国内外高速动车组的关键技术分析
学生姓名李资源
专业班级车辆工程
学号 14925424 日期 2016.10.14
目录
（一）世界高铁的发展 (3)
（二）高速铁路的主要技术特征 (5)
（三）中国高铁的发展历程 (6)
（四）高速动车组的关键技术 (7)
(五)新一代中国高速铁路动车组将面临的技术挑战与策略研究 (12)
（六）我眼中的中国高铁 (16)
(七)参考文献 (17)
（一）世界高铁的发展
高铁简介：
高速铁路是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。高速铁路除了在列车在营运达到速度一定标准外，车辆、路轨、操作都需要配合提升。广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。
发展历程：
1.第一次浪潮
1964年~1990年
1959年4月5日，世界上第一条真正意义上的高速铁路东海道新干线在日本破土动工，经过5年建设，于1964年3月全线完成铺轨，同年7月竣工，1964年10月1日正式通车。每小时270公里，营运最高时速300公里。
2.第二次浪潮
1990年至90年代中期
法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典、英国等欧洲大部分国家，大规模修建该国或跨国界高速铁路，逐步形成了欧洲高速铁路网络。
这次高速铁路的建设高潮，不仅仅是铁路提高内部企业效益的需要，更多的是国家能源、环境、交通政策的需要。
3.第三次浪潮
从90年代中期至今~
在亚洲（韩国、中国台湾、中国）、北美洲（美国）、澳洲（澳大利亚）世界范围内掀起了建设高速铁路的热潮。
高铁典型技术：
1.日本新干线（号称世界安全线）
从1964年第一条新干线开通以来，日本对新干线高速铁路进行多次重大技术改进和革新。平均时速早在90年代初就已经达到230公里/小时，在世界独占鳌头。现，与“磁浮”速度相差无几。机车车辆也有很大改在提高到近300公里，试验速度已经达到443公里进，从最初的“0系列”，以后又相继开发出“100系列”、“200系列”、“300系列”、“400系列”、“500系列”、“700系列”和适合北方地区气候特点、地形特点的“E1系列”“E2系列”、“E3系列”和“E4系列”。改进后的车辆在行驶速度、乘坐舒适程度、大量运输性能、车身重量和功率等方面都达到世界领先水平。
2.法国TVG技术
TGV可能是目前唯一没有任何盈利色彩而享誉世界的法国产品。所谓TGV 是Train à Grande Vitesse（法语“高速铁路”）的简称。
第一条TGV是1981年的开通的巴黎至里昂线。此后不过几个月，TGV就打败法国航空拥有了这条线路的最大客源。1972年的试验运行中，TGV 创造了当时的318公里的高速轮轨时速。
90年代，TGV试验速度突破500km/h。
新世纪，TGV试验速度突破570km/h。
3.德国的ICE技术
德国的ICE则是目前高速铁路中起步最晚的项目。
ICE（Intercity-Express的简称）的研究开始于1979年，其内部制造原理和制式与法国TGV有很大相似之处，目前的最高时速是1988年创下的409公里。因此现在德国与法国政府正在设计进行铁路对接，用各自的技术完成欧洲大陆上最大的两个国家铁路网的贯通。
4.中国CRH技术
中国铁路第六次大提速上线运行的动车组名称为“和谐号”。原名CRH 系列，CRH 是China Railway High-speed（中国铁路高速）的缩写，目前有CRH1～CRH5几种型号。这些型号分别从日本、德国、法国等国引进先进技术，并消化吸收及国产化，成为“具有我国自主知识产权”的动车组产品系列。CRH1：四方-庞巴迪-鲍尔铁路运输设备有限公司
CRH2：四方机车车辆股份有限公司+日本川崎（原型车：新干线E2-10000) CRH3：唐山轨道有限责任公司+德国西门子（原型车：德国VELARO-E)
CRH5：长春轨道客车股份有限公司+法国阿尔斯通（原型车：法国SM3)
（二)高速铁路的主要技术特征：
（1）列车运行速度高
V≤ 200km/h 普通铁路
V ≥ 200km/h 高速铁路
（2）线路条件好，曲线半径大
一般 R>4000m
（3）列车外形流线形
（4）技术含量高
（5）运送时间短
行程在85km以上比乘长途汽车快
行程在205km以上比乘小轿车快
行程在1058km内, 比乘飞机快
（6）安全、舒适
（7）准确性高
（8）能源消耗低
（9）占地少
高速铁路仅为高速公路的1/3
高速铁路仅为航空用地的1/2~1/3
（10）运输价格低
（11）运输能力强
高速铁路的运能远大于航空，而且也大于高速公路。
（12）环境影响小
有害物质的换算排放量，公路约为铁路的8倍。
高速列车产生的噪声污染约为飞机和小轿车的1/10。
（13）劳动生产率高
我国1986年统计，运输部门劳动生产率如下：
铁路：60.8 (万换算吨.公里人.年)
公路：4.9 (万换算吨.公里/人.年)
（三）中国高铁的发展历程：
2004年1月，国务院常务会议讨论并原则通过历史上第一个《中长期铁路网规划》，以大气魄绘就了超过1.2万公里“四纵四横”快速客运专线网。
同年，中国在广深铁路首次开行时速达160公里的国产快速旅客列车。
广深铁路被誉为中国高速铁路成长、成熟的“试验田”。
2004年至2005年，中国南车青岛四方、中国北车长客股份和唐车公司先后从加拿大庞巴迪、日本川崎重工、法国阿尔斯通和德国西门子引进技术，联合设计生产高速动车组。
2007年4月18日，全国铁路实施第六次大提速和新的列车运行图。繁忙干线提速区段达到时速200至250公里。这是世界铁路既有线提速最高值。
同时，“和谐号”动车组从此驶入了百姓的生活中。
2008年2月26日，铁道部和科技部签署计划，共同研发运营时速380公里的新一代高速列车。
2008年8月1日，中国第一条具有完全自主知识产权、世界一流水平的高速铁路京津城际铁路通车运营。
2009年12月26日，世界上一次建成里程最长、工程类型最复杂的武广高速铁路开通运营。
2010年2月6日，世界首条修建在湿陷性黄土地区，时速350公里的郑西高速铁路开通运营。
2010年7月1日，沪宁城际高速铁路的开通运营。
（四）高铁动车组的关键技术：
高速动车组总共有9大技术，包括总成、转向架、车体、牵引传动系统（通常再细分为牵引电机、牵引变压器、牵引变流器、牵引控制）、网络控制系统、制动系统。
中国南车作为中国最大的轨道交通制造商，也是全球最大的轨道交通装备企业之一，在高、中速动车组和城市轨道交通车辆的设计、制造、测试、维修与维护方面具有丰富的经验和先进技术。
“中国南车在技术上的突破是全面的，比如车体包括头型方面，CRH380A 型动车组头型是以长征火箭为原型进行设计的，创下了时速486.1公里的世界铁路运营试验最高速度。其他技术方面，新一代高速动车组在系统总结轮轨关系、流固耦合关系、弓网关系的基础上，在气密强度、振动模态、转向架、减振降噪、牵引系统、弓网受流、制动系统、旅客界面、智能化列车等10大方面进行了系统创新。”中国南车的有关负责人说。
据介绍，在振动模态方面，如何在轻量化设计目标下，避免车辆产生共振，是高速车体设计面临的主要挑战之一。中国南车通过运用动力学与车体模态分析方法，依据京津、武广高铁典型无砟轨道实测轨道谱和车辆振动响应特征，通过对车体的刚度质量分布进行优化，以及车体局部振动参数进行匹配，并采用新型的隔声材料结构，使车体、转向架及部件与轨道振动匹配良好，同时降低了振动噪声。在系统分析京津、武广高铁跟踪试验结果的基础上，中国南车提出了多种车体设计方案。通过多次分析论证，实车线路试验表明达到了世界先进水平。
在高速转向架方面，转向架也被称为走行部，承担着导向、承载、减振、牵引和制动等功能，是决定高速列车运行安全和运行品质的核心。速度越高，来自轨道的激扰越大，如何保证在高速运行条件下转向架具有足够的临界速度和结构安全性，优良的减振性能和低轮轨磨耗，是高速列车研发面临的艰巨挑战。
同样，中国南车通过系统分析京津、武广高铁高速运行条件下动车组的轮轨作用关系、动力学性能、结构载荷谱和轨道谱等因素，依据高速列车系统动力学理论，围绕提高临界失稳速度、降低脱轨系数、改善平稳性指标，通过仿真分析进行循环迭代优化，采用样机台架试验和整车线路试验相结合的方法，经过多方案的比选，确定转向架结构参数和悬挂参数，实现了转向架性能的系统提升。
另外，中国南车还通过采用精确的高速列车系统动力学模型，分析了高速运行条件下轨道不平顺、气动激扰和轮轨型面匹配特性以及车辆间的耦合关系对列车动力学性能影响规律，对影响综合性能的关键参数进行多方案优选，临界速度显著提高，乘坐舒适性明显改善。而且在保持低轮轨作用力优势的同时，采用降低簧下重量和控制轮轨黏着的措施，有效降低了轮轨磨耗速度。
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1）动车组总成（即系统集成）
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高速列车总成技术包括总体技术条件、系统匹配、设备布置、参数优化、工艺性能、组装调试和试验验证。在总体设计技术条件下，对动车组车体、转向架、牵引传动系统、制动系统、列车控制网络系统、辅助供电系统和车端连接装置等元素按有关参数进行合理选择设计和优化，确定各子系统间的接口关系。最后经历生产、组装、测试、调整和试验等过程，完成动车组整体集成。系统集成使动车组达到牵引、制动、车辆动力学、列车空气动力学、舒适性和安全性等基本性能要求。
系统集成还要确定高速列车与运行系统的关系和接口关系，针对京沪高速铁路，具体有：
①轮轨关系接口——轮轨匹配关系，包括轨距、车轮踏面和内侧距，轮轨材
料和表面硬度；京沪铁路线路平纵断面的推荐值；线路刚度和线桥过渡段刚度变化设置值；线路不平顺的控制值。
②弓网关系接口——包括京沪高速铁路的接触网类型、接触网波速和张力；
接触网吊弦布置和接触线不平顺的控制值；符合400 km/h以上运行速度的高速受电弓动力学参数，满足气动性能、阻力要求和噪声要求的高速受电弓结构，研制出低风阻、低噪声、低扰动、高动力学性能的400 km/h高速受电弓。
③流固耦合关系接口——保证列车安全运行的环境风控制范围；隧道的断
面、洞口的形状和尺寸；列车阻力和气动抬升力限值；合理线间距和列车通过的安全避让距离等。
④机电耦合关系接口——确定引发牵引供电网电压振荡引起的临界条件和
综合解决方案，研究谐振抑制技术和装置；根据线路条件和动车组状态，给出满足高速列车3 min跟踪间隔需求的牵引供电系统的总体参数。
⑤环境耦合关系接口——确定高速列车的噪声和噪声声强控制值，提出高速
铁路声屏障和隧道吸音材料的性能参数要求。对动车组车体、转向架、牵引传动系统、制动系统、列车控制网络系统、辅助供电系统和车端连接装置等元素按有关参数进行合理选择设计，经历生产、组装、测试、调整和试验等过程，完成动车组整体集成。通过集成使动车组达到牵引、制动、车辆动力学、列车空气动力学、舒适性和安全性等性能要求。
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2）牵引传动控制系统
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大功率电力牵引传动系统是高速列车的原动力。由于高速列车在高速区运行时的基本阻力主要是空气阻力，可近似地认为基本阻力与速度的平方成正比，所
需功率与速度的三次方成正比。高速列车运行速度在300km/h以上时，空气阻力已占到总阻力的90％以上，所需功率是100km/h级列车的15倍以上。如此大幅度地增加功率，则意味着要有新技术的大量应用。因此，高速列车的电力牵引传动系统必须向功率大、重量轻、体积小、可靠性高和低成本方向发展，这就决定了高速列车的电力牵引传动系统必然采用先进的交流（交-直-交）传动系统。它主要包括主变流器、牵引变压器、牵引电动机及牵引传动控制等：
①主变流器：采用新型大功率半导体器件，从最早的晶闸管发展到GTO、IGBT、IPM，以至IGCT。主变流器发展的目标是小型化、轻量化、节能、环保、可靠和经济适用。随着变流器的模块化、系列化和小型化，出现了将主变流器与辅助变流器和列车供电变流器统筹考虑、集成设计制造的新趋势。主变流器的冷却是另一项关键技术，它要求冷却装置冷却效率高、体积小、易于维修、不污染环境。目前的冷却方式主要是风冷、油冷、水浴、沸腾冷却和热管冷却。
②牵引变压器：是牵引传动系统中重量、体积最大且能量耗损最多的部件，尤其在动力分散式高速列车中，由于要求启动加速功率和再生制动功率大，而安装空间又有限，所以牵引变压器损耗占到总损耗的 30％。因此减轻重量、减小体积、降低损耗，一直是牵引变压器技术发展的目标。近代，随着电子技术的发展和高温超导线材性能的提高，出现了2种新型变压器，即电子变压器和高温超导变压器，它们与传统的工频变压器完全不同，具有重量轻、体积小、效率高的特点。
③牵引电动机：近代高速列车大多采用三相交流异步牵引电动机，与直流电机相比，它具有重量轻、功率大、结构简单、运用可靠、寿命长、维修简便的特点，同时交流异步牵引电动机还具有较好的自我抑制空转的性能。近代开发的永磁多极同步牵引电机，由于可实现很高的转矩密度，从而有可能实现无传动齿轮的直接驱动，与带齿轮装置的异步牵引电机相比，具有损耗低、重量轻、噪声小、无油泄漏等优点，很有发展前途。
④牵引传动控制：牵引传动控制的水平取决于牵引传动控制的策略和手段。牵引传动控制策略由最初的转差特性控制发展到矢量变换控制，近年又实现了电机转矩控制的新技术：直接转矩控制(DTC)和直接自控制(DSC)。这项新技术具有控制简单、性能优良和鲁棒性较强的特点。近代牵引传动控制手段普遍采用数字电路和大规模、超大规模集成电路以及微处理器、微控制器和数字信号处理器等组成的微机控制系统，由单机个别控制向车载计算机网络发展。车载计算机网络由列车控制级、车辆控制级和功能控制级组成。
3）高速转向架
转向架起到对整个车辆的承载、导向和减振作用，同时还是牵引与制动的最终执行机构。随着列车速度的提高，列车所需的牵引功率急剧增长，轮轨动作用力也随之加大，轮轨粘着快速降低，制动功率需要增加，从而对高速列车转向架提出了更高的要求。为了满足列车高速运行的需要，高速列车转向架必须保证具有足够的强度和刚度，高的运动稳定性和运行平稳性，良好的曲线通过能力，低的轮轨动作用力，最大限度地发挥轮轨间的粘着潜力，要结构简单、可靠、少维修。
为此，高速列车转向架需要解决的关键技术有：①转向架轻量化技术；②转向架悬挂技术；③转向架驱动技术；④牵引电动机悬挂技术
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4）高速制动技术
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高速列车的制动系统是实现列车高速、安全运行的保障。列车高速运行时具有相当大的运动能量，而高速列车的制动技术必须解决列车动能的快速转换和能量消耗问题，并在轮轨粘着允许的条件下，做到高速列车的可靠制停或降速。
另外，由于轮轨粘着系数随运行速度的提高而下降，因此更增加了高速制动技术的难度。目前，高速列车制动的关键技术有：①基础制动技术；②动力制动技术；
③复合制动技术；④非粘着制动技术（非粘着制动主要是指电磁轨道制动和涡
流轨道制动）；⑤防滑控制技术。
5）高速车体技术
中国高速列车自全方位引进国外高速动车组技术至今,取得了很大的成绩。在全国范围内的主要城市及经济发展区建立了城际高速动车网络,如京津高铁、武广高铁以及新进试运营的京沪高铁。根据适用地区及使用要求等原因我国引进消化吸收并国产化了CRH1、CRH2、CRH5、CRH3共四种型号的动车组。其中CRH3型动车组是唐山客车厂引进德国西门子公司的高速列车技术打造未来中国特高速列车的项目,其中唐山客车厂负责进行TC07车车体的国产化。唐山客车厂委托青岛四方机车厂在2008年对CRH3型动车组国产化TC02车车体进行静强度试验。本文研究的是国产化的TC07车车体,其与TC02车车体具有相似的结构构造。
因此本文便参照TC02车车体静强度试验报告,利用有限元仿真技术及基于有限元软件ANSYS的车体强度计算方法对车体进行多工况下的静强度计算。并依据材料的许用应力,分析计算结果的有效性及与试验结果的吻合度,作为车体性能评估的计算依据。为TC07车车体国产化打下良好的基础。本文在进行静强度评估的基础上,对车体的动态性能进行了研究。利用有限元软件ANSYS进行了车体空车及整备状态一阶垂向弯曲模态的计算,其频率分别为18.193Hz和10.244Hz均满足国际通用标准。证明了车体具有较好的动力学性能。本文针对TC07车车体进行轻量化研究,主要利用灵敏度分析理论,着重分析车体的18个主要部件对质量、约束等的灵敏程度。找到在满足车体刚度、强度性能下对车体质量减轻最敏
感的部位,然后针对这些敏感部位重新设置变量,利用有限元软件hypermesh中的optistruct模块进行优化计算,获得车体轻量化结果,车体重量从 4.97012t 下降至4.5573t,下降了8.3%
6）列车控制网络系统
随着中国高速动车组的发展及对其研究的深入,列车网络控制作为其关键技术之一,得到越来越多的研究者的关注。由于动车组采用动力分散方式，如何通过列车通信网路实现整列车的实时控制和信息传递显得尤为重要。动车组的列车通信网络是指采用分布式机通信网络控制技术，集中监控牵引、制动和辅助系统等车载设备，借助列车通信网络，自动监测车载设备状态和数据，与地面进行实时通信，实现列车安全运用和高效检修。
我国生产的CRH型高速动车组，由于生产厂家和设计系统本身存在差异，使得每种动车组的网络控制系统和和通信网络总线、动车组网络控制系统网络结构、系统设备、系统主要控制对象也不尽相同。我国CRH?型动车组通信网络总线有以下几种：基于TCN标准的CRH1、CRH3?和CRH5，基于ARCNET?的列车总线和基于HDLC的CRH2型动车组，以及一些在列车上常用的工业总线，如CAN总线、HDLC 车辆总线。
1 三类网络总线我国CRH 型动车组采用的网络总线主要有TCN、ARCNET 和CAN3 类，其中TCN的WTB和MVB分别作为列车总线和车辆总线进行信息传输，不同总线的应用和工作特性如下： 1.1 TCN总线 CRH1、CRH3 和CRH5 动车组均基于TCN 标准构建其网络控制系统，列车总线和车辆总线通过节点来连接，一般每节车辆有一个节点。WTB 和MVB 均采用集中控制、周期性预分配的主从方式对总线介质进行访问控制。WTB 负责列车车辆间的数据通信，是一种用于连接各节点可动态编组的车辆间的绞线式列车总线, 能自动识别车辆在列车编组中的位置和方向。MVB 负责车辆内部的数据通信，是一种用于连接车辆（或固定编组的车辆单元）内部设备的多功能车辆总线。 1.
2 ARCNET总线 CRH2 动车组基于ARCNET 的网络控制系统，是一种基于令牌传递协议的现场总线，网上的各个节点轮流支配这个网络，所有总线上的站是平等的，网络中每个节点保存有下一个节点的逻辑地址，可以生成一个网络活动节点地址表，使用光纤作为传输总线，传输速率为 2.5Mbps，拓扑结构采用双环形网络。ARCNET 的网络可以采用
3 种物理介质：同轴电缆、双绞线、光纤；其接线方案也非常灵活，支持总线型、星型以及分布式星型等拓扑。ARCNET协议支持网络自动重构，可以自动适应网络的变化，当网络中加入或删除一个字节，ARCNET将自动重新分配网络。
1.3 CAN 总线 CRH5 还采用CAN 总线用于连接对网络性能要求低、重要性也比较低的设备。CAN 是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信总线，具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其传输介质可采用双绞线、同轴电缆和光纤等，支持总线型拓扑结构。CAN 采用带优先级机制的载波监听／冲突避免（CSMA／CA）
方式对通信介质进行访问控制。CAN 只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式接收数据，无需专门的“调度”。
（五）新一代中国高速铁路动车组面临的技术挑战与策略研究
高速铁路运输不仅已经成为世界经济发展的重要引擎，而且高速铁路技术发展也带动了不同的相关技术研究领域的发展。也就是说如何拥有更多、更先进的集成设计技术的高速铁路已经成为目前各个国家铁路的核心竞争技术的要求所在。世界铁路旅客运输的形式和范围在不断扩大，传统的轨道车辆运输形式也正在不断地改变。除了那些高速铁路发达国家之外，一些发展中国家，其中包括东南亚国家和其他亚非拉地区，对新一代的高速铁路技术都呈现了异样的热情。这是因为先进的高速铁路技术不仅能够加快世界经济运输服务领域的沟通，解决许多世界经济面临的实际课题，而且为了促进世界经济的发展和融合也提供了极大的助力。考虑到未来20年内世界高速线路网长度的明显增加、各国对新高速铁路线路的建设计划和热情，高速列车车辆产品换代和性能提高将会更加频繁且得到不断改善。
在过去，轨道车辆结构主要追求的是车辆结构轻量化、服役长寿命、免（少）维修性、降低成本等，而近十年来，各个国家在看到高速铁路带动国家和区域经济发展的强大动力后，对高速铁路的重视和热情空前高涨，也使得高速铁路技术的功能性或经济性呈现多样化和高度化的发展。这必然导致高速铁路车辆的新产品的更新换代日益频繁，而且将给世界主要高速铁路制造厂家带来巨大的压力和挑战，也给很多高速铁路的研发部门的技术人员对于未来高速铁路车辆的发展趋势带来很多困惑。但是，经济市场中出现的任何新鲜事物或者说新一代产品的研发，都必须遵循一个基本的原则，即必须要遵循其可持续性的科学发展规律。作为主要的公共交通工具，高速铁路车辆和其他主要交通运输工具（汽车、航空和船舶等）同样必须要面对社会多样化的技术需求，比如为乘客提供安全、舒适和经济的乘坐环境服务；必须要考虑经济效益的同时，还需要考虑社会效益，比如必须要重视 LCA(寿命周期评价)的生态设计，降低 CO2 的排放等。
尽管中国高速铁路的快速发展是近十年的事情，在吸纳和融合国外先进高速铁路技术的基础上，结合自身铁路系统的特点进行多元创新，也已经迅速发展成为世界高速铁路车辆的主要制造国家和未来技术发展的风向标。但是应该客观地看到，中国高速铁路和那些已经发展和积累了几十年的高速铁路先进技术的发达国家，比如德国、法国和日本依然存在着很多技术上的差距，各种关键技术的积累和技术难题依然客观存在。这不仅是某一个技术领域的问题，而是和高速铁路车辆相互关联的多个基础学科（力学、材料和制造与装配工程等）均面临着各种严峻的技术课题的挑战。
本文将结合世界几个主要高速铁路先进技术国家的特点，在对国内外高速铁路车辆最新文献研究的基础上对研制新一代中国高速铁路的最新技术发展趋势提出个人的一些浅薄建议。
这里的高速铁路技术主要是指运营最高速度高于 200 km/h 、两站间不停车运行速度不低于 150 km/h 的现有商业运营的高速电气化干线，以及最近可能将运行的高速干线。目前符合这些线路的国家有中国、日本、法国、德国、西班牙、英国、意大利、瑞典、芬兰、美国、韩国和俄罗斯等，以及巴黎—布鲁塞尔—科隆/阿姆斯特丹高速线(法国、比利时、德国和荷兰区域) 和“欧洲之星”线(英国、法国和比利时区域)。高速干线铁路可区分为以下几种类型[3] ：a.新建专线，仅用于运行最高速度为250 km/h 及以上的列车；b.改建线路Ⅰ，全长或个别区段可运行速度为200～220 km/h 的列车；c.改建线路Ⅱ，全长或个别区段可运行速度为200～230 km/h 的由摆式车辆组成的列车。
未来中国高速铁路车辆新技术的发展趋势在哪里？如何在研究世界高速铁路发展强国的技术基础上，进行技术的不断创新，继续站在世界高速铁路发展的前列？如何在追求经济价值的同时努力适应未来技术多样化、高度功能化的社会效益需求。本文将从技术层面的角度，多层次研究国外发展新一代高速铁路动车组的设计和开发理念技术基础，针对未来中国高速铁路车辆发展可能面临的一些技术难题，比如“绿色（生态）设计的概念”，“降低寿命周期成本”、“安全、降噪、环保的概念”等主要课题逐层次地分析和讨论。在实施新一代产品设计理念的构筑或关键技术基础研讨的同时，也希望中国高速铁路技术在未来经过新一代车辆的研制或可靠性试验的基础上，建立一套完整的新一代中国高速铁路车辆架构系统和技术标准，且为中国高速铁路的未来技术发展提出一些浅薄的技术性建议。下面，将回顾国外著名轨道车辆制造商最近研制的一些代表性车辆最新发展趋势，逐步分解和介绍其主要的设计理念与技术构成，在其基础上逐步归纳出中国高速铁路车辆未来可能面临的一些技术挑战和难题。
2 概述
在高速轮轨技术上，德国西门子公司（SIEMENS，简称西门子）和法国阿尔斯通轨道制造公司（ALSTOM，简称阿尔斯通）、日本川崎公司（KAWASAKI）、加拿大庞巴迪公司（BOMBARDIER，简称庞巴迪）的铁路公司技术世界领先，这些国家在高速铁路车辆产品的技术上各有优势和劣势，也各有自己的核心设计理念和独特的技术特点。在世界轨道车辆的发展历史上，轨道车辆结构主要的设计理念在于结构轻量化、服役长寿命、免（少）维修性、降低成本等[8] 。而近十年来，车辆结构已经逐步实现轻量化、模块化的设计原则，在很多车辆上也采用合适的最佳材料（不锈钢、铝合金、复合材
料、玻璃钢、碳纤维等）。但是在最近的社会环境急剧变化或技术革新中，也对新一代高速铁路车辆结构提出了很多的技术要求，比如车辆功能或特性的多样化，环境的生态化和绿色化发展趋势。为了应对这种生态设计的发展趋势，一些传统的车辆制造技术和方法难以延续下去，必须要进行大量的技术革新和改革。比如一些著名铁路公司已经将设计理念定义为：为客户提供高效、快捷、完善的高速铁路新技术（新研究）、提供技术咨询、技术测试、系统工程的检查和技术培训，并以高度安全的方式和标准提供相关技术支持，确保诚信的最高水平，同时为公司本身营造一个具有挑战性的和可持续发展的工作环境。这就要求各个国家在开发新一代高速铁路车辆产品的时候，必须要有一个创新的设计理念，对未来高速铁路车辆的发展有一些前瞻性的研究，并提出具体的基础技术构成。
日本是世界上第一个实现高速铁路运营的国家，1964 年开始东海道(东京—大阪)高速铁路运输。它的成功运营促进了世界其他高速铁路干线的建设。可以说日本是第一个研发高速列车的国家，并不断吸纳新技术发展自己的高速铁路交通网和不同系列的高速列车（新一代日本高速铁路主要代表是新干线E7系、N700系、efSET系）。欧洲凭借着浓厚的技术底蕴，在近三十年来已经迅速建立了全欧洲范围的高速铁路网，也在根据不同的需求进行产品的更新换代（主要代表为阿尔斯通的 TGV/ AGV、西门子的ICE 系列、VELARO-X系列）。加拿大庞巴迪是轨道交通领域的一个世界铁路技术巨头，ZEFIRO系列动车组是庞巴迪运输（Bombardier transportation）2005 年公布的超高速铁路旅行最新概念的高速电动车组设计平台，由庞巴迪公司工业设计组与意大利工业设计公司Zagato共同设计，但一直没有得到实用，最近几年重新启动研发计划。庞巴迪开发了三种不同型号：ZEFIRO 380（主要瞄准中国市场，设计最高时速 380 km/h）；ZEFIROV300（主要瞄准欧洲市场，设计最高时速300 km/h）； ZEFIRO-250（主要瞄准普通市场，设计最高时速 250 km/h）。采用 ECO4 的理念进行高速铁路车辆设计，也称为ECO4计划项目。
中国新一代的高速列车代表（CRH-380A、 CRH380B等）也已经成为高速铁路车辆新技术的典型代表。实际上，除日本在积极准备新一代新干线列车，拓展海外市场。其他的国家和地区，包括中国、欧洲等主要厂家都将面临着可以预见的世界高速列车巨大的市场需求和残酷的技术竞争，实际上德国的 VELARO-D、AGV-11 均是其第 4 代高速列车。由于中国高速铁路技术的迅猛发展，其性价比的优势逐渐成为世界和亚洲许多国家渴望的产品，而邻国日本、韩国高速铁路车辆的保有量也在不断增加，亚洲的高速铁路市场和线路综合总量已经处于世界领先水平。在亚洲高速铁路市场出现异乎寻常的高速增长的同时，欧洲高速铁路网规划2020 年也开始加大投入，预计其新增高速铁路线路约 10 000 km。
简单地来说，0 系车辆是最早研制的主力车型（1964）；200系车辆耐寒、抗风雪（1982）；100系车辆是0系车辆的后继车型，追求高舒适度（1985）；300 系车辆是新干线（东海道、山阳线）主力车型（1992），主要运营于山区道路，首款使用交流牵引电动机的列车，有着很好的静音技术；400系是实现新干线和既有线直通的车辆（1992）；E1 系车辆为双层编组（1994）；E2 系车辆为双频、环境保护（1997）；E3 系车辆则采用新机轴应用于秋田干线（1997）；500 系车辆真正实现 300 km/h 等（1997）。 E5系车辆（2011年投入商业运营）的车身采用了铝合金空心桁架断面和双皮层构造。为了减少通过隧道时的微压力波，车辆的高度和试验车E954型车辆（FASTECH360 S）的3 650 mm相同，车辆宽度同为3 350 mm。考虑到车体倾斜，车侧结构主体内侧设计为倾斜式样，E6系车辆(2013年投入运营)主要运营于北日本海[6~8] 。
日本川崎最新研制的E7系新干线列车(2014年投入运营，见图 2)，是融入日本传统樱花风格的豪华列车，也是面向美国加州地区推销的主导高速铁路车辆产品，藉此面对美国加州高速铁路线路的竞争。该型车辆于2013年亮相于日本车辆展，并作为日本新干线高速列车50周年庆贺的纪念品（运营于日本东京—长野）。预计2015年运营于日本沿海地区，2025年运营于大阪地区。最高速度160 mph(约 256 km/h，1 mph = 1.609 344 km/h)。
3.2 德国高速铁路发展的循序渐进性
德国高速铁路是从20世纪80年代初期开始发展，其中 VELARO 系列平台是由德国铁路运营的 ICE-3列车发展而来的第4代产品。实际上，ICE列车的各款型号主要是在 20 世纪 90 年代出现，由西门子为首的多家公司组成的制造商联盟进行开发。VELARO系列是一款纯粹的西门子产品，主要面向国际铁路市场。为此针对不同的设计标准西门子公司对动车组进行了很多一般适用性的修改。特别是针对欧盟出台的互操作性技术规范和进一步的标准，当中对包括新的消防标准及各项复杂的要求进行了技术修改。
整体结构采用铝质构造的VELARO-D列车目前已经被设计为新一代高速列车设计平台概念，它可以针对不同国家客户的具体需求进行技术修改。可根据当地要求进行调整的范围包括传动功率、配电系统、空调、座位数量、车身宽度及轨距。车厢连接处与ICE-3列车相比也有明显的改变。乘降门为电动塞拉门，其净宽及净高分别为 900 mm 及 2 050 mm。不同于ICE-3列车，VELARO的辅助牵引设备，例如，整流器冷却水泵、逆变器冷却风机、电动机风机以及制动器风机均可以独立于接触网供电运行。它解决了ICE-3列车在法国高速铁路东线上通过分相区时反复出现的冷却中断问题[14] 。
国内外高速动车组的关键技术分析 学生姓名李资源 专业班级车辆工程 学号 14925424 日期 2016.10.14
目录 （一）世界高铁的发展 (3) （二）高速铁路的主要技术特征 (5) （三）中国高铁的发展历程 (6) （四）高速动车组的关键技术 (7) (五)新一代中国高速铁路动车组将面临的技术挑战与策略研究 (12) （六）我眼中的中国高铁 (16) (七)参考文献 (17)
（一）世界高铁的发展 高铁简介： 高速铁路是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。高速铁路除了在列车在营运达到速度一定标准外，车辆、路轨、操作都需要配合提升。广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。 发展历程： 1.第一次浪潮 1964年~1990年 1959年4月5日，世界上第一条真正意义上的高速铁路东海道新干线在日本破土动工，经过5年建设，于1964年3月全线完成铺轨，同年7月竣工，1964年10月1日正式通车。每小时270公里，营运最高时速300公里。 2.第二次浪潮 1990年至90年代中期 法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典、英国等欧洲大部分国家，大规模修建该国或跨国界高速铁路，逐步形成了欧洲高速铁路网络。 这次高速铁路的建设高潮，不仅仅是铁路提高内部企业效益的需要，更多的是国家能源、环境、交通政策的需要。 3.第三次浪潮 从90年代中期至今~ 在亚洲（韩国、中国台湾、中国）、北美洲（美国）、澳洲（澳大利亚）世界范围内掀起了建设高速铁路的热潮。 高铁典型技术： 1.日本新干线（号称世界安全线） 从1964年第一条新干线开通以来，日本对新干线高速铁路进行多次重大技术改进和革新。平均时速早在90年代初就已经达到230公里/小时，在世界独占鳌头。现，与“磁浮”速度相差无几。机车车辆也有很大改在提高到近300公里，试验速度已经达到443公里进，从最初的“0系列”，以后又相继开发出“100系列”、“200系列”、“300系列”、“400系列”、“500系列”、“700系列”和适合北方地区气候特点、地形特点的“E1系列”“E2系列”、“E3系列”和“E4系列”。改进后的车辆在行驶速度、乘坐舒适程度、大量运输性能、车身重量和功率等方面都达到世界领先水平。 2.法国TVG技术 TGV可能是目前唯一没有任何盈利色彩而享誉世界的法国产品。所谓TGV 是Train à Grande Vitesse（法语“高速铁路”）的简称。
2016年省重点研发计划（重大关键技术） 指南 为深入贯彻创新、协调、绿色、开放、共享发展理念，围绕全省“十三五”发展规划要求，发布2016年省重点研发计划（重大关键技术）指南。 一、信息技术领域 围绕高性能电子功能材料、行业专用集成电路芯片、高端电子信息装备、基础软件、信息安全等5个重点技术方向开展关键技术研发，推进全省信息产业领域创新链与产业链的深度契合，实现全产业链关键环节重要产品的国产化替代，提升我省电子信息产业核心竞争力，保障信息安全。 1、高性能电子功能材料关键技术 研究内容：实现高端电子器件基础材料的技术突破。重点开展超细粉体技术、电子纤维微张力控制、新型后处理工艺及浸润剂配方、高压水枪开纤技术等高性能电子功能材料加工制备关键技术研究。 预期目标：电子功能材料性能达到或超过国外同类产品技术水平，满足超大规模集成电路、超薄覆铜板、陶瓷电容器、绝缘栅双极型晶体管等高性能电子元器件的质量与性能要求，实现电子功能材料的规模化生产和国产替代。
2、行业专用集成电路芯片关键技术 研究内容：实现专用集成电路设计、测试、封装等重点环节关键技术突破。重点开展软硬件逻辑模块复用、高安全性加密算法可重构IP核、Java虚拟机及Applet应用自主芯片等关键技术研发，实现存储器、无线射频、智能卡芯片、图像传感器、光电传感器等集成电路芯片自主设计目标。 预期目标：专用芯片及器件产品实现在通信、金融、社保、物流、特种设备管理、安全管控等行业中的规模化应用和国产替代。 3、高端电子信息装备关键技术 研究内容：掌握并实现高端信息装备核心技术突破。重点开展体系结构设计、异构众核内存计算和交换加速技术、高速IO存取、恒流充电式脉冲调制器和大功率扫描系统等关键技术研发，推动产业可持续发展。 预期目标：研制新一代高端容错服务器、高能工业电子加速器、微波成像雷达等高端电子信息整套装备并形成技术标准，实现在部分重要领域高端信息装备国产替代。 4、基础软件关键技术 研究内容：实现基础软件核心技术突破。实现云数据中心虚拟化、轻量多层容器管理、资源调度和应用敏捷迁移、自适应动态负载平衡、交互式处理、并行处理分析和大数据隐私保护等关键技术突破。重点开展新一代融合架构的云数
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/0a13160059.html, 动车段动车组管理信息系统架构设计与关键技术分析 作者：李佳特 来源：《科技资讯》2016年第09期 摘要：随着高速铁路运营体系的不断完善，我国的动车组业务也在不断扩大，动车组运 用检修管理的模式也在不断发展。在2011年，我国对高速铁路生产力布局进行全面调整，动车段逐渐成为动车组运用检修的主体，动车运用所和动车基地成为负责一、二级修和高级修的生产车间。该文对动车段动车组管理信息架构进行简要概述，提出架构的组成方式，并且对信息技术做出分析，为整个动车组系统的建设与深入研究奠定了理论基础。 关键词：动车段动车组信息系统架构设计技术 中图分类号：F53 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（c）-0040-02 动车段既要有很强的管理职能，同时也要参与具体的业务生产流程，建立庞大的动车段动车组管理信息系统具有重要作用。可以对全段统筹管理，实现资产和人员的统一规划、调动等，合理地安排动车段技术人员对动车组的运用检修，各动车运用所需要的共享检修资源和检修实绩成果。同时也将动车段的上下业务紧密联系在一起。动车段的各个主要业务几乎都会同相关的生产车间有直接的数据交互过程，通过管理信息系统，对动车段的技术人员统一编制、下发，各个运用所和操作人员参照执行[1]。通过动车组管理信息系统的建立可以有效地调配 资源，提高工作效率，保证安全生产和安全运行。 1 动车段动车组管理信息系统架构的概述 随着我国铁路系统的建设，为了提高人们出行的速度和便捷性，动车组的对开量不断增多，必须做好动车组的检修工作保证动车组安全运行。铁道部根据铁路建设网的需要，在全国范围内合理地设置了7个具有先进的工艺流程和工装设备、现代化的管理信息系统的动车检修基地和几十个动车运用所，来完成动车组的检修工作。动车组管理信息系统要学习和借鉴日本、美国、法国、德国等先进的设计理念，实施走出去的战略，并依据中国动车组维修的实际情况，建设一套具有国际先进经验，又具有自主知识产权的铁路动车组管理信息系统，为我国铁路的建设与发展提供理论依据和技术保障支持。动车组管理信息系统要满足部、局、动车基地、动车运用所的所有业务需求，同时也要兼顾多种车型的技术管理，工艺流程等[2]。动车 维修基地集生产、作业、技术、物流、安全、质量等信息化管理于一体，实现全程调配和网络化的维修管理，从而保障动车组安全高效的运行，动车组维修网高效运转，为动车组的提速、高铁的开行提供信息化支撑。 2 动车组管理信息系统架构设计
CRH3型动车组动车转向架三维实体设计
摘要 随着我国铁路第六次大提速的顺利实施，以及客运专线不断建成通车，国产CRH系列200～300km/h 动车组已分期分批投入运营。转向架是高速动车组的走行机构，必须始终保持良好的性能状态，才能保证高速列车的安全可靠运行,所以必须对高速动车组转向架进行进一步研究。 本论文主要研究设计CRH3高速动车组动力转向架三维实体造型。首先介绍了世界各国的典型高速动车组技术，其次对我国的CRH3型电动车组设备组成进行了介绍，然后应用Solidworks三维软件对CRH3动车组转向架各零部件进行设计和实体建模并进行了虚拟装配，并对一些零件进行了分析，最后对CRH3型动车组动力转向架进行了总体设计。为以后转向架的优化设计提供一定的参考。关键词：高速动车组；转向架构架；转臂式轴箱定位装置；架悬式
Abstract As China’s railway the sixth speed up was carried out，as well as the passenger special line was opened to traffic continuously，Domestic CRH series of 200 ~ 300km/h EMUs have been put into operation in stages. Bogie is the high-speed EMUs’ traveling agency，so in order to ensure the high-speed train operation safely and reliably, it must be always maintained a good performance status,Therefore, we should do further research on high-speed EMU bogie. In this passage, the research design3D solid modeling for driving bogie theCRH3 high-speed EMU.Introduced the first countries in the world of the typical high-speed EMU, then the CRH3 EMU equipment were introduced,Then the application of Solidworks 3D software on CRH3 EMU bogie of the various parts to design and solid modeling and virtual assembly And some parts analysis, the overall design of the final the CRH3 EMU power bogie. After bogie optimize the design to provide a reference. Keywords: high speed train;bogie frame; rocker typejournal box positioning device; Frame suspension;
高速铁路动车组简介 (一)牵引动力及牵引方式比选 1、高速列车应采用电力牵引 内燃牵引和电力牵引两种牵引种类 列车速度从100km/h增加到300km/h时，运行阻力约增加5倍，此时牵引列车的总功率则为100km/h时的15倍电力牵引更适宜高速列车的牵引 内燃牵引是很难实现的 主要原因如下： （1）目前我国功率最大的DF8内燃机车标称功率为2720kw，柴油-发电机组总重为30.87t，柴油机组平均每千瓦功率金属消耗量为11.35kg/kw。而电力机车以 SS3为例，机车功率为4320kw，主变压器重12.4t，平均每千瓦功率金属消耗量为 2.87kg/kw。因此牵引动力装置在轴重和轴数维持一样的条件下，电力牵引可实现更大的牵引功率。 （2）内燃牵引若实现高速牵引则必须提高柴油机功率，必然会增加柴油发电机组及辅助系统重量，最终会导致机车轴重或轴数增加。轴重的增加对高速列车的运行是极其有害的，它增大了轮对对钢轨的冲击力，易导致钢轨的折断，并增加了轨道线路的养护维修工作量和维修费用。若为了维持轴重不增加而增加轴数，如采用C0-C0式转向架或B0-B0-B0式转向架，或组合式机车，使转向架复杂，不利于机车的高
速运行。 （3）大功率柴油机的噪音及排放的废气对环境造成严重的污染，影响旅行的舒适度，同时由于机车燃料油的储备有限，列车不能长距离行驶，需换挂机车或在站上补充燃料及水，增加了列车辅助作业时间。 电力牵引由于牵引功率的增加，对列车的质量影响很小，易实现大功率牵引，所以高速列车最佳的牵引方式为电力牵引。 2、高速铁路宜采用动车组 目前我国铁路基本上采用机车牵引旅客列车的输送方式，机车和旅客列车分别整备，机车在车站联挂列车后出行,机车只在规定的交路范围内运行。这种运行方式有以下缺点： （1）机车按规定交路行驶，中途须换挂机车，辅助作业时间延长，从而使旅行时间延长。而动车组本身在运行中不需更换牵引动力，有效地压缩了运行时间。 （2）列车出入始发（终到）站时通过车站咽喉区每开行一对旅客列车，则占用咽喉次数达6次，造成咽喉区能力紧张。若采用动车组，只用咽喉次数仅2次，极大的缓解了咽喉区的通过能力。 （3）采用动车组可以避免部分机车的单机走行以节省能源的消耗。
中国铁路动车组列车知识大全 动车组 把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组。带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车组.动车组技术源于地铁，是一种动力分散技术。一般情况下，我们乘坐的普通列车是依靠机车牵引的，车厢本身并不具有动力，是一种动力集中技术。而采用了“动车组”的列车，车厢本身也具有动力，运行的时候，不光是机车带动，车厢也会“自己跑”，这样把动力分散，更能达到高速的效果。作为一种适合铁路中短途旅客运输的现代化交通工具，动车组的分类有多种：按照传动类型，可分为电动车组和内燃动车组；按照动力形式，可分为动力集中型和动力分散型；按照传动方式，又可划分为电传动和液力传动两种类型。由于动车组可以根据某条线路的客流量变化进行灵活编组，可以实现高密度小编组发车以及具有安全性能好、运量大、往返不需掉转车头、污染小、节能、自带动力等优点,受到国内外市场的青睐，被誉为21世纪交通运输的“新宠儿”。内燃动车组通常两端是动力车，部分带客室。国内常见的动车组都是这一类的，如神州号，四方厂、唐山、戚厂、长客的动车。电力动车组分为动力集中型和分散型，两年前的DDJ1和蓝箭就是动力集中型。而春城号和中原之星是动力分散型。通常的电力动车组都要由客车厂家、使用单位和株厂或株所联合研制。 【动车组分类】 按照动力排布：动力集中，动力分散 按照用途：客运，货运（比如日本M250，法国TGV行邮），特殊用途（轨道检测等） 按照性能：高性能，低性能。 【牵引方式】 动车组有两种牵引动力的分布方式，一种叫动力分散，一种叫动力集中。 动力分散电动车组的优点是,动力装置分布在列车不同的位置上,能够实现较大的牵引力,编组灵活。由于采用动力制动的轮对多,制动效率高,且调速性能好,制动减速度大,适合用于限
基于动车组的健康管理平台的关键技术研究 摘要：动车组故障预测与健康管理技术是由计划预防维修向数字化进准状态修 的有效手段。本文以高速列车的设计和运维产生的历史数据为基础，结合技术架 构对动车组车载PHM系统、车地PHM系统、地面PHM系统等技术进行分析， 并对PHM系统进行验证。分析结果可为PHM技术在各类轨道交通车辆中的应用 提供参考。 关键词：动车组；故障预测；健康管理； 0引言 当下，我国高速动车组技术已经取得突破性进展，但车辆系统及关键部件的 健康状态维护与保持能力是评价高速列车技术水平的重要内容。现运行的和谐号 高速列车采取以里程计划进行维护，所需维修与维护费用较高。受益于电子硬件 及智能算法技术的发展，检修人员对于列车故障的响应也由计划修状态修向预防 性[1]，故障预测与健康管理技术（Prognostics and Health Management，PHM）是 实时监测装备运行的状态参数及特征信号，借助智能推理算法和模型评估装备的 健康状态，对故障进行预测，并提供维修保障决策，实现装备状态维修。 故障预测与健康管理技术源于对飞机关键系统部件的故障预测中，现广泛用 于应用于英、美、加拿大、荷兰、新加坡、南非、以色列等国的直升机上,其中, 美国国防部新一代HUMS——JAHUMS具有全面的PHM能力和开放、灵活的系统 结构。 当下智能运维是智能铁路系统的重要组成部分，欧洲铁路产业联盟研究新一 代智慧解决方案，于2010年发布了InteGRrail体系,但目前仍然尚处于审核认证阶段，短期内尚不具备应用于高速列车及其运行环境设计的条件，尚不能提供高速 列车运维体系解决方案[2]。通过将神经网络和支持向量机分类相结合对滚动轴承 故障状态开展了混合智能诊断研究[3]；以小波包分解系数的标准差作为特征参数，将遗传算法与神经网络结合，建立了复杂齿轮箱的故障诊断系统，用来诊断不同 故障模式和程度的齿轮箱故障[4]；中南大学刘剑锋采用基于模糊预测控制方法对 机车制动控制开展深入研究[5]。国内外学者对问题都进行了相应研究，所提出的 模型。 1动车组智能诊断与故障预测系统架构 高速动车组的异常状态与列车集群、系统集群、部件集群等相关联，，使得 故障预测和定位变得极为复杂．因此，开展高速列车智能诊断和故障预测的研究，需要对实时状态数据进行特征提取和预处理，对列车运行积累的历史数据深入挖掘，建立系统的故障预测数学模型，对部件、系统和列车层次的特征数据及关联。关系进行监测和逻辑推导．高速列车智能诊断与故障预测系统主要由车载PHM 系统、车地数据传输系统、地面感知系统、地面PHM系统4个要素组成，系统 架构如图1所示． 图1：动车组健康管理系统架构 其中车载PHM系统以整体采用分布式结构，获取从零部件至子系统的至整 车级别的车辆状态信息，完成实时数据进行融合、清洗、提取相关特征参数等工作，根据数据处理后的状态特征，车载PHM系统分别从故障诊断、健康评估和 智能决策等方面进行处理，并把处理后的状态特征和预处理结果反馈到地面PHM 系统中，地面PHM系统对列车集群进行差异性评估与分析统计，对运行数据中
高速铁路动车组空调故障的应急处置 1.动车组全列空调故 （1）动车组发生故障停车后，若空调装置出现故障超过20 min，CRH2型动车组允许打开车门通风；CRH1、CRH3、CRH5型动车组若空调装置故障超过20 min，且应急通风功能失效或无法满足要求，也允许打开车门通风。 （2）列车长要及时向旅客通报情况并致歉，组织乘务员积极做好服务工作，帮助受阻旅客妥善解决临时困难，稳定旅客情绪，避免激化矛盾。 （3）为保证旅客的人身安全，同时根据动车组乘务人员的配置情况，打开站台侧4～8扇车门，并在车门处安装防护网，由列车长组织乘警、列车员、餐车工作人员及随车保洁员负责值守，严禁旅客自行下车。 （4）动车组故障不能及时排除，需救援或自动力运行时，允许打开列车部分车门，在固定好防护网的情况下限速运行，具体要求为：CRH1、CRH5型车限速60 km/h，通过高站台时限速40 km/h；CRH2、CRH3型车限速70 km/h。同时，相关乘务工作人员要及时向铁路局、铁路总公司汇报情况。 （5）需要组织旅客下车或换乘其他列车时，原则上在车站站台进行。车站应当与列车一起组织旅客乘降。必须在区间组织旅客下车或换乘时，须经铁路局主管运输副局长批准，同时要做好安全防护，以防发生意外。CRH2、CRH3型动车组若停靠在500 mm及以下站台或区间，需组织旅客通过应急梯下车。 （6）动车组增加搭载应急备品。CRH1、CRH2、CRH3、CRH5型车每组新增加8套防护网，每组CRH2、CRH3型车应急梯增加为4个。防护网存放位置：CRH1型存放在厨房储物柜内，CRH2型存放在3号车一位端的备品柜内，CRH3型在4号车厨房存储柜对面的储物柜内，CRH5型车存放在1号车或8号车的备品柜内。防护网存放在备品柜内的由车辆部门保管，存放在储物柜内的运行中由客运
动车组空调功能及调试关键技术研究 发表时间：2018-12-12T15:58:14.983Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：殷圣权 [导读] 摘要：为了可以使动车组空调的舒适要求实现，需要将空气加热系统、空气通风系统、自动控制系统、空气冷却系统设计在车辆客室空调中。 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266111 摘要：为了可以使动车组空调的舒适要求实现，需要将空气加热系统、空气通风系统、自动控制系统、空气冷却系统设计在车辆客室空调中。与此同时，需要做好空调调试以及故障处理等工作。文章主要分析了动车组空调功能及调试关键技术，以及动车组空调故障问题及其处理对策，旨在创设更加舒适的环境。 序言：动车组空调的关键作用是让乘客具备尤为舒适的环境，为了达到这个要求，需要实施相应的技术对策调节客室中的空气参数，而调节客室空气参数的主导措施是将处理过的空气通过相应的手段向车辆客室送入，从而确保车辆客室中的气流速度、空气洁净度与温度等一系列参数达标。 关键词：动车组；空调；调试；故障 1动车组空调制冷的运行原理 动车组空调的运行原理是蒸发过程中的制冷剂会吸收周围空气中的热量，进而实现空气的冷却。其中，压缩机能够压缩由蒸发器流入的低压、低温制冷剂气体为高压、高温制冷剂气体。源自压缩机的高压和高温制冷剂气体到达冷凝器，这个时候制冷剂温度远远高于环境温度，结合冷凝器翅片实现降温，这种情况下冷凝器中的制冷剂气体获得冷凝。结合膨胀阀对流入蒸发器的制冷剂予以控制，再结合发器盘管分配器分配制冷剂，以降低制冷剂温度与压力，并且在蒸发制冷剂的情况下实现蒸发器铝片与铜管的冷却[1]，且实现周围空气的冷却，冷却之后的空气通过蒸发风机向动车组车厢吹入，进而实现客室的冷却。 2动车组空调功能组成 2.1风道单元 在动车组车顶上面安装空调系统风道单元，为了减小噪声，常常设计首节风道为消音风道。设计的风道单元具备调节模式的作用，能够结合空调系统的运行情况自主地调节模式为制冷或采暖，且结合各种模式之下的供风方式实现车辆客室温度的适宜，从而提高旅客的舒适性。基于采暖模式之下，结合连接两边支风道的外边暖风到进行供风。支风道连接集成于边墙背面风道，结合这一系列风道，窗口范围（大概25%）或地板范围（大概75%）输送暖风[2]。结合中间风道，通过多孔中顶板输送15%左右的暖风。基于制冷模式之下，结合中间风道输送大概至少80%的风量，通过外边暖风道输送30%的风量，多孔中顶板输送70%的冷空气。由两边暖风道经过边墙下面座椅型材出口输送20%的冷风，且较少气流由窗口边输送。结合消音风道中的蝶阀能够对分配的冷风道与暖风道气流比例予以控制，实现制冷及采暖这两种状态模式。 2.2机组单元 车顶端部安装有车辆空调机组单元，其压缩机结合解耦设备连接装置构件，如此的连接能够最大程度地减小工作过程中的噪音和振动，在机组单元两边安装有混合空气箱，这涵盖回风与新鲜空气通风口，结合外露格栅避免车内进入污染的空气，从而初步过滤外部空气。并且，结合外露格栅尽量降低渗入的雨水量。在混合空气箱前安装回风通风口，且安装蝶阀[3]，从而对新鲜空气与回风混合比重进行有效控制。 2.3控制单元 在动车组车厢控制柜中安装空调控制单元，其涵盖控制继电器、有关的单元接口、空调控制器，在车下配电箱中集成了全部的断路器、交流接触器等电子装置。 3动车组空调调试技术 3.1调试技术 一是测试空调线路。制造空调调试工装，在试验该工装的情况下能够模拟控制柜的作用。在进行调试的时候，要拨动工装开关，进而控制各个继电器，再结合适配器反馈灯信号对线路与继电器动作准确性予以测试。二是测量空调动力部件相序与电压。在控制空调调试工装模拟控制系统的基础上对一系列冷凝风机、压缩机等相序与电压予以测量，保障通电之后一系列设备的顺利工作。三是检测风阀的工作状态。结合控制软件对控制风阀进行模拟，再结合控制界面核对反馈现状，针对混合箱中的左右回风阀，不但结合控制界面核对反馈现状，而且检查实际动作状态。四是测量消耗的功率。使用控制软件启动待测设备，在主电气设备的接触器处测量其在各种工作模式时的电流消耗。五是试验功能。用笔记本电脑里的控制软件驱动不同的工作模式，校验不同部件启动和停止时是否会出现故障。 3.2调试时需要注意的问题 一是启动空调加热时，一定要先启动通风然后再启动加热器，否则会造成加热器过热引起故障。二是电流测量时，只能将被测线路放在钳口内，沮要保证被测线路的所有电缆都放在钳口内，钳口要完全闭合。 4动车组空调故障问题及其处理对策 4.1动车组空调故障问题 一是空调噪声太大。对于动车组空调而言，噪声太大也属于一种故障，如此故障的形成因素是风机，重点是离心风机轴承卡滞、凝风机不平衡转动导致，这样一来，车体异常振动情况形成，通常在列车车底骨架安装空调组，大致跟列车为统一性的构造。因此，空调的振动会导致车体的振动，需要引起重视。二是制热或制冷效果差。存在制热或制冷效果差的因素是：堵塞了空调回风过滤设备，此设备对空调而言，显得十分关键，如果存在堵塞的现象，那么会导致车厢缺少充足的循环风，因此会导致制热或制冷效果差的现状。 4.2动车组空调故障问题的处理对策 一是清理室外与室内交换器。通常灰尘会堵塞室外与室内交换器，倘若灰尘较少，那么能够喷吹缝隙之间，这样喷吹的气流恰恰跟工作气流相反，从而有利于清除灰尘。还能够应用吸尘器清理干净存在较多脏污之处。倘若在进行清理的时候，存在严重污染物或较多灰尘，那么要求维修工作者进行拆卸和清洗。 二是清理室内回风过滤器。针对空调制热或制冷效果差的问题而言，先是准备好新过滤元件，对存在故障的过滤器进行清除，更新过
高速铁路动车组列车脱轨事故应急处置 发生高速铁路动车组脱轨事故后，随车机械师应立即短接邻线轨道电路，司机应立即报告列车调度员或车站值班员，列车调度员或车站值班员接到报告后应立即扣停后续列车和邻线列车，通知已进入区间的后续列车和邻线列车停车。1.报告内容 （1）事故发生的年、月、日、时、分。 （2）事故发生地点（线路名称、行别、区间、公里、米、停车位置）。 （3）列车车次、型号、编组、总重、计长及关系人姓名。 （4）人员伤亡情况及动车组、线路损坏等情况。 （5）事故概况及初步原因判断。 （6）应当立即报告的其他情况。 列车调度员根据司机或车站报告情况，向值班主任报告，值班主任按规定向应急领导小组及有关成员单位通报，根据事故等级和应急领导小组指示，启动相应的应急预案。 2.现场救援协调配合 （1）调度所按照救援响应程序立即设置区间封锁标识或发布封锁区间和救援出动命令，并命令就近车站救援队人员立即赶赴现场，负责处置救援工作；同时负责运输组织调整，安排起复救援所需的机车车辆，为救援工作提供运输条件保证。向沿线车站发布列车晚点原因、时间及预计晚点时间。 （2）客运部门负责妥善安置事故中受伤的旅客，收集、清理、看守旅客携带物品，并做好旅客的安抚、疏散、转运工作。 （3）机务部门负责制定救援起复方案并组织实施。 （4）供电部门负责现场照明和电力供应，根据救援需要组织对事故现场接触网的拆除和恢复工作，确保人身安全。
（5）工务部门负责组织足够的人力、物力，尽快抢修恢复线路，配合救援列车做好救援起复工作。 （6）电务部门负责现场通信保障及信息传输工作，负责组织电务设备修复。（7）车辆部门负责配合救援列车做好车辆起复和检查工作。 （8）劳卫部门迅速组织开展现场卫生防疫处置工作，并联系地方医疗机构，实施紧急医疗救护。 （9）公安部门负责现场警戒，组织现场勘查和调查，收集有关资料、可疑物。（10）安监部门负责组织和协调事故调查处理工作。 （11）宣传部门负责组织协调新闻报道和舆论引导工作。 3.拉复起复法 动车组轮对脱轨后距基本轨距离具备拉复条件，且车辆未颠覆，线路基本条件良好时，应采用拉复法进行救援起复作业。动车组两端车辆脱轨，救援起复时，原则上不进行动车组解编；动车组中部车辆或动车组在道岔、桥梁、隧道内脱轨，救援起复时，应根据实际情况，将妨碍救援的其他车辆解编后进行起复作业。 4.顶复起复法 动车组轮对脱轨后距基本轨距离不具备拉复条件但距离较小，且车辆未颠覆、线路基本条件良好时，或在桥梁上、隧道内和其他不适用拉复法和吊复法救援的环境下，应采用顶复法进行救援起复作业。 5.吊复起复法 动车组轮对脱轨距基本轨距离较大或车辆倾斜、颠覆，不能实施拉复、顶复作业时，应采用吊复法进行救援起复作业。 事故救援要以拉复为主，顶复为辅，合理采用吊复法。
冰雪天气高速铁路动车组列车行车的相关规定 1.遇冰雪天气时的处置 （1）自然灾害及异物侵限监测系统雪深监测子系统报警雪深值达到警戒值时，列车调度员应根据报警信息和限速提示及时向相关列车发布限速运行的调度命令。对来不及发布调度命令的列车，应立即通知司机限速运行。 未安装雪深监测子系统的区段或雪深监测子系统出现故障时，工务、电务部门根据降雪情况和需要，在调度所行车设备检查登记簿内登记限速申请，并可根据积雪量变化情况提出提速或进一步限速的申请，列车调度员要及时发布调度命令。 （2）安装动车组运行故障动态图像检测系统（trouble of moving EMU detection system，TEDS）的区段，TEDS监控中心要加强对动车组转向架结冰、积雪等情况的监测分析，发现动车组转向架结冰需限速运行时，应立即将车次及限速要求等按规定报告动车调度员。动车调度员通知列车调度员进行处置。 列车运行过程中，随车机械师发现动车组车底异响、动车组被击打等异常情况需要列车限速时，应立即通知司机限速。司机根据随车机械师的限速要求运行，并向列车调度员报告被击打地点里程，列车调度员不再发布限速调度命令。列车调度员通知动车调度员，提示后续首列列车司机、随车机械师在该被击打地点注意列车运行状态；动车调度员应立即通知前方TEDS监测点进行重点监测。列车通过该被击打地点后，司机、随车机械师应及时上报有关运行情况。 （3）降雪时，应根据线路积雪情况及时启用道岔融雪装置。降雪达到中雪及以上，车站道岔转动困难时，为减少道岔扳动，车站可采取固定接发车进路的方式办理接发列车作业，上下行各固定一条接发车进路。始发、终到列车较多的车站执行有困难时，可选择交叉干扰少、道岔位置改变少的几条线路相对固定办理接发车作业。在较大客运站尽量停靠便于上水、吸污的线路。 （4）需人工上道除雪时，上、下道应执行登记签认制度。列车调度员应根据相关单位的申请，停止本线接发列车及调车作业，邻线列车限速160 km/h及以下。
第一作者:俞悟周,女,1972年生,博士,副研究员,研究方向为环境声学和噪声控制。 高速铁路动车组列车的噪声特性 俞悟周1 王 晨2 毛东兴1 王佐民1 姜在秀1 万 雯2 (1.上海同济大学声学研究所,上海200092;2.上海铁路城市轨道交通设计研究院,上海200070) 摘要 测量了车速达250km/h 的高速铁路动车组列车不同距离、不同高度处的噪声,分析了其时间、频谱及空间分布特性,并与普通客运列车比较。结果表明,动车组列车噪声表现为较强的脉冲性,频谱较宽,为2500Hz 内的宽频噪声,200Hz 以下的低频成分很强;不同高度处最大声压级随距离的衰减规律基本类似,但不同高度处频谱不同。 关键词 高速铁路 动车组 噪声 噪声测量 N oise characteristics of China rail w ay high 2speed Yu W uz hou 1,W ang Chen 2,M ao Dong x ing 1,W ang Zuomin 1,J iang Zai x i u 1,W an Wen 2.(1.I nstitute of A coustics ,Tong j i Universit y ,S hanghai 200092;2.S hanghai Railw ay U rban Rail T rail T ransit Desi gn &Research I nstitute ,S hanghai 200070) Abstract : Noise levels of China railway high 2speed (CR H )operating at 250km/h were monitored and measured simultaneously at 12points located at 4distances (30,50,70and 90m )f rom the rail center and 3heights (0,3and 6m above the rail ).The CR H noise characteristics (time and f requency profiles )were analyzed and compared with the same of an ordinary train operating at 120km/h.The noise of CR H was impulsive with a wide f requency range up to 2500Hz.Below 200Hz ,noise of CR H was strong.The noise levels declined similarly with distance and height ;the noise of each height had its own f requency profile pattern. K eyw ords : high speed train ;China railway 2speed ;noise ;noise measurement 高速客运列车是许多发达国家城市间客流的主要交通运输方式,也是中国今后铁路客运的发展方向。它具有运量大、车速快、时间准、安全舒适的特点,但也存在对沿线环境造成噪声污染的问题。据实测,中国地面段铁路轨道交通在车速80km/h 时,在距离线路中心线7.5、15.0、30.0m 处的A 计权声压级分别约92、87、82dB 。 2007年4月,中国铁路正式实施第6次大面积提速,其中国产化动车组列车车速达到200km/h 以上,部分段车速达到250km/h 。笔者测量了动车组列车不同距离、不同高度处的噪声特性,并分析了其时间、频谱及空间分布特性。1 列车的主要噪声源 列车的主要噪声源有机车动力噪声、轮轨噪声、空气动力性噪声等。通常,低速行驶时,机车动力噪声占主要地位,机车动力噪声与机车的车型、种类有关,其中电动机车的主要噪声源是电动压缩机、电动发电机、电动通风机、牵引电动机及刹车系统等;高速行驶时,轮轨噪声占优势,车速>200km/h 时还将引起强烈的空气动力性噪声。空气动力性噪声产 生的主要原因是分离气流在列车前端汇合、列车表 面的湍流边界层、运动气流与列车边缘及外表面附件间的相互作用。由于空气动力性噪声随车速(v )大致以60lg v ～80lg v 的规律增加[1],车速>200km/h 时,空气动力性噪声将成为重要的噪声源。根据日本新干线的试验结果,车速为230～240km/h 时,对于7～9m 高的高架结构、轨面上有2m 高声屏障的情况下,距离新干线25m 、距离地面1.2m 处轮轨噪声A 计权声压级为70～72dB ,受电弓噪声A 计权声压级为72dB ,空气动力性噪声A 计权声压级为72～75dB ;车体下半部分的空气动力性噪声和轮轨噪声相当[2,3]。因此,高速铁路列车辐射的噪声有别于普通客运列车。 不同的高速列车辐射的噪声也有较大差别。根据有关资料的报道,日本新干线700系列车在采取了声屏障等一系列降噪措施后,距离轨道中心25m 、地面上1.2m 处A 计权声压级为75dB [4];德国ICE 高速列车车速为200km/h 时,与上述同一位置处A 计权声压级为85dB ,车速为250km/h 时为89dB ;法国T GV 2A 高速列车在车速270～300km/h 时,与上述同一位置处A 计权声压级为 ? 47?
第一章动车组总体及主要技术参数 高速铁路是世界铁路的一个发展方向，动车组是高速铁路最关键的技术装备之一。本章主要介绍我国动车组的编号、基本组成及主要技术特点；CRH1型、CRH2型以及CRH5型动车组的编组形式、室内及室外主要设备布置和主要技术参数。 第一节动车组的发展概况 一、世界高速铁路的发展 自世界上第一列蒸汽旅客列车自1825年9月25日在英国的斯托克顿至达林顿间正式运行以来，人类揭开了世界铁路发展的序幕。铁路以其运输能力强、安全可靠、成本低、能耗少等优势得到了蓬勃的发展。根据各国的社会、经济情况，世界铁路有两个发展方向，一个是以美国为代表的重载铁路运输，其载重已达到了20 000吨／列的新纪录；另一个是以德国、日本、法国为代表的高速铁路运输。 根据铁路线路允许运行的最高时速，国际上对列车作了如下划分： (1)普通列车，最高运行速度为100～160 km／h。 (2)快速列车，最高运行速度为160～200 km／h。 (3)高速列车，最高运行速度大于200 km／h(既有线改造)，或大于250 km／h(新建线)。 因此，高速铁路一般就是指最高运行速度在200 km／h（既有线改造），或大于250 km／h（新建线）。高速铁路是日本于1964年建成的东海道高速铁路新干线，俗称日本新干线。 200 km以上的高速铁路总长度已超过10 000 km。
(一)日本高速列车 日本是世界上第一个实现高速铁路商业运营的国家。1964年10月1日，东海道新干线正式开通营业，其运行速度达到2lO km／h，从东京至大阪间行程时间由6 h 30 min缩短到3 h。这是一条专门用于客运的电气化双线铁路，采用标准轨距，代表了当时世界第一流的高速铁路技术水平，标志着世界高速铁路由试验阶段跨入了商业运营阶段。东海道新干线以其安全、快速、准时、舒适、运输能力强、环境污染小、资源消耗少等优越性搏得了政府和公众的支持与欢迎。东海道新干线投入运营后，高速列车的客运市场占有份额迅速上升，每天平均运送旅客36 万人次，年运输量达1．2亿人次。使包括东京、横滨、名古屋、大阪等大城市在内的东海道地区已十分紧张的旅客运输状况得到了缓解，也取得了预期的经济效益。它使一度被贬为“夕阳产业”的铁路显示出强人生命力，预示着第二个“铁路大时代”的来临。1971年，日本国会审议并通过了《全国铁道新干线建设法》，掀起了高速铁路建设的浪潮。1975年山阳新干线通车营业，列车最高时速270 km；1985年东北新干线通车营业，列车最高时速240 km；1982年上越新干线通车营业，列车最高时速240 km；1997年长野新干线通车营业，列车最高时速260 km。目前日本高速铁路以2 590 km 的运营里程位居世界第一。 日本高速铁路的旅客运输大多采用电动车组，也有极少数是机车牵引客车的形式，其新干线高速列车全部采用电动车组的形式。日本的高速列车从0系高速列车开始，相继研制开发了第一代100系、100N
新一代高速动车组车体结构创新设计 发表时间：2019-01-03T17:10:43.290Z 来源：《基层建设》2018年第34期作者：惠美玲王鹏石守东 [导读] 摘要：为满足固速度提升带来的车体评价标准改变，新一代高速动车组车体在CRHs型动车组成熟结构基础上进行结构优化设计。 中车唐山机车车辆有限公司河北唐山 063035 摘要：为满足固速度提升带来的车体评价标准改变，新一代高速动车组车体在CRHs型动车组成熟结构基础上进行结构优化设计。仿真和试验结果表明，新一代高速动车组车体结构在轻量化、强度、振动模态、空气动力学和动应力测试等方面具有优异的性能，结构安全可靠。 关键词：高速动车组;车体结构;轻量化;振动模态;空气动力学 1车体结构优化设计 车体由司机室(仅头车)、底架、侧墙、车顶和端墙组成。司机室采用接近旋转抛物体特征的流线形造型，车体表面进行平顺化设计，具有空气动力学性能;底架为边梁承载的无中梁形式铝合金焊接结构，车下设备采用横梁滑槽吊挂方式，便于设备安装;侧墙和车顶为大型超薄中空铝合金型材的通长拼焊结构;端邮牵枕缓使用高强度铝合金型材烨接结构，强化局部承载能力，根据车内设备布置的需求，端墙分为固定式和活动式两种。 1.1司机室结构 司机室结构由头部骨架、气密隔墙及焊件、窗骨架及电线支架和焊件组成。头部骨架由纵骨架和横骨架相互插接组焊而成，外部焊接蒙皮。为提高成型精度，所有铝合金板梁均采用数控加工，外敷蒙皮采用分幅模压和涨拉成型工艺。车窗、车门三维骨架由铝合金挤压型材经模具加工后制成，保证门窗安装精度和承载强度。 为满足因速度提升带来的气密载荷值增加，司机室结构主要改动如下: (1)增加司机室蒙皮板厚; (2)改进气密隔墙，板梁结构改为双层中空型材。为更好的提升车体空气动力学性能，对司机室轮廓进行了截面优化，为旋转抛物体特征的楔形结构，纵断面双拱形、水平断面扁梭形。 1.2底架 底架结构主要由牵引梁、枕梁、缓冲梁、边梁、横梁和双层中空地板等结构组成。边梁及地板由长大铝合金型材纵向焊缝整体拼接而成;中部与端部地板保留高度差，为空调风道，内装、转向架及车下设备保留设计空间;车下安装设备采用特殊螺栓吊挂方式，保证运用安全和安装方便。 为满足EN 12663中纵向压缩力( 1 500kN)的要求，底架部位的优化设计主要在于: (1)增加牵引梁刀把位置上下翼面的寬度和补板; (2)在高低地板处连接部位增加纵向梁，使该部位有更大的传力截面，降低该部位因高低差导致的应力集中; (3)底架边梁结构由原来的口字形结构改为桁架结构，增加边梁的承载刚度。 1.3侧墙结构 侧墙结构主要分为头车侧墙和中间车侧墙。由于头车同机室车头造型的需要，头车侧墙长度要比中间车侧墙短些。头车和中间车侧墙上设有侧门开口和窗开口，不同的是侧门开口位置及窗开口的大小和位置有所不同。为了满足运背需要，侧墙上还设有车号显示开口、目的地显示开口等。 为了满足高速列车士6kPa的气密载荷要求，侧墙结构主要改动如下: (1)侧墙门袋处门口两侧结构由单板凸筋加补结构改为中空型材; (2)侧墙和边梁连接部位的侧墙型材轮廓线改为圆滑过渡，增加该部位型材的刚度，同时提高车体菱形模态频率。 为了提高车体模态和局部模态，底架地板由原来的单板凸筋结构改为双层中空型材;提高局部模态频率，型材内壁敷热熔性减振材料，衰减车体振动和嵘声，提升采客乘坐舒适度。 1.4 车顶结构 车顶结构主要由7块大型通长中空挤压型材焊接而成。通长挤乐型材上适当位置设通长的T形槽或焊接铆接连接骨架，用于顶板等内装部件的安装。侧顶处的两块型材为变截面设计。在车项工作的人员每隔750 mm施加100 kg集中载荷时，车顶结构具有足够强度，以支撑该载荷而不会产生永久性变形。 为满足气密载荷值的提升，车顶结构主要改动如下: (1)车填结构型材中部改为变截面，增加了车顶刚度，控制车顶垂向变形; (2)侧顶圆甄处改为变截面设计，增加该部位刚度，显著提升侧墙和车项刚度，控制其在气害载荷作用下的变形量。 1.5 端墙结构 端墙结构分为带活门的端墙结构和固定端壙结构，主要由门框、端角柱、嘴顶弯梁和端壩板(中空型材)等组成。端角柱和门框为型材焊接结构，端顶弯梁为拼焊结构。中空铝型材之间相互插接，端角柱和门口立柱采用搭接结构，侧顶圆弧处端角柱采用拼焊结构。 端墙上设蹬车扶梯。端墙设搬运卫生问模块的开口和可拆卸的结构盖板;开口处采用板梁和中空型材连接结构，结构盖板和固定端墙间采用螺栓连接并作气衡处理。 为满足气密载荷值提升及强度标准规定的端部载荷要求，端墙结构优化改进如下: (1)端部结构由板梁结构改为中空梨材; (2)优化改进端角柱结构。 2车体结构性能评估 车体强度方面，车体设计除了首先要满足静强度设计准则外，还委满足疲劳强度标准。车体刚度是在载荷作用下抵抗弹性变形的能力，相同载荷下刚度越大变形量越小，产生共振时所需变形能越大。考虑转向架振动特性，整备状态F的车体振动模态须大于10Hz,保证车体和转向架的重向主顿共振峰错开。车体空气动力学方面，车体轮廓线及同机室有很好的气动外形，降低气动阻力。