国际发展的现状和前景分析

1863 年1 月10 日，世界上第一条地下铁道于伦敦建成，采用蒸汽机车牵引。1881 年，第一辆有轨电车在德国柏林工业博览会上展示。1888 年，美国弗吉尼亚州里士满市世界上第一条有轨电车系统投入运行。

在世界范围内，高速铁路的发展经历了三次浪潮。

第一阶段：20 世纪60 年代至80 年代，为高速铁路发展初期，日本、法国、意大利、德国等国家相继建成高速铁路近3 000 km；

第二阶段：20 世纪80 年代末至90 年代中期，欧洲形成修建高速铁路的热潮，修建高速铁路的国家扩展到英国、西班牙、比利时、荷兰、瑞典等国，这一时期建成高速铁路约1 500 km；

第三阶段：20 世纪90 年代后期至今，为高速铁路发展的第三次浪潮，正在修建和规划修建高速铁路的国家和地区有20 多个，亚洲、美洲、大洋洲等地掀起了世界范围内建设高速铁路的热潮，多国政府制定了全国性的整体修建规划［22-23］。

目前，德国、法国和日本的轨道交通技术代表着世界先进水平。

德国是世界上研究高速列车最为成功的国家之一。1970 年，原联邦德国就开始对未来长途运输系统新技术进行研究，探讨了磁悬浮技术与轮轨技术在高速铁路上的运用。德国ICE 高速列车以其速度高、功能完备、技术等级高、性能稳定、车辆总体布置结构合理、运用维护性好等诸多优点而闻名于世，其中的多项技术被许多国家广为引用或借鉴。目前，德国的ICE 已经发展成为法国TGV 和日本新干线的强劲竞争对手。

法国是世界上从事提高列车速度研究较早的国家。1966 年，法国即开始研究列车提速，1972 年最高试验速度达381 km/h；随后，法国开始将高速动车组技术转向电力牵引。1983 年法国第一条高速铁路——巴黎东南新干线投入运用，采用TGV-PSE 电动车组，最高运行速度达到270 km/h。1990 年，TGVA（大西洋号）以515.3 km/h 的运行速度创下了当时高速列车的世界纪录。2007 年，法国高铁TGV 在一条商业运行的线路上又创下了574.8 km/h 的轮轨技术列车的世界纪录。欧洲之星于1993 年投入运营，最高运行速度为300 km/h。此外，还包括TGV-PBA（国际高速列车），最高时速为320 km。法国TGV 高速列车均采用了铰接式转向架，使列车重量和性能显著优化。(www.xing528.com)

新干线是连接日本全国的高速铁路系统。1964 年10 月，日本第一条新干线开通，该线路也是全世界第一条投入商业营运的高速铁路系统。至今，新干线仍是世界上最先进的高速铁路系统之一。新干线以“子弹列车”闻名，列车载客运行车速可达到240 ～320 km/h，空车试验速度已高达603 km/h。新干线的稳定运行全靠日本成熟的高铁调度控制技术，是世界上屈指可数的几种适合大量运输的高速铁路系统之一。除此之外，由于列车均采用动力分散式设计，新干线也是世界上行驶最为平稳的列车之一。随着半导体技术的迅速发展和应用，新干线列车的制动系统由空气制动改为电—空联合制动与再生制动，使用再生制动的列车在制动时会将电机的接线反接，将列车制动时的巨大动能转化为电能，从而节省能源。同时，列车的电气控制系统由GTO 控制（逆变器控制）转向了更先进的VVVF 控制（交流电变频控制），进一步提高了运行效率，节省了耗电。

在轨道交通装备领域，德国的西门子、加拿大的庞巴迪、法国的阿尔斯通、日本的川崎重工及日立等企业在国际市场上占据主导地位，并已经开始注重在海外包括中国市场的专利布局。以川崎重工为例，图7.2 显示了其在华专利申请的重点技术主题分布情况。

图7.2　川崎重工在华专利申请的技术主题分布图

川崎重工成立于日本明治维新时代，历史悠久，早在1906 年即开始生产铁路车辆，其主要产品包括高速铁路车辆、单轨电车等，其海外输出有C151 型电车、C751B 型电车等。由图中可以看出，川崎重工在B61F5/30（轴箱安装在用弹簧控制其位移的车辆中或转向架底架上）、B61F5/52（转向架构架）两个技术方向专利申请数量明显高于其他技术主题；此外，在B61D17/08（车体侧壁）、B61D15/06（缓冲车；在碰撞中起保护作用的铁路车辆的设置或结构）、B61D17/00（车体结构部件）方向专利申请数量也较多，显示了川崎重工在车体及转向架两个比较核心的技术方面具有领先优势。川崎重工通过专利，限制后来者的跟随和超越，以保持其在中国市场的竞争力。

图7.3 显示了川崎重工各类别专利所占比重。川崎重工在华专利申请由发明专利和实用新型专利构成，其中发明专利的占比高达91.1％。可见，川崎重工在中国市场的布局更加注重专利的质量及专利权的稳定性，希望最大限度地发挥专利武器在企业竞争中的作用。川崎重工因为它的专利和技术优势，被誉为世界高铁之王。2018 年年初，川跨重工从美国纽约市交通局获得了总额达37 亿美元的生产地铁列车的订单，将生产1 600 多辆列车，成为迄今为止获得的最大订单。

图7.3　川崎重工在华专利申请类型分布图