高速铁路系统概述.ppt

1、高速铁路系统概述主要内容o高速铁路的发展背景o高速铁路的系统组成o高速列车网络控制系统o讨论高速铁路的发展背景o高速铁路的定义o世界高速铁路的发展历史与现状o中国高速铁路的现状与规划高速铁路的划分o国际铁路联盟（UIC）的以速度为等级将铁路划分为：n常速铁路：100120公里/小时n中速铁路：120160公里/小时n准高速铁路：160200公里/小时n高速铁路：200400公里/小时n超高速铁路：400公里/小时以上中国高速列车的定义o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

2、统。o时速在200km/h以上，为动车组o时速在300km/h以上，为高速动车组高速铁路发展回顾o1814年，英国人斯蒂芬森发明了世界上第一台沿轨道运行的蒸汽机车o1825年9月27日斯蒂芬森亲自驾驶首台机车（12节煤车，20多节车厢，约450名旅客），成功在英国斯托克顿Stockton 和达灵顿Darlington之间的36km距离内，以24km/h速度运行，铁路运输事业从这天开始 o1903年10月28日，德国的AEG轨道电动车创下了最高运行速度210.2km/h的世界记录o1964年10月，日本东海道新干线建成，列车以210km/h速度营运，世界上才真正出现第一条高速铁路上世纪七、八十年

3、代o20世纪70年代末期，英国HST(200km/h)、Inter City 225(225km/h)o80年代，法、德等国相继建成高速铁路oTGVPSE高速列车营运速度为260km/h，TGV-A、欧洲之星(Euro-Star)高速列车营运速度为300km/ho德国的ICE(Inter City Express)高速列车，其营运速度，第一代为250km/h、第二代为280km/h、第三代为330km/h总体发展情况法国法国法国法国1955195519551955年年年年 331331331331公里公里公里公里1971197119711971年年年年 318318318318公里公里公里公里

4、1981198119811981年年年年 380380380380公里公里公里公里1990199019901990年年年年 515.3515.3515.3515.3公里公里公里公里德国德国德国德国1985198519851985 317317317317公里公里公里公里1988 406.91988 406.91988 406.91988 406.9公公公公里里里里日本日本日本日本1991199119911991年年年年 300300300300系系系系 325.7325.7325.7325.7公里公里公里公里 400400400400系系系系 336336336336公里公里公里公里 其他国家

5、情况p意大利：投入运营里程达到1525kmp西班牙：2230公里的高速铁路o荷兰：安特卫普-阿姆斯特丹，全长95 kmo英国：海峡隧道连接线，一期全长69 kmo俄罗斯：莫斯科一圣彼得堡，全长654 kmo韩国：首尔-釜山，全长426 kmo澳大利亚：悉尼一堪培拉，全长270 km泛欧高铁网规划o欧洲9个拥有高速铁路的国家将总共投入2000亿美元，使目前总长为7000公里的铁路线延长至1.6万公里。o为了配合欧洲高速铁路网的建设，欧洲东部和中部的捷克、匈牙利、波兰、奥地利、希腊以及罗马尼亚等国家正在进行干线铁路的全面提速改造。世界著名高铁生产厂商Regina（庞巴迪）E2-1000（川崎重工）

6、Velaro-E（西门子）SM3（阿尔斯通）中国高速铁路发展o1978年的秋天，邓小平在日本考察新干线时感慨地说：“像风一样快，我们现在很需要跑！”o当时，国外高速列车时速已达300公里，而中国旅客列车的平均时速却仅为43公里。广深铁路技术改造（19911994）o20世纪90年代，铁路面临着与高速公路和航空运输的竞争，为了大量吸引客流，铁路提速势在必行o设计速度目标值为客车时速160200kmo双线电气化铁路，客货共线o投入运营后，经不断配套完善，又从瑞典引进X2000摆式列车，客车的实际运行时速已超过200km。六次铁路大提速（19972007）o1997年4月1日，最高时速140公里的4

7、0对快速列车，平均时速54.9公里。o1998年10月1日，最高时速达到140公里至160公里，平均时速55.2公里。o2000年10月21日，重点是亚欧大陆桥陇海、兰新线、京九线和浙赣线，平均时速达到60.3公里。将原来的列车七个等级调整为三个等级，即特快旅客列车、快速旅客列车、普通旅客列车 六次铁路大提速（19972007）o2001年11月21日，实施新列车运行图，全国铁路实行联网售票。平均时速61.6公里。o2004年4月18日，开行19对直达特快列车，部分列车时速200公里。平均时速65.7公里。o2007年4月18日，开行动车组140对，年底达到257对。时速200公里及以上里程达

8、到6003公里。中国高铁的发展沿革o20052008年京津城际铁路通车，标志着中国系统掌握了时速350公里的高速铁路成套技术。o20082011年高铁的快速突破：n武广、郑西等客运专线持续运营时速350公里n的武广客运专线的建设，形成了中国高速铁路体系标准。n京沪高速铁路最高运营时速380公里 中长期铁路网规划 o2004年经国务院审议通过，其发展目标为：到2020年，o到2020年全国铁路营业里程达到12万公里以上，其中：n规划建设客运专线1.6万公里以上，到2012年建设客运专线1.3万公里n新线建设4.1万公里n既有线增建二线1.9万公里n既有线电气化2.5万公里快速客运网o“四纵四横”

9、，时速大部分在350公里o跨区际的快速通道，比如贵州广州、南宁广州、江西福建，它速度的目标一般定位在时速250公里。o区域城市圈城市轨道交通，为环渤海、长三角、珠三角等一些城市密集的地方构筑，它的速度目标一般定位在200250公里高速铁路网四纵四横图解“四纵”客运专线o京沪高速铁路：o京港高速铁路：北京武汉广州深圳香港o北京沈阳哈尔滨（大连）o东南沿海铁路：杭州宁波福州深圳，预留跨越台湾海峡，连接台湾的设计条件“四横”客运专线o徐州郑州兰州，将来延伸至乌鲁木齐o沪昆线：杭州南昌长沙昆明o青岛石家庄太原，其延长线太原中卫银川也已经开工o沪汉蓉高速铁路：上海南京武汉重庆成都高速列车发展过程o上世纪

10、90年代初，开始高速列车综合试验，已经取得了大量实践试验数据。o2001年4月，铁道部下达“270km/h高速列车设计任务书”，开始设计“中华之星”。o2002年11月27日，“中华之星”电动车组冲刺试验创造了最高速度每小时321.5公里的当时“中国铁路第一速”。o2005年正式运营于秦沈专线，运营速度为160km/h。2006年8月2日停运 引进策略四四方方股股份份长长客客股股份份B BS SP P引进引进消化消化吸收吸收川崎重工川崎重工E2-1000E2-1000阿尔斯通阿尔斯通SM3SM3庞巴迪庞巴迪ReginaRegina中中国国品品牌牌西门子西门子Velaro-EVelaro-E唐唐

11、山山工工厂厂国产动车组四四方方股股份份CRH2 CRH2 速度等级速度等级275km/h275km/hB BS SP P唐唐山山公公司司CRH1CRH1：速度等：速度等级级200km/h200km/hCRH3 CRH3 速度等速度等级级350km/h350km/h长长客客股股份份CRH5 CRH5 速度等速度等级级250km/h250km/h十一五期间成果o“十一五”期间，我国已经建成5000公里以上的高速铁路，居世界前列；到2020年，将建成16000公里的高速铁路，我国高速铁路的总里程已居世界第一。o截至2011年，我国已投入运营的高速列车共计786标准列，其中时速200-250km/h速

12、度级355列，时速300-350km/h速度级140列，时速380km/h速度级133列。高速铁路系统维修体系高速铁路系统票务系统旅客服务系统市场营销策划客运组织管理路基工程轨道工程桥梁工程站场工程隧道工程运行管理车辆管理供电管理综合维修客运调度运输计划牵引系统制动系统列车网络系统总成车体转向架供电系统变电系统接触网系统远程监控系统电力系统地面子系统联锁子系统车载子系统调度集中CTC通信系统工务工程牵引供电通信信号动车组运营调度客运服务高铁系统集成牵引供电(电气计算)轮轨关系(动车组/线路)电磁兼容供电(短路电路)通信信号(电缆走线,接线柜,信号,远动.)动车组限界(动态限界)动车组供电（弓网

13、、自动过分相）线路道岔动车组列控（动车组/通信信号）土建工程(隧道,高架桥,桥梁,声屏障)道路作业(路基,地面类型)通信信号(接地和电气连接)工务工程o无缝钢轨：攀钢、包钢、鞍钢等企业可生产o道岔：从法国科吉富、德国BWG引进，国产化逐步达100。o扣件：从德国VOSSLOH公司、RST公司和法国PANDROL公司引进技术。o无碴轨道：形成具有自主知识产权的CRTS有挡肩、无挡肩板式，双块埋入式、压入式系列无碴轨道技术体系。o隧道、桥梁、车站：自主设计牵引供电o供电系统：从国家电网受电，向线路供电，主要由变电所、开闭所、分区所等构成。优先采用电力系统两回独立可靠的220kV电源，互为热备用。o

14、变电系统：将220kv或110kv外部电源转变为27.5kv，向线路供电。主要由牵引变压器、断路器等构成，变电所无人值班。牵引供电o接触网系统：通过线路向动车组和电力机车不间断提供电能，主要由接触悬挂（承力索、接触线、吊弦等）、支持装置（腕臂、定位装置等）、支柱和基础等构成。o远程监控系统SCADA：监督控制和数据采集，完成四电系统运行状态的遥控、遥信、遥测及调度管理等功能，在线实时监控220v220kv四电设备运行状态。动车组牵引控制系统牵引电机制动系统牵引变流器牵引变压器转向架列车网络控制系统铝合金、不锈钢车体动车组系统集成核心技术的三个大类铝合金车体铝合金车体碰撞安全碰撞安全轻量化轻量化

15、转向架总成转向架总成疲劳强度疲劳强度动力学性能动力学性能牵引控制系统牵引控制系统牵引动力系统牵引动力系统网络控制系统网络控制系统制动系统制动系统车内外环境控制车内外环境控制空气动力学空气动力学安全性安全性可靠性可靠性电磁兼容电磁兼容LCCLCC气密性气密性调试试验调试试验运行控制系统运行控制系统弓网关系弓网关系车体车体车体车体转向架转向架转向架转向架系统集成技术系统集成技术系统集成技术系统集成技术车体车体动车组车体结构的静强度和疲劳强度(1)高速列车铝合金车体静强度分析的各种载荷的确定、载荷的叠加原则。(2)车下大型设备与车体固接强度的各种载荷的确定、载荷的叠加原则。(3)高速列车铝合金车体的

16、刚度及疲劳强度的测试、评估及计算仿真分析研究。车体耐冲撞与吸能结构分析(1)车体碰撞的自身吸能结构设计研究。(2)车体碰撞的辅助吸能装置设计研究。碰撞预防安全性车体碰撞安全的计算机仿真分析及试验研究。时速300公里高速动车组流线型车头加工制造和国产化研究(1)通过三维CAD/CAE/CAM集成产品开发平台，消化吸收西门子公司提供的原型设计，完成产品的本地化工作。(2)采用数值仿真方法，对涉及车头结构可靠性的主要指标（强度、刚度、疲劳性能、耐撞性能等）及空气动力学性能指标进行数值仿真评估，以掌握其结构物理品质。(3)完成车头结构所用铝型材的三维空间弯曲成形以及铝板空间曲面无模成形并加工生产。(4)完成复杂结构焊接变形分析理论研究及对车头焊接变形的分析预测。(5)完成车头总成及部件组焊的工装设计并加工生产。(6)完成高精度整体测量技术。(7)现代集成制造技术。唐车组装照片结构强度分析碰撞安全动车组关键技术转向架转向架与车体固接结构强度的研究通过转向架对车体固接结构的静强度和疲劳强度仿真分析及各种运行工况下的应力测试，对高速运行时转向架与车体相互作用力的特点和数值进行分析研究，确定转向架与车