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2009年年底，武廣高速鐵路客運(yùn)專線武漢至廣州北的G1001次列車從新落成的武漢火車站開(kāi)出。世界上一次性建設(shè)里程最長(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)速度最快的鐵路————武廣高鐵客運(yùn)新干線正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。

   運(yùn)行時(shí)速350公里，列車運(yùn)行最小間隔3分鐘/列，最小曲線半徑9000米，最大坡度20‰……武廣高鐵在工程施工、節(jié)能環(huán)保、技術(shù)創(chuàng)新等一系列領(lǐng)域，都達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，創(chuàng)造了多項(xiàng)世界第一，成為中國(guó)高速鐵路自主設(shè)計(jì)、自主施工、自主裝備制造的又一個(gè)奇跡。

　　這些“世界之最”的背后，是我國(guó)高速鐵路雄厚的技術(shù)實(shí)力，在當(dāng)今國(guó)際技術(shù)格局分布和競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制下，我們不僅擁有這些技術(shù)，還把這些技術(shù)以專利的形式加以運(yùn)用、實(shí)施和保護(hù)，讓我們的智慧成果價(jià)值最大化，有了925件專利申請(qǐng)的武廣高鐵，帶著光榮，充滿自信。記者從鐵道部獲悉，截至目前，武廣高鐵共提交了925件專利申請(qǐng)，其中有多件發(fā)明專利。

　　技術(shù)亮點(diǎn)

　　融雪裝置

　　融化冰雪保平安

　　武廣高鐵采用國(guó)產(chǎn)化的融雪裝置，一旦遇到極端天氣，裝置將自動(dòng)啟動(dòng)，融化冰雪。這套融雪裝置即是北京中鐵通電務(wù)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心發(fā)明的專利技術(shù)———“一種鐵路道岔融雪電加熱元件安裝裝置”。

　　軌道扣件

　　降低噪音降成本

　　武廣客運(yùn)專線大量采用了自主研發(fā)的先進(jìn)的減震性軌道技術(shù)，其中包括了重型無(wú)縫鋼軌、新型扣件、彈性軌枕以及吸音材料制成的聲障屏、吸聲式隔音窗等新材料新設(shè)備，列車通過(guò)時(shí)的噪音大大降低。

　　記者觀察

　　中國(guó)高鐵的知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略

　　就在武廣高鐵通車前的兩個(gè)月，有兩條消息引人遐想：2009年10月，俄羅斯總理普京訪華，中俄簽署了多項(xiàng)合作文件，其中一項(xiàng)是有關(guān)高鐵的諒解備忘錄；2009年11月，中國(guó)鐵道部和美國(guó)GE公司簽署備忘錄，雙方承諾在尋求參與美國(guó)時(shí)速350公里以上的高速鐵路項(xiàng)目方面加強(qiáng)合作。

　　我國(guó)高鐵“走出去”被提到日程上來(lái)。進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，專利要先行，早已達(dá)成共識(shí)。鐵路系統(tǒng)對(duì)這一點(diǎn)的認(rèn)識(shí)更早，更深刻些。高鐵技術(shù)素來(lái)被稱為“大國(guó)技術(shù)”，全世界走在這一技術(shù)前沿的國(guó)家有法國(guó)、日本和德國(guó)，這些國(guó)家的公司在我國(guó)申請(qǐng)鐵路技術(shù)專利頻繁，申報(bào)專利時(shí)間早，僅機(jī)車車輛類專利已申請(qǐng)近百件。

　　面對(duì)此種形勢(shì)，一方面，我們要加大國(guó)內(nèi)專利的申報(bào)力度，積極開(kāi)展國(guó)內(nèi)高鐵知識(shí)產(chǎn)權(quán)全過(guò)程全方面的保護(hù)，從中國(guó)高鐵自主技術(shù)創(chuàng)新源頭上予以保護(hù)、歸納、總結(jié)，并進(jìn)一步鞏固國(guó)內(nèi)高鐵的知識(shí)產(chǎn)權(quán)主導(dǎo)地位。值得一提的是，我國(guó)高鐵關(guān)鍵技術(shù)的專利權(quán)歸屬鐵道部所有，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)可以免費(fèi)申請(qǐng)使用，這種專利歸屬模式有利于集中力量突破創(chuàng)新，有一定借鑒價(jià)值，也間接解釋了我國(guó)高鐵技術(shù)為什么能在如此短的時(shí)間里實(shí)現(xiàn)跨越并領(lǐng)先世界。

　　另一方面，我們還要積極開(kāi)展國(guó)外專利申報(bào)工作，從國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的角度，擁有專利的數(shù)量和質(zhì)量，是直接衡量和影響該產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)。據(jù)了解，目前我國(guó)高鐵領(lǐng)域正積極組織開(kāi)展申請(qǐng)國(guó)外專利工作。

　　迄今為止，鐵路行業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理與保護(hù)工作已取得階段性成果，共取得900余件高速鐵路相關(guān)專利授權(quán)，150余件商標(biāo)。

　　這得益于早年鐵路系統(tǒng)制定的一系列高鐵知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理規(guī)劃。

　　在行業(yè)內(nèi)，鐵路系統(tǒng)規(guī)范了包含高速鐵路專利權(quán)、商標(biāo)權(quán)、著作權(quán)等高速鐵路知識(shí)產(chǎn)權(quán)的管理工作；完善鐵路行業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的評(píng)估、轉(zhuǎn)移機(jī)制；建立健全高鐵知識(shí)產(chǎn)權(quán)的管理機(jī)制，制定高速鐵路知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理辦法，對(duì)原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新產(chǎn)生的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，權(quán)利人為鐵道部的，由鐵道部實(shí)行統(tǒng)一歸口管理；建立鐵路行業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)預(yù)警機(jī)制、應(yīng)急機(jī)制和配套措施。

　　在行業(yè)外，2008年6月，鐵道部與國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局簽署了鐵路行業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，分層分批實(shí)施鐵路行業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)試點(diǎn)工作，優(yōu)先啟動(dòng)客運(yùn)專線系統(tǒng)集成與裝備現(xiàn)代化知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。按照鐵道部與科技部共同簽署的《中國(guó)高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃》，在形成我國(guó)高速列車自主創(chuàng)新能力和關(guān)鍵技術(shù)體系的過(guò)程中，建立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，并對(duì)鐵路全行業(yè)開(kāi)展知識(shí)產(chǎn)權(quán)工作起到引領(lǐng)和示范作用。

　　鐵路系統(tǒng)現(xiàn)已制定了高鐵專利保護(hù)的下一步工作計(jì)劃，重點(diǎn)在取得高速列車、大功率機(jī)車和站后部分的工務(wù)工程、牽引供電、通信信號(hào)、運(yùn)營(yíng)調(diào)度、大型養(yǎng)路機(jī)械、綜合檢測(cè)列車等技術(shù)中涉及的專利權(quán)方面展開(kāi)工作，現(xiàn)已經(jīng)確定了上述相關(guān)技術(shù)的專利保護(hù)目錄。

　　運(yùn)行控制系統(tǒng)萬(wàn)無(wú)一失雙保險(xiǎn)

　　鐵道部運(yùn)輸局綜合部主任李軍告訴記者，鐵路系統(tǒng)對(duì)“高速鐵路”的定義已基本達(dá)成共識(shí)，高速鐵路要符合三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：一是新建的客運(yùn)專用鐵路；二是時(shí)速在250公里以上的動(dòng)車組列車；三是高速鐵路最核心的技術(shù)是列車的運(yùn)行控制系統(tǒng)，這種運(yùn)行控制系統(tǒng)和普通速度的鐵路是完全不同的，是一個(gè)計(jì)算機(jī)化的控制系統(tǒng)，普通鐵路是以人控制為主、機(jī)器為輔，高速鐵路是機(jī)器控制優(yōu)先，人控為輔。所以說(shuō)，運(yùn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于高鐵是最核心、最關(guān)鍵的。

　　以信號(hào)系統(tǒng)為例，高速鐵路的信號(hào)系統(tǒng)，是高速列車安全、高密度運(yùn)行的基本保證。因此，世界各國(guó)發(fā)展高速鐵路，都十分重視行車安全及其相關(guān)支持系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)。信號(hào)系統(tǒng)是集微機(jī)控制與數(shù)據(jù)傳輸于一體的綜合控制與管理系統(tǒng)，是當(dāng)代鐵路適應(yīng)高速運(yùn)營(yíng)、控制與管理而采用的最新綜合性高技術(shù)。

　　在軌道交通自動(dòng)化控制中，為了高可靠性和一旦發(fā)生故障時(shí)的應(yīng)急處理之需，通常會(huì)采用具有冗余的系統(tǒng)架構(gòu)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。所謂冗余，即是重復(fù)配置系統(tǒng)的一些部件，當(dāng)某一部件發(fā)生故障或損壞的時(shí)候，冗余配置的部件便會(huì)自動(dòng)介入并承擔(dān)故障部件的工作，即是一個(gè)“備份”的意義，以減少系統(tǒng)的故障時(shí)間。

　　這項(xiàng)需求道理簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻有相當(dāng)難度。在中央處理板與外設(shè)板之間，需要設(shè)置冗余總線，傳統(tǒng)的并行總線使用引腳過(guò)多，進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)非常困難，而且控制協(xié)議復(fù)雜，在擴(kuò)充外設(shè)板時(shí)會(huì)受到總線性能的限制，比如電磁兼容性差、難以實(shí)現(xiàn)電氣隔離等。傳統(tǒng)的串行背板總線雖然也能實(shí)現(xiàn)冗余，但多偏向于性能較高的電信應(yīng)用，而并不適合高鐵信號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用。并行、串行這兩種計(jì)算機(jī)冗余技術(shù)均不適合軌道交通自動(dòng)化所要求的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、易推廣通用的技術(shù)要求。

　　武廣高鐵所應(yīng)用的發(fā)明專利————“計(jì)算機(jī)冗余系統(tǒng)”已獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的授權(quán)。該發(fā)明公開(kāi)了一種計(jì)算機(jī)冗余系統(tǒng)，包括兩個(gè)中央處理板，至少一個(gè)外設(shè)板，每個(gè)中央處理板上安裝有兩個(gè)CPU,每個(gè)外設(shè)板上安裝有兩個(gè)CPU,這些CPU均連接有各自的總線收發(fā)器，通過(guò)各自的總線收發(fā)器再一一連接，構(gòu)成通信線路，從而達(dá)到冗余。當(dāng)一個(gè)中央處理板出現(xiàn)故障時(shí)，外設(shè)板依然可以繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互并實(shí)現(xiàn)其自身功能。

　　另外，武廣高鐵的“列控中心系統(tǒng)平臺(tái)”發(fā)明已經(jīng)向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提出了專利申請(qǐng)。它主要是運(yùn)用“二乘二取二”的冗余技術(shù)，“二乘二取二”是一種廣泛應(yīng)用于鐵路方面的技術(shù)，具有更高的安全性和可靠性。二乘二側(cè)重于系統(tǒng)的可用性和可靠性，二取二側(cè)重于系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。而在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上主要有兩種方式：指令級(jí)同步和任務(wù)級(jí)同步，即系統(tǒng)平臺(tái)采用多層次的安全防護(hù)措施，所有的安全輸出均由兩套獨(dú)立、非相關(guān)的軟、硬件子系統(tǒng)共同確定，符合故障—安全原則，命令在輸出前進(jìn)行比較，檢查有錯(cuò)誤便不產(chǎn)生輸出。輸出后也會(huì)檢查，保證不產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出。

　　基于以上的控制系統(tǒng)，武廣高鐵在32公里范圍內(nèi)互通信息數(shù)據(jù)，并自動(dòng)保持14公里的安全車距，如果車距小于14公里，調(diào)度中心會(huì)給動(dòng)車發(fā)出指令，后車便可自動(dòng)根據(jù)與前車的距離來(lái)調(diào)整車速。

　　動(dòng)車組制造安全舒適動(dòng)力足

　　在1月11日召開(kāi)的國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，中國(guó)南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司的“CRH2型高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架”，榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。CRH2型高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的研制開(kāi)發(fā)過(guò)程中，申請(qǐng)了大批專利。據(jù)介紹，轉(zhuǎn)向架是高速動(dòng)車組的走行裝置，具有承載、減震、導(dǎo)向、牽引、制動(dòng)等重要功能，決定了列車運(yùn)行速度和運(yùn)行品質(zhì)，是高速動(dòng)車組的核心技術(shù)。CRH2在高速轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)等多方面實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新，成功解決了高速條件下列車抗線路激擾、抗蛇形運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)、抗高速脫軌等關(guān)鍵技術(shù)難題，并實(shí)現(xiàn)了我國(guó)鐵路動(dòng)車組在既有線和高速鐵路的兼容運(yùn)行，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。在第六次鐵路既有線大提速中，這一成果應(yīng)用于京廣、京滬等9條共計(jì)6000多公里的主要干線，以及京津城際高鐵動(dòng)車組、武廣高鐵動(dòng)車組、世界首創(chuàng)的長(zhǎng)大編組臥鋪動(dòng)車組等。這一技術(shù)成果應(yīng)用的高速動(dòng)車組累計(jì)運(yùn)營(yíng)里程已超過(guò)9000萬(wàn)公里，累計(jì)運(yùn)送旅客1.23億人次。

　　除了使用CRH2型高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架，武廣高鐵采用的CRH3型動(dòng)車組列車系統(tǒng)創(chuàng)新了大斷面寬車體、高速輪軌、高速受流、高速制動(dòng)、人機(jī)界面等關(guān)鍵技術(shù)，在牽引系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、車體空氣動(dòng)力學(xué)等方面的技術(shù)處于當(dāng)今世界領(lǐng)先地位，牽引功率達(dá)到8800千瓦，具有強(qiáng)勁的啟動(dòng)加速和持續(xù)高速運(yùn)行的能力。

　　隨著列車速度的提高，車體的運(yùn)用工況更加復(fù)雜，運(yùn)用環(huán)境更加惡劣，對(duì)其強(qiáng)度要求越來(lái)越高，同時(shí)，考慮到車內(nèi)乘客舒適度及能源損耗等因素，對(duì)車體的氣密性要求也隨之逐步提高。列車在高速運(yùn)行時(shí)，車體會(huì)受到極大的空氣壓力，尤其車體的頭部，所承受的空氣壓力會(huì)更大，由于高速列車的運(yùn)行速度還在不斷提高，傳統(tǒng)車體結(jié)構(gòu)已不能滿足高速列車對(duì)氣密性的更高要求。

　　“高氣密性軌道車輛車體”技術(shù)解決了上述不足，采用了氣密隔墻結(jié)構(gòu)，將頭車司機(jī)室前部與車廂部分有效隔離，分隔成完全密封的兩部分，避免在列車進(jìn)行高速運(yùn)行時(shí)，因車體頭部所承載的空氣壓力過(guò)大，造成車體密封不嚴(yán)的現(xiàn)象。此外，該車體各大部件之間的連接部均采用滿焊工藝焊接，且在車體的各個(gè)開(kāi)口走線的位置，采用了套管加堵板的結(jié)構(gòu)，走線完畢后灌上密封膠，更進(jìn)一步保證了車體的高密封性能。這種車體結(jié)構(gòu)不僅適用于鋁合金型材的車體，也同樣適用于碳鋼、不銹鋼車體，可用于時(shí)速200公里及以上速度等級(jí)的動(dòng)車組，目前廣泛應(yīng)用于CRH2系列動(dòng)車組，已裝用1200余輛，總價(jià)值近30億元。

　　另外值得一提的是，由于動(dòng)車的高時(shí)速對(duì)車體剛度和乘坐舒適度的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，現(xiàn)有的鋁合金車體型材結(jié)構(gòu)在剛度、強(qiáng)度和輕量化性能參數(shù)上都存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)；另外當(dāng)列車高速運(yùn)行時(shí)，特別是在穿行隧道區(qū)間時(shí)，車外的氣動(dòng)噪音和輪軌噪聲直接影響旅客的乘坐舒適度。

　　“帶有熱熔型減震材料的中空薄壁型材”技術(shù)解決了這個(gè)難題，采用鋁合金中空薄壁擠壓型材，可以實(shí)現(xiàn)較高的剛度和強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求；同時(shí)，因?yàn)槭菧p震隔音材料，所以降低震動(dòng)、噪音向客室內(nèi)的傳遞。據(jù)了解，這項(xiàng)專利技術(shù)可適用于時(shí)速200公里等級(jí)及以上的動(dòng)車組車體結(jié)構(gòu)，目前廣泛應(yīng)用于CRH2C—300系列動(dòng)車組車體，及CRH2長(zhǎng)大編組系列動(dòng)車組車體，已裝用700余輛，總價(jià)值近10億元。