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说说日本的高铁为什么不如中国的高铁?

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其实,高铁关键的技术就是两个字,同步。

在高铁以前的概念中,火车是由火车头,带领着十几节甚至几十节车厢向前跑的,所有的动力都在火车头。因此,火车头有多快,火车就有多快。但是这个速度为什么受到限制呢?

设想一个想象中的试验,一个火车头拖了几百节重重的车厢,因此拖不动了,会是怎样?一是火车头的轮子无法转动,为什么无法转动?因为蒸气机的动力不够了,或者说马力不够了。那么就增加蒸气机的动力就可以拖动了。但是有可能是另一种情况,就是火车头的轮子还是转动的,但是就是不前进,原因呢?就是打滑了,就象是车轮下面是冰那样,或者就象车轮和铁轨之前有润滑油那样。这说明车轮和铁轨之间的摩擦力不够大,必须大到不打滑,火车才能够前进。而为了增加摩擦力,有一种简单的办法,就是增加火车头的重量,火车头的重量越重,摩擦力越大,因此能够带动的车厢也就越多。

现在来说动车厢。一节动车厢,不需要火车头就能够往前跑,因为它自己就装有电动机,电动机就能够带动车厢的轮子旋转,就往前跑。但是问题在于,带动几个轮子?还是所有的轮子?

如果象汽车那样,比如说,现在的汽车除了四驱的外,都是发动机带动两个轮子,另外两个轮子是被动地被推着往前跑的。汽车有时陷在泥地里也会打滑的,但是一定是后面两个轮子,前面两个轮子打不打滑其实无所谓,只要后面两个轮子不打滑,汽车就能够从泥坑里爬出来。

假设一节动车厢有二十个轮子,如果二十个轮子都由发动机带动,会怎么样?首先摩擦力是足够的,因为摩擦力也和接触面积成正比。此外,每一个轮子只需要马力较小的发动机带动,则所有的二十个发动机一起发力,力气就是每一个发动机的二十倍,那个力量就大了,摩擦力大力量也大,那车厢的速度是会上去的。

但是且慢,你想让二十个发动机带动二十个轮子一起发力?这里有一个技术问题,就是如果它们的转速不一样怎么办?如果转速不一样,那就很麻烦,转得慢的发动机会拖转得快的发动机的后腿,那不仅是没有合力,反而还成了阻力。这里甚至各个发动机的转速只要有微小的差异,那整个工作就不协调,起不到将二十个发动机的马力叠加的作用。

因此必须二十个电动机心往一处想,劲往一处使,转动的速度要非常精确地一样,当然不可能没有误差,但是误差必须极小极小。

而高铁的动车组是将多个动车厢并在一块儿向前走的,因此所有的动车厢的所有的电动机就都必须同步,必须从加速到减速再到加速都是精确地同步的,这里同步的技术是关键。

那么同步是怎样实现的?是通过电路实现的。而且如果让我现在来设计同步电路,我首先就想到要用计算机,而且我要用高速的计算机,甚至每一个轮子的每一个电动机都绑有一个高速的计算机,然后由一个总的计算机向所有的电动机发指令,控制它们的转速。因此软件的工程量是很大的,我要花许多时间来调程序,而且我争取用C语言编程,因为高级语言编程可以不断地进行软件升级,让同步的性能越来越好。

但这是当代。现在来说日本,日本的新干线是六十年代通车的。而六十年代没有普及计算机!因此可以相信,日本的技术人员,是用普通的模拟电路,用了许多精巧的办法,

来达到同步的,而且甚至可以推断,日本的动车厢,也不敢有太多的轮子被单独的电动机带动。

而在没有计算机支持下,用许多模拟电路来达到各车厢的同步,我会认为日本的技术人员很了不起,一定想了许多办法,那个电路的设计极为精巧,令人叹为观止。而且到后来能够上升到每小时二百多公里,真了不起,日本技术人员搞了许多小窍门,有许多技术上的绝活。

但是,也正因为如此,所以日本的技术人员太自我欣赏自己的这些小专利小窍门了,就没有及时地采用大规模的计算机控制,没有敢在动车厢中弄到每一个轮子都由一台电动机同步驱动的程度,再说了,如果要这样做,就等于要推倒重来了。

而中国的技术人员是在全球计算机普及的情况下开始研制的,当然一开始从要由更多的电动机带动每一个轮子,各车厢采用数字电路的电缆,甚至采用流行的tcp/ip协议,这都可以重头研发,因此动车组轻易到达每小时五百公里的速度,甚至可能更高。

因此现在日本的高铁非常吃力才能够到达每小时三百公里的速度,而且因为旧技术而价格昂贵,对日本技术人员来说,如果继续下去,是无法和中国竞争的。如果推倒重来,这倒是一个正确的路线,但是就已经在中国后面了,呈日本追赶中国之势。但是日本在追赶过程中,却没有太多的机会实习,除非你拿到许多订单。但是中国的高铁已经上去了,你想拿到订单也不容易,而且全新的动车组需要长时间的测试,如果弄不好故障了也不是好玩的。

这一点我拿另一个产品做比方。比如计算机的存储设备,有一段时间是少不了软驱的,而日本的公司做软驱特别好,里面许多技术令人叹为观止。但是中国人发明了优盘,日本那做软件的公司傻眼了,要不你也跟在中国屁股后面做优盘?但是原来的许多软驱的技术就完全不能够用了。中国的高铁和日本的高铁差别就在这里。

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