隨著高速鐵路的蓬勃發(fā)展，我國高速鐵路技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，逐步形成了涵蓋全面、以我為主、兼容并蓄、具有中國特色的高速鐵路技術(shù)體系，總體技術(shù)水平已步入世界先進(jìn)行列，部分技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。為推動科技發(fā)展和科技競爭力提升，世界各國紛紛開展工程科技發(fā)展戰(zhàn)略研究工作，在總結(jié)我國鐵路科技創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過開展技術(shù)預(yù)見研究，認(rèn)為我國高鐵技術(shù)總體發(fā)展趨勢應(yīng)集中在更快、智能、綠色、經(jīng)濟(jì)四個方面，提出實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的技術(shù)路徑和工作重點(diǎn)。

更快

未來，更快高鐵仍是我國鐵路發(fā)展的重要方向之一。高速鐵路運(yùn)營速度的提升包括既有高速鐵路提升和新建高速鐵路提升兩種類型。一方面，我們需要通過持續(xù)深化技術(shù)創(chuàng)新，不斷提高新建高速鐵路的運(yùn)營速度；另一方面，我國開通運(yùn)營的大多數(shù)高速鐵路最高運(yùn)營時速仍為200-300km，只有少量高速鐵路按時速350km運(yùn)行，通過技術(shù)升級改造提升既有高速鐵路的運(yùn)營速度也是我國高速鐵路未來發(fā)展的重點(diǎn)工作之一。

新建高速鐵路速度提升主要有三種途徑：

輪軌高鐵。廣義的高速鐵路包含使用磁懸浮技術(shù)的高速軌道運(yùn)輸系統(tǒng)，目前我國運(yùn)營的高速鐵路都是輪軌高鐵。根據(jù)研究試驗(yàn)成果推斷，在目前條件下，輪軌高鐵的最高商業(yè)運(yùn)行速度不宜超過400km/h。究其原因，一是環(huán)保節(jié)能的需要。就能耗而言，復(fù)興號動車組較CRH380系列動車組的人均百公里能耗降低了17%，二是旅客舒適度的需要。動車在400km/h時安全性指標(biāo)仍然處于良好狀態(tài)，但舒適度指標(biāo)下降較快。動車組產(chǎn)生的車內(nèi)噪聲與速度的對數(shù)呈線性相關(guān)，目前，我國尚未構(gòu)建完善的時速400km/h高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，因此，實(shí)現(xiàn)輪軌高鐵400km/h運(yùn)行需解決的主要問題是標(biāo)準(zhǔn)制訂和發(fā)展節(jié)能降噪技術(shù)。

磁懸浮高鐵。磁懸浮分為常導(dǎo)磁懸浮和超導(dǎo)磁懸浮。我國已進(jìn)行600km/h磁懸浮技術(shù)的研究并已生產(chǎn)樣車。日本正在建設(shè)中央新干線超導(dǎo)磁懸浮高鐵，設(shè)計速度505km/h。常導(dǎo)磁懸浮需重點(diǎn)解決四大技術(shù)：軌道技術(shù)、懸浮車輛技術(shù)、列車控制技術(shù)、牽引技術(shù)。車輛技術(shù)中氣動阻力研究是關(guān)鍵。超導(dǎo)磁懸浮分為低溫超導(dǎo)懸浮和高溫超導(dǎo)懸浮。低溫超導(dǎo)懸浮需解決的主要技術(shù)問題是：電動懸浮頂層設(shè)計、電動懸浮磁體技術(shù)、電動懸浮和導(dǎo)向技術(shù)、電動懸浮牽引和制動技術(shù)。高溫超導(dǎo)懸浮需解決的主要技術(shù)問題是：高溫超導(dǎo)懸浮車輛技術(shù)、高溫超導(dǎo)磁浮牽引技術(shù)、高溫超導(dǎo)懸浮列車總體技術(shù)、高溫超導(dǎo)懸浮安全技術(shù)。

低真空管道超高速列車。低真空管道超高速列車是高速磁懸浮技術(shù)與真空管道運(yùn)行技術(shù)的結(jié)合，以解決空氣阻力大、噪音高、能耗高等問題。目前美國在進(jìn)行研究和局部試驗(yàn)工作，我國正在研究時速800-1000km/h低真空管道超高速技術(shù)，也即將展開實(shí)驗(yàn)。需解決的主要技術(shù)問題是：低真空環(huán)境實(shí)現(xiàn)與維持技術(shù)、低真空管道設(shè)備總體布局、低真空橋隧及救援技術(shù)、低真空道岔及站場技術(shù)。

智能

世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對高速鐵路的運(yùn)營效率、服務(wù)品質(zhì)、安全水平提出了更高的要求，歐盟、德國、法國、英國、日本、韓國等相繼提出了高速鐵路數(shù)字化、智能化的發(fā)展戰(zhàn)略和實(shí)施路徑，圍繞智能高鐵的相關(guān)技術(shù)開展了系列創(chuàng)新實(shí)踐，智能化將成為世界高速鐵路發(fā)展的重大趨勢。

智能高鐵（Intelligent High-Speed Railway，IHSR）是廣泛應(yīng)用新一代信息通信技術(shù)，綜合高效利用資源，實(shí)現(xiàn)高速鐵路移動裝備、固定基礎(chǔ)設(shè)施及內(nèi)外部環(huán)境間信息的全面感知、泛在互聯(lián)、融合處理、主動學(xué)習(xí)和科學(xué)決策，實(shí)現(xiàn)全生命周期一體化管理的新一代高速鐵路系統(tǒng)。智能高鐵包括智能建造、智能裝備、智能服務(wù)，需要解決的重點(diǎn)問題包括：基于BIM的智能建造標(biāo)準(zhǔn)體系，基于BIM的智能化施工，基于BIM的建設(shè)與運(yùn)維一體化的全生命周期管理體系，無人智能機(jī)械施工、無人智慧工地，自適應(yīng)譜系化智能動車組，全面感知的全自動駕駛，可儲能源的綠色無線供電技術(shù)等。

綠色

隨著世界各國環(huán)境保護(hù)、能源短缺等問題的日益顯現(xiàn)，發(fā)展綠色鐵路，降低鐵路能耗及污染排放量成為鐵路發(fā)展重點(diǎn)，對新建高速鐵路應(yīng)從源頭把握，在設(shè)計、施工、運(yùn)營、管理、維護(hù)等各個階段融入綠色發(fā)展理念；對既有高速鐵路應(yīng)依靠鐵路技術(shù)進(jìn)步，對既有設(shè)備進(jìn)行更新改造，盡可能降低環(huán)境污染，減少能源消耗、提高沿線綠化水平。

綠色鐵路包括綠色通道、節(jié)能減排、減振降噪、節(jié)地、節(jié)材五個方面：

綠色通道。研究植被覆蓋和恢復(fù)技術(shù)，研究沙漠、石漠、干旱、高原、高寒地區(qū)的植物培育和種植養(yǎng)護(hù)技術(shù)；研究鐵路取棄土（石）場的植被快速恢復(fù)技術(shù)；融合傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，把高鐵建成綠色長廊。

節(jié)能減排。推進(jìn)新能源施工、運(yùn)輸設(shè)備的使用，減少二氧化碳和有害氣體的排放。研究輕質(zhì)高強(qiáng)材料，設(shè)計制造新型動車組，降低能耗；廣泛使用光伏發(fā)電和地源熱泵技術(shù)；應(yīng)用垃圾處理和污水處理新技術(shù)，減少污物排放。

減振降噪。高速鐵路噪聲源主要包括輪軌滾動噪聲、氣動噪聲以及牽引電機(jī)等設(shè)備噪聲。大量實(shí)驗(yàn)研究表明，隨著動車運(yùn)行速度的提高，對降噪技術(shù)的要求會更高，需研究新型軌下基礎(chǔ)、聲屏障和動車組，降低振動與噪音。

節(jié)地。研究雙層車站、雙層橋梁技術(shù)，減少用地；研究臨時用地高質(zhì)量復(fù)墾技術(shù)，避免土地荒蕪；研究平原地區(qū)地下低成本修路技術(shù)，充分利用地下空間。

節(jié)材。研究高強(qiáng)材料的應(yīng)用，研究建筑垃圾的再利用，研究高耐久性材料，研究節(jié)水技術(shù)，以減少材料的使用。同時研究節(jié)水技術(shù)。

經(jīng)濟(jì)

高速鐵路是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段與社會生產(chǎn)力相適應(yīng)的產(chǎn)物。與普通鐵路相比，高速鐵路投資規(guī)模大、技術(shù)難度高、收益回報周期長、運(yùn)營維護(hù)成本高，對任何國家及鐵路運(yùn)營企業(yè)來說，其高昂的成本都是不可忽視的問題之一，必須加大高速鐵路經(jīng)濟(jì)性相關(guān)技術(shù)的研究力度，為推動高速鐵路持續(xù)健康發(fā)展，建成安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化綜合交通體系提供有力支撐。

提升高速鐵路經(jīng)濟(jì)性應(yīng)重點(diǎn)從以下五方面著手：

合理確定建設(shè)時機(jī)。對于經(jīng)營性線路，何時建設(shè)應(yīng)根據(jù)投資效益確定，在規(guī)劃階段和決策階段，可采用能力利用率衡量一個項(xiàng)目何時可以建設(shè)。

合理采用線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。綜合考慮地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地理環(huán)境條件、運(yùn)輸發(fā)展需求等因素，以確保安全為前提、投入產(chǎn)出最優(yōu)為目標(biāo)，合理采用高速鐵路項(xiàng)目技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使高速鐵路在滿足運(yùn)營安全及旅客舒適度要求的基礎(chǔ)上，降低建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)。

科學(xué)確定項(xiàng)目工程實(shí)施措施。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能環(huán)保等各項(xiàng)指標(biāo)，確定科學(xué)合理的項(xiàng)目施工措施及方案，降低建設(shè)投資。采用先進(jìn)的數(shù)字化、智能化技術(shù)，加強(qiáng)對項(xiàng)目全過程的數(shù)字化、精細(xì)化管理，加強(qiáng)成本及質(zhì)量管控；科學(xué)組織施工，減少或避免資源浪費(fèi)；積極推行新工藝、新材料、新機(jī)具等新的施工方法和手段，提高施工效率；積極采用新材料、新能源，減少能源消耗。

開展以“狀態(tài)修”為主的運(yùn)營維護(hù)策略。探索基于傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段對高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施及移動裝備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、智能化技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，對設(shè)施設(shè)備的運(yùn)營狀態(tài)進(jìn)行故障診斷及趨勢預(yù)測，實(shí)現(xiàn)由修復(fù)性、預(yù)防性維修體系向預(yù)測性維修或狀態(tài)修轉(zhuǎn)變，減少過度維修，降低養(yǎng)護(hù)維修成本。

依靠科技進(jìn)步持續(xù)提升運(yùn)營效率。加強(qiáng)客流預(yù)測和分析，結(jié)合客戶信息，在客流預(yù)測分析基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化列車開行方案，實(shí)現(xiàn)運(yùn)能與運(yùn)量最佳匹配的列車開行方案；利用車-車通信、移動閉塞等技術(shù)，減小列車最小追蹤間隔，提升行車密度；利用遠(yuǎn)程通信、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，將車站、調(diào)度、運(yùn)行、維修等各類數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)，對高速鐵路運(yùn)行進(jìn)行統(tǒng)一控制與管理，提高高速鐵路整體運(yùn)營效率。