高速鐵路課件(全).ppt

高速鐵路通論,1、緒論 2、高速鐵路線路 3、高速鐵路站場 4、高速動車組 5、高速鐵路的牽引和供電技術(shù) 6、高鐵列車運行控制系統(tǒng) 7、高速鐵路調(diào)度指揮技術(shù),2,高速鐵路：1996年國際鐵路聯(lián)盟(UIC)的定義是：最高速度至少達(dá)到250kmh的專用線或最高速度達(dá)200km/h的既有線。 國際上根據(jù)鐵路線路允許運行的最高時速作以下劃分： 普通鐵路（常速、中速）： 100160km/h 快速鐵路（準(zhǔn)高速或快速）： 160200km/h 高速鐵路 ： 200km/h(既有線改造) 250km/h(新建線),一.緒論,1.1興建高速鐵路是客運市場發(fā)展的必然趨勢 1.2世界高速鐵路的發(fā)展情況及主要模式 1.3高速鐵路的技術(shù)優(yōu)勢 1.4 我國高鐵發(fā)展歷程,1.1興建高速鐵路是客運市場發(fā)展的必然趨勢,1825-1950,鐵路運輸處于壟斷地位 50年代后受到了公路航空的挑戰(zhàn) 根據(jù)“旅行時間”最短的法則，在主要優(yōu)勢為短途運輸?shù)墓泛椭饕獌?yōu)勢為長途運輸?shù)暮娇罩g，仍然為鐵路留有廣寬的發(fā)展空間。,三種不同速度的高速列車的優(yōu)勢距離比較,210 km/h時， 300500km 250 km/h時， 250600km 300km/h時， 200800km,高速鐵路與公路、航空、水運等客運方式是一種既相互競爭，又相補(bǔ)充的關(guān)系 興建高速鐵路是客運市場發(fā)展的必然趨勢。,高速鐵路技術(shù)是當(dāng)代世界鐵路的一項重大技術(shù)成就，它集中地反映了一個國家鐵路牽引動力、線路結(jié)構(gòu)、運行控制、運輸組織和經(jīng)營管理等方面的技術(shù)進(jìn)步，也體現(xiàn)了一個國家的科技和工業(yè)水平。高速鐵路在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集的地區(qū)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益突出。,1.2國外高速鐵路的發(fā)展動態(tài)（1）,1.2國外高速鐵路的發(fā)展動態(tài)（2）,自1964年日本東海道新干線以時速210公里的高速鐵路投入運營以來，發(fā)達(dá)國家及一些發(fā)展中國家和地區(qū)竟相投資修建高速鐵路。法、德、意、英、蘇、瑞典、奧地利、西班牙、澳大利亞、美國、加拿大、巴西、南朝鮮和我國臺灣等20多個國家和地區(qū)，都先后修建了高速鐵路或制訂了修建高速鐵路計劃。,法國TGV,運行于巴黎-里昂高速鐵路的TGV,更舒適的TGV,歐洲之星, Eurostar,Thalys,Thalys and Eurostar,德國ICE（Inter City Express）,ICE1高速列車,ICE2高速列車 ICE3高速列車,ICE-V高速列車,日本高速新干線鐵路網(wǎng),100系列高速列車,0系列高速列車,200系列高速列車,300系列高速列車,400 系 列 高 速 列 車,500 系 列 高 速 列 車,E1系列高速列車,E2系列 高速列車,E3系列高速列車,1.2國外高速鐵路的發(fā)展動態(tài)（4）,結(jié)論 日本、西歐高速鐵路項目已經(jīng)進(jìn)入成熟發(fā)展期 東歐國家鐵路的規(guī)劃向西歐靠攏 新一輪的高速鐵路建設(shè)高潮即將到來。,1.2 高速鐵路發(fā)展的主要模式,高速鐵路按其不同的建造和運營方式可分為三種類型: 1)既有線改造提速型（法國） 2)新建客、貨共線型（德國） 3)新建客運專用型（日本）,1.3高速鐵路的技術(shù)優(yōu)勢,高速鐵路與普通鐵路、公路、航空相比，其主要技術(shù)優(yōu)勢表現(xiàn)在： 1）速度快、旅行時間短。 2）行車密度高、運量大。 3）高速列車乘座舒適性好。 4）土地占用面積小。 5）能耗低。 6）環(huán)境污染小。 7) 外部運輸成本低。 8) 列車運行準(zhǔn)點。 9) 安全可靠。 10)不受氣候影響，全天候運行。 11)社會經(jīng)濟(jì)效益好。,能耗低,一人使用1KWh的能源，乘坐不同的交通工具所能旅行的最長距離見圖1.3一1。,環(huán)境污染小,交通工具排放到大氣中有害物質(zhì)有碳化物，氮化物，硫化物等，而其中的CO球變暖而倍受關(guān)注。三種交通工具排放有害物質(zhì)的統(tǒng)計資料見圖1.3一2。,列車運行準(zhǔn)點,日本新干線平均晚點不超過1min。 西班牙AVE高速列車承諾晚點5min退賠全部票款。,中國高速鐵路的發(fā)展歷程, ,1994年我國第一條時速200km/h的準(zhǔn)高速鐵路-廣州至深圳 鐵路建成并投入運營，標(biāo)志著我國鐵路進(jìn)入高速化時代。 2003年我國第一條客運專線-秦皇島至沈陽客運專線建成 并投入運營，為探索適合中國國情的高速鐵路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施 工方法、運營管理及維護(hù)等積累了經(jīng)驗。 2007年4月18日，第六次鐵路大提速在京哈、京滬、京廣、京 九、隴海、浙贛、蘭新、廣深、膠濟(jì)等干線展開。200km/h線 路延展里程達(dá)到6003公里，分布在京哈、京滬、京廣、廣深等 干線，其中京哈、京廣、京滬、膠濟(jì)線部分區(qū)段達(dá)到250km/h。,2004年，國務(wù)院批準(zhǔn)了中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（以下簡稱規(guī)劃）。 2008年，發(fā)展改革委組織進(jìn)行了修編調(diào)整。 截至2015年底，高速鐵路1.9萬公里，提前實現(xiàn)原規(guī)劃目標(biāo)。 2016版規(guī)劃期限為2016-2025年,29,2004年版高鐵發(fā)展規(guī)劃 _2020年的目標(biāo)：, ,建成客運專線1.2萬公里，形成“四縱四橫” 客運專線骨架； 建成環(huán)渤海、長江三角洲、珠江三角洲地區(qū) 快速客運系統(tǒng)鐵路2000公里； 通過建設(shè)客運專線和推進(jìn)既有線提速，建成 鐵路快速客運網(wǎng)，實現(xiàn)： 2000公里左右范圍內(nèi)夕發(fā)朝至 4000公里左右范圍內(nèi)一日到達(dá),中長期客運專線規(guī)劃,京哈專線,徐蘭專線 京滬專線 寧漢蓉專線 京廣專線 杭甬深專線 杭長專線,青太專線,建成都市圈和城市帶內(nèi)快速 客運系統(tǒng)不小于2000公里。,環(huán)渤海地區(qū),長江三角洲地區(qū),珠江三角洲地區(qū),三個區(qū)域城際軌道交通規(guī)劃圖,“四縱”客運專線： 北京上?？瓦\專線，貫通京津至長 江三角洲東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)； 北京武漢廣州深圳客運專線， 連接華北和華南地區(qū)； 北京沈陽哈爾濱（大連）客運專 線，連接?xùn)|北和關(guān)內(nèi)地區(qū)； 杭州寧波福州深圳客運專線， 連接長江、珠江三角洲和東南沿海地區(qū)。,“四橫”客運專線： 徐州鄭州蘭州客運專線，連接西 北和華東地區(qū)； 杭州南昌長沙客運專線，連接華 中和華東地區(qū)； 青島石家莊太原客運專線，連接 華北和華東地區(qū)； 南京武漢重慶成都客運專線， 連接西南和華東地區(qū)；, 三個城際客運系統(tǒng)：, 環(huán)渤海地區(qū), 長江三角洲地區(qū) 珠江三角洲地區(qū),城際客運系統(tǒng)，覆蓋區(qū)域內(nèi)主,要城鎮(zhèn)。,2008年高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整 為滿足快速增長的旅客運輸需求，建立省會城市及大中城市間的快速客運通道，規(guī)劃“四縱四橫”等客運專線以及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和人口稠密地區(qū)城際客運系統(tǒng)。建設(shè)客運專線1.6萬公里以上。,客運專線網(wǎng)規(guī)劃,基本保持“四縱四橫”格局， 主要增加北京至承德至沈陽、 長沙至昆明、合肥至福州、西 安至成都等客運專線。,（四）城際軌道交通規(guī)劃,城際軌道交通在完善長三,角、珠三角、京津冀地區(qū) 城際軌道交通網(wǎng)的基礎(chǔ)上， 重點增加了遼中南、山東 半島、中原地區(qū)（鄭州）、 關(guān)中（西安）、江漢平原 （武漢）、湘東（長株 潭）、成渝、海峽西岸,（閩東南）城鎮(zhèn)群等經(jīng)濟(jì) 發(fā)達(dá)和人口稠密地區(qū)城際,軌道交通。,環(huán)渤海城市群,長三角城市群,珠三角城市群,成渝城鎮(zhèn)群,遼中南城鎮(zhèn)群,北部灣城鎮(zhèn)群,山東半島城鎮(zhèn)群 中原城鎮(zhèn)群,昆明地區(qū)城際,武漢城市圈 湘東城鎮(zhèn)群,關(guān)中城鎮(zhèn)群,海峽西岸城鎮(zhèn)群,2016年高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃,明確劃分了高速鐵路網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。 高速鐵路主通道規(guī)劃新增項目原則采用時速250公里及以上標(biāo)準(zhǔn)（地形地質(zhì)及氣候條件復(fù)雜困難地區(qū)可以適當(dāng)降低），其中沿線人口城鎮(zhèn)稠密、經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)、貫通特大城市的鐵路可采用時速350公里標(biāo)準(zhǔn)。,39,區(qū)域鐵路連接線原則采用時速250公里及以下標(biāo)準(zhǔn)。 城際鐵路原則采用時速200公里及以下標(biāo)準(zhǔn)。,40,到2025年，其中高速鐵路3.8萬公里左右。在原規(guī)劃“四縱四橫”主骨架基礎(chǔ)上，充分利用既有鐵路，形成以“八縱八橫”主通道為骨架、區(qū)域連接線銜接、城際鐵路補(bǔ)充的高速鐵路網(wǎng)。,41,42,“八縱”通道為： 沿海通道、京滬通道、 京港（臺）通道、京哈-京港澳通道、 呼南通道、京昆通道、 包（銀）海通道、蘭（西）廣通道,“八橫”通道為： 綏滿通道、京蘭通道、 青銀通道、陸橋通道、 沿江通道、滬昆通道、 廈渝通道、廣昆通道。,43,交通運輸學(xué)院運輸組織所,44,小結(jié),從發(fā)達(dá)國家的高速鐵路建設(shè)可知，興建高速鐵路是客運市場發(fā)展的必然趨勢，高速鐵路以其運距和技術(shù)優(yōu)勢，在市場中占據(jù)了一席之地，為鐵路發(fā)展開辟了一條新路。,第二章 高速鐵路的線路,第一節(jié) 概 述,一、線路組成-路基、橋隧建筑物、軌道。 二、高速鐵路線路的基本特點：,（2）高穩(wěn)定性;,（3）高精度、小殘變、少維修;,（4）寬大、獨行的線路空間。,（1）高平順性;,三、列車風(fēng)的影響 當(dāng)列車高速行駛時，在線路附近產(chǎn)生空氣運動，這就是列車風(fēng)。 當(dāng)列車以200km/h速度行駛時，根據(jù)測量，在軌面以上0.814m、距列車1.75m處的空氣運動速度將達(dá)到17m/s（61.2km/h，風(fēng)速7級，接近8級)，這是人站立不動能夠承受的風(fēng)速。,當(dāng)列車進(jìn)入隧道時，原來占據(jù)著空間的空氣被排開?？諝獾恼承砸约皻饬鲗λ淼辣诿婧土熊嚤砻娴哪ψ枳饔檬沟帽慌砰_的空氣不能象在隧道外那樣及時，順暢地沿列車兩側(cè)和上部流動，列車前方的空氣受壓縮，所引起的縱向氣流速度約與列車速度成正比。 在隧道中列車風(fēng)將使得道旁的工人失去平衡以及將固定不牢的設(shè)備等吹落在隧道中，這都是一些潛在的危險。 國外有些鐵路規(guī)定，在列車速度高于160km/h行駛時不允許鐵路員工進(jìn)入隧道。列車速度稍低時，也不讓員工在隧道中行走和工作。,列車風(fēng)對線路兩側(cè)的影響 列車高速運行時，列車風(fēng)對線路兩側(cè)會產(chǎn)生一定壓力，對沿線人員及建筑物造成一定的危害，國際鐵路聯(lián)盟規(guī)定：橋上欄桿至軌道中心距離3.33.6m，不足需設(shè)避車臺。站臺需要設(shè)置防護(hù)欄桿。,列車風(fēng)對列車會車的影響 兩個列車在雙線上會車時，它們的頭部產(chǎn)生的空氣壓力波（列車風(fēng)）相互作用在對方的側(cè)面，可能會產(chǎn)生危險。高速復(fù)線的線路間距，按最高速度的不同，應(yīng)在4.2米以上。,第二節(jié) 線路的平面和縱斷面,一、線路平面-直線和曲線（圓曲線和緩和曲線）,一、線路平面 1、曲線的影響： （1）降低行車速度。曲線會給運行中的列車造成一種附加阻力，稱為曲線阻力。曲線半徑越小，曲線阻力越大，運營條件越差，在其他條件相同時，運行速度也越低。 （2）增加輪軌磨耗。曲線半徑越小，磨耗增加越大。,2、超高與曲線半徑 列車在曲線上運行時，車輛和旅客都要經(jīng)受離心力。 為了減小離心力和輪軌之間的相互作用力，采用在曲線線路上設(shè)置超高。 外軌超高：,欠超高取值：60130mm,實置超高取值：200mm,目前，除日本東海道新干線規(guī)定最大超高為200mm外，其余各線及法國高速干線最大超高均為180mm，德國85mm等。,最小曲線半徑：,幾個主要國家高速鐵路的曲線半徑（m）,( )內(nèi)為最小半徑,我國高速鐵路曲線半徑的選用：,3、緩和曲線線型及長度 隨著列車運行速度的提高，過去使用的三次拋物線緩和曲線難以完全滿足旅客舒適的要求，軌道穩(wěn)定條件也受到一定影響。 為了改善這種狀況，有些國家研究采用了半波正弦曲線。,緩和曲線的長度的選用： 外軌超高遞增坡度不致使輪對內(nèi)側(cè)車輪輪緣脫軌 輪對外側(cè)車輪升高速度不致影響旅客的舒適 未平衡離心加速度的增長率不致影響旅客的舒適,4、夾直線 列車通過同向或反向曲線時，受力情況極為復(fù)雜，除因外軌超高使車輛繞線路縱軸轉(zhuǎn)動外，還有緩和曲線始點和終點處的沖擊以及未平衡離心加速度變化的影響等。 因此，必須在同向曲線或反向曲線之間加入一段夾直線段。夾直線應(yīng)盡量長些，特別是反向曲線時的夾直線更應(yīng)長些，這對運營是有利的。,加直線長度選用： 法國規(guī)定：夾直線最小長度為0.5v(m)。 德國規(guī)定：夾直線最小長度0.4v(m)計算。 日本規(guī)定：一般應(yīng)大于100m，列車速度低于110km/h時，可大于50m。 我國高速鐵路最小夾直線按下式確定：,1、最大坡度： 東海道新干線的正線最大坡度為15。 我國高速鐵路區(qū)間最大坡度的選用,二、線路縱斷面-平道和坡道,我國最大坡度的選用,2、坡段間的連接 直線連接與豎曲線連接 高鐵豎曲線設(shè)置條件： 坡度a-bi 豎曲線半徑一般采用圓曲線,豎曲線半徑的選用： 法國： TGV東南線采用25000m， TGV大西洋線采用16000m； 日本：除東海道新干線采用10000m； 其余各線均采用15000m。 我國：,注意：,三、線路間距 日本鐵路曾對此做過研究與試驗。在區(qū)間線路上，當(dāng)兩列時速250km的列車交會時，兩車距離為0.8m的中間還是安全的，從而規(guī)定線路中心距至少為4.2m。在站內(nèi)線間距4.6m。 法國此值規(guī)定為4.2m。 德國則規(guī)定為4.5m。,我國高速鐵路線間距的選用,線路間距：,第三節(jié) 路基與橋梁,路基基床由表層和底層組成： 表層厚度應(yīng)為0.7m，底層厚度應(yīng)為2.3m， 總厚度為3.0m 。,0.7m,二、橋 梁,高速鐵路橋梁的特點：,2.剛度大、整體性好 高速鐵路橋梁，梁高梁重均超過普鐵。,3、耐久性高 主要承重結(jié)構(gòu)按100年使用要求設(shè)計，結(jié)構(gòu)要易于檢查維修以保證橋梁的安全使用等（設(shè)計、施工、維護(hù)三個階段共同來保障）。,墩臺基礎(chǔ)的沉降控制嚴(yán)格 工后沉降容許值： （1）墩臺均勻沉降量： 對于有碴橋面橋梁：30mm 對于無碴橋面橋梁：20mm （2）相鄰墩臺沉降量之差： 對于有碴橋面橋梁：=15mm 對于無碴橋面橋梁: =5mm,對于沉降難以控制區(qū)段的橋梁，采用可調(diào)支座。,4.上部結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)： 剛度大、噪音低，受溫度影響變形小。,5.大跨度的特殊孔跨結(jié)構(gòu)多：,跨越交通干線或通航河流，大量采用鋼混結(jié)合梁、連續(xù)梁、斜拉橋、鋼桁拱等特殊結(jié)構(gòu)大跨度梁式橋，技術(shù)復(fù)雜，施工難度大。,三、隧道,三大空氣動力效應(yīng)：瞬變壓力，洞口微氣壓波， 行車阻力,措施： A、采用大斷面：低阻塞比，洞口設(shè)緩沖結(jié)構(gòu)。以減輕瞬間氣壓變化氣壓波和噪聲污染。,200km,單線:52 雙線：80m,250km,單線:52 雙線：80m,300km,單線:70 雙線：100m,B、安全空間-內(nèi)設(shè)把手、護(hù)欄等。 隧道內(nèi)安全空間距線路中心3.0米以外，單線設(shè)在電纜槽一側(cè)，雙線在兩側(cè)，寬度0.8米，高度2.2米。,C、在長度大于8km的電氣化鐵路隧道，設(shè)置運營通風(fēng)設(shè)備。,D、照明與防災(zāi)救援設(shè)備 設(shè)有防火設(shè)施、隧道內(nèi)外檢測通報技術(shù)及避難、通風(fēng)、排煙設(shè)施等。,第四節(jié) 高速鐵路軌道,1. 鋪軌的平順性，穩(wěn)定性-必須對軌道結(jié)構(gòu)、軌道基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。,一、高速鐵道對軌道結(jié)構(gòu)的要求,（3）合理的道床結(jié)構(gòu)和幾何尺寸； （4）有碴軌道需要優(yōu)質(zhì)的特級道碴等。,（1）采用大型養(yǎng)路機(jī)械作業(yè)；,（2）對鋼軌精確打磨。,第四節(jié) 高速鐵路軌道,2、合理的剛度、合理的彈性 鋪設(shè)500m長鋼軌技術(shù)難度大，對技術(shù)和工藝有新要求 (1)廠制標(biāo)準(zhǔn)軌長100米或50米； (2)工廠焊接并鋪設(shè)300500米長軌； (3)現(xiàn)場采用移動接觸焊工藝。,3、質(zhì)量良好的養(yǎng)護(hù)與維修,二、高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)與類型,（一)有砟軌道,（二)無砟軌道,三、高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)組成,第五節(jié) 軌道技術(shù)監(jiān)測與維修管理,1、預(yù)防性計劃維修,2、日常養(yǎng)護(hù)管理,3、線路大修,高鐵綜合檢測車,為了能夠保障既有鐵路的安全運行，中國在2007年開始決定研制高鐵綜合檢測車。通過在列車上配置的種種先進(jìn)設(shè)備能夠在運行途中對沿線的軌道、路基、接觸網(wǎng)、通信信號、車輛動態(tài)、轉(zhuǎn)向架載荷等進(jìn)行實時檢測，檢測出來的數(shù)據(jù)能夠幫助運營人員及時處置各種安全隱患，以便在最大程度上確保高速鐵路各系統(tǒng)的安全運行。,中國第一輛高速綜合檢測車是0號高速綜合檢測車。0號高速綜合檢測車集成了世界上最先進(jìn)的高速鐵路檢測系統(tǒng)，它能夠以最高250公里的時速對線路進(jìn)行全方位的檢測并將數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理，可以說高鐵綜合檢測車既能夠提高鐵路設(shè)備的檢測效率也能夠位鐵路的維護(hù)保養(yǎng)和安全運營提供可靠的大數(shù)據(jù)支撐。,因為高速綜合檢測車能夠檢測出高鐵線路存在的安全隱患而其又有黃顏色和白顏色兩種，所以廣大網(wǎng)友根據(jù)顏色的不同而將高速綜合檢測車親切地稱為白醫(yī)生或者黃醫(yī)生。,思考題：,無砟軌道的經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢分析 高速鐵路線路平縱斷面技術(shù)特點 高鐵軌道施工技術(shù)特點 高鐵維護(hù)與保養(yǎng)機(jī)械化及必要性分析,一、高速鐵路車站的特點 二、 高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備,第3章 高速鐵路車站,123,成都東站,124,貴陽北站,130,一、高速鐵路車站的特點,1車站作業(yè)單一，只辦理客運作業(yè)，不辦理貨運業(yè)務(wù)。 高速鐵路運營初期，能力上會存在一定富余，但由于技術(shù)上的原因一般不開行貨物列車。 日本、法國等多數(shù)國家高速鐵路均不開行貨物列車，德國雖存有兩條客貨混跑高速線，但仍以客車為多，貨車主要在夜間運行，車站辦理的作業(yè)主要是通過作業(yè)。我國高速鐵路大部分也設(shè)定為不辦理貨運，即使如石太等客貨混跑線的車站也基本不辦理貨運作業(yè)。,131,2在運行途中高速車站不辦理行包、郵政托運業(yè)務(wù)，列車停站時間短。 我國普通客車多掛有行李車和郵政車。列車到達(dá)較大車站時，要進(jìn)行郵件和行包的裝卸作業(yè)，車站站臺上沿站臺的縱橫向均須設(shè)置行郵拖車的走行通道，列車作業(yè)繁忙的大站通常需設(shè)橫越股道、站臺的地下通道，交叉干擾多，作業(yè)時間長，往往成為列車到發(fā)作業(yè)的主要限制因素。,132,3高速車站作業(yè)必須突出“以人為本、安全第一”的思想 高速鐵路車站是一個大量人流集散的場所，其設(shè)計要以方便旅客使用為宗旨，從“管理為本”向“以人為本”的思想轉(zhuǎn)變，在設(shè)計中提供多層次的出入通道引導(dǎo)旅客順暢的進(jìn)出站，做到快速集散客流、盡量減少旅客步行距離、減少滯留時間和安全方便。 不停站的高速列車通過車站的速度按設(shè)計要求應(yīng)與區(qū)間相同，停站的列車進(jìn)入咽喉區(qū)的速度也將達(dá)到80 kmh。隨著列車運行速度的提高，在其通過或進(jìn)站停車時產(chǎn)生強(qiáng)大的氣壓（列車風(fēng)）。為了防止“列車風(fēng)”危及人員安全，在車站內(nèi)采取站臺加寬、安全線后移等措施，來保證旅客人身安全、員工作業(yè)安全、列車運行安全、調(diào)車作業(yè)安全。,133,4.重視與既有鐵路和其他交通方式的協(xié)調(diào)配合，方便旅客換乘。 日本高速鐵路與既有線不聯(lián)軌，高速鐵路的列車開行方案具有統(tǒng)籌優(yōu)化高速鐵路與既有線、高速鐵路與其它交通方式在各換乘地點和時間配合的特點。 與日本不同，法國高速鐵路一般在鐵路樞紐與既有線聯(lián)軌，為減少旅客換乘而發(fā)展了高速列車下高速線、沿既有線繼續(xù)運行至客流終到站的延伸服務(wù)模式。因此特別重視與既有線運行圖在聯(lián)軌站的協(xié)調(diào)配合和高速列車下線后在既有線的?？糠桨讣捌鋾r間安排。 德國高速鐵路采用晝夜分區(qū)的客貨混行模式，晝間運行旅客列車，夜間運行貨物列車，在晝夜交替的時間段則為客貨混行。因此除重視日間高速列車與普通城間列車的配合外，還特別重視在客貨混行時間段的客貨列車時間安排，尤其注意避免客貨列車在區(qū)間隧道中交會，保證行車安全。,134,5高速車站的客運和行車組織工作要適應(yīng)高效率快速作業(yè)要求 高速列車停站作業(yè)時間很短，列車停站時間最短1 min，立即折返的列車停站時間從國外經(jīng)驗看為1525 min，必須提高車站客運和行車組織工作水平，適應(yīng)高速列車的高效、快速的作業(yè)要求。,高密度、小編組,二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 1、定義,高速鐵路車站是高速鐵路旅客運輸?shù)幕鶎由a(chǎn)單位，是鐵路與旅客之間聯(lián)系的紐帶，是鐵路與旅客運輸有關(guān)的行車、工務(wù)、電務(wù)等部門協(xié)調(diào)地進(jìn)行生產(chǎn)活動的場所。,按作業(yè)性質(zhì)和在線路上所處的位置分 越行站、中間站、始發(fā)（終到）站和樞紐站 按車站客運量分 大、中、小型客運站,2、分類,二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 3、越行站,定義 中國高速鐵路特有的，設(shè)于站間距離較長的區(qū)間，辦理高速列車越行作業(yè)的車站。 辦理作業(yè) 不同速度列車之間的越行作業(yè),日本、法國等國設(shè)有兼辦越行作業(yè)和客運業(yè)務(wù)的車站。沒有純粹的越行站。,二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 3、越行站,布置圖,正線主要辦理高速列車通過，到發(fā)線辦理列車待避作業(yè) 站臺供值班員用，由于無需辦理客運作業(yè)，原則上可以不設(shè)站臺。,二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 4、中間站,定義 辦理停站列車的到發(fā)作業(yè)和不停站列車的通過作業(yè)，以及辦理旅客上、下車及換乘的車站。較大的一些中間站辦理高速列車的少量始發(fā)、終到或立即折返作業(yè)。 辦理作業(yè) 旅客列車停站或不停站通過； 較低速度旅客列車待避較高速度旅客列車； 少量高速旅客列車夜間折返停留； 辦理停站的各種旅客列車的客運作業(yè),二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 4、中間站,布置圖 對應(yīng)式,兩個站臺夾4條線，考慮到辦理四交會的可能，故設(shè)兩條停車待避用的到發(fā)線。,二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 4、中間站,布置圖 對應(yīng)式,特點站臺不靠近正線，高速列車自正線通過時，不影響站臺上旅客的安全，站臺安全退避距離不必加寬。 適用于正線通過列車多、停站列車相對較少的中間站,二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 4、中間站,布置圖 島式,島式中間站的中間站臺靠近正線。正線為高速列車通過線，到發(fā)線為待避線。,二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 4、中間站,布置圖 島式,特點當(dāng)有列車在正線?？空九_時，會影響后續(xù)追蹤列車通過，降低區(qū)間通過能力；由于高速列車通過時受列車風(fēng)的影響，站臺安全退避距離需要加寬以保證旅客的安全，并需設(shè)置防護(hù)柵欄。,二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 4、中間站,布置圖 島式,適用于當(dāng)停站旅客列車較多時，為了充分利用站臺，可采用島式。,二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 4、中間站,設(shè)置34條到發(fā)線，辦理動車組折返停留作業(yè) 綜合維修基地應(yīng)盡量與車站的到發(fā)線銜接，必要時可采用跨線橋引入車站。,布置圖 有折返作業(yè)的中間站,二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 5、始發(fā)（終到）站,定義 辦理大量有始發(fā)（終到）高速列車的車站，通常位于高速鐵路的起訖點，如京滬高速鐵路的北京站和上海站。 特點 具有全線最大的客運量；為全線高速列車主要檢修基地和運營指揮機(jī)構(gòu)所在地的車站；設(shè)有高速列車動車段和管理機(jī)構(gòu),二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 5、始發(fā)（終到）站,辦理作業(yè) 辦理高速旅客列車的客運業(yè)務(wù)； 辦理高速旅客列車的始發(fā)、終到，動車組的取送和折返作業(yè) 辦理動車組的整備、檢修作業(yè)。,二、高速鐵路車站站型及技術(shù)設(shè)備 5、始發(fā)（終到）站,設(shè)有4條到發(fā)線、4座站臺。 由于沒有不停站的高速旅客列車通過，正線可靠近站臺設(shè)置，并作為到發(fā)線使用。 始發(fā)站應(yīng)設(shè)有與到發(fā)線相銜接的動車段（所）或綜合維修基地,布置圖,6、樞紐站,定義 樞紐站多設(shè)于高速鐵路沿線大、中城市的鐵路樞紐，一般都與普通鐵路干支線接軌，以辦理通過的旅客列車作業(yè)為主，兼辦部分始發(fā)、終到的高速列車。 辦理作業(yè) 辦理旅客列車的客運業(yè)務(wù)和旅客換乘 辦理停站、不停站的旅客列車通過作業(yè) 辦理部分始發(fā)、終到高速旅客列車的始發(fā)、終到作業(yè) 辦理高速列車動車組的整備、檢修作業(yè)。,技術(shù)設(shè)備 車站或車站附近都設(shè)有與既有線間的聯(lián)絡(luò)線，辦理列車的轉(zhuǎn)線。車站規(guī)模較大，68條站線（包括正線）?？靠蛙?，配備有動車組運用維修所等設(shè)施。,6、樞紐站,布置圖,通過式,按到發(fā)線相互位置關(guān)系分又盡頭式、通過式、混合式。,6、樞紐站,布置圖,混合式,6、樞紐站,7、動車段、綜合檢修設(shè)備在高速鐵路車站的設(shè)置,動車段（所、場）的主要設(shè)備有：到發(fā)兼停留線、檢修庫、臺車檢查設(shè)備及動車組清洗設(shè)備等。段（所、場）內(nèi)主要設(shè)備的布置形式有兩種：,7、動車段、綜合檢修設(shè)備在高速鐵路車站的設(shè)置,（1）橫列式：到發(fā)兼停車場與檢修庫橫向排列，具有占地少，作業(yè)集中的優(yōu)點；但檢修車需折返運行，增加轉(zhuǎn)線作業(yè)費用，且咽喉區(qū)有交叉干擾。當(dāng)停車的動車組數(shù)較少（410列）時可以采用。,7、動車段、綜合檢修設(shè)備在高速鐵路車站的設(shè)置,（2）縱列式：到發(fā)兼停車場與檢修庫縱向排列，可節(jié)省動車組轉(zhuǎn)線作業(yè)時間，轉(zhuǎn)線作業(yè)與到發(fā)作業(yè)互不干擾；其缺點是占地較長。當(dāng)動車組到發(fā)列數(shù)較多且地形允許時可采用縱列式。,7、動車段、綜合檢修設(shè)備在高速鐵路車站的設(shè)置,高速鐵路的各項固定設(shè)備必須經(jīng)常保持高質(zhì)量工作狀態(tài)，以確保列車安全運行。為此，應(yīng)設(shè)有各專業(yè)包括工務(wù)、電務(wù)、供電、房屋、給水排水等的維修基地。這些基地通常集中在一起，形成綜合維修基地。,第四章：高速動車組技術(shù),本章主要內(nèi)容,4.1 高速列車概述 4.2 高速動車組的關(guān)鍵技術(shù) 4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施 4.4 高速動車組車端連接裝置 4.5 高速動車組轉(zhuǎn)向架 4.6 高速牽引傳動技術(shù) 4.7 高速動車組制動技術(shù) 4.8 高速動車組運用及維修,第1章 動車組概述,動車組分類 按牽引動力分： 電動車組 內(nèi)燃動車組 磁懸浮動車組,按動力配置方式分： 動力集中型 動力分散型 按轉(zhuǎn)向架連接方式分： 獨立式 鉸接式,59,動力集中型動車組是指將列車電器和動 力設(shè)備集中安裝于位于列車兩端的動力車 上，僅動力車的輪對是動力輪對，動力車不 載客的動車組。 牽引動力集中在兩臺動車上，牽引電機(jī)和電器數(shù)量少，列車制造和維護(hù)費用低；受電弓數(shù)量少，全列車最多只需兩組（每動車一受電弓；容易變更動車車型以適應(yīng)不同路況的需要。但粘著利用等指標(biāo)不如動力分散式。,高速動車組的基本模式,59,動力分散型動車組是將由電機(jī)驅(qū)動的動力 輪對分散布置在列車的全部或部分輪對上， 同時將列車的主要電器和機(jī)械設(shè)備吊掛在車 輛下部，列車全部車輛可載客的列車模式。,高速動車組的基本模式,優(yōu)點：動軸數(shù)量多、軸重輕、總功率大、牽引動力大、啟動加速快、驅(qū)動動軸多、牽引粘著重量大，易于發(fā)揮牽引力以適應(yīng)高速需要，動力車易于加長和縮短，運用較靈活，每臺轉(zhuǎn)向架的牽引裝置功率小，體積重量較小，有利于實現(xiàn)轉(zhuǎn)向架輕量化和低軸重； 缺點：每輛動車都裝有全套牽引用電器和電機(jī)，增加了動車組的制造成本和維修費用， 必須采用多組受電弓，不利于接觸網(wǎng)的運用、維修，已成為限制車速提高的一個因素。,由于動力分散動車組與動力集中動車組比較在高速運用條件下有明顯的優(yōu)點，原采用動 力集中技術(shù)的國家在開發(fā)時速300公里及以上 高速動車組時，也選擇了動力分散的技術(shù)。 動力分散是高速動車組的發(fā)展趨勢。,動車組基本組成,車體 轉(zhuǎn)向架 車輛連接裝置 制動裝置 車輛內(nèi)部設(shè)備 牽引傳動系統(tǒng) 輔助供電系統(tǒng) 列車控制網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),4.車端連接裝置,車體結(jié)構(gòu),高速動車組車體：輕量化技術(shù)+鋁合金/不銹鋼 低車內(nèi)、車外噪聲,車頂設(shè)備,空調(diào)機(jī)組 制動變阻器 受電弓,空調(diào)機(jī)組,制動變阻器,受電弓,集電裝置（受電弓）,受電弓裝置,空調(diào)裝置,車下懸吊設(shè)備,牽引變壓器 牽引和輔助變流器 牽引電機(jī) 制動模塊 空氣壓縮機(jī) 水箱 污物箱 蓄電池箱 充電機(jī) 空氣彈簧輔助風(fēng)缸,車鉤及緩沖器,動車組兩端設(shè)全自動車鉤。 車輛間由半自動車鉤聯(lián)接。 緩沖器采用基層橡膠方式，位于車鉤后端。 車鉤及緩沖器可以在不架起車體的情況下拆裝和檢修。,車鉤及緩沖器裝置,緩沖器,車鉤,電連接器,連接座,轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu),動力轉(zhuǎn)向架,一系懸掛,二系懸掛,輪對軸箱裝置,轉(zhuǎn)向架,車輛信息控制系統(tǒng),列車信息控制示意圖,車內(nèi)設(shè)備,一等車,二等車,風(fēng)-水-電-冷-暖-門-窗-座-架-旅客信息系統(tǒng),衛(wèi)生間,小便間,盥洗室,車內(nèi)電器, 電器控制 廣播系統(tǒng) 顯示系統(tǒng) 照明系統(tǒng),供電及牽引傳動系統(tǒng),接負(fù)載,AC/DC,DC/AC,25kV，50Hz,單相交流 直流 交流,交流牽引電機(jī),電力電子變流器,制動和供風(fēng)系統(tǒng),司控器,基礎(chǔ)制動,制動控制單元,總風(fēng)管,空氣壓縮機(jī),制動系統(tǒng)空氣壓縮機(jī),長：1128.5mm 寬：832.5mm 高：605mm 重量：416kg 排氣壓力：880kPa排氣量：2m3/min 方式: 往復(fù)式,本章主要內(nèi)容,4.1 高速動車組概述 4.2 高速動車組的關(guān)鍵技術(shù) 4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施 4.4 高速動車組車端連接裝置 4.5 高速動車組轉(zhuǎn)向架 4.6 高速牽引傳動技術(shù) 4.7 高速動車組制動技術(shù) 4.8 高速動車組運用及維修,62,有較高的運行穩(wěn)定性 高的運行安全性 有好的舒適性 車體輕，軸重小 車體氣密性好（如CRH2要求：車內(nèi)壓力從4kPa降到 1kPa時間大于50s） 車體外形流線形，盡量減小運行阻力 采用集便裝置等,高速動車組的主要技術(shù)要求,高速動車組的主要技術(shù)特點,優(yōu)良的空氣動力學(xué)外形 車體結(jié)構(gòu)輕量化 高性能轉(zhuǎn)向架技術(shù) 復(fù)合制動技術(shù) 密接式車鉤緩沖技術(shù) 交流傳動技術(shù) 高速受流技術(shù) 列車自動控制及故障診斷技術(shù),4.2 高速動車組的關(guān)鍵技術(shù),一、頭型流線化 隨著列車運行速度的提高，周圍空氣的動力作用一方面對列車和列車運行性能產(chǎn)生影響；同時，列車高速運行引起的氣動現(xiàn)象對周圍環(huán)境也產(chǎn)生影響。 對于高速動車組來說，列車頭型設(shè)計非常重要，好的頭型設(shè)計可以有效地減少運行空氣阻力，列車交會壓力波和解決好運行穩(wěn)定性等問題。,2019/9/21,188,4.2 高速動車組的關(guān)鍵技術(shù),流線化頭型(500系),二、車體結(jié)構(gòu)輕量化 為了節(jié)省牽引功率，降低高速所引起的動力作用對線路結(jié)構(gòu)、機(jī)車車輛結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的損傷，以及提高旅客乘坐舒適度，需要最大限度地降低高速動車組的軸重。因此，國外各國高速列車車體的主要材料是鋁合金和不銹鋼，從發(fā)展趨勢看，鋁合金將成為動車組車體的主導(dǎo)材料。,4.2 高速動車組的關(guān)鍵技術(shù),三、高性能轉(zhuǎn)向架技術(shù) 提高列車運行速度首先遇到的問題是轉(zhuǎn)向架運行平穩(wěn)性和安全性，所以，提高列車運行速度應(yīng)具有高性能的轉(zhuǎn)向架。對于高速轉(zhuǎn)向架要求具有高速運行的穩(wěn)定性，良好的曲線通過性能，滿足乘客乘坐舒適度的要求。,2019/9/21,190,4.2 高速動車組的關(guān)鍵技術(shù),四、復(fù)合制動技術(shù) 高速列車的制動能量與速度的平方成正比，因此，傳統(tǒng)的純空氣制動能力已不能滿足需要。 因此高速列車必須采用能提供強(qiáng)大制動力并更好利用粘著的復(fù)合制動系統(tǒng)。該復(fù)合制動系統(tǒng)通常由制動控制系統(tǒng)、動力制動、空氣制動(包括盤形制動和踏面制動)系統(tǒng)、微機(jī)控制的防滑器和非粘著制動裝置等組成。,2019/9/21,191,4.2 高速動車組的關(guān)鍵技術(shù),制動系統(tǒng),五、密接式車鉤緩沖裝置 目前世界各國高速列車（如日本、德國）普遍采用密接式車鉤連接裝置，該裝置兩車鉤連接面的縱向間隙一般都小于2mm，上下、左右偏移也很小，對提高列車的運行平穩(wěn)性和電氣線路、風(fēng)管的自動對接提供了保證。,4.2 高速動車組的關(guān)鍵技術(shù),ICE密接式車鉤緩沖裝置,六、交流傳動技術(shù) 早期的電力牽引傳動系統(tǒng)均采用交一直傳動，用直流電動機(jī)驅(qū)動。由于直流電動機(jī)的單位功率重量較大，使高速列車既要大功率驅(qū)動又要求減輕軸重，形成難以克服的矛盾。 在交流轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中，交流牽引電動機(jī)較傳統(tǒng)的直流牽引電動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、體積小、重量輕及造價低等一系列優(yōu)點。 交流牽引電動機(jī)沒有整流子結(jié)構(gòu)對電動機(jī)功率的限制，牽引功率可以得到進(jìn)一步提高。,2019/9/21,194,4.2 高速動車組的關(guān)鍵技術(shù),牽引變壓器將電網(wǎng)的25kV 50Hz交流電變?yōu)闋恳兞髌鬏斎胨枰慕涣麟姟?牽引變壓器,牽引變流器,牽引變流器由整流器、中間直流電路和逆變器組成。,牽引電機(jī),牽引電機(jī)可根據(jù)牽引變流器輸出三相交流電的幅值和頻率的變化，來改變動車組的牽引力和速度。,列車制動時牽引電機(jī)可在發(fā)電狀態(tài)下運行，將動能轉(zhuǎn)化為電能，達(dá)到減速的目的。,七、列車自動控制及故障診斷技術(shù) 列車自動控制系統(tǒng)對高速列車安全運行的重要作用，世界各國在發(fā)展高速鐵路時都十分重視列車自動控制系統(tǒng)的研究和開發(fā)，許多國家作為先進(jìn)列車控制系統(tǒng)(Advanced Train Control Systems)研制了多種基礎(chǔ)技術(shù)設(shè)備，例如列車超速防護(hù)系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、車載智能控制系統(tǒng)、車載微機(jī)自動監(jiān)測和診斷系統(tǒng)等。,2019/9/21,198,4.2 高速動車組的關(guān)鍵技術(shù),牽引控制系統(tǒng),牽引,高壓設(shè)備,牽引變流,牽引驅(qū)動,網(wǎng)側(cè)變流控制器,電機(jī)側(cè)變流控制器,車輛控制,接觸網(wǎng),受電弓,主變壓器,變流器,牽引電機(jī),鋼 軌,牽引系統(tǒng)關(guān)系鏈,再生,列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),本章主要內(nèi)容,4.1 高速列車概述 4.2 高速動車組的關(guān)鍵技術(shù) 4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施 4.4 高速動車組車端連接裝置 4.5 高速動車組轉(zhuǎn)向架 4.6 高速牽引傳動技術(shù) 4.7 高速動車組制動技術(shù) 4.8 高速動車組運用及維修,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,動車組車體是車輛上容納旅客（乘務(wù)人員）的部分，又是安裝與連接車輛其他設(shè)備和部件的基礎(chǔ)。分為帶司機(jī)室的頭車車體和中間車體。 作為承載結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造及功能與普速客車車體相仿，但有新要求，即采用了大量新技術(shù)、新材料和新工藝。,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu) 二、輕量化的車體車體結(jié)構(gòu)及車內(nèi)設(shè)備 三、良好的隔聲性能車體密封技術(shù) 四、較好的防火性能車內(nèi)防火設(shè)計 五、良好的車內(nèi)環(huán)境車內(nèi)環(huán)境控制,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,1、動車組運行中列車的表面壓力 2、動車組會車時列車的表面壓力 3、動車組通過隧道時列車的表面壓力 4、列車風(fēng) 5、列車空氣動力學(xué)的力和力矩,在鐵路車輛中，一般需要研究的各種空氣力學(xué)問題主要包括以下幾個方面：,當(dāng)列車高速行駛時，在線路附近產(chǎn)生空氣運動。,空氣阻力,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,不同列車速度下空氣阻力所占的比例,空氣阻力占主導(dǎo)地位,動車組的阻力主要由空氣阻力和機(jī)械阻力（即輪軌摩擦阻力、軸承等滾動部件的摩擦阻力和振動阻力）組成。,設(shè)計車體外形（頭、身、尾，車頂、車下設(shè)備 ）,降低表面粗糙度和列車高度,降低空氣阻力,優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,空氣阻力可以簡略地用下面公式表示： 式中 Cx 空氣阻力系數(shù) 空氣密度 v 列車速度 A 列車橫截面積,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,列車良好空氣動力學(xué)性能的實現(xiàn)主要通過車體外形的特殊設(shè)計實現(xiàn)的。具體表現(xiàn)為： （1）頭尾部為細(xì)長呈流線型狀； （2）列車下部均設(shè)有導(dǎo)流罩，且能夠方便開啟； （3）列車縱斷面盡量采用平滑過渡方式，形狀不一致時應(yīng)加過渡區(qū)段； （4）列車的外表面光滑平整，無明顯的突出和凹陷； （5）列車的受電弓外形具有良好的空氣動力學(xué)性能。,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,1、動車組頭型設(shè)計 頭部縱向?qū)ΨQ面上的外形輪廓線，要滿足司機(jī)室凈空高、前窗幾何尺寸、玻璃形狀以及瞭望等條件。在此基礎(chǔ)上，盡可能降低該輪廓線的垂向高度，使頭部趨于扁形，這樣可以減小壓力沖擊波，并改善尾部渦流影響。同時，將端部鼻錐部分設(shè)計成橢圓形狀，可以減少列車運行時的空氣阻力。,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,(a)扁寬形,(b)橢球形,(c)梭形,(d)鈍體形,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,頭車外形比較,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,長客動車組的原型車(SM3型)外型,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,2、動車組車身外型設(shè)計 動車組車身橫斷面形狀設(shè)計有以下特點： 整個車身斷面呈鼓形，即車頂為圓弧形，側(cè)墻下部向內(nèi)傾斜（5o左右）并以圓弧過渡到底架，側(cè)墻上部向內(nèi)傾斜（3o左右）并以圓弧過渡到車頂。,這不僅能減小空氣阻力，而且有利于緩解列車交會壓力波及橫向阻力、側(cè)滾力矩的作用。,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,德國ICE動車組車身斷面形狀,車體斷面比較,長客動車組車體結(jié)構(gòu)斷面布置圖,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,車輛底部形狀對空氣阻力的影響很大，為了避免地板下部設(shè)備的外露，采用與車身橫斷面形狀相吻合的裙板遮住車下設(shè)備，以減少空氣阻力，也可防止高速運行帶來的沙石擊打車下設(shè)備。,車體表面光滑平整，盡量減少突出物。如側(cè)門采用塞拉式；扶手為內(nèi)置式；腳蹬做成翻板式，使側(cè)面關(guān)閉時可以包住它。 兩車輛連接處采用橡膠大風(fēng)擋，與車身保持平齊，避免形成空氣渦流。,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,100系,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu) 二、輕量化的車體車體結(jié)構(gòu)及車內(nèi)設(shè)備 三、良好的隔聲性能車體密封技術(shù) 四、較好的防火性能車內(nèi)防火設(shè)計 五、良好的車內(nèi)環(huán)境車內(nèi)環(huán)境控制,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,二、輕量化的車體車體結(jié)構(gòu)及車內(nèi)設(shè)備,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,3、途徑： 輕型材料 合理設(shè)計,2、輕量化部件： 車體結(jié)構(gòu) 車內(nèi)設(shè)備 轉(zhuǎn)向架 懸掛設(shè)施及其他設(shè)備,1、輕量化意義： 降低軸重（減少線路損害） 節(jié)約能源（減少動力能耗） 縮短制動距離（減輕制動系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)）,二、輕量化的車體車體結(jié)構(gòu)及車內(nèi)設(shè)備,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,4、車體輕量化材料 耐候鋼車體 不銹鋼車體 鋁合金車體,二、輕量化的車體車體結(jié)構(gòu)及車內(nèi)設(shè)備,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,5、車體結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計 世界各國的鋁合金車體的三種結(jié)構(gòu): 大型中空擠壓鋁型材焊接結(jié)構(gòu)（單殼結(jié)構(gòu)） 采用航空骨架式鋁合金車體結(jié)構(gòu) 大型中空擠壓鋁型材與開口型材的混合結(jié)構(gòu)（雙殼結(jié)構(gòu)）,二、輕量化的車體車體結(jié)構(gòu)及車內(nèi)設(shè)備,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,采用大型中空擠壓鋁型材焊接結(jié)構(gòu)（單殼結(jié)構(gòu)）,二、輕量化的車體車體結(jié)構(gòu)及車內(nèi)設(shè)備,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,采用航空骨架式鋁合金車體結(jié)構(gòu),二、輕量化的車體車體結(jié)構(gòu)及車內(nèi)設(shè)備,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,雙殼結(jié)構(gòu),二、輕量化的車體車體結(jié)構(gòu)及車內(nèi)設(shè)備,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,6、 車內(nèi)設(shè)備的輕量化技術(shù) 車內(nèi)設(shè)備材料，首先應(yīng)滿足功能要求和防火阻燃要求，裝飾板應(yīng)反映時代感，車內(nèi)設(shè)備約占客車總重量的20，輕量化具有重要意義。 車內(nèi)設(shè)備如門、窗、行李架、座椅、供水設(shè)備、衛(wèi)生設(shè)備等等，均可選用輕合金或高分子工程材料和復(fù)合材料，使設(shè)備重量大大減輕。 車內(nèi)裝飾板材廣泛采用薄膜鋁合金墻板，工程塑料頂板等。,一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu) 二、輕量化的車體車體結(jié)構(gòu)及車內(nèi)設(shè)備 三、良好的隔聲性能車體密封技術(shù) 四、較好的防火性能車內(nèi)防火設(shè)計 五、良好的車內(nèi)環(huán)境車內(nèi)環(huán)境控制,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,三、良好的隔聲性能車體密封技術(shù),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,1、車體的密封性能： 壓力波對旅客舒適性的影響； 車外壓力的波動會反應(yīng)到車廂內(nèi)，使旅客感到不舒服，輕者壓迫耳膜，重則頭暈惡心甚至造成耳膜破裂。,2、高速列車的聲源： 輪軌噪聲（碰撞、摩擦聲）； 空氣沿車體表面流動產(chǎn)生的摩擦聲和受電弓與接觸網(wǎng)導(dǎo)線的摩擦聲； 風(fēng)擋等構(gòu)件的撞擊聲。 列車進(jìn)出隧道產(chǎn)生的壓縮波和反射波所產(chǎn)生的噪聲等。,車輛的密封質(zhì)量對列車的空氣動力學(xué)性能及對車內(nèi)環(huán)境控制的影響很大。,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,3、 列車的密封需要從車體結(jié)構(gòu)和部件上給以考慮。當(dāng)前世界各國在高速列車上采用的密封技術(shù)主要有： 車體結(jié)構(gòu)的密封 采用連續(xù)焊縫以消除焊接氣隙；對不能施焊的部位，必須用密封膠密封； 固定式車窗的密封 多硫橡膠等材料，采用填充式密封以保證密封的可靠性和耐久性，同時保證在壓力波造成的氣動載荷下不會造成變形和破壞。 側(cè)門密封，采用密封性能良好的塞拉門； 端門密封，頭、尾的端門要采用可充壓縮空氣的橡膠條； 通過臺，通過臺風(fēng)擋采用橡膠大風(fēng)擋，并注意處理好渡板處的密封問題； 空調(diào)裝置密封； 廁所密封。,三、良好的隔聲性能車體密封技術(shù),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,為了降低車內(nèi)噪聲，一方面要削弱噪聲源發(fā)出噪聲的強(qiáng)度，另一方面要提高車體的隔聲性能。 4、削弱噪聲源發(fā)出噪聲強(qiáng)度的措施 （1）在車輪上安裝消音器和開發(fā)彈性車輪，可有效地降低輪軌噪聲： （2）車體外形設(shè)計成流線形，車體表面平整、光滑都有利于減小空氣與車體的摩擦聲； （3）采用橡膠風(fēng)擋，可減小撞擊聲； （4）在空調(diào)系統(tǒng)上安裝消音器，降低牽引電機(jī)風(fēng)扇的噪聲、驅(qū)動裝置等設(shè)備的振動噪聲。,三、良好的隔聲性能車體密封技術(shù),4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,5、提高車體隔聲性能的措施,（1）采用雙層墻結(jié)構(gòu)，可增加隔聲量45dB（A）。 （2）在車體金屬（如地板）表面涂刷防振阻尼層，使鋼結(jié)構(gòu)的聲頻振動轉(zhuǎn)化為熱能消散，減少了聲波的輻射和聲波振動的傳遞，從而減少車內(nèi)噪聲； （3）采用雙層車窗，減少從側(cè)面?zhèn)魅胲噧?nèi)的噪聲； （4）車內(nèi)選用吸聲效果好的高分子聚合材料； （5）提高車體氣密性的措施，同樣可以起隔聲作用。,三、良好的隔聲性能車體密封技術(shù),一、優(yōu)良的空氣動力學(xué)性能流線形車體結(jié)構(gòu) 二、輕量化的車體車體結(jié)構(gòu)及車內(nèi)設(shè)備 三、良好的隔聲性能車體密封技術(shù) 四、較好的防火性能車內(nèi)防火設(shè)計 五、良好的車內(nèi)環(huán)境車內(nèi)環(huán)境控制,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,四、較好的防火性能車內(nèi)防火設(shè)計,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,1、高速列車防火系統(tǒng)設(shè)計原則 系統(tǒng)集成、預(yù)防為主、應(yīng)急對策、以人為本。 系統(tǒng)集成：防火措施按區(qū)域配套，通過列車網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成防火系統(tǒng)的集成響應(yīng)、信號傳遞和信息顯示； 預(yù)防為主：所有材料與器件的選用以防止不會發(fā)生火燃或防止火種蔓延為主體，將火情發(fā)生因素壓到最小程度，達(dá)到預(yù)防火災(zāi)的要求； 應(yīng)急對策：一旦火災(zāi)發(fā)生，有嚴(yán)格的分級應(yīng)急對策，將火災(zāi)限制在區(qū)域內(nèi)，限制在低等級火警之下； 以人為本：一切應(yīng)急對策均以“以人為本”為出發(fā)點，防止措施的最終手段要以實現(xiàn)旅客的安全轉(zhuǎn)移為目的。,4.3 高速動車組的車體及車內(nèi)設(shè)施,2、 防火結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）選用耐火材料 車輛使用的耐火材料，主要指阻燃、低煙、低毒的高分子材料和耐火涂料。 根據(jù)車型和部位不同選擇不同等級的防火、防煙毒材料。 臥車包間的隔墻全部采用防火板包上，隔墻里添加阻燃材料；采用阻燃風(fēng)擋。在兩頭端門關(guān)閉時保證10min內(nèi)不致火災(zāi)蔓延至鄰車。,（2）車門有自動和手動開關(guān)功能 失火時能安全疏散旅客；車窗上設(shè)有應(yīng)急手柄或備有應(yīng)急手錘，平時手錘封在盒內(nèi)，火警時操縱應(yīng)急手柄打開車窗或用手錘把窗玻璃擊碎。,