高速动车组运行控制系统

1、湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书湖南铁道职业技术学院HUNAN RAILWAY PROFESSIONALTECHNOLOGY COLLEGE 毕业设计说明书课题名称 高速动车组运行控制系统 专 业 系 轨道交通系 班 级 地铁乘务班 学生姓名 邓力铭 指导老师 罗伟 完成日期 2009年12月17日 2010届毕业设计任务书一、 课题名称：高速动车组运行控制系统二、 指导老师：罗伟三、 设计内容与要求：1、课题概述:在列车运行控制技术方面，计算机、通信、控制技术与信号技术集成为一个自动化水平很高的列车运行自动控制系统（简称列控系统）。列控系统不仅在行车安全方面提供了根本保障，而且在行车自动化

2、控制、运营效率的提高及管理自动化等方面，提供了完善的功能，并向着运输综合自动化的方向发展，列控系统技术是现代化铁路的重要标志之一。本课题是总结国内外动车组列控系统的发展和运用的课题，涉及范围较广。国内外动车组新技术包括很多内容，在不同的国家，运用的型号也不相同，本课题要求学生在已学的电力机车、车辆专业知识基础上，对国内外各种动车组发展历程进行了解，通过比较得出国内外各种列控系统的优缺点以及我国CRH2型动车组所采用的技术创新点。通过对此课题的进行，使学生更好的了解国内外动车组列控系统的发展，介绍了列控系统在我国200Km/h动车组、350Km/h动车组及将来的发展与应用，对培养学生运用所学的基

3、础知识、专业知识，并利用其中的基本理论和技能来总结、研究本专业内的相应问题，培养学生工程技术人员必须具备的基础能力。2、设计内容与要求：（1）世界高速铁路的发展。（2）我国高速动车组的发展概况。（3）世界各国列车控制系统主要特点及应用（德国LZB系统、法国TVM系统、日本ATC系统）。（4）我国高速动车组列控系统的发展、应用及主要特点（200Km/h动车组、350Km/h动车组及将来无线通信在高速动车组中的应用）。（5）结论。四、设计参考书 动车组构造 西南交通大学出版社 动车组牵引与控制系统 西南交通大学出版社动车组制动系统 西南交通大学出版社 动车组操纵与安全 西南交通大学出版社 动车组行

4、车与规章 西南交通大学出版社动车组网络技术 西南交通大学出版社高速动车组概论 西南交通大学出版社五、设计说明书内容1、封面2、目录3、内容摘要(200-400字左右，中英文)4、引言5、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、分析、论证，设计结果的说明及特点）6、结束语7、附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、 设计进程安排 第1周： 资料准备与借阅，了解课题思路。 第2-3周: 设计要求说明及课题内容辅导。 第47周：进行毕业设计，完成初稿。 第7-10周： 第一次检查，了解设计完成情况。 第11周： 第二次检查设计完成情况，并作好毕业答辩准备。第12周： 毕业答辩与综合成绩评定。七、毕业设

5、计答辩及论文要求1、 毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。学生答辩时，自述部分内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。2、 毕业设计论文要求文字要求:说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。图纸要求:按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺

6、寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。内 容 摘 要在列车运行控制技术方面，计算机、通信、控制技术与信号技术集成为一个自动化水平很高的列车运行自动控制系统（简称列控系统）。列控系统不仅在行车安全方面提供了根本保障，而且在行车自动化控制、运营效率的提高及管理自动化等方面，提供了完善的功能，并向着运输综合自动化的方向发展，列控系统技术是现代化铁路的重要标志之一。列车运行控制系统是保证列车安全、高效运行的重要设备。发展中的列车控制系统将成为一个集列车运行控制、行车调度指挥、信息管理和设备监测为

7、一体的综合业务管理的自动化系统。列车运行控制系统的内容是随着技术发展而提高的，从初级阶段的机车信号与自动停车装置，发展到列车速度监督系统与列车自动操纵系统。进入20世纪90年代，国内外动车组新技术包括很多内容，在不同的国家，运用的型号也不相同，世界上已有许多国家开发了各自的列车运行控制系统。其中，在技术上具有代表性且已投入使用的主要有：德国的LZB系统，法国的VM300和TVM430系统，日本新干线的ATC系统等。为例，介绍了列控系统的系统原理和系统构成，介绍了列控系统在我国200Km/h动车组、350Km/h动车组及将来的发展与应用，对国内外各种动车组发展历程进行了解，通过比较得出国内外各种

8、列控系统的优缺点以及我国CRH2型动车组所采用的技术创新点。关键词： 高速列车 动车组 列车运行控制系统ABSTRACTIn the train control technology, computer, communication, technology integration, and signal control technology for a high level of automation of train operation control system (hereinafter referred to Train Control System). Train Control S

9、ystem, not only in traffic safety has provided the fundamental guarantee, but also in driving automation and control, operational efficiency and management of automation, the provision of perfect functionality and toward the transport direction of the development of integrated automation, the column

10、 is a modern control system technology One important indicator of the railway.The control system of the trains motion is an important equipment that can guarantee the train moves safely and efficiently. In the development of train control system will be a set of train operation control, traffic comm

11、and and control, information management and equipment monitoring for integrated business management automation systems. Train operation control system, content is increased as technology development, and the railroad train circulate control system of contents is along with technique development but

12、exaltation, from the motorcycle signal of entry-level stage and auto parking equip, development arrive railroad train speed direct system and railroad train auto manipulate system.Get into 20 century 90's, EMUs of new technologies at home and abroad, including a lot of content, in different coun

13、tries, using the model is not the same,in the world have already had many nation development respectively of the railroad train circulate control system,There are many advanced train control system in the world, and the most advanced ones are the LZB in Germany, the TVM in France and the ATC in Japa

14、n, in this essay , the principle of the system, the constitute of the system of the TVM in France will be introduced, meanwhile the development and the application of the train control system in EMU 200 Km/h 350 Km/h will be introduced ,too.Keyword: high speed train EMU train control system引 言 根据列车在

15、铁路线路上运行的客观条件和实际情况，对列车运行速度及制动方式等状态进行监督、控制和调整的技术装备。系统包括地面与车载两部分，地面设备产生出列车控制所需要的全部基础数据，例如列车的运行速度、间隔时分等；车载设备通过媒体将地面传来的信号进行信息处理，形成列车速度控制数据及列车制动模式，用来监督或控制列车安全运行。系统改变了传统的信号控制方式，可以连续、实时地监督列车的运行速度，自动控制列车的制动系统，实现列车的超速防护。列车控制方式可以由人工驾驶，也可由设备实行自动控制，使列车根据其本身性能条件自动调整追踪间隔，提高线路的通过能力。新一代铁路信号设备是由列车调度控制系统及列车运行控制系统两大部分组

16、成的。从技术发展的趋势看是向着数字化、网络化、自动化与智能化的方向发展。它的作用是保证行车安全、提高运输效率、节省能源、改善员工劳动条件。发展中的列车控制系统将成为一个集列车运行控制、行车调度指挥、信息管理和设备监测为一体的综合业务管理的自动化系统。列车运行控制系统的内容是随着技术发展而提高的，从初级阶段的机车信号与自动停车装置，发展到列车速度监督系统与列车自动操纵系统。进入20世纪90年代，世界上已有许多国家开发了各自的列车运行控制系统，其中，在技术上具有代表性且已投入使用的主要有：德国的LZB系统，法国的VM300和TVM430系统，日本新干线的ATC系统等。这些系统的共同特点是：可以实现

17、自动连续监督列车运行速度，可靠地防止人为错误操作所造成的恶性事故的发生，保证列车的高速安全运行。它们之间的主要区别体现在控制方式、制动模式及信息传输等形式方面。中国近几年来，对国外列车控制系统进行了较深入的研究，对列车控制模式、轨道电路信息传输、轨道电缆信息传输等方面都已取得不少的成果。在开发过程中，还可借鉴欧洲列车控制系统“功能叠加”、“滚动衔接”的经验，从保证基本安全着手，分步完成并真正达到安全、高效、舒适的目标。目 录第一章 世界高速铁路的发展101.1 世界各国发展高速铁路概况101.2 外国高速铁路发展的概况101.2.1 日本的高速铁路101.2.2 法国的高速铁路131.2.3

18、德国的高速铁路141.2.4 英国的高速铁路181.2.5 美国的高速铁路181.2.6 俄国的高速铁路181.2.7 意大利的高速铁路191.2.8 西班牙的高速铁路19第二章 我国高速动车组的发展概况212.1 我国国产动车组的发展概况212.2 我国CRH型动车组的发展概况252.2.1 CRH1252.2.2 CRH2272.2.3 CRH3282.2.4 CRH529第三章 世界各国列车控制系统主要特点及应用313.1 法国TVM系统主要特点及应用313.1.1 法国TVM300系统313.1.2 TVM400系列323.1.3 法国TVM300、TVM430系统的应用333.2 比

19、较德国LZB系统、法国TVM系统、日本ATC系统333.2.1 法国U/T系统333.2.2 日本ATC系统333.2.3 德国LZB系统34第四章 我国高速动车组列控系统发展、应用及主要特点364.1 我国高速动车组列控系统的发展364.1.1 CTCS的提出364.1.2 CTCS应用等级384.2 我国高速动车组列控系统的特点414.2.1 CTCS 0列控系统的特点414.2.2 CTCS 1列控系统的特点414.2.3 CTCS 2列控系统的特点414.2.4 CTCS 3列控系统的特点424.2.5 CTCS 4列控系统的特点43第五章 心得体会44参考文献46第一章 世界高速铁路

20、的发展  1.1 世界各国发展高速铁路概况百年追求高速度：自1825年世界上第一条铁路诞生一百多年来，世界各国从事铁路研究工作的专家、学者，始终在为提高列车的行车速度作不懈的努力。按照列车运行速度每小时超过200公里以上者为高速列车的标准，世界各国高速铁路的情况如下：1903年德国用电力机车牵引，试验速度已达到每小时210公里；1954年法国用电力机车牵引试验速度达到每小时243公里；1962年日本用电力机车牵引试验速度达到每小时256公里；1972年法国用内燃机车牵引试验速度达到每小时318公里。到了20世纪80-90年代，法国、德国、日本用电力机车牵引试验速度每小时达到

21、400公里以上，法国1990年试验速度达到每小时515.3公里的世界最高记录。特别是2007年4月3日法国最新型的AGV V-150试验型高速列车在巴黎斯特拉斯堡高速线上创造了地面交通运输系统试验速度的世界最高记录574.8km/h。我国也分别于1997年、1998年用电力机车牵引试验速度达到每小时212.6公里和240公里。 可见，经过一百多年的追求，列车行车试验速度的记录被一破再破。然而，试验达到的行车速度，不等于就可投入商业运营。尽管德国、法国列车试验速度早已达到高速列车速度目标值，但高速列车首先投入商业运营的国家则是日本。高速铁路线迅速发展：列车行驶速度要达到每小时200公里以上，并投

22、入商业运营，必须要按高速技术条件修建高速铁路线，要按高速技术标准研制机车车辆以及建设一系列符合高速技术条件的配套设施。而列车达到的试验速度往往只是对既有线路进行改造，对机车车辆的技术性能进行改进提高，只属于试验阶段。当然这些试验是十分必要的，为日后建设高速铁路投人商业运营积累了经验。1.2 外国高速铁路发展的概况1.2.1 日本的高速铁路     日本是在充分利用德、法等国家高速列车试验经验，并依靠本国的技术力量，于1964年建成了世界上第一条高速铁路 东海道新干线(东京至新大阪，全长515.4公里)，并研制了"0系"高速列车。日本的

23、高速铁路“新干线”诞生于1964年。当时的东京至大阪“东海道”线仅用8年时间就收回全部投资。近40年来，新干线技术不断进步，已经构成了日本国内铁路网的主干部分。虽然新干线的速度优势不久之后就被法国的TGV超过，但是日本新干线拥有目前最为成熟的高速铁路商业运行经验，近40年没有出过任何事故，而且新干线修建之后对于日本经济的拉动也是引起世界高速铁路建设狂潮原因之一。日本是世界上第一个建成实用高速铁路的国家。1964年10月1日东海道新干线正式开通营业，高速列车运行速度达到210公里/小时，从东京至大阪间旅行时间由6小时30分缩短到3小时。这条专门用于客运的电气化、标准轨距的双线铁路，代表了当时世界

24、第一流的高速铁路技术水平，标志着世界高速铁路由试验阶段跨入了商业运营阶段。东海道新干线以其安全、快速、准时、舒适、运输能力大、环境污染轻、节省能源和土地资源等优越性博得了政府和公众的支持和欢迎。东海道新干线投入运营后，高速列车的客运市场占有份额迅速上升，每天平均运送旅客36万人次，年运输量达1.2亿人次。从而使包括东京、横滨、名古屋大阪等大城市在内的东海道地区原本旅客运输十分紧张状况得到了缓和，大大提高了运输服务质量，取得了预期的经济效益，1964年投人运营，1966年开始盈利，1972年收回全部投资。第一条高速铁路的问世，使一度被人们认为夕阳产业的铁路，出现了生机，显示出强大生命力，预示着

25、"铁路第二个大时代"的来临。     1971年日本国会审议并通过了全国铁道新干线建设法，掀起了高速铁路建设的浪潮。1975年山阳新干线(新大阪至博多，全长553.7公里)全线通车营业，列车最高时速270公里；1985年东北新干线(东京至盛冈，全长496.5公里)全线通车营业，列车最高时速240公里；1982年上越新干线(大宫至新泻，全长269.5公里)全线通车营业，列车最高时速240公里；1997年长野新干线(高崎至长野，全长117.4公里)全线通车营业，列车最高时速260公里。1975年山阳新干线通车营业，列车最高时速270公里；

26、1985年东北新干线通车营业，列车最高时速240公里；1982年上越新干线通车营业，列车最高时速240公里；1997年长野新干线通车营业，列车最高时速260公里。日本修建高速铁路的成功经验，极大地刺激了西欧各国，终于促使一直对修建实用性高速铁路犹豫不决的西欧国家政府痛下决心，奋起直追。    （图1-1）500 系列 的 W3 型动车组    （图1-2）700 系列的 B1型动车组    （图1-3）800 系列的 U003型动车组     （图1-4）翻新的 E1 系列

27、M4型动车组   （图1-5）E3 系列 R11 型动车组 （图1-6）E4系列8厢P14型动车组 1.2.2 法国的高速铁路1971年，法国政府批准修建TGV东南线（巴黎至里昂，全长417公里，其中新建高速铁路线389公里），1976年10月正式开工，1981年9月22日投入运营，1983年9月全线建成通车。TGV高速列车最高运行时速270公里，巴黎至里昂间旅行时间由原来的3小时50分缩短到2小时，客运量迅速增长，预期的经济效益良好。TGV东南线的成功运营，证明高速铁路是一种具有竞争力的现代交通工具。1989年和1990，法国又建成巴黎至勒芒、巴黎至图

28、尔的大西洋线，列车最高时速达到300公里。1993年，法国第三条高速铁路TGV北线开通运营。北线也称北欧线，由巴黎经里尔，穿过英吉利海峡隧道通往伦敦，并与欧洲北部比利时的布鲁塞尔、德国的科隆、荷兰的阿姆斯特丹相连，是一条重要的国际通道。由于在修建高速铁路之初，就确定TGV高速列车可在高速铁路与普通铁路上运行的技术政策和组织模式，所以目前法国高速铁路虽然只有1520公里，但TGV高速列车的通行范围已达5921公里，覆盖大半个法国国土。根据规划，法国将在21世纪的头10年内，把东南线延伸至马赛，还要修建通向意大利和西班牙的南部欧洲线以及巴黎至德国斯特拉斯堡的东部欧洲线。2001年6月10日,连接法

29、国中部工业城市里昂和南部港口马赛、总长250公里的“地中海高速铁路”正式通车，以巴黎为中心向全国各地幅射的法国高速铁路网又一次得到延伸，使法国高速铁路的线路总数达到了6条、总长达到1520公里，年客运量超过2500万人次。2002年5月26日，新款高速列车在新建高速铁路上进行了最后一次实地试验，对列车的时速、铁路安全性能和列车抗强风能力作了全面测试。结果表明，新款列车完全适应当地的气候条件。在试运行中“地中海高速列车”最高时速达3666公里，运行时速达330公里。2007年4月3日中午，法国TGV又创下了新的最高行驶纪录：574.8 公里/小时。1.2.3 德国的高速铁路德国的ICE（Inte

30、r City Express的简称）则是目前高速铁路中起步最晚的项目。ICE的研究开始于1979年，其内部制造原理和制式与法国TGV有很大相似之处，目前的最高时速是1988年创下的409公里。现在德国与法国政府正在设计进行铁路对接，用各自的技术完成欧洲大陆上最大的两个国家铁路网的贯通。ICE起步较晚和进展比较落后的一个重要原因是德国人在高速轮轨和磁悬浮的两线作战。由于磁悬浮在设计理念上的先天优势（没有固态摩擦），德国的常导高速磁悬浮一直是其铁路方面科研的重点。磁悬浮的设计理念与传统意义上的轮轨完全不同，因此当法国的TGV顺利投入运行，而且速度不亚于当时的磁悬浮时，德国人才开始在高速轮轨方面奋起

31、直追，但是至今仍与法国TGV技术有不小的差距。高速轮轨和磁悬浮虽然在设计方法上有天壤之别，却有一点是共通的，那就是关注于改变列车和轨道的接触状况以提高速度。到目前为止，磁悬浮能够达到的设计运行最高时速为450公里（德国），试验最高时速552公里（日本）。与目前最高时速的高速轮轨TGV相比，磁悬浮的纯速度领先并不明显，但它有明显的速度潜力、能耗比和低噪音等。德国的高速铁路技术储备不亚于法国，1988年他们电力牵引的行车试验速度突破每小时400公里大关，达到406.9公里。但是德国的实用性高速铁路直到20世纪90年代初才开始修建，原因是德国客运量最集中的地区城市密布，高速公路已经发达完善，再修建高

32、速铁路显然达不到吸引客流的目的。因此，虽然高速铁路的优越性无论从东方的日本还是从近邻的法国已经被证明，他们对发展高速铁路的争论还是持续了十几年。德国的高速铁路，一条是1991年建成通车的曼海姆至斯图加特线；一条是1992年建成的汉诺威至维尔茨堡线。高速铁路上开行的ICE城际高速列车，时速250公里，1993年以来，ICE高速列车已进入伯林，把德国首都纳入ICE高速运输系统。ICE也穿过德国与瑞士的边界，实现了苏黎士至法兰克福等线路的国际直通运输。目前，德国正在新修柏林至汉诺威、科隆至法兰克福两条高速铁路。 （图1-7）ICE-V动车组 ICE-V中的V=Versuch=Experiment，试

33、验的意思。德国于1985年试验成功了ICE-V，该车由前后各一辆动车及中间3辆拖车组成，于1988年5月在汉诺威-维尔兹堡之间进行了运行试验，速度达到了406.9km/h。（图1-8）ICE-1动车组ICE的第一代，1991年正式投入运营，由两个动车及十至十二个拖车组成，运行在德国南北线和瑞士、奥地利等国，运行速度280km/h。ICE-1共有60列正式投入运营，其中一列在1998年的一次以外事故中损坏。 （图1-9）ICE-2动车组 ICE的第二代，1997年正式投入运营，仅有一辆动车及七个拖车组成，ICE-2共有44列正式投入运营，运行速度280km/h。（图1-10）ICE-3动车组IC

34、E的第三代，2000年正式投入运营。ICE-3对其先辈进行了根本性的改造，拥有更快的运行速度，其构造速度330km/h，持续速度300km/h，属于动力分散式。ICE-3由八辆车组成，共16个动轮，相当于ICE-2动力的两倍。（图1-11）ICE-4动车组ICE-3的改进型，各种结构的细节正在研究中。 （图1-12）ICE-5动车组使用完全不同的技术的新车型（使用磁悬浮技术），用于汉堡-柏林磁悬浮线路，这条线路由德国铁路公司经营。计划中的另一种快速列车，用于试验一系列新技术，如采用不同于现在ICE的新型转向架。但这项计划的财政尚未获批准，在未来五年内也许不会实现。（图1-13）ICE

35、-T动车组ICE-T是德国国铁411及415型铁路列车的代号。此系列是ICE家族最新推出的列车。但与其他家族成员不同的是, 它不是以速度为设计重点；它是唯一拥有摆式技术的ICE列车。ICE-T采用合体列车设计。但它不会行走比如科隆至法兰克福或纽伦堡至因戈尔斯塔特等高速路线。相反它只行走已铺设了的路线，特别在地理上多弯、上落斜度大的山林区路线, ICE-T便可以表现它独有的摆式技术。与其他家族成员一样, 它建了电力臂于车顶上, 属电力推动列车; 但它亦有一个为未铺设电缆地区设计成、采用柴油推动的“双生兄弟” ICE-TD。 德国国铁的原形设计是在普通InterCity列车上内摆式技术, 并命名为

36、IC-T。但是计划最终因市场策略而与Siemens公司合作制成ICE家族列车, 并以“T”命名, 成为现在的ICE-T。（图1-14）ICE-VT动车组编号为605的ICE-VT是一款客运内燃机车，该款机车是根据它的“双生兄弟”ICE-T而研发，并有许多零件是通用的。ICE-VT原本应于2000年投入使用，却由于技术方面的限制，直到2001年才投入使用。2001年夏末起开通了纽伦堡至德累斯顿列车，以及每日一班的慕尼黑至苏黎世列车，宣告开始了ICE-VT时代。然而由于环保和列车自身结构上仍存在不少缺陷，人们已逐渐取消运营这款列车。ICE-VT还是德国境内速度最快的内燃机车，在测试中达到222km

37、/h的速度，创造了新的德国内燃机车纪录。DB原本宣布该款列车共生产20辆，但其中一辆在生产过程中不慎从承载平台上跌落，剩余的19款最终或被作为货运使用于东部开姆尼茨地区。1.2.4 英国的高速铁路英国铁路目前采用改造既有线路的方法来提高列车运行速度，与德国同属一个模式。英国铁路几乎与法国同时开始规划铁路高速化，但走了弯路，现落在法国后面。英国打算利用旧线开行高速列车。为解决列车过弯道产生的离心力作用，在车辆上加装车体倾斜装置。把带有这种装置的客车组成的列车称为APT列车。由于这套装置技术复杂，且耗资过大， 80年代初决定放弃APT列车的研制。在研制APT列车的同时，英国开行了准高速列车（HST

38、列车），运行速度160180km/h。在伦敦周围的几条线路上，以及西海岸线上，用内燃机车牵引的客车通过半径为1800m以上的曲线。英国于1984年在放弃APT列车计划后，进行了东海岸干线的改造，实现了电气化和改造小半径曲线。为这条线路研制了由电力机车牵引的IC225型列车，构造速度为225km/h，试验速度曾达到260km/h。IC列车于1989年10月正式投入运用。英国铁路目前正在进行西海岸电气化改造，计划使用电动车组的牵引方式，采用IC250型列车，最高运行速度250km/h。东南西北人VM-A。1.2.5 美国的高速铁路美国客运量主要集中在航空和公路运输方面，1975年铁路客运量仅为航空

39、的十七分之一。美国铁路开展高速运行起步稍晚。从1974年以来，美国"东北走廊"线路客流有显著增长。为了节约能源，美国政府于1976年批准改造这条线路（全长735km）。 "东北走廊"是美国人口最稠密区，全国近20%的人口居住在"走廊"沿线的大中小城市。80年代开始陆续在"东北走廊"线上开行时速为200km的列车，行驶在巴尔的摩至乌依顿和纽约至华盛顿的线路上。1.2.6 俄国的高速铁路俄国铁路高速化过程的特点是，先改造一条线作为高速试验线，在列车速度逐步提高并取得经验后再建新线。 俄国采用在既有线上逐步提高旅客列车速

40、度，使线路的改造和机车车辆的更新同步进行的方法。从莫斯科到圣彼得堡之间的650km铁路基本上都是直线，是一条客货混跑线，客货运量均较大，以它作为高速列车试验线。60年代开始客运列车运行速度由160km/h提高到180km/h， 1975年非运营的试验速度已达200km/h。1984年3月高速列车正式投入运用。高速列车有两种方案：一种是由电力机车牵引的高速列车（PT200型），另一种为高速电动车组（P200型）。试验过程中，发现PT200型列车制动时前后冲动较大，正式运营时选择了电动车组。3P200型电动车组由10辆车组成，2辆无动力的头车和8辆动车（其中4辆带受电弓）。车体由铝合金制成，头车自

41、重48.6t，动车自重57t，车长26m。列车在莫斯科-列宁格勒的平均运行速度为140km/h，有两个区间速度达200km/h。全程运行时间4.6 h。计划减少限速区间和停站，延长运行速度为200km/h的区段，使列车编组扩大到14辆，并使全程运行时间缩短到4h以内。计划修建的高速客运专线是中央-南方高速干线。方案是：白天为座车，行车68h（莫斯科-克里米亚地区），夜间为卧车，行车1012h（莫斯科-高加索地区）。高速车辆带有封闭车体和风挡，设空调装置和封闭型厕所。1.2.7 意大利的高速铁路意大利是采用了先改车（不改线）、后建新线的方式来实现铁路高速化的。意大利在70年代中期投入运用了带摆式

42、车体的ERT401型的客车，最高运行速度为160180km/h，80年代最高速度达到200km/h。19881989年开始在米兰-罗马、威尼斯-罗马之间采用ETR450型摆式列车，最高运行速度250km/h。车体采用可控倾斜装置（强迫倾摆装置），由一套传感器、控制器和液压装置组成的自控系统，使车体过弯道时自动倾摆，最大倾摆角为10°。ETR450列车为动力分散式电动车组，由11辆车组成。每台转向架装一套牵引电动机。新建米兰-那不勒斯高速线（全长820km）,最高运行速度为275300km/h。采用ETR500高速电动车组。该列车由14辆车组成，采用交流异步电动机牵引。未采用可倾摆车体

43、。两头车辆为动车，每辆动车的功率为4250kW,长度为20m，自重为72t；拖车长度为26m，自重为40t。1.2.8 西班牙的高速铁路西班牙发展高速铁路时采用多种手段。采用先用摆式列车，后建新线的方法，建新线后仍不放弃摆式列车，这是两种轨距并存条件下采用的方针。西班牙既有线路的轨距为1676mm，如参与国际高速联运，必须在车辆上设自动变距装置，或另修准轨新线。西班牙铁路客车结构从1945年末开始运用世界稍有名气的TALGO列车。这种客车车体短（13.14m）、重量轻（车体由铝合金制造），位于列车中的两客车之间只装一根车轴，实际上一辆车只分担一根轴，这样的"小车"比较灵活，

44、利于高速运行，利于加装倾摆机构。西班牙铁路长期以来不放弃TALGO列车的方案。1964年设计的TALGOII型客车，在采用ML-3000型内燃机车牵引时试验速度达到了232km/h。为了过境运输（如通往法国），装了自由轮对的自动换轨距装置，改进了弹簧悬挂装置，最高运行速度可达230km/h。研制的TALGO-Pendular(即摆式TALGO)列车，于1988年1011月在德国铁路上进行了试验，试验速度达291km/h。90年代初投入运用。这种自然倾摆式摆式列车，车体支承点高于车体重心（这在TALGO型车上容易实现），过弯道时不象普通客车那样是"上晃"，而是"下摆

45、"（如同钟表摆那样）车体可自然倾摆6°9°。这种结构比强迫倾摆式列车简单得多。车体结构的重量只有3.25t。与此同时还修了两条轨距为1435mm的高速新线。一条由马德里到塞维利亚间471km，另一条是马德里到巴塞罗那。西班牙还为新线购置了全新的（非摆式的）高速列车。1989年3月西班牙国营铁路与法国阿尔斯通公司签定了供货合同，从法国购买24列高速列车。该高速列车是以法国大西洋新干线运用的TGV-A列车为基础，并考虑到在西班牙线路运用的特殊要求，局部进行修改设计制成的。从法国引进的用于西班牙铁路的高速列车定名为AVE列车。该列车由10辆车组成，2辆动车编挂在列车两端

46、，轨距与西班牙既有线路不同，采用了1435mm标准轨距。所以这种列车必须在新建的线路上运行。列车设计最高运行速度为300km/h。 自1964年日本建成第一条高速铁路以来，铁路焕发了新的生机，进入20世纪90年代，世界上掀起了建设高速铁路热潮。我国第一条高速铁路京沪高速线将在2007年开工建设。据不完全统计，全世界拥有或正在建设高速铁路的国家和地区已经达到12个，进行研究和规划的国家有6个，已经建成高速铁路新线长达4624公里，正在建设的线路有3509公里。可以预见，21世纪的铁路运输业将会出现轮轨系高速铁路的全面发展，全球性高速铁路网建设的时期已经到来。第二章 我国高速动车组的发展概况2.1

47、 我国国产动车组的发展概况从二十世纪下半叶开始，欧美日本等开始大规模研制并运用动车组。我国也于20世纪90年代开始研制动车组。（图2-1）DMU型双层内燃动车组中国首列DMU型双层内燃动车组是一种理想的中、短途轨道运输工具。唐山机车车辆厂于1998年自行开发研制成功，并于当年6月在南昌至九江间投入运行。设计速度120km/h，总定员540人。 （图2-2）液力传动内燃动车组而中国首列液力传动内燃动车组，1998年底由四方机车车辆厂研制，并于1999年2月在南昌至九江和南昌至赣州间投入运行。设计速度140kmh，总定员450人。液力传动内燃动车组目前正在运行的有9组，其中2组在南昌铁路局，7组在

48、哈尔滨铁路局。 （图2-3）“新曙光”号动车组“新曙光”号准高速双层内燃动车组于1999年8月由戚墅堰机车车辆厂和南京浦镇车辆厂联合研制完成，并于当年10月在沪宁线上投入商业运行。最大运营速度180kmh，总定员1140人。 （图2-4）“春城”号动车组“春城”号电动车组，长春客车厂为迎接“99”昆明世界园艺博览会开发制造的中国首列商业运行电动车组。该电动车组为无污染的环保型绿色交通工具。具有普通旅客列车所无法比拟的灵活编组、机动开行的优点，又具有公路交通工具无法比拟的速度快、运量大、效率高、投资省、安全性好的优点。动车组总功率为2160kW，设计速度120km/h。 （图2-5）“先锋”号动

49、车组 “先锋”号交流传动电动车组，是南京浦镇车辆厂负责总体研制的我国第一列交流传动动力分散电动车组，首列电动车组命名为“先锋”号。列车运营速度200km/h，最高试验速度250km/h，总定员424人。 （图2-6）“中原之星” 动车组“中原之星”交流传动电动车组，适用于中、短途快速旅客运输。由株洲电力机车厂、四方机车车辆股份有限公司、株洲电力机车研究所三家单位联合研制生产。首列动车组于2001年10月生产下线，配属郑州铁路局，于郑武线上运营。最高运营速度160km/h，总定员1178人。 （图2-7）“大白鲨” 动车组 “大白鲨”高速电动车组，株洲电力机车厂研制的中国第一台正式进入高速领域的

50、动力集中式高速动车组，是我国强大机车家族的又一精心完美之作。最大速度200km/h。 （图2-8）“蓝箭” 动车组“蓝箭”交流传动高速电动车组是为满足广深线“小编组、高密度、高速度”的公交化客运要求，由株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所、长春客车厂和广铁集团于2000年共同研制的新一代交流传动高速电动旅客列车组。基本编组定员为421人，连挂编组定员约800人。最大速度220km/h。 （图2-9）“中华之星”动车组 “中华之星”高速电动车组，该电动车组将成为我国京沈快速客运通道的主型列车及未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。列车最高运营速度可达270km/h，是目前我国商业运行时速最快

51、的电动车组。2002年11月27日，“中华之星”在秦沈客运专线综合试验中，成功创造了中国铁路的最高速度321.5km/h。该动车组广泛地采用了国内、外的先进技术，列车的整体技术性能达到国外同类产品的先进水平。 （图2-10）内燃液力传动摆式动车组内燃液力传动摆式动车组，是由唐山机车车辆厂和南京浦镇车辆厂2003年研制成功的时速160km/h的摆式动车组。该车由于采用了先进的倾摆技术，所以曲线通过速度将比普通客车提高20%-30%。最高试验速度 180km/h。2.2 我国CRH型动车组的发展概况目前，我国时速200公里及以上动车组统一采用“CRH”的简称,这是“中国铁路高速”(Chi

52、na Railway High-speed)英文字母的缩写,意为“中国铁路高速列车”。2.2.1 CRH1（图2-11）CRH1动车组CRH1，庞巴迪-四方-鲍尔（BSP）生产，原型是庞巴迪为瑞典AB提供的Regina。订购20列，编组形式为，2(2M+1T)+(1M+1T)，2M1T为一个单元，其中一个单元减少动车一节，Mc+Tp+M+M+T+M+Tp+Mc。CRH1总功率5300kW，轴功率265kW，共20个轴，每个动车4个动轴。 动力配置：2（2M+1T）+（1M+1T） 车种：一等车、二等车、酒吧坐车合造车 定员（人）：670 客室布置：一等车2+2、二等车2+3 最高运营速度（km

53、/h）：200 最高试验速度（km/h）：250 适应轨距（mm）：1435 适应站台高度（mm）：5001200 传动方式：交直交 牵引功率（kW）：5500 编组重量及长度：213.5m，420.4t 车体型式：不锈钢 气密性：没有 头车车辆长度（mm）：26950 中间车辆长度（mm）：26600 车辆宽度（mm）：3328 车辆高度（mm）：4040 空调系统：分体式空调系统 转向架类型：无摇枕空气弹簧转向架 转向架一系悬挂：单组钢弹簧单侧拉板定位+液压减振器 转向架二系悬挂：空气弹簧+橡胶堆 转向架轴重（t）：16 转向架轮径（mm）：915/835 转向架固定轴距（mm）：2700

54、 受流电压：AC25kV，50Hz 牵引变流器：IGBT水冷VVVF 牵引电动机：265kW 启动加速度（m/s2）：0.6 制动方式：直通式电空制动 紧急制动距离（m）（制动初速度200km/h）：2000 辅助供电制式：三相AC380V 50Hz DC100V2.2.2 CRH2 （图2-12）CRH2动车组CRH2，南车四方（联合日本财团）生产，原型日本新干线E2-1000。订购120列，编组形式为,4M+4T，8节编组，基本上是Mc+T+Mc+Tp+M+Tp+M+Tc。 动力配置：4M+4T 车种：一等车、二等车、酒吧坐车合造车 定员（人）：610 客室布置：一等车2+2、二等车2+3

55、 最高运营速度（km/h）：200（具备提速到300km/h的条件） 最高试验速度（km/h）：250 适应轨距（mm）：1435 适应站台高度（mm）：1200 传动方式：交直交 牵引功率（kW）：4800 编组重量及长度：204.9m，345t 车体型式：大型中空型材铝合金车体 气密性：车内压力从4kPa降到1kPa时间大于50s 头车车辆长度（mm）：25700 中间车辆长度（mm）：25000 车辆宽度（mm）：3380 车辆高度（mm）：3700 空调系统：准集中式空调系统 转向架类型：DT206/TR7004B无摇枕转向架 转向架一系悬挂：单组钢弹簧单侧拉板定位+液压减振器 转向架二系悬挂：空气弹簧+橡胶堆 转向架轴重（t）：14 转向架轮径（mm）：860/790 转向架固定轴距（mm）：2500 受流电压：AC25kV，50Hz 牵引变流器：IGBT水冷VVVF 牵引电动机：300kW 启动加速度（m/s2）：0.406 制动方式：直通式电空制动 紧急制动距离（m）（制动初速度200km/h）：1800 辅助供电制式：DC100V，三相AC100V AC220V、AC400V2.2.3 CRH3 （图2-13）CRH3动车组CRH3，北车唐山机车厂（联合西门子）生产，原型ICE3。订购60列，编组形式为，8M0