1、第 1 页 共 12 页高铁离我们越来越近梁政高铁离我们越来越近，我们对高铁和动车组有了多少的了解？下面就为大家做一个简要的介绍。一 谁是高铁动车的鼻祖德国是最早制造和运用动车组的国家，制造技术一直领先。在第一次世界大战之前的 1903 年 7 月 8 日，德国就首先运行了由铁轨供电的动车组，由 4 节动车和 2 节拖车编成，属于动力分散型动车组。同年 8 月 14 日，又运行了由接触网供电的动车组，这是世界上第一列由接触网供电的单相交流电动车组。同年 10 月 28 日，德国西门子公司制造的三相交流电动车进行了高速试验，首创时速210.2 公里的历史性记录。动力分散动车组的优点是,动力装置分
2、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 ,制动效第 2 页 共 12 页率高,且调速性能好 ,制动减速度大 ,适合用于限速区段较多的线路。另外,列车中一节动车的牵引动力发生故障对全列车的牵引指标影响不大。普通机车牵引的列车属于动力集中布置，它的缺点是动车的轴重较大,对线路不利。二 各国目前运营的高铁动车速度1)英国铁路 395 型（British Rail Class 395 ）1994 年开通的英吉利海峡隧道，运行的最高时速高达每小时 225 公里。2)美国 Acela 高速列车自 2000 年以来运行在华盛顿特区和波士顿市间的美国东北走廊（Nor
3、theast Corridor）线路，行驶速度最高可达每小时 240 公里。3)中国台湾 2007 年 1 月投入使用，线路全长约 335.5 公里，连接台北市与高雄市。台湾高速铁路网上运行的列车时速高达 300公里/ 小时。4)日本的 JR 西日本 500 系列，自 1997 年投入运营以来只建造了九个，日常运营时速度为 300 公里/ 小时。5)韩 国 的 KTX， 首 尔 -釜 山 ， 运 行 速 度 最 高 可 达 每 小 时 300公 里 （ 见 图 一 ） 。第 3 页 共 12 页图 一6)法国高速列车 TGV，主要由法国国家铁路公司负责运营。运营速度为 320 公里每小时。7)
4、德国第三代高速列车 ICE3，运营在法兰克福至科隆的高速铁路上，运营速度为 320 公里每小时，见图二。第 4 页 共 12 页图二8)西班牙高速列车 S102，主要为连接马德里市与巴塞罗那市而设计，2005 年首次投入运营，最高运行速度为每小时 330 公里。9)中国武广高铁 CRH3,高速动车运营速度为 350 公里每小时（见图三） 。第 5 页 共 12 页图三三 中国为什么要上高铁 高速铁路作为现代社会的一种新的运输方式，具有极为明显的优势。在运行速度上，最高时速可达 350 公里，让你一秒就飞出98.3 米，堪称陆地飞行；在运输能力上，一个长编组的列车可以运送 1000 多人，每隔
5、3 分钟就可以开出一趟列车，运力强大，十分适合我国幅员辽阔人口众多的现状；在适应自然环境上，高速列车可以全天候运行，基本不受雨雪雾的影响；在列车开行上，采取“公交化”的模式，旅客可以随到随走；在节能环保上，高速铁路是绿色交通工具，非常适应节能减排的要求；同时上高铁可以释放我国铁路的货运能力。高速铁路网建成之后，我国铁路繁忙干线可以实现客货分线运输，把既有线的能力腾出来，发展货物运输，极大地释放既有线货运能力，能够为国民经济平稳较快发展提供充足的货运保障。正因为如此，高速铁路必定对我国经济社会又好又快发展提供重要的支撑和保障。四. 高速铁路要解决哪几方面的技术难题1.铁道线路方面需要具备的技术高
6、架线路、无砟轨道（见图四）、高速道岔、超长无缝钢轨、大跨度桥梁、大断面隧道等。第 6 页 共 12 页图四在此，只简要说一下无砟轨道的问题。有砟轨道在工程建设期能省钱，但车速越高，列车晃动越剧烈，后期养护需大量投资。无砟道床由一块一块的“无砟轨道板”（见图五）连接而成。无砟可以保持列车的高平、高稳，少维修、使用寿命长，无砟还可避免高速行速下有砟轨道的道砟飞溅和降低隧道净空。图五第 7 页 共 12 页高铁线路对路基沉降也有非常严格的要求，路基沉降必须控制在 15 毫米内。高速铁路桥梁工程沉降必须控制在 23 毫米。这都要在线路的设计施工中克服很多的难题。2. 动车组牵引控制技术及设备动车的技术
7、发展主要表现在功率、速度和舒适性的提高、单位功率重量的降低以及电子技术的应用等方面。需要掌握动车总成、车体风阻研究、转向架、牵引变流、牵引控制、牵引变压、牵引电机、列车网络控制和制动系统等核心技术。我国新研制的 CRH3型 动 车 在 牵 引 系 统 （ 包 括 受 电 、 变 压 、 变 流 、 变 频 、 控 制 等 ）、 制 动 系 统 、 高 速 转 向 架 （ 见 图 六 ） 、 车 体 空 气 动 力 学 等方 面 已 超 越 世 界 领 先 水 平 。 以 制 动 系 统 为 例 ， 它采用空气和电气再生两种制动方式。空气制动靠盘式磨擦制动（与普通列车制动原理相同）。动车轮制动盘
8、在车轮内。拖车轮对的制动盘固定车轴上，一般每条轴有 3 个制动圆盘。再生制动为牵引电机，在制动时切断其输入电源，使牵引电动机在车轴的带动下转变为发电机制式，向外输出电力，达到制动列车作用。再生制动可以节约电能。两种制动方式能同时使用，提高了制动效率。第 8 页 共 12 页图六再说一下动车头的减阻设计方面。因为速度越高的时候，风阻会越大。列车在地球表面运行，而地球表面的空气密度比较高，高速动车比在高空飞行的飞机受到的空气阻力还要大，实验证明，当速度超过 200 公里以后，主要的能耗 90%来自于风阻，阻力跟风速是呈三次方的关系。要克服风阻，就要通过优化动车头型的设计和列车横断面的设计来尽量减少
9、风阻。我国设计的新型 CRH3 动车，这个风阻可以减少 7%。 由 于 多 项 高 科 技 的 革 新 应 用 ， 有 效 地 提 升 了 CRH3 动车 组 的 综 合 性 能 ， 使 动 车 组 8800kW 的 功 率 得 到 充 分 的 发挥 ， 具 有 更 好 的 启 动 加 速 和 持 续 高 速 运 行 能 力 。3.计算机智能控制的高速铁路通信信号系统第 9 页 共 12 页该系统由综合调度系统、列控系统（包括无线移动闭塞）、计算机联锁系统等几个部分组成，各部分之间通过具有保护功能的广域网联接，并传输信息。传统的话音、信号凭证指挥方式不再适用于高速铁路。这是因为，铁路沿线设置的
10、闭塞分区长 1.52km，当列车时速为 350km 时，司机不到 20 秒就要辨认一次信号显示，这超出了人正常的承受能力，识别信号的错误率会显著增加。因此，传统的地面信号机显示作为指挥列车运行的凭证己不能适用，必须以列控系统车载设备的输出作为指挥高速列车司机安全运行的凭证，以保障高速列车安全运行。因此在高铁线路两旁是不设置信号灯的。欧洲铁路当行车速度超过 160km/h 时，均以列控系统作为行车指挥凭证。这是高速列车运行必须满足的基本要求。另外通过高铁通信信号系统，相邻运行的动车能在 32 公 里 范 围 内 互 通 信 息 数 据 ，自 动 保 持 14 公 里 的 安 全 车 距 ， 实
11、现 “盲 跑 ”。 此 外 ， 一 旦铁路上有落物，即使是鸡蛋大的石块、钢轨出现裂纹等，控制系统也能提前觉察，自动发出信号，同时该段轨道信号就变成红颜色。列车在距离障碍物 32 公里外就接到故障信号，并可在距障碍物 5公里之外自动停车。五关于高速动车的安全性、舒适性和环保问题高速列车速度越来越高，会不会越来越不安全呢？这个大家可以完全放心。国际上对列车有一条很重要的安全指标，叫脱轨系数。就是不同时速下的列车，不管是 80 公里，还是 350 公里，不同的第 10 页 共 12 页运营时速，它的脱轨系数中国与欧盟的标准都要小于 0.8。日本原型车在时速 250 公里时实测的最大脱轨系数是 0.7
12、2，而我国自主研制的 350 公里动车组在时速 386.3 公里时实测的最大脱轨系数只有 0.34。就是说你乘坐速度很高的动车组是安全的。舒适性问题。衡量舒适性的指标，有一个国际铁路联盟标准叫UIC518，优秀级是小于 2.0，良好级是 2.0 到 2.5。及格是 2.5到 3.0，我们现在是小于 1.8，这个是在时速 350 公里的列车上测得的。就是速度提高了，通过我们做了很多创新工作，使它的舒适性指标不但不增高反而降低了。附图七：宽敞明亮的车厢内部，附图八：调节方便的航空式座椅。图七第 11 页 共 12 页图八还有噪声问题。通常是速度越快噪声越大，由于新动车气密性好又选择了很好的吸声材料
13、，经测试，引进的原型车在时速 300 公里时达到 72 分贝，现在我们做到了动车运行在 350 公里的时候为67 分贝。而波音飞机的噪声是 80 分贝，奥迪轿车在时速 120 公里时噪声为 76 分贝。高速动车还比它少了 9 个分贝。节能环保问题。由于应用流线型低阻力、轻量化、高性能交流传动、再生制动等节能技术，动车组的人均百公里耗电不超过 6 度。再生制动形成电能返回电网，达到 90%的回收率。车内材料采用低烟无毒、阻燃、抗菌等高标准环保材料，车内乘坐环境绿色环保。动车组电磁兼容性优良。第 12 页 共 12 页今后几年，我国高速铁路建设将进入全面收获时期。到 2012年，我国铁路营业里程将
14、达到 11 万公里以上，其中新建高速铁路将达到 1.3 万公里。邻近省会城市将形成 1 至 2 小时交通圈、省会与周边城市形成半小时至 1 小时交通圈。北京到全国绝大部分省会城市将形成 8 小时以内交通圈。更多的老百姓将能体会到“早上寒冬中午秋”的意境。再经过几年的努力，到 2020 年，我国铁路营业里程将达到 12 万公里以上。其中，新建高速铁路将达到 1.6 万公里以上；加上其他新建铁路和既有线提速线路，我国铁路快速客运网将达到 5 万公里以上，连接所有省会城市和 50 万人口以上城市，覆盖全国 90%以上人口，“人便其行、货畅其流 ”的目标将成为现实。南宁铁路局多元投资集团天道信息技术公司E-mail: QQ:3841195
