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中國高鐵技術已實現“引進技術—中國制造—中國創造”的跨越，形成自主知識產權，高鐵“走出去”時與其他高鐵國家不存在知識產權糾紛。

2004年以來，根據國務院“引進先進技術，聯合設計生產，打造中國品牌”的指導方針，大力推進原始創新、集成創新、引進消化吸收再創新，攻克了高速轉向架等九大核心技術，受電弓等十大配套技術難題，成功研制了時速350公里和250公里兩種速度等級的高速動車組。

時速350公里已是目前世界鐵路最高運行速度。2008年以來，中國先后建成京津、京滬、哈大等一批設計時速350公里的高鐵，開通運營里程達8000多公里。

中國高鐵技術研究確定了不同速度等級高鐵線間距、最小曲線半徑、限制坡度、最小隧道斷面等關鍵技術參數，可滿足不同類型線路的建設運營需求。

我國高鐵全部采用無縫線路，長達1318公里的京滬高鐵沒有一個軌縫，所以聽不到火車鐵軌“哐當哐當”的聲音。無縫線路面臨強大的溫度力，為避免高溫脹軌影響行車，設計者研發出高強度鋼軌、高標準扣件、道軌等新產品，通過強大的線路阻力限制鋼軌伸縮，通過合理確定鎖定溫度確保道床和鋼軌不產生突變。

除了技術創新，中國高鐵也通過創新施工組織動態管理模式提高施工效率，確保合理工期和工程質量，比如京津高鐵建設工期為3.5年，是法國巴黎—里昂高鐵的一半、英國倫敦—福克斯高鐵的三分之一。而根據世界銀行2014年的研究報告，中國高鐵每公里建設成本約為發達國家的三分之二。

下一步技術創新研制將包括：基于LTE(Long Term Evolution，長期演進)通信的列控系統，基于Wi-Fi及移動互聯的旅客服務技術，不設分相、遠程控制的牽引供電系統，能與全國地震監測臺網接入的地震監控預警系統，基于大數據的固定、移動設備智能監測和安全預警技術等。