中國高速鐵路技術(shù)體系

從世界高鐵發(fā)展談中國高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新組名：像高速動車一樣微笑組長：楊乾麗主講人：運輸-陳斌昌2012年11月24日第一部分鐵路技術(shù)創(chuàng)新的背景第二部分主要成果與技術(shù)體系第三部分技術(shù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)第四部分結(jié)論第一部分鐵路技術(shù)創(chuàng)新的背景面臨世界能源資源緊缺和環(huán)境惡化的現(xiàn)實，鐵路作為節(jié)能環(huán)保的綠色交通工具，通過采用高新技術(shù)，已顯示出越來越多的優(yōu)越性，正處于從低谷走向復興的重要歷史階段。世界鐵路復興的時代已經(jīng)來臨國外高速鐵路的發(fā)展國外高速鐵路的發(fā)展世界高速鐵路發(fā)展概況1964年10月1日日本東海道新干線誕生，高速鐵路的里程碑，一掃鐵路“夕陽工業(yè)”的說法，使鐵路復蘇，拉開了高速鐵路修建的序幕。世界高速鐵路發(fā)展概況?1825年世界第一條鐵路運營?1903年德國列車試驗速度達到203km/h?1955年法國列車試驗速度達到330km/h?1964年日本新干線開通，最高運營速度210km/h?1983年法國TGV投入使用，最高運營速度270km/h?1988年德國ICE試驗速度達到406km/h?1990年法國TGV列車最高試驗速度達到515.3km/h?1991年德國ICE投入使用，最高運營速度270km/h?2007年法國TGV列車最高試驗速度達到574.8km/h世界高速鐵路之日本新干線從1964年第一條新干線開通以來，日本對新干線高速鐵路進行多次重大技術(shù)改進和革新。平均時速早在90年代初就已經(jīng)達到230公里/小時，在世界獨占鰲頭。作為世界高鐵的領(lǐng)路人，日本新干線擁有目前最為成熟的高速鐵路商業(yè)運行經(jīng)驗———近50年沒有出過任何事故，號稱“世界安全線”。世界高速鐵路之德國ICE1982年5月13日，原聯(lián)邦德國鐵路決定修建高速鐵路。1982年8月試制ICE（InterCityExpress）試驗型城際快車。1988年5月，ICE/V型試驗列車創(chuàng)造了406km/h的高速動車組速度記錄。目前，德國ICE高速列車多項技術(shù)被許多國家廣為引用或借鑒，成為高鐵界的后起之秀。世界高速鐵路之法國TGVTGV是法文“高速”的縮寫，法國在發(fā)展高速列車方面一直居世界領(lǐng)先地位，創(chuàng)下了輪軌技術(shù)的兩個世界紀錄。1990年創(chuàng)造了每小時515.3公里的世界最高時速紀錄。2007年4月3日，在一條商業(yè)運營線鐵路進行了TGV試驗，列車時速達到574.8公里。鐵路是國家重要基礎(chǔ)設(shè)施、國民經(jīng)濟大動脈和大眾化交通工具，在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中具有重要作用。我國鐵路發(fā)展規(guī)劃我國鐵路發(fā)展規(guī)劃我國鐵路發(fā)展規(guī)劃第一人今日之世界，非鐵道無以立國。交通為實業(yè)之母，鐵路又為交通之母，國家之貧富可以鐵道之多寡而定之，地方之苦樂可以鐵道之遠近計之，鐵路常為國家興盛之先驅(qū)，人民幸福之源泉也?！獙O中山

早在1912年孫中山在《建國方略之二（實業(yè)計劃）》就草擬了一份詳細的修筑全國鐵路的計劃，規(guī)劃的全國鐵路網(wǎng)總長度達10萬英里。2004年1月，國務院常務會議審議通過了我國歷史上第一個《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》。2007年10月在《綜合交通網(wǎng)長期發(fā)展規(guī)劃》中，對鐵路網(wǎng)總體規(guī)模進行了調(diào)整。2008年再次補充完善，完成了最近一次調(diào)整。按照規(guī)劃，到2020年我國新建高速鐵路將達到1.6萬公里，鐵路網(wǎng)規(guī)模增加到12萬公里以上。我國鐵路發(fā)展規(guī)劃中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整完善《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》

這是國務院批準的第一個行業(yè)規(guī)劃，也是截至2020年我國鐵路建設(shè)的藍圖：到2020年，全國鐵路營業(yè)里程達到12萬公里，主要繁忙干線實現(xiàn)客貨分線，復線率和電化率分別達到50%和60%以上，修建客運專線1.6萬公里，運輸能力滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展需要，主要技術(shù)裝備達到或接近國際先進水平。調(diào)整部分：

（1）鐵路營業(yè)里程由10萬公里調(diào)整為12萬公里；（2）客運專線由1.2萬公里調(diào)整為1.6萬公里；（3）電化率由50%調(diào)整為60%。中國鐵路六次大提速1997年4月1日，我國鐵路第一次大提速，拉開了鐵路提速的序幕。1998年10月1日，我國鐵路第二次大提速，列車最高時速達到160公里。2000年10月21日，全國鐵路第三次大提速，針對我國的西部內(nèi)部。2001年10月21日，我國鐵路第四次大提速。2004年4月18日，我國鐵路第五次大提速，

全國鐵路旅客列車平均旅行速度達到時速65.7公里。2007年4月18號，第六次全國鐵路大提速，高速動車組陸續(xù)上線運行。中國高鐵時代的到來高速鐵路：（高鐵）武廣高鐵、鄭西高鐵、滬寧高鐵、滬杭高鐵、京滬高鐵等客運專線：（客專）秦沈客專、石太客專、京滬客專、京沈客專、哈大客專等城際鐵路：（城際）京津城際、昌九城際、滬寧城際等高速鐵路：既有線時速大于200公里，新線時速大于250公里。第二部分主要成果與技術(shù)體系近年來開通運營的時速350公里的京津城際鐵路、武廣和鄭西高速鐵路，時速250公里的石太、膠濟、合寧、合武及東南沿海高速鐵路，集中展示了我國高速鐵路科技創(chuàng)新的成果。自主創(chuàng)新基本思路京津城際鐵路最高運營時速350公里，最高試驗速度為394.3km/h，采用大容量、高密度公交化的運輸組織模式，大量開行動車組列車，全程直達運行時間30分鐘，列車最小行車間隔3分鐘。京津城際鐵路運營速度達到世界第一，節(jié)能環(huán)保、運輸能力、綜合舒適度等方面處于世界領(lǐng)先。武廣高速鐵路全長1068.6公里，其中路基323公里、橋梁684座468公里、隧道226座177公里，橋隧比66.7%。武廣高速鐵路橋梁和隧道技術(shù)創(chuàng)造多項世界第一；動車組、列控、節(jié)能環(huán)保技術(shù)均處于世界一流水平；運輸組織世界最優(yōu)。鄭西高速鐵路穿越豫西山地和渭河沖積平原,南倚秦嶺,北臨黃河,沿線80%區(qū)段為黃土覆蓋,橋梁和隧道長度占全長的59.75%，濕陷性黃土地區(qū)施工是高速鐵路建設(shè)的技術(shù)難題。

京滬高速鐵路，簡稱京滬高鐵客運專線，全長1318公里，設(shè)計速度為300km/h，2011年6月30日通車，北京到上海最快只需4時48分，溫家寶總理主持通車典禮。2010年12月3日，在京滬高鐵試運營試驗中，國產(chǎn)“和諧號”CRH380A高速動車組最高運行時速達到486.1公里，中國高鐵再次刷新世界鐵路試驗最高速。

高速鐵路工務工程的特點采用基床和路基強化技術(shù)、無碴軌道、無縫道岔、跨區(qū)間超長無縫線路等。提高平順性和剛度均勻性，減少維修量，滿足旅客舒適度要求。大量采用高架線，以橋代路。解決與既有公路、道路立交，節(jié)約寶貴土地，減少拆遷，適應復雜地形、地貌、地質(zhì)情況，有效控制工后沉降。工務工程技術(shù)創(chuàng)新工務工程技術(shù)創(chuàng)新京津城際鐵路采用雙線混凝土箱梁高架橋，橋梁占全線總長87%，實現(xiàn)了與公路全立交，有效控制了工后沉降。工務工程技術(shù)創(chuàng)新鄭西高速鐵路在濕陷性黃土地區(qū)開展了大量地質(zhì)處理和沉降控制試驗研究。工務工程技術(shù)創(chuàng)新武廣高速鐵路成功研制了18號高速道岔、扣件和鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器；突破了巖溶地基處理和地基填筑技術(shù)，有效控制了工后沉降；首次實現(xiàn)了大跨度鋼橋鋪設(shè)無砟軌道。工務工程技術(shù)創(chuàng)新車站建筑充分體現(xiàn)功能性、系統(tǒng)性、先進性、文化性、經(jīng)濟性。系統(tǒng)考慮車場、站房、廣場、軌道交通及其他公共交通，構(gòu)建以人為本、可持續(xù)發(fā)展的綜合客運交通樞紐。北京南站工務工程技術(shù)創(chuàng)新良好的高速弓網(wǎng)匹配；動車組自動過分相；供電可靠、穩(wěn)定；免維護、少檢修、抵御自然環(huán)境侵害強；供電能力滿足高速度、高密度、大功率；具有綜合一體化遠程監(jiān)控能力。高速鐵路牽引供電具有以下特點牽引供電技術(shù)創(chuàng)新牽引供電技術(shù)創(chuàng)新京津城際鐵路接觸線張力為27kN，武廣高速鐵路接觸線張力為30kN，有效提高了接觸網(wǎng)振動傳遞波速、控制了接觸線動態(tài)抬升。列車速度350km/h，受電弓滑行速度100m/s。牽引供電技術(shù)創(chuàng)新高速鐵路弓網(wǎng)匹配

德國、日本和法國現(xiàn)有的三種高速列控系統(tǒng)自成體系，相互不兼容，技術(shù)不開放。歐洲鐵路歐盟為實現(xiàn)各國鐵路互聯(lián)互通，確定了歐洲鐵路列車運行控制系統(tǒng)統(tǒng)一的技術(shù)平臺，即ETCS。其中，基于GSM-R無線傳輸?shù)腅TCS2用于高速鐵路，現(xiàn)已成功投入商業(yè)運營，代表未來高速列車運行控制技術(shù)的發(fā)展方向。通信信號技術(shù)創(chuàng)新國外高速鐵路列控系統(tǒng)發(fā)展趨勢通信信號技術(shù)創(chuàng)新列控中心車站聯(lián)鎖調(diào)度中心CTC軌道電路應答器道岔信號機車載設(shè)備

系統(tǒng)組成CTCS-2級列控系統(tǒng)通過軌道電路和應答器為列車提供控車信息，由軌道電路提供行車許可。用于提速既有線和時速250公里高速鐵路。通信信號技術(shù)創(chuàng)新CTCS-2列控系統(tǒng)介紹調(diào)度中心CTC信號機道岔中央聯(lián)鎖車載設(shè)備列控中心區(qū)域聯(lián)鎖應答器帶燈停車牌現(xiàn)場控制單元軌道電路CTCS-3D列控介紹

系統(tǒng)組成CTCS-3D列控系統(tǒng)通過軌道電路和應答器提供控車信息，閉塞分區(qū)入口設(shè)置有源應答器，由應答器提供行車許可。用于京津城際鐵路。CTCS-3D列控系統(tǒng)介紹京津城際鐵路采用GSM-R數(shù)字專用移動通信系統(tǒng)，全線單網(wǎng)交織覆蓋，實現(xiàn)了移動話音通信和無線數(shù)據(jù)傳輸。武廣、鄭西高速鐵路實現(xiàn)了GSM-R數(shù)字專用移動通信系統(tǒng)，車地雙向無線傳輸列車運行控制信息。GSM-R無線通信高速鐵路是當今世界高新技術(shù)的集成，是國家科技實力和綜合實力的集中體現(xiàn)，高速動車組是高速鐵路的核心裝備之一。高速動車組普遍采用了輕量化鋁合金車體、高可靠性無搖枕轉(zhuǎn)向架、大功率交直交牽引傳動、微機控制的電空聯(lián)合制動、基于計算機和網(wǎng)絡技術(shù)的列車控制和旅客信息系統(tǒng)等。高速動車組技術(shù)創(chuàng)新高速動車組技術(shù)創(chuàng)新CRH1型動車組主要用于廣深線、浙贛線城際間的中短途運輸，牽引功率5300kW，5動3拖，定員670人。適用中長途運輸?shù)?6輛編組動車組即將下線。高速動車組技術(shù)創(chuàng)新

CRH2型動車組主要用于北京以南地區(qū)，牽引功率4800kW，4動4拖，定員610人。16輛編組動車組已上線運營。高速動車組技術(shù)創(chuàng)新CRH2-300型動車組牽引功率8208kW，6動2拖，定員610人，最高運營時速350公里。高速動車組技術(shù)創(chuàng)新CRH3型動車組牽引功率8800kW，4動4拖，定員556人，最高運營時速350公里。高速動車組技術(shù)創(chuàng)新CRH5型動車組主要用于東北和華北地區(qū)，牽引功率5500kW，5動3拖，定員622人。高速動車組技術(shù)創(chuàng)新CRH380A型動車組

CRH380A型動車組為動力分散式、交流傳動的電力動車組，其中8輛編組的動車組被命名為為CRH380A，而16輛編組的動車組被命名為CRH380AL，最高營運速度380公里/小時。CRH380B型動車組

CRH380B型動車組由北車集團制造，其中短編組動車為CRH380B，而長編組動車為CRH380BL，最高營運速度380公里/小時。CRH3型動車組ICE3型動車組車體由2.9米加寬到3.3米，斷面面積9m2增加到11.4m2，二等車座椅2＋3布置，定員增加100余人。寬車體技術(shù)創(chuàng)新高速動車組技術(shù)創(chuàng)新CRH3型動車組4動4拖，由兩個動力單元組成。起動牽引力300kN，輪周功率8800kW。牽引電機牽引變流器牽引電機牽引變壓器牽引電機牽引變流器牽引電機牽引電機牽引變流器牽引電機牽引變壓器牽引電機牽引變流器牽引電機輔助變流器充電裝置輔助變流器充電裝置牽引系統(tǒng)組成

高速動車組技術(shù)創(chuàng)新寬敞舒適的客室環(huán)境

高速動車組技術(shù)創(chuàng)新調(diào)度指揮堅持路網(wǎng)完整性和調(diào)度集中統(tǒng)一指揮，建立以北京、上海、武漢、廣州為中心的調(diào)度指揮系統(tǒng)，構(gòu)建運營調(diào)度技術(shù)體系，實現(xiàn)高速鐵路運營調(diào)度現(xiàn)代化。運營調(diào)度技術(shù)創(chuàng)新運營調(diào)度技術(shù)創(chuàng)新引導揭示系統(tǒng)客運服務技術(shù)創(chuàng)新客運服務技術(shù)創(chuàng)新高鐵玫瑰

京津城際鐵路采用自主研制的高速綜合檢測列車定期檢測，利用先進的檢測手段對線路、牽引供電、通信、信號等基礎(chǔ)設(shè)施進行綜合檢測和評估。綜合檢測技術(shù)創(chuàng)新綜合檢測技術(shù)創(chuàng)新

設(shè)施檢測自動化、綜合維修一體化、維修手段機械化維修效率高，運營成本低綜合維修技術(shù)創(chuàng)新三枕搗固車20頭道岔打磨車AHM800型路基處理車綜合維修技術(shù)創(chuàng)新第三部分技術(shù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)美國鐵路一公里埋著一個華工尸體（太平洋鐵路）一根枕木一條命、一顆道釘一滴血（滇越鐵路）中國高鐵一公里埋著一卡車人民幣高鐵投資大、耗資大鐵路項目名稱線路全長鐵路投資每公里造價京滬高鐵1318公里2209.4億1.676億/Km京津城際119.4公里214.5億1.796億/Km青藏鐵路二期工程1142公里330.9億0.29億/Km2008年北京奧運會基礎(chǔ)設(shè)施投資2000億人民幣地鐵線路從54—200km,約146km地鐵造價4億/Km缺乏核心技術(shù)依托日本新干線——日本川崎重工法國TGV——法國阿爾斯通德國ICE——德國西門子加拿大鐵路——加拿大龐巴迪

我國引進了法國阿爾斯通公司的技術(shù)到長春軌道客車股份有限公司，日本川崎重工的技術(shù)到南車，加拿大龐巴迪公司的技術(shù)到青島BSP公司，德國西門子公司的技術(shù)到唐山機車車輛廠，從此“和諧號”動車組從此駛?cè)肓税傩盏纳钪?。鐵路發(fā)展的新特點鐵路發(fā)展的新特點從2003年到2012年，是我國鐵路建設(shè)規(guī)模最大的時期，完成這些建設(shè)任務，發(fā)達完善的鐵路網(wǎng)將初具規(guī)模。突出特征是規(guī)模大、標準高。鐵路發(fā)展的新特點從2003年到2012年，是我國鐵路科技進步最快的時期，經(jīng)過不懈努力，我國技術(shù)裝備將基本達到世界