京沪高速铁路技术体系的形成和意义

京沪高速铁路股份有限公司，原董事长/党委书记，北京，100038

摘 要：高速铁路的技术体系是一个庞大的系统工程，涵盖土建工程、牵引供电、通信信号、电动车组、信息化等系统。大量的前期工作和基础性研究为京沪高速铁铁路技术路线的确定、技术标准的完善规范、技术体系的形成奠定坚实的基础。京沪高速铁路的设计、优化、建设进一步完善了高速铁路技术体系，为我国今后高速铁路的建设和运营提供科学依据。

关键词：京沪高速铁路；技术体系；技术创新

三大直辖市和河北、山东、安徽、江苏四省，穿行于我国经济基础最好、发展速度最快的东部地区。京沪高速铁路沿线是我国经济发展最活跃和最具潜力的地区，沿线的发展不仅能带动和辐射华北、华东、胶东乃至东北的发展，而且将带动中西部地区的经济发展，对促进全国经济的全面增长有着重要意义和作用。

京沪高速铁路控制性工程——南京大胜关长江大桥于2006年6月开工建设，正线2008年初开工，2011年6月30日开通运营，2013年2月通过国家验收。2011年开通运营半年运送旅客就达2 445万人次，2012年全年运送旅客达6 507万人次，2013年全年达8 390万人次，呈逐年大幅上升趋势，其开通以来的社会效益、经济效益已经显现。

1 京沪高速铁路概况

京沪高速铁路起自北京市北京南站，终到上海市上海虹桥站，两端连接我国两个较大的经济带——环渤海经济带和长三角经济圈，全线贯穿了北京、天津、上海

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京沪高速铁路工程包括京沪高速铁路正线、北京南站改扩建工程和南京大胜关长江大桥及南京枢纽相关工程。正线全长1 318 km，设计时速350 km，初期运营时速300 km，是目前世界上一次建成线路最长、标准最高的高速铁路。经专家检查验收，京沪高速铁路的设计标准、建设管理、质量控制和技术创新等均达到了我国铁路的领先水平，在世界铁路建设史上也居于先进水平。经过两年多的运营检验和设备监测，其各项指标不仅稳定，而且处于优良水平。实践证明，中国铁路人不仅能够依靠自己的力量建设世界一流的高速铁路，而且形成了一套具有自主知识产权的京沪高速铁路技术体系。

京沪高速铁路技术体系的形成和意义 蔡庆华

一、二级阶地，主要为上更新统粉土、粉细砂、黏土。池河—丹阳段主要为剥蚀低山丘陵区及长江河谷阶地，主要为粉细砂岩、泥岩、白云岩、灰岩及侵入岩等。丹阳—上海段线路通过长江三角洲平原区，均为第四系地层覆盖，系江河、湖泊、海相沉积形成，为黏土、粉质黏土夹粉细砂层。全线范围尤其两端软土及松软土分布广泛，合格的路基填料需远运，且沿线交通道路和河流纵横，所以全线桥梁比例高、特殊结构桥梁多，既有深水大跨桥梁，也有深厚软土地基上的长大桥梁。

京沪高速铁路列车速度按350 km/h设计，列车运行最小间隔为3 min，具有高速度、高密度、高安全性和高舒适度的要求。为达到这些指标，对桥梁工程结构的刚度和稳定性、轨道结构的铺设精度也相应提出更高的要求和条件。在软土和松软土地基上的构筑物必须严格控制其变形和沉降，保证路基的纵向刚度均匀，保证桥梁结构的动力性能，严格控制其纵横向刚度。轨道要尽量采用维修工作量小的无砟轨道、一次铺设跨区间无缝线路等。牵引供电系统要采用高安全性、高可靠性的供电方式，具有高平顺性和良好受流特性的接触网。必须采用世界一流的列车运行控制，车站计算机联锁和综合调度技术，实现通信、信号和计算机技术的一体化，使其成为集行车控制、调度指挥、信息管理和设备监控于一体的综合自动化系统。对于高速动车组除保证高速度、高安全性和舒适平稳外，还要适合中国国情，能够兼容既有线信号制式。

综合对国外的考察和研究，日、德、法三国在高速铁路建设上虽领先世界，但技术标准和制式各不相同，自成系统。比如三国的线路的线间距、平纵断面的选择标准是不同的。轨道结构，法国是有砟轨道，日本、德国多是无砟轨道，但是日德两国的无砟轨道型式及铺设条件也是不同的。在牵引供电、接触网悬挂形式、牵引变压器的接线形式等方面，三国均有自己的特点。在列车控制系统方面，三国更是各不相同：日本新干线列车采用基于有绝缘轨道的ATC系统，信息均由车上存储和地面传输相结合；法国高速列车采用基于无绝缘轨道电路U/T系列的列车控制系统，信息均由轨道电路传输；德国高速列车采用以轨道电缆（LZB系统）作为地面控制中心与机车之间信息传输通道，信息由轨道电缆传输。在动车组方面，日本采用独立式动力分散型动车

2 京沪高速铁路前期工作和技术路线

早在20世纪80年代，铁路科技工作者就开始追踪世界高速铁路的发展。自1990年原铁道部依据国家《中长期科技发展纲要》，向国务院上报《关于“八五”期间开展高速铁路技术攻关的报告》起，中国关于京沪高速铁路的前期工作就开始启动。为借鉴学习世界高速铁路建设、运营的经验，原铁道部先后组织多个团组赴国外考察，并组织中外专家交流，开展了十多次合作研究，派出200多名专业技术人员出国研修，培养了一批青年科技和管理人才，也为我国高速铁路技术标准及设计、施工有关规范的制定提供了借鉴。

与此同时，原铁道部先后立项科研课题达400多项，其中约50项列为“八五”、“九五”、“十五”国家科技攻关项目，有40多个单位、数千人参与其中，为形成京沪高速铁路的技术方案做了大量的基础性工作。

从京沪高速铁路前期研究工作开始至批准开工建设，前期工作历时18年。这18年不仅是围绕要不要修建京沪高速铁路、修建的重要性展开论证，而且对采用什么技术制式、修一条什么样的高速铁路进行反复论证。这对于京沪高速铁路技术路线的确定、技术标准的完善规范、技术体系的形成大有裨益。

京沪高速铁路工程地质复杂。要跨越海河、黄河、淮河、长江四大水系，沿线经过我国华北地区和华东地区，以平原和低山丘陵为主。北京—济南段地层主要为第四系冲积层、冲洪积层、海积层，以黏性土、粉土、砂类土为主。济南—徐州段为鲁中南低山丘陵及丘间平原，地表剥蚀严重。徐州—池河为黄淮冲积平原及淮河

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组；法国采用铰接式动力集中型动车组；德国兼有动力分散和动力集中两种型式动车组，但其发展是动力分散型。分析比较后一致认为，没有一个国家的技术标准能够原样照搬，而且随着高速铁路的发展，不同标准、不同制式的优缺点也更明朗。作为后来者，以中国铁路的技术基础和条件，应该而且完全能够走出一条自己建设高速铁路的路子。坚持以人为本、落实科学发展观，博采众长、系统集成、走跨越式发展道路，高标准、高质量、高效率地建设京沪高速铁路，这就是京沪高速铁路的技术路线。

安全性、平稳性要求；绥中北—皇姑屯段则完全满足200 km/h速度运行的安全性、平稳性要求。

4 京沪高速铁路技术体系基本形成

依据京沪高速铁路的技术路线，在200 km时速站前工程设计暂规基础上，1999年原铁道部编制了《京沪高速铁路线桥隧站设计暂行规定》；2002年编制了《京沪高速铁路站后工程设计暂行规定》；在新一轮征求意见基础上，2003年初《京沪高速铁路设计暂行规定》（上、下册）正式发布。至此，京沪高速铁路技术体系的架构基本搭起。

为充分借鉴、吸收国外高速铁路的先进技术和成熟经验，在2003年7月—2005年7月，由原铁道部高速办组织分三阶段通过招标分别邀请三个高速铁路原创国的铁路咨询公司的技术专家对《京沪高速铁路设计暂行规定》（上、下册）的各章节、对京沪高速铁路初步设计的重点桥隧、重点路段的设计文件进行专业咨询。

咨询活动，既检验了中国高速铁路的设计能力和水平，同时对《设计暂规》等做了必要修改和完善。咨询报告基本肯定了《京沪高速铁路设计暂规》和初步设计文件，认为在科技攻关基础上形成的相关规范是先进的；同时由于中国铁路尚缺乏高速铁路建设和运营的实践，通过咨询借鉴了发达国家的设计标准，吸收了其先进的设计理念。例如对京沪高速铁路线路平纵断面和桥梁结构设计，均进行了仿真计算，以确保行车安全和舒适；对线下不同构筑物衔接段的基础，因刚度突变都增设了过渡段。针对咨询报告对初步设计中有关路桥工后沉降标准控制、道岔梁设计、路基稳定系数、接触网悬挂类型、无线通信冗余方式、声屏障脉动力计算以及综合维修设施的设置等方面的意见，都组织设计单位进行了认真的归纳和研究，逐条分析比较，对《设计暂规》有关条款作了完善，对初步设计文件作了修改。

京沪高速铁路工程地质条件复杂，一次建成，其难度和规模都是世界上没有先例的。其设计速度之高，要求达到的输送能力之大、其列车运行间隔时间之小也是前所未有的。中国国情和路情要求京沪高速铁路除本线运行高速列车外，还必须与既有路网200 km/h动车组列车开行做到兼容，即不但能够让300 km/h高速动车组列车 从本线下线运行，也要保证200 km/h动车组列车能

3 工程实践及规范制定

原铁道部在组织学习考察、科研论证的同时，更注重工程实践。经过三年技术攻关，1994年完成了广深铁路的提速改造工程，第一条160 km/h的准高速铁路开通，其试验数据和装备技术参数对推进铁路大面积提速和高速铁路的建设起了重要作用，积累了一定经验。

在轮轨技术和磁悬浮技术争论声中，1999年秦沈客运专线经国家批准正式开工建设，并明确“近期设计时速160 km以上（基础部分预留高速铁路条件）”。原铁道部明确秦沈线基础设施按250 km/h进行设计，在山海关—绥中北间修建66.8 km的300 km/h综合试验段，全线运行200 km/h及以上动车组列车。秦沈线不仅是我国的第一条客运专线，也为我国高速铁路的设计、施工和装备选型都提供了试验场地。为修建秦沈客运专线，原铁道部在立足自己、学习吸收、博采众长的基础上，制定出《时速200公里新建铁路线桥隧站设计暂行规定》；试制了大号码无缝道岔，试铺了无砟轨道，编制了路基、桥梁和制架梁的一整套施工方法和工艺，制造了相应的施工设备；在牵引供电上采用了我国自主设计施工的简单链型悬挂接触网；在通信信号上采用了光纤同步数字传输、无线列调和数字集群技术、光纤射频直放技术等。在综合试验中，采用动力分散型的“先锋号”电动车组列车在山绥段最高试验速度达到了292 km/h；采用动力集中型的“中华之星”电动车组列车在山绥段最高试验速度达到321.5 km/h。在绥中北—皇姑屯325 km线路的拉通试验中，平均速度为213.8 km/h。两次试验结果表明：秦沈线山绥段的路基、桥梁、无砟轨道、38号道岔和接触网等完全可以满足250 km/h速度运行的

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上京沪高速铁路运行。京沪高速铁路的线路、轨道、桥梁等基础设施，有中国铁路的特点；牵引供电、通信信号、动车组也有着中国特色和要求。有韩国与我国台湾在高速铁路建设中的经验和教训，国外任何一国的高速铁路技术都不适用于中国情况，中国要有京沪高速铁路的技术体系。

中国铁路有十多年的研发和工程实践做基础，有到国外考察、交流提供的情况做借鉴，有《设计暂规》和初步设计的咨询做参考，有动车组的“引进国外技术，打造中国品牌”的创新路线，在基础设施建设方面完全依靠自己的力量，根据中国铁路建设经验，通过原始创新，已建立起京沪高速铁路的技术标准体系；在牵引供电和通信信号方面，坚持以我为主，通过博采众长，择优吸纳国外先进成熟技术，系统集成，也形成了京沪高速铁路的标准规范；在动车组的制造方面，坚持以市场换技术，中国制造为基础，通过引进消化吸收再创新，能形成中国高速铁路的动车标准体系，这就是2005年由原铁道部高速办总结编写的《京沪高速铁路技术体系》（简称《技术体系》）的指导思想和主要依据。《技术体系》由工程基础设施，牵引供电系统，通信信号和信息化系统，高速动车组的制造、运用与维修，运输组织及行车指挥和环境保护等主要内容组成。《技术体系》就每个系统内所包括的主要工程及其技术、标准做了分解和说明，对主要技术、设计参数、工程要求都做了介绍。如对基础设施系统就分章节，分别对线路、站场、路基、轨道、桥梁、隧道等工程做了比较系统的介绍，对结构形式、主要技术指标都有明确的要求；如对高速动车组的车体、转向架、牵引驱动技术、复合制动系统、列车运行控制方式、列车信息和诊断作了介绍，还对动车组的主要技术参数、基本特征、维修模式、维修基地布局等也都提出了具体要求。当时由于对高速铁路的环境保护，动车卸污、整备技术等还缺乏实践，国内还未有明确的标准要求，所以也作为一个系统纳入了技术体系中。《技术体系》既是参加京沪高速铁路建设前期工作广大工程技术人员劳动成果和智慧的结晶，也反映了当时条件下对高速铁路技术的认识水平。

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报的《中长期铁路网规划》，京沪高速铁路是“四纵四横”客运专线网中主干线之一。2006年国务院常务会议批准京沪高速铁路项目建议书，2007年原则同意了京沪高速铁路的可行性研究报告。京沪高速铁路公司筹备组在原铁道部的领导下，认真贯彻国务院常务会议精神和国家发改委关于“明确总体技术路线，进一步优化系统集成方案，通过引进、消化、吸收、再创新，形成独立的技术标准和自主知识产权”的设计优化要求，总结借鉴京津城际铁路作为试验段的经验，组织专家、设计、咨询单位等现场调查，认真比选，对线路方案、工程技术方案、自主创新方案和运输组织模式等逐项、逐段比较，优化初步设计和施工组织设计。如结合城市发展规划要求，优化引入枢纽方案；结合现场情况，优化线路平纵断面，调整线路标高；按照宜桥则桥、宜路则路原则，通过路桥经济技术比较，优化桥型桥跨；对有砟及无砟轨道设置地段进行优化调整；对全线施工组织设计作了优化审查等。通过设计优化工作，不仅节约了土地和投资，也使京沪高速铁路的设计标准、技术路线和技术体系得到完善。

2008年1月，国务院批准京沪高速铁路开工。春节前各中标的土建工程施工、监理单位跑步进场，春节后重点工程陆续开工。当年全线48个预制梁场陆续建成，6月份第一片32 m箱梁制成，9月下旬全线架梁开始，这在中国铁路建设史上，尤其是高速铁路建设中创造了当年开工当年架梁的新记录。京沪高速铁路公司会同原铁道部科技司按照原铁道部《京沪高速铁路科技创新规划》要求，依靠中国铁道科学研究院、西南交通大学、北京交通大学，通过工程创新实践，建立起京沪高速铁路基础理论体系；依靠铁道第三勘察设计院、中铁第四勘察设计院和咨询单位，不断优化设计文件和施工组织，完善了京沪高速铁路工程建设技术标准规范；请沿线各铁路局提前介入、熟悉设备，参与施工管理和验收，建立起京沪高速铁路运营管理、客运服务体系；借鉴京津城际铁路、武广客运专线的运行经验，请南、北车集团加快京沪高速铁路新一代动车组的研发、制造，组织在京沪高速铁路先导段进行试验。在各方面支持下，京沪高速铁路工程建设顺利推进。2010年6月，全线近3万孔预制梁架设完成，7月19日开始铺轨，11月15日全线铺通。12月初在枣庄—蚌埠先导段试验中创造

5 京沪高速铁路的设计优化和技术体系完善

2004年初，国务院常委会议讨论通过了原铁道部上

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了运营动车组486.1 km/h的中国速度。2011年初全线分段联调联试，5月11日开始全线拉通运行试验；通过静态验收、动态验收、专家评估和原铁道部组织的初步验收、安全评估，2011年6月30日全线开通试运行。同时京沪高速铁路有关创新技术成果得到验证，京沪高铁铁路技术体系、技术标准进一步完善。

焊接技术、无缝线路铺设技术等。总之，京沪高速铁路的技术体系的主要构架为：横向基本分为六大系统，纵向基本分为四个层次；各系统内分为不同门类的工程和子系统，在不同工程中又有专业技术细分，包括设计和施工两方面的技术。

京沪高速铁路的技术体系是一个庞大的系统工程，是层次分明、条理清晰的技术总汇。目前，京沪高速铁路股份有限公司正组织有关专业人员和专家编写京沪高速铁路工程建设总结，其中重要一卷《技术卷》将对京沪高速铁路的技术体系做详细介绍。

6 京沪高速铁路技术体系及重要意义

经京沪高速铁路公司和专家组研究认为，京沪高速铁路的技术体系经过工程实践检验和进一步完善，主要由线路桥隧、站场与枢纽、牵引供电、通信信号、信息化和高速动车组六大系统组成。各系统又由不同工程门类和相关子系统等构成。如在线路桥隧系统中就可分为线路设计、路基工程、桥梁工程、隧道工程和轨道工程；站场与枢纽系统可分为站场工程、站房工程和客运设施工程；牵引供电系统包括供变电工程、接触网工程、电力工程和远程监控子系统等；通信信号系统包括通信子系统、信号子系统、列控子系统；信息化系统包括行车组织、客运营销、安全防灾监测子系统等；高速动车组系统包括高速车体、转向架、牵引驱动、列车制动、列车网络控制和总成等设备制造和系统集成技术等子系统。

在不同的工程和子系统中又各自包括不同的专业和技术。如桥梁工程有深水大跨桥梁的设计施工技术，不同地质条件的墩台设计和施工技术；轨道工程中有长轨

7 结束语

京沪高速铁路技术体系的形成和完善贯穿于京沪高速铁路建设的全过程，既吸收了国外先进的高速铁路技术，又从中国的国情、路情这个实际中来，通过自主创新、集成创新和引进消化吸收再创新相结合，形成了具有中国特色的京沪高速铁路技术体系，指导了京沪高速铁路的设计、施工和维修管理，是铁路系统广大科技工作者辛勤劳动的总结和结晶。相信京沪高速铁路技术体系将继续指导中国高速铁路的建设，不但对中国，乃至对世界高速铁路的发展也将产生重要影响。

责任编辑 杨倩

收稿日期 2014-03-03

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