年12月,国务院批准开展京沪高速铁路预可行性研究。


其实“可行性研究”,就是支持方(急建派)与反对方(缓建派)的争论过程而已。争论的焦点,是高速铁路的必要性和经济性,技术性问题反而排在了后面,毕竟那个时代,“市场换技术”是主流,反而经济性和必要性成了是否建设的中心。


支持一方认为此铁路的兴建有利配合未来的经济发展,而且技术上和国力都能够负担。反对一方认为,以国外的实例参考,新建高速铁路大部分都是亏损多、盈利少,目前的运能紧张可用提速、扩能等方式解决。


1996年3月,《国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》发布,《纲要》明确表示:“下个世纪前10年,集中力量建设一批对国民经济和社会发展具有全局性、关键性作用的工程。……着手建京沪高速铁路,形成大客运量的现代化运输通道。”


京沪高铁正式在国家文件中有了确切的建设时间点,以此为标志,中国高铁史上最重要的一条铁路线定下了基调。


同年4月,原铁道部完成《京沪高速铁路预可行性研究报告(送审稿)》。并递交国务院及人大审议。


1997年4月,原中华人民共和国铁道部完成《京沪高速铁路预可行性研究报告补充研究报告》,并据此上报了项目建议书。


2001年,原国家计委和原国土资源部联合颁发《关于预留京沪高速铁路建设用地的通知》,要求沿线地方政府预留京沪高速铁路建设用地。京沪高铁的建设取得了实质性的进步,取得预留土地之后,留存的最大问题,便开始转移到了“技术性”问题,这一争论,逐步取代必要性与经济性,成为京沪高铁最大的风险性问题。


这一技术性问题,被称之为“磁悬浮与高速轮轨”之争,这一争论,最终奠定了中国高铁技术的方向,并成为高铁动车组的标准。依托这一争论的最终结果,中国建造了世界上最大的高铁网络。


1998年6月2日,在北京召开的中国科学院和中国工程院两院“院士大会”上,时任国务院总理朱镕基向在座的一千多位院士提出了一个问题:


“京沪高速铁路是否可以采用磁悬浮技术?”


之后,以时任科技部副部长徐冠华和部分专家为代表,支持京沪高铁以磁悬浮技术来建设。




而原铁道部则坚持京沪高速铁路应采用高速轮轨技术,认为磁悬浮的技术和投资风险都很高,而且与既有轮轨铁路网不能兼容,不能兼容意味着是两套标准,将来推广,意味着所有的铁路线都要重建,而且,同时维护两套标准,对于运营成本来说,无疑是巨大的。


当然,无论最终选择什么方案,采取什么技术,都需要论证。两方都全力着手进行两种技术的前期研究,毕竟这是命关国计民生的工程性技术。到2002年,两方均完成前期研究并建成“工程样本”性质的试验路段。


原铁道部依托高速轮轨技术,于2003年10月12日建成秦沈客运专线并投入运营,其设计运行时速为160-200公里,预留最高时速为250公里的提速空间,并根据专线的运行要求,配套研制了DJJ2型“中华之星”和先锋号两型高速动车组。其中“中华之星”研发前后花费了超过1.4亿元人民币,是中国首列具有完全自主知识产权的高速列车,并在秦沈客运专线创造了每小时321.5千米的最快速度纪录。


同一时期,支持磁悬浮一方也有了极大的成果。2000年6月,上海市政府决定在上海建设高速磁悬浮专线,并于2003年1月4日通车投入运营,这是世界上唯一商业运营的高速磁悬浮线路。但是,最终“磁悬浮”在这次技术之争中落败,落败的原因并不是技术本身,更多的是技术来源(德国不愿意转移技术)与成本因素(原铁道部运营成本及建设成本)。而且,上海磁悬浮的盈亏情况、磁悬浮的电磁辐射、噪音等对人体健康的影响等也是争论的焦点之一。


关乎国计民生的技术性问题,最终的决策,还是要国家来定。


2006年1月7日,国务院常务会议通过了《中长期铁路网规划(2006)》,《规划》中批准了京沪高铁的项目建设,其中,京沪高铁全线将按最高时速350公里、初期运行时速300公里设计,一次建成高速铁路线路1318公里,总投资2209.4亿元人民币。同时,确定京沪高速铁路采用高速轮轨技术。


2006年2月22日,国务院第126次常务会议批准京沪高速铁路立项。


伟大的“阳谋”


当技术确认之后,技术的选择又成了各方利益代表们争论的另一个要点。


不谋全局者,不足谋一城;不谋万世者,不足谋一时。


2003年“两会”结束后,在23、24日这两天的时间里,原铁道部开了两天的闭门讨论会议,之后原铁道部根据会议内容,出版了一本专著,叫《系统论与跨越式发展》。这本书,成为了中国高铁史上极其重要的指导性专著。


当我们现在回头看这本满是“口号性”内容专著的时候,会觉得这种通篇口号说到底也不过是口号而已,口号是需要实体来支撑的,有了实体,项目才能成行,才能最终上升到“国家意志”来进行搭建与铺设。这个实体,就是原铁道部《中长期铁路网规划方案建议(2003-2020)》。2004年1月,国务院审议通过以《中长期铁路网规划(2004)》名称发布。此后,这一《规划》连续发布了数个版本,均以年份进行区分。


作为国务院审议通过的政府性行业规划纲领,《规划》要求建设里程超过1.2万千米的客运专线(高速铁路),客车速度目标值达到每小时200千米及以上。同时《规划》再一次确定,对京沪高速铁路和其他三条南北向高速铁路线采用高速轮轨技术,这一纲领的形成,是中国铁路系统化运作的开端,为中国高速铁路快速建设铺平了道路。


“高速轮轨技术”成为建设标准后,中国开始了技术引进与技术研发双轨并进的配套实施工作。


技术引进,源于1998年11月的中国国家主席访日。


日本在得知中国已经开始计划高速铁路(秦沈客运专线)项目信息后,特意安排了搭乘东北新干线,列车是去年12月31日开始运行的E4系电力动车组,设计运行速度为240km/h,最高速度为265km/h。同行的时任日本内阁总理大臣小渊惠三说,中国的高速铁路项目,日本将“官民并举,倾力协作”。2000年4月,日本运输省官员曾表示中国建设京沪高铁项目时,日本不仅可以向中国出口车辆,而且要向中国转移新干线系统的技术。2003年4月,《日本经济新闻》更是报道,中国高层曾向日本铁路业者表示“中国选定新干线的可能性为95%”。



但最终技术来源的引进,出乎了所有人的预料。


2004年6月17日,《人民铁道》和中国采购与招标网同时发布招标公告,原铁道部拟采购时速200千米的动车组,共计10包200列。


公告明确投标企业必须是“在中华人民共和国境内合法注册的,具备铁路动车组制造能力,并获得拥有成熟的时速200公里铁路动车组设计和制造技术的国外合作方技术支持的中国制造企业(含中外合资企业)”。


这句话看上去是不是有点绕?那就对了,说得太直白,不好——投标企业是有国外成熟技术支持的中国公司。


这种公司当时中国有没有呢?一家都没有,包括原铁道部嫡系“中华之星”也被排除在自己的招标范围之外;那国外的公司有没有呢?还是一家都没有。这样的条件限制,目的呼之欲出:


“引进国外先进技术”。


为了配合这一目的,公告还做出了三个明确的要求:


第一关键技术必须转让,第二价格必须最低,第三必须使用中国品牌。



那国外掌握先进技术的公司有哪些呢?


德国西门子、法国阿尔斯通、日本川崎重工及加拿大庞巴迪。在高速铁路车辆制造及相关系统这一块,说中国领先,其实是有很大误导性的。因为这是一个典型的寡头垄断市场,这四家几乎垄断了整个高速铁路设备市场。


中国的目的,就是要让他们将竞标的标的技术,通过转移给国内注册的中国公司,来完成竞标,而原铁道部规定的技术引进的公司,仅有两家:


一家是南车集团的四方机车车辆股份有限公司(四方),一家是北车的长春客车股份有限公司(长车)。


现在看来,这个公告就是一个伟大的“阳谋”,潜在的竞标卖家们都知道的“阳谋”。


教科书般的博弈案例


6月17日发布投标公告,到7月28日投标截止,中间共有41天时间。我们来看看这一教科书级别的技术引进实例,看看这些巨头们怎么在这场利益纷争中出招接招。


中国方面,派出来的“战略买家”是2个,但是面对的“战略卖家”4个,也就是说,中国在选择方面,有绝对的空间。2:4对于寡头竞争行业来说,已经是很大很大的选择空间了。但是,卖家们可选择的买家仅有两个。


此外,这次公告中的标包,10包200列的动车组订单(这已经是天量订单了),虽然只是针对中国铁路第六次大提速,但是,《规划》的内容则让每一个玩家都不能掉以轻心,那是一个庞大的、拥有960万平方公里国土、13亿人的市场,“四横四纵”为基础的庞大战略铁路网是世界铁路运输史上从来没有过的大市场,而且这一市场是以国家意志为导向的国家级战略,这个市场大到没有任何一个高铁企业可以忽略。而这次招标,不过是未来市场竞争的一次预演,谁都不敢掉以轻心。



同时,铁道部还要求,投标前国外厂商必须与中国国内机车车辆企业签订完善的技术转让合同,如果没有做到这一点就取消投标资格,为此铁道部还设置了一个考核环节,叫作“技术转让实施评价”,考察对象是中国投标企业(四方河长车),并特别成立的动车组联合办公室(动联办)。


此外,为了验证技术转让的完整性,即便已经中标,但铁道部是先不付钱的,因为动联办还没考核,这些钱是要通过考核后才支付出去的。好玩的是,动联办不考核中标公司教得怎么样,它只考察中标公司学得怎么样,只要是中标公司没有学好,他就不付钱,但是通过考核后,钱自然就付了。


首先,日本高铁技术成熟,运营时间长,但是还有三菱重工和日立,川崎重工本身由于日本市场狭小,已经到了业务的天花板,之前已经冒天下之大不韪,将落后E4两代的E2出售给中国。


此次,川崎重工代表他们组成的“日本企业大联合体”拿出了根据标包的E2改进型E2-1000,引入中国后,型号为CRH 2A。


其次,阿尔斯通一面跟四方谈,一面跟长客谈。但是四方的首选谈判对象是川崎重工,他们跟阿尔斯通谈,主要是为了给川崎重工施压;长客的首选谈判对象是西门子,给西门子施压也是他们跟阿尔斯通接触谈判的重要目的之一。但是,西门子的坚持不让步,让长客与阿尔斯通的谈判突然加速,并最终在投标截止日期前完成了全部谈判工作,最终长车选择了与阿尔斯通合作。



长车与阿尔斯通以“潘多利诺”宽体摆式列车为基础,取消摆式功能,车体以芬兰铁路的SM3动车组为原型,研制了一款动车组,引入中国后被命名为CRH5A型动车组。


庞巴迪方面,因为早在90年代就与南车四方成立了合资公司,所以它并不为投标资格而担心。庞巴迪拿出的则是为瑞典国家铁路提供的Regina C2008型动车组,引入中国后被命名为CRH1A型动车组。


西门子方面,由于前期准备工作得到的信息显示,以西门子ICE3为基础研发的Velaro平台,是铁道部最为看中的目标。于是西门子方面觉得胜券在握,在整车价格和转让价格方面,要求比较高,原型车3.5亿元人民币一列,技术转让费共计3.9亿欧元。而且还为技术转让单方面的设置了一定的条件,这些条件是铁道部绝对不能接受的。而中方的态度极为明确,每列车价格必须降到2.5亿元人民币以下,技术转让费必须降到1.5亿欧元以下,否则免谈。


投标当天,四方与日本联合体、长客与阿尔斯通、庞巴迪以自己与南车四方成立的合资公司为主体投出了自己的标书;西门子因为在最后时刻没有找到合适的合作伙伴,为自己的要价付出了代价。


2004年10月20日,四方签约活动在北京正式举行,由铁路局、中技国际、南车四方与川崎重工四方签约;铁路局、中技国际、长客与阿尔斯通四方签约;铁路局、中技国际与南车庞巴迪三方签约。


自此,中国解决了高铁技术来源的障碍,为中国标准动车组列车的国产化和专利标准认证铺平了道路。


2013年6月,“中国标准”动车组项目正式启动。12月,总体技术条件制定完成;2014年9月方案设计完成。


2015年6月30日正式下线,并于当天在中国铁道科学研究院环形试验基地正式展开试验工作。


2016年8月15日6时10分,由中国标准动车组承运的G8041次列车,从大连北站出发,沿哈大高铁开往沈阳站,中国标准动车组首次载客试运行。


2017年6月26日,中国标准动车组开始承担京沪高速动车组列车任务。


2019年11月尾至翌年3月,CR300AF及CR300BF动车组陆续获准量产,中国标准动车组列车,终于扬眉吐气。


2019年12月,中国大陆高铁总里程突破3.5万千米,其中运营时速可达300千米的线路总里程超1万千米,占世界2/3以上。


“跑起来”的中国样本


1978年,改革开放总设计师在日本新干线上说:“一个字,‘快’。像是有人在推着我们跑,我们现在很需要跑。”


2017年6月5日,正在中国访问的加州州长布朗,从南京乘坐高铁到北京,这是他第二次在中国体验高铁,他说:“速度快!太棒了!”



中国高铁是中国改革开放几十年来,行业内唯一一次完成整体“市场换技术”获得全套技术引进再消化的样本。


中国市场开放了几十年,真正用市场换来的技术,屈指可数。


在“造不如买、买不如租、租不如送”的背景下,这种由国家层面、通过公开设置招标要求的形式来完成技术引进的,仅此一家。



汽车行业引进了几十年,现在还是良莠不齐,不成体系,毫无系统。


芯片行业,由于引进,那些仅仅是着眼于眼前成本及利益的生意,让中国下马及放弃了无数个项目,现在,国外只要捏一捏命脉,相关公司就进入到及其困难的发展状态。


这样的例子还有很多很多。


但当中国人静下心来,引进、吸收再消化后,自主的东西只会多,不会少,就算成本高、压箱底,也是个看家本领。


我们需要“阳谋”,也需要引进,我们可能不用,但是不能没有,这是底线。


参考资料:


1、招商局史研究所《论“百日维新”前的变法及其历史地位》


2、甘少杰 吴洪成《试论清末新政时期的军事教育改革》


3、外文出版社 《大中国上下五千年:中国历代名人精粹》


4、查攸吟《日俄战争全史》


5、管成学 赵骥民《中国铁路之父:詹天佑的故事》


6、徐厚广《大国速度:中国高铁崛起之路》


7、国家发改委《铁路“十三五”发展规划》


8、国务院常务会《国家中长期铁路网规划(2004)》、《国家中长期铁路网规划(2016-2030)》

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