机车车辆高速铁路的主要技术特征
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动车组技术论文——中国高速列车的发展学生姓名李瑞炎专业班级交设1103班学号日期 2014.12.12目录(一)世界高铁的发展 (2)(二)高速铁路的主要技术特征 (4)(三)中国高铁的发展历程 (5)(四)高铁史上的重大事故及原因分析 (6)(五)我眼中的中国高铁 (8)(六)参考文献 (9)中国高速列车的发展(一)高铁的发展历程高铁简介: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: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。
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。
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”。
《高速铁道概论》复习题一、填空题(每空1分)1.高速动车组的列车动力配置方式可分为动力集中和动力分散。
2.高速铁路轨道结构的主要类型有有砟轨道和无砟轨道。
3.高速动车组车辆可以分为动力车和非动力车。
4.车内环境有车内温度,车内空气湿度,车内空气清洁度、车内空气流速、噪声等要求。
5.高速转向架主要由构架,轮对,弹簧悬挂装置,牵引装置,轴箱定位装置回转阻尼装置和抗侧滚装置等组成。
6.馈电线又称供电线其作用是将牵引变电所的电能传递到接触网。
7.摆式列车的车体可以随运行时所通过的线路曲线半径和列车速度的变化做相应的侧向摆动使作用在车体的离心力与其重力的分力达到平衡状态。
8.动车组车体承载结构的底架、侧墙、车顶、端墙以及设备舱组成一个整体。
9.高压设备主要包括受电弓,高压断路器、避雷器、网压检测装置、高压电缆、车顶绝缘子、接地装置和高压隔离开关。
10.制动系统由制动控制、动力制动、空气制动、电子防滑器和基础制动装置等组成。
11.高速转向架形式多种多样,按车体的支承方式可分为心盘支重盘承支重。
12.牵引装置用以传递车体与转向架之间的水平力。
13.动车组牵引传动系统主要由车顶高压设备主变压器、牵引变流器和驱动单元等组成。
14.我国和谐系列电力机车采用交-直-交牵引传动系统。
15.世界上的维修思想和制度可以分为预防为主和以可靠性为中心两大体系。
16.缓冲器的性能包括行程,最大作用力,容量,能量吸收率,初压力。
17.高速铁道对隧道技术的要求主要是空气动力学特性方面,缓解其效应的方法有加大隧道横断面积。
18.高速列车的基本要求是启动快、速度高、牵引功率大。
19.我国电气化铁路均采用单边供电方式,其牵引变压器优先采用单相接线变压器。
20.接触悬挂种类较多,根据其结构可分为简单接触悬挂和链型接触悬挂。
其中链形接触悬挂可分为简单链形悬挂弹,弹性链形悬挂,复链形悬挂。
21.制动功能分为常用、快速、紧急、辅助以及耐雪制动功能。
高速铁路技术简介一、概述(一)线路地理位置和径路(二)线路在国民经济与路网中的意义和作用(三)研究工作概述二、高速铁路主要技术条件铁路等级:高速铁路;正线数目:双线;运输组织模式:本线和跨线列车混合运行的客运专线模式;设计速度:设计最高运行速度350km/h,初期最高运行速度300km/h。
跨线列车运行速度200km/h及以上;列车类型:本线列车采用最高运行速度300km/h及以上的动车组;跨线列车采用最高运行速度200km/h及以上的动车组;线间距:5.0m;最小曲线半径:7000m;最大坡度:12‰;到发线有效长度:700m;牵引种类:电力;列车运行控制方式:自动控制;调度指挥方式:综合调度集中;三、高速铁路的设计特点高速铁路设计速度350km/h,初期开通运行速度300km/h,与传统铁路相比,表面上看,只是列车运行速度提高了。
但实际上,由于速度的提高,各种运行工况下的不利因素在高速条件下被放大了:行车事故的后果在高速条件下被放大了;对列车运行控制系统的安全性要求和技术难度在高速条件下提高了;弓网受流特性在高速条件下更复杂了;线路平纵断面条件和轨道不平顺对旅客乘座舒适度的影响在高速条件下更敏感了;列车运行对周围环境的影响在高速条件下增大了……。
因此,高速铁路不是列车运行速度的简单提高,也不是单项专业技术标准的简单提高,而是当代新型牵引动力、高性能轻型车辆、高质量线路、高速运行控制指挥和经营管理等方面技术进步的集中反映,它具有不同于传统铁路的技术内涵和特定要求。
高速铁路以高速、安全、准时、方便、舒适、全天候为综合优势,需要以高性能的技术装备、高质量的基础设施、高水平的运营管理和高度科学的规划布局为支撑条件。
作为高速铁路的设计,必须充分体现高速铁路的以上技术经济优势,具备高度的系统工程观念,系统地解决由于行车速度的提高而带来的一系列技术难点,确保高速列车高速、安全、舒适地运营。
1.运输组织模式高速铁路的运输组织模式与其他铁路一样,与国情、路情和沿线经济、社会条件等密切相关,具有很强的地域特征,不可能完全照搬国外现成的模式。
关于高铁的科普知识高铁,又称高速铁路,是一种运行速度高于传统铁路的铁路交通工具。
它以其快速、安全、舒适的特点而受到人们的青睐。
下面我将从高铁的发展历史、技术特点以及对社会经济的影响等方面,为大家介绍关于高铁的科普知识。
让我们来看一下高铁的发展历史。
高铁的历史可以追溯到20世纪初。
最早的高速铁路是德国的汉诺威至汉堡铁路,于1903年开始运营。
随后,日本在1964年成功开通了首条高速铁路——东京至大阪新干线,标志着高铁时代的正式到来。
此后,世界各国纷纷投入高铁建设,如法国的TGV、中国的复兴号等,高铁成为了现代交通的重要组成部分。
接下来,我们来了解一下高铁的技术特点。
高铁的运行速度通常在每小时200公里以上,最高时速甚至超过了400公里。
高铁通过使用特殊的轨道、车辆和供电系统等技术手段,实现了高速、稳定的运行。
高铁的轨道采用了高强度钢轨和混凝土枕木,确保了列车行驶的平稳性和稳定性。
高铁的车辆则采用了轻量化设计,减少了车辆的重量,提高了运行速度。
此外,高铁还采用了电力牵引技术,通过供电系统为列车提供动力,大大提高了运行效率。
高铁的发展对社会经济产生了深远的影响。
首先,高铁的快速运行速度大大缩短了地域距离,使人们可以更加方便地进行出行。
高铁的开通,不仅提高了人们的出行效率,还促进了各地区的交流和合作。
其次,高铁的建设和运营带动了相关产业的发展,如钢铁、建筑、电力等行业。
高铁的建设不仅创造了大量的就业机会,还带动了地方经济的发展。
此外,高铁的运行还减少了传统交通工具的使用,降低了能源消耗和环境污染。
高铁的普及,有助于推动可持续发展和低碳经济的实现。
高铁作为一种先进的铁路交通工具,以其快速、安全、舒适的特点受到了广大人民群众的喜爱。
高铁的发展历史、技术特点以及对社会经济的影响都证明了高铁在现代交通中的重要地位。
相信随着科技的不断进步,高铁将会在未来发展得更加完善和先进,为人们的出行带来更多便利。
轨道交通概论知到章节测试答案智慧树2023年最新湖南铁路科技职业技术学院第一章测试1.()是国民经济的命脉,国民经济发展的规模和速度在很大程度上是以()的发展为前提条件的。
参考答案:交通运输业2.1881年中国人自己建设的第一条铁路叫()铁路。
参考答案:唐胥3.通用性最强的运输方式是()运输;运输成本最高的是航空运输。
参考答案:公路4.中国自己创办的第一条铁路于()年诞生。
参考答案:18815.京津城际于()开通。
参考答案:20086.铁路运输业除了具备一般运输业的特点外,还具有()的特点。
参考答案:“ 高、大、半”7.建国后中国共产党修建的第一条铁路叫()铁路。
参考答案:成渝8.解放前,()铁路的设计和施工,充分显示了中国人民的智慧和力量。
参考答案:京张铁路9.中国第一条铁路是1876年在上海修建的()铁路。
参考答案:吴淞10.运输生产的产品是()。
参考答案:位移11.铁路运输具有()特点。
参考答案:全天候;运量大;占地小12.大秦线是()。
参考答案:大同到秦皇岛的铁路线路;重载铁路13.现代交通运输有()作用。
参考答案:纽带;先导;国防;经济14.现代交通运输业主要包括铁路()运输。
参考答案:水路;管道;航空;公路15.城市轨道交通按(),可分为有轨电车、地下铁道、轻轨、市郊铁路、单轨、新交通系统、磁悬浮交通七类。
参考答案:运能范围;主要技术特征;车辆类型16.运输业的产品可以储存、调拔和积累。
()参考答案:对17.世界上第一条铁路是1825年在英国修建的斯托克顿至达林顿铁路。
()参考答案:对18.从我国国情出发公路应是我国主要运输方式。
()参考答案:错19.运输业的产品是旅客和货物。
()参考答案:错20.铁路线路、铁路站场、机车车辆等固定和移动设备属于劳动资料。
()参考答案:对第二章测试1.在路基本体组成中,()不属于路基本体组成部分。
参考答案:排水沟2.CRTSⅡ型板式无砟轨道路基地段道床结构由轨道板、()、支承层等部分组成。
一、绪论+高速铁路线路高速铁路的定义:最高行驶速度在200km/h以上、旅行速度超过150km/h的铁路系统。
高速列车:以最高速度200km/h以上运行的列车。
它不但包括轮轨式列车,还应包括磁悬浮列车等。
高速铁路运营特征:概括为高速度、高舒适性、高安全性、节能环保和高密度。
要求高速线路具有高平顺性、高稳定性、高可靠性及一定的耐久性。
高速铁路的平纵断面设计的标准要以提高线路的平顺性为主。
高速铁路线路平面标准:包括超高(欠超高,过超高)、最小曲线半径、缓和曲线长度等。
线路纵断面标准:包括最大坡度值和竖曲线等。
外轨超高:为了平衡离心力,使内外两股钢轨受力均匀,垂直磨耗均等,旅客不因离心加速度而感到不适,将外轨抬高一定程度。
轨距加宽:为防止轮对被轨道楔住或挤翻钢轨,对于小半径曲线的轨距要适当加宽,以使机车车辆能顺利通过曲线,减少轮轨间的磨耗。
欠超高产生离心加速度从而影响旅客舒适度;欠超高、过超高都会使钢轨承受列车的偏压而内外轨磨耗不均。
限制欠超高、过超高以保证高速铁路线路所要求的高平顺性和高舒适度。
保证高速列车的旅客乘坐舒适度,因此取过超高允许值与欠超高允许值一致。
高、低速列车共线允许时欠、过超高之和的允许值[hq+hg]。
最小曲线半径与运输组织模式、速度目标值、旅客乘坐舒适度和列车运行平稳度等有关。
最大曲线半径标准关系到线路的铺设、养护、维修能否达到要求的精度。
缓和曲线:为了使列车安全、平顺地由直线运行到圆曲线(或由圆曲线运行到直线)而在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径逐渐变化的曲线称为缓和曲线。
缓和曲线长度由车辆脱轨加速度、未被平衡横向离心加速度时变率和车体倾斜角速度确定,即主要是由超高时变率和欠超高时变率两项因素确定缓和曲线的长度。
线路的最大坡度:应根据地形条件、动车组功率、运输组织模式、设计线的输送能力、牵引质量、工程数量和运营质量等,经过牵引计算验算并经技术经济比选分析后确定。
相邻坡段的坡度差:允许的最大值,主要由保证运行列车不断钩这一安全条件确定,常规铁路相邻坡段的坡度差主要受货物列车制约。
《高速动车组技术》课程标准适用专业:铁道机车课程编码:C3—1—5开设时间:第5学期课时数:32一、课程性质《高速动车组技术》是针对动车组运用与检修人员所从事的司乘驾驶、运用检修所设备维修人员、动车组制造企业等岗位对员工素质基本要求进行调研、分析后,归纳总结出来其所需求的动车组生产、组装、运用等能力要求而设置的课程。
此课程有助于较系统地让学生掌握动车组的基础知识,主要介绍高速动车组的发展与特点、动车组车体技术、动车组连接装置、动车组转向架技术、动车组车辆设备、动车组制动系统、动车组基地建设等,以达到全面培养学生能力的目标。
二、课程培养目标1.方法能力目标:(1)培养学生谦虚、好学的能力;(2)培养学生勤于思考、做事认真的良好作风;(3)培养学生分析问题、解决问题的能力;(4)培养学生独立学习能力和决策能力。
(5)培养学生具有阅读有关技术资料,自我拓展学习本专业的新技术、新工艺,获取新知识的能力;2.社会能力目标:(1)培养学生的沟通能力及团队协作精神;(2)培养学生良好的职业道德;(3)培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风;(4)培养学生的质量意识、安全意识。
(5)有较强的表达能力、沟通能力、组织实施能力;(6)具备基本的生产组织、技术管理能力;3.专业能力目标:(1)了解国内外高速动车组发展历程;(2)掌握高速动车组主要技术特点及与其他普通车辆的区别;(3)掌握动车组编组情况及动车组车辆设备的布置与特点;(3)掌握动车组车体技术的主要特点;(4)了解动车组连接装置的特点及工作原理;(5)掌握高速动车组转向架主要技术特点;(6)掌握牵引传动系统的组成及特点;(7)掌握动车组制动系统原理、特点;(8)了解动车组基地建设及配属使用区域情况;三、与前后课程的联系1.与前续课程的联系本课程的前续课程有《铁道概论》,该课程使学生基本了解我国铁路的发展历程与现状、了解铁道车辆、线路、接触网、信号等基础知识,使学生具有其他专业知识的扩展能力。
关于中国高速列车的相关知识
中国高速列车的相关知识主要包括以下几个方面:
发展历程:中国的高速列车技术经过了引进、消化、吸收和自主创新的过程。
最早的高速列车型号为“和谐号”,其最高时速为250公里,于2004年投入运营。
随后,中国自主研发了“复兴号”系列高速列车,最高时速达到350公里,并实现了智能化和绿色节能。
技术特点:中国高速列车采用了多种先进的技术,包括铝合金车体、大功率交流传动、动力分散式等技术,使其具有高速度、高舒适度、高可靠性等特点。
此外,中国高速列车还具有强大的加速能力,可以在较短时间内达到最高速度。
运营模式:中国高速列车的运营模式是以“八横八纵”为主骨架,以其他城际铁路为补充,实现网络化、规模化、智能化和绿色化。
同时,中国高速列车还采取了“零距离换乘”、“无缝衔接”等运营模式,提高了旅客的出行体验。
国际合作:中国高速列车在发展过程中,积极开展国际合作,引进了国外先进的技术和管理经验。
同时,中国高速
列车也在国际市场上取得了一定的成绩,出口到一些国家和地区。
未来展望:未来,中国高速列车将继续向更高速度、更高安全、更高可靠性的方向发展,同时将更加注重环保和节能,推动中国高速铁路事业的可持续发展。
总之,中国高速列车是中国铁路事业发展的重要成果之一,也是中国科技创新的重要标志之一。
在未来,中国高速列车将继续发挥其优势和作用,为全球铁路事业的发展做出更大的贡献。
高速铁路是指最高运行时速在200公里以上的铁路,一般采用动车组,是未来铁路客运的发展趋势。
1964年日本建成东海道高速铁路新干线,这是世界上第一条高速铁路。
与其它运输方式相比,高速铁路有明显优势:(1)速度快。
高速铁路的试验速度已经超过500公里/小时, 最高运行时速300公里,今后将更快。
(2)客运量大。
一条高速公路一年最大客运量不会超过1000万人次。
日本的一条高速铁路一年客运量已达到1.5亿人次。
(3)全天候。
高速铁路由计算机控制运行,风雨雪雾等恶劣天气,对它没有影响。
列车按规定时刻到发与运行,规律性很强。
这是飞机、汽车及其他交通工具所不及的。
(4)安全可靠。
日本1985年统计,每10亿人公里死亡人数,铁路为1.971人,汽车18.929人,飞机为16.006人。
日本新干线建成运营三十多年,运输旅客35亿人次,法国巴黎到里昂的1100多公里高速铁路,每年运输几千万人次,至今没有发生一起人员伤害事故。
(5)能耗低。
研究表明:若以普通铁路每人公里消耗能源为1单位,则公共汽车为1.5,小汽车为8.8,飞机为9.8而高速铁路仅为1.3。
(6)污染轻。
高速铁路没有粉尘、煤烟和其他废气污染,噪音比公路要小5-10分贝。
(7)占地少。
与四车道的高速公路相比,高速铁路的用地只有高速公路的一半。
(8)舒适。
高速铁路运行车辆空间大,旅客卧、坐、行都比其它交通方式更加舒适。
(9)效益高。
日本东海道新干线总投资为3800亿日元, 由于投入运营后客流量迅速增长, 而运输成本只有飞机的1/5,因此正式投入运营的第七年便全部收回了投资。
1985年以来, 每年创利都在2000亿日元以上。
(一)实现客货分线针对目前我国主要铁路干线能力十分紧张,除秦沈客运专线外,均为客货混跑模式,客运快速与货运重载难以兼顾,无法满足客货运输的需求,并影响旅客运输质量提高的实际情况,《中长期铁路网规划》提出,实施客货分线,专门建设客运专线,在建设较高技术标准“四纵四横”客运专线的同时,为满足经济发达的城市密集群的城际间旅客运输日益增长的需求,规划以环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区为重点,建设城际快速客运系统。
我国高速铁路主要技术特点中国铁道科学研究院研发中心徐鹤寿速度是铁路运输现代化的重要标志之一。
自1964年日本成功建成世界第一条高速铁路——东海道新干线以来,高速铁路以其速度快、运能大、效益高、全天候、节能、环保、安全等显著特点,在世界各国得到迅速发展。
我国高速铁路的主要技术特点由于各国发展高速铁路的国情、路情不同,运输模式不同,故采用的技术和装备也不同,运营管理和养护维修方式也有不同。
我国具有国土辽阔、人口众多、铁路客货运输繁忙等不同于国外的特点,因此在充分借鉴国外高速铁路先进技术的基础上,结合我国的实际,逐步形成了具有中国特色的高速铁路技术体系。
其特点是:满足高速度、高密度、大运量、长距离、高舒适性及多种运输组织形式需求;兼容不同速度等级的列车,配备多种编组形式的动力分散型动车组;采用高平顺性、高稳定性、高耐久性且少维修的基础设施;建立智能化的调度指挥系统、列车自动控制系统及信息化的运营管理系统;高度重视环境保护,追求高安全性、高可靠性及低运营成本。
高速铁路系统主要由工务工程、牵引供电、通信信号、动车组、运营调度、客运服务等6大系统构成。
我国高速铁路各系统的主要特点如下。
2.1 工务工程技术特点为保证高速列车能够长期、持续地安全、平稳的运行,要求线下基础具有高平顺性、高稳定性、高精度、小变形、少维修等特点。
线下基础的这些技术特点是高速铁路有别于中低速铁路的最主要之点,需要从线路平纵断面、路基、轨道、桥梁、隧道等各方面选用必要的技术标准和措施加以保证。
2.1.1 线路为保证高速列车的运行安全、平稳和旅客的舒适度,线路设计的主要特点是平、纵断面变化应尽可能平缓,并具有一个宽大封闭的运行空间。
为此增大了线间距、曲线半径、缓和曲线及夹直线的长度及坡段长度等。
(1)建筑限界建筑限界是铁路的基本技术标准之一,与运输模式和车辆、桥隧、站台、接触网等设备设施的设计密切相关。
建筑限界一般分为基本建筑限界、桥梁建筑限界、隧道建筑限界;根据牵引种类,又分电力牵引铁路、内燃牵引铁路的建筑限界等。
我国高速铁路主要技术特点中国铁道科学研究院研发中心徐鹤寿速度是铁路运输现代化的重要标志之一。
自1964年日本成功建成世界第一条高速铁路——东海道新干线以来,高速铁路以其速度快、运能大、效益高、全天候、节能、环保、安全等显著特点,在世界各国得到迅速发展。
我国高速铁路的主要技术特点由于各国发展高速铁路的国情、路情不同,运输模式不同,故采用的技术和装备也不同,运营管理和养护维修方式也有不同。
我国具有国土辽阔、人口众多、铁路客货运输繁忙等不同于国外的特点,因此在充分借鉴国外高速铁路先进技术的基础上,结合我国的实际,逐步形成了具有中国特色的高速铁路技术体系。
其特点是:满足高速度、高密度、大运量、长距离、高舒适性及多种运输组织形式需求;兼容不同速度等级的列车,配备多种编组形式的动力分散型动车组;采用高平顺性、高稳定性、高耐久性且少维修的基础设施;建立智能化的调度指挥系统、列车自动控制系统及信息化的运营管理系统;高度重视环境保护,追求高安全性、高可靠性及低运营成本。
高速铁路系统主要由工务工程、牵引供电、通信信号、动车组、运营调度、客运服务等6大系统构成。
我国高速铁路各系统的主要特点如下。
2.1 工务工程技术特点为保证高速列车能够长期、持续地安全、平稳的运行,要求线下基础具有高平顺性、高稳定性、高精度、小变形、少维修等特点。
线下基础的这些技术特点是高速铁路有别于中低速铁路的最主要之点,需要从线路平纵断面、路基、轨道、桥梁、隧道等各方面选用必要的技术标准和措施加以保证。
2.1.1 线路为保证高速列车的运行安全、平稳和旅客的舒适度,线路设计的主要特点是平、纵断面变化应尽可能平缓,并具有一个宽大封闭的运行空间。
为此增大了线间距、曲线半径、缓和曲线及夹直线的长度及坡段长度等。
(1)建筑限界建筑限界是铁路的基本技术标准之一,与运输模式和车辆、桥隧、站台、接触网等设备设施的设计密切相关。
建筑限界一般分为基本建筑限界、桥梁建筑限界、隧道建筑限界;根据牵引种类,又分电力牵引铁路、内燃牵引铁路的建筑限界等。
高速铁路的主要技术特征与高速动车组铁道部高速铁路办公室范钦海2003年4月16日一、高速铁路的技术经济优势世界交通运输的发展史,从根本上讲就是以提高速度为主要目标的技术开发史。
由于火车速度高于轮船和马车,上世纪后半叶和本世纪初,铁路得到了大发展,井促进了整个社会经济的进步。
第二次世界大战后,汽车和石油工业蓬勃发展,发达的资本主义国家中高速公路异军突起,航空运输日新月异,机型不断更新;铁路为之受到挑战,一度被视为“夕阳产业”。
在这种形势下,迫使铁路部门加快了提高行车速度的步伐,高速铁路应运而生。
经过半个多世纪的探索与试验,高速行车技术首先在日本取得了重大突破。
1964年10月1日最高时速210公里的东海道新于线的开通,标志着高速铁路技术已进入实用阶段,揭开了发展高速铁路的序幕。
十九年后法国又建成了最高时速270公里的东南新干线,它以低造价,旅行速度超过200公里/小时的世界纪录,将高速铁路技术推向了—个新的发展阶段。
这两条新干线不但是高速铁路不同发展阶段的标志,还以其明显的社会经济效益,先进的技术装备及优良的客运服务,享誉于全世界。
高速铁路为繁重的旅客运输开辟了新途径,已成为世界旅客运输发展的共同趋势,铁路亦为之受到了各国政府的重新重视。
图1为欧洲高速铁路的定义。
图 2与图3为欧洲对旅行时间、速度、运距的研究。
图1 欧洲高速铁路的定义图 2 欧洲关于旅行时间与速度、优势运距的研究图3 不同速度列车的优势运距高速铁路是当代世界铁路的一项重大技术成就,它使铁路固有的技术经济优势得以有效的发挥。
与其他交通运输方式相比,具有以下明显的十大优势:—、全天候。
高速铁路不受恶劣气候条件限制,列车按规定时刻到发与运行,规律性很强。
这是飞机、汽车及其他交通运输工具所不及的。
二、运能大。
输送能力大是高速铁路的主要技术优势之一。
目前各国高速铁路几乎都能满足最小行车间隔4分钟及其以下的要求。
日本东海道新干线高峰期发车间隔为3分半,平均每小时发车达11列,在东京与新大阪间的两个半小时的运营路程中,开行“希望”号1列、只停大站的“光”号7列以及各站都停的“回声”号3列,每天通过的列车达283列,每列车可载客1300多人,年均输送旅客达1.3亿人次,待品川站建成后,东京站每小时可发车15列。
东海道新干线目前每天旅客发送人数是开通之初的6倍多,最高达到37万人/日(在1991年)。
其他国家由于铁路客运量比日本要少,高速铁路日行车量一般在100对以内。
三、速度快。
速度是高速铁路技术水平的最主要标志,各国都在不断提高列车的运营速度。
法国、日本、德国、西班牙和意大利高速列车的最高运营速度均达到了300km/h,已超过小气车一倍以上,为亚音速飞机的三分之一,短途飞机的二分之一,从节约总旅行时间(从门到门)看,在距离100~700公里范围内明显优于高速公路和航空。
根据日本、法国和德国等的高速走行试验结果,对高速铁路作一定的技术改进,商业运行速度达到350km/h没有任何技术问题,运行速度达到400km/h也是可以实现的。
除最高运营速度外,旅客更关心的是旅行时间,而旅行时间是由旅行速度决定的。
日本、法国、德国、西班牙和意大利个别高速列车在有的区段上的旅行速度分别达到了242.5km/h、245.6km/h、192.4km/h、217.9km/h和163.7km/h。
由于速度高,可以大大缩短全程旅行时间。
以北京至上海为例,在正常天气情况下,乘飞机的旅行全程时间(含市区至机场、候检等全部时间)为5小时左右,如果乘高速铁路的直达列车,全程旅行时间则为5~6小时,与飞机相当;如果乘既有铁路列车,则需要14~16小时;若与高速公路比较,以上海到南京为例,沪宁高速公路274 km,汽车平均时速83 km/h,行车时间为3.3小时,加上进出沪、宁两市区一般需1.7小时,旅行全程时间为5小时,而若乘高速列车,则仅需1.15小时。
四、安全性好。
高速铁路由于在全封闭环境中自动化运行,又有一系列完善的安全保障系统,所以其安全程度是任何交通工具无法比拟的。
高速铁路问世39年以来,日、德、法三国共运送了60多亿人次旅客,除德国1999年6月3日的事故(ICE高速列车行驶在改建线上发生事故)外,各国高速铁路都未发生过重大行车事故,也没有因事故而引起的人员伤亡。
这是各种现代交通运输方式所罕见的。
几个主要高速铁路国家,一天要发出上千对的高速列车,即使计入德国发生的事故,其事故率及人员伤亡率也远远低于其他现代交通运输方式。
因此,高速铁路被认为是最安全的。
与此成对比的是,普通铁路每年路内外死亡5000~6000人,每年公路交通事故的死亡人数更高达6~7万人,十亿人公里的平均死亡数为140人。
五、能耗低。
根据四委一部“京沪高速铁路重大技术经济问题前期研究”,高速铁路、小气车、飞机的的平均每人公里能耗比(以千卡计)为1:5.3:5.6。
六、污染轻。
电气化高速铁路基本上消除了粉尘、煤烟和其他废气污染;噪音比高速公路低5~10分贝。
一架喷气式飞机平均每小时消耗15吨燃料,排放46.8公斤二氧化碳,635公斤一氧化碳,15公斤二氧化硫,这些物质在大气中要存留2年以上。
如考虑高速列车使用火力发电厂的电力,由于火力发电厂的污染物排放(CO2等),高速铁路、小气车、飞机的CO2排放量之比为1:3:4.1。
七、占地少。
在相同运量条件下,一条高速铁路相当于一条6车道的高速公路,其土地利用率比高速公路约高40%(高速铁路与高速公路的用地比约为1:2~3)。
从巴黎到里昂高速铁路的占地(420公顷)小于巴黎戴高乐机场的占地面积。
八、正点率高。
正点率是高速铁路深受旅客欢迎的原因之一。
所有旅客都希望正点抵达目的地,只有列车始发、运行和终到正点,旅客才能有效安排自己的时间。
由于高速铁路系统设备的可靠性和较高的运输组织水平,可以做到旅客列车极高的正点率。
西班牙规定高速列车晚点超过5分钟就要退还旅客的全额车票费;日本规定到发超过1分钟就算晚点,晚点超过2小时就要退还旅客的加快费,1997年东海道新干线列车平均晚点只有0.3分钟。
高速列车极高的准时性深得旅客信赖。
九、舒适、方便。
高速铁路一般每4分钟发出一列车,日本在旅客高峰时每3分半钟发出一列客车,旅客基本上可以做到随到随走,不需要候车。
为方便旅客乘车,高速列车运行规律化,站台按车次固定化等。
这是其它任何一种交通工具无法比拟的。
高速列车车内布置非常舒适,工作、生活设施齐全,座席宽敞舒适,走行性能好,运行非常平稳。
采取减振、隔音措施,车内很安静。
乘坐高速列车旅行几乎无不便之感,无异于愉快的享受。
十、效益好。
高速铁路投入运行以来,倍受旅客青睐,其经济效益也十分可观。
日本东海道新干线开通后仅7年就收回了全部建设资金,自1985年以后,每年纯利润达2000亿日元。
德国ICE城市间高速列车每年纯利润达10.7亿马克。
法国TGV年纯利润达19.44亿法郎。
根据四委一部“京沪高速铁路重大技术经济问题前期研究”,高速铁路投资回收期一般在10年左右。
高速铁路以其明显的技术经济优势博得了世人的称赏,它揭开了世界铁路发展史的新篇章,已成为各国旅客运输发展的共同趋势。
高速铁路作为现代化的交通运输方式,在21世纪将得到更大的发展,支撑高速行车的高新技术,也将更加完善、不断进步,高速铁路向着速度更高、更安全、更舒适、更经济、更环保的方向发展。
根据2002年10月在西班牙马德里召开的第四届世界高速铁路大会(Eurailspeed 2002)的新闻发布会公布的消息,目前,全世界已经建成并投入运营高速新建线的国家有10个,线路总长5435公里;在建线路有16条,总长度达到3299公里,将于2007年以前陆续在世界上9个国家建成并投入运营。
高速铁路带来了环境的改善、运输模式的变化、交通运输外部成本的降低,这些优点正在为各国政府所接受,并考虑将修建高速铁路作为政府确定的一个可持续发展的正确投资方向。
二、高速铁路的主要工程技术特征图4为日本500系高速列车,从图中可以看出由于列车的高速运行会带来四个方面的技术问题,因此,高速铁路与普通的既有铁路的主要技术不同点体现在以下四个大的方面(每个方面都涉及到不同的专业领域):①轮轨关系(列车与轨道的相互作用问题);②弓网关系(受电弓与接触网的相互作用问题);③空气动力关系(列车与周围空气的相互作用问题);④列车牵引与制动问题(列车的高速运行和停车问题)。
图4 日本500系高速列车与接触网和线路下面就四个大的方面进行分析。
1.轮轨关系随着列车运行速度的提高,轮轨粘着系数在下降,这主要是因为轮轨间的污染物在高速下体现流体性质,增大了轮轨间的润滑层的厚度的结果。
因此,各国高速的利用粘着系数都低于低速时的值。
例如,欧洲网络高速列车技术条件规定了轮轨粘着系数的限值:启动时,20%;100公里/小时,17%;200公里/小时,13%;300公里/小时,9%。
由于高速粘着系数的降低,导致高速时列车的加、减速度值变小,加速和制动距离显著增大,列控信号设计时要考虑列车的制动能力,制动模式曲线要尽量平滑。
(1)机车车辆(高速列车)a. 高速稳定运行的转向架为保证列车高速、安全、稳定运行,列车必须具有较高的蛇行运动临界速度(失稳速度)和平稳性,因此,转向架要有较大的轮对定位刚度、较小的车轮踏面锥度、安装抗蛇行减振器、减小轴承间隙(0.2mm以下,普通列车为1mm)、减小轮对滚动圆直径差(0.2mm以下,普通列车为1mm)、提高动平衡水平(50gm以下)、较小的簧下质量、提高转向架的组装精度(轮对对角、轴距、侧梁与车轮距离的公差均为1 mm)、二系悬挂采用大柔度空气弹簧等。
b. 较低的列车轴重同样的一个轨道不平顺,高速运行的列车要比低速产生更大的对轨道的破坏作用力,为减轻列车对轨道的作用力(减少线路维修工作量),为将列车对轨道的动态与静态作用力的和限制在一定的范围内(欧洲网络高速列车技术条件规定轮轨垂向力应不大于170 kN,横向力应不大于70 kN;300公里/小时高速列车的轴重不大于17t;对350公里/小时高速列车的允许轴重正在研究中,有人认为应小于15t),降低列车的轴重是一个非常有效的办法。
降低列车的轴重有采用铝合金车体、降低牵引设备的重量、降低车内装饰的重量等措施。
(2)轨道线路a. 持久高平顺性的轨道表一为我国既有铁路轨道动态几何尺寸容许偏差管理值(摘自《铁路线路维修规则》)。
表二为《秦沈客运专线综合试验段线桥养护维修技术条件》(科技基函[2002]103号)中的轨道各级偏差管理值。
表一轨道动态几何尺寸容许偏差管理值(单位:mm和g)说明:①表中不平顺各种偏差限值为实际幅值的半峰值;②高低、轨向不平顺按实际值评定;③水平限值不含曲线上按规定设置的超高值及超高顺坡量;④三角坑限值包含缓和曲线超高顺坡造成的扭曲量;⑤固定型辙叉的有害空间部分不检查轨距、轨向,其它检查项目及检查标准与线路相同。