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中国智造创新驱动撑起速度中国
经济参考报 | 来源: 经济参考报 浏览次数:916 发布时间:2021年2月8日
摘要:

编者按

  领跑世界的智能高铁、创世界纪录的超级工程、万物互联的工业互联网……中国智造正在以创新驱动撑起速度中国。在5G、大数据、工业互联网等新技术集中爆发的大背景下,中国智造形成的速度合力正在实现要素资源跨区域长距离高速流动,加速重构中国经济地理版图。以更高的速度赋能生产要素,产生多重经济社会效果,这就是中国智造正在展现的乘数效应。

高铁重构中国经济地理版图

作为中国近年来最重要的科技创新成果之一,中国高铁技术继续领跑世界。在因高铁而实现的要素资源跨区域长距离高速流动中,中国各大经济板块“握手”更紧,中国经济地理版图加速重构。

经济板块“握手”更紧

1月22日,一列复兴号高寒动车组列车从沈阳北站驶向北京,标志着京哈高铁全线贯通,为东北与华北新增了一条高速通道,让数百年来“关内关外”的界限变得模糊。从此北京至沈阳、哈尔滨最快2小时44分、4小时52分可达。这条新开通的大动脉,将使东北与京津冀两大经济板块“握手”更加紧密。

这条高铁截弯取直,从北京引出后,不再经行山海关、锦州,而是穿过燕山余脉与辽西丘陵,经河北省承德市,连接辽宁、吉林、黑龙江三省省会,全长1198公里,设计时速350公里。

辽西北,曾是辽宁省经济洼地的代名词,长期以来封闭落后的交通,是其经济欠发达的重要原因。京哈高铁全线贯通后,辽西北的朝阳一跃成为东北的新门户,成为连接东北与华北的桥头堡。同时,京哈高铁也将打破东北地区铁路进出华北能力的“瓶颈”。昔日隔断东北与华北的山海关,客运功能将慢慢减弱,货运通过能力则会得到更大释放。

“这正是中国经济强劲脉动的体现。”辽宁社会科学院副院长梁启东说,从山海关的变化可以看出,高铁正在改变中国经济地理版图。

“作为‘十四五’期间中国开通的第一条高速铁路,京哈高铁全线贯通后,北京、辽宁、吉林、黑龙江四省市穿点成线。”中国东北振兴研究院副院长李凯认为,这条大动脉将使京津冀协同发展与东北振兴两个国家战略“握手”更加紧密,特别是为东北振兴注入加速度。

在地处辽西的喀喇沁左翼蒙古族自治县(以下简称喀左),来自北京的朝阳通美晶体科技有限公司在这里投资5亿元建设半导体新材料产业园,所生产的磷化铟、砷化镓产能持续增加。

喀左的交通曾十分不便。但随着京哈高铁的贯通,这个曾经闭塞的小县城,一跃成为重要铁路枢纽。

“京哈高铁开通后,喀左到北京只需要1个多小时。我们正是看中了这一点到此投资。”朝阳通美晶体科技有限公司总经理刘文森说。

喀左之变是东北借力而行的一个缩影。搭乘京哈高铁,东北与京津冀的合作也将迈入快车道。

近年来,通过京沈对口合作、京津冀产业梯次转移等方式,东北与京津冀优势互补,携手并进。2020年,沈阳·中关村智能制造创新中心等一批创新体系和重点项目落户沈阳;天津与长春对口合作,正在把长春无水港打造成为东北物流集散中心;辽宁朝阳成为京津冀产业转移承接地,获批东北第一个国家级承接产业转移示范区……

东北和京津冀作为国家的两大经济板块,对全国经济发展格局有着重要影响。李凯表示,东北地区工农业基础雄厚,正在改造升级“老字号”、深度开发“原字号”、培育壮大“新字号”,需要资金、技术、人才等要素的支持,而这些正是京津冀的优势所在。

国家发展改革委综合运输研究所综合研究室主任樊一江认为,京哈高铁全线贯通,完善了我国“八纵八横”高速铁路网的主要骨架,特别是助力东北老工业基地与京津冀乃至长三角、珠三角地区实现要素资源跨区域长距离的高速流动。

“在这个拼速度、比流量、看效率的时代,时空距离的缩短,将给沿线地区带来新的价值。”樊一江说。

自主研发技术更强

在京哈高铁上运行的复兴号高寒动车组列车,是由中车青岛四方机车车辆股份有限公司(下称“中车四方”)自主研制,这一首次投入商业运营的“高寒版”复兴号如何抵御-40℃的严寒?

据中车四方主任设计师贾向杰介绍,“高寒版”复兴号在CR400AF动车组基础上进行了高寒适应性优化,列车使用的材料、电气元器件、车体、转向架、制动等关键系统部件均进行了耐低温设计。同时,科研人员在列车的密封防雪防击打、水系统防冻、冷凝水防治等方面进行优化,使得动车组能够承受-40℃低温及冰雪等极端恶劣运行条件的考验。

“高寒版”复兴号的车下设备舱、头罩开闭机构、车端连接及转向架区域采用密封结构,提高了防护等级,防止进雪。车下和车端连接区域、转向架区域及车顶区域等易受击打部位均进行了防护设计,防止冰雪击打导致破损。

此外,一些特殊的螺栓和螺母采用能抗低温的铬钼合金、不锈钢材料。列车在极寒天气下运行,螺栓和螺母也不会脆裂。设备舱、塞拉门、设备箱体的密封胶条等,采用脆性温度低于-40℃的硅橡胶等材料,避免低温脆裂和漏风漏水。车内开关、继电器等电气元器件选用适应-40℃的低温型号,再冷的天也能“收放自如”。车内配电柜采用特殊陶瓷防结露涂料,喷涂后涂层表面有许多“蜂窝状”孔隙,让冷凝水可以储存在孔隙中,避免滴落导致电气设备故障,确保配电安全。

“高寒版”复兴号是中国高铁技术向“更强”发展的体现,与此同时,中国高铁技术还在向“更快”挺进。

1月13日,由我国自主研发设计、自主制造的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车及试验线正式启用,设计时速620千米,标志着我国高温超导高速磁浮工程化研究实现从无到有的突破。

据悉,高温超导高速磁浮工程化样车及试验线项目位于西南交通大学牵引动力国家重点实验室,验证段全长165米,由西南交通大学联合中车公司、中国中铁等单位协同攻关研发。

中车唐山机车车辆有限公司副总经理吴胜权说,高温超导磁浮技术利用超导体在磁场中的“钉扎”效应实现悬浮和导向,具有悬浮导向无须实时控制、前进方向阻力小等优势,是实现磁浮车辆高速化的技术线路之一,具有广阔的应用和发展前景。

记者看到,高温超导高速磁浮工程化样车车头采用流线设计,形状如子弹头。不同于高铁靠车载电源驱动在钢轨上“奔跑”,该样车悬浮在永磁轨道上,轨道中间铺有直线电机,在车子底部装有超导悬浮装置替代了车轮。

成都西南交通大学设计研究院有限公司高级工程师吴自立介绍,样车采用全碳纤维轻量化车体、低阻力头型、大载重高温超导磁浮技术等新技术和新工艺,设计时速620千米,有望创造在大气环境下陆地交通的速度新纪录。

西南交通大学超高速真空管道磁悬浮交通研究中心副主任邓自刚说,该项目的建成是推动高温超导高速磁浮技术走向工程化的重要实施步骤,可实现高温超导高速磁浮样车的悬浮、导向、牵引、制动等基本功能,及整个系统工程的联调联试,满足后期研究试验,为远期向1000千米/小时以上速度值的突破奠定基础。

中国高铁领跑世界

2020年,中国铁路“十三五”圆满收官。全国铁路营业里程达到14.63万公里,比“十二五”末的12.10万公里增长20.9%。其中,高铁营业里程达到3.79万公里,比“十二五”末的1.98万公里翻了近一番。

“‘四纵四横’高铁网提前建成,‘八纵八横’高铁网加密成型。”国铁集团董事长陆东福表示,2021年,铁路部门将完成高铁时速350公里服役性能对比综合试验,运用大数据技术研究高铁设备故障机理和变化规律。

2020年,中国复兴号动车组技术继续领跑世界。这一年,铁路部门持续推进复兴号系列化动车组研制工作,研制京雄智能动车组,实现京张智能动车组优化提升,完成新型时速250公里动车组技术提升计划,组织研制高原内电双源动力集中动车组,时速160公里至350公里复兴号全系列动车组全部投入运用。在西南地区,成渝高铁完成提速改造,成为我国西南地区第一条按时速350公里运营的高铁,成渝间实现高铁公交化运营1小时直达,实现双城生活“说走就走”。

1月20日零时起,全国铁路开始实施新的列车运行图,多条开通不久的高铁新线加大运力。在华东,前不久开通的连云港至镇江高铁,调图后每日开行动车组列车最高达124列,实现了苏北、苏中地区与长三角中心城市的无缝对接,连云港至镇江最快1小时51分可达。在中原,全线开通运营的郑州至太原高铁,调图后每日开行动车组列车最高达76列,晋东南等地与中东部地区的时空距离进一步缩短,郑州至太原最快旅行时间由原来绕行石家庄的3小时38分压缩至两地直通2小时23分。

此外,近期陆续开通运营的银川至西安、合肥至安庆、盐城至南通高铁,北京至雄安新区城际铁路等,在调图后按照日常线、周末线、高峰线开行列车,有效提升所在地区客运能力,释放相关线路货运能力。

特别是银川至西安高铁的开通,让宁夏首次进入全国高铁网;盐城至南通高铁的开通,形成了山东、江苏东部沿海地区至苏沪杭的最快通道,青岛经连云港、盐城、南通,至上海最快4小时54分可达。(记者樊曦、周圆、吴晓颖、王迪、徐扬、丁非白、丁静、张旭东综合报道)

“超级工程”挺进技术空白区

引领未来的智能高铁、世界级风口的跨海大桥、全球最长的公路海底隧道……在疫情影响建设施工的背景下,一个个超级工程在中国大地拔地而起。2020年,中国在工程建设领域成果丰硕,众多刷新世界纪录的大工程、大项目接连投入使用或开工建设。“基建狂魔”勇闯空白区、挑战不可能。

站在位于福州长乐的平潭海峡公铁大桥观景平台上远眺,只见大桥在海面上蜿蜒伸展,踏过海上小岛后消失在远处的云雾之中,蔚为壮观。12月26日,经过长达7年的建设,平潭海峡公铁大桥正式投入使用。这条全长16.34公里的大桥是中国首座、世界最长的跨海峡公铁两用大桥。

紧随平潭海峡公铁大桥投入运营的,便是连接北京与雄安新区的京雄城际铁路。通过京雄城际铁路,北京西站至雄安新区间最快旅行时间仅需50分钟,大兴机场至雄安新区更是最快19分钟可达。这条全长91公里、最高设计时速350公里的高铁线路还是我国首次全过程、全专业运用BIM技术设计的智能高铁,应用了70余项物联网、云计算、大数据等前沿科技,树起了智能高铁的新标杆。

在海中,中国工程建设者也同样跃跃欲试。10月底开工建设的青岛胶州湾第二隧道也将创下多个“世界之最”。“胶州湾第二隧道还将引领世界超长海底隧道的未来。”青岛国信集团相关负责人表示,该条隧道要克服超特长隧道通风防灾、大断面隧道穿越大规模断裂带、超大直径盾构与钻爆法隧道海中对接等世界级难度挑战,将引领未来10年国内外海底隧道设计、施工及运营管理领域的发展趋势。

这些新建的中国超级工程,除了规模、技术等方面领先,也更加智能、更加生态环保。

“我们在规划设计阶段不断优化方案,最终取消海中竖井和海中围堰,避免在胶州湾内围填海造地,极大限度保护海洋生态环境。”青岛国信集团相关负责人介绍,环保理念超前,尊重自然生态环境是胶州湾第二隧道项目的一大特点。项目还计划对隧道开挖的洞渣进行综合利用,将洞渣加工成碎石,作为混凝土骨料,循环用于隧道自身衬砌结构及周边建设项目,真正实现变废为宝、节能环保,全面贯彻环境优先的目标。

作为中国高铁新名片的京雄城际更是具有浓浓的智能、环保特色。除了全生命周期三维数字化智能管理、智能施工、智能运行检修等建设运营环节的智能技术大规模应用外,精准定位、路径规划、位置搜索等智能服务也大大提升旅客出行体验。为了实现从灰色基础设施向绿色生态基础设施的转变,建设方在景观设计理念中,将铁路、生态、智慧、景观、文化多种元素融合,打造山水、田野、园林、多样化植物、多样化人文景观组成的“生态廊道”,让铁路沿线“四季有景”。为有效控制高速铁路通过环境敏感区的噪音,京雄城际铁路固霸特大桥上还加装了一段长约847米的全封闭声屏障。动车组高速通过大桥时,这座“隔音隧道”可以将列车经过时的环境噪音降到20分贝以下。

一个个新纪录、新突破的背后是一个个棘手的技术与施工挑战。中国的工程建设者敢于挺进技术空白区、勇于奉献,才把“不可能”变为现实。

大兴机场站位于北京大兴国际机场下方,让设计时速350公里的列车下穿机场航站楼尚属首次。为了最大限度减少震动,建设者在相当于地下6层楼的地方,用9664根钢筋混凝土灌注桩和1232个减震垫,让整个建筑成为世界最大的单体隔震建筑。

扣件与钢轨之间的距离不能超过0.5毫米,这是几乎苛刻的要求,但记者在采访中发现,“毫米级”的精度要求近乎成为京雄城际建设的“标准格式”。通过对技术标准、施工质量的严格把控,才实现高铁“硬币不倒”的平稳舒适。

平潭海峡公铁大桥更是在“建桥禁区”创造的中国奇迹。福建福平铁路有限责任公司工程管理部部长钱立军介绍,平潭海峡公铁大桥所处位置是世界三大风暴潮海域之一,风大浪高水深涌急,海底地质条件复杂,有效作业时间少,工程建设面临的技术挑战和施工风险都远超国内已建或在建的其他跨海湾桥梁。

“每年6级以上大风超过300天,7级以上大风超过200天,施工作业很难开展。千万年来的海峡大风还带动海涌淘走了海底的松散岩层,留下硬度堪比钢铁的光板岩。再加上潜伏着的坚硬孤石,复杂的岩层状况让大桥基础无处安放。”中铁大桥局平潭海峡公铁两用大桥项目总工王东辉说,面对恶劣自然环境影响,大桥建设者反复研究实践,通过研发新设备、改进施工工艺等方法,逐个攻克施工难题。

“比如在架梁阶段,我们改变过去钢桁梁现场安装的方式,改为在工厂整体制造总拼钢桁梁,现场进行海上浮吊整孔架设。”王东辉介绍,由于海上吊装受风浪影响摆动大,精确就位难度也很大,中铁大桥局又历时3年、耗资数亿元打造了国内起重量最大、起升高度最高的双臂架起重船——“大桥海鸥号”,并刷新了世界桥梁整孔钢桁梁架设的最重纪录。(记者 邰晓安 丁静 张旭东 福州报道)

公交车驶上 工业互联网“快速路”

深圳公交车在实现电动化之后,正借助数字孪生技术朝着智能化迈进,推广使用“电动巴士数字孪生体”。这是工业互联网技术向深圳市各行业渗透的一个缩影。

据了解,深圳公交运营单车车辆在关键部位加装300多个传感器,单车行驶过程中,油门、刹车、行驶方向、GPS定位,甚至轴瓦的温度等各种数据实时传回公交指挥中心。从公交司机踩油门、点刹车是否合理,公交车有没有到站开门,到车辆有无弯道减速等技术细节,公交监管部门了如指掌。

深圳市工业和信息化局局长贾兴东说,下一步深圳将持续推进新型基础设施建设,实施“5G+8K+AI+云”战略,着力打造数字经济创新发展试验区,加快推进工业互联网创新发展。

数据显示,通过工业互联网应用,深圳52.6%的工业企业生产成本下降,53.3%的企业产品良品率提升,29.4%的企业原材料损耗减少。工业互联网还催生出网络化协同、规模化定制、服务化延伸等新模式新业态,推动先进工业和现代服务业深度融合,促进大中小企业开放融通发展。

目前,深圳正在推进“5G+工业互联网”技术发展。深圳工信局评选出华星光电、海能达等10家企业作为深圳市“5G+工业互联网”应用试点项目。

华星光电利用“5G+工业互联网”技术对缺陷面板进行检测。工厂采用机器视觉对面板进行监测,生成大量4K、8K的实时高清图像,通过即时分析找出产品的缺陷。数据汇集到工业互联网云平台,结合其他生产、管理环节的数据,通过分析处理,对工艺流程的改进进行有效指导。据了解,这种技术将面板质检时间缩短50%,产品质量缺陷减少5%,综合良率提升1.5%,大幅度节约企业的人工成本。

华龙迅达信息技术股份有限公司是深圳公交车“电动巴士数字孪生体”的研发者。这家工业互联网赋能平台公司,结合5G技术,为制造型企业的数字化、智能化转型提供基于工业互联网完全自主可控的工具集,构建行业数字孪生应用。总经理龙小昂说,公司开发的木星工业互联网平台,在5G技术支撑下,通过对生产设备等比例数字建模,可以在虚拟场景中还原设备原型,不仅可以在生产过程中实时采集各类数据,而且可以在生产前虚拟制造过程,提前得到物料需求、产品质量等数据,减少从设计到生产之间的不确定性,降低企业生产运营成本。

深圳富士康的“熄灯工厂”可以全自动完成整个生产流程。通过应用工业互联网、机器换人、柔性装配、可视化生产管理等技术,工厂中的所有设备、物料、数据完全自动流转,生产效率提高30%,库存周期降低15%,人力节省88%,提升效益2.5倍,这是深圳工业企业走向智能化、网络化、数字化的一个缩影。

目前,深圳构建了工业互联网产业生态培育体系,建立“深圳市工业互联网专家委员会”为产业发展提供智力支持;推动华为、腾讯、富士康等龙头企业联合成立“深圳市工业互联网联盟”,促进行业资源对接和应用;开展“工业互联网大会”“工业互联网巡回大讲堂”等活动,推广企业数字化转型的经验做法。深圳市还推出了工业互联网金融服务体系,包括企业产业链模式、在线数据模式、供应链金融模式。

深圳工信局局长贾兴东说,预计未来几年,深圳工业互联网将为制造、能源、交通及其他产业带来革命性变化,将催生大量新技术,新应用、新业态,有力推动制造业高质量发展。 

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