下一代高速列车关键技术的发展趋势与展望

迅速发展的轨道车辆装备制造业已经成为未来世界经济发展的重要引擎。针对全球高速铁路发展及高速列车的技术特征进行技术分析和调研,分析了世界高速铁路发展状况及高速列车发展计划,尤其是欧洲及日本的下一代高速列车技术研制特征。同时,介绍我国下一代高速列车的技术特征和技术目标,包括设计理念,车体、转向架、牵引传动和制动、智能化特征、安全性等关键技术。重点提出我国下一代高速列车的技术指标建议值,论述了下一代高速列车转向架、车体、牵引传动等关键系统的技术发展方向和智能化的设计目标。结论表明:国内外下一代高速铁路的技术发展和竞争依然比较激烈,下一代高速铁路先进技术成为当前的主要热点和重要研究方向,具有迫切性和必要性。     

世界高速列车的发展

高速铁路以其灵活、高效、可靠、舒适等特点备受世界铁路运输的青睐。随着高铁客运量的大幅增长,高速列车制造商在技术研发、平台设计、生产能力等方面面临着更严苛的挑战。文章对世界高速列车的发展及市场情况进行了分析,对世界主要车辆制造公司及其高铁产品作了介绍,论述了未来高速列车的技术发展趋势,对我国下一代高速列车关键技术特征进行了分析和展望。     

高速动车组广义舒适度关键技术分析

分析了高速动车组广义舒适度领域的关键技术以及未来发展的主要趋势。结合广义舒适度的主要内容以及目前现状,分析了影响广义舒适度的重要指标因素,提出了现阶段提升高速列车乘坐舒适性的关键技术。阐述了高速列车广义舒适度发展趋势和未来的主要研究方向。     

高速列车速度与技术

列车速度提升对应着一系列关键技术问题。结合中国高速铁路的大量理论研究与工程实践,针对速度提升后系统强耦合作用与高速轮轨关系、耦合振动与车体模态设计、高速列车头型气动设计、高速列车地面效应等技术问题进行阐述,应用系统动力学的研究思路与方法,提出相关解决方案,并对高速列车持续运行的系统可靠性问题进行探讨。     

高速铁路机车车辆关键技术分析

针对高速铁路机车车辆应普遍具有的牵引传动技术、复合制动技术、高性能转向架技术、车辆轻量化技术、外形的空气动力学设计技术、高速列车的控制、检测和诊断技术、车辆间密接式连接技术、车厢密封减噪及集便排污技术、高速列车倾摆技术、高速受电弓技术等十大关键技术进行分析，提出高速列车应进一步完善的技术问题。     

高速列车修程修制技术

从运行速度、日走行里程、运用环境、载客量等方面总结中国高速列车运用特点,介绍可靠性技术、寿命周期费用方法、维修信息化技术、损伤理论、轮轨关系、探伤技术、润滑理论等关键技术在高速列车检修中的研究和应用,分析高速列车各级修程主要内容和周期,介绍动车所、动车段的布局和主要设备设施,初步建立适合中国国情的高速列车修程修制理论体系和检修手段。应用实践表明:中国高速列车运营安全、可靠、高效,维修质量稳定、可控。     

高速列车远程诊断维修模式研究

针对我国高速列车技术特点和维修需求,提出高速列车远程诊断维修模式,对其主要思想和关键技术进行介绍.基于我国高速列车运用检修状况,提出远程诊断维修实现方案,对各系统的基本构成和功能进行描述和规划,为进一步构建我国高速列车数字化维修体系提供参考.     

高速综合检测列车综述

介绍世界高速铁路发达国家主要综合检测列车的情况,分析和比较各自车型的技术特点.阐述综合检测列车在我国的发展状况,选取0号高速综合检测列车和CRH380A-001高速综合检测列车进行比较.根据国外发展经验和我国现有技术状况,对我国综合检测列车未来发展方向进行总结.     

高速列车操纵运行的数值仿真

根据世界各国发展高速列车的经验和中国京浪高速试验列车预研究的进展，应用先进的数值仿真方法，深入详细地开展高速列车操纵运行的研究。以京沪试验列车运行的可行性方案为基础，建立了京沪高速线路库、高速列车机车车辆数据库和高速列车制动系统的数学模型，研制了高速列车操纵运行的数值仿真程序，对京沪高速试验列车操纵运行的关键技术问题进行了较全面的分析和研究。同时还对京沪高速列车进行了不同牵引重量、不同运行速度和不同停车方式的操纵运行的数值仿真。比较了京沪高速列车不同运行方案的运行时分、制动距离和能量消耗。研制的数值仿真程序的实用性和可靠性在近年来的各次重大提速和高速试验中得到反复验证。     

下一代地铁列车关键技术方案设计

为解决我国地铁列车相关技术及装备日益发展的需要,设计了以智能化、节能环保、高可用性、高适应性及高安全性为特征的下一代地铁车辆关键技术研究方案,提出了智能化信息服务技术、新能源技术、新一代工业以太网技术、新型牵引制动技术及减振技术等列车关键技术。通过相关研究以推动我国城市轨道交通相关产业的升级优化,提高轨道交通装备制造业在国际上的竞争力。     

关于高速列车制动距离的研究

根据高速列车的运行特点和制动性能要求，概述高速列车的制动课题，从而说明高速试验列车制动系统技术条件编制的主要依据和设计原则，特别对纯摩擦制动和复合制动两种不同工况的紧急制动距离进行分析比较，并提出高速列车制动能量分配的设计建议，以供高速试验列车的应用。     

CRH380B-002高速综合检测列车总体架构设计

CRH380B-002高速综合检测列车是我国"十一五"863计划重点项目"最高试验速度400 km/h高速检测列车关键技术研究与装备研制"研究成果,最高试验速度达400 km/h。CRH380B-002高速综合检测列车于2011年4月5日出厂,参加了京沪、广深港、哈大、津秦等高速铁路的联调联试,累计检测运行已超过30万km,为高速铁路的安全运行提供了技术支撑。本文介绍检测系统的技术架构和平面布置,并对检测设备的安装接口和数据接口进行了分析和设计。     

高速动车组列车网络控制系统自主化研制及应用

高速动车组列车网络控制系统作为动车组的神经中枢系统,完成列车的控制、监视、诊断与保护任务,是动车组的核心系统和关键技术,也是国外公司技术封锁的重点。介绍自主研制的高速动车组列车网络控制系统的主要功能、关键技术及应用情况。运用考核结果表明,该系统功能、性能和技术指标满足高速动车组技术指标要求,突破了国外公司的技术垄断和限制,系统掌握了列车网络控制系统的核心技术。     

中国高速列车的创新发展

介绍了中国高速铁路的建设规划,阐述了高速列车的九大关键技术和十项配套技术,给出了中国高速列车基本模式,分析了京沪高速列车的特征和先进性,阐明了制约高速列车速度提升的因素,肯定了基础研究对高速列车消化吸收再创新的支撑作用。     

高速列车空气阻力试验研究

高速列车运行阻力中空气阻力占主要成分，列车运行时还会产生许多空气动力现象，根据空气动力学性能，设计列车的外型和整体结构，是建设高速铁路前必须解决的问题。本文对高速列车空气阻力进行了试验研究和分析。     

高速列车系统安全可靠性分析评估方法研究

在对国内外高速列车系统安全可靠性研究现状分析的基础上,面向我国高速列车提出了一套完整的系统安全可靠性分析方法体系与评估流程,并对可靠性网络模型、安全域风险评估等系统安全可靠性分析方法进行了深入研究。基于我国CRH2型高速列车的实际运用数据对以上方法及其评估流程进行了实施验证,为形成兼容国际标准的中国高速列车安全可靠性分析评估标准规范,以及高速列车安全可靠性设计与健康运维提供了技术支撑。     

环行铁道试验线下一代列控系统试验方案研究

介绍列车运行控制系统发展状况及下一代列控系统整体架构。根据下一代列控系统特点,依托环行铁道试验线既有线路条件和配套的CTCS-3级列控系统试验设施,建立LTE-R车地无线通信试验环境、基于GNSS/INS的列车组合定位试验环境、基于卫星差分技术的列车完整性检查试验环境、列车追踪和移动闭塞试验环境,最终形成下一代列控系统试验方案,以验证下一代列控系统各关键性能的可靠性。试验方案为下一代列控系统的关键技术研究、实车试验提供理论支撑。     

高速列车车头气动噪声研究

随着我国铁路的高速发展,以及最近几年技术引进、消化吸收和再创新之后,我国已经开始研制具有自主知识产权的速度380km/h的高速列车,其中高速列车的头型研制是高速列车研制中至关重要的一步,减阻降噪是头型研制的关键技术,主要借助国外一些成功经验,对新研制的新一代高速列车头型进行了气动噪声风洞试验,对车头附近结构气动噪声分布和性质进行了详细的分析和总结。     

国外高速列车技术特点及发展趋势研究

高速列车技术是世界高速铁路系统中技术含量最高、最关键的子系统之一。从国外既有高速列车出发,结合各国开展的高速列车最新研制情况,分别从高速列车总体设计理念和关键技术方面,归纳和总结国外高速列车的技术特点和发展趋势,为我国高速列车技术的进一步发展及高速列车"走出去"战略的实施提供参考和借鉴。     

重载列车关键控制技术研究和展望

介绍了重载列车关键技术框架,梳理了重载列车在大功率牵引控制技术、无线重联控制技术和自动驾驶技术的应用现状和工作原理,对重载列车未来在无线重联控制技术、自动驾驶技术、列车自诊断与自复位技术、列车智能运维技术进行了展望。