时间:2023-05-28 08:21:29
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1、引言
我国经济快速发展需要不断加快铁路建设,据统计,新线铁路路基长度约占全线长度的三分之一,路基基床施工的好坏对于整条线建成投运后的运输质量十分重要。为提高路基施工质量,减少因路基病害造成后期维护对运输的干扰,需结合路基特点,根据地形地貌状况及水文地质情况,对施工技术及措施进行综合分析。
2、铁路路基的基本特点
铁路路基位于线路下方,作为承受轨道和列车荷载的基础,承担保障线路稳定及列车正常运行的重要功能。要求有足够的基床强度和经受列车重复荷载的疲劳强度,有较小的路基弹性变形和累计塑性变形,有合理的刚度和保持适当的弹性。为确保路基具有前述各项功能指标,需要从其特征方面进行分析。
2.1路基基床强度
基床强度需能够承受列车重复荷载产生动应力的作用。
列车轮轨振动加速度和对轨道的冲击与速度平方成正比,随着列车车速提高,路基承担的动荷载及其作用次数将明显增加。为保证行车条件下路基的稳定,路基必须具有足够的强度,承受列车动荷载对基床的强度需求。此外,还要考虑由于动荷载的作用次数增加,路基土体的疲劳作用加强,土的强度将有一定程度下降的因素,为保证路基在重复荷载作用下的稳定,基床应有经受重复荷载的疲劳强度。
2.2路基基床刚度
基床刚度要求在列车荷载作用下,弹性变形和累计塑性变形要小。同时,还应具备一定的弹性以减弱轮轨动力作用。
路基按强度破坏条件进行设计,由于在轮轨动力作用下,如果轨道几何尺寸不能保持,弹性变形和累计塑性变形将会明显增加,需控制达到强度破坏前可能出现的过大变形。另外,合理基床刚度能影响车轮荷载分配,使轨面最大支承力减少一半以上,能够改善基床动应力分布,减弱重复荷载的动力作用,减少列车荷载对线路的不良影响。
3、基床病害的发生机理
3.1路基基床病害概述
铁路路基是带状结构工程,沿线地质差异较大,不良地质条件众多,受到地理、水文、气候环境常年变化影响,以及设计标准、施工工艺和质量、通道运量、维修模式等人文因素制约,导致铁路基床病害成为一种分布广、发性强的病害。西南铁路基床病害主要表现形式为基床翻浆冒泥、路基沉陷、挤出变形、水浸路基等病害。
3.2路基基床病害形式及机理
铁路路基基床塑性变形超过一定范围时,将导致各种形式的病害发生。一是基床翻浆冒泥。路基强度因含水过多而急剧下降,在列车作用下发生翻浆冒泥。一般易发生于基床土质不符合要求的部位,特别是以细粒土作路基填料、风化石质作基床,降雨量大的路堤和路堑地段为病害多发地段;二是路基下沉。由于路基土密实度不足或地基松软,在水、荷重、自重及振动作用下发生局部或较大面积的竖向变形。一般经过列车运行一段时间后,下沉会趋于缓解。但有时因荷重增加或水的作用使沉降速率加大。局部下沉也会造成陷槽使线路不平顺。下沉分为基床下沉、堤体下沉和基底下沉;三是挤出变形。基床内土体强度不足而产生剪切破坏或塑性流动,在列车荷载的作用下,基床上发生剪切破坏,出现路肩隆起、侧沟路肩外挤和边缘外膨。
3.3路基基床病害发生因素
铁路路基基床质量病害的发生因素可以简单地概括为自然因素和人文因素两个方面。其中自然因素主要是指病害发生的地理、水文、气候环境条件,具有客观性,不可控性。人文因素是指设计标准、施工工艺和质量、通道运量、维修模式等条件,具有可控性,两者共同作用,形成路基病害。因此,可以分析自然因素,控制人文因素,达到减少路基病害的目的。一是核定通道运量及运营速度。铁路路基的质量问题出现的频繁度和严重程度与通道运量密切相关,同时,由于行车速度的提高,路基振动及所受动荷载增大,促使基床强度降低和变形发展。需准确预测客货运量,为路基设计提供依据。二是优化设计标准,对填筑参数、边坡处理、基底处理、排水系统、断面尺寸等重要的设计参数进行优化,加强路基基底设计处理,减少地表水对基床的渗透停留,完善排水系统,降低毛细水及地下水位;三是提高施工工艺水平和施工质量。严格按照设计施工,规范填筑工艺,保证路基填筑质量,尤其是基床表层及底层的填筑工艺,配套完善路基附属工程;四是强化维管工作。由于行车密度大,养护维修的作业时间受到限制,需制定科学的维修周期,降低病害发生概率。
4、新建铁路路基基床病害的防治措施
4.1施工措施概述
首先要选择合理的施工方案和施工技术手段,优化设计方案,提高施工的效率,加快工程的进度。在施工的过程中,要针对不同的填土材料和含水率选择合适的碾压方法和工具,以保证路基的土质的密度和强度。
其次,按照严格的施工程序来执行相关的技术路线。在施工之前就要做好施工组织设计工作,协调好各工序间相互关系,尽可能将路基填筑安排在非雨天时段进行施工,做好人员培训,以及监督管理工作,对整个工程的施工程序进行全程监督和指导,根据现场需要,动态调整技术路线和施工顺序。
最后就是要严把路基基床材料的质量关,一是基床底层填料应选用A、B组填料或改良土。当选用碎石类作为基床底层填料时,应级配良好,其粒径不应大于10cm。二是基床表层填料基床表层填料采用级配碎石。碎石粒径、级配及材料性能应符合铁道部现行《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》的有关规定,杜绝出现使用质量不合格的回填材料。
4.2具体的施工措施
4.2.1基床施工工艺
4.2.1.1路堑基床施工,须在开挖接近堑底时,鉴别核对土石,然后按基床设计断面测量放线,开挖修整;按设计采取压实、换填、改良土质、排水等措施。采用爆破法开挖的路堑,钻爆最后一层路基面岩石时,沿路面标高打平眼,控制用药量进行光面爆破。
4.2.1.2路堤基床底层施工工艺流程同路堤填筑。在施工前对路基本体进行检测,并报监理验收。基床底层采用碎石土填筑,部分使用不易风化、坚硬含粒径不大于15cm的石块,分层填筑,填筑厚度为每层20-25cm,均匀压实。基床每一压实层的全宽必须使用同一种条件相同的填料,上下层使用不同种类的D15与较细的d85之比应≤4;非渗水土与渗水土填层间,颗粒较粗的填料的D15粒径小于0.5mm。
4.2.1.3路堤基床表层土,不使用塑性指数大于12或液限大于32%的粘性土填筑。路堑基床表层土,如为易风化的泥质岩石及塑性指数大于12或液限大于32%的粘性土,以渗水土换填。侧沟深度不小于0.6m,并加固处理。换填厚度为基床表层,宽度为路基面全宽。基床土质和密实度符合规范要求。
4.2.2基床施工措施
4.2.2.1当基床填料不得不用塑性指数大于12,液限大于3%的粘性土作填料时,在碎石道床底部进行砂垫层的铺设,分离碎石道床和路基基面,使路基基面的受力更加均匀,有利于基面保持平整度,有效地避免了由于积水而造成的路基的翻浆冒泥现象。对于雨水充沛的地区,砂垫层内加铺带复合土工布或橡胶板、塑料排水板等形成的不透水材料,阻隔地表水向基床的渗透,防止因基床土含水量的增加,在列车荷载反复作用而产生的翻浆冒泥现象。
4.2.2.2基床表面整修养护。表面整平补填时,如补填厚度小于10cm,将原压实层翻挖至少10cm深,再补填压实,使其外型、质量达到设计要求。非渗水土路基面设路拱,形状为三角形,高0.15m,底宽等于路基面宽度。曲线加宽时,仍保持三角形。同时于路拱下部自既有线路肩向外做4%的排水横坡,横坡以上部分(含路拱)填渗水土;当第二线路肩低于既有路肩时,排水横坡通过第二线路肩设置。渗水土和岩石路基面不设路拱。
5、铁路路基基床的施工质量控制方法
5.1路基填料的控制办法
路基填料对铁路路基施工质量的好坏起决定因素。它主要是指土、石混合而成的。按照铁路路基的设计规范,可以将路基填料分为优质填料、良好填料和一般填料。优质的填料主要包括硬实块搭配品质优良的细粒土,其中所含的粗砂和碎石土都较少。良好的填料则比优质的填料略次一点,其中则包含较多的软石块和较少的细粒土,漂浮这更多的碎石土以及漂石土等。一般填料的品质则更次于前两者。在铁路路基的建设中要严禁使用D类填料。土源的选择应该慎重选择土源场地,在运输之前要对此地区的地形、地貌等情况进行详细的调查和分析,尽量选择土质较好、含水量适中的土源,在确定土源场地后要进行土样实验,确定该土源是否适合用于铁路路基的建设。
5.2压实度的控制
路基压实度的控制,首先要控制填土的含水量,尽量使其保持在试验段设计允许的标准内,有效地控制压实度。含水量若过大,应在晾晒到一定程度时再进行碾压。为了保证土的最佳含水量能维持在整个工程的施工过程中,施工的过程应该实行连续作业,切勿使土暴晒甚至雨淋,以免土壤的含水量出现变化。其次要选择合理的压实工具。土壤在填实的过程中要进行分层铺设,逐层进行压实。压实工具也应该尽量选择重型压实机进行施工,并且要保证每层土的厚度不能超过规范要求。另外,控制土的含水量时要考虑到碾压带来的水量损失。路基基床的压实系数检测按表控制。
注:1、压实系数为重型击实试验对应的压实系数;
2、K30为用30cm直径荷载板试验得出的地基系数。
5.3基床面平整度的控制
在每100m长路基上,用2.5m长直尺,垂直于线路中线,间距大致均匀地抽测10次,量得的最大凹凸差,土质基面不超过1.5cm,石质基面允许有2次超过5cm,但不大于10cm。
大规模铁路建设需要对技术创新机理和规律有进一步认识和研究。通过文献研究,本文结合典型案例和半结构访谈,分析面向铁路工程的技术创新影响因素及其关系,提出研究假设,并以参与铁路工程技术创新的各主体为问卷调查对象,运用因子分析、结构方程模型等方法进行实证检验。结果表明:需求、环境、资源和管理对铁路工程技术创新绩效有明显影响;需求具有引领作用,环境具有调节作用,资源起基础性支撑作用,管理有明显的推动作用。在此基础上建立铁路工程技术创新的作用机理概念模型,并得出相关启示。
关键词:
铁路工程;技术创新绩效;影响因素;作用机理;结构方程模型
以青藏铁路、高速铁路和重载铁路为代表的铁路工程技术创新取得显著成效,标志着我国铁路工程技术整体进入国际先进水平行列[1-3]。伴随铁路的快速发展,我国通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,取得铁路设计、建造、运营等一系列重大成果,建立中国铁路技术体系,走出一条铁路发展的成功之路。总结铁路工程技术创新实践,特别是高原铁路、高速铁路、重载铁路等铁路工程技术创新的成功经验,清晰界定铁路工程技术创新内涵,探讨其作用机理,对于提高我国铁路工程技术创新绩效和管理水平,具有重要意义。
1铁路工程技术创新内涵界定
铁路工程技术创新是以铁路工程为依托,以铁路工程实践问题或行业共性问题为需求,通过技术攻关、技术集成和试验开发等手段,应用新技术、新工艺、新材料和新设备,采用合理的管理机制和模式,集合优势力量联合攻关解决工程实际问题并最终实现铁路工程目标的过程。铁路工程技术创新涉及资源、信息、组织等众多要素,其内涵较丰富。(1)起点是工程需求。铁路工程技术创新的首要目的是解决工程实践中的技术难题,有需求才有创新,需求拉动技术创新,技术创新成果接受工程实践检验。另外,铁路主管部门从行业发展角度提出铁路行业技术体系和技术创新系统规划,国家战略、行业发展、市场竞争等需求必须结合工程实际需求共同落实到铁路工程中。(2)重点是新技术应用。铁路工程具有明确的工程目标,同时又受环境、资源等因素限制,其技术创新主要包括技术研究、试验开发及科研成果应用等内容,重点在于实现工程目标所必须的新技术应用,即如何将具有针对性和实用性的新技术成功应用到工程实践中。(3)过程是多主体协同。铁路工程技术创新是一个分阶段实施的动态过程。前期决策阶段需要进行技术蓝图设想和技术方案策划,包括行业共性技术问题以及具体工程项目的实际问题,在工程实施中进行应用研究和试验开发;勘察设计阶段需要提出设计方案,并提出相应技术指标,通过技术评审对不同技术方案进行择优;施工阶段是技术创新最密集的阶段,需要各技术创新主体在铁路工程施工过程中协同合作,研究解决工程实际中的技术难题。
2铁路工程技术创新影响因素与研究假设
2.1影响因素分析铁路工程技术创新的成败不仅取决于技术方案和创新环境,更与技术创新过程中的组织和管理密切相关。绩效可视为技术创新结果,这里将其作为技术创新成果评定的方式。技术创新绩效影响因素很多,不同学者从不同角度进行了探索。一般认为企业层面技术创新的成败与市场、文化、战略、组织、管理、资源、制度、信息等非技术因素密切相关,是多种因素共同作用的结果,且这些因素的互动和协同起关键作用。一般认为工程层面技术创新特点体现在需求衍生性、时间约束性、多主体参与性、风险复杂性、技术集成性和收益模糊性,是各类创新主体技术创新成果的集成过程。基于铁路工程技术创新内涵、文献调研及专家访谈,铁路工程技术创新绩效的关键影响因素包括工程需求、环境,资源(资金、人才、信息)和管理(组织、激励、协调)等,按性质归纳为工程需求、环境因素、资源因素和管理因素四大类。
(1)工程需求工程需求是铁路工程技术创新活动的起点,也是技术创新活动的重要动力源泉。工程需求包括铁路工程本身对工程技术、工程质量、工程材料、建设工期等方面的直接需求,还包括工程组织中各参与方自身发展的长远需求及国家宏观层面的需求,需求随着铁路工程的推进不断调整和变化。直接需求是解决铁路工程建设过程中的技术难题、突破关键技术,开展技术创新时注重实用性和针对性,通过各种创新手段实现工程目标。长远需求是为铁路行业发展解决重大共性技术问题,通过重大铁路工程的建设引领铁路建设技术的潮流,提升铁路建设水平,为国家增强在铁路技术方面的话语权和铁路技术体系的输出创造条件。这种技术创新是自发、主动的行为,有益于自身发展,不仅能降低工程成本,而且能增强企业的市场竞争力。
(2)管理因素管理因素是技术创新绩效影响因素中最具能动性的因素,通过实施有效管理,可以促进技术创新绩效的大幅提升。结合铁路工程技术创新实践,铁路工程技术创新的管理因素主要包括组织、激励和协调等。①组织。技术创新是有组织的创造性活动,组织形式直接影响铁路工程技术创新活动的绩效。铁路工程技术创新组织系统运行良好的标志是各类建筑企业的技术创新动机、创新行为、创新成效、技术创新动机之间形成一个正循环,各主体的创新动机在技术创新过程中不断加强。在铁路工程技术创新过程中,各参与主体技术创新动机及利益实现途径均具有较大差别,如果各类技术创新主体的创新动机和利益实现途径彼此相悖,那么各参与方之间不可能形成合力,不仅会造成工程技术创新成效的降低,而且会导致技术创新偏离预期方向,最终导致技术创新目标难以实现。因此,建立有效的运转机制来规制与激发技术创新参与主体,使各创新主体能够自觉围绕工程目标开展协同创新,是确保铁路工程技术创新成功的关键因素。②协调。正确处理组织内外各种关系,为组织正常创造良好的条件和环境,离不开协调。协调是铁路工程技术创新网络综合集成管理的核心任务,也是统筹技术创新目标、进度、标准,协调各参与主体利益的关键问题,更是确保铁路工程技术创新高效进行的重要支撑。铁路工程技术创新协调机制的作用体现在:一是实现技术创新各参与主体的合理分工与有效协作;二是约束与激励参与主体的技术创新行为,避免信息不对称而产生道德风险;三是有效消除成员之间的目标冲突、任务冲突、利益冲突,增进合作伙伴的信任与理解,提高合作效率;四是确保技术创新信息传递的实效性、真实性、流畅性和完备性。③激励。与其他工程活动相比,铁路工程技术创新同样需要激励。首先,铁路工程技术创新的成果蕴含无形的知识、方法,创新成果运用到铁路工程才能体现价值,这些知识和方法可以被合作单位掌握,来分享知识带来的收益。由于复制知识比创造知识更容易,所以复制者可以在投入较少经费的情况下得到收益,需要采取知识产权保护和利益分配等激励措施,保障技术创新主体对创新成果的所有权和收益权。其次,技术创新从投入到产生创新收益的时间间隔较长,需要经过选题论证、关键技术攻关、评审验收等环节,这些环节往往没有收益补偿,因此,需要进行必要的资金投入和补偿。第三,技术创新具有不确定性,采用一种新的施工工艺或者新材料、新技术、新结构,与技术成熟的方案相比,往往不确定性较高,这种不确定性有时会造成创新的失败。这些特征和特性影响创新主体的积极性,需要进行有效激励。
(3)资源因素资金、人才、技术和信息等资源要素是铁路工程技术创新的重要保障。技术创新过程是复杂的系统资源整合过程,实现协同创新的首要困难便是资源的限制。铁路工程技术创新需根据工程需求及技术创新现状,充分利用、整合技术创新网络的创新资源,将技术相关企业、优势互补的制造企业或科技型企业集团纳入技术创新网络,充分发挥有关科研院所、大专院校在创新人才与技术等方面的优势,整合各方面力量,形成技术创新合力,共同解决工程技术难题,在研发过程中注重知识产权保护和技术成果推广应用。此外,建立科技成果共享制度,在实现协同创新的同时,充分发挥协同创新的收益放大优势。
(4)环境因素环境因素包括宏观政策和市场环境,对技术创新绩效具有重要影响。铁路工程技术创新在宏观政策的指导下开展,宏观政策导向直接影响铁路工程技术的发展方向。同时政府为铁路工程提供信息和指导,降低参与方的交易成本,提升市场运行效率。站在整个行业的视角,对铁路技术创新进行系统规划,调动全国铁路相关领域创新要素的有效整合。通过大力推进铁路新技术的推广应用,在创新成果与创新绩效之间搭建桥梁。通过政策措施,实现创新激励、信息共享、成果保护。在铁路主管部门的主导和统一组织下,科研院所、大专院校、建设单位、设计单位、施工单位集中优秀科研力量,采用先进技术装备,围绕重大铁路技术课题开展科研攻关,突破了一大批技术难题。铁路工程技术创新还受到市场因素的影响,市场竞争推动铁路工程的各参与方提升技术创新绩效。当前铁路建设体制改革不断深化,铁路工程参与方面临的市场竞争压力越来越大,为争取市场份额和实现盈利目标,就必须通过技术创新,降低成本以确保效益,提升自身的核心竞争力,巩固在市场中的竞争地位。
2.2研究假设提出铁路工程技术创新实施过程受需求、管理、资源、环境等因素的影响,创新绩效能够衡量工程目标和创新成果的实现程度,通过影响因素与绩效之间的作用关系研究、探寻铁路工程技术创新的内部机理。铁路工程技术创新的动力是什么,哪些手段可推动其实施,其发展的基础、支撑是什么,在不同的环境下是否有不同的作用,这些都是需要回答的问题。由此提出一个描述需求、管理、资源、环境因素与技术创新绩效关系的研究假设,如图1所示。
3研究方案设计及实证研究
3.1方案设计
3.1.1问卷设计为验证铁路工程技术创新影响因素与绩效关系的研究假设,进行问卷设计。根据相关文献分析并结合铁路工程的特点提出问卷的测量指标。调查问卷分为三个部分:第一部分是工程项目参与人及铁路技术创新项目基本情况;第二部分是铁路工程技术创新环境、资源、管理及绩效的相关测量量表;第三部分是问卷补充及建议。为了验证研究假设,采用5级李克特量表打分,其中“1”代表“强烈反对、最小值或零频率”,“5”代表“完全同意、最大值或高频率”。为减少因答卷者不能理解问题而带来的负面影响,问卷在设计过程中广泛听取企业界与学术界专家意见,并对问卷进行预测试,对问卷的表述与措辞反复修改完善,尽量避免题项难以理解或表达含糊不清。
3.1.2数据采集为保证问卷覆盖面,使调查具有代表性,问卷调查对象来自参与铁路工程技术创新活动的各个主体,主要是参与高速铁路和重载铁路建设与管理的各单位,包括政府机关(原铁道部科技司工程管理中心)、业主单位(上海铁路局、朔黄铁路发展有限责任公司等)、高等院校(中南大学、西南交通大学、北京交通大学)、科研院所(中国铁道科学研究院、原铁道部经济规划研究院)、设计单位(中铁第三勘察设计院、中铁第四勘察设计院)、施工单位(中铁五局、中铁七局、中铁十六局)和材料设备供应商(原中国南车、原中国北车、华为技术有限公司)。要求答卷者具有10年以上的铁路工程工作经历,且在访谈时不带任何角色设定,依据自身知识和经验判断。
3.2描述性统计与信度分析
3.2.1问卷回收情况与描述性统计问卷发放与回收工作在2012年4月至2013年4月进行,受访专家通过电子邮件或邮寄方式反馈问卷,共反馈问卷118份,经过整理和鉴别,得到有效问卷104份。对有效问卷与无效问卷对应专家所在的单位性质进行了t检验,分别为p=0.22和p=0.29,反映出问卷在单位和主体上面不存在显著性差异。就样本数目而言,结构方程模型分析所需的样本数要求为样本数与模型中欲估计的参数差大于50,并认为样本数至少在100~150间才适合采用结构方程模型,因此所搜集的样本数(N=104)是适当的。
3.2.2可靠性分析数据的信度是衡量测量项目数据质量的重要指标。采用SPSS19.0对收回的104份有效问卷进行可靠性分析(信度分析),本次调查的Cronbach′sα值为0.878,所评估项目的标准化Cronbach′sα值为0.873,大于0.8,调查量表的信度较好。
3.3假设检验运用Amos软件进行结构方程建模与分析,对研究假设进行检验,验证观察变量与潜在变量的关系,以及潜在变量的相互关系,即对测量模型与结构模型进行参数估计,并分析数据拟合结果。主要拟合指标包括卡方自由度比值(CMIN/DF)、适配度指数(GFI)、渐进残差均方和平方根(RMSEA)、增值适配指数(IFI)、比较适配指数(CFI)等。一般,CMIN/DF小于5、RMSEA低于0.08,表示模型可以接受,且GFI值、IFI值、CFI值介于0与1之间,越接近1表示适配度越佳。
3.3.1假设H1的检验假设H1试图说明工程需求与绩效之间的关系,如图2所示。从模型的拟合结果来看,CMIN/DF为1.475<5,RMSEA为0.051<0.08,GFI为0.714,IFI为0.789,CFI为0.778,均接近0.80,模型的拟合效果较合理,说明模型有效。从路径系数来看,工程需求对绩效的标准化回归系数为0.89,P小于0.001,说明工程需求对绩效与管理有明显的正向作用,假设H1获得支持。
3.3.2假设H2的检验假设H2试图说明技术创新管理与技术创新绩效之间的关系,如图3所示。从模型的拟合结果来看,CMIN/DF为1.874<5,RMSEA为0.072<0.08,GFI为0.798,IFI为0.774,CFI为0.764,均接近0.80,模型的拟合效果较合理,说明模型有效。从路径系数来看,技术创新管理对绩效的标准化回归系数为0.41,P小于0.001,假设H2获得支持。
3.3.3假设H3的检验假设H3试图说明技术创新资源与绩效的关系,如图4所示。从模型的拟合结果来看,CMIN/DF为1.776<5,RMSEA为0.077<0.08,GFI为0.767,IFI为0.742,CFI为0.730,均接近0.80,模型的拟合效果较合理,说明模型有效。从模型拟合结果来看,技术创新资源对绩效的标准化回归系数为0.63,P<0.001,说明资源对绩效与管理有明显的正向作用,假设H3获得支持。
3.3.4假设H4的检验假设H4检验技术创新环境对需求、管理、资源和技术创新绩效关系的影响。主要采用分组处理方式,将干扰变量依群组做情境区分,依据环境特征对样本进行分组处理。环境变量主要考虑市场环境,分为高市场动荡和低市场动荡两种。在高市场动荡、低市场动荡环境下分别构建与前述假设相同的结构方程模型进行分析,模型分析结构见表2。由此可见,环境在技术创新需求、管理、资源与绩效之间均存在影响,假设H4获得支持。
4研究结果与讨论
通过实证研究,验证在高速铁路、重载铁路建设与管理实践中,铁路工程需求、环境、资源和管理等因素与技术创新绩效的作用关系。工程需求、环境、资源和管理因素对技术创新绩效产生明显影响,且这些因素的作用各不相同。工程需求具有引领作用,铁路工程以工程需求为导向,需求既是铁路工程技术创新活动的起点,也是其重要动力源泉。技术创新管理具有推动作用,实施技术创新管理,不仅可以促进组织的有效运行,明确各参与主体利益及风险分配、权责划分等,同时建立良好的激励与协调机制,强化过程监督与反馈,有利于技术创新目标更好地实现。技术创新资源具有支撑作用,资源是技术创新开展的基础并为技术创新提供经费与物力支持,人力资源是其中关键,信息则对技术创新效率有重要作用。技术创新环境对技术创新绩效有调节作用,铁路工程的创新环境涉及宏观政策、市场环境和社会环境等,是铁路工程技术创新实施过程的一系列约束条件,既可以阻碍技术创新也可以促进技术创新,影响技术创新实现的速度与绩效。由此,提出基于高速铁路与重载铁路的铁路工程技术创新作用机理概念模型,在工程需求的引领下,构建技术创新组织,通过科研立项、技术研发、联合攻关等技术创新活动,取得技术创新成果,经评定验收、推广应用,实现工程化,从而形成技术创新绩效。工程需求的牵引力、管理的推动力、资源的支撑力、环境的影响力共同促进技术创新绩效与水平的提升。铁路工程技术创新作用机理概念模型,即铁路工程技术创新“四力模型”,如图5所示。
5相关启示
为进一步提升铁路工程技术创新绩效与水平,结合我国铁路工程技术创新现状与经验,从环境、资源、管理等方面着手,采取切实可行的措施。其中,特别强调坚持技术创新行业统筹,搭建面向铁路工程的技术创新平台,发挥核心企业的主导作用,构建激励相融动态反馈的管控体系,调动各方技术创新动力与积极性,注重技术创新过程监管与第三方评审制度建设,加强知识产权保护和成果转化,从而提升技术创新能力,实现铁路工程的可持续创新。
(1)坚持技术创新行业统筹发挥社会主义制度下集中力量办大事的优势,坚持技术创新行业统筹,是铁路行业的成功经验。中央政府及铁路主管部门在制定行业规划和技术政策、激励企业技术创新、整合各方资源方面起到重要作用,形成市场优势、资金优势和联合优势,可有效避免低水平重复研究。应继续加强铁路科技宏观管理,密切跟踪世界铁路科技发展趋势,制定铁路科技发展规划、技术政策,确定铁路行业重大、关键性和共性技术领域,组织开展自主创新,引领铁路科技发展。应通过政府采购和加大引进、消化、吸收、再创新资金投入等方式,引导和支持铁路装备制造企业和设计施工企业加快采用世界先进技术的步伐。应紧紧围绕运输和建设的重大需求,统一安排技术创新的重点课题,组织科研力量开展科技攻关,协调科研资金和资源,推广应用自主创新成果。大型铁路企业应在行业统筹下制定技术创新战略,有重点有步骤地开展科技攻关,为铁路工程技术创新做好储备和铺垫。
(2)搭建面向铁路工程的技术创新平台铁路工程是一个复杂系统,应在明确其外部环境和内部构成的基础上,各参与方协同合作,共同完成铁路工程技术创新工作。铁路工程技术创新的开展应以工程项目为依托,以需求为引领,建立以项目业主为核心、各创新主体共同参与的技术创新网络组织,搭建面向铁路工程的技术创新平台。铁路工程技术创新平台的建设,既是全面提高科技实力和进行科技创新的物质基础和重要措施,也是开拓铁路科技新领域、发展前沿科学和培养高层次人才的重要保障,有利于高效配置、综合集成全社会的创新资源。构建铁路工程技术创新平台,应坚持政府统筹与市场主导相结合,并充分发挥核心企业在技术创新中的主体地位,发挥其组织、管理的主导作用,协调各方关系,理顺各方责任和义务,均衡各方利益,更好地推动铁路工程技术创新。
(3)构建激励相容动态反馈的管控体系铁路工程技术创新是多主体参与、多要素联结的有机整体,各参与方的创新动力与积极性的调动、激发,是工程技术创新的一块短板。因此,应建立健全铁路工程技术创新动力机制,从文化、制度等方面调动铁路工程技术创新参与方的积极性,创造良好技术创新氛围,重视、鼓励与支持技术创新;建立健全技术创新奖励制度,激励参与主体积极创新;开展铁路工程技术创新的相关学习培训活动,激发参与主体的创新思维,提高参与主体的创新能力。同时,应加强技术创新评估的制度化、法制化建设,建立由第三方评审、过程监管为核心的符合中国国情的铁路工程技术创新监管体系,与动力机制共同形成激励相容动态反馈的管控体系,保障技术创新活动的顺利进行。
【关键词】 高速铁路 技术创新 优势 发展 交通运输
从2004年到2013年的十年间,我国高速铁路的发展迈向了一个新里程,截至目前,已建成时速超过200千米的高速铁路8400余千米,可见,无论是高速铁路的时速、还是高速铁路的通车里程均有了大踏步前进。我国高速铁路领域建设成就的取得,在很大程度上有赖于技术创新,高速铁路已成为国民经济新的增长点。本文结合高速铁路技术革新的历程,首先介绍高速铁路技术创新的现况,接着论述技术创新的各项优势。
1 我国高速铁路技术创新的现状
在上世纪90年代以前,由于高速铁路的融资来源匮乏,财政投入相对较少,票价多年未见改变,因此,高速铁路的发展举步维艰,甚至滞后于经济社会的发展。90年代中期后,在国家的大力关怀和扶持下,高速铁路的建设规模及速度不断加快,发展相当迅猛。同时,随着技术改造工作被提上议事日程,政府着力加强自主研发能力,推行新型引进战略,将研发所需经费纳入引进资金范畴中,在增强企业研发水平的同时,构筑起了当代领先的高速列车生产基地,走出了一条有中国特色的高速列车品牌道路。
高速铁路行业飞速发展的根源在于成功构建起一套完备的、成熟的国家级技术创新体系,通过政府引领下的产学研结合,进一步推进技术创新主体——企业的研发进程。该体系的提出,为高速列车的研发和投入使用提供了强大的技术指导作用,它依托大系统动力学原理,将高速列车与接触网、周边密集的大气环境和轨道线相整合,开展模拟化仿真,用于明确高速列车同全部相应系统的动态关联,形成了一个强大的集全局优化和仿真计算于一体的高速列车系统,在对该系统建立模型时,努力破除传统软件对建模自由度所带来的诸多局限,实现了列车系统的仿真计算。这些研究成果的问世为我国高速铁路的发展夯实了牢靠的科学基础,提供了强有力的科学理论和实践经验,有助于与我国高速铁路理论所要求的各项技术规范相吻合。由此可见,技术的重大突破和创新带来了高速铁路行业的迅猛发展。
2 我国高速铁路技术创新发展的主要优势
2.1 我国高速铁路建设过程中的技术要求较高
主要表现在输送能力强,高速度,高舒适度,高安全性。强大的输送能力是高速铁路技术创新的重要优势,就当前来看,我国高速铁路几乎全都达到行车时长相隔4分钟及其以下的目标,在当今高速铁路技术中居于绝对领先地位;衡量高速铁路技术创新水平的最显著标志便是速度,我国研发的京沪高铁,在试运行中打破了时速最高纪录,达486km/h,在世界范围内的高速铁路运行史上前所未有;为提升旅客乘车的便捷化,经过科学调整,我国高速列车的运行更趋于规律性,高速铁路的站台依照车次固定,并且列车车厢的装饰力求精美,生活、工作设施一应俱全,座位舒适宽敞,便于行走,运行十分稳定,我国高速列车在生产中均保证隔音、减震的高效果,使旅客体会到舒适感;高速铁路因处于全封闭环境下自动运行,又具备一整套相对健全的安全防护系统,所以,其安全程度堪称最高,在我国高速铁路问世的数十年里,从未出现过重特大行车事故,事故致死率几乎为零,在世界上的安全性能属罕见。
2.2 我国高速铁路的建设工程已实现关键领域技术的突破与创新
目前,我国已总体掌握路基形变、沉降管理技术,高速道岔及无砟轨道的研制取得突破性进展,不论是高速桥梁的修建水平,还是高速加长隧道的开发均达到世界一流水平。另外,500米长钢轨焊接仪器及铺设机组研发完成,高速铁路工程的各项基础设施规范体系已完全形成。
200km/h高速动车组技术已日臻成熟,我国已建造了200km/h的动车组研发平台、技术规划和创新检验平台,最高速度达350km/h的CRH3型列车已在京津客运专线通过运营,标志着具有我国完全自主知识产权的高速列车建造成功,高速动车组技术在吸收和创新中已赶超世界水平。
2.3 我国高速铁路呈现网络化发展的趋势
从长远来看,依据国家铁路网的具体规划,要建成一个庞大的、多功能的高速铁路网络,覆盖全国九成以上的人口,连接全部50万人口以上的城市,高速铁路的网络化发展必将为技术的进一步改造和创新提供原动力,成为绿色交通的中坚力量。伴随我国人口数量的增长,城市化进程的持续加快,高速铁路网络所产生的新型客运市场将在国际上首屈一指,进而为我国高速铁路行业的快速发展赢得世界市场的主动权。
2.4 高速铁路的基础研究实力雄厚,发展势头强
高速列车国家级技术创新体系将会进一步得到完善和更新,轨道交通实验室已启用,新研发的多功能试验仪器和设备在国际上处于领先水平,并在京津、武广等高速线路上展开精确可靠的追踪试验,累计了大量的实测信息数据,为今后高速列车的全过程、全寿命的探析创造了成熟的技术条件。国家级实验室的创建势必成为新的技术创新研发平台,同时,我国高速列车的运距之长也为国际罕见,为高速铁路的发展积蓄了强劲的力量。
2.5 我国所采用的技术设备和管理手段超越国际水平
我国建设一流的、发达的高速铁路,离不开一流的技术设备。在建设高速铁路时,技术设备不单要求在技术上具备前沿性,而且更加经济、可靠和适用。另外,在高速铁路运营中要确保高效益、高密度、高正点率,还有赖于高度信息化的管理手段,信息化的大幅运用是我国高速铁路技术超越世界水平的关键。
3 结语
综上所述,我国高速铁路的发展成果来之不易,为此,要进一步树立技术创新的强大信念,敢于正视技术研究过程中的缺陷和漏洞,尽快纠正偏差,充分发挥高速铁路技术创新的各项优势,进而为我国高速铁路事业的复兴做出更大贡献。
参考文献:
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[2]赵振辉,秦四平.试论中国发展高速铁路的必然性[J].黑龙江科技信息,2009(7).
[3]冯晓芳.中国高速铁路的发展与展望[J].科技资讯,2013(1).
(一)铁路职业院校产学研合作模式现状
当前,我国铁路产学研合作主要有“人才主导型”校企合作与“技术主导型”企校联办两种模式。在人才主导型的校企合作模式中,通常实施类似美国的“产学结合、工学交替、‘三明治’式”的合作。人才主导型模式能够更好地解决学校实验场地不足、实践环节薄弱的缺点,为人才培养提供更广阔的平台与空间。目前,吉林铁道职业技术学院、辽宁铁道职业技术学院、湖南高速铁路职业技术学院、天津铁道职业技术学院等院校均采取人才主导型的校企合作。通常情况下,这些职业院校与当地铁路局成立铁路相关专业的指导委员会,进行专业设置、教学计划制定与人才培养基地的建设,学生在校理论学习期满后,进行交替式地进入铁路部门进行顶岗实践,由铁路部门技术人员充当学生的实践教师。铁路部门通常每年实施一定名额的“定向培养”,学生带着就业的“指标”进行学习,毕业后即可进入铁路系统工作,在学习过程中拥有学生与“职工”两种身份。在技术主导型的企校联办模式中,实施类似德国的“双元式”合作。地方铁路局为了寻找进行技术研发的基地,积极与铁路院校进行合作,通过参股与控股的形式,实施集团化办学。在这种模式中,铁路部门对学校的发展起到决定性作用,利用学校的技术与人才资源,为企业的技术改造与创新服务,追求技术研究资源最优化合理的配置。目前,郑州铁路职业技术学院、广州铁路职业技术学院、西安铁路职业技术学院等均采取这种模式。铁路部门与学校联合成立董事会,在学校内部实施“半公司化”管理,双方共同参与重大办学决策和管理。职业院校的职能被明晰地分为两大类,一类是人才教育,另一类是技术研发。学校每年都承接企业大部分技术研发任务,在职业院校嵌入“科技园”,铁路部门与职业学院更广泛地开展技术转让、委托研究与合作技术开发,强调“研-用”的结合,铁路职业院校成为企业创新的主体。
(二)铁路职业院校“紧密型”产学研合作模式的创新机理
现行的“人才主导型”校企合作与“技术主导型”企校联办两种模式中,在当前铁路部门以“垄断型”行业出现的时候能够表现出积极的作用,在短时期内能培养出适应企业急需的人才,同时为企业的技术研发提供平台。但是在未来的发展中,随着我国铁路行业的放开,市场化运作已成为一种趋势,铁路行业的市场主体也将更将多元化,企业间、区域行业间的竞争也将更加激烈。现行的办学模式对教育资源和生产能力的低整合度、校企合作过程功利性、短视化较强的弊端也将突显。因此,必须对现行的产学研合作模式进行创新,从单一的“学校”与“企业”的角度中跳出,而从更大范围的“产业”与“区域”的高度,实施“产业主导”的“紧密型”产学研合作模式。在产业主导型的产学研合作中,将实现项目、人才、基地三者的有效融合,在促进学校、企业发展的同时,更注重区域铁路行业与产业的发展,最终实现实现技术创新细分化、人才培养宽泛化、产业发展集聚化的目标。
1.技术创新细分化首先,要对现有专业进行细分化。未来铁路市场化运作必将带来铁路行业市场的细分化,高职院校应设置齐全“轨道交通供电、信号、车辆运用与维修、轨道交通运营管理、机车运用与检修、铁道工程测量、工程机械运用与检修、铁道物流与管理、机电技术应用”等学科,并对其子学科进行细分化,使学校的专业设置更加适应铁路运输市场的需要。其次,要突出专业特色。根据地区铁路企业的技术需求,以铁路市场需求为方向,以地区铁路产业的发展为引导,不断扩充原有的教学资源。根据产业需求进行校企合作创办教学、科研、经济功能并举的专业实体公司,教学与科研各成体系,又相互联系、互相依托,为区域铁路经济的发展提供技术支撑。
2.人才培养宽泛化在现有的工学交替、“三明治”、“双元式”人才培养机制的基础上,不断探索更加灵活的人才培养机制,可借鉴澳大利亚的职业技术教育(TAFE)模式,在做好学生的基础理论学习的基础上进行技能的培训,而不是简单的培养铁路工人。由传统“点对点”的模式转换为“面对面”的网络式人才培养模式。所培养出的人才不但能够适应某一个铁路企业发展的需要,而且能够适应区域铁路产业发展的需要,是一种面积铁路行业的复合型的人才。铁路职业院校根据经济发展形势、铁路相关产业结构调整和市场运作模式的变化等信息进行有针对性的人才培养,更有效地提高人才的竞争力。
3.产业发展集聚化铁路职业院校要打破“企业”思想,树立“行业”意识。积极外联铁路行业与企业,内联基地与专业,打造以院校为核心的铁路技术集聚区和产业创新群,最高效的整合区域教育与技术资源,使校区成为区域内的科技示范园区和人才培养集聚区。使高职教育直接作用于整个区域铁路行业的发展,为将来市场化运作中的各类铁路企业服务。首先,要发挥铁路院校技术集聚区的孵化作用。企业可以通过集聚区的孵化作用做强做大,积极为承接铁路新技术的产业化与市场化提供平台,铁路院校不在是企业简单的工人培训基地,而是行业技术的孵化基地。其次,要大力进行自主创新与技术引进。广泛与国外进行合作,鼓励国外铁路高新技术研发机构和企业入驻产业集聚区,为国内的铁路行业技术改造注入新鲜的活力。第三,要实现区域一体化发展。以铁路职业院校为核心的铁路产业集聚区,要充分做好自身定位,与其它城市的铁路技术集聚区进行合作,合理分工,发挥技术研发合力,为铁路的区域经济一体化提供技术支撑,形成市域间、省域间的技术创新“洼地”。
二、铁路职业院校“紧密型”产学研合作模式的政策研究
关键词 高速铁路 技术创新 现状 优势
随着城市化进程的逐渐加快,各行各业对于交通运输的要求也是越来越高,而作为目前交通运输的主要主力――铁路的运输压力随之而来。所以随着运输上的压力,我国的铁路运输便开始了大力的发展。就这十年来讲,我国的铁路运输就发生了翻天覆地的变化,甚至可以说,我国的铁路运输进入了一个新的里程碑,我国迈入了高速铁路的时代,不论是在火车速度上,还是在通车里程上,我国都已经取得了显著地成就,在不断进行科学技术研究的同时,高速铁路的发展已经成为了我国国民经济的有一个新的经济增长点。而我们如何进行有效的技术创新,保持我们在技术上的领先的优势,确实需要我们在实际的工作中不断的保持和发扬的。
1目前我国高速铁路技术创新的现状
我国的高速铁路的发展可以说是在九十年代中后期迎来了它高速发展的黄金时代,我们甚至可以把九十年代称之为一个分界点。在这之前,我国的财政投入较少,相应的国家支持力度也是不够的,高速铁路的发展可谓是步履维艰,票价一直高居不下。而在九十年代以后,面对城市化不断加快的进程,对于运输的压力是越来越大。这随着而来的便是我国对于高速铁路发展的高度重视,财政投入也是在逐年的增加。不仅仅是在资金方面,在技术创新上也是不断的改革,着重强调企业自身的自主研发的能力,不断加大对于研发资金以及人才的投入。积极吸收外国的先进的技术以及理念,同时不断的加强自主创新能力,建设期了一批富有竞争力的生产基地,闯出了一条富有中国特色的高速列车的发展之路。
高速铁路技术的飞速发展,一方面不得不归功与政府积极有效的领导,而在另一方面便是这些高速铁路技术研究与创新的一线的工作者。两者在高速铁路的推进的过程中,互相推动,为高速铁路将创新技术迅速转换为生产动力提供了强有力的保障。高速铁路依托强有力的后盾的支持,建设了一个仿真与计算于一体的高速列车系统,为我国高速列车的发展建立坚实的科学理论基础以及实践的经验,而这也将有助于我国有关于高速铁路的各项的先进技术迅速的应用于实际的操作中。可以说,我国高速铁路各项技术上的创新为高速铁路行业的飞速发展奠定了坚实的基础。
2我国高速铁路技术创新发展的优势
2.1我国高速铁路始终坚持以人为本
高速铁路最终是为人民服务的,所有的创新的技术方式等等都是为了更加快捷舒适的服务旅客,而在高速铁路的技术创新中始终坚持以人为本,以旅客的需要为己任。运输能力不断增强,与此同时我国高速铁路的速度以及安全度也在不断的提高,这些都是我国高速铁路技术研发部门的成就。可以说我国的高速铁路强大的运输能力已经帮助我国高速铁路在世界上占有一席之地,甚至在某一种程度上说,是占据着领先的地位。同时在列车的安全性能上,高速铁路运行更加趋向于规律性,在整个全封闭的行车过程中,自动运行加上一套相对完善的安全防护系统,将列车的安全性能提升到最高。不光光在技术层面是坚持以人为本,将旅客的不适感减到最低,同时在列车的装饰上也是如此,装饰力求精美舒适,座位舒适,便与旅客行走同时办公、生活一应俱全,姜维旅客提供最大程度的方便。这些都是建立在我国高速铁路强大的技术创新之下的高速铁路的文化软实力,这也是将我国高速铁路推向世界的不竭动力。
2.2我国高速铁路在关键领域已经实现了突破
在目前的竞争激烈的世界,掌握了核心的技术,可以说在一行就占据了一定的主动权,对于高速铁路也是如此,更可况,高速铁路的运行的安全性以及运输量的强度等等都对于我国经济有着重要的影响。为我国的高速铁路的研发部门更是刻苦专研,在关键性领域已经取得了突破性的进展,基本上掌握了高速差到、路基变形等等一系列的技术,在高速铁路的修建上取得了突破性的进展。现在无论是高速路段隧道的加长,还是高速桥梁的修建,我国已经达到了世界的先进水平。目前我国已经建成了200km Mh动车的研发平台以及检验平台,保证我国的最先研发的技术能够最快投入使用,并且与此同时能够最大限度的保证行车的安全。
2.3我国采用高效率的管理技术
对于高速铁路这样一个服务性质的团队来说,人员的管理是一个相当庞杂的事情,部门涉及之多,人员涉及之多,是我们无法想象的。而对于这些的管理,我们甚至可以说是牵一发而动全身的。所以在进行技术创新的基础之上,对于整个庞大的系统的管理也是相当重要的。而我国高速铁路部门在建设高质量的服务队伍的同时还不忘加强对于人员的管理。积极吸收和借鉴国外的先进的管理经验,加上对于我国的具体的情况进行有针对性的借鉴的同时坚强自主创新,建设了一支高质量、高效率的服务队伍,让我国的高速铁路在运行上不仅仅是安全、舒适的,在服务上也是一流的,列车能够高密度、高效率、高正点率的发行,而这些都离不开高速铁路背后一批高质量的服务团队。所以说,高速铁路高效率的管理技术,为科研技术创新部门提供了强有力的后勤保障,而中国的高速铁路走向世界也是提供了强有力的支持。
2.4我国高速铁路呈现出网络化的趋势
其实就目前来说,就是一个网络的世界,什么东西都能够在网络上得到最快的传播,人们也能够从网上了解到自己想知道的。同时中国是一个人口大国,对于高速铁路的依赖性也是极大的,要满足人们的需要,建成一个庞大的高速铁路的运行网络是必不可少的,高速铁路的网络化也将是以后最具竞争力的优势之一,网络上的竞争又将是一个硝烟弥漫的战场,同时也是利用它将我国高速铁路推向世界最有力的一步。所以说,我国高速铁路网络化的趋势,将为我国高速铁路的发展赢得又一个发展机遇,而很快随着我国高速铁路人的不懈努力,在世界的高速铁路的发展上我们将成为领军人物。
3总结
我国高速铁路从无到有,再到如今的辉煌成就,在这其中每一个高速铁路的工作人员都明白其中的心酸以及努力。从技术的落后、引进到现在的自主研发成功,这些都是我们努力的结果。但是正是这些永不放弃的坚持让我国的高速铁路站在了世界的领先地位,也正是这股坚持不懈的努力,将带领我国的高速铁路走向下一个辉煌。在接下来的日子里,我们要积极面对我国目前高速铁路的发展现状以及技术中的每一个漏洞,敢于面对身后困难的挑战,不断进行技术上的创新,书写我国高速铁路的又一个辉煌成就。
参考文献
1沈志云《论我国高速铁路技术创新发展的优势》,《科学通报》2012(08)
2孙海富《中国高速铁路技术标准体系的创新与发展》,《工程建设标准化》2014(10)
3矫阳《中国高速铁路技术水平领先世界》,《科学咨询(决策管理)》 2010(01)
在充分肯定我国高铁全方位赶超成就的同时,也应当看到,我国高铁在原始创新能力、可持续发展能力和国际竞争能力提升等方面仍然面临一系列严峻的挑战,亟须构筑新的动力机制释放进一步发展的巨大潜力。根据对中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车株洲电力机车研究所有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中车中央研究院、中国铁道科学研究院、京福铁路客运专线安徽有限责任公司、中车长春轨道客车股份有限公司等单位开展的系列调研所了解到的情况,我们认为,在“后铁道部”时代,当支撑我国高铁创新的传统的动力机制、创新体系和组织方式及其效应逐渐弱化,而新的激励机制、创新体系和组织保障又没有完全建立起来的条件下,以更加务实、灵活和更具战略性的方式加快推进铁路体制改革和高铁创新体系建设,具有必要性和紧迫性!
一、我国高铁创新发展面临的现实挑战与潜在问题
在充分利用我国独特的市场优势、制度优势的基础上,在长期积累的技术能力和产业基础的有力支撑下,我国高速铁路无论在工程建设、装备制造还是运营管理等各个领域都取得了成就。也应当看到,我国高铁技术创新水平提升和技术创新体系建设在更好满足国民经济社会发展需求、以更强实力获得国际市场认可等方面还有巨大的潜力。虽然在引进消化吸收再创新的基础上我国高铁产业已经掌握了系统层面的正向设计能力,但在完善新一代的技术标准(如CTCS4标准)、部分核心零部件设计制造(如制动系统)和基础软件开发、国际市场的知识产权竞争(截至2014年我国在国外获得授权的发明专利仅有17件)和标准制定主导权等方面仍与日本、德国等高铁强国存在差距。
与此同时,与我国其他装备产业相比,我国高铁整车在出口市场的价格优势也并不明显。目前我国高铁整车与国外西门子、日立等厂商同类车型的成本优势大约在10%-20%之间,在竞争美国市场的投标过程中,韩国企业甚至可以报出低于我国整车厂的价格。通过设计改进和工艺创新进一步完善功能、提升性能、降低成本、塑造品牌的任务还很艰巨。
然而,当前我国的铁路体制、激励机制和创新体系还不足以有力支撑我国高铁完成由追赶向领先的二次跨越。一是长期政府主导和债权融资主导的投融资模式已经严重损害了我国高铁的可持续发展能力。截至2015年三季度末,铁总负债规模已经高达3.94万亿元,负债率已经从2007年的42.43%上升到66.0%,而多数的高铁运营又处于亏损状态。如果不利用改革的有利时机加快推进铁路体制改革,不尽快形成市场化的投融资模式、培育有效率的铁路建设和运营主体、从而形成铁路系统自生发展的能力,高铁装备企业的盈利能力和创新能力也将最终受到影响。
二是微观创新主体的激励机制不健全。虽然中国中车已经实现整体上市,但中车系统内的四方、长客、唐车等整车厂以及中车系统内外的主要零部件供应商仍主要是国有或国有绝对控股企业。产权结构单一、治理机制不完善、核心管理人员和研发人员的薪酬机制落后的问题,在骨干高铁装备企业中较为普遍存在。高速增长的高铁市场,相对较高的技术性进入壁垒,一定程度上掩盖了这些企业的产权和治理问题。但如果想要以更高的效率和更强的活力直面全球市场挑战,这些问题就必须得到有效解决。如果能够把握我国高铁市场快速增长所创造的改革机会窗口,推进骨干装备企业的混合所有制特别是管理层持股改革,并配套推进国有企业的人事制度改革,通过进一步调动核心管理人员和研发人员的创新积极性,完全可以在更高水平激发这些企业的创新活力。
三是创新主体间存在功能错位问题。过去十几年特别是铁道部时期,为了提高技术引进消化吸收的效率,铁路系统整体上采用了自上而下不断分解任务的实用主义组织方式。这种实用主义战略和实践的一个结果就是,为了提高技术引进的效率,一方面根据既有主体“能做什么”,而不是“应该做什么”来布置任务,另一方面在解决技术问题的同时创新主体的制度建设没有跟进。在这种情况下,一些主体逐渐发展出了超越主体“元功能”的衍生功能,如铁科院开始办企业,并且类似的商业性活动不断扩大。这些商业性的活动虽然为研发人员获得合理合规的报酬提供了渠道,但同时也影响了铁科院作为我国铁路系统共性技术研发机构的公共服务功能。加快铁科院的科研体制改革,增强其面向全行业的竞争前技术服务功能,将是进一步完善我国高铁创新体系的重要内容。
二、构筑我国高铁创新发展新机制的思路与方向
破解制约我国高铁在更高水平创新发展障碍的关键,是系统推进铁路体制和高铁创新体系改革。从有利于创新发展的角度看,改革既要充分考虑当前社会各界广为关注的效率性和公益性原则,同时也要充分考虑改革后的铁路体制要有利于高铁技术创新和竞争力提升的战略性原则。在改革路径的选取方面,在综合平衡效率性、公益性和战略性的基础上,既要考虑到改革方案的可行性和最优性,也要考虑改革方案是否具有足够的柔性和灵活性,即是否有利于各类资产和创新资源在市场竞争过程中流动和重新优化组合。
首先解决债务包袱问题,让铁路发展轻装上阵。考虑借鉴日本经验,成立铁路债务清偿公司,解决历史债务问题。在综合评估债务形成原因和银行、运输企业等市场主体当前和未来偿债能力的基础上,合理确定铁路市场主体应当承担的债务比重,剩余债务由新设立的专门负责偿还债务、处理资产、安排剩余员工的铁路债务清偿公司进行承担。
应合理确定政府投资铁路建设的规模和领域。可以预期,未来五年到十年我国铁路建设仍将处于快速发展期,铁路运营回收的资金仍难以支持大规模的铁路建设投资。因此,需要在合理确定盈利性业务和公益性业务的基础上科学确定政府的出资比例和规模,为深化铁路体制改革、塑造财务上能够独立运营的铁路市场主体打开大门。另一方面,以优化资本结构和融资结构为目标,在铁路资产重组的基础上,积极推动新形成的各类铁路市场主体上市,通过资本市场融资优化铁路资产结构,大幅降低铁路的债权融资比重。加强综合运输体系和高铁车站科学规划,推进铁路水路联运、铁路公路联运、高铁地铁无缝接驳建设,实现铁路沿线周边和站点的土地综合开发,通过提升铁路市场主体盈利能力从根本上遏制形成新的债务包袱。
其次,按照政企分开、运输综合优化和权力制衡的原则,完善有利于铁路创新发展的公共治理体系。
一是通过完善相关法律法规进一步明确交通运输部和国家铁路局在综合运输规划和铁路专项规划制定中的主导地位,提高国家综合运输规划和铁路专项规划的权威性;通过国内外专家充分参与、社会各界广泛讨论、制定过程透明公开等机制,提高铁路发展规划制定的科学性,改变铁路发展规划与其他交通运输规划衔接不畅、规划目标调整频繁的问题。
二是在进一步完善国家铁路局目前的质量监督、安全管理职能的基础上,通过引进高端专业人才、设立专业委员会等形式,重点提升其针对行业重组后新的市场结构和竞争行为,特别是接入定价的管制水平和能力。
三是增强目前由国家铁路局科技与法规司管理的铁道行业专业标准化技术委员会在人事和财务方面的独立性,弱化其政府部门色彩,完善高铁标准化建设的组织机制和动力机制,推动我国高铁积极参加国际铁路联盟(UIC)的标准制定工作,以促进欧亚铁路互联互通为目标,综合运用政治、经济、外交手段,力促我国高铁标准成为UIC的国际标准。
再次,尽快启动新一轮的铁路业务重组和产权改革,通过培育竞争性的市场主体,以运营市场的竞争带动高铁装备创新。“铁道部时代”,我国高铁装备创新的原动力主要来自铁道部层层下达的政绩压力、南北车集团内外部的激烈竞争以及铁路企业显著改善盈利能力、大幅提升社会地位的期望和抱负。“后铁道部时代”,随着政企分离、南北车合并以及高铁装备企业逐渐进入技术水平和经营状况的稳步发展期,我国高铁创新的原动力更多来自于铁总、铁路局不断扩大铁路建设规模和中车系统内部的竞争。一方面,过去政府主导驱动的创新体系被削弱;另一方面,竞争性的市场驱动型创新机制又没有建立起来。相对于以往的技术学习阶段,我国高铁在攻坚克难、推动技术突破方面的创新效率实际上是有所放缓的。解决高铁在更高水平创新发展的动力问题,构筑新时期我国高铁创新的原动力,关键是根据我国高铁技术发展进入新阶段的客观要求,通过塑造竞争性的市场结构和市场主体,形成自下而上的经济目标驱动型的创新体制。
从各国的铁路改革实践看,并不存在完美的铁路体制改革方案;而我国的电信、石油体制改革也表明,只要打破垄断,市场在竞争过程中存在朝着更加有效的市场结构演化的内在力量。因此,当务之急不是找到实际上并不存在的完美改革方案,而是要在综合考虑效率性、灵活性和能力要求等因素的前提下以更加务实的态度坚定地推进改革。
目前我国铁路改革争论的焦点主要在铁路资产究竟是以网运分离的方式拆分还是按区域拆分。按照效率的原则,两种模式各有优缺点,但如果考虑改革方案的灵活性,则网运分离模式一定程度上优于区域性一体化铁路公司的模式,因为前者转化为后者的难度相对较小,而后者一旦改革不成功再转向网运分离模式则较为困难。此外,网运一体的区域拆分模式对于政府制定公平合理的接入价格或清算价格的监管能力要求也更高。更重要的是,区域性一体化公司的区域垄断性特点,并不利于高铁装备的创新发展。考虑到以上因素,将网运分离作为中国铁路体制改革的初步方案具有更大合理性。在网运分离和债务合理剥离的基础上,逐步放开铁路建设、铁路运营和铁路装备市场,形成产权多元、能力多元的竞争主体,通过多层次的竞争,才可能实现我国高铁在更高水平创新发展。
复次,以形成有效的创新激励、主体归位为目标,加快微观主体的制度建设,形成既合理分工又相互合作的高铁创新体系。一是选择符合条件的高铁装备企业开展混合所有制和员工持股改革,并协同推进配套的人事制度改革。一方面充分肯定过去几十年高铁研发人员、管理人员和技术骨干对实现技术赶超做出的巨大贡献,给予相关人员必要的股权奖励;另一方面积极引入多元投资主体,并给予对企业未来发展起关键作用的管理层和研发人员股权激励。在产权改革中,吸取国内部分国有企业管理层持股失败的教训,建立管理层、研发人员能上能下、能进能出的市场化人事制度,与管理层持股制度共同构成高铁创新发展的微观制度保障。具体管理层持股方案的设计要突出战略性,避免过度纠缠于定价细节,更多通过透明公开的披露制度保障国有资产定价的相对合理性,为推进管理层持股扫清障碍。二是以铁科院的改革为核心,建立与共性技术研发相适应的共性技术服务机构的治理结构和运营机制。以突出铁科院面向全行业共性技术服务机构和试验平台的功能为改革根本目标,按照将个人层面的多任务转变为组织层面的多任务并进行适度组织分隔的理论逻辑,根据既保证公共服务效率又尊重机构和个人历史贡献的原则,考虑将铁科院目前下属的商业性企业和业务统一到铁科院产业集团进行统一管理,研究所按照历史贡献在相应企业获得一定的股份。在业务重组的基础上,借鉴发达国家共性技术研发机构成熟的治理经验,大幅提高科研人员固定收入的比重和水平,在保证研究人员获得具有竞争力的固定收入的前提下控制科研人员从各类委托项目、包括原下属企业委托项目获得可变报酬的比例(如确定为10%),确保公共研发服务的公益性,配合完善职称评审制度激励研发人员将精力更多投向竞争前技术研发和面向下一代技术的研发;铁科院运营经费的一定比例(如70%)由国家财政负担,其余由铁科院面向社会争取竞争性的项目,保证共性技术研发的效率以及公共研发与企业技术需求的有效对接;研究机构需要向社会定期披露财务信息和服务报告,形成社会监督,保证共性技术研发机构公益性和效率性的最佳平衡。
[关键词]高铁技术 创新发展 信号系统
中图分类号:TM125 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)01-0274-01
1、 我国铁路发展概述
最近几年,我国铁路保持快速的发展,特别是在高速铁路建设方面,取得了重大成就。自铁道部体制改革以来,高铁进入了另一个发展阶段,逐渐从国内向国外市场发展。我国的高铁系统项目建设雄心勃勃,计划兴建25,000公里的高速铁路,火车的正常速度达到350公里/小时。我国在2009年对高速铁路系统投资了500亿美元,高速铁路系统的总建设成本为3000亿美元。常规高速列车服务的主要运营商是中国高铁(CRH),2020年中国预计大幅度降低高速铁路网络中北京到每个省会城市的铁路运输时间。中国的高速铁路计划由四个部分组成:升级预先存在的可容纳高速列车的铁路线路,客运专用HSR线路的线路,新建常规铁路线路使得大多数西部地区可以搭载高速客货列车,建设部分区域城际高速铁路线。目前正在建设的大部分铁路线属于后三类F路线之一。
2、 高速铁路的技术创新
CRH380包括四个中国列车系列,其设计速度在新建的中国高速主干线上的标准为380公里/小时,主要包括CRH380A,CRH380B,CRH380C和CRH380D,CRH380A使用川崎技术,CRH380B使用西门子的技术,CRH380C采用阿尔斯通的技术和来自庞巴迪的CRH380D。引进时各企业需要向中国企业(特别是系统集成、交流驱动和其他核心技术)全面转让技术,以便国内企业掌握核心技术。 虽然外国合作伙伴可能提供技术服务和培训,但中国公司最终必须能够在没有合作伙伴关系的情况下运作。中国的铁路设备制造商可以自由选择外国合作伙伴,但外国公司必须与中国国内制造商提前竞标并签署技术转让协议,因此中国机车制造商可以全面系统地学习先进的外国技术。
2.1 380A与川崎重工
CRH380A是由中国南车集团有限公司(CSR)开发的中国高速列车,目前由南车青岛四方机车车辆股份有限公司生产,作为中国引进消化川崎重工CRH2的延续产品, CRH380A设计用于商业服务的巡航速度为350公里/小时,最大速度为380公里/小时。在试运行期间,原始的8车列车组的最高时速为416.6公里/小时,而较长的16列车组暂时保持了最快的生产列车的486.1公里的世界纪录。根据CSR,CRH380A的整体设计反映了十大目标。低电阻,流线型头,列车的阻力系数小于0.13,空气动力阻力降低了6.1%,气动噪声降低了7%,气动升力降低了51.7%,作用在头部的侧向力降低了6.1%,振动模式系统匹配。CRH380A使用轻质铝合金车身,总重量不超过9吨,小于整车的17%,CSR全面提高车身结构,采用大量新型减振材料。它还设计了转向架,以匹配车身的性能,并优化了列车车身的固有频率,这有助于减少高速下的结构振动,并提高乘坐舒适性。列车内的压力变化率小于200Pa/ s,列车内的最大压力变化保持在800Pa以下,这确保高速下的良好乘坐质量。先进的噪声控制技术,通过减少噪声源并采用新的吸声和绝缘材料,CSR已经能够控制列车内的噪声。当以350公里/小时的速度运行时,噪声级为67 dB - 69 dB,这与运行速度为250 km / h的CRH2A类似。
2.2 380B与西门子
2009年3月,中国北车集团(CNR)与西门子公司签订了一项新合同,这个订单大于过去制造的所有Velaro和ICE火车的总生产和。合同计划使用先前技术转让协议的技术,通过CNR子公司唐山铁路公司和长春铁路公司生产列车。在这份合同中,西门子作为一个组件供应商,85%的零件实际上是由公司制造的。
CRH380B是中国北京 - 天津城际铁路线、武汉 - 广州客运专线、郑州 - 西安客运专线和沪宁城际铁路使用的西门子Velaro高速列车版本,它能够服务的速度为380公里/小时,与Sapsan类似,宽300毫米,利用更宽松的结构规格并因此能够适应2 + 3布局中的更多座位。这些列车在2010年9月被指定为CRH380B(8辆车)和CRH380BL(16辆车)。第一台CRH380BL系列产品在2010年11月,火车被送往北京 - 上海高速铁路试运行。 2010年12月5日,火车组达到了最大速度457公里/小时,在2011年1月10日的后续测试中,CRH380BL机组达到了487.3公里/小时的新记录速度,打破了CRH380A的先前记录。自2011年1月13日起,CRH380BL在上海 - 杭州高速铁路和沪宁高速铁路上正常运行。
2.3 380C与阿尔斯通
改进型的CRH380C列车从一开始就不负众望,接连跑出安全而又高速的效果。CRH380C是中中国高铁使用的电动多单元高速列车,CRH380C基于阿尔斯通的ETR-600 New Pendolino。 CRH380C是为中国铁路开发的非倾斜列车,其技术已转移到中国铁路制造部门。CRH380C的设计速度可达每小时200公里,现在以每小时250公里的速度稳定运行。CRH380C于2010年9月30日在沪宁高速铁路线上投入使用,最大运行速度达到355公里/小时,采用计算机控制系统的软件操作。上海和杭州之间的旅行时间从1小时18分钟减少到45分钟。南京和杭州之间的旅行时间从3小时19分钟缩短到2小时48分钟。CRH380C于2010年12月3日开始在武汉至广州高速铁路的提供服务。
2.4 380D与庞巴迪
CRH380D来自于高速EMU的庞巴迪Zefiro系列(Zefiro 380),并不是Regina型火车的直接衍生产品,最高时速为380公里/小时。庞巴迪运输公司是轨道车辆和设备制造维修行业中世界上最大的公司之一,该部门总部设在德国柏林,庞巴迪运输生产各种产品,包括客运轨道车辆,机车,转向架,推进和控制,并提供一系列的服务。CRH380D列车是一种常规(非中间车厢铰接式)单层电单组高速列车,它包括动力和无动力的部分,在任一端有电动动力车。列车车身由铝制成,有可定制的开放式布局。火车由4辆车组成,每辆车包含一个变压器和自己的电源。通常,每个4车辆单元的末端车辆具有动力转向架,两个中间车辆没有动力。集电弓位于无动力车之一,动力由当前设计的规范(2009)规定的具有强制空气冷却的异步三相电动机担当,庞巴迪还提供永磁同步电机的选择。
3、 高铁技术创新的意义
目前经济全球化、区域一体化的发展,促进国际产业大分工,能源、资源以及人员的流动,为现代交通运输提出新的挑战和难题。为了解决我国经济发展的瓶颈,破除阻碍经济发展的障碍,大力推进高速铁路的发展和建设,符合我国国际和国内的发展的要求。汲取别人的经验和教训,消化吸收再创新,发展符合我国国情的高速铁路交通网,对于我国新时期的区域发展、城乡发展、可持续发展的和谐发展理念具有深远的现实和战略意义。
4、 总结与展望
创新是中华民族流淌不息的血脉,是引领新常态、迎接新发展的不竭动力。面向未来,由创新而生、因创新壮大的中国高铁,仍将高歌猛进,走出一条符合中国国情的赶超之路。高速铁路的发展将使中国经济高速腾飞,加快全面实现中国梦的步伐。
参考文献
【关键词】铁路运输;技术创新;产品创新;管理创新
1.铁路发展现状
铁路作为国家重要的基础设施、国民经济大动脉和大众化的交通工具,在现代物流体系中发挥着重要的作用。铁路物流是依托铁路的点、线集合,发挥基础设施和生产运营两个层面的网络经济特征,联结供给主体和需求主体,根据铁路资源配置和优化条件,将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等功能有机结合,供需实体流动的计划、实施与控制的过程
1.1 铁路物流市场分析
物流市场前景广阔。首先,铁路营运里程的增加以及铁路运行效率的提高都将为铁路物流带来新的发展契机。到2008年底我国铁路营运里程达到了7.9万公里,货运量33.1亿吨。同时铁道部推行了一系列的改革措施,不断提高了铁路的运行效率。其次,铁路货运在远途运输中也具有运输市场优势。货运站与当地的许多大中型企业保持着长期合作关系,有丰富的客户资源,为铁路运输向现代物流转化提供了市场基础。
1.2铁路运输的特点分析
铁路运输具有运量大、运价低且运距长的优势。在全球石油供求相对紧张的情况下,由于铁路运输能源消耗量低,系统价格低廉,铁路运输因其技术经济特征优势受油价上涨影响相对较小。在公路运输普遍低迷的情况下,铁路运输可以为社会运输需求提供充足的运力保证。
1.3铁路运输设施设备分析
首先,铁路货运有较完善的基础设施,具有覆盖全国大部分地区的运输网络。截至2008年,我国有9万公里铁路以及遍及全国的营业铁路运输网,覆盖面广,运输能力强,成本低,全天候和高度集中统一的优点是其他运输方式所不能代替的竞争优势。其次,从地理位置来讲,铁路物流具有成为物流配送中心的优势。铁路货场站大都处于城镇或区域的经济中心,具有大量的仓库、货场及装卸设备设施,具备仓储、保管和运输的有利条件。
2.我国铁路物流融入现代物流急需解决的问题
2.1设施布局不合理
我国铁路物流设施的建设缺乏系统规划和科学论证,如大城市周边铁路集装箱办理站过多:在广州地区20公里半径范围内就有9个集装箱办理站,北京环城有8个,上海市周边有6个。这些集装箱办理站大部分位于城区,不仅被城市建设发展用地包围,而且与城市发展规划存在较大矛盾
2.2物流信息流通不畅
信息在物流体系中处于核心地位。铁路的全国性大网络在现代化通讯、电脑联网设备上具有较强优势,有完善的信息管理系统,但往往只有这些信息可以作为内部制定工作计划的参考,市场上大量供求信息却没有合适的渠道进人铁路内部,导致信息传递不畅,尤其是没有形成物资市场动态监测和价格监控体系,以形成覆盖全路的物流信息网络。
2.3物流过程间断,条块分割
由于体制和观念的原因构成现代物流的相关过程被分割间断,缺乏全方位、全过程、一体化供应链管理。同时物流设施配置也存在“条块分割”的情况。据统计,全路各单位共有300余家储运基地,拥有仓库2 001多座,专用线路500多条,储运设施遍布全国,然而其管理仍按传统分属运营、工程、建筑、物资等分口管理。如此管理造成许多资源浪费,降低铁路运输利润。
2.4物流人才缺乏
目前我国铁路物流企业严重缺少物流规划咨询、物流政策管理和物流信息技术等方面的人才。因为掌握供应链管理知识、有创新意识的专业物流人才的缺乏,故而使得企业物流管理水平不高,物流运作效益低下。专业物流人才的缺乏已经是我国铁路物流向现代物流转型的瓶颈,亟待解决。
3.创新理念
3.1 加强技术创新
要充分利用国内外先进的技术资源,加快技术创新,使我国铁路主要技术装备逐步实现现代化,从物质上保证运输服务质量;要用信息化改造传统的运输组织方式,实现运输组织的科学化,为营销提供强大的运输组织保障。
(1)以客运高速、快速和货运快捷、重载为重点,逐步实现铁路机车车辆、线桥隧涵、通信信号等行车设备的现代化。
(2)运用科学的服务手段 。完善和优化客票发售和预订系统,建设客运综合服务系统;建设货运营销辅助决策系统、信息服务系统、运力配置系统,实现铁路货运营销管理信息化,积极发展电子商务系统 。
(3)以信息化带动产业化,促进产业结构升级。积极发展新一代调度集中系统,实现铁路运输生产调度指挥信息化;运用计算机技术实现列车运行图编制和管理的现代化,进一步提高运输安全保障能力等。
3.2 加强产品创新
铁路运输产品创新要以提高核心服务竞争力为重点,围绕核心服务(Core Service)、便利服务 (Facilitating Service)和辅助服务 (Supporting Service)这3种基本服务组合,充分挖掘市场需求,捕捉和运用服务机遇,采取市场渗透、新产品开发、市场开发等策略形成区别于竞争对手的特色产品。
客运产品创新要在稳步提高安全、正点、便捷、舒适等核心服务的基础上,便利服务,减少旅客购票、候车和出站的时间,尽可能地为旅客乘车提供方便。要在开发多层次、多功能的辅助服务方面做文章,为旅客提供高附加值的客运产品。
货运产品创新要以方便、快捷、经济为重点,通过增开大宗货物直达列车,加快发展货物快运业务,以及大力发展集装箱运输,提高货运产品的核心竞争力。要适应现代物流业发展要求,挖掘货主对运输前后的服务需求,延伸服务链条,拓展新的服务市场。
3.3 加强服务方式创新
(1)采取个性化服务。要在提供标准化服务的基础上,提倡微笑服务和温情服务,为他人所想,为他人所急,全心全意地为他人服务。货运目标市场要尽可能细化,采取一对一的营销方式,有针对性地开展个性化服务。
(2)增加特色服务。要根据企业自身的人才优势和资源优势,实行差异化服务,确立服务特色,树立服务优势。
(3)突出文化服务。要随着人们文化层次的不断提高,积极开发能提高人民生活质量、促进精神文明建设的文化服务项目,并努力增加传统服务中的文化含量,提高服务产品的文化品位,丰富服务产品的文化内涵。
(4)关注自己的职工。做好内部营销工作,激励广大干部职工满腔热情地投入到生产服务中去。
3.4 加强服务管理创新
建立运输质量内部评价标准和考核体系。全面落实客、货运服务标准,严格管理,严格考核。
4.结束语
铁路运输安全是伴随着生产过程而存在的。只要存在运输生产活动,就会出现安全问题。然而,安全又是生产的前提和保证,正常有序的生产同系统的安全运行和管理是不可分割的。因此,在铁路运输生产过程中,必须正确处理好安全与效率、效益的矛盾。
参考文献:
[1] 刘作义,赵瑜.运输市场营销学[M].北京:中国铁道出版社,2010.