交通運輸設備——高速鐵路

1、第一節(jié)第一節(jié) 鐵路運輸概述鐵路運輸概述第二節(jié)第二節(jié) 鐵路線路與車站鐵路線路與車站第三節(jié)第三節(jié) 鐵路車輛與牽引動力鐵路車輛與牽引動力第四節(jié)第四節(jié) 鐵路信號與通信設備鐵路信號與通信設備第五節(jié)第五節(jié) 高速鐵路高速鐵路第五節(jié)第五節(jié) 高速鐵路高速鐵路High-Speed Railway3本節(jié)要點本節(jié)要點 了解世界高速鐵路的發(fā)展情況及發(fā)展模式了解世界高速鐵路的發(fā)展情況及發(fā)展模式 熟悉高速鐵路的技術優(yōu)勢熟悉高速鐵路的技術優(yōu)勢 掌握高速鐵路線路、機車車輛掌握高速鐵路線路、機車車輛、通信信號、通信信號、控制系統(tǒng)的基本特征控制系統(tǒng)的基本特征 了解磁懸浮鐵路了解磁懸浮鐵路4一一 、緒論緒論二二 、高速鐵路的線路高速

2、鐵路的線路三三 、高速鐵路的牽引動力高速鐵路的牽引動力四四 、高速鐵路的車輛高速鐵路的車輛五五 、高速鐵路的信號與控制系統(tǒng)高速鐵路的信號與控制系統(tǒng)六六 、高速鐵路的通信系統(tǒng)高速鐵路的通信系統(tǒng)七七 、磁懸浮鐵路簡介磁懸浮鐵路簡介內容提要內容提要5一一. .緒論緒論 1.11.1興建高速鐵路是客運市場發(fā)展的必興建高速鐵路是客運市場發(fā)展的必然趨勢然趨勢 1.21.2世界高速鐵路的發(fā)展情況及主要模世界高速鐵路的發(fā)展情況及主要模式式 1.31.3高速鐵路的技術優(yōu)勢高速鐵路的技術優(yōu)勢61.11.1興建高速鐵路是客運市場發(fā)展的必然趨勢興建高速鐵路是客運市場發(fā)展的必然趨勢 1825-1950,1825-195

3、0,鐵路運輸處于壟斷地位鐵路運輸處于壟斷地位 5050年代后受到了公路航空的挑戰(zhàn)年代后受到了公路航空的挑戰(zhàn) 根據(jù)根據(jù)“旅行時間旅行時間”最短的法則，在主要優(yōu)勢為短途運輸最短的法則，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，仍然為鐵路的公路和主要優(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。（留有廣寬的發(fā)展空間。（見圖見圖）7高速鐵路的優(yōu)勢距離高速鐵路的優(yōu)勢距離 temps8642 300 600 900 1200distancevoitureT.G.V.avionavionvoitureT.G.V. Figure 2 - 1 8三種不同速度的高速列車的優(yōu)勢距離比較三種

4、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， 200800km9高速鐵路與公路、航空、水運等客運方式是高速鐵路與公路、航空、水運等客運方式是一種既相互競爭，又相補充的關系；一種既相互競爭，又相補充的關系；興建高速鐵路是客運市場發(fā)展的必然趨勢。興建高速鐵路是客運市場發(fā)展的必然趨勢。10 高速鐵路技術是當代世界鐵路的一項重大高速鐵路技術是當代世界鐵路的一項重大技術成就，它技術成就，它集中地反映集中地反映了一個國家鐵路了一個國家鐵路牽引動力、線路結構、運行控制、運輸組牽引動力、線路結構、運行控制、運輸組織和經(jīng)營管

5、理等方面的技術進步，也體現(xiàn)織和經(jīng)營管理等方面的技術進步，也體現(xiàn)了了一個國家的科技和工業(yè)水平一個國家的科技和工業(yè)水平。高速鐵路。高速鐵路在經(jīng)濟發(fā)達、人口密集的地區(qū)經(jīng)濟效益和在經(jīng)濟發(fā)達、人口密集的地區(qū)經(jīng)濟效益和社會效益突出。社會效益突出。1.2國外高速鐵路的發(fā)展動態(tài)（國外高速鐵路的發(fā)展動態(tài)（1 1）111.21.2國外高速鐵路的發(fā)展動態(tài)（國外高速鐵路的發(fā)展動態(tài)（2 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)，

6、都先后修建了高速鐵路或制訂了修建高速鐵路計劃。121.21.2國外高速鐵路的發(fā)展動態(tài)（國外高速鐵路的發(fā)展動態(tài)（3 3） 據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界開行時速200km及以上的高速鐵路已超過10000km。以下是幾個主要國家的高速鐵路發(fā)展情況13法國法國TGV14運行于巴運行于巴黎黎-里昂高里昂高速鐵路的速鐵路的TGV更舒適的更舒適的TGV15歐洲之星, EurostarThalysThalys and Eurostar16德國德國ICE17ICE1高速列車高速列車ICE2高速列車高速列車ICE3高速列車高速列車18 ICE-V高速列車高速列車19日本高速新干線鐵路網(wǎng)日本高速新干線鐵路網(wǎng)20100系

7、列高速列車系列高速列車0系列高速列車21200系列高速列車系列高速列車300系列高速列車系列高速列車22400系系列列高高速速列列車車500系系列列高高速速列列車車23E1系列高速列車系列高速列車 E2系列系列高速列車高速列車E3系列高速列車24Figure I-3 Rseau T.G.V. en Belgique比利時高速鐵路示意圖比利時高速鐵路示意圖251.21.2國外高速鐵路的發(fā)展動態(tài)（國外高速鐵路的發(fā)展動態(tài)（4 4）結論日本、西歐高速鐵路項目已經(jīng)進入成熟發(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高潮即將到來。261.2 1.2 高速鐵路發(fā)展的主要模式高速鐵路發(fā)展的主要模式高

8、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）271.31.3高速鐵路的技術優(yōu)勢高速鐵路的技術優(yōu)勢高速鐵路與公路、航空相比，其主要技術優(yōu)勢表現(xiàn)在：高速鐵路與公路、航空相比，其主要技術優(yōu)勢表現(xiàn)在：l1 1）速度快、旅行時間短。）速度快、旅行時間短。l2 2）行車密度高、運量大。）行車密度高、運量大。l3 3）高速列車乘座舒適性好。）高速列車乘座舒適性好。l4 4）土地占用面積小。）土地占用面積小。l5 5）能耗低。能耗低。l6 6）環(huán)境污染小環(huán)境污染小。l7) 7) 外部運輸成本低。外部運輸成本低。l8) 8)

9、列車運行準點。列車運行準點。l9) 9) 安全可靠。安全可靠。l10)10)不受氣候影響，全天候運行。不受氣候影響，全天候運行。l11)11)社會經(jīng)濟效益好。社會經(jīng)濟效益好。28能耗低能耗低一人使用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。29環(huán)境污染小環(huán)境污染小交通工具排放到大氣中有害物質有碳化物，氮化物，硫化物等，而其中的CO球變暖而倍受關注。三種交通工具排放有害物質的統(tǒng)計資料見圖1.3一2。30列車運行準點列車運行準點 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。 法國31小結小結 從發(fā)達國家的高速鐵路建設可知，從發(fā)達國

10、家的高速鐵路建設可知，興建興建高速鐵路是客運市場發(fā)展的必然趨勢，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優(yōu)勢，在市場高速鐵路以其運距和技術優(yōu)勢，在市場中占據(jù)了一席之地，為鐵路發(fā)展開辟了中占據(jù)了一席之地，為鐵路發(fā)展開辟了一條新路。一條新路。32二二.高速鐵路的線路高速鐵路的線路 線形變化平緩的線路平縱斷面線形變化平緩的線路平縱斷面 高速鐵路的環(huán)境保護與列車風的影響及對策高速鐵路的環(huán)境保護與列車風的影響及對策 高速鐵路軌道技術監(jiān)測與維修、養(yǎng)護與管理高速鐵路軌道技術監(jiān)測與維修、養(yǎng)護與管理 小結小結332.1線路平縱斷面線路平縱斷面 （平緩平緩） 大幅度提高平面最小曲線半徑標準大幅度提

11、高平面最小曲線半徑標準 平緩過渡的緩和曲線平緩過渡的緩和曲線 增長夾直線、圓曲線最小長度增長夾直線、圓曲線最小長度 增大豎曲線半徑增大豎曲線半徑 世界上已建及在建、籌建中高速鐵路線世界上已建及在建、籌建中高速鐵路線路平縱斷面設計標準路平縱斷面設計標準交通運輸學院運輸組織所34352.22.2高速鐵路的環(huán)境保護與列車風的影響高速鐵路的環(huán)境保護與列車風的影響及對策及對策 噪聲及其防治噪聲及其防治 高速鐵路的其他污染問題與對策高速鐵路的其他污染問題與對策 列車風的影響與對策列車風的影響與對策36噪聲與列車速度的關系噪聲與列車速度的關系噪聲值（分貝） 100 80 60 40 20 0 150 200

12、 250 300 V（公里/小時） 集電系噪聲；結構物噪聲；滾動噪聲； 車輛空氣動力噪聲；V綜合噪聲。 37各國鐵路對躁聲的規(guī)定值各國鐵路對躁聲的規(guī)定值國別線路標準值（分貝）日本新線（住宅區(qū)）70（工業(yè)區(qū)）75法國TGV（822 時）6570（TGV 以外）70德國新線（622 時）67（226 時）57荷蘭新線（719 時）60（1923 時）55（237 時）50瑞士新線（622 時）60（226 時）50丹麥全線（24 小時）6038高速鐵路對環(huán)境污染的種類及其產生源高速鐵路對環(huán)境污染的種類及其產生源種 類產 生 源噪 聲 振動l 列 車 運行 及調 車作 業(yè)l 工 廠 、發(fā) 電站 、變

13、 電所 等 的工作l 線 路 養(yǎng)護 維修 及新 線施 工 的作業(yè)l 鳴 笛 、路 口報 警聲 等l 其 他大 氣 污染l 火 力 發(fā)電 站l 鍋 爐 的工 作l 列 車 的污 水飛 濺、 制動 鐵 粉的散 落等水 質 污染l 工 廠 、運 轉區(qū) 段及 機務 段 、車輛 段的 油排 放l 列 車 廁所 污水 污物 處理地 下 水公 害l 隧 道 工程 抽出 的污 水微 氣 壓l 隧 道 的空 氣沖 擊波地 基 下沉 變形l 施 工 及軟 土地 基日 照 傷害l 高 架 結構 、建 筑物 及停 車 場照明 等電 磁 波污 染l 高 速 鐵路 列車 運行l(wèi) 高 架 結構 、建 筑物 等P、 C、B（

14、多 氯聯(lián) 苯）污 染l 車 輛 儀器 上l 地 面 電氣 設備 上392.2.3 2.2.3 列車風的影響與對策列車風的影響與對策 列車風對線路兩側的影響列車風對線路兩側的影響 列車高速運行時，列車風對線路兩側會產列車高速運行時，列車風對線路兩側會產生一定壓力，對沿線人員及建筑物造成一定的生一定壓力，對沿線人員及建筑物造成一定的危害。危害。 列車風對高架橋維修通路的影響列車風對高架橋維修通路的影響 當高速列車通過高架橋時會產生較大的列當高速列車通過高架橋時會產生較大的列車風和列車風壓。它將從生理上和心理上影響車風和列車風壓。它將從生理上和心理上影響人身安全。軌道中心線間的距離為人身安全。軌道中

15、心線間的距離為3.33.3米至米至3.63.6米，不足此數(shù)者，須增設避車臺。米，不足此數(shù)者，須增設避車臺。402.2.3 2.2.3 列車風的影響與對策列車風的影響與對策 列車風對列車會車的影響列車風對列車會車的影響 兩個列車在雙線上會車時兩個列車在雙線上會車時, ,它們的頭部產生它們的頭部產生的空氣壓力波的空氣壓力波( (列車鳳列車鳳) )相互作用在對方的側面，相互作用在對方的側面，可能會產生危險。高速復線的線路間距，按最高可能會產生危險。高速復線的線路間距，按最高速度的不同，應在速度的不同，應在4.24.2米以上，可使列車或旅客米以上，可使列車或旅客免受列車風的危害。免受列車風的危害。 隧

16、道內列車風的影響隧道內列車風的影響 高速列車在隧道內的空氣動力作用要比在露高速列車在隧道內的空氣動力作用要比在露天環(huán)境中強烈的多。合理地布置隧道中的通風井，天環(huán)境中強烈的多。合理地布置隧道中的通風井，可以使隧道內的空氣壓力變化減少達可以使隧道內的空氣壓力變化減少達50%50%412.3 2.3 高速鐵路軌道技術監(jiān)測高速鐵路軌道技術監(jiān)測與維修、養(yǎng)護與管理與維修、養(yǎng)護與管理 高速鐵路線路的維修養(yǎng)護與管理在工作高速鐵路線路的維修養(yǎng)護與管理在工作內容及方法和常規(guī)線路有所區(qū)別內容及方法和常規(guī)線路有所區(qū)別 高速鐵路軌道設備磨損較快高速鐵路軌道設備磨損較快, ,更新周期短更新周期短, ,軌道設備的運送、組裝

17、等都采用工廠化、軌道設備的運送、組裝等都采用工廠化、機械化施工方式機械化施工方式 對軌道的管理，除正常磨耗、銹蝕等一對軌道的管理，除正常磨耗、銹蝕等一般性檢查外，還要用鋼軌擦傷檢查車和般性檢查外，還要用鋼軌擦傷檢查車和超聲波探傷機進行周密檢查超聲波探傷機進行周密檢查42小結小結 在高速鐵路上，隨著列車運行速度的提高，要在高速鐵路上，隨著列車運行速度的提高，要求線路的建筑標準也越高求線路的建筑標準也越高 為了適應高速運行和繁重運輸任務的要求，必為了適應高速運行和繁重運輸任務的要求，必須加強線路的檢測、監(jiān)視和維修養(yǎng)護工作，采須加強線路的檢測、監(jiān)視和維修養(yǎng)護工作，采用先進的設備，以保證線路的質量和行

18、車安全。用先進的設備，以保證線路的質量和行車安全。 振動和噪聲以及由此而產生的污染與危害是高振動和噪聲以及由此而產生的污染與危害是高速列車運行帶來的一個突出的也是比較復雜的速列車運行帶來的一個突出的也是比較復雜的問題。減輕和控制由此而產生的公害，將關系問題。減輕和控制由此而產生的公害，將關系到高速鐵路的發(fā)展前景。到高速鐵路的發(fā)展前景。43三三.高速鐵路的牽引動力高速鐵路的牽引動力 高速鐵路的電力傳動高速鐵路的電力傳動 動力車車體動力車車體 走行部走行部 制動制動 牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng) 高速列車的牽引動力高速列車的牽引動力 小結小結443.1高速鐵路的電力傳動高速鐵路的電力傳動 高速列車牽引

19、動力的核心技術是高速列車牽引動力的核心技術是交交直直交變流技術交變流技術 采用交流電機時，網(wǎng)上的單相交流電經(jīng)采用交流電機時，網(wǎng)上的單相交流電經(jīng)變壓、整流之后，還必須通過逆變器變變壓、整流之后，還必須通過逆變器變成三相交流電，才能作為交流電機的驅成三相交流電，才能作為交流電機的驅動電流。通過對交流電電壓和頻率的控動電流。通過對交流電電壓和頻率的控制和調整，再由直流變三相交流。制和調整，再由直流變三相交流。45 3.2 動力車車體動力車車體 車體結構輕量化車體結構輕量化 車體外形要符合空氣動力性能車體外形要符合空氣動力性能的要求的要求463.3 走行部走行部 客車轉向架客車轉向架 動力轉向架動力轉

20、向架473.3.1客車轉向架客車轉向架 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 舒適性舒適性 曲線通過性能曲線通過性能 輕量化輕量化 動力轉向架的牽引電機懸掛和傳動技術動力轉向架的牽引電機懸掛和傳動技術對于高速客車轉向架的主要技術要求歸納為：483.3.2 動力轉向架動力轉向架 動力轉向架和拖車（客車）轉向架的最動力轉向架和拖車（客車）轉向架的最大區(qū)別在于要產生和傳遞牽引力和動力大區(qū)別在于要產生和傳遞牽引力和動力制動力。根據(jù)牽引電機懸掛方式的不同制動力。根據(jù)牽引電機懸掛方式的不同可將轉向架分為可將轉向架分為“架懸式架懸式”、“體懸式體懸式”、“半體懸式半體懸式”493.4 制動制動 高速列車制動特點高速列車制動特點 制

21、動方式制動方式 高速列車高速列車復合制動系統(tǒng)復合制動系統(tǒng) 制動距離制動距離 制動時的乘客舒適性制動時的乘客舒適性 制動系統(tǒng)的可靠性和安全性制動系統(tǒng)的可靠性和安全性503.4.1高速列車制動特點高速列車制動特點 高速列車的制動與常速列車的制動，原高速列車的制動與常速列車的制動，原理相同。但由于高速列車的速度很高，理相同。但由于高速列車的速度很高，動能很大，要在規(guī)定的時間和距離內將動能很大，要在規(guī)定的時間和距離內將這些動能消耗或吸收，用常速列車的單這些動能消耗或吸收，用常速列車的單一閘瓦制動方式是無法達到的。因此，一閘瓦制動方式是無法達到的。因此，高速列車的制動必需采用綜合方式，即高速列車的制動必

22、需采用綜合方式，即多種制動協(xié)調使用多種制動協(xié)調使用，方能獲得較好的效，方能獲得較好的效果。果。513.4.2 制動方式制動方式 摩擦制動摩擦制動: : 1) 1)閘瓦制動（又稱踏面制動）閘瓦制動（又稱踏面制動） 2) 2)盤型制動盤型制動 3) 3)摩擦式電磁軌道制動摩擦式電磁軌道制動 動力制動動力制動 1) 1)電阻制動電阻制動 2) 2)再生制動再生制動 3) 3)電磁渦流制動電磁渦流制動 52部分高速列車制動方式一覽表部分高速列車制動方式一覽表國別 列車名稱 動力車制動方式 非動力車制動方式 日本 0 系列 100 系列 300 系列 電阻制動+盤形制動 電阻制動+盤形制動 再生制動+盤

23、形制動 電磁渦輪轉子制動+盤形制動 電磁渦輪轉子制動+盤形制動 法國 TGVPSE TGVA TGVN （研制中） 電阻制動+閘瓦制動 電阻制動+閘瓦制動 再生制動+盤形制動 盤形制動+閘瓦制動 盤形制動 盤形制動+電磁軌道制動 德國 ICE 再生制動+盤形制動 電磁渦輪軌道制動+盤形制動 533.4.4 制動距離制動距離 控制制動距離，保證制動時乘客的舒適性，?？刂浦苿泳嚯x，保證制動時乘客的舒適性，保證制動系統(tǒng)的可靠性。證制動系統(tǒng)的可靠性。 列車的制動距離與列車的速度和制動方式有關。列車的制動距離與列車的速度和制動方式有關。l列車緊急制動距離隨行車速度以高于列車緊急制動距離隨行車速度以高于1

24、次方的比例次方的比例增加，增加，300km/h的高速列車以緊急制動、的高速列車以緊急制動、0.8常用制常用制動系數(shù)和動系數(shù)和0.5常用制動系數(shù)制動停車，其制動距離分常用制動系數(shù)制動停車，其制動距離分別為別為4500、5200和和7700m，相當與長度為相當與長度為1500m的的閉塞區(qū)間分別為閉塞區(qū)間分別為3、4、6個。即使采用四顯示信號個。即使采用四顯示信號也不能滿足在兩個閉塞區(qū)的停車的要求，因此，高也不能滿足在兩個閉塞區(qū)的停車的要求，因此，高速列車的制動必須采用包括空氣制動（踏面制動和速列車的制動必須采用包括空氣制動（踏面制動和盤形制動）、動力制動和非粘著制動（磁軌制動和盤形制動）、動力制動

25、和非粘著制動（磁軌制動和渦流制動）在內的復合制動方式，以提供強大的制渦流制動）在內的復合制動方式，以提供強大的制動力。動力。54旅客列車的制動距離限制旅客列車的制動距離限制(m)制 動 方 式初 速 （ km/h）緊 急 制 動常 用 全 制 動減 壓130kpa（ 0.8倍 全 值 ）減 壓80kpa（ 0.5倍 全 值 ）120800/140110014001750260016014001750225032002002000220025003700300450048005200770055小結小結 高速牽引動力是實現(xiàn)高速列車的重要技術關鍵高速牽引動力是實現(xiàn)高速列車的重要技術關鍵之一。高速牽

26、引動力本身又涉及許多方面的新之一。高速牽引動力本身又涉及許多方面的新技術：要實現(xiàn)計現(xiàn)有機車更大的牽引功率及牽技術：要實現(xiàn)計現(xiàn)有機車更大的牽引功率及牽引力的新型動力裝置和傳動裝置；牽引動力的引力的新型動力裝置和傳動裝置；牽引動力的配置已不能局限于傳統(tǒng)的機車牽引方式，而采配置已不能局限于傳統(tǒng)的機車牽引方式，而采用分散的或相對集中的動車組方式；高速條件用分散的或相對集中的動車組方式；高速條件下新的制動技術；高速電力牽引時的受電技術；下新的制動技術；高速電力牽引時的受電技術；適應高速列車要求的車體及走行部的結構以及適應高速列車要求的車體及走行部的結構以及減少空氣的阻力的新的外形設計等。這些都是減少空氣

27、的阻力的新的外形設計等。這些都是發(fā)展高速牽引動力必須解決的具體技術問題。發(fā)展高速牽引動力必須解決的具體技術問題。56四四.高速鐵路的車輛高速鐵路的車輛 高速列車的車體高速列車的車體 高速鐵路的牽引緩沖裝置高速鐵路的牽引緩沖裝置 高速鐵路的制動裝置高速鐵路的制動裝置 小結小結574.1高速列車的車體高速列車的車體 車體結構輕量化車體結構輕量化 流線型外形流線型外形 提高氣密性提高氣密性 提高隔聲性能提高隔聲性能 防火措施防火措施58日本日本100系和系和300系車輛重量比較系車輛重量比較100系300系車體結構10.26.3轉向架19.313.4電氣裝置13.510.0車內設備10.69.8平均

28、1節(jié)車重量53.639.5594.1.2 流線型外形流線型外形 減少列車運行阻力，車體結構設計應最大可能的減少列車運行阻力，車體結構設計應最大可能的減少列車運行阻力。進一步減少能耗，列車阻力減少列車運行阻力。進一步減少能耗，列車阻力是速度的二次函數(shù)，列車速度提高后空氣阻力非是速度的二次函數(shù)，列車速度提高后空氣阻力非常突出，當速度提高到常突出，當速度提高到30kmh時，空氣阻力的時，空氣阻力的占總阻力的占總阻力的8590。604.1.3 提高氣密性提高氣密性 車體氣密性要求，當高速列車通過隧道或兩車體氣密性要求，當高速列車通過隧道或兩列高速列車交會特別是在隧道內會車時，車列高速列車交會特別是在隧

29、道內會車時，車外氣壓在短時間內會產生很大的壓力波動，外氣壓在短時間內會產生很大的壓力波動，這種壓力波動大小幾乎與列車運行速度的平這種壓力波動大小幾乎與列車運行速度的平方成正比地增加，如果車體結構不完全密封，方成正比地增加，如果車體結構不完全密封，車外的壓力波會迅速地傳至車內，使車內的車外的壓力波會迅速地傳至車內，使車內的壓力產主較大的波動，旅客會感覺到聲浪沖壓力產主較大的波動，旅客會感覺到聲浪沖擊耳膜的感覺，令人難人忍受，因而影響了擊耳膜的感覺，令人難人忍受，因而影響了旅客的舒適性，提高車體的氣密性是發(fā)展高旅客的舒適性，提高車體的氣密性是發(fā)展高速列車的一項關鍵技術。速列車的一項關鍵技術。611

30、00系列高速列車內部系列高速列車內部62ICE3一等車內部一等車內部ICE1-2一等車內部一等車內部63TGV一等車內部一等車內部TGV二等車內部二等車內部644.2 高速鐵路的牽引緩沖裝置高速鐵路的牽引緩沖裝置 高速旅客列車要求車鉤的縱向間隙小，高速旅客列車要求車鉤的縱向間隙小， 風管、電氣線路能自動對接；風管、電氣線路能自動對接； 緩沖器容量適當，柔性較好；緩沖器容量適當，柔性較好； 整個系統(tǒng)的重量要輕整個系統(tǒng)的重量要輕654.3高速鐵路的制動裝置高速鐵路的制動裝置 高速客車的制動方式高速客車的制動方式 充分利用和改善粘著充分利用和改善粘著 高速客車的基礎制動裝置高速客車的基礎制動裝置66

31、 高速客車在設計制造中必須重點解決以下技術高速客車在設計制造中必須重點解決以下技術問題：問題： l研制在高速運行條件下動力性能良好的轉向架研制在高速運行條件下動力性能良好的轉向架l優(yōu)良的制動系統(tǒng)優(yōu)良的制動系統(tǒng)l車體結構輕量化，并具有良好的空氣動力性能車體結構輕量化，并具有良好的空氣動力性能 此外，還有控制噪聲、提高氣密性、強化防火此外，還有控制噪聲、提高氣密性、強化防火措施和空氣調節(jié)設施等等措施和空氣調節(jié)設施等等675.高速鐵路的信號與控制系統(tǒng)高速鐵路的信號與控制系統(tǒng) 概述概述 高速鐵路列車運行自動化系高速鐵路列車運行自動化系統(tǒng)的構成及功能統(tǒng)的構成及功能 高速鐵路行車指揮自動化系高速鐵路行車指

32、揮自動化系統(tǒng)的構成及功能統(tǒng)的構成及功能 小結小結685.1高速鐵路信號與控制系統(tǒng)的基高速鐵路信號與控制系統(tǒng)的基本組成本組成列車自動列車自動控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)(ATCS)行車指揮自動化行車指揮自動化系統(tǒng)系統(tǒng)(ATS-Automatic Train Supervision)列車運行自動化列車運行自動化列車制動防護列車制動防護(ATP-Automatic Train Protection)列車自動駕駛列車自動駕駛(ATO-Automatic Train Operation)69 列車自動控制系統(tǒng)框圖列車自動控制系統(tǒng)框圖705.2 高速鐵路行車指揮自動化系統(tǒng)高速鐵路行車指揮自動化系統(tǒng)的構成及功能的構成及

33、功能構成高速鐵路行車指揮系統(tǒng)的基本思路：構成高速鐵路行車指揮系統(tǒng)的基本思路： 取消分散安裝再線路兩側傳統(tǒng)的信號設備，將取消分散安裝再線路兩側傳統(tǒng)的信號設備，將列車運行指揮控制中心集中與地面的高度中心。列車運行指揮控制中心集中與地面的高度中心。 在調度中心控制范圍內，有車載計算機輔助司在調度中心控制范圍內，有車載計算機輔助司機操縱列車運行。機操縱列車運行。71 調度中心計算機自動跟蹤列車運行并向列車傳調度中心計算機自動跟蹤列車運行并向列車傳遞運行計劃與控制命令。調度員監(jiān)督計算機的遞運行計劃與控制命令。調度員監(jiān)督計算機的工作并給予必要的輔助調度。工作并給予必要的輔助調度。 利用有線與無線的數(shù)據(jù)傳輸

34、網(wǎng)絡為調度中心與利用有線與無線的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡為調度中心與列車之間進行雙向信息傳遞。列車之間進行雙向信息傳遞。 調度中心計算機在調度中心運行過程中，向車調度中心計算機在調度中心運行過程中，向車站各分機分區(qū)、分時地下達列車運行計劃。站各分機分區(qū)、分時地下達列車運行計劃。 各車站的控制分機根據(jù)中心計算機的運行計劃，各車站的控制分機根據(jù)中心計算機的運行計劃，直接控制現(xiàn)場的有關連鎖設備與進路。直接控制現(xiàn)場的有關連鎖設備與進路。72 指揮中心微機數(shù)據(jù)網(wǎng)指揮中心微機數(shù)據(jù)網(wǎng)73 列車自動控制系統(tǒng)示意圖列車自動控制系統(tǒng)示意圖 74微機連鎖系統(tǒng)框圖微機連鎖系統(tǒng)框圖755.3高速鐵路列車運行自動化系高速鐵路列車運行

35、自動化系 統(tǒng)的構成及功能統(tǒng)的構成及功能 系統(tǒng)的構成系統(tǒng)的構成 無絕緣多信息軌道電路無絕緣多信息軌道電路 點式查詢應答器點式查詢應答器 微機化列車自動控制設備微機化列車自動控制設備 高速鐵路區(qū)間閉塞設備的過渡方案高速鐵路區(qū)間閉塞設備的過渡方案765.3.1 系統(tǒng)的構成系統(tǒng)的構成775.3.2 5.3.2 無絕緣多信息軌道電路無絕緣多信息軌道電路785.3.2 5.3.2 無絕緣多信息軌道電路無絕緣多信息軌道電路79小結小結 高速鐵路的信號與控制系統(tǒng)，是高速列高速鐵路的信號與控制系統(tǒng)，是高速列車安全、高密度運行的基本保證。高速車安全、高密度運行的基本保證。高速鐵路的信號與控制系統(tǒng)是微機控制與數(shù)鐵路

36、的信號與控制系統(tǒng)是微機控制與數(shù)據(jù)傳輸于一體的綜合控制與管理系統(tǒng)，據(jù)傳輸于一體的綜合控制與管理系統(tǒng)，是當代鐵路適應高速運營、控制與管理是當代鐵路適應高速運營、控制與管理而采用的新綜合性高技術。而采用的新綜合性高技術。80六六. 高速鐵路的通信系統(tǒng)高速鐵路的通信系統(tǒng) 概述概述 有線通信有線通信 無線通信無線通信 數(shù)據(jù)通信與數(shù)字網(wǎng)數(shù)據(jù)通信與數(shù)字網(wǎng) 圖象通信圖象通信 信息處理系統(tǒng)信息處理系統(tǒng) 小結小結816.1概述概述高速鐵路通信的特點高速鐵路通信的特點: 通信應具有高可靠性，以保證列車的高速安全通信應具有高可靠性，以保證列車的高速安全運行。運行。 通信應保證運營管理的高效率。通信應保證運營管理的高效

37、率。 通信與信號系統(tǒng)緊密結合，形成一個整體。通信與信號系統(tǒng)緊密結合，形成一個整體。 通信與計算機和計算機網(wǎng)相結合，形成一個現(xiàn)通信與計算機和計算機網(wǎng)相結合，形成一個現(xiàn)代化的運營、管理、服務系統(tǒng)。代化的運營、管理、服務系統(tǒng)。 通信應完成多種信息的傳輸和提供多種通信服通信應完成多種信息的傳輸和提供多種通信服務。務。 多種通信方式結合形成同意的鐵路通信網(wǎng)。多種通信方式結合形成同意的鐵路通信網(wǎng)。82法國TGV的通信系統(tǒng)概況836.2 6.2 有線通信（一）有線通信（一） 鐵路有線通信主要用來解決鐵路沿線長鐵路有線通信主要用來解決鐵路沿線長途干線以及中途地區(qū)間信息的傳輸。途干線以及中途地區(qū)間信息的傳輸。8

38、46.3 6.3 無線通信無線通信 固定無線通信固定無線通信 移動無線通信移動無線通信 1 1、列車無線通信、列車無線通信 2 2、防護無線通信、防護無線通信 3 3、列車運行自動化系統(tǒng)的無線、列車運行自動化系統(tǒng)的無線通信通信 旅客無線通信旅客無線通信 衛(wèi)星通信的應用衛(wèi)星通信的應用85法國法國TGV大西洋線地面與列車無線通大西洋線地面與列車無線通信信(含數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)含數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng))86 各種通信的接口各種通信的接口 876.4 6.4 數(shù)據(jù)通信與數(shù)字網(wǎng)數(shù)據(jù)通信與數(shù)字網(wǎng) 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信 1）數(shù)據(jù)交換網(wǎng)數(shù)據(jù)交換網(wǎng) 2）傳真交換網(wǎng)傳真交換網(wǎng) 3）數(shù)據(jù)傳輸設備數(shù)據(jù)傳輸設備 數(shù)字網(wǎng)數(shù)字網(wǎng)886.5 6.5

39、 圖象通信圖象通信 傳真電報傳真電報 工業(yè)電視工業(yè)電視 電視會議系統(tǒng)電視會議系統(tǒng) 圖象傳輸方式圖象傳輸方式896.6 6.6 信息處理系統(tǒng)信息處理系統(tǒng) 旅客系統(tǒng)旅客系統(tǒng) 可視圖文信息系統(tǒng)可視圖文信息系統(tǒng) 貨物系統(tǒng)貨物系統(tǒng) 運輸系統(tǒng)運輸系統(tǒng) 新干線信息管理系統(tǒng)新干線信息管理系統(tǒng)90小結小結 通信在高速鐵路的運輸中起著神經(jīng)系統(tǒng)通信在高速鐵路的運輸中起著神經(jīng)系統(tǒng)和網(wǎng)絡的作用。要保證指揮列車運行的和網(wǎng)絡的作用。要保證指揮列車運行的各種調度指揮命令信息的傳輸；為旅客各種調度指揮命令信息的傳輸；為旅客提供各種服務的通信；為設備維修及運提供各種服務的通信；為設備維修及運營管理提供通信條件。營管理提供通信條件

40、。91七七.磁懸浮鐵路簡介磁懸浮鐵路簡介 概述概述 磁懸浮鐵路的基本制式和工作原理磁懸浮鐵路的基本制式和工作原理 磁懸浮鐵路的車輛磁懸浮鐵路的車輛 磁懸浮鐵路的線路磁懸浮鐵路的線路 磁懸浮鐵路的社會經(jīng)濟效益磁懸浮鐵路的社會經(jīng)濟效益 我國磁懸浮列車的發(fā)展前景我國磁懸浮列車的發(fā)展前景 小結小結927.1 概述概述 與傳統(tǒng)鐵路相比，磁懸浮鐵路由于消除了輪軌與傳統(tǒng)鐵路相比，磁懸浮鐵路由于消除了輪軌之間的接觸，時速可達之間的接觸，時速可達500500公里以上；無廢氣公里以上；無廢氣排出和污染，有利于環(huán)境保護；由于磁懸浮系排出和污染，有利于環(huán)境保護；由于磁懸浮系統(tǒng)采用導軌結構，不會發(fā)生脫軌和顛覆事故、統(tǒng)采

41、用導軌結構，不會發(fā)生脫軌和顛覆事故、車輪、接觸導線等摩擦部件，可以省去大量的車輪、接觸導線等摩擦部件，可以省去大量的維修工作和維修費用維修工作和維修費用93 日本于日本于1972年用年用ML100型試驗車實現(xiàn)了型試驗車實現(xiàn)了60公里公里小時的磁懸浮運行。小時的磁懸浮運行。 1975年著手修建宮崎試驗線。年著手修建宮崎試驗線。 1977年開始對倒年開始對倒T型導軌和跨座式型導軌和跨座式ML500型試型試驗車進行了無人駕駛的試驗。驗車進行了無人駕駛的試驗。 1979年年12月，在九州宮崎試驗線上創(chuàng)造了月，在九州宮崎試驗線上創(chuàng)造了517公里小時的速度記錄。但因常溫下的超導材公里小時的速度記錄。但因常

42、溫下的超導材料尚未出現(xiàn)，還未能投入商業(yè)性的載人運行。料尚未出現(xiàn)，還未能投入商業(yè)性的載人運行。世界磁懸浮鐵路的試驗與發(fā)展世界磁懸浮鐵路的試驗與發(fā)展94七、日本七、日本MLX-01磁懸浮高速列車磁懸浮高速列車新型新干線200系列（1999年3月投入使用）95 德國從德國從1968年開始研究磁浮列車。年開始研究磁浮列車。1983年在曼年在曼姆斯蘭德建設了一條長姆斯蘭德建設了一條長32公里的試驗線，已完公里的試驗線，已完成了載人試驗。他們采用的成了載人試驗。他們采用的TR06型試驗車，型試驗車，在該線上創(chuàng)造在該線上創(chuàng)造412公里小時的記錄；并打算公里小時的記錄；并打算進一步突破進一步突破500公里小時

43、。公里小時。 英國于英國于1973年開始進行磁懸浮鐵路的研究，經(jīng)年開始進行磁懸浮鐵路的研究，經(jīng)過過20多年的研究和試驗，于多年的研究和試驗，于1984年年4月，從伯月，從伯明翰機場至國際車站之間開通運行了低速磁懸明翰機場至國際車站之間開通運行了低速磁懸浮列車，平均速度為浮列車，平均速度為25公里小時。公里小時。世界磁懸浮鐵路的試驗與發(fā)展世界磁懸浮鐵路的試驗與發(fā)展96 經(jīng)過了各國多年的試驗以后，一般認為，短途經(jīng)過了各國多年的試驗以后，一般認為，短途磁浮運輸速度一般為磁浮運輸速度一般為200公里小時，用于連公里小時，用于連接機場和市中心；中程磁浮運輸速度為接機場和市中心；中程磁浮運輸速度為300公

44、公里里/小時，適用于城市間運輸；長途磁浮運輸小時，適用于城市間運輸；長途磁浮運輸速度一般在速度一般在300公里小時以上，適用于遠距公里小時以上，適用于遠距離運輸。離運輸。 幾年來的運行實踐證明，常導磁吸式懸浮系統(tǒng)、幾年來的運行實踐證明，常導磁吸式懸浮系統(tǒng)、直線異步電機推進的高架低速磁浮列車，適用直線異步電機推進的高架低速磁浮列車，適用于城市內的公共交通和郊區(qū)客運。于城市內的公共交通和郊區(qū)客運。世界磁懸浮鐵路的試驗與發(fā)展世界磁懸浮鐵路的試驗與發(fā)展977.2 磁懸浮鐵路的基本制式和工磁懸浮鐵路的基本制式和工作原理作原理 懸浮原理懸浮原理 導向原理導向原理 推進原理推進原理98懸浮原理懸浮原理 常導

45、磁吸式（常導磁吸式（EMS型）型） 是利用裝在車輛兩側轉向是利用裝在車輛兩側轉向架上的常導電磁鐵（懸浮電磁鐵），和鋪設在線路導架上的常導電磁鐵（懸浮電磁鐵），和鋪設在線路導向軌上的磁鐵，在磁場作用下產生的吸引力使車輛浮向軌上的磁鐵，在磁場作用下產生的吸引力使車輛浮起，車輛和軌面之間的間隙與吸引力的大小成反比。起，車輛和軌面之間的間隙與吸引力的大小成反比。 超導磁斥式（超導磁斥式（EDS型）型） 此種型式在車輛底部安裝此種型式在車輛底部安裝超導磁體（放在液態(tài)氦貯存槽內），在軌道兩側鋪設超導磁體（放在液態(tài)氦貯存槽內），在軌道兩側鋪設一系列鋁環(huán)線圈。列車運行時，給車上線圈（超導磁一系列鋁環(huán)線圈。列車

46、運行時，給車上線圈（超導磁體）通電流，產生強磁場，地上線圈（鋁環(huán)）與之相體）通電流，產生強磁場，地上線圈（鋁環(huán)）與之相切割，在鋁環(huán)內產生感應電流。感應電流產生的磁場切割，在鋁環(huán)內產生感應電流。感應電流產生的磁場與車輛上超導磁體的磁場方向相反，兩個磁場產生排與車輛上超導磁體的磁場方向相反，兩個磁場產生排斥力。當排斥力大于車輛重量時，車輛就浮起來。斥力。當排斥力大于車輛重量時，車輛就浮起來。99磁懸浮原理比較圖100導向原理導向原理 常導磁吸式的導向系統(tǒng)，是在車輛側面安裝一常導磁吸式的導向系統(tǒng)，是在車輛側面安裝一組專門用于導向的電磁鐵，當車輛運行發(fā)生左組專門用于導向的電磁鐵，當車輛運行發(fā)生左右偏移

47、時，車上的導向電磁鐵與導向軌的側面右偏移時，車上的導向電磁鐵與導向軌的側面相互作用，產生一種排斥力，使車輛恢復到正相互作用，產生一種排斥力，使車輛恢復到正常位置，和導軌側面之間保持一定的間隙。當常位置，和導軌側面之間保持一定的間隙。當車輛的運行狀態(tài)發(fā)生變化時，例如運行在曲線車輛的運行狀態(tài)發(fā)生變化時，例如運行在曲線或坡道上時，控制系統(tǒng)通過對導向磁鐵中的電或坡道上時，控制系統(tǒng)通過對導向磁鐵中的電流進行控制來保持這一側向間隙，從而達到控流進行控制來保持這一側向間隙，從而達到控制列車運行方向的目的制列車運行方向的目的。101 超導磁斥式的導向系統(tǒng)，可以采用以下超導磁斥式的導向系統(tǒng)，可以采用以下三種方式

48、構成：三種方式構成：l在車輛上安裝機械導向裝置實現(xiàn)列車導向。在車輛上安裝機械導向裝置實現(xiàn)列車導向。l在車輛上安裝專用的導向超導磁體，使之與在車輛上安裝專用的導向超導磁體，使之與導軌側向的地面線圈或金屬帶產生磁斥力，導軌側向的地面線圈或金屬帶產生磁斥力，該力與列車的側向作用力相平衡，使列車保該力與列車的側向作用力相平衡，使列車保持正確的運行方向。持正確的運行方向。l利用磁力進行導引的利用磁力進行導引的“零磁通量零磁通量”導向系統(tǒng)。導向系統(tǒng)。導向原理導向原理102推進原理推進原理 磁懸浮列車由于懸浮起一定的高度，使車輪與磁懸浮列車由于懸浮起一定的高度，使車輪與鋼軌脫離，故不能依靠它們之間的摩擦力產

49、生鋼軌脫離，故不能依靠它們之間的摩擦力產生牽引力使車輛前進，而是采用一種叫做直線電牽引力使車輛前進，而是采用一種叫做直線電機的推進裝置作為列車的牽引動力。機的推進裝置作為列車的牽引動力。 直線電機是從旋轉電機演變而來的，它的基本直線電機是從旋轉電機演變而來的，它的基本構成和作用原理與普通旋轉電機類似，就如同構成和作用原理與普通旋轉電機類似，就如同將旋轉電機沿半徑方向切開展平而成。于是，將旋轉電機沿半徑方向切開展平而成。于是，其傳動方式也就由旋轉運動變?yōu)橹本€運動。其傳動方式也就由旋轉運動變?yōu)橹本€運動。1037.3 磁懸浮鐵路的車輛磁懸浮鐵路的車輛 車輛是磁懸浮鐵路的重要組成部分車輛是磁懸浮鐵路的

50、重要組成部分,是一種不與是一種不與地面接觸的運載工具。從磁懸浮鐵路產生到現(xiàn)地面接觸的運載工具。從磁懸浮鐵路產生到現(xiàn)在，隨著時代的發(fā)展和制式的不同要求車輛了在，隨著時代的發(fā)展和制式的不同要求車輛了不斷地更新。不斷地更新。 日本從日本從1962年起，經(jīng)過廣泛深入的分析和論證，年起，經(jīng)過廣泛深入的分析和論證，決定采用超導磁斥式懸浮系統(tǒng)。決定采用超導磁斥式懸浮系統(tǒng)。 德國從德國從70年代初開始研制磁懸浮列車，采用常年代初開始研制磁懸浮列車，采用常導磁吸式。導磁吸式。1041051061071087.4 磁懸浮鐵路的線路磁懸浮鐵路的線路 線路，作為磁懸浮鐵路的基本組成部分和走行線路，作為磁懸浮鐵路的基本組成部分和走行基礎，在構造上應能滿足磁懸浮列車的基本要基礎，在構造上應能滿足磁懸浮列車的基本要求。因為磁懸浮列車不但在構造和原理上與傳求。因為磁懸浮列車不但在構造和原理上與傳統(tǒng)鐵路不同，而且采用不同的懸浮方式，對線統(tǒng)鐵路不同，而且采用不同的懸浮方式，對線路的要求也不一樣。磁懸浮鐵路的懸浮、導向路的要求也不一樣。磁懸浮鐵路的懸浮、導向和推進設備，無論什么型式，總有一部分安裝和推進設備，無論什么型式，總有一部分安裝在車輛上，而另一部分安裝在軌道上，因此線在車輛上，而另一部分安裝在