中國(guó)高速鐵路技術(shù)體系

從世界高鐵發(fā)展談中國(guó)高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新組名：像高速動(dòng)車(chē)一樣微笑組長(zhǎng)：楊乾麗主講人：運(yùn)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(shí)，鐵路作為節(jié)能環(huán)保的綠色交通工具，通過(guò)采用高新技術(shù)，已顯示出越來(lái)越多的優(yōu)越性，正處于從低谷走向復(fù)興的重要?dú)v史階段。世界鐵路復(fù)興的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨國(guó)外高速鐵路的發(fā)展國(guó)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(xiàn)誕生，高速鐵路的里程碑，一掃鐵路“夕陽(yáng)工業(yè)”的說(shuō)法，使鐵路復(fù)蘇，拉開(kāi)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(yùn)營(yíng)?1903年德國(guó)列車(chē)試驗(yàn)速度達(dá)到203km/h?1955年法國(guó)列車(chē)試驗(yàn)速度達(dá)到330km/h?1964年日本新干線(xiàn)開(kāi)通，最高運(yùn)營(yíng)速度210km/h?1983年法國(guó)TGV投入使用，最高運(yùn)營(yíng)速度270km/h?1988年德國(guó)ICE試驗(yàn)速度達(dá)到406km/h?1990年法國(guó)TGV列車(chē)最高試驗(yàn)速度達(dá)到515.3km/h?1991年德國(guó)ICE投入使用，最高運(yùn)營(yíng)速度270km/h?2007年法國(guó)TGV列車(chē)最高試驗(yàn)速度達(dá)到574.8km/h世界高速鐵路之日本新干線(xiàn)從1964年第一條新干線(xiàn)開(kāi)通以來(lái)，日本對(duì)新干線(xiàn)高速鐵路進(jìn)行多次重大技術(shù)改進(jìn)和革新。平均時(shí)速早在90年代初就已經(jīng)達(dá)到230公里/小時(shí)，在世界獨(dú)占鰲頭。作為世界高鐵的領(lǐng)路人，日本新干線(xiàn)擁有目前最為成熟的高速鐵路商業(yè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)———近50年沒(méi)有出過(guò)任何事故，號(hào)稱(chēng)“世界安全線(xiàn)”。世界高速鐵路之德國(guó)ICE1982年5月13日，原聯(lián)邦德國(guó)鐵路決定修建高速鐵路。1982年8月試制ICE（InterCityExpress）試驗(yàn)型城際快車(chē)。1988年5月，ICE/V型試驗(yàn)列車(chē)創(chuàng)造了406km/h的高速動(dòng)車(chē)組速度記錄。目前，德國(guó)ICE高速列車(chē)多項(xiàng)技術(shù)被許多國(guó)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(guó)TGVTGV是法文“高速”的縮寫(xiě)，法國(guó)在發(fā)展高速列車(chē)方面一直居世界領(lǐng)先地位，創(chuàng)下了輪軌技術(shù)的兩個(gè)世界紀(jì)錄。1990年創(chuàng)造了每小時(shí)515.3公里的世界最高時(shí)速紀(jì)錄。2007年4月3日，在一條商業(yè)運(yùn)營(yíng)線(xiàn)鐵路進(jìn)行了TGV試驗(yàn)，列車(chē)時(shí)速達(dá)到574.8公里。鐵路是國(guó)家重要基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈和大眾化交通工具，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有重要作用。我國(guó)鐵路發(fā)展規(guī)劃我國(guó)鐵路發(fā)展規(guī)劃我國(guó)鐵路發(fā)展規(guī)劃第一人今日之世界，非鐵道無(wú)以立國(guó)。交通為實(shí)業(yè)之母，鐵路又為交通之母，國(guó)家之貧富可以鐵道之多寡而定之，地方之苦樂(lè)可以鐵道之遠(yuǎn)近計(jì)之，鐵路常為國(guó)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(guó)方略之二（實(shí)業(yè)計(jì)劃）》就草擬了一份詳細(xì)的修筑全國(guó)鐵路的計(jì)劃，規(guī)劃的全國(guó)鐵路網(wǎng)總長(zhǎng)度達(dá)10萬(wàn)英里。2004年1月，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議審議通過(guò)了我國(guó)歷史上第一個(gè)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》。2007年10月在《綜合交通網(wǎng)長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中，對(duì)鐵路網(wǎng)總體規(guī)模進(jìn)行了調(diào)整。2008年再次補(bǔ)充完善，完成了最近一次調(diào)整。按照規(guī)劃，到2020年我國(guó)新建高速鐵路將達(dá)到1.6萬(wàn)公里，鐵路網(wǎng)規(guī)模增加到12萬(wàn)公里以上。我國(guó)鐵路發(fā)展規(guī)劃中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整完善《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》

這是國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的第一個(gè)行業(yè)規(guī)劃，也是截至2020年我國(guó)鐵路建設(shè)的藍(lán)圖：到2020年，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到12萬(wàn)公里，主要繁忙干線(xiàn)實(shí)現(xiàn)客貨分線(xiàn)，復(fù)線(xiàn)率和電化率分別達(dá)到50%和60%以上，修建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)1.6萬(wàn)公里，運(yùn)輸能力滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要，主要技術(shù)裝備達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。調(diào)整部分：

（1）鐵路營(yíng)業(yè)里程由10萬(wàn)公里調(diào)整為12萬(wàn)公里；（2）客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)由1.2萬(wàn)公里調(diào)整為1.6萬(wàn)公里；（3）電化率由50%調(diào)整為60%。中國(guó)鐵路六次大提速1997年4月1日，我國(guó)鐵路第一次大提速，拉開(kāi)了鐵路提速的序幕。1998年10月1日，我國(guó)鐵路第二次大提速，列車(chē)最高時(shí)速達(dá)到160公里。2000年10月21日，全國(guó)鐵路第三次大提速，針對(duì)我國(guó)的西部?jī)?nèi)部。2001年10月21日，我國(guó)鐵路第四次大提速。2004年4月18日，我國(guó)鐵路第五次大提速，

全國(guó)鐵路旅客列車(chē)平均旅行速度達(dá)到時(shí)速65.7公里。2007年4月18號(hào)，第六次全國(guó)鐵路大提速，高速動(dòng)車(chē)組陸續(xù)上線(xiàn)運(yùn)行。中國(guó)高鐵時(shí)代的到來(lái)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(yùn)專(zhuān)線(xiàn)：（客專(zhuān)）秦沈客專(zhuān)、石太客專(zhuān)、京滬客專(zhuān)、京沈客專(zhuān)、哈大客專(zhuān)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(xiàn)時(shí)速大于200公里，新線(xiàn)時(shí)速大于250公里。第二部分主要成果與技術(shù)體系近年來(lái)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的時(shí)速350公里的京津城際鐵路、武廣和鄭西高速鐵路，時(shí)速250公里的石太、膠濟(jì)、合寧、合武及東南沿海高速鐵路，集中展示了我國(guó)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(yùn)營(yíng)時(shí)速350公里，最高試驗(yàn)速度為394.3km/h，采用大容量、高密度公交化的運(yùn)輸組織模式，大量開(kāi)行動(dòng)車(chē)組列車(chē)，全程直達(dá)運(yùn)行時(shí)間30分鐘，列車(chē)最小行車(chē)間隔3分鐘。京津城際鐵路運(yùn)營(yíng)速度達(dá)到世界第一，節(jié)能環(huán)保、運(yùn)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(zhǎng)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(xiàng)世界第一；動(dòng)車(chē)組、列控、節(jié)能環(huán)保技術(shù)均處于世界一流水平；運(yùn)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(xiàn)80%區(qū)段為黃土覆蓋,橋梁和隧道長(zhǎng)度占全長(zhǎng)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(jiǎn)稱(chēng)京滬高鐵客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，全長(zhǎng)1318公里，設(shè)計(jì)速度為300km/h，2011年6月30日通車(chē)，北京到上海最快只需4時(shí)48分，溫家寶總理主持通車(chē)典禮。2010年12月3日，在京滬高鐵試運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)中，國(guó)產(chǎn)“和諧號(hào)”CRH380A高速動(dòng)車(chē)組最高運(yùn)行時(shí)速達(dá)到486.1公里，中國(guó)高鐵再次刷新世界鐵路試驗(yàn)最高速。

高速鐵路工務(wù)工程的特點(diǎn)采用基床和路基強(qiáng)化技術(shù)、無(wú)碴軌道、無(wú)縫道岔、跨區(qū)間超長(zhǎng)無(wú)縫線(xiàn)路等。提高平順性和剛度均勻性，減少維修量，滿(mǎn)足旅客舒適度要求。大量采用高架線(xiàn)，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(yīng)復(fù)雜地形、地貌、地質(zhì)情況，有效控制工后沉降。工務(wù)工程技術(shù)創(chuàng)新工務(wù)工程技術(shù)創(chuàng)新京津城際鐵路采用雙線(xiàn)混凝土箱梁高架橋，橋梁占全線(xiàn)總長(zhǎng)87%，實(shí)現(xiàn)了與公路全立交，有效控制了工后沉降。工務(wù)工程技術(shù)創(chuàng)新鄭西高速鐵路在濕陷性黃土地區(qū)開(kāi)展了大量地質(zhì)處理和沉降控制試驗(yàn)研究。工務(wù)工程技術(shù)創(chuàng)新武廣高速鐵路成功研制了18號(hào)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(shí)現(xiàn)了大跨度鋼橋鋪設(shè)無(wú)砟軌道。工務(wù)工程技術(shù)創(chuàng)新車(chē)站建筑充分體現(xiàn)功能性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性、文化性、經(jīng)濟(jì)性。系統(tǒng)考慮車(chē)場(chǎng)、站房、廣場(chǎng)、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(yùn)交通樞紐。北京南站工務(wù)工程技術(shù)創(chuàng)新良好的高速弓網(wǎng)匹配；動(dòng)車(chē)組自動(dòng)過(guò)分相；供電可靠、穩(wěn)定；免維護(hù)、少檢修、抵御自然環(huán)境侵害強(qiáng)；供電能力滿(mǎn)足高速度、高密度、大功率；具有綜合一體化遠(yuǎn)程監(jiān)控能力。高速鐵路牽引供電具有以下特點(diǎn)牽引供電技術(shù)創(chuàng)新?tīng)恳╇娂夹g(shù)創(chuàng)新京津城際鐵路接觸線(xiàn)張力為27kN，武廣高速鐵路接觸線(xiàn)張力為30kN，有效提高了接觸網(wǎng)振動(dòng)傳遞波速、控制了接觸線(xiàn)動(dòng)態(tài)抬升。列車(chē)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(guó)、日本和法國(guó)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(kāi)放。歐洲鐵路歐盟為實(shí)現(xiàn)各國(guó)鐵路互聯(lián)互通，確定了歐洲鐵路列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)，即ETCS。其中，基于GSM-R無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)腅TCS2用于高速鐵路，現(xiàn)已成功投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，代表未來(lái)高速列車(chē)運(yùn)行控制技術(shù)的發(fā)展方向。通信信號(hào)技術(shù)創(chuàng)新國(guó)外高速鐵路列控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)通信信號(hào)技術(shù)創(chuàng)新列控中心車(chē)站聯(lián)鎖調(diào)度中心CTC軌道電路應(yīng)答器道岔信號(hào)機(jī)車(chē)載設(shè)備

系統(tǒng)組成CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)通過(guò)軌道電路和應(yīng)答器為列車(chē)提供控車(chē)信息，由軌道電路提供行車(chē)許可。用于提速既有線(xiàn)和時(shí)速250公里高速鐵路。通信信號(hào)技術(shù)創(chuàng)新CTCS-2列控系統(tǒng)介紹調(diào)度中心CTC信號(hào)機(jī)道岔中央聯(lián)鎖車(chē)載設(shè)備列控中心區(qū)域聯(lián)鎖應(yīng)答器帶燈停車(chē)牌現(xiàn)場(chǎng)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(guò)軌道電路和應(yīng)答器提供控車(chē)信息，閉塞分區(qū)入口設(shè)置有源應(yīng)答器，由應(yīng)答器提供行車(chē)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(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)，全線(xiàn)單網(wǎng)交織覆蓋，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)話(huà)音通信和無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。武廣、鄭西高速鐵路實(shí)現(xiàn)了GSM-R數(shù)字專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)，車(chē)地雙向無(wú)線(xiàn)傳輸列車(chē)運(yùn)行控制信息。GSM-R無(wú)線(xiàn)通信高速鐵路是當(dāng)今世界高新技術(shù)的集成，是國(guó)家科技實(shí)力和綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)，高速動(dòng)車(chē)組是高速鐵路的核心裝備之一。高速動(dòng)車(chē)組普遍采用了輕量化鋁合金車(chē)體、高可靠性無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架、大功率交直交牽引傳動(dòng)、微機(jī)控制的電空聯(lián)合制動(dòng)、基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的列車(chē)控制和旅客信息系統(tǒng)等。高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)創(chuàng)新高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)創(chuàng)新CRH1型動(dòng)車(chē)組主要用于廣深線(xiàn)、浙贛線(xiàn)城際間的中短途運(yùn)輸，牽引功率5300kW，5動(dòng)3拖，定員670人。適用中長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)?6輛編組動(dòng)車(chē)組即將下線(xiàn)。高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)創(chuàng)新

CRH2型動(dòng)車(chē)組主要用于北京以南地區(qū)，牽引功率4800kW，4動(dòng)4拖，定員610人。16輛編組動(dòng)車(chē)組已上線(xiàn)運(yùn)營(yíng)。高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)創(chuàng)新CRH2-300型動(dòng)車(chē)組牽引功率8208kW，6動(dòng)2拖，定員610人，最高運(yùn)營(yíng)時(shí)速350公里。高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)創(chuàng)新CRH3型動(dòng)車(chē)組牽引功率8800kW，4動(dòng)4拖，定員556人，最高運(yùn)營(yíng)時(shí)速350公里。高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)創(chuàng)新CRH5型動(dòng)車(chē)組主要用于東北和華北地區(qū)，牽引功率5500kW，5動(dòng)3拖，定員622人。高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)創(chuàng)新CRH380A型動(dòng)車(chē)組

CRH380A型動(dòng)車(chē)組為動(dòng)力分散式、交流傳動(dòng)的電力動(dòng)車(chē)組，其中8輛編組的動(dòng)車(chē)組被命名為為CRH380A，而16輛編組的動(dòng)車(chē)組被命名為CRH380AL，最高營(yíng)運(yùn)速度380公里/小時(shí)。CRH380B型動(dòng)車(chē)組

CRH380B型動(dòng)車(chē)組由北車(chē)集團(tuán)制造，其中短編組動(dòng)車(chē)為CRH380B，而長(zhǎng)編組動(dòng)車(chē)為CRH380BL，最高營(yíng)運(yùn)速度380公里/小時(shí)。CRH3型動(dòng)車(chē)組ICE3型動(dòng)車(chē)組車(chē)體由2.9米加寬到3.3米，斷面面積9m2增加到11.4m2，二等車(chē)座椅2＋3布置，定員增加100余人。寬車(chē)體技術(shù)創(chuàng)新高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)創(chuàng)新CRH3型動(dòng)車(chē)組4動(dòng)4拖，由兩個(gè)動(dòng)力單元組成。起動(dòng)牽引力300kN，輪周功率8800kW。牽引電機(jī)牽引變流器牽引電機(jī)牽引變壓器牽引電機(jī)牽引變流器牽引電機(jī)牽引電機(jī)牽引變流器牽引電機(jī)牽引變壓器牽引電機(jī)牽引變流器牽引電機(jī)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(dòng)車(chē)組技術(shù)創(chuàng)新寬敞舒適的客室環(huán)境

高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)創(chuàng)新調(diào)度指揮堅(jiān)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(yùn)營(yíng)調(diào)度技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)高速鐵路運(yùn)營(yíng)調(diào)度現(xiàn)代化。運(yùn)營(yíng)調(diào)度技術(shù)創(chuàng)新運(yùn)營(yíng)調(diào)度技術(shù)創(chuàng)新引導(dǎo)揭示系統(tǒng)客運(yùn)服務(wù)技術(shù)創(chuàng)新客運(yùn)服務(wù)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(cè)列車(chē)定期檢測(cè)，利用先進(jìn)的檢測(cè)手段對(duì)線(xiàn)路、牽引供電、通信、信號(hào)等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行綜合檢測(cè)和評(píng)估。綜合檢測(cè)技術(shù)創(chuàng)新綜合檢測(cè)技術(shù)創(chuàng)新

設(shè)施檢測(cè)自動(dòng)化、綜合維修一體化、維修手段機(jī)械化維修效率高，運(yùn)營(yíng)成本低綜合維修技術(shù)創(chuàng)新三枕?yè)v固車(chē)20頭道岔打磨車(chē)AHM800型路基處理車(chē)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(guó)鐵路一公里埋著一個(gè)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(guó)高鐵一公里埋著一卡車(chē)人民幣高鐵投資大、耗資大鐵路項(xiàng)目名稱(chēng)線(xiàn)路全長(zhǎng)鐵路投資每公里造價(jià)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(yùn)會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施投資2000億人民幣地鐵線(xiàn)路從54—200km,約146km地鐵造價(jià)4億/Km缺乏核心技術(shù)依托日本新干線(xiàn)——日本川崎重工法國(guó)TGV——法國(guó)阿爾斯通德國(guó)ICE——德國(guó)西門(mén)子加拿大鐵路——加拿大龐巴迪

我國(guó)引進(jìn)了法國(guó)阿爾斯通公司的技術(shù)到長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司，日本川崎重工的技術(shù)到南車(chē)，加拿大龐巴迪公司的技術(shù)到青島BSP公司，德國(guó)西門(mén)子公司的技術(shù)到唐山機(jī)車(chē)車(chē)輛廠(chǎng)，從此“和諧號(hào)”動(dòng)車(chē)組從此駛?cè)肓税傩盏纳钪小ｈF路發(fā)展的新特點(diǎn)鐵路發(fā)展的新特點(diǎn)從2003年到2012年，是我國(guó)鐵路建設(shè)規(guī)模最大的時(shí)期，完成這些建設(shè)任務(wù)，發(fā)達(dá)完善的鐵路網(wǎng)將初具規(guī)模。突出特征是規(guī)模大、標(biāo)準(zhǔn)高。鐵路發(fā)展的新特點(diǎn)從2003年到2012年，是我國(guó)鐵路科技進(jìn)步最快的時(shí)期，經(jīng)過(guò)不懈努力，我國(guó)技術(shù)裝備將基本達(dá)到世界