高鐵概論課件

高速鐵路概述主講人：戚昌憲目錄第一節(jié)高速鐵路概論第二節(jié)中國高速鐵路發(fā)展歷程第三節(jié)我國高速鐵路發(fā)展現(xiàn)狀第四節(jié)電氣化鐵路的組成第五節(jié)高速列車的分類及概念第一節(jié)高速鐵路概述1．火車的發(fā)明1825年9月27日，世界上第一條行駛蒸汽機(jī)車的永久性公用運(yùn)輸設(shè)施，英國斯托克頓——達(dá)靈頓的鐵路正式通車了。在盛況空前的通車典禮上，由機(jī)車、煤水車、32輛貨車和1輛客車組成的載重量約90噸的“旅行”號列車，由設(shè)計(jì)者斯蒂芬森親自駕駛，上午9點(diǎn)從伊庫拉因車站出發(fā)，下午3點(diǎn)47分到達(dá)斯托克頓，共運(yùn)行了31.8公里。2．電氣化鐵道的出現(xiàn)1879年5月31日，在德國柏林舉行的世界貿(mào)易博覽會(huì)上，由西門子（SIEMENS）建造并展出了世界上第一條電氣化鐵路，這條鐵路只有不足600米長，采用兩軌道間設(shè)置第三軌的供電方式，電壓DC100V，牽引功率3馬力，時(shí)速只有4英里/小時(shí)，牽引三節(jié)車廂，最多可以搭乘30名旅客。但是他開創(chuàng)了新的牽引方式－－電氣化鐵道誕生。

1881年5月，德國在柏林近郊的利希特菲爾德修建的一條長2.45km的電氣化鐵路投入運(yùn)行，這是世界上第一條商業(yè)運(yùn)行的電氣化鐵路，開啟了鐵路電力牽引的新時(shí)代。20世紀(jì)初期，電氣化鐵路在世界各地得到迅速發(fā)展。3．高速電氣化鐵路時(shí)代的到來1964年9月1日，世界上第一條高速電氣化鐵路――東京到大阪的新干線在日本建成通車，該段鐵路采用交流60Hz，25KV供電制。最高時(shí)速210KM/h（目前運(yùn)行速度270KM/h)東京到大阪的運(yùn)行時(shí)間從過去的6小時(shí)30分鐘縮短為3個(gè)小時(shí)。拉開了高速電氣化鐵道建設(shè)的新篇章。3．高速電氣化鐵路時(shí)代的到來20世紀(jì)初，德國列車試驗(yàn)速度達(dá)到了時(shí)速209.3km1995年法國創(chuàng)造了時(shí)速331km的試驗(yàn)速度。此后，試驗(yàn)速度不斷被刷新。1981年2月法國的試驗(yàn)速度提高到380km1988年5月德國把試驗(yàn)速度提高到時(shí)速406.9km半年后法國又達(dá)到482.4km1991年5月法國的試驗(yàn)速度先后達(dá)到了時(shí)速10.6km和515.3km，創(chuàng)造了世界記錄。2007年4月3日法國進(jìn)行超高速列車（TGV）最新型“V150”列車的行駛試驗(yàn)，時(shí)速達(dá)到574.8公里，創(chuàng)下新的有軌鐵路行駛世界紀(jì)錄。（1）日本從1972年3月至2002年12月，先后建成投入運(yùn)營的有山陽新干線、上越新干線、北陸新干線。投入運(yùn)營的5條新干線營業(yè)里程合計(jì)2048.8km，最高時(shí)速270—300km；運(yùn)輸模式為客運(yùn)高速，新干線與既有鐵路不兼容；客運(yùn)公司新干線間既有列車跨線跨界運(yùn)行，又有不出公司管界運(yùn)行（如在東京站旅客換乘）兩種模式。4.國外高速鐵路現(xiàn)狀（2）法國巴黎和里昂是法國最大的兩大城市，連接兩座城市的TGV東南線于1981年（南段）和（北段）分別投入運(yùn)營。最高運(yùn)行時(shí)速達(dá)到270km。巴黎到里昂390km，旅行時(shí)間僅為2小時(shí)，比過去縮短一半。從1989年9月至2001年，先后建成投入運(yùn)營的高速鐵路有大西洋線、東南延伸線、北方線、巴黎東環(huán)線和地中海線。投入運(yùn)營的6條高速鐵路營業(yè)里程合計(jì)1576km，最高運(yùn)行時(shí)速270—300km，運(yùn)行模式為客運(yùn)高速、高速鐵路與既有鐵路兼容。（3）德國第一條高速鐵路是漢諾威—維爾茨堡、曼海姆—斯圖加特。漢諾威—維爾茨堡線路全長327km，1973年開始動(dòng)工，1987年完成94km并投入部分使用，1991年全部投入使用。曼海姆—斯圖加特全長107km，其中新線99km，1976年開始動(dòng)工，1991年投入使用。ICE列車在保證中途停站不變的情況下，使曼海姆—斯圖加特的旅行時(shí)間縮短為原來的68%，使法蘭克福到斯圖加特的旅行時(shí)間縮短到原來的64%。從1998年9月至2002年8月，先后建成柏林—漢諾威、科隆至法蘭克福線。投入運(yùn)營的4條高速鐵路營業(yè)里程合計(jì)917km，最高運(yùn)行時(shí)速250—300km，高速鐵路既有客運(yùn)專線，又有客貨共線運(yùn)行模式。幾條高速鐵路主要技術(shù)條件比較：本世紀(jì)初投入運(yùn)營的是高速客運(yùn)專線，新建部分全部采用無碴軌道，橋隧比例增大，線路最大坡度、最大允許超高和欠超高、緩和曲線長度等技術(shù)參數(shù)加大，最小曲線半徑適量縮小，同是8輛編組動(dòng)車組，動(dòng)力車最大功率增至8000kW，列車運(yùn)行控制采用改進(jìn)型LZB。（4）其它國家西班牙第一條高速鐵路是馬德里—塞爾維亞，全長471km。1987年10月動(dòng)工新建，1992年4月投入運(yùn)營。線路設(shè)計(jì)時(shí)速300km，列車最高運(yùn)營時(shí)速270km。由于高速線的開通，馬德里—塞爾維亞的旅行時(shí)間由原來的5小時(shí)45分鐘縮短到2小時(shí)15分鐘。2003年開通馬德里—萊里達(dá)線。投入運(yùn)營的高速鐵路營業(yè)里程合計(jì)952km。意大利羅馬至弗羅倫薩是其第一期高速鐵路，為既有線改造而成。既有線建于100年前，總長316km，坡度大、小半徑多，成為意大利鐵路南北干線中的瓶頸區(qū)段。該線1992年完工，線路設(shè)計(jì)時(shí)速250km。羅馬至那波利，采用ETCS2列控系統(tǒng)，2006年1月12日后商業(yè)運(yùn)營，時(shí)速300km。被認(rèn)為是歐洲鐵路跨國運(yùn)輸發(fā)展的一個(gè)里程碑。英國海峽隧道與倫敦連線109km，已建成運(yùn)營時(shí)速300km隧道至法克漢站74km。比利時(shí)88km。韓國首爾至釜山412km，已建成運(yùn)營首爾至大邱段一期工程，時(shí)速300km。世界主要國家電氣化鐵路統(tǒng)計(jì)表

序號國家鐵路總里程電氣化里程供電制式1俄羅斯8.84.125kV工頻單相交流、直流2德國4.72.115kV162/3Hz單相交流3中國7.52.025kV工頻單相交流4日本2.81.720kV、25kV工頻單相交流、直流5法國3.41.525kV工頻單相交流、直流6印度6.41.425kV工頻單相交流7南非2.41.225kV工頻單相交流、直流8波蘭2.51.23kV直流9意大利2.01.125kV工頻單相交流、直流單位：萬公里曹建猷，鐵道電氣化工程技術(shù)專家、教育家。鐵道牽引電氣化與自動(dòng)化學(xué)科的創(chuàng)始人。長期從事鐵道電氣化與計(jì)算機(jī)科學(xué)的教學(xué)和研究，為中國鐵道電氣化建設(shè)培養(yǎng)了大批技術(shù)骨干。在制定我國鐵道電氣化采用“單相工頻交流電壓制”決策和在牽引供電系統(tǒng)的理論研究上，作出了突出的貢獻(xiàn)。5．我國電氣化鐵道的發(fā)展5．我國電氣化鐵道的發(fā)展

我國第一條電氣化鐵路是寶（雞）成（都）線寶雞～鳳州段，正式通車于1961年8月15日正式交付運(yùn)營，從此揭開了我國電氣化鐵路建設(shè)的序幕。5．我國電氣化鐵道的發(fā)展2002年11月27日，“中華之星”在秦沈客運(yùn)專線綜合試驗(yàn)中，成功創(chuàng)造了中國鐵路的最高速度321.5km/h。第二節(jié)中國的高速鐵路發(fā)展歷程1993-2003年，鐵路五次大提升，旅客列車時(shí)速從80公里提高到160公里，在高速技術(shù)方面做了大量探索和研究。2006年-2007年，中國鐵路實(shí)施了第六次大提速，中國鐵路系統(tǒng)掌握了既有線提速200-250公里的成套技術(shù)。2005-2008年：京津城際高速鐵路，系統(tǒng)解決了制約速度的一系列技術(shù)難題，最高運(yùn)營時(shí)速提高至350公里；2008-2011年：武廣、鄭西、哈大等客運(yùn)轉(zhuǎn)銜持續(xù)運(yùn)營時(shí)速350公里。2011年6月30日京滬高速鐵路正式開通運(yùn)營。它的建成使北京和上海之間的往來時(shí)間縮短到5小時(shí)以內(nèi)。京滬高速鐵路最高運(yùn)營時(shí)速380公里。2008年8月1日，我們國家第一條時(shí)速350公里的高速鐵路京津城際鐵路開通運(yùn)營，標(biāo)志著我國系統(tǒng)掌握了時(shí)速350公里的高速鐵路成套技術(shù)，我國高速鐵路技術(shù)從此跨入了世界的先進(jìn)行列。京滬高鐵:

京滬高速鐵路于2008年4月18日開工，從北京南站出發(fā)終止于上海虹橋站，總長度1318公里，總投資約2209億元。全線縱貫北京、天津、上海三大直轄市和河北、山東、安徽、江蘇四省。是新中國成立以來一次建設(shè)里程最長、投資最大、標(biāo)準(zhǔn)最高的高速鐵路。2011年6月30日正式開通運(yùn)營。它的建成使北京和上海之間的往來時(shí)間縮短到5小時(shí)以內(nèi)。2011年12月12日起，京滬高鐵將增加運(yùn)力，高峰期每日開行動(dòng)車組列車92對。

京滬高鐵列車最高時(shí)速可達(dá)380km/h

世界上里程最長的高速鐵路——武廣高鐵全程1068.6km時(shí)速可達(dá)350km/h合蚌高鐵:線路起于京滬高速蚌埠南站，經(jīng)過北城站以及水家湖站，終點(diǎn)在合肥火車站，線路全長130.67公里，在合肥境內(nèi)的近80公里。合蚌客專北連正在建設(shè)的京滬高速鐵路，南接合肥鐵路樞紐與合寧、合武、合福鐵路相銜接，是京滬高速鐵路與滬漢蓉快速客運(yùn)通道間快速連通線，也是京福鐵路的重要組成部分，將構(gòu)成合肥北上的快速通道。已于2009年1月9日正式開工，線路設(shè)計(jì)行車速度為350公里/小時(shí)。我國CRH動(dòng)車組的現(xiàn)狀和特點(diǎn)CRH（ChinaRailwayHigh-speed）200km/h級別CRH1CRH5CRH2-200300km/h級別CRH3CRH2-300從法國、德國、日本、加拿大等國引進(jìn)先進(jìn)動(dòng)車組技術(shù)，鐵道部引導(dǎo)組織鐵路機(jī)車車輛生產(chǎn)企業(yè)、科研單位，聯(lián)合了一批高校，以掌握核心技術(shù)為目標(biāo)，把原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新結(jié)合起來，以產(chǎn)、學(xué)、研為一體開發(fā)制造了CRH系列動(dòng)車組姓名CRH1

產(chǎn)地龐巴迪-四方-鮑爾

原型龐巴迪Regina

能力定員（人）：670

最高運(yùn)營速度（km/h）：200

最高試驗(yàn)速度（km/h）：250

姓名CRH2

產(chǎn)地南車四方（聯(lián)合日本財(cái)團(tuán)）

原型日本新干線E2-1000

能力定員（人）：610

最高運(yùn)營速度（km/h）：200

（具備提速到300km/h的條件）最高試驗(yàn)速度（km/h）：250姓名CRH3產(chǎn)地唐山+長春原型德國西門子公司ICE3

能力最高運(yùn)營速度（km/h）：330

最高試驗(yàn)速度（km/h）：380姓名CRH5

產(chǎn)地北車集團(tuán)長客股份公司原型法國阿爾斯通

能力定員（人）：602+2（殘疾人）

最高運(yùn)營速度（km/h）：250

（具備提速到300km/h的條件）最高試驗(yàn)速度（km/h）：250CRH380-ACRH380-BCRH380-C技術(shù)先進(jìn)——采用標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)模塊化設(shè)計(jì)

流線型車頭和圓滑鼓形斷面車體、高速無搖枕轉(zhuǎn)向架輕量化設(shè)計(jì)的鋁合金或不銹鋼車體先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)成熟的大功率交流傳動(dòng)技術(shù)和國際上最先進(jìn)的元器件高強(qiáng)度鋁合金和不銹鋼車體，確保了整車的安全性大容量的密接式車鉤緩沖裝置，可以有效地緩沖各種沖擊能量

大量采用的計(jì)算機(jī)技術(shù)，完善的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),便于實(shí)現(xiàn)信息化管理

完備的故障導(dǎo)向安全措施，無需人為干預(yù)，提高了動(dòng)車組運(yùn)用的安全性

安全可靠——信息化管理自診斷功能

高速轉(zhuǎn)向架——平穩(wěn)全自動(dòng)恒溫空調(diào)系統(tǒng)——溫濕恒定氣密性車體結(jié)構(gòu)——最大限度降低噪音自動(dòng)的壓力保護(hù)裝置——保證舒適度乘坐舒適——設(shè)施人性化特殊旅客特殊服務(wù)

衛(wèi)生環(huán)保、低噪音、污物垃圾不污染沿線

CRH系列動(dòng)車組的車內(nèi)裝飾和化工材料全部符合國內(nèi)和國際環(huán)保規(guī)定的要求。衛(wèi)生間便器污物均集中收集排放，不對沿線造成任何污染。由于采用了大量降低噪音的新技術(shù)，有效地降低了動(dòng)車組車內(nèi)外的噪聲，減少了對環(huán)境的噪音污染。CRH動(dòng)車組的局限性高鐵投資巨大，收益壓力大客源適用局限性在人口稠密區(qū)占用大量土地資源高速鐵路投資巨大，投資收益的壓力自然也大京滬高鐵建設(shè)投資預(yù)計(jì)超過2000億元年收益30~50（億元）2000/50=40（年）要建設(shè)1.6萬公里以上高速鐵路系統(tǒng)建設(shè)將預(yù)計(jì)需要多達(dá)5萬億元的投資，這使鐵路部門面臨巨大經(jīng)營壓力。高昂的建設(shè)成本與維修成本決定客源主要為:高端的商務(wù)、公務(wù)人群票價(jià)：大幅度地高于普通列車；與打折機(jī)票相差無幾時(shí)間：比普通列車縮短1/3左右，遠(yuǎn)慢于飛機(jī)對于各個(gè)階層,高鐵都不是最佳選擇橋梁長度約1140km，占正線長度86.5%；隧道長度約16km，占正線長度1.2%；路基長度162km，占正線長度12.3%；全線鋪設(shè)無砟正線約1268公里，占線路長度的96.2%。有砟軌道正線約50公里，占線路長度的3.8%。全線用地總計(jì)5000km2

施工工藝錄像隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國外高速列車先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用與研發(fā)強(qiáng)勁不衰。為降低成本和提高市場競爭力，各國都更加重視對鐵路機(jī)車車輛的技術(shù)改造，打造自己的品牌，以在世界上占有立足之地。當(dāng)今世界高速鐵路機(jī)車呈現(xiàn)出多元化的局面，既有傳統(tǒng)的高速列車制造強(qiáng)國，也有不少新興的高速列車制造國。

在國外高速列車中，比較知名的有日本的新干線700系列，法國的TGV,歐洲之星，德國的ICE,意大利的ETR系列等

第三節(jié)我國高速鐵路的發(fā)展現(xiàn)狀我國高鐵鐵路發(fā)展大致可以分為兩個(gè)階段：第一階段，1990年至2007年，期間全國鐵路五次大提速，技術(shù)上對引進(jìn)的德、日、法高速動(dòng)車組進(jìn)行了消化吸收；

第二階段，2008年至今，以《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃》的啟動(dòng)實(shí)施為標(biāo)志，高鐵產(chǎn)業(yè)進(jìn)入自主創(chuàng)新的階段。依托科技部和鐵道部聯(lián)合開展的《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃》和“十一五”國家科技計(jì)劃項(xiàng)目，我國已建立了以政策為指導(dǎo)、市場為導(dǎo)向，以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的科技創(chuàng)新模式；以高速列車設(shè)計(jì)制造企業(yè)為龍頭，聯(lián)合國內(nèi)多家高校、科研院所及高速列車零部件配套企業(yè)，發(fā)揮各自優(yōu)勢科技資源和產(chǎn)業(yè)資源，分工協(xié)作，突破高速列車關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建起高效的高速列車技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制，使我國高速鐵路發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入到一個(gè)新的階段。第三節(jié)我國高速鐵路的發(fā)展現(xiàn)狀2015年是鐵路“十二五”規(guī)劃的收官之年。2015年全國鐵路完成固定資產(chǎn)投資8200億元人民幣，新增鐵路運(yùn)營里程9000多公里，新開工61個(gè)項(xiàng)目。從2011年開始，中國鐵路固定資產(chǎn)投資從5863億元快速增長至8000億元，其中較大比重投入到高速鐵路領(lǐng)域，2016年鐵路固定資產(chǎn)投資仍將保持8000億規(guī)模。第三節(jié)我國高速鐵路的發(fā)展現(xiàn)狀我國高速鐵路網(wǎng)始建于2004年，第一條高鐵線路京津城際鐵路于2008年8月通車，從此成為鐵路投資重中之重，2015年以高速鐵路為主骨架的快速鐵路網(wǎng)將基本建成，總規(guī)模達(dá)4萬公里以上，其中高速鐵路通車?yán)锍踢_(dá)到1.9萬公里，較2012年翻了一番，與其他鐵路共同構(gòu)成的快速客運(yùn)網(wǎng)可基本覆蓋50萬以上人口城市。第三節(jié)我國高速鐵路的發(fā)展現(xiàn)狀截止至2015年，“四縱四橫”高鐵主骨架基本建成，在區(qū)際運(yùn)輸中發(fā)揮著重要作用?！八目v”高鐵，已開通運(yùn)營了京滬高鐵、京廣高鐵、京哈高鐵、上?！贾荨珜幉āＶ荨钲诳焖勹F路等，并加快建設(shè)京沈高鐵；“四橫”高鐵，已開通運(yùn)營鄭州～西安～寶雞、杭州～長沙～貴陽、南京～合肥～武漢～重慶、膠濟(jì)客專、石太高鐵等。加快建設(shè)濟(jì)南～石家莊、徐州～鄭州、寶雞～蘭州、貴陽～昆明高鐵等。“十三五”我國高速鐵路仍將保持快速發(fā)展，規(guī)劃貫通哈爾濱至北京至香港（澳門）、連云港至烏魯木齊、上海至昆明、廣州至昆明高速鐵路通道，