动车论坛_高速铁路相关知识.doc

铁路的发展趋势是高速化、重载化和多式运输。铁路作为一种经济的、大运量的交通工具，在各个国家的经济生活中做出了重大贡献。但近年来，遇到了航空和公路的严峻挑战，促使各国铁路进行内部的体制改革和运输手段上的技术创新，铁路高速化应运而生。一般认为，时速200公里以上（注）称为高速铁路。按这个说法，高速铁路自50年代就出现了，至今已有了40多年的发展历史。80年代末，我国铁路已将高速化提上了议事日程，90年代初，建成了第一条准高速铁路，1997年和1998年两次大规模在既有线实行提速。目前，正在进行北京-上海高速铁路的前期工作，并已取得重大进展。注：多高的速度能称为高速？高速是一个相对的概念，但我们还是可以为它描绘出一个范围。高速列车就是按照可以高速运行的要求而设计、制造的。对可称为高速列车的“高速”，目前还没有统一的定义。但我认为200km/h或125英里/时（125mph）及以上的速度可称为“高速”，理由如下：人们也许认为160 km/h（100mph）及以上可称为高速，但这种说法有一个问题，因为英国许多电动车组（EMU）最高速度已达160 km/h（100mph），它们并没有称为高速列车，而是称为快速列车。所以这种说法是不确切的。确切的高速铁路定义也许还可以讨论，人们也许只将最高运行速度达270 km/h（168mph）称为高速列车，这是一种情况。在法国这已成为现实，专为TGV列车建造了高速线路，而常规线路（非高速线路）列车限速为225km/h（140mph）。实际上这种说法已得到支持，法国铁路（SNCF）的225km/h（140mph）列车不叫高速列车，只有TGV被称为高速列车，最慢的TGV的最高速度也达270 km/h（168mph），而新的TGV最高运行速度已达到300km/h（186 mph）。总之，如果你生活在30年代，144km/h（90mph）就是高速了，这种速度的机车仅用于旅客列车和常规快速或特快列车，如Class A4。显然，这是因为当时机车的最高速度只能达到100km/h（60mph）至112 km/h（70 mph）。把144km/h(90mph)称为高速也许是可笑的，但那时的普通列车只能达到这个速度。今天认为只有270km/h（168mph）这样的速度才叫高速同样是可笑的，因为很多国家将200km/h（125mph）称为高速，如英国的Inter-city 125。同样，德国1999年将建造的最高速度达200km/h 的Diesel ICE称为高速列车，英国的命名为ADTRANZ的DMU（200km/h）也称为高速列车。根据上述理由，我们完全可将200km/h称为高速。可靠的供电受流技术 高速列车绝大多数都是电力牵引，高速受流即所谓的弓网关系，也是开发高速列车需要解决的问题之一。高速列车运行中需要由地面供电系统通过接触网经受电弓获得电能，牵引列车运行。这种受流方式只能依靠受电弓在接触网导线上滑动获得电流，因此，保持受电弓与接触网导线良好的接触，以使列车能够连续获得电流是至关重要的。由于接触网的不平顺或受电弓的振动，会使得受电弓与接触网导线瞬时离开，这种现象一般用离线率，即受电弓离线时间与整个运行时间的比来表示受流的质量。受电弓与接触网导线离线不仅恶化受流质量，还会便受电弓与接触网导线间产生电弧、增加噪声、电蚀接触网导线和受电弓滑板，从而降低接触网导线使用寿命。在振动中仍能保持良好的接触是高速列车受流所应该解决的问题。为保证受流质量，接触网导线的波动速度至少要大于14倍的列车速度。这是由于接触网导线是柔性悬链线，它在受电弓抬升力的作用下，导线发生变形而出现波动，这种波动会沿接触网导线方向传递。提高接触网导线的波动速度可用增加导线的张力和降低其线密度来实现。因此，高速铁路接触网导线必须具有高强度低重量，并具有较好的平顺性。对高速列车来说，性能优良的受电弓是非常必要的。目前可用计算机数值模拟技术，对受电弓与接触网的振动进行模拟分析，优化选择受电弓与接触网的各种参数。法国TGV简介TGV是法文单词的缩写，翻译过来是高速列车的意思。它有数代，每一代又有好几种车型。TGV计划开始于20世纪60年代。当时，法国国家铁路局（SNCF）认识到，要与日益增长的私家车和快捷的空中交通竞争，他们除了提供快捷的速度外，别无他法。最初，这项计划被认为是走上了技术的“死胡同”。当时的业内人士以为，钢制轮轨系的技术已经研究到底了，应该是转移到磁悬浮或喷气动力式研究的时候了，因此，这项计划在一开始没有得到任何政府投资。SNCF对TGV的构想是在列车保持兼容现有铁路设施的条件下开发高速铁路系统。这样做，有利于最大程度利用现行的铁道，特别是城市中心的铁路设施。而现在如果在这些城市中心新建高速火车系统，如火车站等，代价是让人无法接受的。另一个好处是在现行铁路的基础上，用TGV列车达到部分高速铁路的目标，逐渐改进现有铁道系统，一步一步地实现铁路高速化。TGV列车最早的原形是TGV001。它以蒸汽涡轮为动力，在1972年11月8日创造了时速318公里的世界纪录。这种车在试验中曾175次跑出超过300公里的时速。70年代后期，法国在巴黎到里昂之间铺建了一条全新的线路。1981年9月27日，该线的第一部分开通投入运营。开通典礼是由当时法国总统密特朗主持的。明亮的橘红色的流线型TGV列车名噪一时。而仅仅在几个月前，TGV即以380公里的时速打破了世界纪录。新型TGV取得了出人意料的成功，打败了巴黎到里昂的航空运输业，很快就盈利了，仅仅用十年的时间就完全抵偿了其自身的营建成本。面对这一成功，法国政府开始看好这一新系统，并为进一步开发高速路网提供了支持。TGV已经成为法国的高技术象征。1989年，TGV A tlan tiq u e线首次开通，运营于巴黎西部各个城市中心点。自此，新型的TGV和铁道线相继面世，而且在每一次的更新换代中都有很大的改进。在1989年，A tlan tiq u e型TGV初次登台，从巴黎往西方向运营。这种新型的TGV改进了先前几代的缺陷，展示出了TGV继续向前发展的可能性。特别值得注意的是在1990年5月18日，它创造出了令世界震惊的速度：5153公里的时速。如今，TGV技术已经成为了法国对外出口的一项技术。在西班牙，有引进TGV技术的AVE高速列车，在韩国，有从TGV变化而来的KTX。另外，法国国家铁路局（SNCF）还积极向其他要发展高速列车的国家和地区推荐TGV。(人民铁道报）各国高速铁路系统比较西班牙AVE 西班牙高铁，混合采用法国 TGV车辆系统及德国ICE供电与信号系统，配合新辟路线之兴建，于1992年4月开始马德 里至塞维亚(Seville)间之商业运转，最高营运时速订为300公里，大大改善了西班牙中部到南部的交通情况。 在引进高铁之前，西班牙传统上特有的旅客列车称为Talgo，采摇摆式车体技术，最高营运速度为每小时200公里。意大利ETR 意大利高铁于以发展南北干线为重点，目前完成罗马至佛罗伦斯约240公里长之高铁新线路段。1988年以采用摇摆式(Tilting)车体技术之ETR450列车，在不妨碍因高速行驶于既有半径较小之曲线路段所导致乘客不适之感觉下， 来达成提升运转速度之目的，其最高营运时速可达250公里。1996年于米兰至罗马间开始启用新型高速列车 ETR500，此型列车为非摇摆式车体，为类似德、法、高铁之动力集中式列车，其最高营运速度可达每小时300公里。德国ICE 德国传统铁路之营运时速原已达200公里，在1991年配合汉诺威乌兹堡间全长327公里及曼海姆斯图加特间全长107公里之高速运转路线兴建完成，ICE高速列车开始进行商业运转后，其最高营运速度每小时可达280公里。由于ICE列车优良之营运实绩，德国国铁目前正积极新建从科隆至法兰克福约 177公里之高铁路线及改善原有铁路路线，并研发新车种，以扩大高速铁路之营运路网及提高速度。 日本新干线SKS 1964年10月日本东京大 阪东海道新干线（Tokaido Shinkansen） 开始以最高营运时速 210公里进行商业运转，成为世界上第一个高速铁路系统，其所缔造极佳的营运实绩与经验，扭转了铁路运输走向夕阳产业之命运。之后日本于1972至1985年间，又配合市场需要，陆续完成山阳(Sanyo)、东北(Tohoku)、上越(Joetu)等新干线之兴建，最高营运速度亦提升至每小时275公里。在1997年又完成秋田线(Akita)及北陆线(Hokuriku)之部份路段，加入营运。最新型的500系列车于1997.3.22通车运行，其最高时速达每小时300公里。 绵密的新干线已成为日本城际运输路网的骨干。法国TGV 继日本之后，法国积极进行高铁技术之发展， 并于1981年9月兴建完成巴黎里昂间之TGV东南线，成为欧洲第一条高速铁路，当时最高营运速度每小时270公里。其后，TGV大西洋线、北线及网络连接线等亦陆续完成， 最高营运速度在1989年已提升至每小时300公里。目前正投入新路线的规划兴建中， 包括如地中海线、东部线、西南部线等。以上五个国家的高铁系统之主要特性，请详参“各国高速铁路系统特性指标一览表”。基于高速铁路成功的营运经验，铁路高速化已成为世界各国运输建设之发展趋势。除上述几国外，其它如韩国、美国、中国大陆和台湾、欧洲许多国家等，均陆续投入建设高速铁路的行列中。各国高速铁路系统特性指标一览表各国高速铁路系统特性指标一览表特 性西班牙(AVE)意大利(ETR 500)德国(ICE)日本(SKS)法国(TGV)1.路线/里程(公里)/开始营运年马德里-塞维亚/471/ 1992米兰-罗马/500/1996汉诺威-乌兹堡/327/ 1991曼海姆-斯图加特/107/ 1991东京-新大阪(东海道线)/ 515/ 1964新大阪-冈山-博多(山阳线)/ 161+393/ 1972,1975盛冈-大宫-/上野(东北线)466+27 / 1982,1985大宫-新泻(上越线)/270/ 1982巴黎-里昂(东南线)/ 427/ 1981巴黎-勒芒,图尔(大西洋线)/282/ 1989,1990巴黎-里耳(北线)/333/ 1992巴黎外围网络连接线/ 102/ 19942.最高试驶速度356.8 km/hr(1993)316/km/hr(1989)406.9 km/hr(1988)443 km/hr(1995)515.3 km/hr(1990)3.最高营运速度300 km/hr275 km/hr280 km/hr300 km/hr300 km/hr4.路线最大坡度1.5%1.8%1.25% (特殊段4.0% )1.5% 、2.0% 及2.5%2.5% 及3.5%5.最小曲线半径(M)3900(正常4400)54507000(特殊处5100)东海道线：2500 (特殊处2000)山阳、东北、上越线：4000 (特殊处3000)东南线、网络连接线：4000(特殊处3250)大西洋线、北线：6000(特殊处4000)6.轨距(CM)143514351435143514357.轨道中心距(M)4.35.04.7 4.2(科隆至法兰克福新线)4.2(东海道)4.3(其它线)4.2(东南线、大西洋线、网络连接线)4.5(北线、东南沿伸线)8.路基宽度-13.710.711.613.013.99.隧道截面积(双轨)(平方米)757682 (新线75)6471、90、10010.路线结构比例马德里-塞维亚： 桥梁 2%隧道 3%线路 95%-汉诺威-乌兹堡： 桥梁 37%隧道 37%线路 26%上越线： 桥梁 60.4%隧道 39.2%线路 0.4%北线： 桥梁/隧道 1.9%线路 98.1%11.电力系统AC25kV50Hz、DC3.0kVAC25kV50Hz、DC3.0kVAC15kV162/3HzAC25kV50Hz、AC25kV 60Hz、AC30kV50HzAC25kV50Hz、DC1.5kV12.列车牵引型式动力集中式(Push-Pull)动力集中式(Push-Pull)动力集中式、动力分布式(研发中)动力分布式(EMU)动力集中式(Push-Pull)13.车体寿命约30年(铝合金)约30年SKS 0型为15年约30年14.列车长(m)/座位数200/ 329327/ 594ICE-1型： 410/ 759SKS 300型： 400/