高鐵是我國自主創新的一個成功范例，也是新質生產力的重要體現。進入“十四五”以來，我國高鐵在領跑世界的同時，不斷研發新技術，研制新產品。由國鐵集團牽頭實施的CR450科技創新工程目前正全面推進，這是瞄準高鐵發展未來，努力實現高鐵更高速度商業運營的關鍵舉措。
CR450科技創新工程主要包括CR450動車組和時速400公里高鐵線路、橋梁、隧道等基礎設施技術創新。目前，CR450動車組樣車正在加緊研制，樣車何時下線？列車提速需要哪些新技術？未來怎樣帶動相關產業發展？一起走進CR450動車組樣車研制一線↓↓↓
記者探訪CR450
關鍵系統實驗室
走進CR450動車組關鍵系統實驗室，中國鐵道科學研究院首席研究員趙紅衛首先帶記者看的是制動系統數字模型。在她看來，從時速350公里到400公里，最關鍵的技術，不是能不能跑起來，而是能不能停得住、停得穩、停得準。
中國鐵道科學研究院首席研究員 趙紅衛：最重要的是制動系統，它要能夠停得下來。我們在頂層的技術指標要求，制動距離要達到和CR400時速350公里時候的制動距離保持一致，也同樣是6500米，就要提升整個列車的制動能力。
記者隨后模擬剎車，大屏幕上顯示，制動缸數據模塊發生明顯變化，而這些數據來自成百上千次真實的試驗記錄。
鏡頭中燒紅的圓盤就是正在試驗的制動盤，它在仿真極端工況下，逐漸由黑變紅，再由紅變黑，溫差可以超過700℃。而變化過程中積累的數據都會存入“智慧大腦”，搭建數字模型，對每一個環節進行精量計算。
中國鐵道科學研究院首席研究員 趙紅衛：我們原來的CR400制動響應時間在2.3秒左右，這一次我們要提升到1.7秒，響應時間可以進一步壓縮列車制動距離。
不只是制動系統，從牽引動力、網絡控制到安全監測，每個關鍵系統都有自己的專屬數字模型。通過精準計算，他們找到了讓列車跑得快、停得穩、能耗低的關鍵，那就是讓它的“體力”更強、“體重”更輕。
中國鐵道科學研究院首席研究員 趙紅衛：我們要想達到時速400公里，還是要提升功率。CR400的牽引功率是9600千瓦，在CR450上功率達到了11000千瓦，我們還減輕了列車的重量。
多項技術攻關
確保CR450時速達到400公里
根據已知的試驗數據，CR450車體的重量大約10噸，比既有的CR400復興號列車減少12%左右；同時運行阻力、能耗指標各降低20%；制動性能和牽引效率分別提升20%和3%，讓列車在制動距離、噪聲、能耗指標不變的情況下，實現運營時速提高50公里，達到時速400公里。
CR450動車組樣車將在年內下線
2017年9月起，復興號中國標準動車組CR400型列車在京滬高鐵上線運營，它以時速350公里，打造了世界高鐵運營速度的新標桿。
正在研制的CR450動車組，又將在速度上實現哪些新突破，什么時候可以下線呢？
在中車長客的焊接車間里，一排排機械手正在焊接CR450轉向架。工作人員告訴記者，廠里主要用機械手代替人工焊接，生產效率大幅提升。
中車長客股份公司首席操作師 謝元立：速度等級的提升，對我們的焊接工藝提出了更高的要求。機械手焊接完全按照程序編輯的行走路徑，避免了人為因素的干擾，可以達到無缺陷。
CR450動車組的研制是在2017年下線的復興號中國標準動車組CR400的基礎上又一次技術突破，列車運行時速將從350公里提升到400公里。
CR450科技創新工程自2021年啟動以來，先后完成了17項新技術部件樣機研制，搭載CR400綜合檢測列車開展57項科研試驗，創造了動車組明線單列時速453公里、相對交會時速891公里和隧道交會時速840公里新紀錄。
國鐵集團科技和信息化部主任 張大勇：目前，時速400公里鐵路基礎設施技術創新和更高速度綜合試驗段建設取得重要進展。CR450動車組已完成頂層指標和總體方案制定，進入施工設計和樣車研制階段，樣車將在年內下線，并將開展一系列試驗。
輕質新材料廣泛應用
撬動高鐵大市場
記者在采訪中了解到，按照設計要求，CR450動車組在時速提高50公里的同時，噪聲和能耗等環保指標都不超過CR400復興號列車。這得益于輕質高效的新材料、新技術的應用，與此同時，這些新材料新技術也帶動了高鐵產業鏈不斷提質升級。
CR450牽引系統的永磁電機，是第一次應用在我國商業運營的高鐵列車上。工作狀態下，它的帶電在兩千伏以上，轉數每秒一百轉，功率提高14.5%。
不只是含有稀有金屬的永磁材料，CR450動車組采用了大量碳纖維復合材料，這種材料相比傳統材料密度更低，擁有輕量化、高強度、耐高溫、抗疲勞等一系列技術指標優勢，為高速列車輕量化提供了優選方案，有利于車輛減重、提速和降低能耗。
中車四方股份公司高速動車組總體高級主任設計師 聶穎：我手里拿的是一個碳纖維的墊片，像CR450，設備艙還有排障器都應用了碳纖維材料，比傳統材料能夠降低30%的重量，這樣車身更輕，跑起來能耗更低。
從時速300公里、350公里到400公里，高鐵列車越跑越快，不僅是材料越換越新，也帶動整個高鐵產業鏈不斷提質升級。目前，我國已經在吉林長春、山東青島、湖南株洲等地建成了與高鐵密切關聯的特色產業集群。
中國鐵道科學研究院首席研究員 趙紅衛：像一些主機企業，他們周邊有很多的配套供應商，形成了千億級的產業規模。高鐵的發展，對于整個的工業轉型升級還是有非常大的拉動作用。
數據洞察：
“數”說高鐵科技創新
即將在年內下線的CR450動車組，將促進我國高速鐵路動車組、基礎設施系統技術創新，填補時速400公里高鐵技術標準體系空白。CR450科技創新工程取得的相關科研成果將廣泛運用于鐵路建設和運營領域，進一步提升鐵路科技自立自強能力，鞏固擴大我國高鐵技術世界領跑優勢。
科技創新，讓高鐵越跑越快。中國高鐵依靠自主創新，基礎設施和移動裝備水平不斷提升，一步一個臺階，經歷了時速200公里、250公里、300公里、350公里，未來將開啟時速400公里的新時代。如今，中國高鐵已經形成全球最大的運營網絡，國內通車里程超過4.5萬公里，復興號通達31個省區市，超過22億人次乘坐復興號旅行。
科技創新，讓距離越來越近。從時速350公里到時速400公里，提速50公里，這不僅是一個數字，更是一種時空距離的重構。研究表明，乘坐時速200公里以上的動車組，最佳旅行距離在800公里以內；時速300公里的高鐵，最佳旅行距離在1200公里左右；時速達到400公里等級，最佳旅行距離將延長到1600公里。
科技創新，讓產業越做越大。一列復興號動車組大概由50多萬個零件組成，涵蓋了機械、冶金、材料、電力電子、化工、信息控制、計算機、精密儀器等眾多技術領域。國鐵集團牽頭組建了涵蓋鐵路行業內外重點企業、高校和科研單位的鐵路科技創新聯盟，實現產學研深度融合。從研發、制造，到運維服務的全鏈條協同發展，已經形成260個獨立的技術系統，設計生產動車組零部件的核心企業超過100家、關聯企業2100多家，覆蓋國內20多個省區市。
（總臺記者 鄭連凱 王朝朋 王偉 吳剛 浙江臺）